JPH07193982A

JPH07193982A - 可変速発電システム

Info

Publication number: JPH07193982A
Application number: JP5329205A
Authority: JP
Inventors: Takeo Shimamura; 武夫嶋村; Riyouma Nagura; 良馬名倉
Original assignee: Toshiba Corp; Nishishiba Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Nishishiba Electric Co Ltd
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1995-07-28
Anticipated expiration: 2017-05-27
Also published as: JP3286049B2

Abstract

(57)【要約】【目的】系統上の短絡事故の除去後、確実に過電圧抑
制装置を停止して運転継続時には可変速発電システムの
系統復帰を早めることができ、また、システム停止時に
は確実にシステムを停止状態にすることのできる可変速
発電システムを提供する。【構成】ゲート信号選択手段１８は、事故検出手段１
０からの信号と、過電圧抑制装置動作状態検出手段１７
からの信号とによって、状況を判断し、通常ゲート信号
生成手段１５ａからのインバータゲート信号か、サイリ
スタ強制消弧ゲート信号生成手段１６からのインバータ
ゲート信号か、インバータ停止信号の中から１種類のゲ
ート信号を選択して、インバータ５のＧＴＯ２０〜２５
に出力し、動作を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インバータ、直流電
源、平滑コンデンサより構成される巻線形誘導発電機の
回転子励磁装置と、サイリスタで構成され、回転子励磁
装置の過電圧を抑制する過電圧抑制装置を備えた可変速
発電システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】図８に、従来における可変速発電システ
ムの構成例を示す。図８において、１は送電系統、２は
変圧器、３は巻線形誘導発電機、４は水車、５はインバ
ータ、６は平滑コンデンサ、７は直流電源、８は過電圧
抑制装置、９はインバータ制御装置、１０は事故検出手
段、１１は第１の電流検出器、１２は第２の電流検出
器、１３は第３の電流検出器、１４は電圧検出器、１９
は遮断器である。

【０００３】上記インバータ５は、例えば、自己消弧形
スイッチング素子、例えばゲートターンオフサイリスタ
（ＧＴＯ）２０〜２５と、逆導通ダイオード３０〜３５
によって構成されており、過電圧抑制回路８は、例え
ば、サイリスタ４０〜４２によって構成されている。

【０００４】また、インバータ制御装置９は、ゲート信
号生成手段１５と、過電圧抑制装置動作状態検出手段１
７とから構成されており、ゲート信号生成手段１５は、
例えば図９に示すように、三相／二相変換器９０と、Ｐ
Ｉ制御器９１、９２と、二相／三相変換器９３と、ＰＷ
Ｍ制御器９４と、三角波発生器９５と、加算器９６、９
７とから構成されている。

【０００５】可変速発電システムの通常運転時において
は、インバータ制御装置９は、ゲート信号生成手段１５
によって生成されたゲート信号をインバータ５のＧＴＯ
２０〜２５に出力する。

【０００６】ゲート信号生成手段１５は、インバータ５
の出力側の交流電流を制御するために、インバータ５の
出力側の各相の電流、すなわち巻線形誘導発電機３の回
転子巻線の各相に流れる電流Ｉ_Ui〜Ｉ_Wiを第２の電流検
出器１２によって検出し、図９に示すように、該電流を
三相／二相変換器９０によって三相／二相変換し、この
三相／二相変換器９０の出力信号Ｉ_Di、Ｉ_Qiと指令値Ｉ
_Di ^*とＩ_QI ^*の偏差ｅ_Diとｅ_Qiをそれぞれ比較積分制器
（以下、ＰＩ制御器という。）９１、９２に入力する。

【０００７】そして、ＰＩ制御器９１、９２の出力信号
Ｖ_DiとＶ_Qiは、二相／三相変換器９３に入力され、この
二相／三相変換器９３の出力信号Ｖ_Ui，Ｖ_Vi，Ｖ_Wiはイ
ンバータ出力側の各相の電圧指令値としてＰＷＭ制御器
９４に入力される。ＰＷＭ制御器９４は、二相／三相変
換器９３の出力信号Ｖ_Ui，Ｖ_Vi, Ｖ_Wiと三角波発生器９
５から入力される三角波をそれぞれ比較することによっ
て、ＰＷＭ信号を発生させ、該ＰＷＭ信号をゲート信号
Ｕ_i，Ｖ_i，Ｗ_i，Ｘ_i，Ｙ_i，Ｚ_iとして用いること
によって、ＧＴＯ２０〜２５を点呼・消弧動作させる。

【０００８】また、ゲート信号生成手段１５は、事故検
出手段１０から送電系統上での事故発生を示す信号を受
けると、インバータ５のすべてのＧＴＯ２０〜２５に対
してゲートオフ信号を出力する。さらに、このゲート信
号生成手段１５は、過電圧抑制装置動作状態検出手段１
７より過電圧抑制装置８が動作していることを示す信号
を受けると、インバータ５の全てのＧＴＯ２０〜２５に
対してゲートオフ信号を出力する。

【０００９】事故検出手段１０は、電圧検出器１４によ
って検出した巻線形誘電発電機３の固定子側電圧と、第
３の電流検出器１３によって検出した巻線形誘導発電機
３の固定子側電流とから、送電線上の短絡事故中であれ
ば「Ｈ」、無事故状態か可変速発電システムが送電系統
から遮断されているならば「Ｌ」となる信号を出力す
る。これによって、送電系統上の短絡事故発生を検出す
ると、直ちに「Ｈ」信号がインバータ制御装置９のゲー
ト信号生成手段１５に入力され、インバータ５の運転が
停止される。

【００１０】また、この事故検出手段１０は、上記した
出力信号が「Ｈ」ならばゲートオン信号、「Ｌ」ならば
ゲートオフ信号を過電圧抑制装置８のサイリスタ４０〜
４２に出力する。これによって、送電系統上で短絡事故
が発生すると、直ちに過電圧抑制装置８が動作し、イン
バータ５の交流側の電圧を零とすることによって平滑コ
ンデンサ６の両端の電圧の過電圧を抑制する。

【００１１】なお、送電系統上の短絡事故が除去される
と、事故検出手段１０は無事故またはプラント遮断を示
す「Ｌ」信号をゲート信号生成手段１５に出力すると同
時に、ゲートオフ信号を過電圧抑制装置８のサイリスタ
４０〜４２に出力する。

【００１２】また、過電圧抑制装置動作状態検出手段１
７は、第１の電流検出器１１によって検出した電流検出
値により過電圧抑制装置８の動作状態を検出し、過電圧
抑制装置８が動作していれば「Ｈ」、そうでなければ
「Ｌ」を示す信号をゲート信号生成手段１５に出力す
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】図１０は、上記した送
電系統１の一例を示すものである。ここで、図１０のＡ
地点において三相短絡事故が発生した場合を考える。Ａ
地点は２回線の送電線であるため、事故点切り離し後、
可変速発電システムは通常運転を再開することが可能で
ある。

【００１４】Ａ地点において三相短絡事故が発生する
と、変圧器２の電圧が下がり、巻線形誘導発電機３の固
定子側と回転子側には、短絡時の内部誘起電圧ベクトル
の方向で決まる直流成分を含んだ短絡電流が流れる。こ
の電流は、巻線形誘導発電機３の固定子巻線回路の時定
数、回転子巻線回路の時定数で減衰するが、固定子巻線
電流の直流成分により、巻線形誘導発電機３の回転子巻
線には、回転子の回転速度に相当した周波数の誘起電圧
が発生する。

【００１５】ここで、短絡事故の発生は、事故検出手段
１０によって検出され、この事故検出手段１０からの事
故発生信号に応じて、インバータ制御装置９は、インバ
ータ５のＧＴＯ２０〜２５を消弧するため、回転子巻線
に発生した誘起電圧は、インバータ５のダイオ−ド３０
〜３５によって整流され、直流電圧となって平滑コンデ
ンサ６を充電し、平滑コンデンサ６の両端の電圧は上昇
する。この平滑コンデンサ６の両端の過電圧を抑制する
ために、事故検出手段１０は過電圧抑制装置８の各サイ
リスタ４０〜４２を点呼し、インバータ５の交流側の各
線間を短絡することによって平滑コンデンサ６への電流
の流入を防ぐ。

【００１６】そして、事故点Ａが系統から切り離される
と、事故検出手段１０は無事故信号を出力する。そし
て、過電圧抑制装置８のサイリスタ４０〜４２は、事故
検出手段１０からゲートオフ信号を受けるが、サイリス
タ４０〜４２には未だ電流が流れているため、事故点Ａ
切り離しと同時にサイリスタ４０〜４２をオフすること
ができない。また、前記したように巻線形誘導発電機３
の回転子側には直流分を含んだ電流が流れているため、
この電流の直流成分が十分に減衰するまでサイリスタ４
０〜４２に流れる電流は零以下にはならず、事故点Ａが
切り離されると同時に過電圧抑制装置８を停止すること
ができない。このように過電圧抑制装置８が動作してい
ると、インバータ５の交流側の各線間が短絡されている
ため、インバータ５の運転を再開することはできない。
このため、事故が除去されたにもかかわらず、可変速発
電システムを運転再開することができず、発電所として
の機能を失う期間が生ずるという問題がある。

【００１７】次に、図１０のＢ地点において三相短絡事
故が発生した場合を考える。Ｂ地点は１回線の送電線で
あるため、事故点切り離し後、可変速発電システムは停
止する。

【００１８】Ｂ地点において三相短絡事故が発生する
と、図８の可変速発電システムにおいては、上記したＡ
地点で事故が発生した場合と同様の動作が行われる。

【００１９】そして、事故点Ｂが系統から切り離される
と、変圧器２の系統に接続された高圧側が遮断されるた
め、可変速発電システムは送電系統１から切り離され、
事故検出手段１０は無事故信号を出力する。また、過電
圧抑制装置８のサイリスタ４０〜４２は、事故検出手段
１０からゲートオフ信号を受けるが、変圧器２の高圧側
が遮断された後は巻線形誘導発電機３の固定子巻線側に
は電流が流れないため、巻線形誘導発電機３の回転子巻
線側には前記した巻線形誘導電動機３の回転子側回路の
時定数で減少する直流電流のみが流れることとなり、過
電圧抑制装置８のサイリスタ４０〜４２は、ゲートオフ
信号を入力されても転流できない。

【００２０】このように、サイリスタ４０〜４２が転流
できずオン状態が継続すると、巻線形誘導発電機３の回
転子側に流れる直流電流と回転子によって、巻線形誘導
発電機３の固定子側に交流電圧が発生する。これによっ
て、可変速発電システムが系統から遮断されて運転停止
状態にあるにも関わらず、巻線形誘導発電機３の固定子
側に電圧が発生し、この電圧によって変圧器２の高圧側
にも電圧が現れ、完全に停止していない期間が生ずると
いう問題がある。

【００２１】図１１にＢ地点において事故が発生した場
合のシステムの動作を示す。同図において、（ａ）は過
電圧抑制装置８のサイリスタ４０〜４２に流れる電流の
波形、（ｂ）は巻線形誘導発電機３の回転子巻線に流れ
る電流の波形、（ｃ）は巻線形誘導発電機３の固定子巻
線側の電圧の波形を示す。

【００２２】同図に示すように、時点Ｓにて送電系統１
で三相短絡事故が発生すると、巻線形誘導発電機３の固
定子巻線側の電圧（ｃ）が急激に減少すると同時に、過
電圧抑制装置８が動作し、過電圧抑制装置８のサイリス
タ４０〜４２の電流（ａ）が生じる。そして、時点Ｅに
て三相短絡事故が除去され、可変速発電システムが遮断
機１９により送電系統１から遮断されると、巻線形誘導
発電機３の固定子巻線には電流が流れなくなるため、巻
線形誘導発電機３の回転子巻線の交流成分は零となり、
直流成分のみが回転子巻線側回路の時定数で減衰するよ
うになる。このため、過電圧抑制回路８のサイリスタ４
０〜４２は転流せず、巻線形誘導発電機の固定子巻線側
には、（ｃ）に示すように、可変速発電システムが停止
状態にあるにも関わらず、電圧が現れることになる。

【００２３】本発明は、かかる従来の事情に対処してな
されたもので、系統上の短絡事故の除去後、確実に過電
圧抑制装置を停止して運転継続時には可変速発電システ
ムの系統復帰を早めることができ、また、システム停止
時には確実にシステムを停止状態にすることのできる可
変速発電システムを提供しようとするものである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
高圧側が送電系統に接続され送電系統の電圧を低圧に変
圧する変圧器と、固定子巻線が前記変圧器の低圧側に接
続された巻線形誘導発電機と、スイッチング素子を有
し、前記巻線誘導発電機の回転子巻線に接続され、該巻
線形誘導発電機に交流電力を供給するインバータと、前
記インバータの直流側に接続され、前記インバータに直
流電力を供給する直流電源と、前記直流電源の直流電圧
を平滑する平滑コンデンサと、事故発生時に、前記イン
バータの交流側の各線間を短絡するよう点呼されるサイ
リスタからなり、前記平滑コンデンサに過電圧が生じる
ことを防止する過電圧抑制装置と、事故発生時に、前記
インバータの前記スイッチング素子を消弧し、かつ、事
故除去後、前記スイッチング素子を点呼して、該インバ
ータの交流側に流れる電流を制御し、前記過電圧抑制装
置の前記サイリスタを強制的に消弧するインバータ制御
装置とを具備したことを特徴とする。

【００２５】また、請求項２記載の発明は、請求項１に
おいて、前記インバータ制御装置は、前記過電圧抑制装
置の各サイリスタに流れる電流を検出し、該検出値に応
じて前記サイリスタの中から消弧対象となるサイリスタ
を選択することを特徴とする。

【００２６】

【作用】上記構成の本発明出は、送電線上で発生した短
絡事故が除去された際に、過電圧抑制装置のサイリスタ
に、インバータの直流側の直流電圧が逆電圧として印加
されるようにインバータのスイッチング素子を操作する
ことによって、サイリスタに流れる電流を零にして、強
制的に該サイリスタをオフする。

【００２７】これによって、系統上の短絡事故の除去
後、確実に過電圧抑制装置を停止して運転継続時には可
変速発電システムの系統復帰を早めることができ、ま
た、システム停止時には確実にシステムを停止状態にす
ることができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の詳細を図面を参照して一実施
例について説明する。

【００２９】図１は、本発明の一実施例の可変速発電シ
ステムの構成を示すもので、図８に示した従来の可変速
発電システムと対応する部分には、同一符号が付してあ
る。本実施例において、インバータ制御装置９ａは、通
常ゲート信号生成手段１５ａと、サイリスタ強制消弧ゲ
ート信号生成手段１６と、過電圧抑制装置動作状態検出
手段１７と、ゲート信号選択手段１８とから構成されて
いる。

【００３０】また、図１の事故検出手段１０は、図２に
示すように、三相／二相変換器５０、５１と、極座標変
換器５２、５３と、比較器５４、５５と、ＮＯＴゲート
回路５６と、ＡＮＤゲート回路５７とから構成されてい
る。

【００３１】また、通常ゲート生成手段１５ａは、図３
に示すように、三相／二相変換器９０と、ＰＩ制御器９
１、９２と、二相／三相変換器９３と、ＰＷＭ制御器９
４と、三角波発生器９５と、加算器９６、９７とから構
成されている。

【００３２】また、図１の過電圧抑制装置動作状態検出
手段１７は、図４に示すように、比較器１００〜１０２
と、ＡＮＤゲート回路１０３と、ＮＯＴゲート回路１０
４とから構成されている。そして、第１の電流検出器１
１によって検出した検出値Ｉ_OU、Ｉ_OV、Ｉ_OWより過電圧
抑制装置８の動作状態を検出し、過電圧抑制装置８が動
作していれば「Ｈ」、そうでなければ「Ｌ」を示す信号
をゲート信号選択手段１８に出力する。

【００３３】また、サイリスタ強制消弧ゲート生成手段
１６は、後述するように、第１の電流検出器１１によっ
て検出された過電圧抑制装置８のサイリスタ４０〜４２
に流れる電流を予め設定した設定値と順次比較し、サイ
リスタ４０〜４２を強制消弧するためのインバータゲー
ト信号を生成する手段である。

【００３４】さらに、ゲート信号選択手段１８は、後述
する事故検出手段１０からの信号Ｊ₃とＪ₄と過電圧抑
制装置動作状態検出手段１７からの信号に基づき、図６
に示すようなテーブルからインバータ５の運転状態を例
えばマイクロコンピュータで判断する。

【００３５】上記構成の可変速発電システムにおいて、
通常運転時には、インバータ制御装置９ａは、ゲート信
号選択手段１８によって通常ゲート信号生成手段１５ａ
からの信号を選択してインバータ５のＧＴＯ２０〜２５
に出力する。

【００３６】通常ゲート信号生成手段１５ａは、インバ
ータ５の出力側の交流電流を制御するために、インバー
タ５の出力側の各相の電流、すなわち巻線形誘導発電機
３の回転子巻線の各相に流れる電流Ｉ_Ui〜Ｉ_Wiを第２の
電流検出器１２によって検出する。そして、図３に示す
ように、この電流を三相／二相変換器９０によって三相
／二相変換し、三相／二相変換器９０の出力信号Ｉ_Di、
Ｉ_Qiと指令値Ｉ_Di ^*とＩ_Qi ^*の偏差を加算器９６、９７
で演算し、この偏差ｅ_Diとｅ_QiをそれぞれＰＩ制御器９
１、９２に入力する。このＰＩ制御器９１、９２の出力
信号Ｖ_DiとＶ_Qiは、二相／三相変換器９３に入力され、
二相／三相変換器９３の出力信号Ｖ_Ui、Ｖ_Vi、Ｖ_Wiはイ
ンバータ出力側の各相の電圧指令値としてＰＷＭ制御器
９４に入力され、ＰＷＭ制御器９４は、これらの信号Ｖ
_Ui、Ｖ_Vi、Ｖ_Wiと三角波発生器９５から入力される三角
波をそれぞれ比較することによってＰＷＭ信号を発生さ
せ、このＰＷＭ信号をインバータゲート信号として用い
ることによって、インバータ５のＧＴＯ素子２０〜２５
を点呼・消弧動作させる。

【００３７】可変速発電システムの通常運転時に送電系
統上で短絡事故が発生すると、事故検出手段１０は、図
２に示すように、電圧検出器１４によって検出した巻線
形誘導発電機３の固定子側電圧Ｖ_GU, Ｖ_GV, Ｖ_GWと、三
相／二相変換器５１と極座標変換器５２によって、巻線
形誘導発電機３の固定子側電圧の振幅値を算出する。そ
して、この振幅値と予め設定された設定値Ｖ_G1 ^*を比較
器５５において比較し、振幅値が設定値Ｖ_G1 ^*よりも小
さいならば「Ｈ」、そうでないならば「Ｌ」となるよう
な信号Ｊ₁を生成する。

【００３８】これとともに、事故検出手段１０は、第３
の電流検出器１３によって検出した巻線形誘導発電機３
の固定子側電流Ｉ_GU, Ｉ_GV, Ｉ_GWと、三相／二相変換器
５０と、極座標変換器５２によって巻線形誘導発電機３
の固定子側に流れる電流の振幅値を算出し、この振幅値
と予め設定された設定値Ｉ_G1 ^*を比較器５４において比
較し、ＮＯＴ回路５６を介して、振幅値が設定値Ｉ_G1 ^*
より大きいならば「Ｈ」、そうでないならば「Ｌ」とな
るような信号Ｊ₂を生成する。

【００３９】そして、ＡＮＤゲート回路５７によって信
号Ｊ₁と信号Ｊ₂の論理積となる信号Ｊ₃を出力する。
この信号Ｊ₃は、送電線上の短絡事故中であれば
「Ｈ」、無事故状態か可変速発電システムが送電系統か
ら遮断されているならば「Ｌ」を示すような信号であ
る。

【００４０】また、この事故検出手段１０は、上記した
信号Ｊ₃が「Ｈ」ならばゲートオン信号、「Ｌ」ならば
ゲートオフ信号を過電圧抑制装置８のサイリスタ４０〜
４２に出力する。これによって、過電圧抑制装置８を動
作させ、インバータ５の交流側の電圧を零とすることに
よって平滑コンデンサ６の両端の過電圧を抑制する。ま
た、比較器５４の出力は、可変速発電システムが送電系
統から遮断されていれば「Ｈ」、接続されていれば
「Ｌ」となるが、この信号Ｊ₄は、ゲート信号選択手段
１８に出力する。

【００４１】送電系統上の短絡事故が除去されると、事
故検出手段１０は無事故を示す「Ｌ」信号を、信号Ｊ₃
としてゲート信号選択手段１８に出力すると同時に、ゲ
ートオフ信号を過電圧抑制装置８のサイリスタ４０〜４
２に出力する。また、可変速発電システムが遮断されて
いれば、「Ｈ」信号を信号Ｊ₄としてゲート信号選択手
段１８に出力する。

【００４２】そして、ゲート信号選択手段１８は、上記
した事故検出手段１０からの信号Ｊ₃とＪ₄と、過電圧
抑制装置動作状態検出手段１７からの信号とによって、
図６に示すテーブルに従って判断を行う。そして、判断
した結果が「通常」ならば通常ゲート信号生成手段１５
ａによって生成されたインバータゲート信号をインバー
タ５に出力し、「停止」ならばインバータゲート信号と
して全てゲートオフ信号を出力し、「リセット」ならば
サイリスタ強制消弧ゲート生成手段１６からの信号をイ
ンバータゲート信号として出力する。

【００４３】サイリスタ強制消弧ゲート信号生成手段１
６は、例えばマイクロコンピュータ等を用いて図５に示
すような比較演算を行って、インバータゲート信号を生
成する。

【００４４】すなわち、第１の電流検出器１１によって
検出した過電圧抑制装置８のサイリスタ４０〜４２に流
れる電流の検出値Ｉ_OU、Ｉ_OV、Ｉ_OWを予め設定された設
定値Ｉ_S ^*と順次比較し（１１１，１１２，１１３）、
これらの検出値Ｉ_OU、Ｉ_OV、Ｉ_OWが設定値Ｉ_S ^*よりも
大きいならば、対応するサイリスタ４０〜４２が導通状
態であると判断し、さらに、検出値Ｉ_OU、Ｉ_OV、Ｉ_OWと
予め設定された設定値Ｉ_max ^*と順次比較し（１２１，
１２２，１２３）、検出値Ｉ_OU、Ｉ_OV、Ｉ_OWが設定値Ｉ
_max ^*よりも小さいならばサイリスタを４０〜４２強制
消弧可能であると判断し、サイリスタ強制消弧ゲート信
号を出力する（１３１，１３２，１３３）。

【００４５】なお、上記設定値Ｉ_max ^*は、インバータ
５のＧＴＯ２０〜２５の許容範囲内の電流値である。ま
た、上記サイリスタ強制消弧ゲート信号は、被強制消弧
サイリスタにインバータ５の直流側の電圧を逆電圧とし
て印加するようにインバータ５のＧＴＯ２０〜２５の中
から選択して点呼する信号である。例えば、図１におい
て、サイリスタ４２を強制消弧する場合には、インバー
タ５のスイッチング素子２０と２３を点呼する。

【００４６】ゲート信号選択手段１８によって、「リセ
ット」と判断され、上記したサイリスタ強制消弧ゲート
生成手段１６からの信号が選択されて、過電圧抑制装置
８のサイリスタ４０、４１、４２の全てが消弧される
と、過電圧抑制装置動作状態検出手段１７は「Ｌ」信号
を出力する。

【００４７】この時、事故検出手段１０の出力信号Ｊ₃
が「Ｌ」で、過電圧抑制装置動作状態検出手段１７の出
力信号が「Ｌ」で、Ｊ₄が「Ｌ」であると、ゲート信号
選択手段１８は、通常ゲート信号生成手段１５ａによっ
て生成されるインバータゲート信号をインバータ５のＧ
ＴＯ２０〜２５に出力する。また、事故検出手段１０の
出力信号Ｊ₄が「Ｈ」である場合には、ゲート信号選択
手段１８は可変速発電システムが送電系統から遮断され
ていると判断し、インバータ５の運転を停止するために
インバータ５のＧＴＯ２０〜２５の全てにゲートオフ信
号を出力し、インバータ５を停止する。

【００４８】本実施例では、送電系統の上で短絡事故が
発生し、図１に示す可変速発電システムの過電圧抑制装
置８が動作しても、送電系統上の短絡事故が除去された
後、インバータ５によって過電圧抑制装置８のサイリス
タ４０〜４１を素早く消弧し、短絡事故除去後に可変速
発電システムを運転継続する場合にはインバータ５の通
常運転への復帰を早め、短絡事故除去後に可変速発電シ
ステムを送電系統から遮断する場合には巻線形誘導発電
機３の回転子巻線に流れる直流電流を素早く減衰させ、
該巻線形誘導発電機の固定子側に現れる電圧を無くし、
確実にシステムを停止することが可能となる。

【００４９】また、前記サイリスタの強制消弧を行なう
ときに、インバータ５のＧＴＯ２０〜２５の許容範囲に
ある電流が流れているサイリスタ４０〜４１を選択して
強制消弧するため、インバータ５のＧＴＯ２０〜２５を
破壊することなく安全に使用でき、システムの耐久性、
運転継続性を高めることが可能となる。

【００５０】図７に、本実施例の動作例を示す。同図に
おいて、（ａ）は過電圧抑制装置８のサイリスタ４０〜
４２に流れる電流の波形、（ｂ）は巻線形誘導発電機３
の回転子巻線に流れる電流の波形、（ｃ）は巻線形誘導
発電機３の固定子巻線側の電圧の波形を示す。

【００５１】時点Ｓにて送電系統上で短絡事故が発生
し、巻線形誘導発電機の固定子巻線側の電圧（ｃ）が急
激に減少し、事故検出手段１０によって過電圧抑制装置
８が作動され、該過電圧抑制装置のサイリスタに（ａ）
に示すような電流が流れる。時点Ｅにて遮断器１９によ
って可変速発電システムが送電系統１から遮断される
と、（ｂ）に示すように巻線形誘導発電機３の回転子巻
線に流れる電流は急激に減衰するが、固定子巻線に電流
が流れないため、直流分が支配的になり、（ａ）に示す
ように過電圧抑制装置８のサイリスタ４０〜４１は消弧
されないが、時点Ｐにてインバータ５によってサイリス
タ４０〜４１を強制消弧することにより、巻線形誘導発
電機３の回転子巻線に流れる電流は急激にインバータ５
のＧＴＯ２０〜２５を通して平滑コンデンサ６に引き取
られ、次第に零となる。その結果、巻線形誘導発電機３
の固定子巻線側に現れる電圧も次第に零となり、システ
ムは完全に停止することが可能となる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
可変速発電システムにおいて、送電系統上で短絡事故が
発生し、平滑コンデンサの両端の電圧の過電圧を抑制す
るために過電圧抑制装置が動作した後、送電系統上の短
絡事故が除去された際に、素早く過電圧抑制装置を停止
させることが可能となり、可変速発電システムが短絡事
故除去後に運転を継続する場合に素早く系統に復帰で
き、また、可変速発電システムが短絡事故除去後に運転
を停止する場合には、確実に運転を停止することが可能
となる。

【００５３】また、過電圧抑制装置のサイリスタの強制
消弧を行うときに、インバータのスイッチング素子の許
容範囲にある電流が流れているサイリスタを選択して強
制消弧するため、インバータのスイッチング素子を破壊
することなく安全に使用でき、システムの耐久性、運転
継続性を高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の可変速発電システムの構成
を示す図。

【図２】図１の事故検出手段の構成を示す図。

【図３】図１のインバータ制御装置の構成を示す図。

【図４】図１の過電圧抑制装置動作状態検出手段の構成
を示す図。

【図５】図１のサイリスタ強制消弧ゲート信号生成手段
の動作を説明するための図。

【図６】図１のゲート信号選択手段の動作を説明するた
めの図。

【図７】図１の可変速発電システムの動作を説明するた
めの図。

【図８】従来の可変速発電システムの構成を示す図。

【図９】図８のインバータ制御装置の構成を示す図。

【図１０】送電系統の例を示す図。

【図１１】図８の可変速発電システムの動作を説明する
ための図。

【符号の説明】

１送電系統２変圧器３巻線形誘導発電機５インバータ６平滑コンデンサ８過電圧抑制装置９ａインバータ制御装置１０事故検出手段１５ａ通常ゲート信号生成手段１６サイリスタ強制消弧ゲート信号生成手段１７過電圧抑制装置動作状態検出手段１８ゲート信号選択手段２０〜２５ゲートターンオフサイリスタ３０〜３５ダイオード４０〜４２サイリスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高圧側が送電系統に接続され送電系統の
電圧を低圧に変圧する変圧器と、固定子巻線が前記変圧器の低圧側に接続された巻線形誘
導発電機と、スイッチング素子を有し、前記巻線誘導発電機の回転子
巻線に接続され、該巻線形誘導発電機に交流電力を供給
するインバータと、前記インバータの直流側に接続され、前記インバータに
直流電力を供給する直流電源と、前記直流電源の直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、事故発生時に、前記インバータの交流側の各線間を短絡
するよう点呼されるサイリスタからなり、前記平滑コン
デンサに過電圧が生じることを防止する過電圧抑制装置
と、事故発生時に、前記インバータの前記スイッチング素子
を消弧し、かつ、事故除去後、前記スイッチング素子を
点呼して、該インバータの交流側に流れる電流を制御
し、前記過電圧抑制装置の前記サイリスタを強制的に消
弧するインバータ制御装置とを具備したことを特徴とす
る可変速発電システム。
【請求項２】請求項１において、前記インバータ制御装置は、前記過電圧抑制装置の各サ
イリスタに流れる電流を検出し、該検出値に応じて前記
サイリスタの中から消弧対象となるサイリスタを選択す
ることを特徴とする可変速発電システム。