JPH0767256A - 他励式交直変換器の制御装置 - Google Patents

他励式交直変換器の制御装置

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JPH0767256A
JPH0767256A JP5232273A JP23227393A JPH0767256A JP H0767256 A JPH0767256 A JP H0767256A JP 5232273 A JP5232273 A JP 5232273A JP 23227393 A JP23227393 A JP 23227393A JP H0767256 A JPH0767256 A JP H0767256A
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JP
Japan
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phase
voltage
converter
control
relay
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JP5232273A
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English (en)
Inventor
Hisataka Iio
尚隆 飯尾
Midori Otsuki
みどり 大槻
Yasuhiro Noro
康宏 野呂
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 交直変換器の制御装置において、交流系統の
事故などによる3相不平衡時にも、可能な限りの送電を
継続しつつ、安定に交直変換器の運転を継続できるよう
にする。 【構成】 他励式交直変換器の制御装置において、通常
は位相制御方式としてパルス間隔一定制御を行ない、変
換器の接続された交流系統の電圧が低下して交流不足電
圧リレーが動作した場合、あるいは交流系統の電圧に3
相不平衡が生じて逆相電圧検出リレーが動作した場合に
は、それらのリレーの動作信号によって、位相制御を変
換器の各アーム毎に行なう各相制御方式に切り替える回
路を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電力系統において直流
送電システム又は周波数変換装置又は系統連系装置に適
用される他励式交直変換器の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的な他励式交直変換器の構成及び制
御装置を図11に示す。図11において、交流母線1が変換
器用変圧器2を介して、サイリスタブリッジで構成され
た変換器3に接続されている。変換器3は順変換器又は
逆変換器として動作する。直流回路は直流リアクトル4
を介してもう一方の変換器7に接続されており、変換器
7の交流側は変換器用変圧器9を介して交流母線8に接
続されている。
【0003】変換器3と変換器7は同じようにして動作
するので、変換器3側について説明する。直流電圧検出
器6により直流電圧Edを検出し、直流電圧が設定値通
りの値になるような制御角を電圧制御装置12で決定す
る。直流電流検出器5により直流電流Idを検出し、直
流電流が設定値通りの値になるような制御角を電流制御
装置13で決定する。又、交流電圧検出器11により交流母
線の各相電圧を検出し、設定された最小余裕角を維持す
るための制御角を余裕角制御装置14で決定する。12〜14
の制御装置が出力する制御角のうち最小のものを最小値
選択装置17で選択し、最終的な制御角αとして出力す
る。
【0004】一方、交流電圧検出器11により交流母線1
の各相電圧を検出し、位相検出器A15で交流電圧の位相
を検出して位相角θを出力する。パルス発生器18ではこ
の制御角αと位相角θから、各サイリスタに与えるゲー
トパルスの発生タイミングを決めてパルス信号を発生す
る。交流母線の電圧の位相を検出して制御角αと突き合
せを行なう、いわゆる位相制御方式としては一般に、通
信障害や、交流電圧波形歪の原因となる非理論高調波の
発生が少ないパルス間隔一定制御を用いている。これは
同期発振器を用いてその周波数を制御することにより、
交流電圧の位相を決める方式で等間隔のパルスを発生す
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来技術で使用してい
るパルス間隔一定制御では、この制御の入力電圧は3相
平衡を前提として平均値をとるような制御を行なってい
る。そのため、交流母線1の電圧が地絡や短絡などによ
り3相不平衡となった場合には、相によっては検出され
た電圧位相と実際の位相との誤差が大きくなる。これに
より変換器3が逆変換運転している場合には、正常な転
流を行なうのに必要な余裕角が不足する相が出てくる可
能性がある。このため変換器サイリスタバルブの転流失
敗を招き易い。又、これを防ぐために制御角αを小さく
して点弧パルスのタイミングを強制的に早める、いわゆ
るβ進め制御を行なうと充分な余裕角のある相まで同じ
制御が行なわれるため有効電力が必要以上に低下し、無
効電力が大きくなって交流系へ与える影響が大きくな
る。本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、交
流系統の事故などによる3相不平衡時にも可能な限りの
電力を送電しつつ、安定に交直変換器の運転を継続する
ことのできる交直変換器の制御装置を提供することを目
的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
他励式交直変換器の制御装置は、交流母線の電圧が平衡
であるか不平衡であるかを不足電圧リレーもしくは逆相
電圧リレーの動作信号により検出し、平衡時はパルス間
隔一定制御を位相制御方式とし、交流母線の電圧が不平
衡時は変換器の各アームにかかる電圧の位相を個別に検
出する各相制御方式とする。
【0007】本発明の請求項2に係る他励式交直変換器
の制御装置は、変換器の接続された交流系統の各相毎の
電圧レベルを監視する不足電圧リレーを設け、少なくと
も1相の電圧が低下して、不足電圧リレーが動作した場
合には、どの相に対するリレーが動作したかの情報信号
により、変換器の各アームの転流電圧の位相が定常時よ
り遅れた状態になっているか進んだ状態になっているか
を推定し、進んだ状態になっていると推定されたアーム
に与える点弧パルスの発生タイミングを、強制的に早め
る動作をする回路を設ける。
【0008】
【作用】本発明の請求項1に係る他励式交直変換器の制
御装置は、変換器の接続された交流系統の電圧を監視す
る不足電圧リレー又は逆相電圧リレーの動作信号によっ
て、リレーが不動作時、即ち、交流系統の電圧が平衡し
ている時はパルス間隔一定制御によって変換器を運転す
ることにより変換器の発生する非理論高調波を抑え、リ
レー動作時、即ち、電圧不平衡が大きくなった時や電圧
が低下した時は、変換器の各相アーム毎に電圧の位相を
検出することで、各アームが正常な転流を行なうのに必
要な余裕角を確保しながら変換器を運転することを可能
とする。
【0009】本発明の請求項2に係る他励式交直変換器
の制御装置は、交流系統の不平衡事故時に、変換器の接
続された交流系統の各相毎の電圧のを監視する不足電圧
リレーの動作信号によって、転流電圧の位相が定常時よ
りも進むアームに対しては、点弧パルスの発生タイミン
グを強制的に早くすることにより、交流系不平衡事故時
にも、変換器の全アームが充分な余裕角を確保しながら
運転することを可能とする。
【0010】
【実施例】図1は本発明の請求項1に係る他励式交直変
換装置の一実施例の構成図である。図1において図11と
同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
本実施例では変換器の位相制御回路としてパルス間隔一
定制御を行なう位相検出器A15と交流電圧各相の位相を
検出する位相検出器B16を設け、それらの出力のうちど
ちらかをスイッチ回路19で選択してパルス発生回路18に
与える。又、交流母線に母線電圧値が一定値以下に低下
したことを検出する不足電圧リレー10を設置し、整定値
としては例えば定格電圧の60%程度の値を設定する。
そしてこのリレー出力信号により、リレー不動作時は位
相検出器A15の出力を選択し、リレー動作時は位相検出
器B16の出力を選択するようスイッチ回路19の切り替え
を行なう。その他の構成は図11と同様である。
【0011】次に請求項1に係る実施例の作用を説明す
る。先ず、変換器が接続された交流母線1の電圧を監視
する不足電圧リレー10が動作信号を出さない場合、即
ち、母線電圧が平衡の時はスイッチ回路19をA側に切り
替える。この場合パルス間隔一定制御により交流母線1
の電圧位相を検出している位相検出回路A15の出力を検
出位相θとして使用する。又、動作信号を出した場合、
即ち、母線電圧が不平衡の時は、スイッチ回路19をB側
に切り替え交流電圧各相の位相を検出する位相検出回路
B16の出力を検出位相θとして使用する。これによっ
て、交流電圧平衡時は、パルス間隔一定制御を行ない各
相毎の電圧位相を検出する。
【0012】本実施例によれば交流母線電圧が平衡時は
位相制御をパルス間隔一定制御により行ない、等間隔を
発生させることにより非理論高調波の発生を少なくさせ
る効果がある。又、交流母線電圧不平衡時は位相制御を
交流母線電圧各相の位相を検出することにより、制御遅
れ角αや余裕角γを各アーム毎に必要最小限の値に選べ
るため、転流失敗を防止し、かつ最大限の電力を送るこ
とができる。
【0013】請求項1に係る他の実施例1を図2に示
す。本実施例では交流母線に母線電圧値が一定値以下に
低下したことを検出する不足電圧リレー10A及び逆相電
圧検出リレー10Bを設置する。この2つのリレー信号を
判定回路25でAND又はORとし、その出力信号でスイ
ッチ回路19を切り替える。そして判定回路25がAND回
路の場合、判定回路25の出力信号が1の時スイッチ回路
をAに接続し、出力信号が0の時スイッチ回路をBに接
続する。判定回路25がOR回路の場合、判定回路25の出
力信号が1の時スイッチ回路をBに接続し、出力信号が
0の時スイッチ回路をAに接続する。この切り替えによ
り3相地絡等の平衡事故に対しては位相検出器A15によ
るパルス間隔一定制御を可能とする。なお、その他の構
成及び作用は請求項1の実施例と同一である。
【0014】請求項1に係る更に他の実施例2を図3に
示す。本実施例では母線電圧が平衡の場合はスイッチ回
路19,20をA側に切り替え、余裕角制御を間接制御と
し、位相検出器A15にPLLもしくはベクトルフィルタ
を用いたパルス間隔一定制御を位相制御方式とする。間
接制御とは交流電圧Vac直流電流Idを検出し、その値
と設定した余裕角γの値により(1) 式より制御角αを出
力する制御方式である。
【数1】 α= cos-1((− cosγ+(2XId/Vac)) ………(1) Xは転流インピーダンス
【0015】又、母線電圧が不平衡の時は、スイッチ回
路19,20をB側に切り替え、余裕角制御を変換器各バル
ブの余裕角を検出する直接制御方式とする。又、位相制
御は交流電圧各相の位相を検出する手段を位相制御方式
とする。なお、他の実施例として図1又は図3におい
て、不足電圧リレー10を逆相電圧リレーとした場合も同
様の作用で効果が期待できる。
【0016】図4は本発明の請求項2に係る他励式交直
変換装置の実施例の構成図であり、図11と異なる部分に
ついてのみ説明する。本実施例では位相制御回路に、P
LL(Phase Locked Loop )等を使用してパルス間隔一
定制御を行なう位相検出器A15と位相補正回路22を備え
る。又、交流母線に母線電圧値が一定値以下に低下した
ことを検出する不足電圧リレー10を設置する。このリレ
ー出力信号により、リレー不動作時は位相検出器A15の
出力を選択し、リレー動作時は位相補正回路22の出力を
位相検出器A15の出力に加算するようスイッチ回路19の
切り替えを行なう。
【0017】位相補正回路22は例えば図7に示すような
構成になっており、交流母線各相に設置された不足電圧
リレー10の動作信号を入力値とし、その組み合わせに応
じて、RS相線間電圧,ST相線間電圧,TR相線間電
圧に与える補正値として、+30°,−30°,0°い
ずれかの値を図8の入出力対応に従って夫々に出力する
シーケンス構成とする。出力値はスイッチ回路19により
PLLによるパルス間隔一定制御の出力値に加算され
る。なお、この例は変換器用変圧器2がY−Δ結線で変
換器3が6相ブリッジを構成している場合に対応してい
るが、変換器用変圧器2がY−Δ結線とY−T結線で変
換器3が12相ブリッジを構成している場合は、位相補
正回路22の出力値として、RN相線間電圧,SN相線間
電圧,TN相線間電圧の値が追加される。
【0018】次に請求項2に係る実施例の作用を説明す
る。本実施例では変換器が接続された交流母線1の電圧
を監視する不足電圧リレー10が動作信号を出さない時、
即ち、母線電圧が平衡の時はスイッチ回路21をOFF状
態にしパルス間隔一定制御により、交流母線1の電圧位
相を検出している位相検出回路A15の出力を検出位相θ
として使用し、動作信号を出した時、即ち、母線電圧が
不平衡の時は、スイッチ回路21をON状態にし交流電圧
の電圧位相を検出している位相検出回路B16の出力に、
位相補正回路22の出力を加算した出力を位相検出θとし
て使用する。
【0019】位相補正は電圧不平衡時の線間電圧ベクト
ルと電圧平衡時の線間電圧ベクトルから決まる両ベクト
ルの位相差を考慮し、事故の種類に応じてこの位相差で
パルス間隔一定制御の位相検出値に補正にかける。各系
統で夫々事前に解析などするとどのようなベクトルにな
るかが解るが、1つの例として、変換器3が6相ブリッ
ジの場合において、頻度の高い1相地絡事故の場合、事
故前の母線電圧は図5になり、R相で地絡事故が発生し
たときの事故後の母線電圧は図6となる。
【0020】なお、図は直接接地系で地絡抵抗が零の場
合であり絶対的なものではない。ここでRS相線間電圧
ベクトルに着目すると事故後のベクトルは事故前のベク
トルよりも30°遅れている。又、TR相線間電圧ベク
トルに着目すると事故後のベクトルは事故前のベクトル
よりも30°進んでいる。そこで対地電圧リレーが1相
地絡事故を検出し故障信号を出した場合、地絡相に応じ
て位相補正値として遅れている相には−30°を、進ん
でいる相には+30°をパルス間隔一定制御の位相検出
値に加算する。
【0021】本実施例によれば交流母線電圧が平衡時は
位相制御をパルス間隔一定制御により行ない、等間隔パ
ルスを発生させることにより非理論高調波の発生を少な
くさせる効果がある。又、交流母線電圧不平衡時は位相
制御としてパルス間隔一定制御に位相補正回路による位
相補正を付加することにより、制御遅れ角αや余裕角γ
を各アーム毎に必要最小限の値に選べる。これにより転
流失敗を防止し最大限の電力を送ることを可能とし、か
つ非理論高調波の発生を少なくすることができる。
【0022】次に請求項2に係る他の実施例を図9に示
す。整定値として定格電圧の20%,40%,60%の
値を使用した不足電圧リレー23,24,25を夫々備え、い
ずれの不足電圧リレー10も動作信号を出さない場合は位
相制御回路をパルス間隔一定制御とし、図9のスイッチ
回路21をOFF状態にし、位相検出回路A15の出力を検
出位相θとして使用する。
【0023】位相補正回路22の入出力対応表は図10に示
す通りであり、不足電圧リレー23,24.25の動作信号を
入力値として、この組み合わせに応じて位相補正角Xを
決める。そして、この位相補正角Xの値と3相の動作信
号の組み合わせにより出力値を最終的に決定する。不足
電圧リレー25が動作信号を出した場合、スイッチ回路21
をON状態にし、不足電圧リレー23,24,25の動作信号
の組み合わせによって位相補正回路22が出力する値を位
相検出回路A15の出力に加算する。なお、説明に取り上
げた不足電圧リレーの数や整定値、位相補正角Xは一例
である。
【0024】本実施例によれば交流母線電圧が平衡時は
位相制御をパルス間隔一定制御により行ない、等間隔パ
ルスを発生させることにより非理論高調波の発生を少な
くさせる効果がある。又、交流母線電圧不平衡時は位相
制御としてパルス間隔一定制御に位相補正回路による位
相補正を付加することにより、制御送れ角αや余裕角γ
を各アーム毎に必要最小限の値に選べる。これにより転
流失敗を防止し最大限の電力を送ることを可能とし、か
つ非理論高調波の発生少なくすることができる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば交
流系統の事故などによる3相不平衡時にも可能な限りの
電力を送電しつつ、安定に交直変換器の運転を継続でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の請求項1の第1の実施例の他励式変換
装置の構成図。
【図2】本発明の請求項1の第2の実施例の他励式変換
装置の構成図。
【図3】本発明の請求項1の第3の実施例の他励式変換
装置の構成図。
【図4】本発明の請求項2の第1の実施例の他励式変換
装置の構成図。
【図5】本発明の請求項2の第1の実施例の母線電圧の
ベクトル図。
【図6】本発明の請求項2の第1の実施例の母線電圧の
ベクトル図。
【図7】本発明の請求項2の第1の実施例の位相補正回
路の構成図。
【図8】本発明の請求項2の第1の実施例の位相補正回
路の入出力対応図。
【図9】本発明の請求項2の第2の実施例の他励式変換
装置の構成図。
【図10】本発明の請求項2の第2の実施例の位相補正回
路の入出力対応図。
【図11】従来の他励式交直変換装置の構成図。
【符号の説明】
1,8 交流母線 2,9 変換器用変圧器 3,7 変換器 4 直流リアクトル 5 直流電流検出器 6 直流電圧検出器 10,23,24,25 不足電圧リレー 11 交流電圧検出器 12 電圧制御装置 13 電流制御装置 14 余裕角制御装置 15 位相検出器A 16 位相検出器B 17 最小値選択装置 18 パルス発生器 19,20,21 スイッチ回路 22 位相補正回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 他励式交直変換器の制御装置において、
    通常は位相制御方式としてパルス間隔一定制御を行な
    い、変換器の接続された交流系統の電圧が低下して交流
    不足電圧リレーが動作した場合、あるいは交流系統の電
    圧に3相不平衡が生じて逆相電圧検出リレーが動作した
    場合には、それらのリレーの動作信号によって、位相制
    御を変換器の各アーム毎に行なう各相制御方式に切り替
    える回路を設けることを特徴とする他励式交直変換器の
    制御装置。
  2. 【請求項2】 他励式交直変換器の制御装置において、
    変換器の接続された交流系統の各相毎の電圧レベルを監
    視する不足電圧リレーを設け、少なくとも1相の電圧が
    低下して不足電圧リレーが動作した場合には、どの相に
    対するリレーが動作したかという情報信号により、変換
    器の各アームの転流電圧の位相が定常時より遅れた状態
    になっているか進んだ状態になっているかを推定し、進
    んだ状態になっていると推定されたアームに与える点弧
    パルスの発生タイミングを、強制的に早める動作をする
    回路を設けることを特徴とする他励式交直変換器の制御
    装置。
JP5232273A 1993-08-25 1993-08-25 他励式交直変換器の制御装置 Pending JPH0767256A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06189497A (ja) * 1993-05-20 1994-07-08 Ubukata Masaya 密閉形電動圧縮機用プロテクタ
US11722069B2 (en) 2019-08-08 2023-08-08 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06189497A (ja) * 1993-05-20 1994-07-08 Ubukata Masaya 密閉形電動圧縮機用プロテクタ
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