JPH0777485B2 - Protective relay - Google Patents

Protective relay

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JPH0777485B2
JPH0777485B2 JP63097654A JP9765488A JPH0777485B2 JP H0777485 B2 JPH0777485 B2 JP H0777485B2 JP 63097654 A JP63097654 A JP 63097654A JP 9765488 A JP9765488 A JP 9765488A JP H0777485 B2 JPH0777485 B2 JP H0777485B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は電力系統及び機器を保護する保護継電装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a protective relay device for protecting a power system and equipment.

(従来の技術) 交流スイッチとしてサイリスタ素子を逆並列に接続し前
記素子のゲート信号を制御するものは、各種用いられて
いる。この種の交流スイッチにより誘導負荷に流れる電
流の大きさを制御する一例を、以下簡単に説明する。
(Prior Art) Various types of AC switches are used in which thyristor elements are connected in anti-parallel to control gate signals of the elements. An example in which the magnitude of the current flowing through the inductive load is controlled by this type of AC switch will be briefly described below.

第3図は交流スイッチにより単相負荷(リアクトル)の
電流を制御する回路図であり、サイリスタの制御角αを
制御することにより電流の大きさを制御するものであ
る。この時の制御角αと電流波形との関係は、α90゜
のとき第4図に示すようになる。
FIG. 3 is a circuit diagram for controlling the current of the single-phase load (reactor) by the AC switch, and the magnitude of the current is controlled by controlling the control angle α of the thyristor. The relationship between the control angle α and the current waveform at this time is as shown in FIG. 4 when α90 °.

図示のようにα=90゜のとき、波形はほぼ正弦波であっ
て電流実効値は最も大きく、αが90゜よりも大きくなる
に従って実効値は小さくなって電流の大きさが制御でき
る。又α90゜においては、iLの波形は正負同じ大きさ
であり直流分は含まれない。したがって第3図のサイリ
スタTA,TBに流れる電流の大きさも同じである。
As shown in the figure, when α = 90 °, the waveform is almost a sine wave, and the effective current value is the largest, and as α becomes greater than 90 °, the effective value decreases and the magnitude of the current can be controlled. At α90 °, the waveform of i L has the same positive and negative magnitude and does not include the DC component. Therefore, the magnitudes of the currents flowing through the thyristors T A and T B in FIG. 3 are also the same.

次に第3図の回路の保護について説明する。この種の回
路の保護は、リアクトルLに流れる電流iLの大きさを変
流器を介して検出し、これが過電流であれば図示しない
しゃ断器を開放して、電流iLをしゃ断する過電流保護に
よるものが一般的である。すなわち過電流によるリアク
トルLあるいはサイリスタTA,TBの損傷が防止できる。
Next, the protection of the circuit of FIG. 3 will be described. The protection of this kind of circuit is to detect the magnitude of the current i L flowing in the reactor L via a current transformer, and if this is an overcurrent, open a breaker (not shown) to cut off the current i L. It is generally based on current protection. That is, damage to the reactor L or the thyristors T A and T B due to overcurrent can be prevented.

(発明が解決しようとする課題) 上記したように、この交流スイッチは制御角α90゜で
使用されるが、この制御角αが90゜未満になると、電流
iLは連続して無制御の状態と同じになり過渡直流分を生
じる。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, this AC switch is used at a control angle α of 90 °.
i L continuously becomes the same as in the uncontrolled state, and a transient DC component is generated.

第5図はこの例を示したものであり、正波と負波の電流
の大きさが異なることを示している。なお、極端な場
合、波形が片極性に偏移する。この場合、2つのサイリ
スタTA,TBに流れる電流は電流iLの極性によって決まる
ため、この様な直流分を含んだ電流においては、サイリ
スタTAはサイリスタTBよりも過電流状態にある。
FIG. 5 shows this example, and shows that the magnitudes of the positive and negative wave currents are different. In an extreme case, the waveform shifts to one polarity. In this case, since the currents flowing through the two thyristors T A and T B are determined by the polarity of the current i L , the thyristor T A is in an overcurrent state more than the thyristor T B at the current including such a direct current component. .

例えば最も厳しいケースとして、波形が片極性になった
時に、サイリスタTAに流れる平均電流Aは次式で表わさ
れる。
For example, in the severest case, the average current A flowing in the thyristor T A when the waveform has one polarity is expressed by the following equation.

但し、IAC:交流実効値 一方、α=90゜のときの平均電流Bは次式で表わされ
る。
However, I AC : AC effective value On the other hand, the average current B when α = 90 ° is expressed by the following equation.

そして比は であり直流分の重畳により、平均電流は通常の運転時の
3倍以上となり得る。しかし電流iLの交流電流の大きさ
は変化していない。そこで、一般に使用されるような交
流電流の大きさに応動する過電流保護リレーでは動作す
ることができず、したがってサイリスタTAの過電流を保
護し得ない。
And the ratio is Therefore, due to the superposition of the direct current component, the average current can be three times or more that in normal operation. However, the magnitude of the alternating current of current i L has not changed. Therefore, an overcurrent protection relay that responds to the magnitude of an alternating current that is generally used cannot operate and therefore cannot protect the thyristor T A from an overcurrent.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、交流ス
イッチの制御が異常になって逆並列されているサイリス
タのいずれかが過負荷になった場合に、個々のサイリス
タの電流を保護装置に導入することなく、従来同様リア
クトルの電流によりこれを検出して、サイリスタの保護
を行なうことの可能な保護継電装置を提供することを目
的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and when the control of the AC switch becomes abnormal and one of the thyristors that are antiparallel is overloaded, the current of each thyristor is applied to the protection device. It is an object of the present invention to provide a protective relay device capable of protecting a thyristor by detecting it by the current of a reactor as in the conventional case without introducing it.

〔発明の構成〕[Structure of Invention]

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するための構成を説明すると、本発明で
は交流スイッチを保護する保護継電装置において、交流
スイッチに流れる電流を導入する手段と、この電流の正
波及び負波の各大きさに応動する各反限時過電流要素
と、これら各反限時過電流要素のいずれかが動作した場
合に前記交流スイッチの電流をしゃ断するための保護出
力を送出する手段とから構成した。
(Means for Solving the Problems) Explaining the configuration for achieving the above object, in the present invention, in a protective relay device for protecting an AC switch, a means for introducing a current flowing through the AC switch, and a positive current of this current. Each time limit overcurrent element responding to each magnitude of the wave and the negative wave, and means for sending a protection output for cutting off the current of the AC switch when any one of these time limit overcurrent elements operates. And consisted of

(作 用) 交流スイッチの制御が正常で制御角αが、α90゜であ
れば負荷電流には直流分が重畳されず、したがって正波
と負波の平均電流は等しい。したがって正波,負波を検
出する各反限時過電流要素の感度を所定値に設定してお
けば、前記各反限時過電流要素は不要動作しない。
(Operation) If the control of the AC switch is normal and the control angle α is α90 °, the DC component is not superimposed on the load current, so the average currents of the positive and negative waves are equal. Therefore, if the sensitivity of each anti-time limit overcurrent element that detects a positive wave and a negative wave is set to a predetermined value, each of the anti-time limit overcurrent elements will not operate unnecessarily.

一方、交流スイッチの制御が何らかの原因で不良にな
り、制御角αがα<90゜となると負荷電流に直流分が重
畳する。したがって正の直流分が重畳された場合又は負
の直流分が重畳された場合に、該当する反限時過電流要
素が動作し、保護出力を導出する。
On the other hand, if the control of the AC switch becomes defective for some reason and the control angle α becomes α <90 °, the DC component is superimposed on the load current. Therefore, when the positive DC component is superimposed or the negative DC component is superimposed, the corresponding anti-time limit overcurrent element operates to derive the protection output.

(実施例) 以下図面を参照して実施例を説明する。(Examples) Examples will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明による保護継電装置の一実施例の構成図
である。第1図において交流スイッチ部分は第3図と同
様である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a protective relay device according to the present invention. The AC switch portion in FIG. 1 is the same as that in FIG.

図においてCTはリアクトルLの電流iLを検出して保護継
電装置Ry(以下リレーRyと称す)に導入するための交流
器、ACTは補助変流器であり、変流器CTの2次電流をリ
レーRyに導入する。DP,DNはACTの出力を入力とし、CTの
2次電流の夫々正波Ip、負波Inを導出する半波整流回
路。OCR1,OCR2は同種の反限時過電流要素であり、夫々
は正波Ip、負波Inの大きさに応動する。ORはオア回路で
ありOCR1,OCR2の出力を入力とし、いずれかが動作した
場合にリレーRyの出力(保護出力)を送出し、図示しな
いしゃ断器を開放するか、サイリスタTA,TBをゲートブ
ロックして、交流スイッチに流れる電流をしゃ断する。
In the figure, CT is an AC device for detecting the current i L of the reactor L and introducing it into a protective relay device R y (hereinafter referred to as relay R y ), ACT is an auxiliary current transformer, and the current transformer CT Introduce secondary current to relay R y . DP and DN are half-wave rectification circuits that take the output of ACT as input and derive the positive wave I p and negative wave I n of the secondary current of CT respectively. OCR1 and OCR2 are anti-time-overcurrent elements of the same kind, and each responds to the magnitude of the positive wave I p and the negative wave I n . OR is an OR circuit that receives the outputs of OCR1 and OCR2 as input and sends the output (protection output) of relay R y when one of them operates, opening the circuit breaker (not shown) or thyristor T A , T B The gate is blocked to cut off the current flowing through the AC switch.

次に作用説明をする。Next, the operation will be described.

先ず、交流スイッチの制御が正常で制御角αが、α90
゜であれば、負荷電流iLには直流分が重畳されず、その
結果、正波Ipと負波Inの平均電流は等しい。したがって
各反限時過電流要素OCR1,OCR2の応動は等しい。運転電
流はα=90゜のときに電流実効値は最大である。この時
の平均電流の大きさを とし、OCR1とOCR2の感度を前記BNよりも若干上回る程度
に設定することにより、正常運転時の各OCR1,OCR2の不
要動作を防止できる。
First, the control of the AC switch is normal and the control angle α is α90.
If the load current i L is DC, the DC component is not superimposed, and as a result, the average currents of the positive wave I p and the negative wave I n are equal. Therefore, the response of each overtime element OCR1 and OCR2 is equal. When the operating current is α = 90 °, the effective current value is maximum. The magnitude of the average current at this time And then, by setting a greater extent than the sensitivity of the OCR1 and OCR2 the B N slightly than it can prevent unnecessary operation of the OCR1, OCR2 during normal operation.

次に交流スイッチの制御が何らかの原因で不良になり制
御角αがα<90゜となると、前述のように負荷電流iL
直流分が重畳する。例えば、正の直流分が重畳した場合
は、正波Ipの平均値電流が大きくなり、その大きさは制
御不良が発生したときの電流位相との関係にもよるが、
BNより大きくなる場合がある。
Next, when the control of the AC switch becomes defective for some reason and the control angle α becomes α <90 °, the DC component is superimposed on the load current i L as described above. For example, when a positive DC component is superposed, the average value current of the positive wave I p increases, and its magnitude depends on the relationship with the current phase when control failure occurs,
May be greater than B N.

この場合には、正波Ipの平均値電流の大きさが大きい
程、サイリスタTAにとっては過負荷であり、迅速な保護
を必要とするが、正波Ipの平均値電流に応動する反限時
過電流要素OCR1は平均値電流が大きい程迅速に動作し、
交流スイッチに流れる電流をしゃ断する。
In this case, the larger the magnitude of the average value current Seinami I p, a overload for thyristor T A, requires a rapid protection, responsive to the average value current Seinami I p The reverse current overcurrent element OCR1 operates faster as the average current increases.
Cut off the current flowing through the AC switch.

同様に負の直流分が重畳し、それが負波Inの平均値電流
においてBN以上であれば、前記とは逆に反限時過電流要
素OCR2が動作し、交流スイッチに流れる電流をしゃ断す
る。ここでサイリスタTA及びTBの過負荷耐量カーブ(I
−t曲線)が既知であれば、OCR1,OCR2の反限時カーブ
を協調がとれるように適切に選択することにより、サイ
リスタTA,TBが損傷を受ける前に、交流スイッチに流れ
る電流をしゃ断できる。
Similarly, if a negative DC component is superposed and it is B N or more in the average value current of the negative wave I n , the reverse time limit overcurrent element OCR2 operates contrary to the above, and cuts off the current flowing through the AC switch. To do. Here thyristors T A and T B of the overload resistance curve (I
-T curve) is known, the currents flowing through the AC switches can be cut off before the thyristors T A and T B are damaged by properly selecting the OCR1 and OCR2 anti-time curves so that they can be coordinated. it can.

第2図は本発明による保護継電装置の適用例を示す図で
あり、無効電力補償装置(SVC)の交流スイッチの保護
に用いた場合である。
FIG. 2 is a diagram showing an application example of the protective relay device according to the present invention, which is a case where the protective relay device is used for protection of an AC switch of a reactive power compensator (SVC).

図において、BUSは電源母線、CBはしゃ断器、Cは補償
コンデンサ、Tはトランス、LC補償リアクトル、SWは交
流スイッチ、CTは変流器、Ryは保護継電装置である。そ
して無効電力補償装置(SVC)は電源母線電圧を一定に
保つために無効電力の制御をするが、図示の例では補償
リアクトルLCの電流の大きさを交流スイッチSWにより制
御するものである。
In FIG, BUS power bus, CB is breakers, C is the compensation capacitor, T is trans, L C compensation reactor, SW AC switch, CT is a current transformer, the R y is a protective relay device. The reactive power compensator (SVC) controls the reactive power in order to keep the power supply bus voltage constant, but in the example shown in the figure, the magnitude of the current in the compensation reactor L C is controlled by the AC switch SW.

この場合も第1図の場合と同様に交流スイッチSWを構成
するサイリスタの制御角に異常があり、α<90゜となる
と、交流スイッチに直流分電流が流れ、その結果、逆並
列接続されているサイリスタのいずれかが過負荷になる
ことがある。したがって補償リアクトルLCに流れる電流
をCTを介してリレーRyに取り込み、第1図の場合と同様
な保護出力にてしゃ断器CBをしゃ断する。
Also in this case, as in the case of FIG. 1, there is an abnormality in the control angle of the thyristor that constitutes the AC switch SW, and when α <90 °, a DC component current flows in the AC switch, resulting in an antiparallel connection. One of the existing thyristors may be overloaded. Therefore, the current flowing through the compensation reactor L C is taken into the relay R y via CT, and the breaker CB is cut off by the protection output similar to that in the case of FIG.

なお、リレーRyは入力電流の正波,負波の夫々について
独立して過電流を検出するように構成している。したが
って例えば交流スイッチSWに流れる電流の基本波実効値
が定格電流程度であっても、大きな直流分の重畳により
正波もしくは負波の電流(平均電流値)が大きくなった
場合には、保護出力を送出して図示のようにしゃ断器CB
を開放し交流スイッチSWに流れる電流をしゃ断するの
で、リレーとサイリスタ素子の保護協調がとれるように
リレーを整定しておけば、このような場合においても、
交流スイッチを構成するサイリスタを損傷させることは
ない。
The relay R y is configured to detect an overcurrent independently for each of the positive wave and the negative wave of the input current. Therefore, for example, even when the effective value of the fundamental wave of the current flowing through the AC switch SW is about the rated current, if the positive or negative current (average current value) becomes large due to the superposition of a large DC component, the protection output CB as shown in the figure
Since the current that flows in the AC switch SW is cut off by opening the relay, if the relay is settled so that protection coordination of the relay and thyristor element can be taken, even in such a case,
It does not damage the thyristors that make up the AC switch.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば交流スイッチを介
した負荷電流を検出し、これを正波に応動する反限時過
電流要素と負波に応動する反限時過電流要素とに導入
し、これらのいずれかが動作したことにより、交流スイ
ッチの制御不良を判断して電源をしゃ断するようにした
ので、負荷電流の検出のみで交流スイッチを構成するサ
イリスタの保護が可能となる。
As described above, according to the present invention, the load current through the AC switch is detected, and this is introduced into the anti-time limit overcurrent element that responds to the positive wave and the anti-time limit overcurrent element that responds to the negative wave, Since any one of them operates to judge the control failure of the AC switch to shut off the power supply, the thyristor constituting the AC switch can be protected only by detecting the load current.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明による保護継電装置の一実施例の構成
図、第2図は本発明による保護継電装置の適用例を示す
図、第3図は交流スイッチによってリアクトルの電流を
制御する回路図、第4図は制御角α90゜のときのリア
クトル電流を説明する図、第5図は制御角α<90゜のと
きのリアクトル電流を説明する図である。 TA,TB……サイリスタ素子、L……リアクトル ACT……補助変流器、DP,DN……半波整流回路 OCR1,OCR2……反限時過電流要素 RT……保護継電装置
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a protective relay device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an application example of the protective relay device according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing an AC switch controlling the current of a reactor. FIG. 4 is a circuit diagram, and FIG. 4 is a diagram for explaining a reactor current when the control angle is α90 °, and FIG. 5 is a diagram for explaining a reactor current when the control angle is α <90 °. T A , T B …… Thyristor element, L …… Reactor ACT …… Auxiliary current transformer, DP, DN …… Half-wave rectification circuit OCR1, OCR2 …… Reverse time overcurrent element RT …… Protective relay

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】サイリスタ素子を逆並列接続してなる交流
スイッチを過電流から保護する保護継電装置において、
前記交流スイッチに接続される負荷に流れる負荷電流を
導入する手段と、この負荷電流の正波電流及び負波電流
を導出する一対の半波整流手段と、この一対の半波整流
手段のそれぞれの正波電流及び負波電流を入力し前記交
流スイッチの制御角が90゜のときの負荷電流の正波電流
及び負波電流の大きさより上回る設定値より大きくなる
場合に動作する各反限時過電流要素と、前記各反限時過
電流要素のいずれかが動作した場合に前記交流スイッチ
の電流をしゃ断するための保護出力を送出する手段とを
備えたことを特徴とする保護継電装置。
1. A protective relay device for protecting an alternating current switch, in which thyristor elements are connected in antiparallel, from an overcurrent,
Means for introducing a load current flowing in the load connected to the AC switch, a pair of half-wave rectification means for deriving a positive wave current and a negative wave current of the load current, and a pair of half-wave rectification means respectively Reverse current overcurrents that operate when the positive and negative wave currents are input and the load current when the control angle of the AC switch is 90 ° is greater than the set value that exceeds the magnitude of the positive and negative wave currents. A protective relay device comprising: an element; and a means for sending a protective output for cutting off the current of the AC switch when any one of the anti-time-overcurrent elements operates.
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