JPH1118276A - 機器保護装置 - Google Patents

機器保護装置

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JPH1118276A
JPH1118276A JP9165553A JP16555397A JPH1118276A JP H1118276 A JPH1118276 A JP H1118276A JP 9165553 A JP9165553 A JP 9165553A JP 16555397 A JP16555397 A JP 16555397A JP H1118276 A JPH1118276 A JP H1118276A
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JP
Japan
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time
protection
reset
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abnormal state
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Pending
Application number
JP9165553A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiharu Wada
嘉治 和田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP9165553A priority Critical patent/JPH1118276A/ja
Publication of JPH1118276A publication Critical patent/JPH1118276A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 異常状態が繰り返し発生して保護対象の耐量
を超過する場合であってもこれを確実に検出すること。 【解決手段】 保護対象の異常を検出する保護リレー1
0の出力に基づいて、保護対象が異常状態になった累積
時間をカウンタ12で計測し、保護対象が異常状態から
正常状態に戻ったときに、正常状態の継続時間をカウン
タ26で計測する。そして、カウンタ26の出力がリセ
ット時間整定レベルT2を越えたときには、保護対象が
完全に正常状態に戻ったとしてカウンタ12の計測値を
リセットする。カウンタ12の計測値がリセットされず
に、カウンタ12の出力が耐量時間整定レベルT1を越
えたときには、異常状態が保護対象の耐量を超過したと
して比較器14からタイマ16を介して保護対象を保護
するための保護出力を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、機器保護装置に係
り、特に、サイリスタなどの半導体素子で構成された電
力変換器の温度上昇に伴う耐量を検出し、高速な制御・
保護により、電力変換器の破損を未然に防止するに好適
な機器保護装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、直流送電システムや周波数変換シ
ステムなどにおいては、サイリスタなどの半導体素子を
用いた電力変換器が用いられている。電力変換器を構成
するサイリスタに異常電流が流れると、サイリスタの温
度が急激に上昇し、サイリスタの耐量を超えると、サイ
リスタが破損することがある。ところが、周囲温度計測
器の計測温度が上昇するには時間遅れを伴い、異常検出
には長時間を要する。このため、電力変換器を備えたシ
ステムでは、電力変換器に印加される電圧や電力変換器
に流れる電流を監視して電力変換器が異常になったか否
かを判定し、異常状態がある一定時間(保護リレーの動
作が一定時間)以上継続されたときには電力変換器の動
作を停止させることが行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術で
は、電力変換器の異常状態がある一定時間以上継続され
たことを条件にのみ電力変換器に保護出力を発生させる
ようにしているため、保護リレーが一定時間以上動作す
るまでには至らないが、潮流反転などの特殊な制御や事
故が繰り返えされ、電力変換器の温度上昇としては、電
力変換器の耐量を超過する場合であってもこれを検出す
ることができない。特に電力変換器に採用されている電
力用サイリスタバルブのように、高速でスイッチング動
作が実行されるものは、このときの通流時間と電流値と
から定まるサイリスタバルブの温度上昇により耐量が決
まるが、保護リレーが一定時間以上動作するには至らな
い異常状態が繰り返し発生したときには、異常状態によ
って電力変換器の耐量を超過するようなことが生じても
これを検出することができない。
【0004】本発明の目的は、保護対象の異常によって
保護対象が耐量を超過するのを確実に検出して保護対象
を保護することができる機器保護装置を提供することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、保護対象の異常を検出する異常検出手段
と、前記異常検出手段の検出出力により前記保護対象が
異常状態にある時間を計測して順次累積する異常状態計
測手段と、前記異常状態計測手段の計測による累積時間
と耐量設定時間とを比較して累積時間が耐量設定時間を
超えたときに保護対象を保護するための保護出力を発生
する保護出力発生手段と、前記異常検出手段の検出出力
を基に前記保護対象が異常状態から正常状態に戻った後
の正常状態の継続時間を計測するリセット時間計測手段
と、前記リセット時間計測手段の計測時間とリセット設
定時間とを比較して計測時間がリセット設定時間を超え
たときに前記異常状態計測手段の計測による累積時間を
リセットするリセット手段とを備えている機器保護装置
を構成したものである。
【0006】また、本発明は、複数段階にわたって保護
対象を保護するようにしたものとして、保護対象の異常
を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段の検出出
力により前記保護対象が異常状態にある時間を計測して
順次累積する複数の異常状態計測手段と、前記複数の異
常状態計測手段のうち指定の異常状態計測手段の計測に
よる累積時間と設定時間が相異なる複数の耐量設定時間
のうち指定の耐量設定時間とを比較して累積時間が指定
の耐量設定時間を超えたときに保護対象を保護するため
の保護出力を発生する複数の保護出力発生手段と、前記
異常検出手段の検出出力を基に前記保護対象が異常状態
から正常状態に戻った後の正常状態の継続時間を計測す
るリセット時間計測手段と、前記リセット時間計測手段
の計測時間と設定時間が相異なる複数のリセット設定時
間のうち指定のリセット設定時間とを比較して計測時間
が指定のリセット設定時間を超えたときに前記複数の異
常状態計測手段のうち指定の異常状態計測手段の計測に
よる累積時間をリセットする複数のリセット手段とを備
えている機器保護装置を構成したものである。
【0007】前記機器保護装置を構成するに際しては、
以下の要素を付加することができる。
【0008】(1)前記複数の保護出力発生手段のうち
一方の保護出力発生手段の耐量設定時間は保護対象の動
作状態を制限するための保護出力に対応づけて設定さ
れ、他方の保護出力発生手段の耐量設定時間は保護対象
の動作を停止させるための保護出力に対応づけて設定さ
れている。
【0009】(2)異常検出手段は、保護対象の動作に
関連する電気信号を入力し入力した電気信号の入力レベ
ルまたは入力した電気信号の変化分のレベルが設定レベ
ル以上または設定レベル以下であるときに保護対象が異
常であることを検出してなる。
【0010】前記した手段によれば、保護対象が異常に
なったときにはその時間を計測して順次累積し、この累
積時間と耐量設定時間とを比較して累積時間が耐量設定
時間を越えたときには保護対象を保護するための保護出
力を発生し、一方、保護対象が異常状態から正常状態に
戻ったときには保護対象が正常状態である継続時間を計
測し、この継続時間とリセット設定時間とを比較して継
続時間がリセット時間が越えたときには保護対象が異常
状態にあることを示す累積時間をリセットするようにし
たため、保護対象が異常状態と正常状態とを交互に繰り
返す状態が発生し、異常状態の累積によって保護対象の
耐量を超過する場合でもこれを検出して保護対象を保護
することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。
【0012】図1は本発明の一実施形態を示す機器保護
装置の全体構成図である。図1において、本実施形態に
おける機器保護装置は、例えば、直流送電システムに採
用された電力変換器を保護対象として構成されており、
電力変換器に印加される電圧を検出する電圧検出器(図
示省略)の検出出力が保護リレー10に入力されてい
る。保護リレー10は電圧検出器とともに保護対象の異
常を検出する異常検出手段として構成されており、電圧
検出器の検出電圧がある設定レベルを越えたときに、保
護リレー10からは、図2(a)に示すように、ハイレ
ベルの信号が出力されるようになっている。保護リレー
10の出力側にはカウンタ12とリセット回路20が接
続されている。
【0013】カウンタ12は、保護リレー10の出力が
ハイレベルにあるときに、保護リレー10の出力を設定
時間ごとに計測し、計測値(カウント値)を順次累積
し、累積した計測値に対応した電圧の信号を比較器14
に出力するようになっている。比較器14は、耐量時間
設定レベル(耐量設定時間に対応した電圧)T1とカウ
ンタ12の出力とを比較し、カウンタ12の出力が耐量
時間設定レベルT1を越えたときに、保護対象を保護す
るための保護出力をタイマ16を介して出力するように
なっている。
【0014】リセット回路20は、インバータ22、ゲ
ート回路24、カウンタ26、ORゲート28、比較器
30、ANDゲート32、ORゲート34を備えて構成
されており、インバータ22とゲート回路24の入力側
が保護リレー10の出力側に接続され、ORゲート34
の出力側がカウンタ12のリセット端子に接続され、A
NDゲート32の一方の入力がタイマ16の出力側にそ
れぞれ接続されている。インバータ22は保護リレー1
0の出力を反転し、反転した信号をカウンタ26とAN
Dゲート32に出力するようになっており、ゲート回路
24は保護リレー10の出力がハイレベルになったとき
に、その立上りに応答して、ORゲート28を介してカ
ウンタ26の計測値(カウント値)をリセットするよう
になっている。
【0015】カウンタ26はインバータ22の出力がロ
ーレベルからハイレベルになったときに、すなわち、保
護対象が異常状態から正常状態に戻り、保護リレー10
の出力がハイレベルからローレベルになったときに、イ
ンバータ22の出力(ハイレベル)を設定時間ごとに計
測し、計測値に応じた電圧の信号を比較器30に出力す
るようになっている。すなわちカウンタ26は、インバ
ータ22、ゲート回路24とともに、保護対象が異常状
態から正常状態に戻ったときに、保護対象が正常状態に
ある継続時間を計測するリセット時間計測手段として構
成されている。比較器30はカウンタ26の出力とリセ
ット時間整定レベル(リセット設定時間に対応した電
圧)T2とカウンタ26の出力とを比較し、カウンタ2
6の出力がリセット時間整定レベルT2を越えたとき
に、ハイレベルの信号をORゲート34を介してカウン
タ12のリセット端子に出力するようになっている。す
なわち比較器30はORゲート34とともにリセット手
段を構成するようになっている。またインバータ22の
出力がハイレベルにあるときに、タイマ16から保護出
力が発生したときには、ANDゲート32からハイレベ
ルの信号が出力され、この信号がORゲート28、34
に入力されることで、カウンタ12とカウンタ26がと
もにリセットされる。
【0016】次に、図1に示す装置の動作を図2にした
がって説明する。
【0017】電力変換器に印加される電圧が電圧検出器
によって検出され、この検出電圧によって保護対象の異
常が検出されると、タイミングt1〜t3に示すよう
に、保護リレー10からハイレベルの信号が出力され
る。そしてタイミングt1からカウンタ12の計測(計
数)が開始されるともに、カウンタ26の計測値がゲー
ト回路24の出力によってリセットされる。この後カウ
ンタ12の計測値が順次累積され、カウンタ12の出力
が整定レベルT1を越えると、タイミングt2に示すよ
うに、タイマ16から電力変換器を保護するための保護
出力、例えば電力変換器を停止するための保護出力が出
力される。保護出力が発生したあと、タイミングt3に
示すように、保護リレー10の出力がローレベルに反転
すると、インバータ22の出力と、タイマ16によって
一定時間ハイレベルが引き延ばされた保護出力とにより
ANDゲート32からハイレベルの信号が出力され、カ
ウンタ12の計測値がリセットされる。
【0018】次に、タイミングt4〜t7示すように、
保護リレー10によって保護対象の異常が短い時間では
あるが2回検出されると、タイミングt4からt5の間
とタイミングt6からタイミングt7の間カウンタ12
によって計測が実行され、計測値が順次累積される。一
方カウンタ26は、保護リレー10の出力がハイレベル
からローレベルに反転するとき、すなわち異常状態から
正常状体に戻るごとにリセットされ、保護対象が正常状
態にある時間として、タイミングt5〜t6の間と、タ
イミングt7からタイミング8の間インバータ22の出
力を順次計測する。そしてタイミングt8に示すよう
に、カウンタ26の出力が整定レベルT2を越えると、
カウンタ12の計測値がリセットされる。すなわち、タ
イミングt7のあとは、保護リレー10が動作せず、保
護対象となる電力変換器の温度が通常の運転状態におけ
る温度まで戻ったとしてカウンタ12の計測値をリセッ
トする。
【0019】次に、タイミングt9〜タイミングt15
に示すように、保護リレー10が3回断続して動作する
と、タイミングt9、t11、t13ごとにカウンタ1
2による計測が開始され、カウンタ12には計測値が順
次累積される。一方、カウンタ26はタイミングt1
0、t12、t15ごとに計測を開始するが、タイミン
グt11、t13に計測値がリセットされる。このため
タイミングt9〜タイミングt15の間はカウンタ26
の計測値によってカウンタ12の計測値がリセットされ
ることはない。一方、カウンタ12の計測値がタイミン
グt9から順次累積され、タイミングt14でカウンタ
12の出力が整定レベルT1を越えると、タイマ16か
らタイミングt14〜タイミングt17の間電力変換器
を停止するための保護出力が発生する。
【0020】このように、本実施形態においては、保護
対象が異常状態にある時間を計測して順次累積し、累積
した時間が耐量設定時間を越えたときに保護対象を保護
するための保護出力を発生するようにしたため、保護リ
レー10の動作継続時間が設定時間T0以上継続しなく
ても、保護対象が断続的に異常状態となって、保護対象
の耐量を超過する場合であってもこれを確実に検出して
保護対象を保護することができる。なお、従来の制御法
では、図2(b)のタイミングt9〜タイミングt16
に示すように、保護リレー10が断続して動作するよう
な異常状態では、保護リレー10が継続して動作する時
間がT0に達しないため、保護出力を発生することがで
きない。
【0021】前記実施形態においては、保護出力を発生
する系統とカウンタ12の計測値をリセットするリセッ
ト回路20とを1段設けたものについて述べたが、これ
らの回路を複数段設け、n段目の保護出力として、起動
・停止の繰り返し制御や潮流反転、運転指令値を制限す
るための保護出力とすることができ、n+1段目におけ
る保護出力として、保護対象を緊急停止するための保護
出力とすることができる。
【0022】また保護対象の異常を検出する異常検出手
段としては、保護対象の動作に関連する電気信号、例え
ば電圧、電流を入力し、入力した電気信号の入力レベル
または入力した電気信号の変化分のレベルが設定レベル
以上または設定レベル以下であることを条件に保護対象
が異常であると検出するように構成することができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
保護対象が異常状態になったときに、その後保護対象が
正常状態にある継続時間がリセット設定時間を越えない
ことを条件に、保護対象が異常状態にある累積時間が耐
量設定時間を越えたときには保護対象を保護するための
保護出力を発生するようにしたため、異常状態が繰り返
し発生して保護対象の耐量を超過する場合であっても、
異常状態の発生にともなって保護対象がその耐量を超過
することを確実に検出することができるとともに保護対
象を確実に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す全体構成図である。
【図2】図1に示す装置の動作を説明するための波形図
である。
【符号の説明】 10 保護リレー 12 カウンタ 14 比較器 16 タイマ 20 リセット回路 22 インバータ 24 ゲート回路 26 カウンタ 28 ORゲート 30 比較器 32 ANDゲート 34 ORゲート

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 保護対象の異常を検出する異常検出手段
    と、前記異常検出手段の検出出力により前記保護対象が
    異常状態にある時間を計測して順次累積する異常状態計
    測手段と、前記異常状態計測手段の計測による累積時間
    と耐量設定時間とを比較して累積時間が耐量設定時間を
    超えたときに保護対象を保護するための保護出力を発生
    する保護出力発生手段と、前記異常検出手段の検出出力
    を基に前記保護対象が異常状態から正常状態に戻った後
    の正常状態の継続時間を計測するリセット時間計測手段
    と、前記リセット時間計測手段の計測時間とリセット設
    定時間とを比較して計測時間がリセット設定時間を超え
    たときに前記異常状態計測手段の計測による累積時間を
    リセットするリセット手段とを備えている機器保護装
    置。
  2. 【請求項2】 保護対象の異常を検出する異常検出手段
    と、前記異常検出手段の検出出力により前記保護対象が
    異常状態にある時間を計測して順次累積する複数の異常
    状態計測手段と、前記複数の異常状態計測手段のうち指
    定の異常状態計測手段の計測による累積時間と設定時間
    が相異なる複数の耐量設定時間のうち指定の耐量設定時
    間とを比較して累積時間が指定の耐量設定時間を超えた
    ときに保護対象を保護するための保護出力を発生する複
    数の保護出力発生手段と、前記異常検出手段の検出出力
    を基に前記保護対象が異常状態から正常状態に戻った後
    の正常状態の継続時間を計測するリセット時間計測手段
    と、前記リセット時間計測手段の計測時間と設定時間が
    相異なる複数のリセット設定時間のうち指定のリセット
    設定時間とを比較して計測時間が指定のリセット設定時
    間を超えたときに前記複数の異常状態計測手段のうち指
    定の異常状態計測手段の計測による累積時間をリセット
    する複数のリセット手段とを備えている機器保護装置。
  3. 【請求項3】 前記複数の保護出力発生手段のうち一方
    の保護出力発生手段の耐量設定時間は保護対象の動作状
    態を制限するための保護出力に対応づけて設定され、他
    方の保護出力発生手段の耐量設定時間は保護対象の動作
    を停止させるための保護出力に対応づけて設定されてい
    る請求項2記載の機器保護装置。
  4. 【請求項4】 異常検出手段は、保護対象の動作に関連
    する電気信号を入力し入力した電気信号の入力レベルま
    たは入力した電気信号の変化分のレベルが設定レベル以
    上または設定レベル以下であるときに保護対象が異常で
    あることを検出してなる請求項1、2または3記載の機
    器保護装置。
  5. 【請求項5】 保護対象の異常を検出したときに、前記
    保護対象が異常状態にある時間を計測して順次累積し、
    この累積時間と耐量設定時間とを比較して累積時間が耐
    量設定時間を超えたときには前記保護対象を保護するた
    めの保護出力を発生し、前記保護対象が異常状態から正
    常状態に戻ったときには前記保護対象が正常状態にある
    継続時間を計測し、この継続時間とリセット設定時間と
    を比較して継続時間がリセット設定時間を超えたときに
    は前記保護対象が異常状態にあることを示す累積時間を
    リセットしてなる機器保護装置。
JP9165553A 1997-06-23 1997-06-23 機器保護装置 Pending JPH1118276A (ja)

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JP9165553A JPH1118276A (ja) 1997-06-23 1997-06-23 機器保護装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020089218A (ja) * 2018-11-30 2020-06-04 株式会社東芝 保護リレー装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020089218A (ja) * 2018-11-30 2020-06-04 株式会社東芝 保護リレー装置

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