JPS5821495B2 - ヘンカンカイロホゴケイデンソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は交流電力を直流電力へ、または直流電力を交流
電力へ変換する静止形変換回路において変換回路の各端
子の電流に着目して変換回路内部の故障を検出する保護
継電方式に関するものである。

本発明で保護対象とする変換回路の例を第１図に示す。

この様な、ＡＣ系につながるしゃ断器ＣＢ、変換器用変
圧器Ｔ、変換器■１〜ｖ６、直流リアクトルＤＣＬ、直
流系（線路等）からなる変換回路に於いて鎖線で区別し
た様な領域の変換器を地絡、短絡故障にともなう過電流
から保護する場合、従来装置では交流側及び直流側の端
子に変成器（ＤＣ−ＣＴ、ＣＴ）を設置し、この変成器
２次電流（Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、１１．Ｉ２）を第２図で
示すように過電流継電器（ＯＣＲ−Ａ、Ｂ、Ｃ，１，２
）で検出して過電流保護を行なっている。

この過電流保護方式は過電流継電器０ＣＲ−Ａ、Ｂ。

Ｃ，１，２を必要に応じて選択し、これらの論理和ＯＲ
で故障と判定する。

しかし、この従来装置の過電流保護方式では変換回路の
うち変換器のある部分、即ち鎖線で囲んだ内部故障以外
にＡＣ系の変換器用変圧器Ｔ、直流系の過電流をともな
ういわゆる外部故障に対しても応動する。

この様に過電流保護方式では保護区間の選択性がないた
め故障区間および故障種類によって保護操作が異なる場
合には不適当である。

本発明の目的は変換器用変圧器Ｔ、変換器ｖ１〜■６、
送電線路等より成る変換所の変換器廻りの故障を他の機
器（変換器用変圧器Ｔ、送電線路等）の故障と区別して
検出できる変換回路保護継電装置を提供することにある
。

以下本発明の一実施例を第３図を参照して説明する。

始めに保護対象とする変換回路は第１図に示すものであ
り、第３図の保護継電装置には変成器ＣＴ、ＤＣ−ＣＴ
を介して電気量を与える。

第３図に於て、１０は交流側電路の名相電流の絶対値の
和を求める第１の装置で変成器ＣＴを通して変換器交流
電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃを入力とする絶対値回路ＡＢＳ−
Ａ、Ｂ、Ｃとこの絶対値回路ＡＢＳ−Ａ 、 Ｂ 、
Ｃの出力を入力とする加算回路ＡＤＤ −１とによって
構成される。

１１は直流側電路の正負極電流の絶対値の和を求める第
２の装置で、変成器ＤＣ−ＣＴを通して変換器直流側電
流■１．■２を入力とする絶対値回路ＡＢＳ−１，２と
、この絶対値回路ＡＢＳ−１，２の出力を入力とする加
算回路ＡＤＤ−２とで構成される。

１２は前記第１、第２の装置ｉｏ、ｉｉの出力に応動し
、内部故障か、外部故障かを判定する第３の装置で前記
加算回路ＡＤＤ−１，２の出力を入力とするし、これら
両人力のアンバランスを出力する加算回路ＡＢＢ−３と
、この加算回路ＡＤＤ−３の出力が所定値をこえたとき
出力”■”を出すレベル検出回路ＬＤにより構成される
。

次に、本装置の動作を説明すると、まず第１の装置１０
に於て加算回路ＡＤＤ−１は交流側電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉ
ｃを絶対値ＡＢＳ−Ａ、Ｂ、Ｃで全波整流して入力され
るので交流端子電流和ＩＡＯΣ＝Ｉ Ｉａ Ｉ＋ｌ Ｉ
ｂ Ｉ＋ｌ Ｉｃ ｌを出力する。

また第２の装置１１では加算回路ＡＤＤ−２に直流側電
流■１゜■２が絶対値回路ＡＢＳ−１，２で全波整流さ
れ入力されるので直流端子電流和ＩＤＯΣ−Ｉ１１１＋
１Ｉ２１を出力する。

第３の装置１２の加算回路ＡＤＤ −３は前記加算回路
ＡＤＤ−Ｌ２の間にアンバランスがあると、このアンバ
ランスを出力するので出力電流はＩｄ−（、ｌＩａ Ｉ
＋Ｉ Ｉｂｌ ＋ＬＩｃ ｌ）〜（１１１１＋ＩＩ２
１）となる。

従って出力電流は常時は零であり、第１図に示す変換回
路に於て５個の変換器ＣＴ 、ＤＣ−ＣＴに囲まれる区
間内で変成器設置点以外に電流の流入、流出がある場合
、およびアーム短絡や転流失敗の様に交通端子電流和Ｉ
ＡＯΣ直流端子電流和ＩＤＯΣの一方が極端に増加する
場合にアンバランスを生じ、レベル検出された後動作”
１１．となる。

この動作を第５図及び第６図により、詳細に説明する。

第５図は定格運転時の変成器２次側電流波形を示し、第
５図において時刻ｔ−ｔｘにおける各端子電流の大きさ
の関係は、電流が連続であることから１Ｉａｌ＝ＩＩｃ
ｌ＝Ｉ１１１＝ｌＩ２１ ＝’ｌＰＵである。

従って各瞬時において交流端子電流和ＩＡＯΣと直流端
子電流和ＩＰＯΣは大きさが等しく ＩＡＯΣ＝ＩＤＯ
Σなので出力電流Ｉｄ＝Ｉい。

Σ〜ＩＤＣΣ＝０となり、定格運転時には判定不動作
。

０２．となる。

この関係を第６図の表に示す。次に本装置を第４図に示
す故障発生点■〜■の、ケースについて動作、不動作の
応動を第５図及び第６図を参照して説明する。

（１） 直流側外部故障（ケースの） 故障点■を通して直流回路の接地点に故障電流ＮＰＵが
流れ込むが、交流端子電流和ＩＡＣΣ直流端子電流和Ｉ
ＤＯΣともに２ＮＰＵの大きさであるため、加算回路Ａ
ＤＤ−３の出力電流はＩｄ＝ｏとなり判定は不動作ｎ
Ｑ ｕである。

（２）直流側内部故障（ケース■） 故障点■を通して直流回路の接地点に流れる故障電流Ｎ
ＰＵは直流電流■１には含まれないため、直流電子電流
和ＩＤＯΣ＝ＮＰＵであるのに対して、交流端子電流和
ＩＡＯΣ−２ＮＰＵであるので加算回路ＡＤＤ−３の出
力電流はＩｄ＝２Ｎ−Ｎ＝ＮＰＵとなりアンバランス出
力を生じる。

従って判定は動作“１２．となる。

；（３）交流側内部故障（ケース■） 交流側電路を図示上からＲ相、Ｓ相、Ｔ相とすると、故
障電流はＴ相変成器ＣＴを通って故障点■から直流接地
点に流れ、負極側変成器ＤＣ−ＣＴを通って導通中の変
換器を介して交流側電路の他相即ちＲ相に流れる。

従ってこの故障電流ＮＰＵは正極側変成器ＤＣ−ＣＴを
通らず、結果として、故障電流ＮＰＵは■ａ、■ｃ、■
２に含まれるので、交流端子電流和ＩＡＣΣ＝２ＮｐＵ
、直流端子電流和ＩＤＯΣ−ＮＰＵとなり、ケース■と
同様に加算回路ＡＤＤ−３の出力電流はＩｄ＝２Ｎ−Ｎ
＝ＮＰＵとなりアンバランス出力を生じる。

従って判定は動作″′１２．となる。（４）交流側外部
故障（ケース■） 故障点■を通して直流回路の接地点に流れる故障電流Ｎ
ＰＵはケース■と同様に直流側電酊。

に含まれないため直流端子電流和ＩＡｃＸ−Ｎ Ｐ Ｕ
であるが、交流側に於て故障電流はＴ相変成器を通らな
いので故障電流ＮＰＵは交流電流Ｉｃにも含まれず、交
流端子電流和工ＡｃΣ−ＮＰＵとなり、従って加算回路
ＡＤＤ−３の出力電流はＩｄ−Ｎ−Ｎ＝ＯＰＵとなり判
定は不動作″０１．である。

（５）交流側外部短絡故障（ケース■） 送電端変換回路において、第４図の如きａ−ｂ相線間短
絡が発生すると、故障電流ＮＰＪま変換器用変圧器を還
流し、変成器ＣＴ、ＤＣ−ＣＴの２次側には現われず、
加算回路ＡＤＤ−３の出力電流はＩｄ＝Ｏとなり判定は
不動作”Ｏｊｊである。

（６）交流側内部短絡故障（ケース■） 送電端変換回路において、第４図のケース■の如きアー
ム短絡故障が発生すると、故障電流ＮＰＵにより交流端
子電流和ＩＡＣΣ−２ＮＰＵを生じるが、直流端子電流
和ＩＤＯΣ−０であるため、加算回路ＡＤＤ−３の出力
電流Ｉ ｄ＝２Ｎ＝０＝２ＮｐＵとなり判定は動作＋１
１．、となる。

（７］ 直流側内部短絡故障（ケース■）受電端変換
回路において、第４図のケース■の如き正、負両極母線
の直接短絡や転流失敗が生じると故障電流ＮＰＵにより
直流端子電流和ＩＤＯΣ−２Ｎｐ Ｕを生じ、これに対
して交流端子電流和ＩＡＯΣ−〇であるため、加算回路
ＡＤＩ）−３の出力電流はＩｄ＝２Ｎ−０＝２ＮＰＵと
なり判定は動作ｕ １ 、、となる。

（８）直流側外部短絡故障（ケース■） 受電端変換回路において第４図のケース■の如き正、負
両極母線の直接短絡が生じると故障電流ＮＰＵは直接送
電端に還流し変成器ＣＴ。

ＤＣ−ＣＴの２次側には現われず、出力電流はＩｄ＝０
となり判定は不動作”Ｏｊｊである。

以上の応動から内部故障のみ応動することが明らかであ
る。

これらの関係をまとめて第６図の表にした。

また本発明では故障判定を出力電流Ｉｄ＝（ＩＩａｌｆ
Ｉ Ｉｂ Ｉ＋１Ｉｃｌ）〜（Ｉ１１１＋ ｌＩ２１
）にアンバランス出力が生じた時としたが、送電端変換
器故障に着目して出力電流Ｉｄ＝（ｌＩａｌ＋１Ｉｂｌ
＋１Ｉｃｌ） （Ｉ１１１十１Ｉ２１）＞０をもって
故障判定するか、または受電端変換器故障に着目して出
力電流■ａ＝（ｌ １１１十：Ｉ２１） （ＩＩａｌ
ｆｌＩｂ１＋１Ｉｃｌ）＞０をもって故障判定すること
ができ、本発明の機能をそこなわない範囲で変形できる
ものである。

以上のように本発明によれば変換器用変圧器、変換器、
送電線等より成る変換回路の変換器廻りの地絡、短絡故
障、アーム短絡、転流失敗等の故障を他の機器と区別し
て検出することが従来の過電流保護方式に比較して可能
となり、高性能な変換回路の保護継電装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な変換回路を示す系統図、第２図は従来
の過電流保護方式を示すブロック図、第３図は本発明に
よる変換回路保護継電装置の一実施例を示すブロック図
、第４図は本発明を適用する変換回路の故障発生個所を
示す系統図、第５図は変換回路定格運転時に於ける各端
子電流分布を示す波形図、第６図は変換回路の各故障時
に於ける各端子電流分布状態を示す表である。 １０・・・・・・第１の装置、１１・・・・・・第２の
装置、１２・・・・・・第３の装置、■１〜Ｖ６・・・
・・・変換器、ＡＢＳ−Ａ、Ｂ、Ｃ，ＡＢＳ −１，２
・・・・・・絶対値回路、ＡＤＤ−１，２，３・・・・
・・加算回路、ＬＤ・・・・・・レベル検出回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 交流電路と、一点を接地された直流電路との間に交
   流を直流に変換又は逆変換する変換器を設けた変換回路
   を保護するものに於て、前記交流電路の各相電流の絶対
   値を入力としその和を出力とする第１の装置と、前記直
   流電路の前記接地点より変換器寄りに流れる正負両極電
   流の絶対値を入力としその和を出力とする第２の装置と
   、前記第１、第２の出力の差を検出しこの差の大きさに
   対応して故障発生区間を判定する第３の装置とを備えた
   ことを特徴とする変換回路保護継電装置。