JPS60223425A - 短絡保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発ｆ３Ａは発電機が短絡をした場合、励磁装置を破
損から防ぐようにした励磁装置の保護装置に関するもの
である。

従来、特にこの種の装置は設置していなかったが、半導
体技術が発展して、回転励磁機がサイリスタ励磁装置に
変わり始めるに従い、サイリスタの過電流破損を防止す
る必要が生じたため、この発明けなされたものである。

第１図に従来のサイリスク励磁回路の基本構成図を示す
。（１）は交流発電機、（２）は発電機ｆｌ＋の励磁コ
イル、（３）け°励磁電流を測定する分流器、（４）は
界磁放電抵抗、（５）は界磁しゃ断器の主コンタクト（
ａ接点）、ｔ８Ｈ−ｊ界磁しゃ断器の補助コンタクト（
ｂ接点）、（７）はサイリスタ励磁装置、（８）〜（１
３１ｔ／′ｉサイリスタ励磁装置（７）の出力部の３相
ブリツジに組まれ友サイリスタ素子、θ４）は界磁電流
針、（１５１ｔＩｉ界磁電圧計である。

次に動作について説明する。交流発電機ｉｌ＋はその界
磁コイル（２）にサイリスク励磁装置（７）の直流出力
によって励磁されている。交流発電機ｆｌ＋は自動電圧
調整装置（図示せず。以下ＡＶＲと略す）より与えられ
た信号により、発電機の出力電圧が一定になるようにサ
イリスク励磁装置（７）の直流出力が制御されている。

この制御された直流出力は励磁電圧計（１６１と励磁電
流計（１４）で運転員によって確認されながら運転され
る。

今、何らかの異常が発生するか、あるいけ発電機ｉｌ＋
を停止したい場合は界磁しゃ断器をトリップして主コン
タクト５１を開くと共に交流発電機の界磁にたくわえら
ねたエネルギーは、界磁しゃ断器の補助コンタクト（６
）によってつくられた界磁放電抵抗回路に流ねることに
より放出される。

第２図は従来のものにおいて発電機（りが３相短絡した
状態を示した図で３相交流発電機に突発短絡電流が流れ
ると、界磁コイル側にもその反作用の電流（ｔｆｒ）が
流れる。電機子の基本波交流分は界磁コイルに直流分を
流し、電機子電流（１）の直流分は界磁コイル（２）に
回転周波数の交流分を流す。

この反作用による電流は、短絡が発生すると、比較的急
に上昇し、短絡過渡時定数Ｔ’（ｉに従い、除徐に減衰
する。

従来のサイリスタ励磁回路は以上のように構成されてい
るので、もしも交流発電機の出力に３相短絡が発生した
場合、この反作用による過大電流がサイリスタ素子に流
れて、そのとき通電しているサイリスタ素子を破損する
欠点があった。またサイリスタ素子保護用の速断フユー
ズがサイリスタに直列に入っている場合（図示せず）は
この速断フユーズが溶断してしまう欠点があった。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになさねたもので、交流発電機の出力側で３相短絡が
発生しても、これを自動検出してサイリスク励磁装置の
出力部のサイリスタをフル（ｆｕｌｌ　）点弧し、全て
のサイリスタラ導通させて　１反へ用の電流を全てのサ
イリスクに分流させてサイリスタ素子の破損を防止する
装置を提供するとと金目的としている。

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第３
図において、ｆ１１〜（１４）は第１図で述べたものと
同一のものである。ｅａｉ（イ）は計器用変圧器（以下
ＦＴと略す）、翰（ハ）け補助変圧器（高圧サージ防止
用の鉄心シールド付）、（イ）〜…は３相全波整流回路
に組まれたダイオード、ａ１１Ｖｉ抵抗、（至）はコン
デンサ、（至）＠け入力抵抗、（至）は可変抵抗器（バ
イアス設定用）、ｅｆｊは演算増巾器、＠＠け抵抗、−
はヒステリシス調整抵抗、（至）θυ働は計器用変流器
（以下ＯＴと略す）、Ｇ１１Ｍに）は交流電流／直流電
圧変換器、に）ＩＩけ抵抗、団は可変抵抗器（バイアス
設定器）、６υけ演算増巾器、（５２Ｘ５３）は抵抗、
（５４）はヒステリシス設定器、（５５Ｘ５６）　ｔｆ
入力抵抗、（６１）　〜（６’７）　Ｈ抵抗、（６８）
はダイオード、（６９）　（７０）はトランジスタ、（
）１）はコンデンサ、（７２）Ｈユニジャンクショント
ランジスタ、（７３）はパルストランス、（％）（’７
５）　ｉｊ低抵抗（７６Ｘ７’７）　Ｉ／′ｉダイオー
ド、（７日）（）９）はコンデンサ、（８０Ｘ８１）は
抵抗、（８２）　Ｉｄ　）ランジスタ、（８３）　Ｖｉ
リレー、（８４）　Ｖｉダイオード、（８６）はリレー
（８３）のａ接点、（８６）はダイオードである。

次に動作について説明する。先ず３相短絡が発生すると
、発電機の端子電圧が極端に減少すると共に発電機［１
１の各相には突発短絡電流が流れる。

第３図のＱ］）〜ｃ１１はこの発電機１１＋の端子電圧
が減少したことを検出する回路である。発電機電圧をＰ
Ｔ（財）翰で１１０ｖにしたものをさらに半導体回路に
入力できるように補助変圧器脅（ハ）で電圧を落す。

雷サージ等を吸収させるため、この補助変圧器はシール
ド付とし、シールドをアースにしてサージが半導体回路
へ入らないようにする。三相ブリッジ形整流回路で整流
して直流に変換し、抵抗Ｃ１１ｌとコンデンサーでフィ
ルターしたのち、演算増巾器に）を利用した比較回路に
与える。すなわち、バイアス設定用抵抗（２）で設定し
た「負」の電圧の絶対値が発電機電圧を検出した「正」
の電圧と比較して小さいとき（通常の運転中の場合）は
演算増巾器曽の入力は「正」の方が大きくなるため、出
力は「負」となる。３相短絡が発生す名ば、発電機電圧
が極端に低下するため、演算増巾話術のへカ汀バイアス
設定器（至）の大刀の方が大きくなり、「負」の入力端
子が大きくなるため、出方は「正」となる。

第３図の−〜に）、　（４９）〜（５４）は発電機の出
方電流が通常値から大きくなったことを検出する回路で
ある。発′亀機の各相電流をｃＴｉ４１１−（６）で検
出して、交流電流を直流電圧に変換する絶縁変換器（財
）〜に）により直流電圧に変換する。この変換器に）の
「負」端子を零Ｖにつなぎ、３個の変換器の出方電圧が
和になるように接続して、こハとバイアス設定器−とを
比較する。通常、運転中においてはバイアス設定器−の
「正」電圧の方が大きくなるようにしておけば、演算増
巾器（５１１の出方は「負」となる。

次に３相短絡が発生すると、各相電流が増大するため、
上記変換器の出力電圧の和の「負」電圧の方がバイアス
設定器の「正」電圧より大きくなるため、演算増巾器の
出力ｉ「正」となる。

第３図の（５５）、　（６１）〜（’７９）　／ｌ′ｉ
点弧パルスを連続発生させる回路である。発電機電圧が
正常ならば、演算増巾器に）の出力は「負」であり、発
゛亀機電流が正常ならば、演算増巾器６１１の出力も「
負」である。このとき、トランジスタ（６９）のペース
電流は流れないためトランジスタ（６９）　Ｈカットオ
フとなる。トラ・ンジスタ（７０）には抵抗（６３）（
６４）を通してペース電流が流れるため、トランジスタ
（７０）け導通となり、コンデンサ（７１）の両端は短
絡されるため、コンデンサ（７１）は充電さねない。こ
のためユニジャクジョントランジスタ（７２）　ｎ　導
通せず、パルストランス（７３）からはパルスは発生し
ない。

次に発電機の端子電圧が低下して演算増巾器（７）の出
力が「正」となるか、発電機の出力電流が増大して演算
増巾器６１）の出力が「正」となるか、二つのうちのい
ずれかが発生すわば、トランジスタ（６９）け導通とな
り、コレクターエミッタ間が短絡されるため、トランジ
スタ（７０）のペース電流は流れなくなり、カット芽フ
となる。コンデンサ（７１）は充電され、一定値以上に
なると、ユニジャンクショントランジスタ（’７２）が
導通してパルストランス（７３）の−次側にパルス電流
が流れて、二次側にはハルスミ圧が発生する。いま、コ
ンデンサ（７１）の値を小さくしておけば、パルスは高
周波となり連続してパルスが発生する。

すなわち、３相短絡が発生して、発電機電圧が異常に低
下するか、あるいけ発を機電流が異常に増大す名ば、こ
れを検出する。ト記の二つのいずれかが発生すれば、こ
の突発短絡電流による反作用によって界磁コイル（２）
に逆起電力が発生したものを上述の連続点弧パルスによ
りサイリスタ励磁器（７）のサイリスタ素子（８）〜Ｈ
ｔ−全て点弧させ増大した界磁電流をこれらサイリスク
素子（８）〜囮に分流させる。

トランジスタ（８２）はトランジスタ（６９）’と全く
同じ動作をし、リレー（８３）のａ接点（８５）　ｔｒ
ｉ３．相短絡が発生したことを警報するためのものであ
る。

な＄、上記実施例でけ、三相交流発電機の例について説
明をしたが、単相交流発電機でも同様の効果がある。

また、トランジスタ（６９Ｘ７０Ｘ８２）はＩＣのＮＡ
ＮＤ回路を用いても同様の効果を奏する。

思ｔのように、この発明によれば、発電機の出力に短絡
が発生したとき、すなわち、発電機の出力電流が異常に
低下したこと、あるいけ発′ｋＬ機の出力電流が異常に
増大したことの少なくとも一方を検出したときに、サイ
リスタ励磁装置ｇのサイリスタ素子を全く点弧させ、短
絡電流の反作用によって増大した界磁電流を全てのサイ
リスク素子に分流させるようにしたので、サイリスタ励
磁装置のサイリスタ破損や速断ヒユーズの溶損をまねく
ことなく、サイリスタ励磁装置全保護できる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の励磁回路を示す回路図、第２図け３相短
絡のときの短絡電流の反作用により逆起電力が発生して
界磁電流が増加することを説明する図、第３図はこの発
明の一実施例を示す構成図。 ｆｉ＋は発電機、（２）は発電機の界磁コイル、＋７１
ｉｊザイリスタ励磁装置、シＤ−働は発電機の端子電圧
が異常に低下したことを検出する検出器、−〜輪。 （４９）〜（５４）は発電機の出力電流が異常に増大し
たことを検出する検出器、（５５）、　（６１）〜（７
９）け点弧パルスを連続発生させる回路、（５ａ）、　
（ｓｏ）〜（８５）は上記二つの検出器のいずねかが検
出したとき動作するリレー回路である。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　大岩増雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｉ＋　発電機の界磁コイルに、出力電流を供給して、
   発成機の端子電圧を制御するサイリスタ励磁装置におい
   て、発電機の出力電圧が異常に低下したことを検出する
   検出器と、発１を機の出力電流が異常に増大したことを
   検出する検出器と、上記二つの検出器の少なくとも一方
   が検出したとき、点弧パルスを連続発生させる回路を設
   け、この回路が連続発生し九点弧パルスによりサイリス
   タ励磁装置のサイリスク素子を全て点弧させ、発電機の
   短絡電流の反作用によって増大した界磁電流を全てのサ
   イリスタ素子に分流させるようにしたことを特徴とする
   短絡保護装置。 （２）発電機の端子電圧が異常に低下したことを検出す
   る検出器と、発電機の出力電流が異常に増大したことを
   検出する検出器を備え、Ｅ１二つの検出器の少なくとも
   一方を検出したとき、動作するリレーにより運転員に誉
   報を与え、緊急処理をうながすようにしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の短絡体−装置。