JPS61227671A - 交直変換装置の過電圧抑制制御方式 - Google Patents

交直変換装置の過電圧抑制制御方式

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JPS61227671A
JPS61227671A JP60067044A JP6704485A JPS61227671A JP S61227671 A JPS61227671 A JP S61227671A JP 60067044 A JP60067044 A JP 60067044A JP 6704485 A JP6704485 A JP 6704485A JP S61227671 A JPS61227671 A JP S61227671A
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JP
Japan
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overvoltage
voltage
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control
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JP60067044A
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Takami Sakai
堺 高見
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/505Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/515Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、交直変換装置が接続された交流系統において
、特に弱小交流系統において、交流過電圧が発生したと
き、その交流過電圧を抑制する為の交直変換装置の過電
圧抑制制御方式に関する・ 〔発明の技術的背景とその問題点〕 第3図は、直流送電設備の概略構成図を示し。
交流母線IA、IBは変換用変圧器JA、JBを介して
1例えば複数個のサイリスタの直並列接続からなる変換
器3に、3Bに接続され、各テイリスメO点弧位相を制
御することにより交流を直流に又は直流を交流に変換す
る。4 A a4B紘平滑りアクドル、5は直流送電線
路。
6人、tBは計器用変圧器(P、T )、FA、7B紘
計器用変流器(C,?)を示す。
このような主回路構成における制御装置は定電流制御回
路(ACR) Jム、11B及び定余裕角制御回路(C
FR) 9 A 、 9 B等で構成される。
尚、上記定電流制御回路Ik、8B、定電圧制御回路9
ム、9Bの他に直流電圧を一定に制御する為の定電圧制
御回路(AVR)等を付加する場合もある。
定電流制御回路8 A e 11 B 、定余裕角制御
回路91e9Bによって演算された値は制御電圧(Ha
)として最小値選択回路(LVG ) 10 A tl
oBに入力され、この最小値選択回路10A。
JOBは各種制御の中で制御角を最も進める制御系を自
動的に選択するものであシ、ここで選択された制御電圧
は、制御電圧リミッタ回路11 A 、 11 B (
ECL )によってリミッタがかけられ1位相制御回路
12に、12Bに入力される。この位相制御回路12に
、12Bは制御電圧に対応した点弧位相を決定してサイ
リスタに点弧ノ量ルスを出力する。このようにして構成
された交直変換装置では、周知のごとく電流マージン(
ΔI)の切替によシ一方が順変換装置として定電流制御
によシ運転され、他方が定余裕角制御により運転される
さて以下の説明では説明の便宜上第3図において、変換
器3Aを順変換器、変換器−を逆変喪器とする。
第3図において、交流母線IBに何らかの理由によシ過
電圧が発生したとする。例えば、交流母線IBに接続さ
れる交流系統において負荷がし中断されたシ、或いは、
落雷等による交流系統事故が発生して、成る回線が切離
されたりする場合である。もし、このとき、上記過電圧
値が大きくて、継続する際には、当然のことながら、交
流過電圧継続器によって交直変換設備を保護しなければ
ならない、即ちすみやかに交直変換装置を停止して、第
3図には図示されていないが交流フィルタやシャントキ
ャパシタを切離す必要がある。上記発生過電圧値線、特
に上記交流系統が弱小交流系統の場合には、相対的に大
きく、又過電圧発生頻度も多い。これは、一般的に交流
電圧の変化分は、無効電力の変化分と交流系統のりアク
タンス分の積にほぼ等シく、弱小交流系統とはその交流
系統のりアクタンス分が大きいと云うことを意味してい
るからである。
従って、交直変換装置が弱小交流系統に接続された場合
、従来の制御方式のみでは、頻繁に交流過電圧の為に交
直変換設備を停止しなければならないという不具合があ
った。
〔発明の目的〕
従って1本発明の目的は、上記不具合を除去する為にな
されたものであって、交流過電圧が発生したとき、交直
変換装置の制御によって、その交流過電圧を抑制して、
交流過電圧継電器の動作を防止して、ひいては交直変換
装置の稼動率を向上させる為の交直変換装置の過電圧抑
制制御方式を提供しようとするものである。
〔発明゛の概要〕
本褪明は、上記目的を達成する為に、交流過電圧が所定
値を越えたときに逆変換装置(以下、INVと略記する
。)の制御進み角(以下、βと略記する。)を進める方
向に動作する制御回路を新たに設けると共に、上記制御
回路の出力がβを所定値以上進ませないように制限する
為のリミッタ回路、更に上記交流過電圧が所定値を越え
たとき、INVのβを強制的に所定値まで所定時間進め
る回路を設けることによって交流過電圧を抑制すること
を提案するものである。
〔発明の実施例〕
第1図は、本発明の要部のみを示すブロック図である。
第1図において、第3図と同一機能のものは、同一符号
を記し説明を省略する。又、これまで制御進み角(β)
を用いて説明を行なってきたが、今後は説明の便宜上制
御遅れ角をαと略記し、αで説明する。尚、制御遅れ角
をα、制御進み角をβとすれば、αとβの間に次の関係
式が成立することは周知の事実であるので、この式につ
いても説明は省略する。
α+β= 180’ 第1図において、第3図の計器用変圧器(P、T)f;
A、6Bで検出された検出信号は、最大値選択回路14
Bに送られ両者の内で大きな方の交流電圧値が選択され
て負極性で加算器15Bに加算される。加算器15Bの
もう一方の入力信号は、設定器16Bの設定値であシ1
例えばこの設定器16Bは1.2puの交流過電圧値相
当の電圧に設定されている。従りて、第3図における交
流母線ZA又はIBの電圧値が、1゜2 puを越える
と加算器15Bの出力電圧は負極性となり制御回路17
Bに遅られる。この制御回路17Bは、フィードバック
制御系を構成しておシ、一種の交流電圧一定制御回路と
云える。制御回路77Bの出力電圧は、加算器18B、
そしてこの加算器18Bには更に設定器19Bの設定値
が加算され、この設定値は例えばα=180゜に相当す
る電圧に設定されている。
従って、もし交流母線11.18の交流電圧値が1.2
pu以下ならば制御回路77Bの出力電圧は正極性であ
るから、加算器18Bの出力電圧はα=180’に相当
する電圧と制御回路11Bの出力電圧が同極性で加算さ
れて、α〉180°!/c相当する電圧となる為に、こ
の場合には制御回路17Bは実質的には動作していない
ことと同じである。
しかるに、もし交流母線IA、IBの交流電圧値が1.
2pu以上になると、制御回路1’lBの出力電圧は負
極性となるので、最終的に加算器111Bの出力電圧は
α〈180°とな夛、この値が最終的に最小値選択回路
JOBに送られ、変換器はこの制御回路77Bによりで
運転されることになる。
加算器15Bの出力電圧は、更にレベル検出器(L、D
) 20 Bに送られこのレベル検出器(L、D) x
 o Bは、交流母線1に、IBの交流電圧値が1.2
puを越えたとき、即ち、加算器15Bの出力電圧が負
極性になりたとき、ロジック・レベル@1mの(It号
を発生させ、ワン・シ曹ット回路21B、22Bを駆動
させる。即ち、ワンシ冒ット回路21B、22Bの出力
信号は設定された時間の間だけロジック・レベル“1m
となる。ワンシ1ット回路21B、22Bの出力信号が
、ロジックレベル″″1”となると、その信号によって
、制御回路23Bと24Bは例えば第2図のごとく動作
する。即ち、ワンシ冒ット回路21B、22Bの出力信
号がロジック・レベル@O”のときにはα=180’に
相当する電圧であるが、ワン−、/wフット路21B、
RIBの出力信号がロジック・レベル@l#に変化する
と、一種のバイアス電圧が印加されて、α=180°に
相当する電圧がステップ的に例えばそれぞれα=110
’、α=100°に相当する電圧となル、更にワン7璽
ット回路21B、22Bの出力信号が再びロジック・レ
ベル@O#に変化すると、元の値即ちα=180°に相
当する電圧へ成る時定数をもって復帰する。
さて、加算器JJBの出力電圧と回路23Bの出力電圧
は最大値選択回路26Bに入力され、各々の出力電圧の
内大きい方の出力電圧を選択して、その選択信号を最小
値選択回路10Bへ送る。即ち、加算器111Bの出力
信号は、回路23Bによりて制限せられ、例え、加算器
18Bの出力電圧がα(110’に相当する電圧以下に
なろうとして動作しても、回路23Bによってリミット
されることを意味する。
次に、前述構成から成る本発明の詳細な説明する。
以下、回路23Bをリミッタ回路23B、回路24Bを
位相進め回路24Bと称する。さて先ず定常状態、即ち
、交流過電圧が発生していない場合或いは、交流過電圧
が発生しても1.2ptt以下の場合について説明する
と、このときは、前述したごとく、加算器18B、I)
ミッタ回路23B5位相進め回路24B(DtB力電圧
電圧べてα=180°に相当する電圧となってお9、定
余裕角制御回路8Bの出力電圧は例えばα=150’(
(180°)に相当す為電圧であシ又、今INVについ
て考えているので周知のごとく、定電流制御回路9Bの
出力電圧はα〉180°に相当する電圧になっているの
で、最終的に最小値選択回路10Bによって、定余裕角
制御回路8Bの出力電圧が選択され、従ってINVはα
=1500で運転されている。
この状態で1例えば交流量@IBにおいて交流過電圧が
観測され、その値が1.2upを越えたと仮定すると、
先に説明したごとく加算器11Bの出力電圧が負極性と
なるので、レベル検出器20Bがロジック・レベル′l
”となシ位相進め回路24Bが動作する。当然加算器1
8Bの出力電圧もα=180°に相当する電圧以下とな
って、交流系統電圧を1.2puに制御しようとするが
、位相進め回路24Bの出力電圧線ステップ的にα=1
00°に相当する電圧迄変化するので、先ずこの位相進
め回路24Bの出力電圧が最終的に選択され、即ち!茸
はα=100°で運転されることになる。変換装置は、
一種の遅れ無効分を消費する装置であシ、その力率は で表わされるので、α=90°のときが(2)φ±0で
もっとも無効電力を消費する運転となる。従ってαが1
50°から100°に変化することで、交流系統から大
きな遅れ無効電力を強制的に取る。
即ち交流母1iiIBの交流過電圧を抑制することにな
る。
この位相進め回路j4Bは、短時間で復帰するが、依然
として交流過電圧が発生している場合には、加算器11
1Bの出力信号が表われて過電圧を抑制しようとする。
上記の説明よシ推測できるように、位相進め回路24B
は一種の割り込み制御で急速に過電圧を抑制する為に設
けられておシ、又制御回路17Bは連続制御で、極力交
流系統に与えるしよう乱を少くして定常状態へ移行させ
る為に設けられたものである。
更に、以下補足説明をする。我々のシミ島レーク試験の
結果では、第1図において、リミッタ回路JjBや位相
進め回路24Bを設けずに、交流電圧一定制御とも云え
る制御回路77Bに関連する回路のみで十分過電圧を抑
制できる場合もあった。これは交直変換装置が接続され
る交流系統の短絡容量が比較的大きい場合であった。
しかるに、弱小交流系統の場合には、上記制御回路77
Bに関連する回路のみで過電圧を抑制することは不可能
であり九。交流過電圧が発生したとき、その過電圧値が
交流過電圧継電器の動作レベルに至もな、いように、制
御回路77B(例えば成るダインと成る一時遅れ時定数
をもった制御ア72′)を高速化して高いダインをも光
せると、交流過電圧ピーク値は減少するが、ハンチング
が発生する。これは、高速化、高ダイン化された制御回
路Z7Bが交流系統に対する大きなしよう乱となるから
である。逆に、当然のことながら、制御回路17Bを低
速化、低グン化すれば、交流過電圧のp@ak値は、交
流保護継電器の動作レベルに達するほど大きくなる。
従りて、先ず位相進め回路24Bで事故発生後最初に表
われる大きな過電圧を抑制しようとするものである。上
記手段によって、大きな過電圧は抑制できたが、過電圧
発生時からしばらくすると交流系統電圧が大幅に低下す
ると云う現象が発生した。これは1位相進め回路24B
によって、既に大きな過電圧が抑制されても、制御回路
17Bは遅れ時定数を有している為に依然として過電圧
だと判断して、αを小さくする方向に動作するからであ
る。それ故、制御回路77Bがαをあまりに小さくしな
いように、又αを90’以下にしてINVからREC領
域に移行しないように制御回路77Bの出力電圧、実質
的には加算器18Bの出力電圧を制限する目的でリミッ
タ回路23Bを設は北ものである。
以上説明したごとく、本実′施例によれば、交流過電圧
が発生したとき、先ず逆変換装置の制御進み角を急速に
進めて交流過電圧の上昇を抑制するとともに、交流過電
圧発生量に応じて制御進み角を進める方向に動作する連
続制御関数、そしてその連続制御関数の出力電圧は、制
御進み角が成る値以上進まないように制限されることに
よシ、効果的に交流過電圧を抑制することができ、更に
又本発明による過電圧抑制制御方式は、従来過電圧の抑
 が極めて困−騙れてきた弱小交流系統に接続された交
直変換装置においても極めて有効である。
第1図において、制御回路J7Bが過電圧を抑制する為
に動作し始める交流過電圧レベルと位相進め回路24B
が動作する交流過電圧レベルを同一レベルで構成したが
、このレベルを別設定にすることもできる。例えば、制
御回路17Bは、交流過電圧が1.1pu以上のときに
動作し1位相進め回路24Bは1.2pu以上で動作す
るように構成することもでき、この方が効果的である場
合も規定される。
〔発明の効果〕
以上説明したごとく、本発明は、特に交直変換装置が弱
小交流系統に接続されえシステムの場合に特に有効で、
交流過電圧を効果的に抑制することによシ、交直変換装
置の稼動率を向上させ、又付設機器の過電圧耐量に関す
る経済設計が行なえると云う著しい効果を有する。
【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明の要部を示すブロック図、第2図は、
第1図における構成要素の動作説明図、第3図は直流送
電設備の構成図を示す。 8B・・・定電流制御回路、9B・・・定電流制御回路
、l0B−・・最小値選択回路、14 B 、 l5B
・・・最大値選択回路、16B、19B・・・設定器、
77B・・・制御回路、158m18B・・・加算器、
20B・・・レベル検出器、2xB、22B−・・ワン
シ習ット回路、23B・・・リミッタ回路、24B・・
・・位相進め回路。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦N 1 図 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 少くとも、定電流制御系と定余裕角制御系を備えた交直
    変換システムにおいて、交直変換装置の接続される交流
    系統電圧を検出し、その検出値が、所定値を越えたとき
    、逆変換装置の制御進み角を所定値迄所定時間だけ進め
    ると共に、逆変換装置の制御進み角が、所定値以上進ま
    ないように所定時間リミットすると共に、更に、前記検
    出値が所定値を越えたとき制御進み角を進める方向に動
    作する制御関数を設けたことを特徴とする交直変換装置
    の過電圧抑制制御方式。
JP60067044A 1985-03-30 1985-03-30 交直変換装置の過電圧抑制制御方式 Pending JPS61227671A (ja)

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