JPS6133356B2 - - Google Patents
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- JPS6133356B2 JPS6133356B2 JP53033841A JP3384178A JPS6133356B2 JP S6133356 B2 JPS6133356 B2 JP S6133356B2 JP 53033841 A JP53033841 A JP 53033841A JP 3384178 A JP3384178 A JP 3384178A JP S6133356 B2 JPS6133356 B2 JP S6133356B2
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- Japan
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- synchronous machine
- voltage
- limiter
- exciter
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
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- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
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Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、同期機の励磁装置における直流励磁
電流のしや断後の界磁巻線に残留する電磁エネル
ギーを消滅させる手段に関する。
電流のしや断後の界磁巻線に残留する電磁エネル
ギーを消滅させる手段に関する。
近時の同期機ならびに同期機に接続された変圧
器等の大容量化は、種々の技術的改良に裏付けさ
れているが、なかでも機器冷却技術の向上に負う
ところが大きく、同一の機械体積にもかかわら
ず、在来よりも大出力機としての運転が可能とな
つている。
器等の大容量化は、種々の技術的改良に裏付けさ
れているが、なかでも機器冷却技術の向上に負う
ところが大きく、同一の機械体積にもかかわら
ず、在来よりも大出力機としての運転が可能とな
つている。
換言すれば、単位質量当りの出力が向上してい
る所以であり、これはとりもなおさず短絡・地絡
等の事故時に、これまでよりもさらに早期に事故
電流を除去しなければ、事故点などの温度上昇、
すなわち損傷が激しくなることを意味している。
る所以であり、これはとりもなおさず短絡・地絡
等の事故時に、これまでよりもさらに早期に事故
電流を除去しなければ、事故点などの温度上昇、
すなわち損傷が激しくなることを意味している。
そこで本発明は、保護継電器およびしや断器の
高速化とともに、さきの事象に有効に対処できる
手段としての同期機の励磁装置を提供しようとす
るものである。
高速化とともに、さきの事象に有効に対処できる
手段としての同期機の励磁装置を提供しようとす
るものである。
さて、同期発電機は原動機によつて駆動され、
その界磁巻線には励磁装置から直流の電力が供給
されており、そしてこの同期発電機の出力端から
は外部の電力ネツトワークに電力を供給すること
になる。
その界磁巻線には励磁装置から直流の電力が供給
されており、そしてこの同期発電機の出力端から
は外部の電力ネツトワークに電力を供給すること
になる。
この状態において、発電機の内部あるいは外部
の電力ネツトワークへ接続する変圧器等に地絡あ
るいは短絡などの事故が発生した場合、事故に伴
う損傷を極力抑制するため、原動機入力の閉止、
発電機の出力しや断器のトリツプと合わせてその
界磁回路もしや断する。
の電力ネツトワークへ接続する変圧器等に地絡あ
るいは短絡などの事故が発生した場合、事故に伴
う損傷を極力抑制するため、原動機入力の閉止、
発電機の出力しや断器のトリツプと合わせてその
界磁回路もしや断する。
この界磁回路は直流回路であつて、その発電機
界磁巻線にはインダクタンスが存在するため、回
路しや断時のサージ電圧の抑制と、界磁電流の早
期減衰を目的として、その界磁しや断器は放電抵
抗器と組み合わせて使用されるのが通例である。
界磁巻線にはインダクタンスが存在するため、回
路しや断時のサージ電圧の抑制と、界磁電流の早
期減衰を目的として、その界磁しや断器は放電抵
抗器と組み合わせて使用されるのが通例である。
ところで、同期機が運転中に、その電機子回路
に短絡なり地絡などの事故が生ずると、同期機内
部では電機子反作用によつて界磁巻線に交流分を
含む電流が誘起され、その現象は事故の種類や、
事故前の運転条件によつていろいろの様相を示
す。
に短絡なり地絡などの事故が生ずると、同期機内
部では電機子反作用によつて界磁巻線に交流分を
含む電流が誘起され、その現象は事故の種類や、
事故前の運転条件によつていろいろの様相を示
す。
説明を簡単にするため、同期機が無負荷で運転
されている場合に、その界磁しや断器を開放した
ときを例にとつて述べることにしよう。
されている場合に、その界磁しや断器を開放した
ときを例にとつて述べることにしよう。
第1図は、従来の同期機の励磁システムの略線
図を表わし、1は同期機、2はその界磁巻線、3
は励磁機、5は変圧器、6は出力しや断器、7は
外部の電力ネツトワーク、41は界磁しや断器で
41bはそのb動作を行なう接触器、rは放電抵
抗器を示す。
図を表わし、1は同期機、2はその界磁巻線、3
は励磁機、5は変圧器、6は出力しや断器、7は
外部の電力ネツトワーク、41は界磁しや断器で
41bはそのb動作を行なう接触器、rは放電抵
抗器を示す。
第1A図は、その前段に設けた副励磁機により
励磁機の界磁を励磁するにしたブロツク図であ
る。
励磁機の界磁を励磁するにしたブロツク図であ
る。
8は副励磁機、32は励磁機3の界磁巻線を表
わす。しかして、この無負荷のケースでは電機子
反作用を考慮する必要はないので、界磁巻線2の
インダクタンスLと抵抗Rのみを考慮すればよ
く、その等価回路として第2図がえられる。
わす。しかして、この無負荷のケースでは電機子
反作用を考慮する必要はないので、界磁巻線2の
インダクタンスLと抵抗Rのみを考慮すればよ
く、その等価回路として第2図がえられる。
Eは励磁電圧、egは界磁巻線の両端電圧、r
は放電抵抗、igは回路電流である。
は放電抵抗、igは回路電流である。
第2図の等価回路から、界磁しや断器41の開
放後の回路電流igと界磁電圧egは次式で示され
る。
放後の回路電流igと界磁電圧egは次式で示され
る。
事故上の損傷を極少に留めるためには、電流i
gを速やかに減少させる必要があり、それには
(1式)から放電抵抗器の抵抗値rを大きくすれ
ば良いことが分る。
gを速やかに減少させる必要があり、それには
(1式)から放電抵抗器の抵抗値rを大きくすれ
ば良いことが分る。
しかしながら、単に放電抵抗rを大きくする
と、界磁しや断時に発生する過度電圧を呈する界
磁巻線の両端電圧egは、(2式)に示されるよう
に大きくなつてしまう。
と、界磁しや断時に発生する過度電圧を呈する界
磁巻線の両端電圧egは、(2式)に示されるよう
に大きくなつてしまう。
すなわち、放電抵抗rを大きくするにも、界磁
回路の絶縁上からあるいは界磁しや断器のしや断
能力から制約があり、通常、しや断時に発生する
異状電圧を、定格励磁電圧の数倍に押えるよう
に、放電抵抗器の抵抗値rを選んでいる。たとえ
ば、(R+r)/R=3 ∴r/R=2などであ
る。つまり、従来技術では減衰時定数L/(R+
r)を支配する放電抵抗rが、絶縁面のみにより
定まつてしまい、かつそれについて何等の制御的
方策がなされないところに問題がある。
回路の絶縁上からあるいは界磁しや断器のしや断
能力から制約があり、通常、しや断時に発生する
異状電圧を、定格励磁電圧の数倍に押えるよう
に、放電抵抗器の抵抗値rを選んでいる。たとえ
ば、(R+r)/R=3 ∴r/R=2などであ
る。つまり、従来技術では減衰時定数L/(R+
r)を支配する放電抵抗rが、絶縁面のみにより
定まつてしまい、かつそれについて何等の制御的
方策がなされないところに問題がある。
ここにおいて、本発明はさきに述べた欠点に鑑
みなされたものであり、その目的とするところ
は、界磁回路の絶縁を脅かすことなく、事故電流
を積極的に極少にするとともに、その通電時間の
短縮を計ることにより、事故点およびその近傍な
らびに関連通電部分の損傷を最少に止め、もつて
事故復旧に要する経費と時間の低減を図ることに
ある。
みなされたものであり、その目的とするところ
は、界磁回路の絶縁を脅かすことなく、事故電流
を積極的に極少にするとともに、その通電時間の
短縮を計ることにより、事故点およびその近傍な
らびに関連通電部分の損傷を最少に止め、もつて
事故復旧に要する経費と時間の低減を図ることに
ある。
さて、界磁しや断器41のトリツプ(開放)時
に発生する異状電圧である界磁電圧egは、(2
式)に示すように、トリツプ時に最大値を示し、
以後時間の経過とともに指数関数の形で減衰して
ゆく。
に発生する異状電圧である界磁電圧egは、(2
式)に示すように、トリツプ時に最大値を示し、
以後時間の経過とともに指数関数の形で減衰して
ゆく。
したがつて、減衰の途上においては放電抵抗器
の抵抗値rを増加しても、界磁回路の絶縁に悪影
響を及ぼすことにはならず、逆に事故電流の減衰
を速めることができる。
の抵抗値rを増加しても、界磁回路の絶縁に悪影
響を及ぼすことにはならず、逆に事故電流の減衰
を速めることができる。
すなわち、本発明は、放電抵抗器の抵抗値を時
間とともに増大することによつて、同期機1の界
磁巻線2に貯えられていた電磁エネルギーを、よ
り早期に機外において消費させ、事故電流を低下
させる手段を提供しようとするものである。
間とともに増大することによつて、同期機1の界
磁巻線2に貯えられていた電磁エネルギーを、よ
り早期に機外において消費させ、事故電流を低下
させる手段を提供しようとするものである。
以下、図面を参照しながら本発明の具体的な応
用例について説明しよう。
用例について説明しよう。
第3図は本発明の第1の実施例の回路図であ
る。この回路図において、界磁巻線2に並列に可
変抵抗器r1と固定抵抗器r0との直列回路が界磁し
や断器接点を介して接続されている。そして界磁
しや断器41はトリツプ指令部10の出力により
励磁機(図示せず)と界磁巻線2とを切離し、同
時に界磁巻線2に抵抗r0,r1の直列回路を並列挿
入する。またトリツプ指令部10の出力はコント
ローラ11に与えられるようになつており、コン
トローラ11は界磁巻線2の両端間電圧と制限器
12の出力に応じて可変抵抗器r1に設けられた駆
動体9を制御する。
る。この回路図において、界磁巻線2に並列に可
変抵抗器r1と固定抵抗器r0との直列回路が界磁し
や断器接点を介して接続されている。そして界磁
しや断器41はトリツプ指令部10の出力により
励磁機(図示せず)と界磁巻線2とを切離し、同
時に界磁巻線2に抵抗r0,r1の直列回路を並列挿
入する。またトリツプ指令部10の出力はコント
ローラ11に与えられるようになつており、コン
トローラ11は界磁巻線2の両端間電圧と制限器
12の出力に応じて可変抵抗器r1に設けられた駆
動体9を制御する。
事故が発生すると、界磁しや断器トリツプ(開
放)指令部10から指令が発せられ、界磁しや断
器41がトリツプすると同時に、界磁しや断器ト
リツプ指令(コントローラ動作指令S)を受けた
コントローラ11は、界磁回路の絶縁上の制限を
考えてセツトされた界磁巻線の両端電圧eg制限
器12により、予め定められた界磁電圧を超えな
い範囲で、駆動体9を介して、放電用可変抵抗器
r1の値を増大するように動作する。
放)指令部10から指令が発せられ、界磁しや断
器41がトリツプすると同時に、界磁しや断器ト
リツプ指令(コントローラ動作指令S)を受けた
コントローラ11は、界磁回路の絶縁上の制限を
考えてセツトされた界磁巻線の両端電圧eg制限
器12により、予め定められた界磁電圧を超えな
い範囲で、駆動体9を介して、放電用可変抵抗器
r1の値を増大するように動作する。
界磁しや断器トリツプ指令が解除されれば、コ
ントローラ11は放電用可変抵抗器r1の抵抗値を
零に戻す。
ントローラ11は放電用可変抵抗器r1の抵抗値を
零に戻す。
なお、界磁巻線の両端電圧egと放電用固定抵
抗器r0の両端電圧erとは比例するので、電圧eg
にかえて電圧erを使用してもよい。
抗器r0の両端電圧erとは比例するので、電圧eg
にかえて電圧erを使用してもよい。
第4図は、本発明第2の実施例の電気的略線図
である。
である。
この実施例は、大形の同期機に良く採用される
手法で、技術的にもしや断電流の小さいところ
で、経済的にも設備の簡潔というところで、同期
機1の界磁回路の界磁しや断器を省略し、励磁機
3の界磁巻線32の回路に、界磁しや断器を具備
するようにしている。
手法で、技術的にもしや断電流の小さいところ
で、経済的にも設備の簡潔というところで、同期
機1の界磁回路の界磁しや断器を省略し、励磁機
3の界磁巻線32の回路に、界磁しや断器を具備
するようにしている。
そして、コントローラ11へは界磁巻線32の
両端電圧eeおよびその電圧eeの制限器13から
の制限値が与えられ、電圧eeが予め定められた
範囲内に収まりながら、放電用可変抵抗器r1を増
大させるようコントローラ11が動作するように
してある。
両端電圧eeおよびその電圧eeの制限器13から
の制限値が与えられ、電圧eeが予め定められた
範囲内に収まりながら、放電用可変抵抗器r1を増
大させるようコントローラ11が動作するように
してある。
第5図は本発明の第3の実施例のブロツクダイ
アグラムである。この実施例は部分負荷
(Partial Load)のときの自動追従機構を付加し
た手段である。
アグラムである。この実施例は部分負荷
(Partial Load)のときの自動追従機構を付加し
た手段である。
部分負荷時の界磁電圧は、当然、高負荷時のそ
れよりも低い。
れよりも低い。
界磁しや断器41の開放時の異状電圧は、(2
式)における界磁電圧egから明らかなように、
界磁しや断器開放直前の励磁電圧Eに比例する。
式)における界磁電圧egから明らかなように、
界磁しや断器開放直前の励磁電圧Eに比例する。
いま、ELは部分負荷時の事故前の界磁電圧、
EFは全負荷時の事故前の界磁電圧、
Rは界磁巻線の抵抗値、
rFは全負荷時を考慮して採用した放電抵抗の
値、 と定義しよう。
値、 と定義しよう。
部分負荷時の界磁しや断に伴つて発生する異状
電圧の値と、全負荷時の界磁しや断に伴つて発生
する異状電圧の値とを、同一の値に抑制するとす
れば、部分負荷時の放電抵抗値rLは、下記(3
式)を満足するまで大きくできる。
電圧の値と、全負荷時の界磁しや断に伴つて発生
する異状電圧の値とを、同一の値に抑制するとす
れば、部分負荷時の放電抵抗値rLは、下記(3
式)を満足するまで大きくできる。
rL+R=EF/EL(rF+R) ……(3式)
したがつて、部分負荷時の放電抵抗値rLを大
きくしておけば、全負荷時の放電抵抗値rFの
まゝのときよりも、放電電流の減衰が早まる。
きくしておけば、全負荷時の放電抵抗値rFの
まゝのときよりも、放電電流の減衰が早まる。
第5図において、通常の運転時にはコントロー
ラ11は同期機1の界磁電圧egを検出し、放電
用可変抵抗器r1の初期値を制御する制限器14に
より、(3式)を満足するかあるいはそれに近い
値になるよう可変抵抗器r1を制御する。
ラ11は同期機1の界磁電圧egを検出し、放電
用可変抵抗器r1の初期値を制御する制限器14に
より、(3式)を満足するかあるいはそれに近い
値になるよう可変抵抗器r1を制御する。
界磁しや断器トリツプ(開放)指令が出された
後の動作は第3図の実施例と同一である。また第
5図の回路では界磁トリツプ後の異常高電圧を抑
制する構成が採られている。
後の動作は第3図の実施例と同一である。また第
5図の回路では界磁トリツプ後の異常高電圧を抑
制する構成が採られている。
すなわち、界磁しや断器トリツプ(開放)指令
が出されると、しばしば異状電圧が高く出過ぎる
ことがある。この現象を防止するためには、異状
電圧を抑制する制限器15を設け、界磁電圧eg
そのもの、あるいはその変動幅もしくはその時間
微分値等を検出してコントローラ11へ与え、接
触器42等の開閉素子の閉じる手段を付加するよ
うにしてある。なお、これまでの説明は、同期機
のうち発電機を対象としているが、同期電動機の
励磁回路においても、そのまゝ適用可能なことは
言うまでもない。
が出されると、しばしば異状電圧が高く出過ぎる
ことがある。この現象を防止するためには、異状
電圧を抑制する制限器15を設け、界磁電圧eg
そのもの、あるいはその変動幅もしくはその時間
微分値等を検出してコントローラ11へ与え、接
触器42等の開閉素子の閉じる手段を付加するよ
うにしてある。なお、これまでの説明は、同期機
のうち発電機を対象としているが、同期電動機の
励磁回路においても、そのまゝ適用可能なことは
言うまでもない。
第6A図、第6B図は本発明の効果を説明する
ための特性図である。
ための特性図である。
従来の手法では、抵抗値は常にR0であるか
ら、事故電流はで表わされる単純な指数関数曲
線である。しかるに本発明では、抵抗値を増大し
てゆくので、その都度減衰の時定数は短かくな
り、で示される2つの折点をもつた曲線とな
る。
ら、事故電流はで表わされる単純な指数関数曲
線である。しかるに本発明では、抵抗値を増大し
てゆくので、その都度減衰の時定数は短かくな
り、で示される2つの折点をもつた曲線とな
る。
事故による損傷は、事故電流の自乗に比例した
時間積分、∫i2dtで示されるから、事故電流iの
大きさおよび通電時間の強制的低減をさせる本発
明によれば、機器の損傷を極めて局所的に抑える
ことができる。
時間積分、∫i2dtで示されるから、事故電流iの
大きさおよび通電時間の強制的低減をさせる本発
明によれば、機器の損傷を極めて局所的に抑える
ことができる。
本発明は上述のように、同期機の界磁に並列に
固定抵抗と可変抵抗とからなる放電抵抗を設け、
界磁しや断器にこの放電抵抗を界磁に並列接続す
ると共に、可変抵抗の抵抗値を制限値内で増加さ
せるようにしたため、界磁に蓄えられたエネルギ
を速やかにしかも同期機の界磁を損傷することな
く消失させることができる。また、同期機の負荷
状態に応じて可変抵抗の初期値を変えるようにし
ため、部分負荷時にはより速やかにエネルギ消失
を行うことができる。
固定抵抗と可変抵抗とからなる放電抵抗を設け、
界磁しや断器にこの放電抵抗を界磁に並列接続す
ると共に、可変抵抗の抵抗値を制限値内で増加さ
せるようにしたため、界磁に蓄えられたエネルギ
を速やかにしかも同期機の界磁を損傷することな
く消失させることができる。また、同期機の負荷
状態に応じて可変抵抗の初期値を変えるようにし
ため、部分負荷時にはより速やかにエネルギ消失
を行うことができる。
第1図・第1A図・第2図は従来装置の略線
図・等価回路図、第3図乃至第5図はそれぞれ本
発明の実施例を示す回路図、第6A図および第6
B図は本発明の効果を示す特性図である。 1……同期機、2……その界磁巻線、3……励
磁機で32はこの界磁巻線、5……変圧器、6…
…出力しや断器、7……外部の電力ネツトワー
ク、8……副励磁機、9……可変抵抗器r1の駆動
体、10……界磁しや断器トリツプ指令部、11
……コントローラ、12……界磁巻線2の両端電
圧egの制限器、13……励磁機3の界磁巻線3
2の両端電圧eeの制限器、14……可変抵抗器
r1の初期値を制御する制限器、15……電圧eg
の異状電圧を抑制する制限器、41……界磁しや
断器で41bはそのb動作を行なう接触器・41
cはそのトリプルコイル、42……接触器で42
cはその付勢コイル、E・PとN……直流電源で
PとNはその正極と負極、r・r0・R0・R1……放
電抵抗、S……コントローラに対する動作指令。
図・等価回路図、第3図乃至第5図はそれぞれ本
発明の実施例を示す回路図、第6A図および第6
B図は本発明の効果を示す特性図である。 1……同期機、2……その界磁巻線、3……励
磁機で32はこの界磁巻線、5……変圧器、6…
…出力しや断器、7……外部の電力ネツトワー
ク、8……副励磁機、9……可変抵抗器r1の駆動
体、10……界磁しや断器トリツプ指令部、11
……コントローラ、12……界磁巻線2の両端電
圧egの制限器、13……励磁機3の界磁巻線3
2の両端電圧eeの制限器、14……可変抵抗器
r1の初期値を制御する制限器、15……電圧eg
の異状電圧を抑制する制限器、41……界磁しや
断器で41bはそのb動作を行なう接触器・41
cはそのトリプルコイル、42……接触器で42
cはその付勢コイル、E・PとN……直流電源で
PとNはその正極と負極、r・r0・R0・R1……放
電抵抗、S……コントローラに対する動作指令。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 同期機と、この同機期の界磁に給電する励磁
機と、この励磁機から前記同期機の界磁への直流
給電をしや断する界磁しや断器と、固定抵抗器と
可変抵抗器とが直列接続されてなり前記界磁に並
列接続された放電抵抗と、前記同期機の界磁巻線
両端間電圧を検出する回路と、予め定められた前
記同期機の界磁巻線両端間電圧制限値を出力する
制限器と、前記界磁しや断器のしや断時に前記検
出回路が前記界磁巻線の両端間から取出した電圧
信号を前記界磁巻線両端間電圧制限器の出力と比
較しつつ前記可変抵抗器の抵抗値を増加させるコ
ントローラとをそなえた同期機の励磁装置。 2 同期機と、この同期機の界磁に給電する励磁
機と、この励磁機から前記同期機の界磁への直流
給電をしや断する界磁しや断器と、固定抵抗器と
可変抵抗器とが直列接続されてなり前記界磁に並
列接続された放電抵抗と、前記同期機の界磁巻線
両端間電圧を検出する回路と、予め定められた前
記同期機の界磁巻線両端間電圧制限値を出力する
電圧制限器と、前記同期機の負荷状態に応じて前
記可変抵抗器が有すべき初期値の信号を出力する
抵抗値制限器と、前記界磁しや断器のしや断時に
前記検出回路の出力を前記電圧制限器の出力と比
較し、且つ前記抵抗値制限器の出力を下回らない
ように前記可変抵抗器の抵抗値を初期値から増加
させるコントローラとをそなえた同期機の励磁装
置。 3 特許請求の範囲第1項または第2項記載の装
置において、前記同期機の界磁は前記励磁機に直
結しており、前記励磁機の界磁に界磁しや断器お
よび放電抵抗が設けられてなる同期機の励磁装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3384178A JPS54126919A (en) | 1978-03-24 | 1978-03-24 | Exciter for synchronous machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3384178A JPS54126919A (en) | 1978-03-24 | 1978-03-24 | Exciter for synchronous machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS54126919A JPS54126919A (en) | 1979-10-02 |
JPS6133356B2 true JPS6133356B2 (ja) | 1986-08-01 |
Family
ID=12397708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3384178A Granted JPS54126919A (en) | 1978-03-24 | 1978-03-24 | Exciter for synchronous machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS54126919A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7425771B2 (en) * | 2006-03-17 | 2008-09-16 | Ingeteam S.A. | Variable speed wind turbine having an exciter machine and a power converter not connected to the grid |
-
1978
- 1978-03-24 JP JP3384178A patent/JPS54126919A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS54126919A (en) | 1979-10-02 |
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