JPS6158424A - Ground-fault detector - Google Patents

Ground-fault detector

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JPS6158424A
JPS6158424A JP18004084A JP18004084A JPS6158424A JP S6158424 A JPS6158424 A JP S6158424A JP 18004084 A JP18004084 A JP 18004084A JP 18004084 A JP18004084 A JP 18004084A JP S6158424 A JPS6158424 A JP S6158424A
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JP
Japan
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current
ground
phase
neutral point
phase control
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JP18004084A
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JPH0520975B2 (en
Inventor
石橋 正幸
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は中性点接地方式の配′こ線路におげろ地絡検出
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a ground fault detection device for a neutral point grounded distribution line.

従来の技術 ヒータ用サイリスタ電源設備において負荷側中性点が接
地されている装置の一例′t−第3図(alに示す。こ
の図において3相交流電源1の各相出力端は、サイリス
タを逆並列接続して成るサイリスタ変換器2a、2bl
  2ci介して中性点が接地された負荷3に接続され
ている。このように構成された装置において、従来地絡
事故を検出する方法は、例えば交流電源1側の中性点と
大地を結ぶ電設け(図示省略)、これら変成器によって
零相電流又は零相電圧を監視して地絡検出を行なう方法
が用いられていた。
An example of a device in which the neutral point on the load side is grounded in conventional thyristor power supply equipment for heaters is shown in Figure 3 (al). In this figure, each phase output end of the three-phase AC power supply 1 is Thyristor converters 2a and 2bl connected in antiparallel
2ci to a load 3 whose neutral point is grounded. In a device configured in this way, the conventional method for detecting a ground fault is, for example, by installing a power source (not shown) that connects the neutral point on the side of the AC power supply 1 and the earth, and using these transformers to reduce the zero-sequence current or zero-sequence voltage. A method was used to detect ground faults by monitoring

発明が解決しようとする問題点 第3図(a)の装置において、サイリスタ変換器2 a
Problems to be Solved by the Invention In the device of FIG. 3(a), the thyristor converter 2 a
.

2b、2cは図示しない制御回路によって位相制御され
るが、この場合交流電源1側の中性点と負荷3側の中性
点に電位差が生ずる。例えば第3図(b)においてυ相
およびY′@のサイリスタがオン状態に、W相およびZ
相のサイリスタがオフ状態にあるとき、負荷3の中性点
はU相とY相との中性点になってしまい、3相がバラン
スされた中性点ではなくなる。この為サイリスタ変換器
2a、2b。
2b and 2c are phase-controlled by a control circuit (not shown), but in this case, a potential difference occurs between the neutral point on the AC power supply 1 side and the neutral point on the load 3 side. For example, in Fig. 3(b), the υ phase and Y'@ thyristors are in the on state, and the W phase and Z thyristors are in the on state.
When the phase thyristor is in the off state, the neutral point of the load 3 becomes the neutral point of the U phase and the Y phase, and is no longer a neutral point where the three phases are balanced. For this purpose, thyristor converters 2a, 2b are used.

2ct−制御角α=70° で制御したときのゲートオ
ンサイクルは第4図(a)の如くなり、このとき負荷3
側の中性点には第4図(b)に示すような電位が生ずる
The gate-on cycle when controlling with 2ct-control angle α = 70° is as shown in Fig. 4(a), and at this time, the load 3
A potential as shown in FIG. 4(b) is generated at the neutral point on the side.

また、サイリスタ変換器2a、2b、2Cを制御角α=
45°で制御したときのゲートオンサイクルは第5図(
a)の如くなり、このとき負荷3側の中性点には第5図
(b)に示すような電位が生ずる。
Moreover, the control angle α=
The gate-on cycle when controlled at 45° is shown in Figure 5 (
At this time, a potential as shown in FIG. 5(b) is generated at the neutral point on the load 3 side.

すなわち負荷3側の中性点電位は位相制御角αに応じて
変化する。そして負荷3側の中性点と電源1側の中性点
の間の電位差によって大地帰路電流が常時流れてしまう
。このように大地帰路電流が常時流れると、地絡事故電
流との区別がつかなくなり地絡継電器が誤動作してしま
う。
That is, the neutral point potential on the load 3 side changes according to the phase control angle α. A ground return current constantly flows due to the potential difference between the neutral point on the load 3 side and the neutral point on the power source 1 side. If the earth return current flows all the time in this way, it will become indistinguishable from the earth fault current and the earth fault relay will malfunction.

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、サイリスタ変
換器の位相制御角αの大小に拘らず地絡事故を検出する
ことができるとともに、常時の大地帰路電流によって地
絡継電器が誤動作しない地絡検出装置を提供することを
目的としている。
The present invention has been made in view of the above points, and is capable of detecting ground faults regardless of the magnitude of the phase control angle α of the thyristor converter, and is capable of detecting ground faults without causing the ground fault relay to malfunction due to constant ground return current. The purpose of this invention is to provide a fault detection device.

問題点を解決するための手段及び作用 本発明は、中性点が接地された負荷と交流電源とを結ぶ
配電線路にサイリスタ変換器を介挿して構成された装置
において、前記交流電源および前記サイリスタ変換器の
共通接読点と大地を結ぶ電路に抵抗および電流検出器を
設げるとともに、前記サイリスタ変換器の位相制御角α
をサイリスタ制御回路から検出し、且つその検出出力の
大小に応じて前記抵抗の値を変化させ、これによって常
時流れる大地帰路電流を地絡継電器が誤動作しない範囲
内に抑制し、地絡事故発生時の地絡電流を前記電流検出
器によって確実に検出するようにし実施例 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例を説明する
。第1図において第3図(a)と同一部分は同一符号を
持って示し、その説明は省略する。前記交流電源1とサ
イリスタ変換器2aの共通接続点11aは抵抗12d′
t−介して抵抗12aの一端に接続されている。交流電
源1とサイリスタ変換器2bの共通接続点11bは抵抗
12eを介して抵抗12bの一端に接続されている。交
流電源1とサイリスタ変換器2Cの共通接続点11Cは
抵抗12fi介して抵抗12Cの一端に接続されている
。これら抵抗123〜12fで電流抑制手段ヲ宿成して
いる。前記抵抗12a、12b、12cの他端は一話し
て接地抵抗13f、介して接地され地抵抗13を結ぶ電
路には電流検出手段、例えば零相変流器14が介挿され
ている。この変流器14の出力側は地絡継電器15に接
続されている。前記抵抗12 a、  12 b、  
12 cの両端には後述する電磁接触器の接点16 a
、  16 b、  16 cが各々並列接続されてい
る。17は各相間電圧を検出する変圧Ωである。この変
圧器17の出力電圧は整流器等から成る変換器18によ
って直流電圧に変換された後筒1つき合わせ回路19に
入力される。20 a、  201)はともに各相を流
れる電流を検出する変流器である。この変流器20 a
、20 bの出力i!流は整流器等から成る変換器21
によって直流電流に変換された後筒2つき合わせ回路2
2に入力される。23は基準電圧を設定する設定器であ
る。この設定器23の出力電圧は第1つき合わせ回路1
9において前記変換器18の出力電圧とつき合わせられ
、その偏差出力は電圧増幅器24で増幅される。電圧増
幅器24の出力は第2つき合わせ回路22において前記
変換器21の出力電流とつき合わせられ、その偏差出力
は電流増幅器25で増幅される。電流増幅器25の出力
はα検出用コンパレータ26に入力されるとともに、積
分器27を介して位相制御回路28に入力される。
Means and Effects for Solving the Problems The present invention provides a device configured by inserting a thyristor converter in a distribution line connecting an AC power source and a load whose neutral point is grounded. A resistor and a current detector are provided in the electrical path connecting the common contact point of the converter and the ground, and the phase control angle α of the thyristor converter is
is detected by the thyristor control circuit, and the value of the resistor is changed depending on the magnitude of the detected output, thereby suppressing the constantly flowing earth return current within a range that does not cause the earth fault relay to malfunction. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, the same parts as in FIG. 3(a) are shown with the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted. A common connection point 11a between the AC power source 1 and the thyristor converter 2a is a resistor 12d'.
It is connected to one end of the resistor 12a via t-. A common connection point 11b between the AC power supply 1 and the thyristor converter 2b is connected to one end of a resistor 12b via a resistor 12e. A common connection point 11C between the AC power supply 1 and the thyristor converter 2C is connected to one end of a resistor 12C via a resistor 12fi. These resistors 123 to 12f constitute a current suppressing means. The other ends of the resistors 12a, 12b, and 12c are all grounded through a grounding resistor 13f, and a current detecting means, such as a zero-phase current transformer 14, is inserted in the electrical path connecting the grounding resistor 13. The output side of this current transformer 14 is connected to a ground fault relay 15. The resistors 12a, 12b,
At both ends of 12c are contacts 16a of an electromagnetic contactor, which will be described later.
, 16b, and 16c are each connected in parallel. 17 is a transformer Ω that detects the voltage between each phase. The output voltage of the transformer 17 is converted into a DC voltage by a converter 18 comprising a rectifier or the like, and then input to a rear cylinder 1 matching circuit 19. 20a and 201) are current transformers that detect the current flowing through each phase. This current transformer 20a
, 20 b output i! The current is passed through a converter 21 consisting of a rectifier etc.
Rear cylinder 2 matching circuit 2 converted into DC current by
2 is input. 23 is a setting device for setting the reference voltage. The output voltage of this setting device 23 is determined by the first matching circuit 1.
9, the voltage is matched with the output voltage of the converter 18, and its deviation output is amplified by a voltage amplifier 24. The output of the voltage amplifier 24 is matched with the output current of the converter 21 in a second matching circuit 22, and the deviation output thereof is amplified in a current amplifier 25. The output of the current amplifier 25 is input to the α detection comparator 26 and also to the phase control circuit 28 via the integrator 27.

位相制御回路28は積分器27の出力に基づいて前記サ
イリスタ変換器2a、  2b、2cの各サイリスタを
位相制御する。α検出用コンパレータ26は、予め設定
された位相制御角(α0)と、第2つき合わせ回路22
の偏差出力を増幅して求められた位相制御角αとを比較
し、その比較出力によって電磁接触器(図示省略)を励
磁させる。この巻合例えば、位相制御角αが設定された
位相制御角α0より小さいとき電磁接触器を励磁させ、
その接点16 a、  16 b、  16 cを閉成
するように構成しておく。このようにすれば抵抗12a
、12b12cの両端は各々短絡されて電流抑制手段の
抵抗値が切換わる。
A phase control circuit 28 controls the phase of each thyristor of the thyristor converters 2a, 2b, and 2c based on the output of the integrator 27. The α detection comparator 26 detects a preset phase control angle (α0) and the second matching circuit 22.
The deviation output is amplified and compared with the obtained phase control angle α, and an electromagnetic contactor (not shown) is excited by the comparison output. For example, when the phase control angle α is smaller than the set phase control angle α0, the magnetic contactor is excited,
The contacts 16a, 16b, and 16c are configured to close. In this way, the resistor 12a
, 12b12c are short-circuited to switch the resistance value of the current suppressing means.

上記のようにM8成された装置において、負荷3の中性
点と電源1の中性点の間の電位差によって流れる大地帰
路電流は電流抑制手段、すなわち抵抗12a〜12fに
よって制限される。例えばサイリスタ変換器2a、2b
、2cの位相制御角αが設定された位相制御角α0より
小さく、この為大地帰路電流が比較的小さいとする。こ
の場合α検出用コンパレータ26の出力によって電磁接
触器が励磁され、その接点16 a、  113 b、
  16 cは閉成される。これによって抵抗12a、
12b。
In the M8 device as described above, the earth return current flowing due to the potential difference between the neutral point of the load 3 and the neutral point of the power source 1 is limited by current suppressing means, that is, resistors 12a to 12f. For example, thyristor converters 2a, 2b
, 2c is smaller than the set phase control angle α0, and therefore the earth return current is relatively small. In this case, the electromagnetic contactor is excited by the output of the α detection comparator 26, and its contacts 16a, 113b,
16c is closed. As a result, the resistor 12a,
12b.

12cの両端は各々短絡されるので、電流抑制手段の抵
抗値は小となる。また、前記位相制御角αが設定された
位相制御角α0より大きくなり、この為大地帰路電流が
大きくなったとする。この場合α検出用コンパレータ2
6の出力によって電磁接触器は非励磁状態となり、その
接点16 a、16b。
Since both ends of 12c are short-circuited, the resistance value of the current suppressing means becomes small. Further, it is assumed that the phase control angle α becomes larger than the set phase control angle α0, and therefore the earth return current becomes larger. In this case, α detection comparator 2
The output of 6 puts the electromagnetic contactor in a de-energized state, and its contacts 16a, 16b.

16cは開放される。これによって電流抑制手段の抵抗
値は大となる。このように位相制御角αの大小に応じて
電流抑制手段の抵抗値を変化させているので、正常時の
大地帰路電流は地絡継電器15が誤動作しない範囲内に
抑制される。次に地絡事故が発生した賜金、零相変流器
14を通る電流は著しく増大する。この為地絡継電器1
5は確実:C動作する。
16c is opened. This increases the resistance value of the current suppressing means. Since the resistance value of the current suppressing means is changed in accordance with the magnitude of the phase control angle α in this manner, the earth return current during normal operation is suppressed within a range in which the earth fault relay 15 does not malfunction. Next, when a ground fault occurs, the current passing through the zero-phase current transformer 14 increases significantly. For this reason, ground fault relay 1
5 is certain: C works.

ここで第2図(aL (bL (C)に位相制御角αが
90°。
Here, in FIG. 2 (aL (bL (C)), the phase control angle α is 90°.

60°、300のときの零相変流器14に流れる電流波
形を各々示す。これらの波形図で明らかなように正常時
の電流と地絡事故時の電流は電流増加分によって容易に
区別がつき、これによって地絡継電器15は誤動作しな
い。
The waveforms of the current flowing through the zero-phase current transformer 14 at 60° and 300° are shown, respectively. As is clear from these waveform diagrams, the current during normal operation and the current during a ground fault accident can be easily distinguished by the amount of current increase, and as a result, the ground fault relay 15 does not malfunction.

尚、電流抑制手段は実施例のように抵抗の直列体に限ら
ず他のもので構成しても良い。また、実施例ではa検出
用コンパレータ26の出力によって電磁接触器を励磁さ
せるようにしていたが、これに限らず位相制御角αの大
きさに応じて電流抑制手段の抑制量を制御するものであ
れば他のもので構成しても良い。
Note that the current suppressing means is not limited to the series resistor as in the embodiment, but may be constructed of other means. Further, in the embodiment, the electromagnetic contactor is excited by the output of the a detection comparator 26, but the present invention is not limited to this, and the suppression amount of the current suppression means may be controlled in accordance with the size of the phase control angle α. It may be composed of other things, if any.

発明の効果 以上のように本発明によれば、正常時の大地帰路電流を
位相制御角αに応じて抑制しているので、位相制御角α
がいかなる値であっても正常時に地絡%’5電器が誤動
作することは無い。また、地絡事故発生時には確実に地
絡を検出することができ、地絡検出の信頼性が向上する
等の効果が得られる。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the earth return current during normal operation is suppressed in accordance with the phase control angle α.
No matter what the value is, the earth fault %'5 appliance will not malfunction during normal operation. Further, when a ground fault occurs, the ground fault can be reliably detected, and the reliability of ground fault detection can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図(a)
、 (1))、 (C)は各々第1図の回路の動作を説
明するための電流波形図、第3図(a)、 (b)はと
もに従来の地絡検出方法を説明するための回路図、第4
図(a)はサイリスタの位相制御角αが70° のとき
のゲートオンサイクルを示す波形図、第4図(b)は位
相制御角αが70’のときの負荷側中性点の電圧波形図
、第5図(a)は位相制御角αが45°のときのゲート
オンサイクルを示す波形図、第5図(b)は位相制御角
αが45° のときの負荷側中性点の電圧波形図である
。 1・・・3相交流電源、2a、2b、2c・・・サイリ
スタ変換器、3・・・負荷、12a〜12f・・・抵抗
、14・・・零相変流器、15・・・地絡継電器、16
a。 16b、16c・・・電磁接触器の接点、19.22・
−・つき合わせ回路、23・・・設定器、24,2.5
・・・増幅器、26・・・α検出用コンパレータ、28
・・・位相制御回路。
Fig. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2(a)
, (1)), and (C) are current waveform diagrams for explaining the operation of the circuit in Figure 1, and Figures 3 (a) and (b) are both current waveform diagrams for explaining the conventional ground fault detection method. Circuit diagram, 4th
Figure (a) is a waveform diagram showing the gate-on cycle when the phase control angle α of the thyristor is 70°, and Figure 4 (b) is the voltage waveform at the load side neutral point when the phase control angle α is 70'. Figure 5(a) is a waveform diagram showing the gate-on cycle when the phase control angle α is 45°, and Figure 5(b) is a waveform diagram of the load side neutral point when the phase control angle α is 45°. It is a voltage waveform diagram. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Three-phase AC power supply, 2a, 2b, 2c... Thyristor converter, 3... Load, 12a-12f... Resistor, 14... Zero-phase current transformer, 15... Ground Fault relay, 16
a. 16b, 16c...Contact points of electromagnetic contactor, 19.22.
-・Matching circuit, 23... Setting device, 24, 2.5
...Amplifier, 26...Comparator for α detection, 28
...Phase control circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 中性点が接地された負荷と交流電源とを結ぶ配電線路に
サイリスタ変換器を介挿して構成された装置において、
前記交流電源および前記サイリスタ変換器の共通接続点
と大地を結ぶ電路に介挿され、該電路に流れる電流を抑
制する電流抑制手段と、前記電路に流れる電流を検出す
る電流検出手段と、前記サイリスタ変換器の位相制御角
αを検出するα検出手段とを備え、前記α検出手段の出
力信号に応じて前記電流抑制手段の抑制量を制御すると
ともに、前記電流検出手段の出力によつて地絡継電器を
動作させることを特徴とする地絡検出装置。
In a device configured by inserting a thyristor converter into a distribution line connecting an AC power source and a load whose neutral point is grounded,
a current suppressing means that is inserted in an electric path connecting a common connection point of the AC power supply and the thyristor converter to the ground and suppresses the current flowing in the electric path; a current detecting means that detects the current flowing in the electric path; and the thyristor converter. and α detection means for detecting the phase control angle α of the converter, and controls the suppression amount of the current suppression means according to the output signal of the α detection means, and detects a ground fault by the output of the current detection means. A ground fault detection device characterized by operating a relay.
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