KR100554134B1 - Protect Equipment of High Voltage Large Capacity system using IGCT Power Device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 IGCT 전력소자를 사용하는 고압 대용량 시스템의 보호장치에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 시스템 운전중에 하나의 전력소자에 이상이 발생할 경우 이를 감지하여 시스템의 스위치 시켄스를 차단함으로써 시스템 전반에 걸친 고장의 확산을 방지할 수 있는 IGCT 전력소자를 사용하는 고압 대용량 시스템의 보호장치 를 제공함에 있다.The present invention relates to a protection device for a high-voltage high-capacity system using an IGCT power device, an object of the present invention is to detect when an error occurs in one power device during the operation of the system and to cut off the switch sequence of the system throughout the system The present invention provides a protection device for a high-voltage large-capacity system using IGCT power devices that can prevent the spread of faults.

본 발명은 IGCT 전력소자를 사용하는 고압 대용량 시스템의 IGCT 구동드라이브(21)에서 보내는 모니터링(광신호) 피드백신호(22)를 전기신호로 변환하는 변환부(41)와, 상기 변환부(41)에서 전송하는 데이터 신호(42)와 제어기(50)에서 전송하는 게이트 구동신호(51)(트리거 신호)를 논리조합하여 래치신호(44)를 발생하는 2단 플립플롭 회로(43)와, 상기 2단 플립플롭 회로(43)의 래치신호(44)로 전력소자의 고장상태를 표시하는 LED 표시부(45)와 제어기에 게이트를 차단하도록 고장신호(47)를 공급하는 논리회로부(46)로 구성되는 것을 요지로 한다.The present invention is a conversion unit 41 for converting the monitoring (optical signal) feedback signal 22 sent from the IGCT drive drive 21 of the high-voltage large-capacity system using the IGCT power device into an electrical signal, and the conversion unit 41 A two-stage flip-flop circuit 43 for generating a latch signal 44 by logically combining the data signal 42 transmitted from the gate signal and the gate drive signal 51 (trigger signal) transmitted from the controller 50; However, the latch signal 44 of the flip-flop circuit 43 is composed of an LED display unit 45 indicating a fault state of the power device and a logic circuit unit 46 supplying the fault signal 47 to block the gate to the controller. Let's make a point.

IGCT(Integrated Gate Communicated Thyristor), 전력소자, 피드백신호, 제어기, 래치신호, 플립플롭,Integrated Gate Communicated Thyristor (IGCT), Power Device, Feedback Signal, Controller, Latch Signal, Flip-Flop,

Description

ＩＧＣＴ 전력소자를 사용하는 고압 대용량 시스템의 보호장치{Protect Equipment of High Voltage Large Capacity system using IGCT Power Device} Protection equipment of high voltage large capacity system using IGCT power device             

도 1 은 보호장치 기본회로의 구성도1 is a configuration diagram of a protection circuit basic circuit

도 2 는 고압 대용량 시스템 구성도2 is a high pressure large capacity system configuration

도 3 은 본 발명 시스템 보호장치의 구성도3 is a block diagram of a system protection device of the present invention

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 컨버터 20 : 인버터10: converter 20: inverter

21 : 구동드라이브 22 : 모니터링 피드백신호21: drive drive 22: monitoring feedback signal

30 : 게이트 드라이브 31 : 게이트 구동신호 30: gate drive 31: gate drive signal

40 : 컨버터 보호장치 40' : 인버터 보호장치40: converter protection device 40 ': inverter protection device

41 : 변환부 42 : 데이터 신호 41: converter 42: data signal

43 : 2단 플립플롭 래치회로 44 : 래치신호 43: two-stage flip-flop latch circuit 44: latch signal

45 : LED 표시부 46 : 논리회로부 45: LED display unit 46: logic circuit unit

47 : 고장신호 50 : 제어기 47: fault signal 50: controller

51 : 게이트 구동 및 차단신호 60 : 딜레이 회로51: gate driving and blocking signal 60: delay circuit

본 발명은 시스템 운전중 하나의 전력소자에 이상이 발생할 경우 이를 감지하여 시스템의 스위치 시켄스를 차단함으로써 시스템 전반에 걸친 고장의 확산을 방지하는 IGCT 전력소자를 사용하는 고압 대용량 시스템의 보호장치에 관한 것이다.The present invention relates to a protection device for a high-voltage large-capacity system using an IGCT power device that detects an abnormality in one power device during system operation and cuts off the switch sequence of the system to prevent the spread of faults throughout the system. .

통상, 고압 대용량 전력소자인 IGCT (Intergrated Gate Communicated Thuristor)는 전력소자에 구동 드라이브가 포함되어 있으며 구동 드라이브 자체에서 소자 단락이나 오프 실패가 발생하면 드라이브 자체에서 게이트 신호를 차단하므로 전력소자 하나에 대한 자체 보호는 가능하게 되어 있다.In general, the IGCT (Intergrated Gate Communicated Thuristor), which is a high-voltage large-capacity power device, includes a drive drive in the power device and blocks the gate signal from the drive itself when a device short circuit or an off failure occurs in the drive drive itself. Is made possible.

그러나 IGCT를 사용하여 컨버터 또는 인버터의 시스템을 구성하여 사용할 경우 만약 하나의 IGCT 소자에 이상이 발생하면 해당 드라이브에서는 자체 보호를 위해 구동 신호를 차단하지만 이럴 경우 스위치 시컨스의 조합에 이상이 발생하게 되고 결과적으로 다른 부분의 전력소자에 심각한 영향을 미쳐 더 큰 시스템의 고장을 유발하게 되는 문제점이 있었다.However, if the IGCT system is used to configure the converter or inverter system, if one IGCT element fails, the drive will block the drive signal for its own protection. However, this will cause an error in the combination of the switch sequence. As a result, there was a problem that seriously affected the power devices of other parts, causing a failure of a larger system.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 고압 대용량 시스템 운전중에 하나의 전력소자에 이상이 발생할 경우 이를 감지하여 시스템의 스위치 시켄스를 차단함으로써 시스템 전반에 걸친 고장의 확산을 방지할 수 있는 IGCT 전력소자를 사용하는 고압 대용량 시스템 보호장치를 제공함을 목적으로 한다.
The present invention has been made to solve the above problems, it is possible to prevent the spread of failures throughout the system by blocking the switch sequence of the system by detecting it when an error occurs in one power device during the operation of a high-voltage large-capacity system. An object of the present invention is to provide a high-voltage large-capacity system protection device using an IGCT power device.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 해결하기 위한 본 발명은IGCT 전력소자를 사용하는 고압 대용량 시스템에서 있어서,The present invention for achieving the object as described above and to solve the conventional drawbacks in the high pressure large-capacity system using the IGCT power device,

상기 IGCT 구동드라이브(21)에서 보내는 모니터링(광신호) 피드백신호(22)를 전기신호로 변환하는 변환부(41)와, 상기 변환부(41)에서 전송하는 데이터 신호(42)와 제어기(50)에서 전송하는 게이트 구동신호(51)(트리거 신호)를 논리조합하여 래치신호(44)를 발생하는 2단 플립플롭 회로(43)와, 상기 2단 플립플롭 회로(43)의 래치신호(44)로 전력소자의 고장상태를 표시하는 LED 표시부(45)와 제어기에 게이트를 차단하도록 고장신호(47)를 공급하는 논리회로부(46)로 구성된다.A conversion unit 41 for converting the monitoring (optical signal) feedback signal 22 transmitted from the IGCT drive drive 21 into an electric signal, a data signal 42 and a controller 50 transmitted from the conversion unit 41. 2 stage flip-flop circuit 43 for generating the latch signal 44 by logically combining the gate drive signal 51 (trigger signal) transmitted from the above-mentioned signal, and the latch signal 44 of the 2 stage flip-flop circuit 43. ) And an LED display unit 45 for indicating a fault state of the power device and a logic circuit unit 46 for supplying a fault signal 47 to block the gate to the controller.

이하 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 보호장치 기본회로의 구성도이고, 도 2 는 고압 대용량 시스템 구성도이며, 도 3 은 본 발명 시스템 보호장치의 구성도로서,1 is a schematic diagram of a basic circuit of a protection device, FIG. 2 is a schematic diagram of a high pressure large capacity system, and FIG. 3 is a schematic diagram of a system protection device of the present invention.

본 발명은 전력변환시스템의 보호장치 구성을 위해 전력소자의 이상 상태를 감지할 수 있는 신호로 고압 대용량 시스템에 사용된 IGCT 드라이브에서 제공되는 피드백 신호를 이용하여 보호장치를 구성하였고, IGCT 드라이브에서 제공되는 신호 는 구동 게이트 신호에 대하여 반전된 모니터링 신호로 로직 1과 로직 0을 반복하다가 소자 단락이나 오프실패에 따라 로직 0 상태를 유지하게 되는데, 이러한 피드백 신호 상태를 착안하여 공급되는 게이트 신호와의 로직 조합을 통해 보호장치를 구성하였다. The present invention is a signal that can detect the abnormal state of the power device for the configuration of the protection device of the power conversion system using a feedback signal provided from the IGCT drive used in the high-voltage high-capacity system, the protection device is configured, provided by the IGCT drive The signal becomes the inverted monitoring signal with respect to the driving gate signal and repeats logic 1 and logic 0, and maintains the logic 0 state according to the device short or off failure. The protection was constructed by the combination.

일반적으로 이상 상태의 표시는 로직 1이나 0상태를 유지하게 되면 감지하기가 용이하지만 로직 상태를 반복 하다가 하나의 로직 상태를 유지하게 되면 각각의 로직 상태를 일정 시간 감시하다가 일정 시간의 로직유지상태가 지속되는 상태를 감지해야 되는데 게이트 신호로 사용되는 신호는 PWM 신호로 한 주기의 스위칭 구간에서도 각각의 펄스폭 상태가 다르기 때문에 감시 시간의 설정에 어려움이 있다. 따라서 본 발명 IGCT 전력소자를 사용하는 고압 대용량 시스템의 보호장치는 다음과 같은 상태를 착안하여 발명하였다.In general, the indication of an abnormal state is easy to detect if it maintains logic 1 or 0 state, but if it maintains one logic state while repeating the logic state, each logic state is monitored for a certain time, It is necessary to detect the lasting state. The signal used as the gate signal is a PWM signal, which makes it difficult to set the monitoring time because each pulse width state is different even in a switching period of one cycle. Therefore, the protection device of the high-voltage large-capacity system using the IGCT power device of the present invention was invented in view of the following conditions.

모니터링 신호가 구동 게이트 신호에 따라 반전된 로직 1과 0상태를 반복하다가 이상이 발생하면 로직 0상태를 유지하게 되고, 유지된 로직 0상태를 감지하는 토글 신호가 있고, 토글 신호로는 게이트 구동신호를 사용하며, 이전의 상태와 현재의 상태 비교를 위한 2단 플립플럽을 사용하고, 반복되는 PWM 파형에 의한 노치를 고려한 딜레이가 있으며, 현재상태의 래치를 위하여 래치회로를 사용한다.When the monitoring signal repeats the logic 1 and 0 states inverted according to the driving gate signal, and an error occurs, the monitoring signal is maintained in the logic 0 state. There is a toggle signal for detecting the maintained logic 0 state, and the toggle signal is a gate drive signal. It uses the two-stage flip flop for comparing the previous state and the present state, and there is a delay considering the notch due to the repeated PWM waveform, and the latch circuit is used for the latch of the present state.

본 발명 IGCT를 사용하는 고압 대용량 시스템의 보호장치의 전체 구성도는 도 3 에 도시된 바와 같이 IGCT 전력소자를 사용하는 고압 대용량 시스템의 IGCT 구동드라이브(21)에서 보내는 모니터링(광신호) 피드백신호(22)를 전기신호로 변환하는 변환부(41)와, 상기 변환부(41)에서 전송하는 데이터 신호(42)와 제어기(50)에서 전송하는 게이트 구동신호(51)(트리거 신호)를 논리조합하여 래치신호(44)를 발생하는 2단 플립플롭 회로(43)와, 상기 2단 플립플롭 회로(43)의 래치신호(44)로 전력소자의 고장상태를 표시하는 LED 표시부(45)와 제어기에 게이트를 차단하도록 고장신호(47)를 공급하는 논리회로부(46)로 구성되어 있다.The overall configuration of the protection device of the high-voltage large-capacity system using the IGCT of the present invention is a monitoring (optical signal) feedback signal sent from the IGCT drive drive 21 of the high-voltage large-capacity system using the IGCT power device as shown in FIG. A logical combination of a conversion section 41 for converting 22 into an electrical signal, a data signal 42 transmitted from the conversion section 41, and a gate drive signal 51 (trigger signal) transmitted from the controller 50; And a two-stage flip-flop circuit 43 for generating a latch signal 44, and an LED display unit 45 and a controller for indicating a fault state of the power device by the latch signal 44 of the two-stage flip-flop circuit 43. And a logic circuit section 46 for supplying a fault signal 47 to block the gate.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명은 고압 대용량 시스템 운전중에 하나의 전력소자에 이상이 발생할 경우 이를 감지하여 시스템의 스위치 시켄스를 차단함으로써 시스템 전반에 걸친 고장의 확산을 방지할 수 있다.Therefore, the present invention configured as described above can prevent the spread of a failure throughout the system by detecting a failure in one power device during operation of the high-voltage large-capacity system to block the switch sequence of the system.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

상기와 같이 구성된 본 발명 IGCT 전력소자를 사용하는 고압 대용량 시스템의 보호장치는 고압 대용량 시스템 운전중 하나의 전력소자에 이상이 발생할 경우 이를 감지하여 시스템의 스위치 시켄스를 차단함으로써 시스템 전반에 걸친 고장의 확산을 방지하여 전력소자를 보호할 수 있는 유용한 발명이다.


The protection device of the high-voltage large-capacity system using the IGCT power device of the present invention configured as described above detects an abnormality in one power device during operation of the high-voltage large-capacity system and cuts off the switch sequence of the system to spread the failure of the entire system. It is a useful invention that can protect the power device by preventing the.


Claims (1)

IGCT 전력소자를 사용하는 고압 대용량 시스템에서 있어서,In high pressure large capacity system using IGCT power device, 상기 IGCT 구동드라이브(21)에서 보내는 모니터링(광신호) 피드백신호(22)를 전기신호로 변환하는 변환부(41)와,A conversion unit 41 for converting the monitoring (optical signal) feedback signal 22 sent from the IGCT drive drive 21 into an electrical signal; 상기 변환부(41)에서 전송하는 데이터 신호(42)와 제어기(50)에서 전송하는 게이트 구동신호(51)(트리거 신호)를 논리조합하여 래치신호(44)를 발생하는 2단 플립플롭 회로(43)와,A two-stage flip-flop circuit for generating a latch signal 44 by logically combining the data signal 42 transmitted from the converter 41 and the gate drive signal 51 (trigger signal) transmitted from the controller 50 ( 43), 상기 2단 플립플롭 회로(43)의 래치신호(44)로 전력소자의 고장상태를 표시하는 LED 표시부(45)와 제어기에 게이트를 차단하도록 고장신호(47)를 공급하는 논리회로부(46)로 구성되는 것을 특징으로 하는 IGCT 전력소자를 사용하는 고압 대용량 시스템의 보호장치By the latch signal 44 of the two-stage flip-flop circuit 43 to the LED display unit 45 for indicating the fault state of the power device and the logic circuit unit 46 for supplying the fault signal 47 to block the gate to the controller. Protective device of high pressure large capacity system using IGCT power element, characterized in that the configuration
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