KR100955906B1 - A control system of thyristor valve - Google Patents
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Abstract
본 발명은 송전설비에 사용되는 사이리스터 밸브를 제어하는 제어시스템에 관한 것으로서, 광섬유(OF)를 통해 밸브점호 신호를 수신하는 신호수신부(1)와; 상기 신호수신부(1)로부터 입력되는 신호를 해독하는 디코더(2)와; 밸브 게이팅 로직부가 제어신호를 발생하도록 입력신호를 제공하는 입력신호 인터페이스부(3)와; 상기 입력신호 인터페이스부(3)로부터 입력되는 신호에 의해 제어신호를 생성하는 밸브 게이팅 로직부(4) 및; 상기 밸브 게이팅 로직부(4)로부터 입력되는 신호에 의해 시스템 상태 데이터 출력부(5)로 구성되어 송전설비에 사용되는 사이리스터 밸브를 정확하게 제어하고, 광파이버를 통한 정확한 신호전달과 빠른 측정 및 보호기능으로 신뢰성 높게 사이리스터 밸브를 제어하며, 콤팩트한 구성으로 사이리스터 레밸 측정이 가능하면서도 인터페이스 내성을 확보할 수 있어 고 신뢰성으로 사이리스터 밸브를 제어할 수 있는 각별한 장점이 있는 유용한 발명이다.The present invention relates to a control system for controlling a thyristor valve used in a transmission facility, and more particularly, to a control system for controlling a thyristor valve used in a transmission facility, including: a signal receiving unit (1) for receiving a valve command signal through an optical fiber (OF); A decoder 2 for decoding a signal input from the signal receiving unit 1; An input signal interface section (3) for providing an input signal so that the valve gating logic section generates a control signal; A valve gating logic section (4) for generating a control signal by a signal inputted from the input signal interface section (3); And a system state data output unit 5 according to a signal input from the valve gating logic unit 4 to precisely control the thyristor valve used in the transmission equipment and to precisely transmit signals through the optical fiber and to measure and protect rapidly The thyristor valve can be controlled with high reliability, the thyristor level can be measured with a compact configuration, and the interface immunity can be ensured, which is a useful invention having a particular advantage that the thyristor valve can be controlled with high reliability.
사이리스터 밸브, 송전설비, 광파이버, 밸브점호신호. Thyristor valves, transmission equipment, optical fibers, valve signaling.
Description
본 발명은 송전설비에 사용되는 사이리스터 밸브를 제어하는 제어시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광파이버를 통하여 밸브점호신호를 받아 사이리스터 밸브를 제어함으로써 정확한 신호전달과 보호기능으로 신뢰성 높게 사이리스터 밸브를 제어하는 사이리스터 밸브의 제어시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a control system for controlling a thyristor valve used in a transmission facility. More particularly, the present invention relates to a control system for controlling a thyristor valve by receiving a valve command signal through an optical fiber, To a control system of a thyristor valve.
일반적으로 고전압 대전력분야를 비롯한 송전설비에는 계통안정화 장치로서 광 트리거 사이리스터, GTO(Gate Turn Off) 사이리스터, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등의 밸브가 채용되고 있다. 특히 국내에서는 사이리스터 밸브나 아날로그 제어 보호장치의 노후화로 인해 안정된 운전의 지속이 곤란에 처할 우려가 있기 때문에 최신의 공기 절연 수냉 광 트리거 사이리스터 밸브로의 전환이 이루어지고 있다.Generally, as a system stabilizing device, valves such as a light trigger thyristor, a gate turn off (GTO) thyristor, and an insulated gate bipolar transistor (IGBT) are employed in transmission facilities including high voltage and high power fields. In particular, there is a possibility that stable operation can not be maintained due to the aging of the thyristor valve or the analog control protection device in the domestic market, so that the switch to the latest air-insulated water-cooled light trigger thyristor valve is being made.
한편 최근 일본에서도 전력자유화가 점차 확대되고 있어 2005년 4월 이후부터는 6,000V로 수전해 50kW 이상의 수요가정에서는 전기 사업자를 자유로이 선택해 전력을 구입할 수 있게 되었다.On the other hand, electricity liberalization has been expanding in Japan recently, and since April 2005, it has been replaced by 6,000V, allowing electric power companies to freely choose electric power companies in demand households with 50kW or more.
전력이 자유화 되게 되면 직류송전설비를 이용한 전력 거래도 이루어지게 된 다. 그러나 본디 직류송전설비는 긴급 시에 백업차원에서의 기능이 상당히 강하기 때문에 대전력에서의 연계를 상정해 설계되어 있어 여러 가지 문제점들이 발생하였다.When electricity is liberalized, electricity trading using DC transmission facilities is also achieved. However, the Bondy DC transmission facility is designed to assume a linkage in a large electric power because the functions in the backup level are very strong in case of an emergency, resulting in various problems.
직ㆍ교류 전환된 전류는 직류분에 맥류가 실린 파형이 이루어져 직류 운전 전류가 저하되게 되면 사이리스터 밸브는 맥류에 의해 운전전류가 단속된다. 이 전류의 단속은 사이리스터 소자 고장의 확률을 증가시키기 때문에 직류 전류가 어느 일정치 이하가 되지 않도록 최저 운전 전력 이하가 되지 않도록 작용한다.When the DC current is lowered due to the pulsation of pulsating current in the direct current, the switching current of the thyristor valve is controlled by pulsating current. The intermittent operation of this current increases the probability of failure of the thyristor element, so that it does not become below the minimum operation power so that the direct current can not be lower than a predetermined value.
그에 따라 사이리스터 밸브의 열화 현상을 판단할 수 있는 진단기술의 개발이 절실히 요구되고 있다.Accordingly, it is urgently required to develop a diagnostic technique capable of determining the deterioration phenomenon of the thyristor valve.
본 발명은 상기한 실정을 감안하여 송전설비에 사용되는 사이리스터 밸브를SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-described circumstances, the present invention provides a thyristor valve
정확하게 제어하는 제어시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.And it is an object of the present invention to provide a control system for accurately controlling the apparatus.
본 발명의 다른 목적은 광파이버를 통한 정확한 신호전달과 빠른 측정 및 보호기능으로 신뢰성 높게 사이리스터 밸브를 제어하는 사이리스터 밸브의 제어시스템을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a control system for a thyristor valve that controls the thyristor valve with high reliability with accurate signal transmission and rapid measurement and protection functions through an optical fiber.
본 발명의 또 다른 목적은 콤팩트한 구성으로 사이리스터 레밸 측정이 가능하면서도 인터페이스 내성을 확보할 수 있어 고 신뢰성으로 사이리스터 밸브를 제어할 수 있는 하는 사이리스터 밸브의 제어시스템을 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a thyristor valve control system capable of measuring the thyristor level with a compact structure and securing the interface immunity, thereby controlling the thyristor valve with high reliability.
본 발명 사이리스터 밸브의 제어시스템은 광섬유(OF)를 통해 밸브점호 신호를 수신하는 신호수신부(1)와; 상기 신호수신부(1)로부터 입력되는 신호를 해독하는 디코더(2)와; 밸브 게이팅 로직부가 제어신호를 발생하도록 입력신호를 제공하는 입력신호 인터페이스부(3)와; 상기 입력신호 인터페이스부(3)로부터 입력되는 신호에 의해 제어신호를 생성하는 밸브 게이팅 로직부(4) 및; 상기 밸브 게이팅 로직부(4)로부터 입력되는 신호에 의해 시스템 상태 데이터 출력부(5)로 구성된 것을 특징으로 한다.A control system for a thyristor valve according to the present invention comprises: a signal receiving unit (1) for receiving a valve ignition signal through an optical fiber (OF); A
본 발명은 송전설비에 사용되는 사이리스터 밸브를 정확하게 제어하고, 광파이버를 통한 정확한 신호전달과 빠른 측정 및 보호기능으로 신뢰성 높게 사이리스터 밸브를 제어하며, 콤팩트한 구성으로 사이리스터 레밸 측정이 가능하면서도 인터페이스 내성을 확보할 수 있어 고 신뢰성으로 사이리스터 밸브를 제어할 수 있는 각별한 장점이 있다.The present invention accurately controls the thyristor valve used in transmission facilities, controls the thyristor valve with high reliability by precise signal transmission and rapid measurement and protection function through the optical fiber, enables the thyristor level measurement with a compact configuration, There is a special advantage that the thyristor valve can be controlled with high reliability.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 사이리스터 밸브의 제어시스템의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a thyristor valve control system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 사이리스터 밸브의 회로구성도, 도 2는 본 발명 사이리스터 밸브의 제어시스템의 구성도, 도 3은 도 2에 도시한 각부의 입출력 신호파형도, 도 4는 접합부의 온도(Tj)에 대한 타이머의 회복시간(tq)의 관계도, 도 5a 및 도 5b는 시간에 따른 dV/dt 임계치의 변화를 나타낸 그래프, 도 6a 및 도 6b는 접합부의 온 도(Tj)에 따른 최종 dV/dt 임계치의 변화를 나타낸 그래프, 도 7은 브레이크오버 다이오드(BOD)의 전압변호(dV/dt)에 따른 사이리스터의 애노드전압 변화를 나타낸 그래프, 도 8은 접합부의 온도(Tj)에 따른 사이리스터의 애노드전압 변화를 나타낸 그래프로서, 본 발명 사이리스터 밸브의 제어시스템의 구성도로서, 본 발명 사이리스터 밸브의 제어시스템은 광파이버(OF)를 통해 밸브점호 신호를 수신하는 신호수신부(1)와; 상기 신호수신부(1)로부터 입력되는 신호를 해독하는 디코더(2)와; 밸브 게이팅 로직부가 제어신호를 발생하도록 입력신호를 제공하는 입력신호 인터페이스부(3)와; 상기 입력신호 인터페이스부(3)로부터 입력되는 신호에 의해 제어신호를 생성하는 밸브 게이팅 로직부(4) 및; 상기 밸브 게이팅 로직부(4)로부터 입력되는 신호에 의해 시스템 상태 데이터 출력부(5)로 구성되어 있다.Fig. 3 is a waveform diagram of the input / output signal of each part shown in Fig. 2, Fig. 4 is a graph showing the relationship between the temperature Tj of the junction portion and the temperature of the junction portion of the thyristor valve. 5A and 5B are graphs showing changes in the dV / dt threshold value with time, FIGS. 6A and 6B are graphs showing changes in the final dV / dt threshold value Tj according to the temperature Tj of the junction, FIG. 7 is a graph showing the anode voltage change of the thyristor according to the voltage change (dV / dt) of the breakover diode (BOD), FIG. 8 is a graph showing the anode voltage change of the thyristor according to the
상기 입력신호 인터페이스부(3)는 상기 디코더(2)와 밸브 게이팅 로직부(4) 에 연결되어 밸브 게이팅 로직부가 제어신호를 발생하도록 입력신호를 제공하는 제 1 내지 제 7 전압비교기(10 ∼ 16))로 구성되어 있다.The input
상기 밸브 게이팅 로직부(4)는 상기 디코더(2)와 입력신호 인터페이스부(3)에 연결되어 밸브 게이팅 로직부(4)를 제어하는 게이트 전류(GC)를 발생하여 출력하도록 타이머(20)와; SR플립플롭(30)과; 상태변환부(40)와; 데이터백 엔코더(50)와; 제 1펄스생성기(60)와; 제 2펄스생성기(70)와; 펄스발생기(80)와; 오아게이트(OR1 ∼ OR4) 및; 앤드게이트(AND11 ∼ AND3)로 구성되어 있다.The valve
상기 시스템 상태 데이터 출력부(5)는 신호 수신부(51)와 광섬유(OF)로 구성되어 있다.The system status
다음에는 상기한 바와 같이 구성된 본 발명 사이리스터 밸브의 제어시스템의 작용을 설명한다.Next, the operation of the control system of the thyristor valve of the present invention constructed as described above will be described.
밸브 게이팅 로직부(4)에 있는 오아게이트(OR1)로는 도 3에 도시한 시작신호(ST) 또는 종료시호(SP)가 인가된다. 오아게이트(OR1)로 시작신호(ST)가 인가되면, 밸브 게이팅 로직부(4)에 있는 SR플립플롭(30)은 셋트되고, 입력신호 인터페이스부(3)로 인가되는 전압(Va)이 60V이면, 도통되어 도 4에 도시한 타이머(20)에 의하여 결정되는 회복시간(tq) 후 리셋트 된다.The start signal ST or the end signal SP at the end is applied to the gate OR1 in the valve
도통 후 블로킹 능력 회복시간(tq)이 요구되는데 회복시간(tq)은 접합부의 온도(Tj)에 따라 증가, 타이머(20)에 의해 SR플립플롭(30)을 리셋트함으로써 회복시간(tq)이 확보된다.The recovery time tq is increased according to the temperature Tj of the junction and the recovery time tq is reset by resetting the
여기서 도 1에 도시한 사이리스터(Q1, Q2)를 손상 없이 블로킹하도록 운전상태에 따라 dV/dt 임계치를 도 5a, 도 5b에 도시한 바와 같이 접합부의 온도(Tj)에 따라 제어하고, 이때 최종 dV/dt 임계치는 도 6a, 도 6b에 도시한 바와 같고, 사이리스터(Q1, Q2)의 애노드에 걸리는 전압(Va)은 브레이크오버 다이오드(BOD)의 전압변호(dV/dt)에 따라 도 7에 도시한 바와 같이 변화한다.Here, the dV / dt threshold value is controlled according to the temperature Tj of the junction as shown in FIGS. 5A and 5B in accordance with the operation state so as to block the thyristors Q1 and Q2 shown in FIG. 6A and the voltage Va across the anode of the thyristors Q1 and Q2 is shown in FIG. 7 according to the voltage change dV / dt of the breakover diode BOD As shown in FIG.
도 1에 도시한 브레이크오버 다이오드(BOD)의 순방향과전압이 걸리면 브레이크오버 다이오드(BOD) 자체에서 밸브 턴온, 브레이크오버 다이오드(BOD) 점호된 신호를 사이리스터(Q1, Q2)의 게이트로 전송하는데 이때 사이리스터(Q1, Q2)의 애노드에 걸리는 전압(Va)은 접합부의 온도(Tj)에 따라 도 8에 도시한 바와 같이 변화하고, 브레이크오버 다이오드(BOD)의 역방향과전압이 걸리면 SR플립플롭(30)이 셋 트되어 블로킹 능력 회복시간을 확보하게 된다.When a forward overvoltage of the breakdown diode BOD shown in FIG. 1 is applied, a signal that turns on the valve turn-on and break-over diode BOD in the breakdown diode BOD itself is transmitted to the gates of the thyristors Q1 and Q2. The voltage Va across the anode of the transistors Q1 and Q2 varies as shown in Figure 8 depending on the temperature Tj of the junction and the
도 1에 도시한 사이리스터(Q1, Q2)에 갑자기 전압이 걸려서 감쇠저항(R1, R2)의 용량을 초과하게 되면, 음(-)의 방향으로 스윙시 바리스터(MOV)가 작동하고, 정(+)DML 방향으로 스윙시에는 피크전압이 일정한 범위를 넘으면, 사이리스터(Q1, Q2)는 점호된다.When the sudden voltage is applied to the thyristors Q1 and Q2 shown in FIG. 1 to exceed the capacitances of the damping resistors R1 and R2, the varistor MOV operates during the swing in the negative direction, ) When swinging in the DML direction, when the peak voltage exceeds a certain range, the thyristors Q1 and Q2 are turned on.
여기서 감쇠저항(R1, R2)은 소비 가능한 용량(약 수백 W) 초과시 피크전압을 클램핑시키는 기능을 하게 된다.Here, the damping resistors R1 and R2 function to clamp the peak voltage when the consumable capacity (about several hundreds W) is exceeded.
이와 같이 하여 사이리스터 밸브로부터 광파이버(OF)를 통해 접합부의 온도(Tj) 정보를 받아 블로킹 능력 회복시간(tq) 및 dV/dt 임계치를 조정함으로써 사이리스터 밸브를 제어하게 된다.In this manner, the thyristor valve is controlled by receiving the junction temperature Tj information from the thyristor valve via the optical fiber OF and adjusting the blocking capacity recovery time tq and the dV / dt threshold value.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.While the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited thereto and that various changes and modifications may be made therein without departing from the scope of the invention.
도 1은 사이리스터 밸브의 회로구성도,1 is a circuit diagram of a thyristor valve,
도 2는 본 발명 사이리스터 밸브의 제어시스템의 구성도,2 is a configuration diagram of a control system of a thyristor valve of the present invention,
도 3은 도 2에 도시한 각부의 입출력 신호파형도,3 is an input / output signal waveform of each part shown in FIG. 2,
도 4는 접합부의 온도(Tj)에 대한 타이머의 회복시간(tq)의 관계도,Fig. 4 is a diagram showing the relationship of the recovery time tq of the timer to the temperature Tj of the junction,
도 5a 및 도 5b는 시간에 따른 dV/dt 임계치의 변화를 나타낸 그래프,5A and 5B are graphs showing changes in the dV / dt threshold value with time,
도 6a 및도 6b는 접합부의 온도(Tj)에 따른 최종 dV/dt 임계치의 변화를 나타낸 그래프,6A and 6B are graphs showing changes in the final dV / dt threshold value depending on the temperature Tj of the junction,
도 7은 브레이크오버 다이오드(BOD)의 전압변호(dV/dt)에 따른 사이리스터의 애노드전압 변화를 나타낸 그래프,FIG. 7 is a graph showing the anode voltage change of the thyristor according to the voltage change (dV / dt) of the breakover diode (BOD)
도 8은 접합부의 온도(Tj)에 따른 사이리스터의 애노드전압 변화를 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing the change in the anode voltage of the thyristor according to the temperature Tj of the junction.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉Description of the Related Art
1 : 신호 수신부 2 : 디코더1: Signal receiving unit 2: Decoder
3 : 입력신호 인터페이스부 4 : 밸브 게이팅 로직부3: Input signal interface part 4: Valve gating logic part
5 : 시스템 상태 데이터 출력부5: System status data output section
10 ∼ 16 : 제 1 내지 제 7 전압비교기 20 : 타이머10 to 16: first to seventh voltage comparator 20: timer
30 : SR플립플롭 40 : 상태변환부30: SR flip-flop 40:
50 : 데이터백 엔코더 51 : 신호 수신부50: data back encoder 51: signal receiving section
60 : 제 1펄스생성기 70 : 제 2펄스생성기60: first pulse generator 70: second pulse generator
80 : 펄스발생기 OR1 ∼ OR3 : 오아게이트80: Pulse generator OR1 ~ OR3: O gate
AND1 ∼ AND3 : 앤드게이트 OF : 광파이버AND1 to AND3: AND gate OF: Optical fiber
ST : 시작신호 SP : 종료시호ST: Start signal SP: End call
OP : 광 점호펄스 LH : 리셋트신호OP: Optical focusing pulse LH: Reset signal
GC : 게이트전류 TC : 사이리스터 전류GC: Gate current TC: Thyristor current
TV : 사이리스터 전압 tq : 회복시간TV: Thyristor voltage tq: Recovery time
Tj : 접합부의 온도 Q1, Q2 : 사이리스터Tj: Temperature of the junction Q1, Q2: Thyristor
BOD : 브레이크오버 다이오드 MOV : 바리스터BOD: Breakover Diode MOV: Varistor
R1, R2 : 감쇠저항R1, R2: attenuation resistance
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