JPH02265320A - Overvoltage protection circuit for series thyristor - Google Patents
Overvoltage protection circuit for series thyristorInfo
- Publication number
- JPH02265320A JPH02265320A JP8640489A JP8640489A JPH02265320A JP H02265320 A JPH02265320 A JP H02265320A JP 8640489 A JP8640489 A JP 8640489A JP 8640489 A JP8640489 A JP 8640489A JP H02265320 A JPH02265320 A JP H02265320A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thyristor
- circuit
- series
- snubber
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Thyristor Switches And Gates (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、複数のサイリスタを直列接続して高電圧回
路に接続し、これら各サイリスタを同時にオン・オフす
ることで電力変換や回路の開閉を行う直列サイリスタの
・過電圧保護回路に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention connects a plurality of thyristors in series to a high voltage circuit, and turns on and off each of these thyristors simultaneously to perform power conversion and circuit opening/closing. Related to overvoltage protection circuits for series thyristors.
第2図は過電圧保護回路を備えている直列サイリスタの
従来例を示した回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional example of a series thyristor equipped with an overvoltage protection circuit.
特別高圧の電力系統では、たとえば静止形無動電力調整
装置などに、多数のサイリスタを直列接続したものを使
用する。このように高電圧回路に直列サイリスタを使用
する場合には、特に過電圧に対する保護が重要であり、
第2図に示すように回路構成したものが多用されている
。In particularly high-voltage power systems, a large number of thyristors connected in series are used, for example in static passive power regulators. When using series thyristors in high voltage circuits like this, protection against overvoltage is especially important.
A circuit configured as shown in FIG. 2 is often used.
この第2図において、複数のサイリスタ10.20゜9
0が直列になって高電圧回路に接続しているのであるが
、低電位側に設置しているオン・オフ指令回路2から、
高電位側にあるゲート回路11.21゜91にオン・オ
フ指令信号が、絶縁をかねた光ファイバなどで伝送され
るので、このオン・オフ指令信号を受けて、ゲート回路
11.21.91がゲート駆動信号を出力して、各サイ
リスタ10.20.90は一斉にオンまたはオフ動作を
する。In this FIG. 2, a plurality of thyristors 10.20°9
0 is connected in series to the high voltage circuit, but from the on/off command circuit 2 installed on the low potential side,
The on/off command signal is transmitted to the gate circuit 11.21.91 on the high potential side through an insulated optical fiber, so in response to this on/off command signal, the gate circuit 11.21.91 outputs a gate drive signal, and each thyristor 10, 20, 90 turns on or off in unison.
ここで各サイリスタのアノード・カソード間にはそれぞ
れ分圧抵抗12.22.92を接続しているが、これは
直列接続している各サイリスタが分担する電圧を均等な
らしめるためのものである。Here, voltage dividing resistors 12, 22, and 92 are connected between the anode and cathode of each thyristor, respectively, and this is for equalizing the voltage shared by each thyristor connected in series.
またスナバ抵抗13.23.93とスナバコンデンサ1
4、24.94との直列接続で構成したスナバ回路を、
各サイリスタのアノード・カソード間に接続しているが
、これはサイリスタがターンオフするときに、当該サイ
リスタに変化率の大きな電圧が印加されるのを緩和する
ためのものである。Also, snubber resistor 13.23.93 and snubber capacitor 1
4. The snubber circuit configured by series connection with 24.94 is
It is connected between the anode and cathode of each thyristor, and this is to relieve the application of a voltage with a large rate of change to the thyristor when the thyristor is turned off.
さらに、直列抵抗15.25.95とブレークオーバダ
イオード(以下ではBODと略記する) 16.26゜
96ならびに直列ダイオード17.27.97の直列接
続で構成した自己点弧回路を、各サイリスタのアノード
・ゲート間に接続しているが、これは、直列サイリスタ
を接続している高電圧回路に、落雷や遮断器動作などに
より大きなサージ電圧が侵入したときに、この自己点弧
回路の動作によりサイリスタが過電圧破壊するのを防ぐ
ためである。Furthermore, a self-ignition circuit consisting of a series resistor 15.25.95, a breakover diode (hereinafter abbreviated as BOD) 16.26°96, and a series diode 17.27.97 is connected to the anode of each thyristor.・This is connected between the gates, but this is because when a large surge voltage enters the high voltage circuit to which the series thyristor is connected due to a lightning strike or circuit breaker operation, the self-ignition circuit operates and the thyristor is activated. This is to prevent damage caused by overvoltage.
第3図はBODのブレークオーバ特性をあられしたグラ
フであって、横軸は電圧、縦軸は電流をあられしている
。FIG. 3 is a graph showing the breakover characteristics of BOD, with the horizontal axis representing voltage and the vertical axis representing current.
この第3図に示すように、BODに順方向電圧を印加し
て、その値がブレークオーバ電圧■、。をこえると、こ
のBODはブレークオーバしてしまう特性を備えている
。As shown in FIG. 3, when a forward voltage is applied to the BOD, its value is the breakover voltage (2). This BOD has the characteristic of causing a breakover when it exceeds this value.
それ故、サージ電圧が高電圧回路に侵入して、サイリス
タのアノード・カソード間に、このブレークオーバ電圧
VIO以上の電圧が印加されると、そのサイリスタのゲ
ートにブレークオーバしたBODを介してゲート電流が
流れて、当該サイリスタを強制的に点弧するので、この
サイリスタは過電圧で破壊となることをまぬがれる。Therefore, when a surge voltage enters the high voltage circuit and a voltage higher than the breakover voltage VIO is applied between the anode and cathode of a thyristor, a gate current flows through the BOD that has broken over to the gate of the thyristor. flows and forcibly fires the thyristor, which prevents the thyristor from being destroyed by overvoltage.
上述したように、高電圧回路に接続する直列サイリスタ
は、各サイリスタのそれぞれに分圧抵抗、スナバ回路お
よび自己点弧回路を備えることで、過電圧から保護する
ようにしているが、さらにサイリスタの直列数を所定よ
りも余分にして冗長性を持たせることにより、安全性を
増大させるのが一般的である。As mentioned above, series thyristors connected to a high voltage circuit are protected from overvoltage by each thyristor being equipped with a voltage dividing resistor, a snubber circuit, and a self-ignition circuit. It is common to increase security by adding more than a predetermined number to provide redundancy.
直列サイリスタのそれぞれに自己点弧回路を設けること
で、サージ電圧の侵入に対して保護できることは上述し
たが、この自己点弧回路はスナバ回路が断線してしまう
故障やゲート回路の故障などのように、直列サイリスタ
の内部故障の場合にも動作して、各サイリスタに過電圧
が印加される場合にも、確実な保護ができる。As mentioned above, by providing a self-ignition circuit for each series thyristor, it is possible to protect against the intrusion of surge voltage. Furthermore, it operates even in the case of an internal failure of the series thyristors, and provides reliable protection even when overvoltage is applied to each thyristor.
しかしながら、特定のゲート回路、たとえばゲート回路
21が故障してサイリスタ20にオンゲートt2itを
流さない場合には下記の不具合を生じる。However, if a specific gate circuit, for example, the gate circuit 21, fails and does not allow on-gate t2it to flow through the thyristor 20, the following problem occurs.
すなわち、直列サイリスタのすべてが一斉にオンになる
とき、サイリスタ20のみはオフであることから、この
サイリスタ20のアノード・カソード間電圧が上界し、
その値がブレークオーバ電圧VIOに達すると、BOD
26がブレークオーバしてサイリスタ20を点弧し、過
電圧を解消する。That is, when all the series thyristors are turned on at the same time, only the thyristor 20 is off, so the voltage between the anode and cathode of this thyristor 20 rises,
When its value reaches the breakover voltage VIO, BOD
26 breaks over and fires the thyristor 20, eliminating the overvoltage.
このときスナバコンデンサ24はブレークオーバ電圧V
、。まで充電しており、サイリスタ20のターンオンに
より、この充電電荷はスナバ抵抗23で熱となって消費
されることとなる。スナバコンデンサ20の静電容量を
Cとすると、この蓄積エネルギーWは(1)式で示され
る。At this time, the snubber capacitor 24 has a breakover voltage V
,. When the thyristor 20 turns on, this charged charge becomes heat and is consumed by the snubber resistor 23. Assuming that the capacitance of the snubber capacitor 20 is C, this stored energy W is expressed by equation (1).
w−′/2c −vヨ。 −・−・−・・・・ (
1)このエネルギーWがスナバ抵抗23で発生する損失
となるのであるが、直列サイリスタのオン・オフが繰返
されるとき、スナバ抵抗23ではその度ごとに(1)式
の損失が発生することになり、通常の点弧動作時の発生
損失の数倍となる。w-′/2c-vyo. −・−・−・・・ (
1) This energy W becomes a loss generated in the snubber resistor 23, but when the series thyristor is repeatedly turned on and off, the loss in equation (1) will occur in the snubber resistor 23 each time. , which is several times the loss generated during normal ignition operation.
スナバ抵抗13.23.93の容量を、この大きな損失
に耐えられるように大きくすることは、装置を大形・高
価にするので、−Sには正常動作時に発生する損失を許
容できる容量の抵抗にしている。Increasing the capacitance of the snubber resistor 13.23.93 to withstand this large loss would make the device larger and more expensive, so -S is a resistor with a capacity that can tolerate the loss that occurs during normal operation. I have to.
それ故、ゲート回路の故障により上記の異常を生じた場
合には、スナバ抵抗が焼損しないように、高電圧回路を
停電にして、あるいは装置を停止して故障箇所の修理を
行うのであるが、このような部分的な故障で、高い信頗
性が要求される回路の停電、あるいは装置の停止は好ま
しいことではない。Therefore, if the above-mentioned abnormality occurs due to a failure in the gate circuit, the high voltage circuit should be cut off or the equipment should be stopped to repair the faulty part to prevent the snubber resistor from burning out. It is undesirable for such a partial failure to cause a power outage in a circuit that requires high reliability or to stop the equipment.
そこでこの発明の目的は、スナバ抵抗が過熱しても、直
列サイリスタの運転を継続できるようにすることにある
。Therefore, an object of the present invention is to enable the series thyristor to continue operating even if the snubber resistor overheats.
上記の目的を達成するために、この発明の過電圧保護回
路は、抵抗とコンデンサを含んで構成しているスナバ回
路をサイリスタのアノード・カソード間に接続し、かつ
、電圧が所定値以上になると電流が流れる回路を含んで
いる過電圧保護用自己点弧回路をアノード・ゲート間に
接続しているサイリスタの複数を直列接続している直列
サイリスタにおいて、前記スナバ回路の抵抗温度が所定
値以上の高温度になったとき、当該高温度抵抗が属して
いるサイリスタに接続している前記自己点弧回路を開路
する手段を、前記サイリスタのそれぞれに別個に備える
ものとする。In order to achieve the above object, the overvoltage protection circuit of the present invention connects a snubber circuit including a resistor and a capacitor between the anode and cathode of a thyristor, and when the voltage exceeds a predetermined value, a current is generated. In a series thyristor in which a plurality of thyristors are connected in series, a self-ignition circuit for overvoltage protection is connected between the anode and the gate, and the resistance temperature of the snubber circuit is at a high temperature exceeding a predetermined value. Each of the thyristors is separately provided with means for opening the self-ignition circuit connected to the thyristor to which the high-temperature resistance belongs when
なお、電圧が所定値以上になると電流が流れる回路とし
ては、例えば、ブレークオーバダイオード、ツェナーダ
イオード、または、ダイアック、もしくは、サイリスタ
のアノード・ゲート間にツェナーダイオードが接続され
て成るサイリスタ・ツェナーダイオード組合せ回路を使
用することができる。Note that circuits in which current flows when the voltage exceeds a predetermined value include, for example, a breakover diode, a Zener diode, a diac, or a thyristor/Zener diode combination in which a Zener diode is connected between the anode and gate of the thyristor. circuit can be used.
この発明は、スナバ抵抗が過熱したことを検出すれば、
その高温スナバ抵抗が属しているサイリスタを自己点弧
させる回路が動作できないようにすることで、そのサイ
リスタを過電圧により短絡破壊させる。すなわち直列接
続している多数のサイリスタのうちの1個を短絡するの
と等価であり、残余のサイリスタで運転を継続させよう
とするものである。In this invention, if it is detected that the snubber resistor has overheated,
By disabling the circuit that self-ignites the thyristor to which the high-temperature snubber resistor belongs, the thyristor is short-circuited and destroyed due to overvoltage. In other words, this is equivalent to short-circuiting one of the many thyristors connected in series, and the remaining thyristors are used to continue operation.
第1図は本発明の実施例をあられした回路図である。 FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
この第1図において、複数のサイリスタ!0.20゜9
0を直列にして高電圧回路に接続するのであるが、各サ
イリスタのゲートには、オン・オフ指令回路2からの指
令にもとづいてゲート電流を流すゲート回路11.21
.91を備えていること、また各サイリスタのアノード
・カソード間には分圧抵抗12゜22、92と、スナバ
抵抗13.23.93ならびにスナバコンデンサ14.
24.94とで構成しているスナバ回路を接続している
のは、第2図で既述の従来例回路と同じである。また直
列抵抗15.25.95とBOD16.26.96なら
びに直列ダイオード17.27.97の直列接続で構成
した自己点弧回路を、各サイリスタのアノード・ゲート
間に接続しているのも、第2図で既述の従来例回路と同
じである。In this Figure 1, multiple thyristors! 0.20°9
0 are connected in series to a high voltage circuit, and each thyristor has a gate circuit 11.21 that flows a gate current based on the command from the on/off command circuit 2.
.. 91, and between the anode and cathode of each thyristor are voltage dividing resistors 12.22, 92, snubber resistors 13.23.93, and snubber capacitors 14.92.
The connection of the snubber circuit consisting of 24.94 and 24.94 is the same as in the conventional circuit already described in FIG. Also, the self-starting circuit made up of a series connection of a series resistor 15.25.95, a BOD 16.26.96, and a series diode 17.27.97 is connected between the anode and gate of each thyristor. This circuit is the same as the conventional circuit shown in FIG.
本発明においては、スナバ抵抗13.23.93の温度
が所定値以上になったときに溶断する温度ヒユーズ19
.29.99を、それぞれのスナバ抵抗の温度を検出す
るのに最適な位置に取付けるのであるが、この温度ヒユ
ーズは、それぞれのスナバ回路が属しているサイリスタ
用の自己点弧回路に直列に挿入されている。In the present invention, the temperature fuse 19 is fused when the temperature of the snubber resistor 13, 23, 93 exceeds a predetermined value.
.. 29.99 is installed in the optimal position to detect the temperature of each snubber resistor, and this temperature fuse is inserted in series with the self-firing circuit for the thyristor to which each snubber circuit belongs. ing.
このような回路構成にすることで、たとえば、ゲート回
路21が故障したため、BOD26のブレークオーバに
よりサイリスタ20を点弧させる動作を繰返して、スナ
バ抵抗23の温度が上昇しても、ゲート回路21が復旧
しなければ、遂に温度ヒユーズ29が溶断する。その結
果サイリスタ20用の自己点弧回路が開路して、自己点
弧機能を失うことになる。よってサイリスタ20は過電
圧により破壊し短絡となる。即ち多数の直列サイリスタ
のうちの1個のアノード・カソード間を短絡したのと同
じことになるが、一般に直列サイリスタのうちのいくつ
かは冗長素子であることから、そのまま支障なく運転を
継続することができる。With such a circuit configuration, even if the temperature of the snubber resistor 23 rises due to repeated firing of the thyristor 20 due to breakover of the BOD 26 due to a failure of the gate circuit 21, for example, the gate circuit 21 will not be damaged. If it does not recover, the temperature fuse 29 will finally blow. As a result, the self-starting circuit for the thyristor 20 opens and loses its self-starting function. Therefore, the thyristor 20 is destroyed by the overvoltage, resulting in a short circuit. In other words, it is the same as shorting the anode and cathode of one of the many series thyristors, but since some of the series thyristors are generally redundant elements, they can continue to operate without any problems. I can do it.
なお、第1図に示す実施例回路では温度ヒユーズを使用
したが、スナバ抵抗の温度上昇を検出するのに、バイメ
タルや温度リレーを使用し、その接点を自己点弧回路に
直列に挿入する回路構成にしてもよいことは勿論である
。さらに、BOD16゜26、96の代わりに、ツェナ
ーダイオード、ダイアック、または、アノード・ゲート
間にツェナーダイオードが接続されたサイリスタを用い
ることもできる。Although the example circuit shown in Figure 1 uses a temperature fuse, a circuit that uses a bimetal or temperature relay to detect the temperature rise of the snubber resistor and inserts its contact in series with the self-ignition circuit is also possible. Of course, it is also possible to have a configuration. Furthermore, instead of the BOD 16°26, 96, a Zener diode, a diac, or a thyristor in which a Zener diode is connected between the anode and the gate may be used.
この発明によれば、スナバ回路と自己点弧回路とを備え
ているサイリスタの複数を直列にして高電圧回路に接続
している場合に、ゲート回路などの故障によりスナバ抵
抗が焼損するおそれが生しれば、自己点弧回路を開放し
て、そのサイリスタを過電圧により短絡破壊させて、ス
ナバ抵抗焼頃による装置の停止を未然に防止できる効果
が得られる。一般に直列サイリスタはいくつかの冗長素
子を有するので、この冗長素子数の範囲内での短絡破損
は許容範囲内であって、重要装置の停電や停止による大
きな被害の発生を防止できる効果が得られる。According to this invention, when a plurality of thyristors equipped with a snubber circuit and a self-ignition circuit are connected in series to a high voltage circuit, there is a risk that the snubber resistor will burn out due to a failure in the gate circuit, etc. Then, the self-ignition circuit is opened and the thyristor is short-circuited and destroyed due to overvoltage, thereby preventing the device from stopping due to the snubber resistor burning out. Generally, a series thyristor has several redundant elements, so short-circuit damage within the number of redundant elements is within the permissible range, and this has the effect of preventing major damage from occurring due to power outages or stoppages of important equipment. .
第1図は本発明の実施例をあられした回路図であり、第
2図は過電圧保護回路を備えている直列サイリスタの従
来例を示した回路図、第3図はBODのブレークオーバ
特性をあ°られしたグラフである。
2・・・オン・オフ指令回路、10.20.90・・・
サイリスタ、11.21.91・・・ゲート回路、12
.22.92・・・分圧抵抗、13.23.93・・・
スナバ抵抗、14.24.94・・・スナバコンデンサ
、15.25.95・・・直列抵抗、1626、96・
・・B OD、 17.27.97・・・直列ダイオー
ド、あ
図Fig. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a circuit diagram showing a conventional example of a series thyristor equipped with an overvoltage protection circuit, and Fig. 3 is a circuit diagram showing a conventional example of a series thyristor equipped with an overvoltage protection circuit. This is a graph that has been updated. 2...On/off command circuit, 10.20.90...
Thyristor, 11.21.91...gate circuit, 12
.. 22.92...Voltage dividing resistor, 13.23.93...
Snubber resistor, 14.24.94... Snubber capacitor, 15.25.95... Series resistance, 1626, 96.
...B OD, 17.27.97...Series diode, figure A
Claims (1)
をサイリスタのアノード・カソード間に接続し、かつ、
電圧が所定値以上になると電流が流れる回路を含んでい
る過電圧保護用自己点弧回路をアノード・ゲート間に接
続しているサイリスタの複数を直列接続している直列サ
イリスタにおいて、前記スナバ回路の抵抗温度が所定値
以上の高温度になったとき、当該高温度抵抗が属してい
るサイリスタに接続している前記自己点弧回路を開路す
る手段を、前記サイリスタのそれぞれに別個に備えてい
ることを特徴とする直列サイリスタの過電圧保護回路。1) Connect a snubber circuit including a resistor and a capacitor between the anode and cathode of the thyristor, and
In a series thyristor in which a plurality of thyristors are connected in series, a self-ignition circuit for overvoltage protection including a circuit through which current flows when the voltage exceeds a predetermined value is connected between the anode and the gate, and the resistance of the snubber circuit is Each of the thyristors is separately provided with means for opening the self-ignition circuit connected to the thyristor to which the high temperature resistance belongs when the temperature reaches a predetermined value or higher. Features a series thyristor overvoltage protection circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8640489A JPH02265320A (en) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | Overvoltage protection circuit for series thyristor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8640489A JPH02265320A (en) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | Overvoltage protection circuit for series thyristor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02265320A true JPH02265320A (en) | 1990-10-30 |
Family
ID=13885929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8640489A Pending JPH02265320A (en) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | Overvoltage protection circuit for series thyristor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02265320A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023169973A (en) * | 2022-05-18 | 2023-12-01 | 富士電機株式会社 | composite switch circuit |
-
1989
- 1989-04-05 JP JP8640489A patent/JPH02265320A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023169973A (en) * | 2022-05-18 | 2023-12-01 | 富士電機株式会社 | composite switch circuit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4707759A (en) | Universal fault circuit interrupter | |
| US5014156A (en) | Fused electrical safety barrier for protection of an electrical load placed in a potentially hazardous location | |
| US8319377B2 (en) | Fuse for disconnecting an inverter from a photovoltaic generator | |
| JPH06223663A (en) | Safety switching device | |
| US4063302A (en) | Protection arrangement for an inverter | |
| JPS644376B2 (en) | ||
| JPH02265320A (en) | Overvoltage protection circuit for series thyristor | |
| JP3633416B2 (en) | Switching device | |
| US4028592A (en) | Means for increasing the stability in high-voltage power supply networks | |
| US3889158A (en) | Series capacitor protection equipment with dual sparkover feature | |
| JPH06311643A (en) | Voltage protective circuit | |
| JP3208868B2 (en) | Power supply system | |
| JP2726506B2 (en) | Uninterruptible power supply system | |
| JP3374952B2 (en) | How to protect a series inverter circuit | |
| JPS6229850B2 (en) | ||
| US5101314A (en) | Protection system for capacitor bank | |
| JPH0239183B2 (en) | SAIRISUTABARUBU | |
| US20240291262A1 (en) | Overvoltage Protection Circuitry for an Electrical Device | |
| JP2806163B2 (en) | Static switch | |
| BR102023012950A2 (en) | MEDIUM VOLTAGE SERIES CONVERTER PROTECTION SYSTEM AND METHOD USING A BIDIRECTIONAL STATIC SWITCH BASED ON A SCR THYRISTOR | |
| JPS60183815A (en) | Overvoltage protecting device of thyristor valve | |
| JP2653639B2 (en) | Superconducting magnet system | |
| JPS61112567A (en) | Overvoltage protecting device of thyristor | |
| CN207612056U (en) | A kind of failure current limit equipment | |
| JPS62238606A (en) | Protection apparatus for superconducting energy storage system |