JPH0514503B2 - - Google Patents
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- JPH0514503B2 JPH0514503B2 JP58086828A JP8682883A JPH0514503B2 JP H0514503 B2 JPH0514503 B2 JP H0514503B2 JP 58086828 A JP58086828 A JP 58086828A JP 8682883 A JP8682883 A JP 8682883A JP H0514503 B2 JPH0514503 B2 JP H0514503B2
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- Japan
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- field
- voltage
- excitation
- comparator
- current
- Prior art date
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
- H02P9/26—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P9/30—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P9/302—Brushless excitation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Protection Of Generators And Motors (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は回転電機の励磁回路が短絡した場
合、この励磁回路を破損から保護するようにした
励磁回路の保護装置に関するものである。
合、この励磁回路を破損から保護するようにした
励磁回路の保護装置に関するものである。
従来、特にこの種の装置は設置していなかつた
が、回転電機が大容量化すると共に、サイリスタ
励磁装置が採用され始めるに従い、サイリスタの
過電流破損を防止する必要が生じてきている。
が、回転電機が大容量化すると共に、サイリスタ
励磁装置が採用され始めるに従い、サイリスタの
過電流破損を防止する必要が生じてきている。
第１図に従来の励磁回路の基本構成を示す。１
は回転電機、２は回転電機の励磁コイル、３は励
磁電流を測定する分流器、４は界磁放電抵抗、５
は界磁しや断器の主コンタクト（ａ接点）、６は
界磁しや断器５の補助コンタクト（ｂ接点）、７
はサイリスタ励磁装置、８〜１３はサイリスタ励
磁装置の出力部の３相ブリツジに組まれたサイリ
スタ、１４は界磁電流計、１５は界磁電圧計であ
る。
は回転電機、２は回転電機の励磁コイル、３は励
磁電流を測定する分流器、４は界磁放電抵抗、５
は界磁しや断器の主コンタクト（ａ接点）、６は
界磁しや断器５の補助コンタクト（ｂ接点）、７
はサイリスタ励磁装置、８〜１３はサイリスタ励
磁装置の出力部の３相ブリツジに組まれたサイリ
スタ、１４は界磁電流計、１５は界磁電圧計であ
る。
次に動作について説明する。回転電機１は、そ
の界磁コイル２に、サイリスタ励磁装置７の直流
出力を受けることによつて励磁されている。回転
電機１が同期発電機である場合について述べる
と、自動電圧調整装置（図示せず）より与えられ
た信号により、回転電機１の出力電圧が一定にな
るようにサイリスタ励磁装置７の直流出力が制御
されている。そしてこの励磁電圧計１５と励磁電
流計１４が運転員によつて確認されながら運転さ
れる。何らかの異常が発生するか、停止したい場
合は、界磁しや断器をトリツプして主コンタクト
５を開くと共に、回転電機１の界磁にたくわえら
れたエネルギーは、界磁しや断器の補助ｂコンタ
クト６によつてつくられた界磁放電抵抗４を含む
回路に流れることにより放出される。
の界磁コイル２に、サイリスタ励磁装置７の直流
出力を受けることによつて励磁されている。回転
電機１が同期発電機である場合について述べる
と、自動電圧調整装置（図示せず）より与えられ
た信号により、回転電機１の出力電圧が一定にな
るようにサイリスタ励磁装置７の直流出力が制御
されている。そしてこの励磁電圧計１５と励磁電
流計１４が運転員によつて確認されながら運転さ
れる。何らかの異常が発生するか、停止したい場
合は、界磁しや断器をトリツプして主コンタクト
５を開くと共に、回転電機１の界磁にたくわえら
れたエネルギーは、界磁しや断器の補助ｂコンタ
クト６によつてつくられた界磁放電抵抗４を含む
回路に流れることにより放出される。
従来の励磁回路は以上のように構成されている
ので、もし界磁コイル２に短絡が発生しても、同
期発電機１の出力電圧が低下するため、サイリス
タ励磁装置７は出力を増加するように作用し過大
電流が流れて、サイリスタ８〜１３が過電流で破
損する欠点があつた。また速断フユーズがサイリ
スタに直列に入つている場合（図示せず）この速
断フユーズが全て溶断してしまう欠点があつた。
ので、もし界磁コイル２に短絡が発生しても、同
期発電機１の出力電圧が低下するため、サイリス
タ励磁装置７は出力を増加するように作用し過大
電流が流れて、サイリスタ８〜１３が過電流で破
損する欠点があつた。また速断フユーズがサイリ
スタに直列に入つている場合（図示せず）この速
断フユーズが全て溶断してしまう欠点があつた。
通常、励磁回路に短絡が発生すると、脱調リレ
ーとか界磁喪失リレーが動作して界磁しや断器を
トリツプするが、脱調検出、界磁喪失の検出には
数サイクル以上を要し、サイリスタ８〜１３の破
損を免れることができないものであつた。
ーとか界磁喪失リレーが動作して界磁しや断器を
トリツプするが、脱調検出、界磁喪失の検出には
数サイクル以上を要し、サイリスタ８〜１３の破
損を免れることができないものであつた。
この発明は、上記のような従来のものの欠点を
除去するためになされたもので、界磁回路のいず
れかで短絡が発生してもこれを速やかに自動検出
し、界磁回路の界磁電流をしや断することによ
り、サイリスタが過電流になることを防止する保
護装置を提供することを目的としている。
除去するためになされたもので、界磁回路のいず
れかで短絡が発生してもこれを速やかに自動検出
し、界磁回路の界磁電流をしや断することによ
り、サイリスタが過電流になることを防止する保
護装置を提供することを目的としている。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第２図において、１〜１４は第１図にて述べ
たものと同一のものである。２０は分流器、２１
は界磁電流を直流電圧に変換する絶縁アンプ内蔵
の電流電圧（Ｉ／Ｖ）変換器、２２は界磁電圧を
直流電圧に変換する絶縁アンプ内蔵の電圧−電圧
（Ｖ／Ｖ）変換器、２３，２４は比較器の入力抵
抗、２５は比較器、２６は正の電圧を発信する分
圧抵抗、２７，２８は比較器の入力抵抗、２９は
比較器、３０は負の電圧を発信する分圧抵抗、３
１，３２，３３は比較器の入力抵抗、３４は負の
電圧を発信する分圧抵抗、３５は比較器、３６，
３７は比較器の入力抵抗、３８は比較器、３９は
限流抵抗、４０はパワートランジスター、４１は
ダイオード、４２，４３，４４は水銀接点リレ
ー、４５は消弧用ダイオード、４６は比較器３８
の出力が励磁回路に短絡が生じたことを示すもの
であるとき、サイリスタ装置７を有する励磁回路
の界磁電流をしや断する制御回路である。
る。第２図において、１〜１４は第１図にて述べ
たものと同一のものである。２０は分流器、２１
は界磁電流を直流電圧に変換する絶縁アンプ内蔵
の電流電圧（Ｉ／Ｖ）変換器、２２は界磁電圧を
直流電圧に変換する絶縁アンプ内蔵の電圧−電圧
（Ｖ／Ｖ）変換器、２３，２４は比較器の入力抵
抗、２５は比較器、２６は正の電圧を発信する分
圧抵抗、２７，２８は比較器の入力抵抗、２９は
比較器、３０は負の電圧を発信する分圧抵抗、３
１，３２，３３は比較器の入力抵抗、３４は負の
電圧を発信する分圧抵抗、３５は比較器、３６，
３７は比較器の入力抵抗、３８は比較器、３９は
限流抵抗、４０はパワートランジスター、４１は
ダイオード、４２，４３，４４は水銀接点リレ
ー、４５は消弧用ダイオード、４６は比較器３８
の出力が励磁回路に短絡が生じたことを示すもの
であるとき、サイリスタ装置７を有する励磁回路
の界磁電流をしや断する制御回路である。
また第２図に示した装置のシーケンス図を示す
第３図において、５０はリレー、５１は消弧用ダ
イオード、５２，５３はタイマー、５４は抵抗、
５５はリレー、５ｂは第２図の界磁しや断器の主
コンタクト５の補助接点である。
第３図において、５０はリレー、５１は消弧用ダ
イオード、５２，５３はタイマー、５４は抵抗、
５５はリレー、５ｂは第２図の界磁しや断器の主
コンタクト５の補助接点である。
次にこの発明装置の動作について説明する。先
ず、直流励磁回路に短絡が発生すると、どのよう
な減少が発生するかというと、界磁電圧が減少す
ると共に、界磁電流が異常に増加する。Ｉ／Ｖ変
換器２１は界磁電流の検出器で、増加すると負の
電圧が大きくなる。すなわち、比較器２５は、通
常は分圧抵抗２６の発信電圧がＩ／Ｖ変換器２１
の出力より大きく設定されているため、入力は正
となり、出力は負となつている。一方、Ｖ／Ｖ変
換器２２は界磁電圧の検出器で、通常の界磁電圧
（平常時）では分圧抵抗３０の発信電圧（負）と
比較して大きな値になるように設定してあり、入
力は正、出力は負となつている。比較器３５の入
力は全て負のため、その出力は正となり、比較器
３８の入力は正のため出力は負となり、トランジ
スタ４０は逆バイアスとなつてカツトオフとな
り、リレーRY1〜３４２〜４４は不動作である。
ず、直流励磁回路に短絡が発生すると、どのよう
な減少が発生するかというと、界磁電圧が減少す
ると共に、界磁電流が異常に増加する。Ｉ／Ｖ変
換器２１は界磁電流の検出器で、増加すると負の
電圧が大きくなる。すなわち、比較器２５は、通
常は分圧抵抗２６の発信電圧がＩ／Ｖ変換器２１
の出力より大きく設定されているため、入力は正
となり、出力は負となつている。一方、Ｖ／Ｖ変
換器２２は界磁電圧の検出器で、通常の界磁電圧
（平常時）では分圧抵抗３０の発信電圧（負）と
比較して大きな値になるように設定してあり、入
力は正、出力は負となつている。比較器３５の入
力は全て負のため、その出力は正となり、比較器
３８の入力は正のため出力は負となり、トランジ
スタ４０は逆バイアスとなつてカツトオフとな
り、リレーRY1〜３４２〜４４は不動作である。
次に短絡が発生して界磁電流が増大すると、
Ｉ／Ｖ変換器２１の負電圧が増大し、分圧抵抗２
６で設定した値より大きくなれば、比較器２５の
出力は正に反転する。また短絡が発生すると、界
磁電圧は減少するためＶ／Ｖ変換器２２の正電圧
が減少し（界磁電圧の減少を短絡の条件とした理
由は、例えば、系統で短絡事故等が発生した場合
には、系統における保護リレー動作後、系統の過
度安定度向上（発電機の同期ずれによる脱調の防
止）のため、発電機の励磁を増やす必要があり、
この場合には、界磁電流のみが増加し、界磁電圧
が変化することがないので、界磁電流増加を検出
するのみでは、短絡との区別がつかないため）、
分圧抵抗３０で設定した値以下に下がると、比較
器２９の出力が反転して正になる。比較器３５の
入力は、比較器２５と２９の二つが正になつたと
きのみ分圧抵抗３４で設定した負電圧より正の入
力が大きくなるようにしてあり、比較器３５の出
力は負、比較器３８の入力は負、比較器３８の出
力は正となつてトランジスタ４０にベース電流が
流れ、トランジスタ４０のコレクター・エミツタ
ー間が導通となるため、リレーRY1〜３４２〜
４４は動作する。このリレーRY2４３の接点４
３ａの閉成によりサイリスタ励磁装置７の出力が
零になるようにサイリスタの点弧装置（図示せ
ず）を制御させる。またリレーRY1４４の動作
により、その接点４４ａが閉じ、比較器３８の入
力を負に保持するため、トランジスタ４０は導通
状態を継続し、各リレー４２〜４４の動作状態を
自己保持させる。
Ｉ／Ｖ変換器２１の負電圧が増大し、分圧抵抗２
６で設定した値より大きくなれば、比較器２５の
出力は正に反転する。また短絡が発生すると、界
磁電圧は減少するためＶ／Ｖ変換器２２の正電圧
が減少し（界磁電圧の減少を短絡の条件とした理
由は、例えば、系統で短絡事故等が発生した場合
には、系統における保護リレー動作後、系統の過
度安定度向上（発電機の同期ずれによる脱調の防
止）のため、発電機の励磁を増やす必要があり、
この場合には、界磁電流のみが増加し、界磁電圧
が変化することがないので、界磁電流増加を検出
するのみでは、短絡との区別がつかないため）、
分圧抵抗３０で設定した値以下に下がると、比較
器２９の出力が反転して正になる。比較器３５の
入力は、比較器２５と２９の二つが正になつたと
きのみ分圧抵抗３４で設定した負電圧より正の入
力が大きくなるようにしてあり、比較器３５の出
力は負、比較器３８の入力は負、比較器３８の出
力は正となつてトランジスタ４０にベース電流が
流れ、トランジスタ４０のコレクター・エミツタ
ー間が導通となるため、リレーRY1〜３４２〜
４４は動作する。このリレーRY2４３の接点４
３ａの閉成によりサイリスタ励磁装置７の出力が
零になるようにサイリスタの点弧装置（図示せ
ず）を制御させる。またリレーRY1４４の動作
により、その接点４４ａが閉じ、比較器３８の入
力を負に保持するため、トランジスタ４０は導通
状態を継続し、各リレー４２〜４４の動作状態を
自己保持させる。
第３図は外部シーケンス回路であり、励磁回路
に短絡が発生し、リレー４２（第２図）の接点
RY3４２ａが閉成するとリレー５０が動作し、
その接点５０ａを閉じて短絡の警報を発する。ま
た、接点５０ａの閉成により２つのタイマ５２，
５３を動作させる。
に短絡が発生し、リレー４２（第２図）の接点
RY3４２ａが閉成するとリレー５０が動作し、
その接点５０ａを閉じて短絡の警報を発する。ま
た、接点５０ａの閉成により２つのタイマ５２，
５３を動作させる。
励磁回路の短絡発生により、第２図のリレー４
３が動作し、サイリスタ励磁装置７の出力が零に
なるように制御されているが、主コンタクト５は
閉じた状態であり、短絡が完全に除去されている
わけでない。接点５０ａの閉路によりタイマ５３
が動作し、一定時間を経過すると、接点５３Ta
が閉路し、主コンタクト５に開指令を発し、短絡
を完全に除去する。この時、サイリスタ励磁装置
７の出力が零になるように制御されているので、
主コンタクト５は過大な電流を断つ必要がない。
３が動作し、サイリスタ励磁装置７の出力が零に
なるように制御されているが、主コンタクト５は
閉じた状態であり、短絡が完全に除去されている
わけでない。接点５０ａの閉路によりタイマ５３
が動作し、一定時間を経過すると、接点５３Ta
が閉路し、主コンタクト５に開指令を発し、短絡
を完全に除去する。この時、サイリスタ励磁装置
７の出力が零になるように制御されているので、
主コンタクト５は過大な電流を断つ必要がない。
次に主コンタクト５が開路すると接点５ｂす
る。そして、一定時間後にタイマが動作すると、
接点５２Taが閉じ、リセツト用のリレー５５が
動作する。リレー５５の動作により、第２図の接
点５５ｂが開路し、リレー４２〜４４の動作電流
を断つので、各リレーは動作前の状態に復帰し、
次の検出に備える。
る。そして、一定時間後にタイマが動作すると、
接点５２Taが閉じ、リセツト用のリレー５５が
動作する。リレー５５の動作により、第２図の接
点５５ｂが開路し、リレー４２〜４４の動作電流
を断つので、各リレーは動作前の状態に復帰し、
次の検出に備える。
なお、上記実施例では、同期発電機の例につい
て説明したが、他の方式の発電機や電動機などの
回転電機の界磁コイルの短絡の保護としても同様
の効果がある。
て説明したが、他の方式の発電機や電動機などの
回転電機の界磁コイルの短絡の保護としても同様
の効果がある。
以上のように、この発明によれば、界磁電圧が
設定値以下になつたことを検出する第１の比較器
と、界磁電流が設定値以上になつたことを検出す
る第２の比較器と、上記第１および第２の比較器
がともに検出動作したことを条件としているの
で、励磁回路で発生した短絡を誤りなく検出で
き、また、上記条件の成立により、界磁電流を遮
断するので１サイクル以内での動作が可能であ
り、サイリスタ励磁装置におけるサイリスタの破
損や速断ヒユーズの溶断を防ぐことができる効果
がある。
設定値以下になつたことを検出する第１の比較器
と、界磁電流が設定値以上になつたことを検出す
る第２の比較器と、上記第１および第２の比較器
がともに検出動作したことを条件としているの
で、励磁回路で発生した短絡を誤りなく検出で
き、また、上記条件の成立により、界磁電流を遮
断するので１サイクル以内での動作が可能であ
り、サイリスタ励磁装置におけるサイリスタの破
損や速断ヒユーズの溶断を防ぐことができる効果
がある。
第１図は通常の回転電機の励磁回路を示す回路
図、第２図はこの発明の一実施例による励磁回路
の保護装置の回路図、第３図はそのシーケンス回
路図である。 １……回転電機、２……界磁コイル、５，６…
…接点、７……サイリスタ励磁装置、２１……電
流−電圧変換器、２２……電圧−電圧変換器、２
５，２９，３５，３８……比較器、４２，４３，
４４……リレー、４４ａ……接点、５０，５３…
…リレー。なお、図中同一符号は同一又は相当部
分を示す。
図、第２図はこの発明の一実施例による励磁回路
の保護装置の回路図、第３図はそのシーケンス回
路図である。 １……回転電機、２……界磁コイル、５，６…
…接点、７……サイリスタ励磁装置、２１……電
流−電圧変換器、２２……電圧−電圧変換器、２
５，２９，３５，３８……比較器、４２，４３，
４４……リレー、４４ａ……接点、５０，５３…
…リレー。なお、図中同一符号は同一又は相当部
分を示す。
Claims (1)
- １ 回転電機の界磁コイルに界磁電流を供給する
サイリスタ励磁装置を有する励磁回路を当該界磁
コイルの短絡による破損から保護する回転電機励
磁回路の保護装置において、上記サイリスタ励磁
装置の出力電圧である界磁電圧を検出する電圧−
電圧変換器と、上記界磁電圧が設定値以下になつ
たことを検出する第１の比較器と、上記サイリス
タ励磁装置の出力電流である界磁電流を検出する
電流−電圧変換器と、上記界磁電流が設定値以上
になつたことを検出する第２の比較器と、上記第
１および第２の比較器がともに検出動作したこと
を条件に上記サイリスタ励磁装置の出力が零とな
るように位相制御するとともに、界磁しや断器に
しや断指令を発する制御回路とを備えたことを特
徴とする回転電機励磁回路の保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58086828A JPS59213300A (ja) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | 回転電機励磁回路の保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58086828A JPS59213300A (ja) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | 回転電機励磁回路の保護装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59213300A JPS59213300A (ja) | 1984-12-03 |
| JPH0514503B2 true JPH0514503B2 (ja) | 1993-02-25 |
Family
ID=13897670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58086828A Granted JPS59213300A (ja) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | 回転電機励磁回路の保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59213300A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6695246B2 (ja) * | 2016-09-21 | 2020-05-20 | 株式会社日立インダストリアルプロダクツ | 界磁巻線型同期電動機 |
| JP6695250B2 (ja) * | 2016-09-27 | 2020-05-20 | 株式会社日立インダストリアルプロダクツ | 界磁巻線型同期電動機 |
| EP3509208A1 (en) * | 2018-01-04 | 2019-07-10 | ABB Schweiz AG | Method of controlling an field wound synchronous machine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53134019U (ja) * | 1977-03-31 | 1978-10-24 |
-
1983
- 1983-05-16 JP JP58086828A patent/JPS59213300A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59213300A (ja) | 1984-12-03 |
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