JPH0522459B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0522459B2 JPH0522459B2 JP60144404A JP14440485A JPH0522459B2 JP H0522459 B2 JPH0522459 B2 JP H0522459B2 JP 60144404 A JP60144404 A JP 60144404A JP 14440485 A JP14440485 A JP 14440485A JP H0522459 B2 JPH0522459 B2 JP H0522459B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistor
- thyristor
- thyristors
- series
- circuit
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、発送電変圧器の中性点と大地との間
に接続されるサイリスタ式電流制限装置に関す
る。
に接続されるサイリスタ式電流制限装置に関す
る。
発明の背景
一般に、発送電変圧器の中性点と大地との間に
接続される電流制限装置は、系統に接地等の故障
が発生した時に、その地絡故障による異常電圧を
防止すると共に、地絡故障電圧及び電流を検出
し、関連の保護継電器によつて、故障区間を自動
的に選択しや断し、電力機器の損傷と事故の波及
を未然に防止するように機能する。かかる中性点
接地方式の電流制限装置としては、従来高抵抗の
中性点接地抵抗器が使用されている。
接続される電流制限装置は、系統に接地等の故障
が発生した時に、その地絡故障による異常電圧を
防止すると共に、地絡故障電圧及び電流を検出
し、関連の保護継電器によつて、故障区間を自動
的に選択しや断し、電力機器の損傷と事故の波及
を未然に防止するように機能する。かかる中性点
接地方式の電流制限装置としては、従来高抵抗の
中性点接地抵抗器が使用されている。
このような従来の中性点接地方式における抵抗
器（NGR）は、非常に多数の抵抗格子、即ちグ
リツドを直列又は直並列に接続する必要があり、
またグリツドの絶縁物にはマイカ・ワツシヤー、
マイカ・チユーブ等が使用される。このような
NGRは、イニシヤル・コストは廉価であるが、
経年的に温度上昇に伴うグリツドの材質変化、抵
抗値変化、接触抵抗の増加、絶縁特性の低下を招
来するものである。更に、NGRは、速度制御用
抵抗器のように抵抗値の経年変化に伴つて速度制
御特性が変化する如き通電に伴う結果が判別し得
る用途ではないので、グリツドの溶損等の抵抗回
路における異常が発生しない限り、長時間に亘つ
て無保守、無点検で使用されるのが普通である。
器（NGR）は、非常に多数の抵抗格子、即ちグ
リツドを直列又は直並列に接続する必要があり、
またグリツドの絶縁物にはマイカ・ワツシヤー、
マイカ・チユーブ等が使用される。このような
NGRは、イニシヤル・コストは廉価であるが、
経年的に温度上昇に伴うグリツドの材質変化、抵
抗値変化、接触抵抗の増加、絶縁特性の低下を招
来するものである。更に、NGRは、速度制御用
抵抗器のように抵抗値の経年変化に伴つて速度制
御特性が変化する如き通電に伴う結果が判別し得
る用途ではないので、グリツドの溶損等の抵抗回
路における異常が発生しない限り、長時間に亘つ
て無保守、無点検で使用されるのが普通である。
他方、高電圧回路仕様でのサイリスタの一般的
使用において、サイリスタを多段直列に接続する
場合、例えば、１個の設置架台に２個のサイリス
タを組立てる場合、設置架台に対して反対極性方
向にサイリスタを並列接続して配設するのは構造
的に比較的容易であるが、同じ極性方向に直列接
続して組立てるのには、設置架台を絶縁フレーム
として構成したり、サイリスタ相互の電気的接続
に工夫を要する。しかし、この様に設置架台を絶
縁フレームで構成する場合、導電性の金属フレー
ムに比べて機械的強度が低く、その安全性におい
て問題があり、所望の強度を得るには補強材の使
用、構造材の工夫が必要であり、設置架台が複雑
となり、また高価になるという欠点がある。
使用において、サイリスタを多段直列に接続する
場合、例えば、１個の設置架台に２個のサイリス
タを組立てる場合、設置架台に対して反対極性方
向にサイリスタを並列接続して配設するのは構造
的に比較的容易であるが、同じ極性方向に直列接
続して組立てるのには、設置架台を絶縁フレーム
として構成したり、サイリスタ相互の電気的接続
に工夫を要する。しかし、この様に設置架台を絶
縁フレームで構成する場合、導電性の金属フレー
ムに比べて機械的強度が低く、その安全性におい
て問題があり、所望の強度を得るには補強材の使
用、構造材の工夫が必要であり、設置架台が複雑
となり、また高価になるという欠点がある。
発明の目的
本発明は、前述の如き実情に鑑みて、中性点接
地抵抗器（NGR）の使用に代えて、サイリスタ
を使用することにより、経年変化の影響を受け難
く、更に従来のように無保守、無点検の現業部門
での取扱いにマツチした、高抵抗接地方式と直接
接地方式の特徴を兼ね備えた中性点接地方式にお
ける電流制限装置を提供することを目的としてい
る。
地抵抗器（NGR）の使用に代えて、サイリスタ
を使用することにより、経年変化の影響を受け難
く、更に従来のように無保守、無点検の現業部門
での取扱いにマツチした、高抵抗接地方式と直接
接地方式の特徴を兼ね備えた中性点接地方式にお
ける電流制限装置を提供することを目的としてい
る。
また、本発明は、サイリスタの多段接続に新規
な組立構造を採用することにより構造の強化、絶
縁性能の向上、保守上の安全性の向上、設置スペ
ースの狭少化を実現できる中性点接地方式におけ
る電流制限装置を提供することを目的としてい
る。
な組立構造を採用することにより構造の強化、絶
縁性能の向上、保守上の安全性の向上、設置スペ
ースの狭少化を実現できる中性点接地方式におけ
る電流制限装置を提供することを目的としてい
る。
実施例の説明
第１図は、本発明のサイリスタ式電流制限装置
を含む電力系統の電気回路図である。
を含む電力系統の電気回路図である。
発送電変圧器１のＹ結線された各相の巻線は、
系統しや断器２を介して三相高圧源３に接続され
る。変圧器１の中性点Ｎと大地との間には直列多
段接続されたサイリスタ群を更に並列に接続して
成る電流制限装置４が接続される。具体的に、変
圧器１の中性点Ｎは、順方向に直列接続された複
数のサイリスタSCR11乃至SCR1o、及びインダク
タンスL1を介して接地される。サイリスタSCR11
には、直列に接続されたコンデンサC11及び抵抗
γ11と、抵抗γ′11とが並列に接続され、他のサイリ
スタにも同様に、コンデンサ及び抵抗の直列回路
と、抵抗とが並列に接続される。更に、直列接続
された複数のサイリスタ（例えば、サイリスタ
SCR11及びSCR12）に亘つて、直列に接続された
コンデンサ及び抵抗（例えば、コンデンサC′11及
び抵抗R11）が並列に接続される。他方、変圧器
１の中性点Ｎはまた、インダクタンスL2、及び
逆方向の直列接続された複数のサイリスタSCR21
乃至SCR2oを介して接地される。順方向に接続さ
れたサイリスタ群と同様に、サイリスタSCR21に
は、直列に接続されたコンデンサC21及び抵抗γ11
と、抵抗γ′11とが並列に接続され、他のサイリス
タにも、コンデンサ及び抵抗の直列回路と、抵抗
とが並列に接続される。更に、直列多段接続され
た複数のサイリスタに亘つて、前述のように、直
列に接続されたコンデンサ及び抵抗が並列に接続
される。
系統しや断器２を介して三相高圧源３に接続され
る。変圧器１の中性点Ｎと大地との間には直列多
段接続されたサイリスタ群を更に並列に接続して
成る電流制限装置４が接続される。具体的に、変
圧器１の中性点Ｎは、順方向に直列接続された複
数のサイリスタSCR11乃至SCR1o、及びインダク
タンスL1を介して接地される。サイリスタSCR11
には、直列に接続されたコンデンサC11及び抵抗
γ11と、抵抗γ′11とが並列に接続され、他のサイリ
スタにも同様に、コンデンサ及び抵抗の直列回路
と、抵抗とが並列に接続される。更に、直列接続
された複数のサイリスタ（例えば、サイリスタ
SCR11及びSCR12）に亘つて、直列に接続された
コンデンサ及び抵抗（例えば、コンデンサC′11及
び抵抗R11）が並列に接続される。他方、変圧器
１の中性点Ｎはまた、インダクタンスL2、及び
逆方向の直列接続された複数のサイリスタSCR21
乃至SCR2oを介して接地される。順方向に接続さ
れたサイリスタ群と同様に、サイリスタSCR21に
は、直列に接続されたコンデンサC21及び抵抗γ11
と、抵抗γ′11とが並列に接続され、他のサイリス
タにも、コンデンサ及び抵抗の直列回路と、抵抗
とが並列に接続される。更に、直列多段接続され
た複数のサイリスタに亘つて、前述のように、直
列に接続されたコンデンサ及び抵抗が並列に接続
される。
電流制限装置４と大地との間には、電流検出用
の変流器CTが接続され、この変流器CTの検出信
号は、波形整形器５を介して、系統しや断器２の
しや断器動作信号入力端子、及びゲート点弧制御
装置６のサイリスタ・ゲートのオート・シフト操
作信号入力端子へそれぞれ与えられる。
の変流器CTが接続され、この変流器CTの検出信
号は、波形整形器５を介して、系統しや断器２の
しや断器動作信号入力端子、及びゲート点弧制御
装置６のサイリスタ・ゲートのオート・シフト操
作信号入力端子へそれぞれ与えられる。
電流制限装置４のサイリスタ群、及びそのゲー
ト回路の点弧制御回路６は、電力系統回路電圧
が、例えば、絶縁階級80号の絶縁に耐え得るよう
に構成され、各サイリスタの分担電圧は、第３図
に関連して後述する新規な組立構造により低減さ
れる。
ト回路の点弧制御回路６は、電力系統回路電圧
が、例えば、絶縁階級80号の絶縁に耐え得るよう
に構成され、各サイリスタの分担電圧は、第３図
に関連して後述する新規な組立構造により低減さ
れる。
また、ゲート点弧制御回路６は、サイリスタ点
弧方式として既知の分割多段点弧方式でよく、例
えば、低圧から高圧への点弧方法として、オプテ
イカル・フアイバーを使用する光信号方式、或い
はトライダル・コアを使用する磁気方式を挙げる
ことができる。
弧方式として既知の分割多段点弧方式でよく、例
えば、低圧から高圧への点弧方法として、オプテ
イカル・フアイバーを使用する光信号方式、或い
はトライダル・コアを使用する磁気方式を挙げる
ことができる。
第２図の信号波形を参照して、第１図の系統の
動作を説明する。
動作を説明する。
通常、即ち正常時（区間T1）、三相間の負荷状
態は完全に平衡することはなく、若干の不平衡状
態にあつて、変圧器１の中性点Ｎに電流が流れ込
んでいる（零相電流）。このとき、電流制限装置
４のサイリスタ群の導通角を180゜としておき、中
性点Ｎと大地との間には、零相電流、例えば５ア
ンペア程度の電流が漏洩電流I1として通電されて
いる。このように、サイリスタ群の導通角を180゜
にしておくために通電電流には制限がかけられ
ず、電流制限装置４は故障発生前の準備状態にあ
る。
態は完全に平衡することはなく、若干の不平衡状
態にあつて、変圧器１の中性点Ｎに電流が流れ込
んでいる（零相電流）。このとき、電流制限装置
４のサイリスタ群の導通角を180゜としておき、中
性点Ｎと大地との間には、零相電流、例えば５ア
ンペア程度の電流が漏洩電流I1として通電されて
いる。このように、サイリスタ群の導通角を180゜
にしておくために通電電流には制限がかけられ
ず、電流制限装置４は故障発生前の準備状態にあ
る。
次に、時刻t1で地絡故障が発生して中性点回路
に故障電流Isが通電されると、サイリスタ群の導
通角が180゜にセツトされているために、区間T2の
最初の1/2サイクルで生の故障電流がそのまま通
電され（直接接地状態）、この故障電流が変流器
CTで検出される。変流器CTの検出信号は、波形
整形回路５を介してゲート点弧制御回路６に与え
られる。ゲート点弧制御回路６では、当該電力系
統の回路定数により設定されたサイリスタの導通
角αによつて、次の1/2サイクルから系統しや断
器２が動作する時刻t2まで（区間T3）の間、故障
電流を中性点Ｎと大地間に設定された電流に定量
化して制限する（高抵抗接地状態）。ゲート点弧
制御回路６は、しや断器の動作が検知されると、
サイリスタ群の導通角を再び180゜に設定し、電流
制限装置４は再び正常時の動作のための準備状態
におかれる。
に故障電流Isが通電されると、サイリスタ群の導
通角が180゜にセツトされているために、区間T2の
最初の1/2サイクルで生の故障電流がそのまま通
電され（直接接地状態）、この故障電流が変流器
CTで検出される。変流器CTの検出信号は、波形
整形回路５を介してゲート点弧制御回路６に与え
られる。ゲート点弧制御回路６では、当該電力系
統の回路定数により設定されたサイリスタの導通
角αによつて、次の1/2サイクルから系統しや断
器２が動作する時刻t2まで（区間T3）の間、故障
電流を中性点Ｎと大地間に設定された電流に定量
化して制限する（高抵抗接地状態）。ゲート点弧
制御回路６は、しや断器の動作が検知されると、
サイリスタ群の導通角を再び180゜に設定し、電流
制限装置４は再び正常時の動作のための準備状態
におかれる。
変流器CTによつて検出される故障電流の信号
波形は、第２図の区間T2に示されたように、立
上りの急峻な歪のある正弦波形である。従つて、
従来の抵抗器を使用した電流制限装置で作動する
既設の系統しや断器を操作するために検出信号を
そのまゝしや断器の操作回路に入力しても、しや
断器側では単にノズルとしてとらえられ、故障電
流として検知されずに誤動作の原因になることが
ない。このため、変流器CTの２次側に波形整形
器５を接続して歪率の小さい波形信号をしや断器
に加えることにより、従来の抵抗器群をサイリス
タ群に置換しても、系統しや断器２に改変を加え
ることなく、そのまゝ使用できるように構成して
いる。
波形は、第２図の区間T2に示されたように、立
上りの急峻な歪のある正弦波形である。従つて、
従来の抵抗器を使用した電流制限装置で作動する
既設の系統しや断器を操作するために検出信号を
そのまゝしや断器の操作回路に入力しても、しや
断器側では単にノズルとしてとらえられ、故障電
流として検知されずに誤動作の原因になることが
ない。このため、変流器CTの２次側に波形整形
器５を接続して歪率の小さい波形信号をしや断器
に加えることにより、従来の抵抗器群をサイリス
タ群に置換しても、系統しや断器２に改変を加え
ることなく、そのまゝ使用できるように構成して
いる。
第３図は、第１図の電流制限装置４の直列多段
に接続されたサイリスタ群の設置構造を概略的に
示すものであり、設置架台グループの数（４個と
して例示）によつて高電圧回路仕様でもサイリス
タ１個の分担電圧を低減することが可能である。
に接続されたサイリスタ群の設置構造を概略的に
示すものであり、設置架台グループの数（４個と
して例示）によつて高電圧回路仕様でもサイリス
タ１個の分担電圧を低減することが可能である。
設置架台は、絶縁フレームに比べて十分な機械
的強度が得られる導電性の金属フレーム３０ａ〜
３０ｄで形成される。各金属フレーム間は碍子３
１により絶縁されている。各金属フレーム上に設
けられる２個のサイリスタ、例えば、SCR1，
SCR2は、構造上同じ極性方向に設置されるが、
電気的には、一方のサイリスタSCR1は金属フレ
ーム３０ａに直接接続され、他方のサイリスタ
SCR2は、絶縁物３２によつてその金属フレーム
から分離され、次段の設置架台の金属フレーム３
０ｂに設けられたサイリスタに直列接続される。
同様にして、４つの設置架台の金属フレーム３０
ａ〜３０ｄに設けられた全てのサイリスタは多段
直列に接続される。
的強度が得られる導電性の金属フレーム３０ａ〜
３０ｄで形成される。各金属フレーム間は碍子３
１により絶縁されている。各金属フレーム上に設
けられる２個のサイリスタ、例えば、SCR1，
SCR2は、構造上同じ極性方向に設置されるが、
電気的には、一方のサイリスタSCR1は金属フレ
ーム３０ａに直接接続され、他方のサイリスタ
SCR2は、絶縁物３２によつてその金属フレーム
から分離され、次段の設置架台の金属フレーム３
０ｂに設けられたサイリスタに直列接続される。
同様にして、４つの設置架台の金属フレーム３０
ａ〜３０ｄに設けられた全てのサイリスタは多段
直列に接続される。
このように、例えば第３図に示された組立構造
を22KV／√３電力系統で使用すると、サイリス
タ１個の分担電圧は1600V程度とすることが可能
であり、サイリスタの経済的な使用が可能とな
る。
を22KV／√３電力系統で使用すると、サイリス
タ１個の分担電圧は1600V程度とすることが可能
であり、サイリスタの経済的な使用が可能とな
る。
本発明によれば、従来の抵抗器群の代りにサイ
リスタ群を使用した中性点接地方式の電流制限装
置を提供することができ、このため抵抗器群に付
随するマイカ・ワツシヤー、マイカ・チユーブ等
の絶縁物等の使用が不要となり、従つて、それに
伴うコストの削減が可能であり、また経年変化に
よる絶縁特性の劣化に対する対策も不要となる。
リスタ群を使用した中性点接地方式の電流制限装
置を提供することができ、このため抵抗器群に付
随するマイカ・ワツシヤー、マイカ・チユーブ等
の絶縁物等の使用が不要となり、従つて、それに
伴うコストの削減が可能であり、また経年変化に
よる絶縁特性の劣化に対する対策も不要となる。
また、本発明によれば、故障電流を直接制限す
るために、高電圧、高電流に対する考慮が必要と
されるが、電流制限装置を構成するサイリスタ群
は、複数のサイリスタを含む第１のサイリスタ多
段直列接続回路と、複数のサイリスタを含む第２
のサイリスタ多段直列接続回路とを、変圧器の中
性点と大地との間に、並列に接続することによつ
て電圧分担値を軽減しており、過大な故障電流に
対しても容易に対応することが可能である。
るために、高電圧、高電流に対する考慮が必要と
されるが、電流制限装置を構成するサイリスタ群
は、複数のサイリスタを含む第１のサイリスタ多
段直列接続回路と、複数のサイリスタを含む第２
のサイリスタ多段直列接続回路とを、変圧器の中
性点と大地との間に、並列に接続することによつ
て電圧分担値を軽減しており、過大な故障電流に
対しても容易に対応することが可能である。
また、本発明によれば、簡単な構造で且つ十分
な機械的強度を有する金属フレームで設置架台を
形成しているので、設置スペースの狭少化が達成
され且つ保守が容易である。
な機械的強度を有する金属フレームで設置架台を
形成しているので、設置スペースの狭少化が達成
され且つ保守が容易である。
更に、本発明によれば、電流制限装置自体を絶
縁油又はSF6ガスの槽内に設置して絶縁性能を向
上させることが容易であり、また、設置槽を大地
電位とすることで保守上の安全性を向上させるこ
とができる。
縁油又はSF6ガスの槽内に設置して絶縁性能を向
上させることが容易であり、また、設置槽を大地
電位とすることで保守上の安全性を向上させるこ
とができる。
第１図は、本発明の中性点接地方式における、
サイリスタ式電流制限装置を含む電力系統の電気
回路図である。第２図は、第１図の電気回路図の
動作説明のための信号波形図である。第３図は、
第１図の電流制限装置の直列多段に接続されたサ
イリスタ群の設置構造を概略的に示す図である。 （符号説明）、１：発送電変圧器、２：系統し
や断器、３：三相高圧源、４：電流制限装置、
５：波形整形器、６：ゲート点弧制御回路、３０
ａ〜３０ｄ：金属フレーム、３１：碍子、３２：
絶縁物、Ｎ：中性点、CT：変流器、SCR：サイ
リスタ、γ，γ′，Ｒ：抵抗、Ｃ，C′：コンデン
サ、Ｌ：インダクタンス。
サイリスタ式電流制限装置を含む電力系統の電気
回路図である。第２図は、第１図の電気回路図の
動作説明のための信号波形図である。第３図は、
第１図の電流制限装置の直列多段に接続されたサ
イリスタ群の設置構造を概略的に示す図である。 （符号説明）、１：発送電変圧器、２：系統し
や断器、３：三相高圧源、４：電流制限装置、
５：波形整形器、６：ゲート点弧制御回路、３０
ａ〜３０ｄ：金属フレーム、３１：碍子、３２：
絶縁物、Ｎ：中性点、CT：変流器、SCR：サイ
リスタ、γ，γ′，Ｒ：抵抗、Ｃ，C′：コンデン
サ、Ｌ：インダクタンス。
Claims (1)
- １ 第１の極性方向に直列に接続された複数のサ
イリスタと、該サイリスタに並列に接続された、
抵抗及びコンデンサの直列回路と抵抗と、より成
る第１のサイリスタ多段直列接続回路と、前記第
１の極性方向と反対の第２の極性方向に直列に接
続された複数のサイリスタと、該サイリスタに並
列に接続された、抵抗及びコンデンサの直列回路
と抵抗と、より成る第２のサイリスタ多段直列接
続回路と、の並列接続回路を、発送電変圧器の中
性点と大地との間に接続して中性点接地回路を構
成し、前記第１及び第２のサイリスタ多段直列接
続回路の複数のサイリスタは、正常時に導通角が
180゜になるように設定し、電力系統の地絡故障の
発生により前記中性点接地回路に故障電流が通電
すると、最初の1/2サイクルでは生の故障電流が
流れるが、次の1/2サイクルから系統しや断器が
作動するまでの間、前記電力系統の回路定数に設
定された導通角によつて所定の値に制限された電
流が流れるように点弧制御されることを特徴とす
る中性点接地方式におけるサイリスタ式電流制限
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14440485A JPS627338A (ja) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | 中性点接地方式におけるサイリスタ式電流制限装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14440485A JPS627338A (ja) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | 中性点接地方式におけるサイリスタ式電流制限装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS627338A JPS627338A (ja) | 1987-01-14 |
| JPH0522459B2 true JPH0522459B2 (ja) | 1993-03-29 |
Family
ID=15361382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14440485A Granted JPS627338A (ja) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | 中性点接地方式におけるサイリスタ式電流制限装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS627338A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3155662B2 (ja) * | 1994-05-19 | 2001-04-16 | 株式会社日立製作所 | 地絡電流抑制装置及び地絡電流抑制方法 |
| JP7538457B1 (ja) * | 2024-01-17 | 2024-08-22 | 日新電機株式会社 | 保護システム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58215923A (ja) * | 1982-06-10 | 1983-12-15 | 株式会社東芝 | 電力系統の二次ア−ク消弧装置 |
-
1985
- 1985-07-01 JP JP14440485A patent/JPS627338A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS627338A (ja) | 1987-01-14 |
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