JPH0542236B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0542236B2 JPH0542236B2 JP61193693A JP19369386A JPH0542236B2 JP H0542236 B2 JPH0542236 B2 JP H0542236B2 JP 61193693 A JP61193693 A JP 61193693A JP 19369386 A JP19369386 A JP 19369386A JP H0542236 B2 JPH0542236 B2 JP H0542236B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- output current
- input
- power
- generator
- 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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- Protection Of Generators And Motors (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、可変速発電電動機制御装置に係り、
特にポンプ水車などを可変速運転しながら有効電
力出力や無効電力出力を交流系統側の急変時にも
安定に制御するのに好適な可変速発電電動機の制
御装置に関するもので、電力供給の継続性を必要
とする公共性の高い電力系統に適する。 〔従来の技術〕 誘導機２次側に電力変換器を接続した従来の装
置としては、特公昭53−7628号、特公昭57−
60645号に記載のように、固定子側からみて、固
定子電圧位相に等しい２次電流成分を制御するこ
とにより有効電力を制御する方式、固定子側から
みて固定子電圧位相に対し90゜位相差の２次電流
成分を制御することにより無効電力を制御する方
式があつた。これらの方式は、乱調や脱調を防止
しながら高速応答可能能な力率調整装置、電力調
整装置として好適である。 一方、これらの方式を可変速揚水発電装置など
の大容量発電電動装置として用いる場合は、２次
側に電力変換装置（サイクロコンバータ等）を接
続し、２次電流制御を行う。 〔発明が解決しようとする問題点〕 発電電動機の２次電流制御を行う場合は、交流
系統側の事故および他号機の交流遮断器の入切時
等で電圧変動が生じたときに、１次側電流の直流
過渡成分で誘導される回転周波数成分が２次側の
スリツプ周波数電流成分に重畳される。このた
め、通常の２次電流値より大きな電流がサイクロ
コンバータに流れるが、この場合、この電流値を
サイクロコンバータ等の機器定格内に抑制できる
のであれば、事故部分を除外してそのまま発電ま
たは揚水運転を継続させたいという系統全体の安
定の見地からの要望が強い。これを実現するため
に機器の耐量を増す方法があるが、これは経済的
に不利となるばかりでなく、大容量揚水発電機器
に採用しようとすると、技術的に不可能となる点
が多い。このため、サイクロコンバータに流れる
過電流を抑制する制御が必要になるが、サイリス
タの過電流レベルに達する前に電流抑制制御を実
行しなければならず、交流系統側の事故であると
いう検出を即座に見分ける必要がある。 一方、サイクロコンバータ内部事故またはサイ
クロコンバータ転流失敗等の原因によつても同様
の過電流が流れると、この場合は、即座に運転を
停止し、主機の破損を最小限におさえるよう制御
しなければならない。この点につき、従来は、こ
の過電流検出のみを行つているため、過電流の原
因を判別することは不可能であつた。この結果、
主機保護上、全て主機停止とする制御を行つてお
り、系統に継がれた大容量可変速揚水発電装置に
適用する場合、電力系統の安定性を悪化する傾向
となり、適用上の欠点となつていた。 本発明は、発電電動機の２次側に無循環方式サ
イクロコンバータを接続した発電電動装置におい
て、サイクロコンバータ内部事故またはサイクロ
コンバータ運転失敗等から機器を保護することに
より信頼性を高めると同時に、交流系統側の事故
時には、機器の容量を増すことなく、サイクロコ
ンバータの制御を継続させることにより系統の安
定性を高めうる可変速発電電動機の制御装置を提
供することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するために、本発明は、交流
系統に１次側が接続された発電電動機と、前記交
流系統からなの電力を受けて前記発電電動機の２
次側に２次電流を供給する逆並列電力制御素子か
らなる電力変換装置と、を備えた可変速発電電動
装置において、前記電力変換装置の入力電流を検
出する入力電流検出器と、前記電力変換装置の出
力電流を検出する出力電流検出器と、前記入力電
流検出値と出力電流検出値の偏差値を算出する入
出力電流比較器と、前記電力変換装置の入力電流
過電流検出器と、前記入出電流検出値および過電
流検出装置に基づいて前記電力変換装置の内部事
故か交流系統事故かを判別して内部事故時には運
転停止指令を出力し、交流系統事故時には過電流
抑制指令を出力する運転継続判断装置を備えたこ
とを特徴とするものである。 〔作用〕 上記本発明の構成によれば、入力電流検出器か
らの入力電流検出値と出力電流検出器からの出力
電流検出値とにより、入出力電流比較器によつて
算出された電力変換装置の入出力電流偏差値が運
転継続判断装置に入力され、また入力過電流検出
器からの過電流検出値が運転継続判断装置に入力
される。運転継続判断装置は、過電流状態の発生
の有無を判別し、過電流状態であれば入出力電流
偏差値が許容範囲内か否かを判別することにより
交流系統における事故か電力変換装置内における
事故かを判断し、交流系統事故であればその過電
流を抑制する指令を出して系統全体の遮断をする
ことなく安定性を確保して系統の継続性を確保す
る。一方、電力変換装置内の事故の場合は発電電
動機の運転を緊急停止させて安全を図ることがで
きる。 〔実施例〕 次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。 第２図に可変速発電電動機および制御系全体を
示す。第２図において、交流系統１には発電電動
機２が接続されている。この発電電動機２には、
位相検出器３が連結されており、位相検出器３は
交流系統１の電圧位相と発電電動機２の電気角で
表わした回転角の差に等しいすべり位相を検出す
る。すなわち、位相検出器３の回転子は、発電電
動機２の回転軸に連結されており、さらに回転子
側には発電電動機２の１次巻線と並列に接続され
た３相巻線が設けられている。位相検出器３の固
定子側には電気角でπ/2だけ位相の異なる位置に
ホールコンバータがそれぞれ１個設けられてい
て、発電電動機２の１次側から見た交流系統１の
電圧と位相が一致した信号が該ホールコンバータ
より検出される。 ４は発電電動機２の２次電流のうち、１次側か
ら見て交流系統１の電圧位相に等しい成分（以
下、ｑ軸成分という）の送令値を発生する装置で
ある。このｑ軸成分電流指令発生器４は、有効電
力出力設定値と電力検出器２１で検出する出力の
偏差からｑ軸成分電流指令q＊を発生する。 ５は発電電動機２の２次側電流のうち、１次側
から見て交流系統１の電圧位相と電気角でπ/2だ
け位相の異なる成分（以下、ｄ軸成分という）の
指令値を発生する装置である。このｄ軸成分電流
指令発生器５は、交流系統１の電圧設定値と検出
値の偏差よりｄ軸成分電流指令d＊を発生する。
以上のｑ軸成分電流指令q＊およびｄ軸成分電
流指令d＊は電流指令演算器６に与えられる。 電流指令演算器６は、位相検出器３の出力信号
〓θと〓θとを用いてｑ軸成分電流指令発生器４
からのｑ軸成分電流指令q＊とｄ軸成分電流指
令発生器５からのｄ軸成分電流指令d＊により
発電電動機２の２次側各相電流指令a＊，b
＊，c＊を次の演算式(1)により演算する。ただ
し、Ｋは定数である。
特にポンプ水車などを可変速運転しながら有効電
力出力や無効電力出力を交流系統側の急変時にも
安定に制御するのに好適な可変速発電電動機の制
御装置に関するもので、電力供給の継続性を必要
とする公共性の高い電力系統に適する。 〔従来の技術〕 誘導機２次側に電力変換器を接続した従来の装
置としては、特公昭53−7628号、特公昭57−
60645号に記載のように、固定子側からみて、固
定子電圧位相に等しい２次電流成分を制御するこ
とにより有効電力を制御する方式、固定子側から
みて固定子電圧位相に対し90゜位相差の２次電流
成分を制御することにより無効電力を制御する方
式があつた。これらの方式は、乱調や脱調を防止
しながら高速応答可能能な力率調整装置、電力調
整装置として好適である。 一方、これらの方式を可変速揚水発電装置など
の大容量発電電動装置として用いる場合は、２次
側に電力変換装置（サイクロコンバータ等）を接
続し、２次電流制御を行う。 〔発明が解決しようとする問題点〕 発電電動機の２次電流制御を行う場合は、交流
系統側の事故および他号機の交流遮断器の入切時
等で電圧変動が生じたときに、１次側電流の直流
過渡成分で誘導される回転周波数成分が２次側の
スリツプ周波数電流成分に重畳される。このた
め、通常の２次電流値より大きな電流がサイクロ
コンバータに流れるが、この場合、この電流値を
サイクロコンバータ等の機器定格内に抑制できる
のであれば、事故部分を除外してそのまま発電ま
たは揚水運転を継続させたいという系統全体の安
定の見地からの要望が強い。これを実現するため
に機器の耐量を増す方法があるが、これは経済的
に不利となるばかりでなく、大容量揚水発電機器
に採用しようとすると、技術的に不可能となる点
が多い。このため、サイクロコンバータに流れる
過電流を抑制する制御が必要になるが、サイリス
タの過電流レベルに達する前に電流抑制制御を実
行しなければならず、交流系統側の事故であると
いう検出を即座に見分ける必要がある。 一方、サイクロコンバータ内部事故またはサイ
クロコンバータ転流失敗等の原因によつても同様
の過電流が流れると、この場合は、即座に運転を
停止し、主機の破損を最小限におさえるよう制御
しなければならない。この点につき、従来は、こ
の過電流検出のみを行つているため、過電流の原
因を判別することは不可能であつた。この結果、
主機保護上、全て主機停止とする制御を行つてお
り、系統に継がれた大容量可変速揚水発電装置に
適用する場合、電力系統の安定性を悪化する傾向
となり、適用上の欠点となつていた。 本発明は、発電電動機の２次側に無循環方式サ
イクロコンバータを接続した発電電動装置におい
て、サイクロコンバータ内部事故またはサイクロ
コンバータ運転失敗等から機器を保護することに
より信頼性を高めると同時に、交流系統側の事故
時には、機器の容量を増すことなく、サイクロコ
ンバータの制御を継続させることにより系統の安
定性を高めうる可変速発電電動機の制御装置を提
供することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するために、本発明は、交流
系統に１次側が接続された発電電動機と、前記交
流系統からなの電力を受けて前記発電電動機の２
次側に２次電流を供給する逆並列電力制御素子か
らなる電力変換装置と、を備えた可変速発電電動
装置において、前記電力変換装置の入力電流を検
出する入力電流検出器と、前記電力変換装置の出
力電流を検出する出力電流検出器と、前記入力電
流検出値と出力電流検出値の偏差値を算出する入
出力電流比較器と、前記電力変換装置の入力電流
過電流検出器と、前記入出電流検出値および過電
流検出装置に基づいて前記電力変換装置の内部事
故か交流系統事故かを判別して内部事故時には運
転停止指令を出力し、交流系統事故時には過電流
抑制指令を出力する運転継続判断装置を備えたこ
とを特徴とするものである。 〔作用〕 上記本発明の構成によれば、入力電流検出器か
らの入力電流検出値と出力電流検出器からの出力
電流検出値とにより、入出力電流比較器によつて
算出された電力変換装置の入出力電流偏差値が運
転継続判断装置に入力され、また入力過電流検出
器からの過電流検出値が運転継続判断装置に入力
される。運転継続判断装置は、過電流状態の発生
の有無を判別し、過電流状態であれば入出力電流
偏差値が許容範囲内か否かを判別することにより
交流系統における事故か電力変換装置内における
事故かを判断し、交流系統事故であればその過電
流を抑制する指令を出して系統全体の遮断をする
ことなく安定性を確保して系統の継続性を確保す
る。一方、電力変換装置内の事故の場合は発電電
動機の運転を緊急停止させて安全を図ることがで
きる。 〔実施例〕 次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。 第２図に可変速発電電動機および制御系全体を
示す。第２図において、交流系統１には発電電動
機２が接続されている。この発電電動機２には、
位相検出器３が連結されており、位相検出器３は
交流系統１の電圧位相と発電電動機２の電気角で
表わした回転角の差に等しいすべり位相を検出す
る。すなわち、位相検出器３の回転子は、発電電
動機２の回転軸に連結されており、さらに回転子
側には発電電動機２の１次巻線と並列に接続され
た３相巻線が設けられている。位相検出器３の固
定子側には電気角でπ/2だけ位相の異なる位置に
ホールコンバータがそれぞれ１個設けられてい
て、発電電動機２の１次側から見た交流系統１の
電圧と位相が一致した信号が該ホールコンバータ
より検出される。 ４は発電電動機２の２次電流のうち、１次側か
ら見て交流系統１の電圧位相に等しい成分（以
下、ｑ軸成分という）の送令値を発生する装置で
ある。このｑ軸成分電流指令発生器４は、有効電
力出力設定値と電力検出器２１で検出する出力の
偏差からｑ軸成分電流指令q＊を発生する。 ５は発電電動機２の２次側電流のうち、１次側
から見て交流系統１の電圧位相と電気角でπ/2だ
け位相の異なる成分（以下、ｄ軸成分という）の
指令値を発生する装置である。このｄ軸成分電流
指令発生器５は、交流系統１の電圧設定値と検出
値の偏差よりｄ軸成分電流指令d＊を発生する。
以上のｑ軸成分電流指令q＊およびｄ軸成分電
流指令d＊は電流指令演算器６に与えられる。 電流指令演算器６は、位相検出器３の出力信号
〓θと〓θとを用いてｑ軸成分電流指令発生器４
からのｑ軸成分電流指令q＊とｄ軸成分電流指
令発生器５からのｄ軸成分電流指令d＊により
発電電動機２の２次側各相電流指令a＊，b
＊，c＊を次の演算式(1)により演算する。ただ
し、Ｋは定数である。
本発明によれば、電力変換装置内部での事故か
ら機器を保護することにより、信頼性を高めるこ
とができ、かつ交流系統事故時における過渡現象
時にも電力変換装置の制御を継続させることによ
り、過渡時の安定性を高めるとともに、運転の信
頼性を高めることができる。また、発電電動機や
電力変換装置の容量を全く変更せずに、上記効果
を実現できるので、発電電動機としての経済性を
保つ効果がある。
ら機器を保護することにより、信頼性を高めるこ
とができ、かつ交流系統事故時における過渡現象
時にも電力変換装置の制御を継続させることによ
り、過渡時の安定性を高めるとともに、運転の信
頼性を高めることができる。また、発電電動機や
電力変換装置の容量を全く変更せずに、上記効果
を実現できるので、発電電動機としての経済性を
保つ効果がある。
第１図は本発明に係る制御装置の実施例を示す
ブロツク図、第２図は可変速発電電動装置の制御
系の全体を示すブロツク図、第３図は電流演算器
の構成例を示すブロツク図、第４図は従来の電力
変換装置および制御装置の例を示すブロツク図、
第５図は交流系統が正常である場合の各部動作波
形を示す波形図、第６図は交流系統の電圧急変時
の各部動作波形を示す波形図、第７図は運転継続
判断装置の内部詳細論理を示すフローチヤート、
第８図は入力電流検出器の具体例を示す回路図、
第９図は系統事故時の運転継続判断回路の動作を
示す波形図、第１０図はサイクロコンバータの転
流失敗時の運転継続判断回路の動作を示す波形
図、第１１図は発電機故障検出回路の回路図であ
る。 １…交流系統、２…発電電動機、３…位相検出
器、６…電流演算器、８…受電変圧器、９…掛算
器、１０…増幅器、１１…入力電流検出器、１２
…電流制御装置、１３…移相器、１４１，１４２
…ゲートパルスアンプ、１５１，１５２…サイリ
スタ変換器、１６…極性切換指令発生器、１７…
正逆切換論理回路、１８…電流零検出器、１９…
比較器、２０…運転継続判断装置、２１…有効電
力検出器、２２…出力電流検出器。
ブロツク図、第２図は可変速発電電動装置の制御
系の全体を示すブロツク図、第３図は電流演算器
の構成例を示すブロツク図、第４図は従来の電力
変換装置および制御装置の例を示すブロツク図、
第５図は交流系統が正常である場合の各部動作波
形を示す波形図、第６図は交流系統の電圧急変時
の各部動作波形を示す波形図、第７図は運転継続
判断装置の内部詳細論理を示すフローチヤート、
第８図は入力電流検出器の具体例を示す回路図、
第９図は系統事故時の運転継続判断回路の動作を
示す波形図、第１０図はサイクロコンバータの転
流失敗時の運転継続判断回路の動作を示す波形
図、第１１図は発電機故障検出回路の回路図であ
る。 １…交流系統、２…発電電動機、３…位相検出
器、６…電流演算器、８…受電変圧器、９…掛算
器、１０…増幅器、１１…入力電流検出器、１２
…電流制御装置、１３…移相器、１４１，１４２
…ゲートパルスアンプ、１５１，１５２…サイリ
スタ変換器、１６…極性切換指令発生器、１７…
正逆切換論理回路、１８…電流零検出器、１９…
比較器、２０…運転継続判断装置、２１…有効電
力検出器、２２…出力電流検出器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 交流系統に１次側が接続された発電電動機
と、前記交流系統からの電力を受けて前記発電電
動機の２次側に２次電流を供給する逆並列電力制
御素子からなる電力変換装置と、を備えた可変速
発電電動装置において、 前記電力変換装置の入力電流を検出する入力電
流検出器と、前記電力変換装置の出力電流を検出
する出力電流検出器と、前記入力電流検出値と、
出力電流検出値の偏差値を算出する入出力電流比
較器と、前記電力変換装置の入力電流過電流検出
器と、前記入出力電流検出値および過電流検出値
に基づいて前記電力変換装置の内部事故か交流系
統事故かを判別して内部事故時には運転停止指令
を出力し、交流系統事故時には過電流抑制指令を
出力する運転継続判断装置を備えたことを特徴と
する可変速発電電動装置の制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61193693A JPS6352699A (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | 可変速発電電動装置の制御装置 |
| US07/084,805 US4812729A (en) | 1986-08-19 | 1987-08-13 | Protecting apparatus for secondary excitation type variable speed AC generator/motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61193693A JPS6352699A (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | 可変速発電電動装置の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6352699A JPS6352699A (ja) | 1988-03-05 |
| JPH0542236B2 true JPH0542236B2 (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=16312207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61193693A Granted JPS6352699A (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | 可変速発電電動装置の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6352699A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0736720B2 (ja) * | 1986-08-27 | 1995-04-19 | 三菱電機株式会社 | 水車発電機 |
-
1986
- 1986-08-19 JP JP61193693A patent/JPS6352699A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6352699A (ja) | 1988-03-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |