JPS5810936B2 - コシヨウデンリユウノ ゲンリユウソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は母線に接続された複数の分岐回路の一つに事故
を生じた際、限流用インピーダンス素子による限流値を
健全な分岐回路の過電流耐量に応じた値に自動的に選択
し得るようにした系統の事故時限流装置に関する。

例えば負荷及びこれを分離する開閉器を有する多数の分
岐回路を母線に分岐接続した系統において、一つの分岐
回路に事故を生じた場合、系統が不安定になることを防
止するために母線に直列に限流抵抗を挿入して限流する
方法がある。

そしてこの場合において、限流抵抗を高くすると電圧降
下が大きくなり、健全な分岐回路の電圧が著るしく低下
する。

このような著るしい電圧降下が起こると、健全な分岐回
路において、電磁接触器が保持電圧を失なって開放され
、また不足電圧継電器を備えている場合はその電圧降下
を検出してしまってしゃ断指令を発してしまい、更に負
荷が誘導電動機ならば、全負荷電流が増加して温度上昇
し、すべりが増加して全負荷度が低下され、また始動ト
ルクが低下するという問題を起こす。

これを防止するには限流値を負荷その他付属機器の過電
流耐量に最も近い値まで大きくして電圧降下を抑制する
ことが望ましい。

しかしながら多数の分岐回路をもった系統においては、
各分岐回路の過電流耐量が夫々大幅に異なり、従って限
流値は過電流耐量の最も小さい分岐回路を基準に定めざ
るを得ず、大負荷をもっている分岐回路にとっては限流
値つまり限流抵抗が高過ぎることとなって前述したよう
な種々の不都合を招来する。

本発明の目的は事故時における健全な分岐回路に対する
不適当な電圧降下管の悪影響を防止できる系統の事故時
限流装置を提供するにある。

以下本発明の一実施例につき図面を参照して説明する。

１は母線２に電力を供給する変圧器であり、この母線２
にダイオード３から成る全波整流回路４を介して後述す
る分岐回路を接続する。

この全波整流回路４の直流出力端子間には主サイリスク
５及び電流立ち上がり率抑制用リアクトル６から成る直
列回路と、限流回路用サイリスタ７及び限流用インピー
ダンス素子例えば限流抵抗８から成る直列回路とを並列
に接続する。

前記限流抵抗８の適宜の複数位置と全波整流回路４の一
方の直流出力端子との間にインピーダンス切換用スイッ
チング素子例えばサイリスタ９，１０，１１を夫夫接続
する。

前記母線２の全波整流回路４を介した後方部分に接続さ
れた多数の分岐回路１２乃至１８は負荷１９と、これを
分離する電磁開閉器２０ａ乃至２０ｇと、これらに連動
するトリップ接点２１ａ乃至２１ｇと、通過電流の大き
さを検出する変流器装置２２ａ乃至２２ｇとから成る。

２３乃至２５は夫々検出回路であり、分岐回路１２乃至
１８をその過電流耐量の近いものを一つの群とすべく、
例えば大容量負荷用の分岐回路１２．１３，１４を一つ
の群とし、中容量負荷用の分岐回路１５，１６を一つの
群とし、更に小容量負荷用の分岐回路１７，１８を一つ
の群としており、前記検出回路２３乃至２５は夫々前記
各群に対応する。

さて検出回路２３乃至２５は夫々第２図に示す如く構成
する。

即ち検出回路２３につき述べれば、一つの群をなす各分
岐回路１２゜１３．１４に夫々設けられた変流器装置２
２ａ乃至２２ｃの各出力端子はこれに対応して設けた三
個の三相整流回路２６ａ、２６ｂ、２６ｃの各交流入力
端子に接続し、それらの各直流出力端子間を出力端子２
７，２８間に接続する。

これら出力端子２７，２８間に可変抵抗器２９を並列に
有する抵抗３０と抵抗３１との直列回路を接続し、その
直列接続点をゼナーダイオード３２を介してトランジス
タ３３に接続する。

このトランジスタ３３のエミッタを出力端子２８に接続
し、コレクタを抵抗３４を介して制御電源線３５に接続
すると共に、前記コレクタをダイオード３６を介してト
ランジスタ３７のベースに接続し、このベースを抵抗３
８を介して出力端子２８に接続する。

このトランジスタ３７においてエミッタを出力端子２８
に接続しコレクタを抵抗３９を介して制御電源線３５に
接続する。

前記トランジスタ３３のベースと出力端子２８との間に
抵抗４０を接続する６そして前記トランジスタ３７のコ
レクタに出力端子４１を接続する。

他の検出回路２４及び２５についても前記検出回路２３
と同様に構成する。

ここで検出回路２３，２４，２５の各検出レベルを夫々
順にＩ３．Ｉ２，１１（但しＩ３＞Ｉ２＞１１）となる
ように夫々の可変抵抗器２９を調節することにより、及
びゼナーダイオード３２の定数を選定することにより設
定する。

同各分岐回路１２乃至１８に設けられた電磁開閉器２０
ａ乃至２０ｇの過電流耐量を夫々順にＩａ−Ｉｂ−Ｉｃ
・・・・・・Ｉｇとしたとき、 という関係にある。

４２，４３．４４は夫々検出回路２３乃至２５に対応し
て設けられたゲート制御回路で、これらの各入力端子に
は夫々対応する検出回路２３乃至２５の各出力端子４１
を接続すると共に、各出力端子を前記サイリスタ１１゜
１０．９の各ゲートに夫々対応して接続する。

４５は転流回路で、前記主サイリスタ５の両端にダイオ
ード４６、全波整流回路４７の直流側、転流用サイリス
タ４８及びダイオード４９から成る直列回路を接続して
なり、全波整流回路４７の直流出力端子間に転流コンデ
ンサ５０を接続する。

５１は主ゲート制御回路で、詳細を第３図で示すように
駆動パルス発生器５２、しゃ断信号発生器５３、投入信
号発生器５４、リセットパルス発生器５５および母線用
故障検出回路６０の各出力を入力とするものである。

斯る主ゲート制御回路５１の出力端子５６，５７，５８
を夫々順に主サイリスタ５、限流サイリスタ７、転流用
サイリスク４８の各ゲートに夫々対応して接続する。

５９は前記母線２における全波整流回路４の後方に設け
た母線用変流器装置で、その出力端子を母線用故障検出
回路６０の入力端子に接続し、この母線用故障検出回路
６０の出力端子を主ゲート制御回路５１の入力端子に接
続する。

６１は前記トリップ接点２１ａ乃至２１ｇの出力を入力
とするオア回路で、これの出力端子をリセットパルス発
生器５５の入力端子に接続し、且つこのリセットパルス
発生器５５の出力端子をゲート制御回路４２゜４３．４
４の各リセット入力端子に接続する。

尚、各検出回路２３，２４，２５の出力端子６２に生じ
た信号は夫々分岐回路１２乃至１８に開路指命信号とし
て与えられるものである。

第３図において、駆動パルス発生器５２の出力は第１の
アンド回路ＡＮＤ１の一方の入力信号として加えられ、
投入信号発生器５４の出力信号は第１のフリップフロッ
プ回路ＦＦ１のセット端子Ｓに加わるように構成されて
おり、フリップフロップ回路ＦＦ１の出力端子Ｑはアン
ド回路ＡＮＤ１の他方の入力端子に接続されている。

従って駆動パルスの発生しているときに投入信号発生器
５４を操作すればアンド回路ＡＮＤ１は動作し、主サイ
リスタ５のゲートへゲートパルスが供給されるようにな
る。

そして投入信号発生器５４の信号は更にオア回路ＯＲ２
を通して第２フリップフロップ回路ＦＦ２のセット端子
Ｓに加わるように構成されている。

このフリップフロップ回路ＦＦ２の出力端子Ｑはオフデ
ィレータイマＴＤＤを通して第２アンド回路ＡＮＤ２の
一方の端子に供給されるようになっている。

アンド回路ＡＮＤ２の他方の入力端子はフリップフロッ
プ回路ＦＦ２の出力端子Ｑに接続されるようになってい
る。

オフディレータイマＴＤＤは前述の転流用サイリスク４
８をターンオンするのに十分な時間ｔｄに整定されてい
る。

しや断信号発生回路５３の出力信号は第１のオア回路Ｏ
Ｒ１を通して第１フリップフロップ回路ＦＦ１のリセッ
ト端子Ｒに供給されるようになっている。

母線用故障検出回路６０の出力信号は第１オア回路ＯＲ
１を通して第１フリップフロップ回路ＦＦ１のリセット
端子Ｒに供給されると共に、第２フリップフロップ回路
ＦＦ２のリセット端子Ｒおよび第３フリップフロップ回
路ＦＦ３のセット端子Ｓ４にも供給されるようになって
いる。

リセットパルス発生回路５５の出力信号は第２オア回路
ＯＲ２を通して第２フリップフロップ回路ＦＦ２のセッ
ト端子Ｓおよび第１フリップフロップ回路ＦＦ１のセッ
ト端子Ｓに供給されると共に第３フリップフロップ回路
ＦＦ３のリセット端子Ｒにも供給されるようになってい
る。

このフリップフロップ回路ＦＦ３の出力端子Ｑは第３ア
ンド回路ＡＮＤ３の一方の端子に供給される。

アンド回路ＡＮＤ３の他方の入力端子は駆動パルス発生
回路から駆動パルスを供給されるようになっている。

アンド回路ＡＮＤ３の出力信号は限流用サイリスタ７の
ゲートに供給されるようになっている。

次に上記構成の作用を説明する。

先ず駆動パルス発生器５２を駆動状態にしておいて、投
入信号発生器５４を操作し、これを作動状態にすると、
主ゲート制御回路５１の出力端子５６からパルスが発生
し、主サイリスタ５はそのゲートに点弧パルスが与えら
れてオンする。

これにより全波整流回路４の直流電路が閉成されるので
、各分岐回路１２乃至１８に電力が供給される。

これが通常の状態である。

さて事故を生じた場合における検出回路２３，２４，２
５の一般的動作について検出回路２３を例に述べれば、
事故によろ過電流は変流器装置２２ａ、２２ｂ、２２ｃ
の内事故を生じた分岐回路に対応するものによって検出
され、これが三相整流回路２６ａ、２６ｂ。

２６ｃによって整流され出力端子２７，２８に供給され
る。

そして検出電流が検出レベル以上であればトランジスタ
３３がオンしてトランジスタ３７をオンからオフに反転
させる。

このときの反転信号が出力端子４１に事故検出信号とし
て生じる。

他の検出回路２４，２５も上記同様である。さて、小容
量負荷に電力を供給している分岐回路１７または１８の
第１図ａ点に短絡事故が発生したとすると、電磁開閉器
２０ｆまたは２０ｇが開路する前に検出回路２５の出力
端子４１から事故検出信号が発生すると共に、母線用検
出回路６０からも事故検出信号が発生する。

その内器線用検出回路６０からの事故検出信号が主ゲー
ト制御回路５１に供給されその出力端子５８からゲート
信号が発生して転流用サイリスタ４８を点弧すると同時
に出力端子５６からのゲート信号の発生を停止する。

前記転流用サイリスク４８の点弧により、これまで全波
整流回路４７によって充電されていた転流コンデンサ５
０の電荷が転流用サイリスク４８を介して主サイリスタ
５に逆極性に加わり、これをオフさせる。

これと同時に主ゲート制御回路５１の出力端子５７から
もゲート信号が発生して限流サイリスタ７を点弧し、負
荷電流を主サイリスタ５から限流サイリスタ７に転流さ
せると共に、ゲート制御回路４４は検出回路２５の出力
端子４１から事故検出信号を受けて作動し、サイリスタ
９を点弧する。

これにより限流抵抗８は一部分が短絡されてそのインピ
ーダンスはＺからＺ１に減少され、事故電流はＺ１で定
まる値まで限流される。

これまでの動作時間は約２５０μｓｅｃ程度である。

更に前記検出回路２５の開路指令端子６２から開路指令
信号が発生して事故を起した分岐回路１６．１７の電磁
開閉器２０ｆまたは２０ｇを事故発生から４０乃至８０
ｍ５ｅｃ後に開路させる。

するとトリップ接点２１ｆまたは２１ｇが作動してオア
回路６１から出力信号を生じ、この出力信号によりリセ
ットパルス発生器５５が作動してそのリセット出力信号
によってゲート制御回路４４と主ゲート制御回路５１と
がリセットされ、これにより限流サイリスタ７及びサイ
リスタ９に対するゲート信号の供給が停止されると共に
主すイリスク５が再び点弧されて、回路は正常状態に回
復される。

尚中容量負荷に電力を併給する分岐回路１５゜１６のｂ
点に短絡事故を生じた場合はサイリスタ１０が点弧され
て限流抵抗８のインピーダンスはＺ２（Ｚ２＜Ｚｌ）と
なり、事故電流はＺ２で定まる値まで限流される。

このとき前記インピーダンスはＺ２＜Ｚｌであるので、
小容量負荷をもった分岐回路１７，１８における事故時
よりも、限流抵抗８における電圧降下が小さくなり、そ
の電圧降下による影響が少なくなる。

また大容量負荷に電力を供給している分岐回路１２，１
３，１４に事故を生じた場合は、サイリスタ１１が点弧
され限流抵抗８インピーダンスはＺ３となる、ここでＺ
３＜Ｚ２＜Ｚｌの関係を有するから事故時の限流による
電圧降下が時記二つの場合に比して最小となり健全な分
岐回路に対する影響が軽減される。

次にｄで示す如く母線用変流器装置５９の後方の母線２
に短絡事故を生じた場合は、サイリスタ９，１０゜１１
の何れも点弧されないため、限流抵抗８の全インピーダ
ンスをもって限流されしゃ断される。

従って上記実施例から明らかなように負荷に電力を供給
する多数の分岐回路を夫々の過電流耐量の近いものを一
群とする複数群に分けて、事故時の限流値を事故を生じ
た群内における過電流耐量に見合った値に自動的に選択
する構成としたので、健全な分岐回路に対する電圧降下
の影響を軽減でき、従って健全な分岐回路における誤し
ゃ断、不足電圧継電器の誤動作、誘導電動機等のトルク
低下等を確実に防止できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における全体的な構成を示す
結線図、第２図は変流器と検出回路の構成を示す結線図
、第３図は主ゲート制御回路の構成を示す結線図である
。 １・・・・・・変圧器、５・・・・・・主サイリスク、
７・・・・・・限流サイリスタ、８・・・・・・限流抵
抗、９〜１１・・・・・・サイリスタ、１２〜１８・・
・・・・分岐回路、２０ａ〜２０ｇ・・・・・・電磁開
閉器、２１ａ〜２１ｇ・・・・・・トリップ接点、２２
ａ〜２２ｇ・・・・・・変流器装置、２３〜２５・・・
・・・検出回路、４２〜４４・・・・・・ゲート制御回
路、４５・・・・・・転流回路、４８・・・・・・転流
用サイリスク、５０・・・・・・転流コンデンサ、５１
・・・・・・主ゲート制御回路、５２・・・・・・駆動
パルス発生器、５３・・・・・・しゃ断信号発生器、５
４・・・・・・投入信号発生器、５５・・・・・・リセ
ットパルス発生器、５９・・・・・・母線用変流器装置
、６０・・・・・・母線用検出回路、６１・・・・・・
オア回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電源側に接続された限流用インピーダンス素子と、
   この限流用インピーダンス素子を介した後方に分岐接続
   され負荷並びにこれを分離する開閉器を備えた複数の分
   岐回路と、前記限流用インピーダンス素子のインピーダ
   ス値を切換え得るように設けたインピーダンス切換用ス
   イッチング素子と、前記複数の分岐回路を夫々の過電流
   耐量に応じて複数群に分けて事故電流を各群ごとに夫々
   に検出する群対応の検出回路と、この群対応の検出回路
   の出力により前記インピーダンス切換用スイッチング素
   子を制御して前記限流用インピーダンス素子のインピー
   ダンス値を健全な分岐回路の過電流耐量に応じた値に選
   択する回路とを具備して成る故障電流の限流装置。