JPS6352699A - Controller for variable speed generator-motor - Google Patents

Controller for variable speed generator-motor

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JPS6352699A
JPS6352699A JP61193693A JP19369386A JPS6352699A JP S6352699 A JPS6352699 A JP S6352699A JP 61193693 A JP61193693 A JP 61193693A JP 19369386 A JP19369386 A JP 19369386A JP S6352699 A JPS6352699 A JP S6352699A
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明男 伊藤
Shusuke Sawa
沢 秀典
Hiroshi Sugisaka
弘志 杉坂
Shigeaki Hayashi
林 茂明
Hiroto Nakagawa
博人 中川
Yasuteru Ono
大野 泰照
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Abstract

PURPOSE:To enhance the stability of a system, by discriminating whether an accident is generated in the AC system or in a power converter, based on the input/output current deviation value of the power converter and a state that excess current is generated or is not generated. CONSTITUTION:On the accident of an AC system, the waveform of a current value IIN obtained via a cyclo-converter input side current detector 22 is almost the same as that of an output side current value IOUT, and so the output I of a comparator 19 is set to be almost zero. At this time, an input current value is equal to or more than an allowable value K2, thereby the output of excess current suppression control command GO2 is generated from an operation continuing discriminator 20, and excess current is suppressed. On the communication failure of a cyclo-converter, the input current is set to be equal or more than the allowable value K2. In the meantime, the output current IOUT=0 is set, thereby the absolute value of the output I of the comparator 19 is set to be equal to or more than an allowable value K1, and from the operation continuing discriminator 20, the output of main machinery emergency stop command ST is generated.

Description

【発明の詳細な説明】 〔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。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a variable speed generator motor control device, and in particular, the present invention relates to a variable speed generator motor control device, and in particular, the present invention relates to a variable speed generator motor control device, and in particular, it controls the active power output and the reactive power output by sudden changes on the AC system side while operating a pump water turbine or the like at variable speed. This invention relates to a control device for a variable speed generator motor that is suitable for stable control even at times, and is suitable for highly public power systems that require continuity of power supply.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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った。これらの方式は、乱調や
税調を防止しながら高速応答可能な力率調整装置、電力
調整装置として好適である6 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。
Conventional devices in which a power converter is connected to the secondary side of an induction machine include Japanese Patent Publication No. 53-7628 and Japanese Patent Publication No. 57-60645.
As described in the issue, a method of controlling active power by controlling a secondary current component equal to the stator voltage phase as seen from the stator side, and a 90" phase difference with respect to the stator voltage phase as seen from the stator side. There are methods to control reactive power by controlling the secondary current component of the power source.These methods are suitable for power factor adjustment devices and power adjustment devices that can respond at high speed while preventing disturbances and tax adjustments6. When these systems are used as a large-capacity generator/motor device such as a variable speed pumped storage power generation device, a power conversion device (such as a cycloconverter) is connected to the secondary side to perform secondary current control.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

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次側のスリッ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、
大室tuh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。
When controlling the secondary current of the generator motor, when a voltage fluctuation occurs due to an accident on the AC system side or when the AC circuit breaker of another unit is turned on or off, the DC transient component of the primary current is induced. The rotation frequency component is superimposed on the slip frequency current component on the secondary side. For this reason, a current larger than the normal secondary current flows through the cycloconverter, but in this case, if this current value can be suppressed within the equipment rating of the cycloconverter, then the fault part can be excluded and the current can be used for power generation or pumping. There is a strong desire to continue operation from the standpoint of the stability of the entire system, and there are ways to increase the withstand capacity of equipment to achieve this, but this is not only economically disadvantageous;
If you try to apply it to Omuro TUH water power generation equipment, there are many points that are technically impossible.For this reason, it is necessary to control the overcurrent flowing to the cycloconverter, but before it reaches the overcurrent level of the thyristor. Therefore, it is necessary to perform current suppression control immediately, and it is necessary to immediately identify a fault on the AC system side.

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っても同様の過電流が流れ
るが、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っているため
、過電流の原因を判別することは不可能であった。この
結果、主機保護上、全て主機停止とする制御を行ってお
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
上の欠点となっていた。
On the other hand, a similar overcurrent may also flow due to causes such as an internal accident in the cycloconverter or a failure in commutation of the cycloconverter, but in this case, operation must be stopped immediately and control must be taken to minimize damage to the main engine. Regarding this point, in the past, only this overcurrent detection was performed, so it was impossible to determine the cause of the overcurrent. As a result, in order to protect the main engine, all main engines are stopped, and when applied to a large-capacity variable speed pumped storage power generation system connected to the power grid, it tends to worsen the stability of the power system, which is a drawback in terms of application. It became.

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。
The present invention provides a generator-motor system in which a non-circulating cycloconverter is connected to the secondary side of a generator-motor, and at the same time improves reliability by protecting equipment from internal accidents of the cycloconverter or cycloconverter operation failures, etc. An object of the present invention is to provide a control device for a variable speed generator motor that can enhance system stability by continuing to control a cycloconverter without increasing the capacity of the equipment in the event of a side accident.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

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8カ電流検出器と、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、前記人出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ものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides an AC system with one
A variable speed power generator comprising: a generator motor to which a secondary side is connected; and a power converter comprising an anti-parallel power control element that receives power from the alternating current system and supplies a secondary current to the secondary side of the generator motor. In the electric device, an input current detector that detects the input current of the power conversion device, an eight current detector that detects the output current of the power conversion device, and a deviation value between the input current detection value and the output current detection value. an input/output current comparator that calculates an input/output current comparator, an input current overcurrent detector of the power converter, and an input/output current comparator that determines whether the fault is internal to the power converter or an AC system fault based on the detected current value and the detected overcurrent value. The present invention is characterized by being equipped with an operation continuation determination device that makes a determination and outputs an operation stop command in the event of an internal accident, and outputs an overcurrent suppression command in the event of an AC system accident.

〔作用〕[Effect]

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っ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人出カミ流
側差値が許容範囲内か否かを判別することしこより交流
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。
According to the configuration of the present invention, the input/output current deviation of the power converter is calculated by the input/output current comparator based on the input current detected value from the input current detector and the output current detected value from the output current detector. The value is input to the operation continuation judgment device,
Further, the overcurrent detection value from the input overcurrent detector is input to the operation continuation determination device. The operation continuation judgment device determines whether an overcurrent condition has occurred, and if it is an overcurrent condition, determines whether the difference value of the flow side is within an allowable range or not. It determines whether the fault is within the equipment, and if it is an AC system fault, issues a command to suppress the overcurrent, ensuring stability and continuity of the system without shutting down the entire system. On the other hand, in the case of an accident within the power converter, the operation of the generator motor can be stopped in an emergency to ensure safety.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

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。
FIG. 2 shows a variable speed generator motor and the entire control system. In FIG. 2, a generator motor 2 is connected to an AC system 1. In FIG. In this generator motor 2.

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5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0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1
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。
A phase detector 3 is connected, and the phase detector 3 detects a slip phase equal to the difference between the voltage phase of the AC system 1 and the rotation angle expressed in electrical angles of the generator motor 2. That is, the rotor of the phase detector 3 is connected to the rotating shaft of the 5-generator motor 2, and a 3-phase winding connected in parallel with the primary winding of the generator motor 2 is provided on the rotor side. On the stator side of the 0-phase detector 3, Hall converters are provided at positions whose phase differs by π/2 in electrical angle.
A signal whose phase matches the voltage of the AC system 1 viewed from the primary side of the generator motor 2 is detected by the Hall converter.

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。
4 is a device that generates a command value of a component of the secondary current of the generator motor 2 that is equal to the voltage phase of the AC system 1 when viewed from the primary side (hereinafter referred to as the q-axis component).

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I4−を発生する。
The q-axis component current command generator 4 generates a q-axis component current command I4- from the deviation between the active power output setting value and the output detected by the power detector 21.

5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軸成分電流指令ニー
を発生する。
5 generates a command value for a component of the secondary current of the generator motor 2 that differs in phase by π/2 in electrical angle from the voltage phase of the AC system 1 when viewed from the primary side (hereinafter referred to as the d-axis component). It is a device. This d-axis component current command generator 5 is connected to the AC system 1
A d-axis component current command knee is generated from the deviation between the voltage setting value and the detected value.

以上のq軸成分電流指令11およびd軸成分電流指令ニ
ーは電流指令演算器6に与えられる。
The above q-axis component current command 11 and d-axis component current command knee are given to the current command calculator 6.

電流指令演算器6は、位相検出器3の出力信号cosθ
とsinθとを用いてq軸成分電流指令発生器4からの
q軸成分電流指令工q拳とd軸成分電流指令発生器5か
らのd軸成分電流指令I4−により発電電動機2の2次
側各相電流指令I 11 、 I y* 。
The current command calculator 6 calculates the output signal cosθ of the phase detector 3.
and sin θ, the q-axis component current command from the q-axis component current command generator 4 and the d-axis component current command I4- from the d-axis component current command generator 5 are used to generate the secondary side of the generator motor 2. Each phase current command I 11 , I y*.

Ic”を次の演算式(1)により演算する。ただし、K
は定数である。
Ic" is calculated using the following equation (1). However, K
is a constant.

+       + N− 第3図にこの電流指令演算器6の詳細回路構成をに=1
の場合について示す、掛算器9と増幅器10により2次
電流指令値(I−、I−、IcII)を演算する。
+ + N- Figure 3 shows the detailed circuit configuration of this current command calculator 6.
The secondary current command values (I-, I-, IcII) are calculated by the multiplier 9 and the amplifier 10, as shown in the case of FIG.

再び第2図に戻って、7は発電電動機2の2次側各相に
電流演算器6の指令の値に応じて電流を供給する電力変
換装置を示している。この電力変換装置7の詳細な回路
構成を第4図および第1図に示す。
Returning to FIG. 2 again, reference numeral 7 indicates a power conversion device that supplies current to each phase of the secondary side of the generator motor 2 in accordance with the command value of the current calculator 6. The detailed circuit configuration of this power conversion device 7 is shown in FIG. 4 and FIG. 1.

第4図において、11は発電電動機2の2次電流検出器
、12は電流指令値I−と検出値工にを比較した移相器
13にサイリスタ点弧位相を指令する電流制御装置を示
している。なお、移相器13に供給される同期電源とし
ては、絶縁トランス24を介してサイリスタ変換器15
1および152の入力電流iを用いるゆ141および1
42は各々正接続側サイリスタ変換器151および逆接
続側サイリスタ変換器152のサイリスタゲートを付勢
するゲートパルスアンプである。16は2次電流の極性
切換指令発生器、17は正逆切換論理回路で、正逆切換
指令PN(正接続側への通電指令のとき指令レベルは1
とする)および電流零検出器18の出力信号ZD(電流
0とみなしているときの出力レベルはO1電流が流れて
いるとみなしているときの出力レベルは1とする)を入
力として、正側ゲートパルスアンプ141および逆側ゲ
ートパルスアンプ142の起動、停止信号GPおよびG
N(起動時の信号レベルは1、停止時の信号レベルは0
とする)を発生する。
In FIG. 4, 11 is a secondary current detector of the generator motor 2, and 12 is a current control device that commands the thyristor firing phase to a phase shifter 13 that compares the current command value I- with the detected value. There is. Note that the synchronous power supply supplied to the phase shifter 13 is supplied to the thyristor converter 15 via the isolation transformer 24.
141 and 1 using input currents i of 1 and 152.
42 is a gate pulse amplifier that energizes the thyristor gates of the positive connection side thyristor converter 151 and the reverse connection side thyristor converter 152, respectively. 16 is a polarity switching command generator for the secondary current, 17 is a forward/reverse switching logic circuit, and a forward/reverse switching command PN (command level is 1 when energization is commanded to the forward connection side).
) and the output signal ZD of the current zero detector 18 (the output level when it is assumed that the current is 0 is O1, and the output level is 1 when it is assumed that the current is flowing), and the positive side Start-up and stop signals GP and G of gate pulse amplifier 141 and reverse side gate pulse amplifier 142
N (signal level when starting is 1, signal level when stopping is 0)
) occurs.

以上の制御系により発電電動機2を運転しているときの
制御動作を第5図および第6図の各部動作波形を参照し
て説明する。
The control operation when the generator motor 2 is operated by the above control system will be explained with reference to the operation waveforms of each part shown in FIGS. 5 and 6.

第5図に交流系統1の電圧が正常で定常状態にあるとき
の波形を示す、電流指令値ニーの極性がQの時点で負か
ら正に変わると、正逆切換指令発生器16の出力信号P
Nはレベル0から1に変わり、正逆切換論理回路17は
正逆切換動作を開始する。そして、2大電流IsがOに
なったmの時点で逆側ゲートパルスアンプ142へ起動
指令を与えていたGN信号レベルがOとなり、逆接続側
のサイリスタゲートパルスは消滅する。その後、サイリ
スタのターンオフタイム相当の時間を経たnの時点で正
側はパルスアンプ141への起動指令GPの信号レベル
がOから1になり、正接続側サイリスタ変換器のゲート
が付勢されて正方向の2次側電流が流れはじめる。
FIG. 5 shows a waveform when the voltage of the AC system 1 is normal and in a steady state. When the polarity of the current command value knee changes from negative to positive at time Q, the output signal of the forward/reverse switching command generator 16 P
N changes from level 0 to 1, and the forward/reverse switching logic circuit 17 starts a forward/reverse switching operation. Then, at the time point m when the two large currents Is become O, the GN signal level that was giving the activation command to the opposite side gate pulse amplifier 142 becomes O, and the thyristor gate pulse on the opposite side connection disappears. After that, at time n, after a time corresponding to the turn-off time of the thyristor, the signal level of the start command GP to the pulse amplifier 141 on the positive side changes from O to 1, and the gate of the thyristor converter on the positive side is energized and the The secondary current in the direction begins to flow.

次に第6図は交流系統1の電圧が瞬時に急変したときの
動作波形を示す、θの時点までの動作は前の第5図と同
一であるので省略する。θの時点で交流系M1の電圧が
急変すると、回転周波数成分の過渡電流が2次側に発生
する。重畳した回転周波数成分によりPの時点で2大電
流Isは0となるが、指令値I−の極性は不変なので、
正逆切換指令発生器16は動作せず、PN信号はレベル
1を保持する。ON信号はpの時点でもレベルOのまま
なので、電力変換器7は休止し、qの時点で再び正側変
換器が通流開始する。このように、瞬時に過電流が発生
するため、発電電動機2の2次電流を検出し、過電流保
護を実施した場合は、機器の定格以上に電流が流れると
主機保護を目的として必ず主機停止を行うよう制御して
しまう。
Next, FIG. 6 shows operating waveforms when the voltage of the AC system 1 changes suddenly and suddenly. The operation up to the point θ is the same as that shown in FIG. 5, so the description thereof will be omitted. When the voltage of the AC system M1 suddenly changes at the time θ, a transient current having a rotational frequency component is generated on the secondary side. Due to the superimposed rotational frequency component, the two large currents Is become 0 at the time P, but the polarity of the command value I- remains unchanged, so
The forward/reverse switching command generator 16 does not operate, and the PN signal maintains level 1. Since the ON signal remains at level O even at time p, the power converter 7 is stopped, and at time q the positive side converter starts flowing again. In this way, overcurrent occurs instantaneously, so if the secondary current of the generator motor 2 is detected and overcurrent protection is implemented, the main engine will always stop to protect the main engine if the current exceeds the equipment's rating. It controls the system to do the following.

これを解決するために、本実施例では第4図の構成に代
えて第1図に示すような構成とした。
In order to solve this problem, in this embodiment, a configuration as shown in FIG. 1 was adopted instead of the configuration in FIG. 4.

第1図において、同一要素には同一符号を付して、機能
説明は省略し、以下に異なる部分について述べる。22
は入力電流検出器で、サイクロコンバータ入力電流II
Nを検出する。また、19は比較器であり、入力電流I
INと電流検出器11で検出したサイクロコンバータ出
力電流l0UTとを比較しくIIN−I○UT)の結果
(偏差)Δ工を出力する。また、23は過電流検出器で
あり、この出力OCは従来(第4図)、直接緊急停止回
路86に接続されていたが、ここでは運転継続判断装置
20に接続されている。
In FIG. 1, the same elements are denoted by the same reference numerals, and a functional explanation will be omitted, and different parts will be described below. 22
is the input current detector and the cycloconverter input current II
Detect N. Further, 19 is a comparator, and the input current I
Compare IN and the cycloconverter output current l0UT detected by the current detector 11, and output the result (deviation) Δworking of IIN-IUT). Further, 23 is an overcurrent detector whose output OC was conventionally (FIG. 4) directly connected to the emergency stop circuit 86, but here it is connected to the operation continuation determination device 20.

第7図に運転継続判断装置2oの内部詳細論理を示す、
まず、過電流検出器23の出力信号Oc(過電流検出時
信号レベルが「IJ)がrOJであれば(100)、電
力変換装置7の出力電流は異常なしと判断しく104)
、電流制御装置12および極性切換指令発生器16へ運
転継続指令GOIを出力しく107)、通常運転を行う
、ただし、過電流検出器23の出力信号oCが「0」で
あっても、抑制制御指令G○2出力から復帰し。
FIG. 7 shows the detailed internal logic of the operation continuation determination device 2o.
First, if the output signal Oc of the overcurrent detector 23 (signal level "IJ" at the time of overcurrent detection) is rOJ (100), it is determined that the output current of the power converter 7 is normal (104).
, outputs the operation continuation command GOI to the current control device 12 and the polarity switching command generator 16 (107), and performs normal operation. However, even if the output signal oC of the overcurrent detector 23 is "0", the suppression control is performed. Returns from command G○2 output.

正常運転を行う場合は、正常動作への復帰処理109が
必要となる。このため、過電流抑制制御指令GO2が過
去に出力されたかどうかを従走しく108)、出力され
ていた場合は、復帰処理(109)を行ったあとに運転
継続指令GOIを出力する。ここで、復帰処理(109
)の内容は下記である。
If normal operation is to be performed, a return process 109 to normal operation is required. Therefore, it is checked whether the overcurrent suppression control command GO2 has been output in the past (108), and if it has been output, the operation continuation command GOI is output after performing the recovery process (109). Here, return processing (109
) is as follows.

i)過電流を検出する以前の状態のままで、ある電流制
御装置12の演算結果の一部を現状の回路電流を基に初
期設定する。
i) Part of the calculation result of a certain current control device 12 is initialized based on the current circuit current while remaining in the state before detecting overcurrent.

ii)現状の正および逆サイリスタの点弧状態を極性切
換指令発生器16と正逆切換論理回路17に教え、初期
設定する。
ii) Tell the current firing states of the forward and reverse thyristors to the polarity switching command generator 16 and the forward/reverse switching logic circuit 17 to initialize them.

一方、過電流検出器23の出力信号Ocが「1」であれ
ば、さらに比較器19の出カ信号Δ工の値を判定する(
101)、Δ工が許容値K1以内であり、発電機の故障
でなければ、系統事故または他号機の遮断器動作による
過電流であったことを判断しく103)、電流制御装置
12および極性切換指令発生器16へ過電流抑制制御指
令GO2を出力する(106)、なお、抑制制御指令G
O2出力は、職掌動作への復帰処理109を行うために
フリップフロップ回路により記録しておく。
On the other hand, if the output signal Oc of the overcurrent detector 23 is "1", the value of the output signal Δ of the comparator 19 is further determined (
101), If the Δ engineering is within the allowable value K1 and there is no generator failure, it is determined that the overcurrent was due to a system fault or the operation of the circuit breaker of another unit.103), the current control device 12 and the polarity switching The overcurrent suppression control command GO2 is output to the command generator 16 (106), and the suppression control command G
The O2 output is recorded by a flip-flop circuit in order to perform the process 109 for returning to the job function.

また、比較器19の出力信号Δ工の値が許容値K1以上
であった場合、1!力変換装置7の内部事故による過電
流であったことを判断しく102”l。
Further, if the value of the output signal ΔΔ of the comparator 19 is greater than or equal to the allowable value K1, 1! It was determined that the overcurrent was caused by an internal fault in the force converter 7.

主機緊急停止指令STを緊急停止回路86へ出力する(
105)。
Outputs the main engine emergency stop command ST to the emergency stop circuit 86 (
105).

ここで、発電機の内部事故の際も、Δ工は許容値に以内
となる可能性があるため、判定101のあとに発電機の
内部事故かどうかを判定しく110) 。
Here, even in the event of an internal accident in the generator, there is a possibility that Δwork will be within the allowable value, so after determination 101, it is necessary to determine whether or not there is an internal accident in the generator (110).

万が−、発電機事故であった場合は(111)。In the unlikely event that there was a generator accident, call (111).

過電流抑制制御を実行せず、電力変換装置内部事故時と
同様に主機緊急停止指令STを緊急停止回路86へ出力
する(105)。
The main engine emergency stop command ST is output to the emergency stop circuit 86 as in the case of an internal power converter accident without executing overcurrent suppression control (105).

ここで、発電機故障検出回路を第11図に示す。Here, a generator failure detection circuit is shown in FIG.

第11図において1発電電動機2の固定子側は系統遮断
器52、主変圧器53を介して交流系統1に接続されて
いる。この発電電動機2の故障検出としては、比率差動
継電器87を用い、発電電動機2をはさむ位置に配置さ
れた電流検出器54゜55に接続する1発電電動機故障
時は、電流検出器54.55に異なる電流が流れること
により比率差動継電器87が動作し、動作接点がONと
なる。この接点を用いて第7図の判定110を行うわけ
である。
In FIG. 11, the stator side of one generator motor 2 is connected to the AC system 1 via a system breaker 52 and a main transformer 53. For failure detection of the generator motor 2, a ratio differential relay 87 is used, and when the generator motor 2 is in failure, the current detectors 54, 55 are The ratio differential relay 87 is operated by the different currents flowing between the two, and the operating contact is turned on. This contact point is used to perform the determination 110 in FIG.

第8図に電流検出回路の詳細を示す。交流系統1に接続
された受電変換器8により、サイリスタ変換器151へ
交流電源が供給される。なお、本図では正接続側サイリ
スタ変換器のみを示している。サイリスタ変換器151
より出力された出力電流は1発電電動機2の回転子コイ
ルUに通流されることにより、発電電動機2の励磁電流
の1相分となる。同様に、回転子コイルv、Wについて
も同様の構成となっており1発電電動機2を3相交流励
磁することが可能である。入力電流検出器22は、受電
変圧器8の2次側各相に配置され、これら3つの検出器
の出力信号を整流器25により整流し、3相分のOR出
力をサイクロコンバータ入力電流IINとする。出力電
流検出器11は、サイリスタ変換器151の出力側に配
置され、この出力はサイクロコンバータ出力電流l0U
Tとなる。
FIG. 8 shows details of the current detection circuit. AC power is supplied to the thyristor converter 151 by the power receiving converter 8 connected to the AC system 1 . Note that this figure only shows the thyristor converter on the positive connection side. Thyristor converter 151
The output current output from the generator motor 2 becomes one phase of the excitation current of the generator motor 2 by passing through the rotor coil U of the generator motor 2. Similarly, the rotor coils v and W have a similar configuration, and it is possible to excite one generator motor 2 with three-phase alternating current. The input current detector 22 is arranged at each phase on the secondary side of the power receiving transformer 8, and the output signals of these three detectors are rectified by the rectifier 25, and the OR output for the three phases is used as the cycloconverter input current IIN. . The output current detector 11 is arranged on the output side of the thyristor converter 151, and this output corresponds to the cycloconverter output current l0U.
It becomes T.

サイリスタ変換器151は、6つのサイリスタ素子TY
I〜TY6から成り、TYIとTY6またはTYIとT
Y5、TY2とTY4またはTY2とTY6.TY3と
TY4またはTY3とTY5の組み合わせのごとく、各
サイリスタのゲートがONとなるよう制御し、常にTY
I〜TY6のうち、サイリスタは上記組み合わせで2つ
ONしている。このため、入力電流IINと出力電流工
○UTとはほとんど同一の波形となり、これらの電流値
同士を比較することが可能となる。
The thyristor converter 151 includes six thyristor elements TY.
Consisting of I to TY6, TYI and TY6 or TYI and T
Y5, TY2 and TY4 or TY2 and TY6. Like the combination of TY3 and TY4 or TY3 and TY5, the gate of each thyristor is controlled to be ON, and TY is always on.
Among I to TY6, two thyristors are turned on in the above combination. Therefore, the input current IIN and the output current IIN have almost the same waveform, and it is possible to compare these current values.

さらに、第7図の過電流抑制制御指令GO2の詳細を第
8図を用いて説明する。ここでの抑制の手段の一例とし
ては、第8図に示したサイリスタスイッチTYSを用い
る。例えば、回転子コイルUに過電流が通電した場合、
サイリスタ変換器151に流れる過電流をサイリスタス
イッチTYSをONすることにより、サイリスタスイッ
チTYSに電流を分流させる。このサイリスタスイッチ
TYSのONにより、サイリスタ変換器151に流れる
過電流を軽減している期間に、サイリスタ変換器151
の方では通常運転よりもさらに高速な回転周波数に合わ
せたサイリスタ正逆切換制御を行い、その指令を電流制
御装置12および正逆切換発生器16に伝え1回転周波
数成分の過電流を抑制する。その後、系統事故または他
号機遮断による過渡現象OCが正常に復帰し、第7図の
復帰処理109を行えば1発電機は正常運転を継続する
ことが可能となる。
Furthermore, details of the overcurrent suppression control command GO2 shown in FIG. 7 will be explained using FIG. 8. As an example of the suppression means here, a thyristor switch TYS shown in FIG. 8 is used. For example, if an overcurrent is applied to the rotor coil U,
By turning on the thyristor switch TYS, the overcurrent flowing through the thyristor converter 151 is shunted to the thyristor switch TYS. By turning on this thyristor switch TYS, the thyristor converter 151 is
In this case, thyristor forward/reverse switching control is performed in accordance with a rotation frequency higher than that in normal operation, and the command is transmitted to the current control device 12 and forward/reverse switching generator 16 to suppress overcurrent of one rotation frequency component. Thereafter, the transient phenomenon OC caused by the system accident or the shutdown of another unit returns to normal, and if the recovery process 109 in FIG. 7 is performed, the first generator can continue normal operation.

次に、運転継続判断袋M20(第1図)の動作を第9図
および第10図を用いて説明する。
Next, the operation of the operation continuation judgment bag M20 (FIG. 1) will be explained using FIGS. 9 and 10.

第9図は、交流系統事故時における運転継続判断回路2
0の動作を示したもので、サイグロコンバータ入力側電
流検出器22を介して得られる電流値IINは、出力側
電流値l0UTとほぼ同一の波形となることより、比較
器19の出力Δ工はほぼOとなる。また、このときの過
電流値は、許容値に2以上(例えば、3.0p、u、以
下)であるため、運転継続判断袋f120は、過電流抑
制制御指令G○2を出力し、過電流を抑制する。
Figure 9 shows operation continuation judgment circuit 2 in the event of an AC system accident.
Since the current value IIN obtained via the cyglo converter input side current detector 22 has almost the same waveform as the output side current value l0UT, the output Δ is approximately O. In addition, since the overcurrent value at this time is 2 or more (for example, 3.0p, u, or less) than the allowable value, the operation continuation judgment bag f120 outputs the overcurrent suppression control command G○2 and Suppress current.

また、第10図は各サイクロコンバータ転流失敗時にお
ける波形を示したもので、サイクロコンバータの正接続
側サイリスタ変換器151と逆接続側サイリスタ変換器
152が同時にゲートオンされたため、閉回路を組み、
電流検出器22には過電流が流れ、系統事故時と同様に
許容値に2以上となる。
Moreover, FIG. 10 shows the waveforms when commutation of each cycloconverter fails. Since the thyristor converter 151 on the positive connection side and the thyristor converter 152 on the reverse connection side of the cycloconverter are gated on at the same time, a closed circuit is formed.
An overcurrent flows through the current detector 22, and the current exceeds the allowable value by 2 or more, as in the case of a system fault.

一方、出力電流検出器11では、l0UT=0となる。On the other hand, in the output current detector 11, l0UT=0.

このため比較器19の出力Δ工の絶対値は、許容値Kz
以上となり、許容値に1を越えたr点において、運転継
続判断袋!20より主機緊急停止指令STが出力される
Therefore, the absolute value of the output Δk of the comparator 19 is equal to the allowable value Kz
With the above, at point r where the tolerance value exceeds 1, it is decided to continue operation! A main engine emergency stop command ST is output from 20.

このように、サイクロコンバータ内部の事故か交流系統
側の事故かをサイグロコンバータ入出力電流を検出する
ことにより簡単に判別可能となる。
In this way, it is possible to easily determine whether the fault is inside the cycloconverter or on the AC system side by detecting the input/output currents of the cycloconverter.

また、無循環方式サイクロコンバータの構成をもつ変換
器7でも、交流事故時にもサイリスタ位相制御を継続可
能である。これにより、交流系統1側の過渡現象発生時
にも、発電もしくは揚水動作が継続可能となり、高い信
頼性が実現できる。
Furthermore, even in the case of the converter 7 having the configuration of a non-circulating cycloconverter, thyristor phase control can be continued even in the event of an AC accident. Thereby, even when a transient phenomenon occurs on the AC system 1 side, power generation or pumping operation can be continued, and high reliability can be achieved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

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。
According to the present invention, reliability can be improved by protecting equipment from accidents inside the power converter, and by continuing control of the power converter even during transient phenomena during AC system faults, It is possible to improve stability during transient times and to improve operational reliability. Also,
Since the above effects can be achieved without changing the capacity of the generator motor or the power converter at all, there is an effect of maintaining the economical efficiency of the generator motor.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る制御装置の実施例を示すブロック
図、第2図は可変速発電電動装置の制御系の全体を示す
ブロック図、第3図は電流演算器の構成例を示すブロッ
ク図、第4図は従来の電力変換装置および制御装置の例
を示すブロック図・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ャート、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、151,1
52・・・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。
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the control device according to the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing the entire control system of the variable speed generator motor, and Fig. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the current calculator. Figure 4 is a block diagram showing an example of a conventional power conversion device and control device. Figure 5 is a waveform diagram showing the operating waveforms of each part when the AC system is normal. Figure 6 is a sudden voltage change in the AC system. Figure 7 is a flowchart showing the internal detailed logic of the operation continuation determination device, Figure 8 is a circuit diagram showing a specific example of the input current detector, and Figure 9 is a waveform diagram showing the operation waveforms of each part at the time of a system fault. Waveform diagram showing the operation of the operation continuation judgment circuit, No. 10
The figure is a waveform diagram showing the operation of the operation continuation judgment circuit when commutation of the cycloconverter fails. FIG. 11 is a circuit diagram of a generator failure detection circuit. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... AC system, 2... Generator motor, 3... Phase detector, 6... Current calculator, 8... Power receiving transformer, 9
...Multiplier, 10...Amplifier, 11...Input current detector, 12...Current control device, 13...Phase shifter,
141, 142... Gate pulse amplifier, 151, 1
52...Thyristor converter, 16...Polarity switching command generator, 17...Forward/reverse switching logic circuit, 18...Zero current detector, 19...Comparator, 20...Continue operation Judgment device, 21... active power detector, 22... output current detector.

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。
[Claims] 1. A generator motor whose primary side is connected to an AC system, and an anti-parallel power control element that receives power from the AC system and supplies a secondary current to the secondary side of the generator motor. A variable speed generator-motor device comprising: an input current detector that detects an input current of the power converter; an output current detector that detects an output current of the power converter; an input/output current comparator that calculates a deviation value between a detected current value and an output current detected value; an input current overcurrent detector of the power conversion device; A variable speed variable speed control system characterized by being equipped with an operation continuation determination device that determines whether an accident is internal to the power converter or an AC system accident, outputs an operation stop command in the event of an internal accident, and outputs an overcurrent suppression command in the event of an AC system accident. Control device for generator motor equipment.
JP61193693A 1986-08-19 1986-08-19 Controller for variable speed generator-motor Granted JPS6352699A (en)

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JP61193693A JPS6352699A (en) 1986-08-19 1986-08-19 Controller for variable speed generator-motor
US07/084,805 US4812729A (en) 1986-08-19 1987-08-13 Protecting apparatus for secondary excitation type variable speed AC generator/motor

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6359798A (en) * 1986-08-27 1988-03-15 Mitsubishi Electric Corp Water-wheel generator

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JPS6359798A (en) * 1986-08-27 1988-03-15 Mitsubishi Electric Corp Water-wheel generator

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