JPH08168166A - 地絡故障検出方法およびその装置 - Google Patents
地絡故障検出方法およびその装置Info
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- JPH08168166A JPH08168166A JP7260034A JP26003495A JPH08168166A JP H08168166 A JPH08168166 A JP H08168166A JP 7260034 A JP7260034 A JP 7260034A JP 26003495 A JP26003495 A JP 26003495A JP H08168166 A JPH08168166 A JP H08168166A
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Abstract
励磁回転機の界磁巻線及び励磁回路の地絡故障を確実に
検出すること。 【解決手段】 励磁回路1の中性点Pとグランドとの間
には、グランド抵抗Reと電流検出手段としてのホール
タイプDCCT3とが直列に接続されている。グランド
抵抗Re の抵抗値は、地絡故障が発生した時に流れる地
絡電流により機器が損傷しないような値とされる。地絡
故障検出部4は、ホールタイプDCCT3から2次出力
電圧Vi を入力し、入力した2次出力電圧Vi に基づき
励磁回路1の地絡故障を検出し、地絡故障検出信号FOU
T を出力する。
Description
パルス幅変調制御(PWM制御)することで励磁電圧を
制御するインバータを有する励磁回路及びこの励磁回路
から励磁電圧が印加される交流励磁可変速回転機の界磁
巻線の地絡故障を検出するための地絡故障検出方法およ
びその装置に関する。
電圧が印加され及び非接地系であるため、交流励磁回転
機の運転状態では交流励磁回転機の界磁巻線の一線地絡
故障は、直接的に検出されることはできない。従来、そ
のような地絡故障は、交流励磁回転機が停止された時
に、界磁巻線の絶縁抵抗を測定する等の方法によって検
出されている。
の一線地絡故障が発生した時には、交流励磁回転機の界
磁巻線は高電圧が印加され及び非接地系であるため、界
磁巻線の絶縁破壊が発生し、界磁巻線の絶縁破壊は短絡
故障へと移行し、機器の破損に波及する恐れがある。従
って、交流励磁回転機の運転状態で、そのような地絡故
障は、確実に検出されることが要求される。
磁電圧を制御するインバータを有する励磁回路によって
励磁電圧が印加される交流励磁可変速回転機は、励磁電
圧としてPWM制御された方形波パルスの三相交流電圧
を用いているため、以下の2点の性質を有する。
回転子の界磁巻線により発生する回転磁界の回転速度と
回転子の回転速度との差(“すべり”と呼ばれる。)に
比例して制御され、0Hzから50−60Hz程度まで
変化する。
御により振幅と周波数を制御してなる数百Hzの方形波
パルス電圧である。
機における地絡故障を正確に検出することは、困難であ
る。
事情に基づきなされたもので、交流励磁回転機の運転状
態においても、交流励磁回転機の界磁巻線及び励磁回路
の地絡故障を確実に検出することができる地絡故障検出
方法およびその装置を提供することを目的としている。
に本発明は、周波数及び/または振幅が制御された励磁
電圧を出力する励磁回路、及びこの励磁回路からの励磁
電圧により界磁電流が印加される交流励磁可変速回転機
の界磁回路の地絡故障を検出する地絡故障検出装置にお
いて、前記励磁回路の中性点とグランドとの間に接続さ
れたグランド抵抗と、前記グランド抵抗を介して前記グ
ランドから前記中性点に流れる電流を検出する電流検出
手段と、前記電流検出手段により検出された電流に基づ
き、前記励磁回路からの励磁電圧が変化しても一定感度
で前記地絡故障を検出する地絡故障検出手段とを具備す
るものである。
CCTがある。また、前記グランド抵抗に直列に接続さ
れた第1の抵抗および第2の抵抗を設け、前記電流検出
手段として、第1の抵抗および第2の抵抗のうち一方の
ものの電圧降下を検出し、検出した降下電圧に基づき前
記グランド抵抗を介して前記グランドから前記中性点に
流れる電流を検出してもよい。
段により検出された電流に応じた検出信号から前記周波
数及び/または振幅を制御するための基本波信号を抽出
するフィルタ回路と、前記フィルタ回路により抽出され
た基本波信号の周期を測定し、測定した周期に応じた周
期信号を出力する周期測定回路と、前記フィルタ回路に
より抽出された基本波信号の振幅を前記周期信号に応じ
て増幅する可変増幅回路と、前記可変増幅回路の出力と
所定の基準値とを比較し、前記可変増幅回路の出力が前
記所定の基準値を越えたとき、地絡故障検出信号を出力
する比較回路とを具備する。
検出手段により検出された電流に応じた検出信号から前
記周波数及び/または振幅を制御するための基本波信号
を抽出するフィルタ回路と、前記フィルタ回路により抽
出された基本波信号の周波数を測定し、測定した周波数
に応じた周波数信号を出力する周波数測定回路と、所定
の基準値を前記周波数信号の周波数に応じて可変する基
準値可変回路と、前記フィルタ回路により抽出された基
本波信号と基準値可変回路により可変された基準値とを
比較し、前記基本波信号が前記可変された基準値を越え
たとき、地絡故障検出信号を出力する比較回路とを具備
してもよい。
流検出手段により検出された電流に応じた検出信号から
前記励磁回路から出力される励磁電圧の周波数及び/ま
たは振幅を制御するための基本波信号を抽出するフィル
タ回路と、前記周波数及び/または振幅が制御するため
の基本波信号を励磁回路より直接入力する基本波入力回
路と、前記基本波入力回路より入力された基本波信号の
周期を測定し、測定した周期に応じた周期信号を出力す
る周期測定回路と、前記フィルタ回路により抽出された
基本波信号の振幅を前記周期信号に応じて増幅する可変
増幅回路と、前記可変増幅回路の出力と所定の基準値と
を比較し、前記可変増幅回路の出力が前記所定の基準値
を越えたとき、地絡故障検出信号を出力する比較回路と
を具備してもよい。
記電流検出手段により検出された電流に応じた検出信号
から前記励磁回路から出力される励磁電圧の周波数及び
/または振幅を制御するための基本波信号を抽出するフ
ィルタ回路と、前記周波数及び/または振幅が制御する
ための基本波信号を励磁回路より直接入力する基本波入
力回路と、前記基本波入力回路により入力された基本波
信号の周波数を測定し、測定した周波数に応じた周波数
信号を出力する周波数測定回路と、所定の基準値を前記
周波数信号の周波数に応じて可変する基準値可変回路
と、前記フィルタ回路により抽出された基本波信号と基
準値可変回路により可変された基準値とを比較し、前記
基本波信号が前記可変された基準値を越えたとき、地絡
故障検出信号を出力する比較回路とを具備してもよい。
検出手段により検出された電流に応じた検出信号から前
記励磁回路から出力される周波数及び/または振幅を制
御するための基本波信号を抽出するフィルタ回路と、前
記周波数及び/または振幅が制御するための基本波信号
を励磁回路より直接入力する基本波入力回路と、前記基
本波入力回路により入力された基本波信号を監視する監
視回路と、前記監視回路による監視結果に応じて、前記
フィルタ回路により抽出された基本波信号と前記基本波
入力回路により入力された基本波信号とを切換える切換
回路と、前記切換回路により出力された基本波信号の周
期を測定し、測定した周期に応じた周期信号を出力する
周期測定回路と、前記フィルタ回路により抽出された基
本波信号の振幅を前記周期信号に応じて増幅する可変増
幅回路と、前記可変増幅回路の出力と所定の基準値とを
比較し、前記可変増幅回路の出力が前記所定の基準値を
越えたとき、地絡故障検出信号を出力する比較回路とを
具備してもよい。
流検出手段により検出された電流に応じた検出信号から
前記励磁回路から出力される周波数及び/または振幅を
制御するための基本波信号を抽出するフィルタ回路と、
前記周波数及び/または振幅が制御するための基本波信
号を励磁回路より直接入力する基本波入力回路と、前記
基本波入力回路により入力された基本波信号を監視する
監視回路と、前記監視回路による監視結果に応じて、前
記フィルタ回路により抽出された基本波信号と前記基本
波入力回路により入力された基本波信号とを切換える切
換回路と、前記切換回路により出力された基本波信号の
周波数を測定し、測定した周波数に応じた周波数信号を
出力する周波数測定回路と、所定の基準値を前記周波数
信号の周波数に応じて可変する基準値可変回路と、前記
フィルタ回路により抽出された基本波信号と基準値可変
回路により可変された基準値とを比較し、前記基本波信
号が前記可変された基準値を越えたとき、地絡故障検出
信号を出力する比較回路とを具備してもよい。
する場合、前記地絡故障検出手段が、前記周期測定回路
から周期信号を入力し、入力した周期信号の周期が所定
の上限値以上であるときには入力した周期信号の周期を
固定の上限値に制限し、入力した周期信号の周期が所定
の下限値以下であるときには入力した周期信号の周期を
固定の下限値に制限し、制限した周期信号を前記可変増
幅回路に出力する振幅制限回路をさらに具備してもよ
い。
定回路を有する場合、前記地絡故障検出手段が、前記周
波数測定回路から周波数信号を入力し、入力した周波数
信号の周波数が所定の上限値以上であるときには入力し
た周波数信号の周波数を固定の上限値に制限し、入力し
た周波数信号の周波数が所定の下限値以下であるときに
は入力した周波数信号の周波数を固定の下限値に制限
し、制限した周波数信号を前記基準値可変回路に出力す
る周波数制限回路をさらに具備してもよい。
直流電圧を入力とするインバータや中性点を有するサイ
クロコンバータがある。
/または振幅が制御された励磁回路からの励磁電圧によ
り界磁電流が印加される交流励磁可変速回転機の界磁回
路の地絡故障を検出する地絡故障検出方法において、前
記励磁回路の中性点とグランドとの間にグランド抵抗を
接続してこのグランド抵抗を流れる電流を検出し、この
検出電流の振幅を前記励磁回路が周波数及び/または振
幅を制御するための基本波信号の周期に応じて増幅し、
この増幅された検出電流から求まる量が所定の基準値を
越えたとき地絡故障を検出することを特徴とする。
幅が制御された励磁回路からの励磁電圧により界磁電流
が印加される交流励磁可変速回転機の界磁回路の地絡故
障を検出する地絡故障検出方法において、前記励磁回路
の中性点とグランドとの間にグランド抵抗を接続してこ
のグランド抵抗を流れる電流を検出し、所定の基準値を
前記励磁回路が周波数及び/または振幅を制御するため
の基本波信号の周期に応じて増幅し、この増幅された所
定の基準値を前記検出電流から求まる量が越えたとき地
絡故障を検出することを特徴とする。
(検出電流から抽出された基本波信号)の実行地、平均
値、波形面積等をいう。
と、励磁回路に印加された電圧または励磁電圧が印加し
た電圧により、地絡電流は地絡点から大地を経由してグ
ランド抵抗を介して中性点に流れる。地絡故障は、この
中性点に流れる電流を検出することで判定される。
障を検出するシステムの構成を示す図である。 図1に
示すように、励磁回路1は中性点Pを基準とした直流電
圧+Eと−Eを入力し、PWM制御した3相の励磁電圧
VR 、VS 、VT を出力する。交流励磁可変速回転機2
では、回転子21の界磁巻線22が励磁され、回転磁界
を発生する。回転子21の外側には、回転子巻線23が
設けられている。励磁回路1は、回転子21の界磁巻線
22により発生する回転磁界の回転速度と回転子21の
回転速度との差(すべり)に比例して励磁電圧VR 、V
S 、VT の基本波の周波数および電圧を制御する。
準信号SP と回転機速度信号SR とを入力し、これらの
信号の差異に応じた基本波信号Vs を出力する。速度基
準信号SP は、系統側、例えば発電所であれば送電線側
より入力される信号、例えば周波数の信号である。回転
機速度信号SR は、回転子21の回転速度に基づく信号
である。図3に示すように、インバータ制御回路12
は、基本波信号Vs を入力とし、基本波信号Vs とイン
バータ変調信号SM とに基づきトリガ信号を生成して出
力する。インバータ回路13R 、13S 、13T は、ゲ
ート・ターン・オフSCRを逆並列接続してなり、トリ
ガ信号に応じて中性点Pを基準とした直流電圧+Eと−
Eを励磁電圧VR 、VS 、VT に変換する。図3に示す
励磁電圧の波形は、例えば励磁電圧VR の一周期分を示
している。図3から分かるように、励磁電圧VR 、VS
、VT は基本波信号に応じてPWM制御により振幅と
周波数が制御された数百ヘルツの方形波パルス電圧であ
る。
は、グランド抵抗Re と電流検出手段としてのホールタ
イプDCCT3とが直列に接続されている。グランド抵
抗Reの抵抗値は、地絡故障が発生した時に流れる地絡
電流により機器が損傷しないような値とされる。その抵
抗値は、例えば励磁回路1の出力側に地絡故障が発生し
たときにグランド抵抗Re に100mA程度の地絡電流
Ie が流れる程度に設定される。ホールタイプDCCT
3は、地絡電流Ie に比例した2次出力電圧Viを出力
する。
T3から2次出力電圧Vi を入力し、入力した2次出力
電圧Vi に基づき励磁回路1の地絡故障を検出する。地
絡故障検出部4は、地絡故障を検出すると、地絡故障検
出信号FOUT を出力する。
成を示すブロック図である。
力した2次出力電圧Vi から励磁回路1におけるインバ
ータの変調信号による高周波成分を除去した基本波信号
Vsの成分(これを基本波信号V1 とする。)を抽出す
る。フィルタ回路5は、例えばローパスフィルタにより
構成される。
力し、基本波信号V1 の周期Tを測定し、測定した周期
Tに応じた周期信号ST を出力する。
期信号ST を入力し、基本波信号V1 の振幅を周期信号
ST に応じて増幅する。
る検出信号V2 を入力し、この出力V2 と所定の基準値
VREF とを比較し、検出信号V2 が所定の基準値VREF
を越えた時、地絡故障検出信号FOUT を出力する。基準
値VREF は、例えば健全時の浮遊容量による地絡電流に
相当する値に設定される。
のようにして地絡故障が検出される。 励磁回路1の入
力側(直流電圧+Eまたは−E側)において地絡故障が
発生すると、直流電圧+Eまたは−Eをグランド抵抗R
e の抵抗値で割った電流値の地絡電流Ie が地絡故障点
からグランドを経由してグランド抵抗Re 及びホールタ
イプDCCT3を介して中性点Pに流れる。
、VT 側)において地絡故障が発生すると、方形波パ
ルスの交流電圧であるVR 、VS 、VT をグランド抵抗
Re の抵抗値で割った電流値の地絡電流Ie が地絡故障
点からグランドを経由してグランド抵抗Re 及びホール
タイプDCCT3を介して中性点Pに流れる。
が流れると、地絡電流Ie の電流値に比例した電圧値の
2次出力電圧Vi がホールタイプDCCT3より出力さ
れ、地絡故障検出部4に入力される。
がフィルタ回路5を介して基本波信号V1 として周期測
定回路6及び可変増幅回路7に入力される。可変増幅回
路7では、基本波信号V1 及び周期測定回路6から出力
された周期信号ST が入力され、周期信号ST によって
基本波信号V1 の振幅を基本波信号V1 の周期に比例さ
せた検出信号V2 が出力される。比較回路8では、検出
信号V2 及び基準値VREF が入力され、検出信号V2 が
基準値VREF より大きい時には、地絡故障検出信号FOU
T が出力される。
抗値を、地絡故障が発生した時に流れる地絡電流により
機器が損傷しないような値、例えば励磁回路1の出力側
に地絡故障が発生したときにグランド抵抗Re に100
mA程度の地絡電流Ie が流れる程度に設定することに
より、交流励磁可変速回転機2の運転状態においても地
絡故障を検出することが可能となる。
段としてホールタイプDCCTを用いることにより、一
般の電流変成器では検出できないような、例えば地絡故
障点によって異なる値となるような地絡電流(励磁回路
1の入力側と出力側)及び交流のパルス電圧による地絡
電流を精度よくかつ絶縁して検出できる。
ルタ回路5によって2次出力電圧Vi から高周波成分を
除去して基本波信号V1 を検出しているので、浮遊容量
による高周波成分の漏れ電流の影響を少なくし、地絡故
障を正しく検出することができる。
対して基本波信号V1 の周期に比例して振幅を可変する
ことにより、基本波信号Vs の周波数に比例して振幅が
変化する回転機の励磁電圧による地絡故障においても、
以下の式に示すように、常に一定の検出感度により地絡
故障の有無を検出できる。
タント) ただし、K:係数 f:基本波信号V1 の周波数 T:基本波信号V1 の周期 図5は第2の実施の形態の地絡故障を検出するシステム
の構成を示す図である。 図1のシステムでは励磁回路
1の中性点とグランドとの間をグランド抵抗Re とホー
ルタイプDCCT3とを直列に接続していたが、図5に
示すシステムでは励磁回路1の中性点とグランドとの間
を抵抗Re1と抵抗Re2とを直列に接続し、地絡電流Ie
に比例する抵抗Re2の両端の電圧降下を検出すること
で、地絡電流Ie を検出している。
e2とによる電圧降下Ve は、抵抗Re1と抵抗Re2とによ
って分圧されるため、抵抗Re2の両端電圧VRe2は下記
の式で表される。
定することにより、地絡故障点によって異なる値となる
ような地絡電流及び交流のパルス電圧による地絡電流
を、地絡電流に比例した任意の電圧VRe2として検出す
ることができる。図6は図4に示した地絡故障検出部の
変形例を示すブロック図である。
出部において、周波数測定回路6と可変増幅回路7との
間に振幅制限回路9を設けたものである。
期測定回路6から周期信号ST を入力し、入力した周期
信号ST の周期Tが所定の上限値(1/fL )以上であ
るときには入力した周期信号ST の周期Tをその上限値
に制限し、すなわち固定の値にし、入力した周期信号S
T の周期Tが所定の下限値(1/fH )以下であるとき
には入力した周期信号ST の周期Tをその下限値に制限
し、すなわち固定の値にし、制限した周期信号ST'を可
変増幅回路7に出力する。
波信号V1 の振幅を制限することから、周期信号ST'の
上限値以上および下限値以下となる周波数域では可変増
幅回路7における増幅ゲインは固定ゲインとなり、検出
信号V2 は周期Tの上限値となる周波数fL 以下では減
衰し、周期Tが下限値となる周波数fH 以上では増大す
る。
較回路8により基準値VREF と比較した場合、周期Tが
上限値となる周波数fL 以下では地絡故障を検出しにく
くなり、逆に周期Tが下限値となる周波数fH 以上では
地絡故障が検出しやすくなる。 つまり、基本波信号の
振幅を周期に比例させ可変する振幅制御において振幅の
上限および下限を設けているため、上限値及び下限値内
の周波数範囲では地絡故障を一定の検出感度により検出
し、上限値以上となる低周波数域では検出感度を下げ、
下限値以下となる高周波数域では検出感度を上げて地絡
故障を検出することができる。
交流励磁可変速回転機の定常運転域の最小および最大の
基本周波数とすることにより、定常運転範囲内の振幅制
御の上限値以上となる低周波数域では振幅が固定ゲイン
によって制御され、浮遊容量等によるノイズが異常に増
幅されて誤検出することをなくすことができ、また交流
励磁可変速回転機における開始時である、振幅制御の下
限値以下となる高周波数域では振幅が固定ゲインによっ
て制御されると基本波信号に応じて検出信号も大きくな
り、地絡故障を容易に検出することができる。
例を示す図である。
4に示した地絡故障検出部における周波数測定回路6の
代わりに、基本波信号V1 の周波数fを測定する周波数
計測回路14を設け、可変増幅回路7の代わりに、周波
数測定回路14の周波数信号fs により基準値VREF を
基本波信号V1 の周波数に比例可変し、可変基準信号V
REF'を出力する基準値可変回路15を設け、比較回路8
´は基本波信号V1 と可変基準信号VREF'とを比較し、
地絡故障の有無を判定するようにしているものである。
に、基本波信号V1 と、基準値VREF を基本波信号V1
の周波数fに比例させ可変した可変基準信号VREF'との
比は、図4に示したように基準値VREF を一定とし、基
本波信号V1 を周期Tに比例させた検出信号V2 との比
と変わらないことから、図8に示した地絡故障検出部は
図4に示した地絡故障検出部は同様な効果を得ることが
できる。
た地絡故障検出部における周波数測定回路14と周波数
基準値回路15との間に周波数制限回路16を設けたも
のである。図10に示すように、周波数制限回路16
は、周波数測定回路14から周波数信号fs を入力し、
入力した周波数信号fs の周波数fが所定の上限値fH
以上であるときには入力した周波数信号fs の周波数f
をその上限値に制限し、すなわち固定の値にし、入力し
た周波数信号fs の周波数fが所定の下限値fL以下で
あるときには入力した周波数信号fs の周波数fをその
下限値に制限し、すなわち固定の値にし、制限した周波
数信号fs'を基準値可変回路15に出力する。
と上限及び下限を設けて可変するようにした可変基準信
号VREF'との比は、図6に示したように、上限及び下限
を設けて可変するようにした検出信号V2 と基準値VRE
F との比と変わらないことから、図9に示した地絡故障
検出部は図6に示した地絡故障検出部は同様な効果を得
ることができる。
例を示す図である。
回路5の出力である基本波信号V1を周期定回路6の入
力としていたが、図11に示す地絡故障検出部では基本
波入力回路17の出力を周期測定回路6の入力としてい
る。基本波入力回路17は、図2に示した励磁回路1に
おける比較器11の基本波信号Vs を入力し、この信号
を基本波信号V1'として周期測定回路6に供給してい
る。
号Vs は基本波の周波数に関係なく一定の振幅であるか
ら、周期測定回路6はノイズに強く、常時周期信号ST
の補正を行うことから、地絡故障を迅速に検出すること
ができる。
別の例を示す図である。
回路5の出力である基本波信号V1を周期測定回路6の
入力としていたが、図12に示す地絡故障検出部では図
11に示したものと同様に基本波入力回路17の出力V
1'を周期測定回路6の入力としている。基本波入力回路
17の作用効果に関しては図11に示したものと同様で
ある。
別の例を示す図である。
回路5の出力である基本波信号V1を周波数測定回路1
4の入力とし、この周波数測定回路14の出力を基準値
可変回路15に入力していたが、図13に示す地絡故障
検出部では図11に示したものと同様に基本波入力回路
17の出力V1'を周波数測定回路14の入力としてい
る。基本波入力回路17の作用効果に関しては図11に
示したものと同様である。 図14は地絡故障検出部を
さらに変形した別の例を示す図である。
回路5の出力である基本波信号V1を周波数測定回路1
4の入力とし、この周波数測定回路6の出力を周波数制
限回路16を介して基準値可変回路15に入力していた
が、図14に示す地絡故障検出部では図11に示したも
のと同様に基本波入力回路17の出力V1'を周波数測定
回路14の入力としている。基本波入力回路17の作用
効果に関しては図11に示したものと同様である。
例を示す図である。
力回路17の出力を周期測定回路6の入力としていた
が、図15に示す地絡故障検出部では基本波入力回路1
7の出力V1'を監視する監視回路18と、監視回路18
の出力CH に応じてフィルタ回路5の出力V1 または基
本波入力回路17の出力V1'のうちいずれか一方の信号
V1'' を周期測定回路6の入力とする信号切換回路19
とを設け、通常は基本波入力回路17の出力V1'を周期
測定回路6の入力とし、出力V1'が一定時間以上入力さ
れないときときにはフィルタ回路5の出力V1 を周期測
定回路6の入力としている。これにより、例えば断線に
より基本波信号VS が入力されなくなっても基本波信号
V1 により動作可能となるという効果を奏する。
示した地絡故障検出部に図15に示した監視回路18及
び信号切換回路19を設けたもので、図15に示した地
絡故障検出部と同様の作用効果を奏する。
示した地絡故障検出部に図15に示した監視回路18及
び信号切換回路19を設けたもので、図15に示した地
絡故障検出部と同様の作用効果を奏する。
示した地絡故障検出部に図15に示した監視回路18及
び信号切換回路19を設けたもので、図15に示した地
絡故障検出部と同様の作用効果を奏する。
する励磁回路を持つシステムに本発明を適用したもので
あったが、本発明は他の種類を励磁回路を有するシステ
ムに対しても適用することができる。
回路を持つシステムに本発明を適用した実施の形態であ
る。
交流電圧を入力とすると共に中性点Pの基準を有し、P
WM制御した3相の励磁電圧VR 、VS 、VT を出力す
る。他の回路構成に関しては図1に示したシステムと同
様である。
る。
基準信号SP と回転機速度信号SRとを入力し、これら
の信号の差異に応じた基本波信号Vs を出力する。速度
基準信号SP は、系統側、例えば発電所であれば送電線
側より入力される信号、例えば周波数の信号である。回
転機速度信号SR は、回転子21の回転速度に基づく信
号である。図21に示すように、サイリスタ制御回路3
2は、基本波信号Vsを入力とし、基本波信号Vs とに
基づきトリガ信号を生成して出力する。サイクロコンバ
ータ回路33R 、33S 、33T は、2つのサイリスタ
を逆並列接続してなり、トリガ信号に応じて三相交流電
圧を励磁電圧VR 、VS 、VT に変換する。図3に示す
励磁電圧の波形は、例えば励磁電圧VR の一周期分を示
している。図3から分かるように、励磁電圧VR 、VS
、VT は基本波信号に応じてPWM制御により振幅と
周波数が制御された数百ヘルツの鋸波パルス電圧であ
る。
の間に、グランド抵抗Re と電流検出手段としてのホー
ルタイプDCCT3とを直列に接続し、ホールタイプD
CCT3により地絡電流Ie に比例した2次出力電圧V
i を得て、地絡故障検出部4により2次出力電圧Vi に
基づく地絡故障の検出を行っている。
サイクロコンバータを有する励磁回路30を持つシステ
ムに図5に示した地絡故障検出方式を適用したものであ
る。すなわち、励磁回路30の中性点Pとグランドとの
間を抵抗Re1と抵抗Re2とを直列に接続し、地絡電流I
e に比例する抵抗Re2の両端の電圧降下を検出すること
で、地絡電流Ie を検出している。
るものではなく、その技術思想の範囲内においてさまざ
まな変形が可能であり、それらは本発明の範囲に含まれ
る。。
励磁回路に地絡故障が発生すると、励磁回路に印加され
た電圧または励磁電圧が印加した電圧により、地絡電流
は地絡点から大地を経由してグランド抵抗を介して中性
点に流れ、この中性点に流れる電流を検出することで地
絡故障を検出しているので、交流励磁回転機の運転状態
においても、交流励磁回転機の界磁巻線及び励磁回路の
地絡故障を確実に検出することができる。
示す図である。
である。
波形図である。
ック図である。
示す図である。
ロック図である。
ための図である。
ロック図である。
ロック図である。
るための図である。
ロック図である。
ロック図である。
ロック図である。
ロック図である。
ロック図である。
ロック図である。
ロック図である。
ロック図である。
構成を示す図である。
ク図である。
の波形図である。
構成を示す図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 周波数及び/または振幅が制御された励
磁電圧を出力する励磁回路、及びこの励磁回路からの励
磁電圧により界磁電流が印加される交流励磁可変速回転
機の界磁回路の地絡故障を検出する地絡故障検出装置に
おいて、 前記励磁回路の中性点とグランドとの間に接続されたグ
ランド抵抗と、 前記グランド抵抗を介して前記グランドから前記中性点
に流れる電流を検出する電流検出手段と、 前記電流検出手段により検出された電流に基づき、前記
励磁回路からの励磁電圧が変化しても一定感度で前記地
絡故障を検出する地絡故障検出手段とを具備することを
特徴とする地絡故障検出装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の地絡故障検出装置おい
て、 前記地絡故障検出手段が、 前記電流検出手段により検出された電流に応じた検出信
号から前記周波数及び/または振幅を制御するための基
本波信号を抽出するフィルタ回路と、 前記フィルタ回路により抽出された基本波信号の周期を
測定し、測定した周期に応じた周期信号を出力する周期
測定回路と、 前記フィルタ回路により抽出された基本波信号の振幅を
前記周期信号に応じて増幅する可変増幅回路と、 前記可変増幅回路の出力と所定の基準値とを比較し、前
記可変増幅回路の出力が前記所定の基準値を越えたと
き、地絡故障検出信号を出力する比較回路とを具備する
ことを特徴とする地絡故障検出装置。 - 【請求項3】 請求項1記載の地絡故障検出装置おい
て、 前記地絡故障検出手段が、 前記電流検出手段により検出された電流に応じた検出信
号から前記周波数及び/または振幅を制御するための基
本波信号を抽出するフィルタ回路と、 前記フィルタ回路により抽出された基本波信号の周波数
を測定し、測定した周波数に応じた周波数信号を出力す
る周波数測定回路と、 所定の基準値を前記周波数信号の周波数に応じて可変す
る基準値可変回路と、 前記フィルタ回路により抽出された基本波信号と基準値
可変回路により可変された基準値とを比較し、前記基本
波信号が前記可変された基準値を越えたとき、地絡故障
検出信号を出力する比較回路とを具備することを特徴と
する地絡故障検出装置。 - 【請求項4】 請求項1記載の地絡故障検出装置おい
て、 前記地絡故障検出手段が、 前記電流検出手段により検出された電流に応じた検出信
号から前記励磁回路から出力される励磁電圧の周波数及
び/または振幅を制御するための基本波信号を抽出する
フィルタ回路と、 前記周波数及び/または振幅が制御するための基本波信
号を励磁回路より直接入力する基本波入力回路と、 前記基本波入力回路より入力された基本波信号の周期を
測定し、測定した周期に応じた周期信号を出力する周期
測定回路と、 前記フィルタ回路により抽出された基本波信号の振幅を
前記周期信号に応じて増幅する可変増幅回路と、 前記可変増幅回路の出力と所定の基準値とを比較し、前
記可変増幅回路の出力が前記所定の基準値を越えたと
き、地絡故障検出信号を出力する比較回路とを具備する
ことを特徴とする地絡故障検出装置。 - 【請求項5】 請求項1記載の地絡故障検出装置おい
て、 前記地絡故障検出手段が、 前記電流検出手段により検出された電流に応じた検出信
号から前記励磁回路から出力される励磁電圧の周波数及
び/または振幅を制御するための基本波信号を抽出する
フィルタ回路と、 前記周波数及び/または振幅が制御するための基本波信
号を励磁回路より直接入力する基本波入力回路と、 前記基本波入力回路により入力された基本波信号の周波
数を測定し、測定した周波数に応じた周波数信号を出力
する周波数測定回路と、 所定の基準値を前記周波数信号の周波数に応じて可変す
る基準値可変回路と、 前記フィルタ回路により抽出された基本波信号と基準値
可変回路により可変された基準値とを比較し、前記基本
波信号が前記可変された基準値を越えたとき、地絡故障
検出信号を出力する比較回路とを具備することを特徴と
する地絡故障検出装置。 - 【請求項6】 請求項1記載の地絡故障検出装置おい
て、 前記地絡故障検出手段が、 前記電流検出手段により検出された電流に応じた検出信
号から前記励磁回路から出力される周波数及び/または
振幅を制御するための基本波信号を抽出するフィルタ回
路と、 前記周波数及び/または振幅が制御するための基本波信
号を励磁回路より直接入力する基本波入力回路と、 前記基本波入力回路により入力された基本波信号を監視
する監視回路と、 前記監視回路による監視結果に応じて、前記フィルタ回
路により抽出された基本波信号と前記基本波入力回路に
より入力された基本波信号とを切換える切換回路と、 前記切換回路により出力された基本波信号の周期を測定
し、測定した周期に応じた周期信号を出力する周期測定
回路と、 前記フィルタ回路により抽出された基本波信号の振幅を
前記周期信号に応じて増幅する可変増幅回路と、 前記可変増幅回路の出力と所定の基準値とを比較し、前
記可変増幅回路の出力が前記所定の基準値を越えたと
き、地絡故障検出信号を出力する比較回路とを具備する
ことを特徴とする地絡故障検出装置。 - 【請求項7】 請求項1記載の地絡故障検出装置おい
て、 前記地絡故障検出手段が、 前記電流検出手段により検出された電流に応じた検出信
号から前記励磁回路から出力される周波数及び/または
振幅を制御するための基本波信号を抽出するフィルタ回
路と、 前記周波数及び/または振幅が制御するための基本波信
号を励磁回路より直接入力する基本波入力回路と、 前記基本波入力回路により入力された基本波信号を監視
する監視回路と、 前記監視回路による監視結果に応じて、前記フィルタ回
路により抽出された基本波信号と前記基本波入力回路に
より入力された基本波信号とを切換える切換回路と、 前記切換回路により出力された基本波信号の周波数を測
定し、測定した周波数に応じた周波数信号を出力する周
波数測定回路と、 所定の基準値を前記周波数信号の周波数に応じて可変す
る基準値可変回路と、 前記フィルタ回路により抽出された基本波信号と基準値
可変回路により可変された基準値とを比較し、前記基本
波信号が前記可変された基準値を越えたとき、地絡故障
検出信号を出力する比較回路とを具備することを特徴と
する地絡故障検出装置。 - 【請求項8】 請求項2、4または6記載の地絡故障検
出装置おいて、 前記地絡故障検出手段が、前記周期測定回路から周期信
号を入力し、入力した周期信号の周期が所定の上限値以
上であるときには入力した周期信号の周期を固定の上限
値に制限し、入力した周期信号の周期が所定の下限値以
下であるときには入力した周期信号の周期を固定の下限
値に制限し、制限した周期信号を前記可変増幅回路に出
力する振幅制限回路をさらに具備することを特徴とする
地絡故障検出装置。 - 【請求項9】 請求項3、5または7記載の地絡故障検
出装置おいて、 前記地絡故障検出手段が、前記周波数測定回路から周波
数信号を入力し、入力した周波数信号の周波数が所定の
上限値以上であるときには入力した周波数信号の周波数
を固定の上限値に制限し、入力した周波数信号の周波数
が所定の下限値以下であるときには入力した周波数信号
の周波数を固定の下限値に制限し、制限した周波数信号
を前記基準値可変回路に出力する周波数制限回路をさら
に具備することを特徴とする地絡故障検出装置。 - 【請求項10】 周波数及び/または振幅が制御された
励磁回路からの励磁電圧により界磁電流が印加される交
流励磁可変速回転機の界磁回路の地絡故障を検出する地
絡故障検出方法において、前記励磁回路の中性点とグラ
ンドとの間にグランド抵抗を接続してこのグランド抵抗
を流れる電流を検出し、この検出電流の振幅を前記励磁
回路が周波数及び/または振幅を制御するための基本波
信号の周期に応じて増幅し、この増幅された検出電流か
ら求まる量が所定の基準値を越えたとき地絡故障を検出
することを特徴とする地絡故障検出方法。 - 【請求項11】 周波数及び/または振幅が制御された
励磁回路からの励磁電圧により界磁電流が印加される交
流励磁可変速回転機の界磁回路の地絡故障を検出する地
絡故障検出方法において、前記励磁回路の中性点とグラ
ンドとの間にグランド抵抗を接続してこのグランド抵抗
を流れる電流を検出し、所定の基準値を前記励磁回路が
周波数及び/または振幅を制御するための基本波信号の
周期に応じて増幅し、この増幅された所定の基準値を前
記検出電流から求まる量が越えたとき地絡故障を検出す
ることを特徴とする地絡故障検出方法。
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