專利名稱：電壓型自激式電力變流裝置的故障檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在抑制受電端交流電壓閃變的閃變抑制裝置、補(bǔ)償無功功率的無功功率補(bǔ)償裝置或抑制受電端交流電流高次諧波的有源濾波器等所使用的電壓型自激式電力變流器中，用于快速檢測(cè)因橋臂短路等引起的變流器故障的故障檢測(cè)電路。
作為現(xiàn)有的三相電壓型自激式電力變流器的一例，由6個(gè)橋臂電路構(gòu)成，各橋臂電路包括自消弧式電力半導(dǎo)體元件、與該半導(dǎo)體元件反并聯(lián)的二極管以及與半導(dǎo)體元件的陽極串聯(lián)用來抑制電流上升率的陽極電抗器。
現(xiàn)在，在這種結(jié)構(gòu)的電壓型自激式電力變流器中，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)橋臂電路的半導(dǎo)體元件導(dǎo)通時(shí)，如高壓側(cè)橋臂電路的半導(dǎo)體元件因任何異常而造成損壞或?qū)?，則將從直流電路流出直流短路故障電流。同樣，當(dāng)高壓側(cè)橋臂電路兩端因閃絡(luò)等故障而短路時(shí)，或當(dāng)在變流器的交流側(cè)發(fā)生線間短路故障時(shí)，也同樣有直流短路電流流入半導(dǎo)體元件。
在現(xiàn)有技術(shù)中，為檢測(cè)這種故障并進(jìn)行保護(hù)，在各橋臂電路中設(shè)有電流檢測(cè)器和電流繼電器。用電流檢測(cè)器檢測(cè)流過橋臂電路的電流，當(dāng)該檢測(cè)電流達(dá)到了規(guī)定值以上的過流時(shí)，由過流繼電器檢測(cè)，并將門極關(guān)斷信號(hào)同時(shí)送給構(gòu)成電力變流器的所有半導(dǎo)體元件，切斷短路故障電流，從而保護(hù)了電力變流器。
這種保護(hù)方式存在如下缺點(diǎn)。即，當(dāng)給出門極關(guān)斷信號(hào)切斷作為半導(dǎo)體元件的額定值的可關(guān)斷的電流值超過某一可關(guān)斷電流值的電流時(shí)，半導(dǎo)體元件就會(huì)損壞。
此外，因輸出門極關(guān)斷信號(hào)的電路存在延遲時(shí)間，所以為檢測(cè)故障并向半導(dǎo)體元件輸出用于切斷故障電流的關(guān)斷信號(hào)，就需要一定的時(shí)間。
因此，從檢測(cè)出這種故障到故障電流達(dá)到半導(dǎo)體元件的可關(guān)斷電流值之前就必須輸出門極關(guān)斷信號(hào)。為此，在現(xiàn)有技術(shù)中考慮到從檢測(cè)出過流到輸出門極關(guān)斷信號(hào)所需的延遲時(shí)間，因而加大陽極電抗，延緩了故障電流的上升。其結(jié)果是，導(dǎo)致用于處理正常換向時(shí)的陽極電抗能量的電路損失增加，存在著使得電力變流器效率降低的缺點(diǎn)。
或者，還存在著這樣的缺點(diǎn)，即為了切斷故障電流，必須使用超過切斷正常運(yùn)行電流所需的關(guān)斷電流額定值的大容量關(guān)斷電流額定值半導(dǎo)體元件。
本發(fā)明是為克服上述缺點(diǎn)而推出的，目的是提供一種電壓型自激式電力變流器的故障檢測(cè)電路，能夠在短路故障電流達(dá)到過流之前快速檢測(cè)出電力變流器的故障，而且無須將電抗器、或自消弧式電力半導(dǎo)體元件加大到必要規(guī)格以上即能檢測(cè)電力變流器的故障。
本發(fā)明備有電壓方向檢測(cè)裝置、橋臂電流方向檢測(cè)裝置及輸出裝置。電壓方向檢測(cè)裝置用于檢測(cè)當(dāng)從自消弧式電力半導(dǎo)體元件的陽極流向陰極方向的電流增加時(shí)在陽極電抗器上產(chǎn)生的定向電壓是否達(dá)到規(guī)定值以上。橋臂電流方向檢測(cè)裝置用于檢測(cè)從自消弧式電力半導(dǎo)體元件的陽極向陰極方向流動(dòng)的電流。而輸出裝置則將橋臂電流方向檢測(cè)信號(hào)延遲一定時(shí)間、并且當(dāng)該信號(hào)與陽極電抗器電壓方向檢測(cè)信號(hào)同時(shí)存在時(shí)，輸出故障檢測(cè)信號(hào)。因此，能在故障電流達(dá)到過流之前快速檢測(cè)出電力變流器的故障。
另外，本發(fā)明備有電壓方向檢測(cè)裝置、導(dǎo)通時(shí)間控制裝置及輸出裝置。電壓方向檢測(cè)裝置用于檢測(cè)當(dāng)從自消弧式電力半導(dǎo)體元件的陽極流向陰極方向的電流增加時(shí)在陽極電抗器上產(chǎn)生的定向電壓是否達(dá)到規(guī)定值以上。導(dǎo)通時(shí)間控制裝置用于決定自消弧式電力半導(dǎo)體元件換向動(dòng)作的開始定時(shí)，并控制導(dǎo)通時(shí)間。而輸出裝置則將控制導(dǎo)通時(shí)間的信號(hào)延遲一定時(shí)間、且當(dāng)該信號(hào)與陽極電抗器電壓方向檢測(cè)信號(hào)同時(shí)存在時(shí)，輸出故障檢測(cè)信號(hào)。其結(jié)果是，能檢測(cè)出電力變流器的故障，而不需要在電力變流器中設(shè)置電流檢測(cè)器。
另外，本發(fā)明備有電壓方向檢測(cè)裝置、電壓檢測(cè)裝置及輸出裝置。電壓方向檢測(cè)裝置用于檢測(cè)當(dāng)從自消弧式電力半導(dǎo)體元件的陽極流向陰極方向的電流增加時(shí)在陽極電抗器上產(chǎn)生的定向電壓是否達(dá)到規(guī)定值以上。電壓檢測(cè)裝置用于檢測(cè)自消弧式電力半導(dǎo)體元件的門極—陰極間的門極關(guān)斷電壓。而輸出裝置則將門極關(guān)斷電壓檢測(cè)信號(hào)延遲一定時(shí)間、且當(dāng)該信號(hào)與陽極電抗器電壓檢測(cè)信號(hào)同時(shí)存在時(shí)，輸出故障檢測(cè)信號(hào)。其結(jié)果是，能檢測(cè)出電力變流器的故障，進(jìn)一步還能檢測(cè)出自消弧式電力半導(dǎo)體元件的損壞。
另外，本發(fā)明備有電壓方向檢測(cè)裝置及延遲裝置。電壓方向檢測(cè)裝置用于檢測(cè)當(dāng)從自消弧式電力半導(dǎo)體元件的陽極流向陰極方向的電流增加時(shí)在陽極電抗器上產(chǎn)生的定向電壓是否達(dá)到規(guī)定值以上。延遲裝置當(dāng)檢測(cè)出陽極電抗器電壓檢測(cè)信號(hào)已經(jīng)過一定時(shí)間時(shí)，輸出故障檢測(cè)信號(hào)。其結(jié)果是，無須專門附加電流檢測(cè)器等即可檢測(cè)出電力變流器的故障。
按照本發(fā)明的電壓型自激式電力變流器的故障檢測(cè)電路，可在短路故障電流達(dá)到過流之前快速檢測(cè)出電力變流器的故障，而且無須將電抗器、或自消弧式電力半導(dǎo)體元件加大到必要規(guī)格以上。
圖1是表示本發(fā)明的電壓型自激式電力變流器一例的主電路圖。
圖2是表示本發(fā)明的電壓型自激式電力變流器故障檢測(cè)電路的第1實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是圖2中的陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路的詳細(xì)說明圖。
圖4是圖2中的橋臂電流方向檢測(cè)電路的詳細(xì)說明圖。
圖5是表示用于說明本發(fā)明第1實(shí)施例動(dòng)作的導(dǎo)通時(shí)間控制信號(hào)、門極開通信號(hào)、門極關(guān)斷信號(hào)的時(shí)間圖。
圖6是在圖2中的自消弧式電力半導(dǎo)體元件中流過電流時(shí)的換向動(dòng)作的說明圖。
圖7是在圖2中的二極管中流過電流時(shí)的換向動(dòng)作的說明圖。
圖8是在圖2中的自消弧式電力半導(dǎo)體元件中流過電流時(shí)出現(xiàn)故障時(shí)的現(xiàn)象說明圖。
圖9是在圖2中的二極管中流過電流時(shí)出現(xiàn)故障時(shí)的現(xiàn)象說明圖。
圖10是表示本發(fā)明的電壓型自激式電力變流器故障檢測(cè)電路的第2實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖11是表示用于說明本發(fā)明第2實(shí)施例動(dòng)作的導(dǎo)通時(shí)間控制信號(hào)、門極開通信號(hào)、門極關(guān)斷信號(hào)的時(shí)間圖。
圖12是表示本發(fā)明的電壓型自激式電力變流器故障檢測(cè)電路的第3實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖13是表示本發(fā)明的電壓型自激式電力變流器故障檢測(cè)電路的第4實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
以下，參照


本發(fā)明的實(shí)施例。
首先，參照?qǐng)D1說明作為本發(fā)明的對(duì)象的電壓型自激式電力變流器。圖1所示為三相電壓型自激式電力變流器，由高壓側(cè)的橋臂電路1、3、5、低壓側(cè)的橋臂電路2、4、6、及在橋臂電路1～6直流側(cè)連接的用于保持直流電壓恒定的直流電容器7構(gòu)成。
橋臂電路1包括由例如GTO(門極可關(guān)斷晶閘管)構(gòu)成的自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、與半導(dǎo)體元件11反并聯(lián)的二極管12、與半導(dǎo)體元件11及二極管12串聯(lián)用于抑制自消弧式電力半導(dǎo)體元件11的電流上升率的電抗器13。
同樣，橋臂電路2～6包括自消弧式電力半導(dǎo)體元件21、31、41、51、61、與半導(dǎo)體元件21、31、41、51、61反并聯(lián)的二極管22、32、42、52、62、電抗器23、33、43、53、63。
而且，在將橋臂電路1、2串聯(lián)的橋臂串聯(lián)電路、將橋臂電路3、4串聯(lián)的橋臂串聯(lián)電路、將橋臂電路5、6串聯(lián)的橋臂串聯(lián)電路中的各橋臂電路1、2的連接點(diǎn)、橋臂電路3、4的連接點(diǎn)、橋臂電路5、6的連接點(diǎn)上，分別連接著交流側(cè)端子R、S、T，直流端子P、N連接在直流電容器7的兩端。
為減小施加在自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、21上的電壓的上升率dv/dt等，一般在自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、21上并聯(lián)設(shè)置浪涌電壓防護(hù)電路，此外，為處理換向時(shí)在陽極電抗器上蓄積的能量，將電抗能量再生電路、或電阻和二極管串聯(lián)電路并聯(lián)于陽極電抗器13、23，但因這些電路與本發(fā)明沒有直接關(guān)系，其說明從略。
第1實(shí)施例圖2是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的圖，在圖1的橋臂電路1中，設(shè)有作為本發(fā)明的電壓方向檢測(cè)裝置一例的陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16、作為本發(fā)明的橋臂電流方向檢測(cè)裝置一例的電流檢測(cè)器14及橋臂電流方向檢測(cè)電路17、作為本發(fā)明延遲裝置一例的延遲電路18、作為本發(fā)明輸出裝置一例的″與″電路19，在橋臂電路2中，也設(shè)有作為本發(fā)明的電壓方向檢測(cè)裝置一例的陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路26、作為本發(fā)明的橋臂電流方向檢測(cè)裝置一例的電流檢測(cè)器24及橋臂電流方向檢測(cè)電路27、作為本發(fā)明延遲裝置一例的延遲電路28、作為本發(fā)明輸出裝置一例的″與″電路29。
陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16與陽極電抗器13并聯(lián)，用于檢測(cè)在從半導(dǎo)體元件11的陽極流向陰極的電流增加時(shí)在陽極電抗器13上產(chǎn)生的定向電壓是否達(dá)到規(guī)定值以上。陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路26與陽極電抗器23并聯(lián)，用于檢測(cè)當(dāng)從半導(dǎo)體元件21的陽極流向陰極方向的電流增加時(shí)在陽極電抗器23上產(chǎn)生的定向的電壓是否達(dá)到規(guī)定值以上。
橋臂電流方向檢測(cè)電路17輸入由電流檢測(cè)器14檢測(cè)的電流，檢測(cè)從半導(dǎo)體元件11的陽極流向陰極的電流。橋臂電流方向檢測(cè)電路27輸入由電流檢測(cè)器24檢出的電流，檢測(cè)從半導(dǎo)體元件21的陽極流向陰極的電流。陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16、26都是與在構(gòu)成高壓他激式變流器的電力半導(dǎo)體元件上加的正向電壓的檢測(cè)器等相同的電路，如圖3所示，由發(fā)光元件61、光接收元件62、電阻63、光導(dǎo)器件64、放大電路65構(gòu)成。
延遲電路18用于將橋臂電流方向檢測(cè)電路17的輸出信號(hào)延遲一定的時(shí)間，而延遲電路28用于將橋臂電流方向檢測(cè)電路27的輸出信號(hào)延遲一定的時(shí)間。
″與″電路19輸入陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16的輸出信號(hào)及延遲電路18的輸出信號(hào)，當(dāng)該兩個(gè)輸出信號(hào)同時(shí)存在時(shí)輸出其輸出信號(hào)即故障檢測(cè)信號(hào)?！迮c″電路29輸入陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路26的輸出信號(hào)及延遲電路28的輸出信號(hào)，當(dāng)該兩個(gè)輸出信號(hào)同時(shí)存在時(shí)輸出其輸出信號(hào)即故障檢出信號(hào)。
橋臂電流方向檢測(cè)電路17、27是與圖14的過流繼電器15、25相同的電路，如圖4所示，都由發(fā)光元件71、光接收元件72、電阻73、光導(dǎo)器件74、放大電路75及電阻76構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)是使電流檢測(cè)器14、24檢測(cè)的電流流過發(fā)光元件71，并由光接收元件72檢測(cè)。
橋臂電流方向檢測(cè)電路17、27也可與圖4不同，而由判斷圖2的電流檢測(cè)器14檢測(cè)的電流的正負(fù)用的電平判斷電路構(gòu)成。
以下，參照?qǐng)D5～圖9說明如上構(gòu)成的第1實(shí)施例的動(dòng)用效果，但為理解故障檢測(cè)方式，先以R相為例說明電壓型自激式電力變流器的運(yùn)行方式及有故障時(shí)的現(xiàn)象。
電壓型自激式電力變流器按PWM(脈寬調(diào)制)控制等眾所周知的技術(shù)運(yùn)行。作為PWM控制方式在換向時(shí)的現(xiàn)象之一例，在電氣學(xué)會(huì)發(fā)行(1987年3月31日第1版)的″半導(dǎo)體電力變流電路″的108頁、31頁中已有敘述，所以其詳細(xì)說明從略。
如圖5所示，為使高壓側(cè)的橋臂電路1和低壓側(cè)的橋臂電路2同時(shí)通電而不至發(fā)生直流短路故障，交替地向構(gòu)成橋臂電路1、2的自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、21傳遞門極開通、關(guān)斷信號(hào)。而且，在電壓型自激式電力變流器中，決定換向動(dòng)作的開始定時(shí)，并根據(jù)控制低壓側(cè)、高壓側(cè)橋臂電路1、2的導(dǎo)通時(shí)間的信號(hào)運(yùn)行。
即，例如在使電流從低壓側(cè)的橋臂電路2換向到高壓側(cè)的橋臂電路1的情況下，要在橋臂電路2的自消弧式電力半導(dǎo)體元件21上加門極關(guān)斷信號(hào)，然后在構(gòu)成橋臂電路1的自消弧式電力半導(dǎo)體元件11上加開通門極信號(hào)，使電壓型自激式電力變流器運(yùn)行。其結(jié)果是眾所周知的事實(shí)，即電力變流器交流側(cè)的電壓波形變?yōu)橐灾绷麟妷簽榉逯档木匦尾妷翰ㄐ蔚慕M合。
如圖6所示，在正常換向情況下，當(dāng)電流流過低壓側(cè)橋臂電路2的自消弧式電力半導(dǎo)體元件21時(shí)，如在自消弧式電力半導(dǎo)體元件21上施加門極關(guān)斷信號(hào)，則流過自消弧式電力半導(dǎo)體元件21的電流被切斷。其結(jié)果是流過低壓側(cè)陽極電抗器23的電流也衰減，并在陽極電抗器23上產(chǎn)生極性如圖6所示的電壓、即當(dāng)從自消弧式電力半導(dǎo)體元件21的陽極流向陰極的電流減小時(shí)產(chǎn)生的定向電壓。交流側(cè)的電流則如圖6中的虛線所示，因低壓側(cè)自消弧式電力半導(dǎo)體元件21被關(guān)斷而流向高壓側(cè)的橋臂電路1，所以在高壓側(cè)的陽極電抗器13上瞬態(tài)地產(chǎn)生極性如圖6所示的電壓。
但是，如圖7所示，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)橋臂電路2的二極管22導(dǎo)通、電流通過二極管22流動(dòng)時(shí)，為了進(jìn)行換向動(dòng)作，即使在低壓側(cè)自消弧式電力半導(dǎo)體元件21上施加門極關(guān)斷信號(hào)，也不能進(jìn)行換向動(dòng)作。但接著在高壓側(cè)自消弧式電力半導(dǎo)體元件11上施加門極開通信號(hào)時(shí)，換向動(dòng)作即開始。當(dāng)在自消弧式電力半導(dǎo)體元件11上施加開通信號(hào)時(shí)，如圖6中的虛線所示，從二極管22流向交流側(cè)的電流在變成通過自消弧式電力半導(dǎo)體元件11流向交流側(cè)之前的換向期間，在陽極電抗器23上施加當(dāng)從自消弧式電力半導(dǎo)體元件21的陽極流向陰極的電流增加時(shí)產(chǎn)生的定向電壓。同樣，這時(shí)電壓也施加在高壓側(cè)的陽極電抗器13上，其值約為直流電壓值的1/2。
為簡化第1實(shí)施例的說明，現(xiàn)考慮在構(gòu)成橋臂電路2的自消弧式電力半導(dǎo)體元件21導(dǎo)通期間，高壓側(cè)的橋臂電路1的自消弧式電力半導(dǎo)體元件11因某種不正常而損壞或?qū)?，或者因高壓?cè)橋臂電路1的兩端發(fā)生閃絡(luò)等而短路的情況。
當(dāng)電流流過低壓側(cè)自消弧式電力半導(dǎo)體元件21時(shí)，如高壓側(cè)的自消弧式電力半導(dǎo)體元件11因任何異常而損壞或?qū)?，則如圖7所示，短路電流從直流電路的P側(cè)通過陽極電抗器13、自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、自消弧式電力半導(dǎo)體元件21、陽極電抗器23的電路流向直流電路的N側(cè)。因此，直流電容器7上的電壓由高壓側(cè)的陽極電抗器13和低壓側(cè)的陽極電抗器23各分擔(dān)1/2左右，施加在陽極電抗器13、23上的電壓方向?yàn)閺淖韵∈诫娏Π雽?dǎo)體元件11、21的陽極流向陰極的電流增加方向的定向電壓的方向，即為圖8所示極性的電壓方向。
當(dāng)電流流過低壓側(cè)二極管22時(shí)，如高壓側(cè)的自消弧式電力半導(dǎo)體元件11因某種不正常而損壞或?qū)?，則流過如圖9所示的短路電流。在故障初期與圖7所示的正常換向相同，但由于施加門極開通信號(hào)使低壓側(cè)的自消弧式電力半導(dǎo)體元件21處在導(dǎo)通期間，所以短路電流倒流回二極管22，接著又持續(xù)不斷地通過低壓側(cè)的自消弧式電力半導(dǎo)體元件21流動(dòng)。除來自交流側(cè)的電流是在流入的情況外，與說明電流流過低壓側(cè)自消弧式電力半導(dǎo)體元件21時(shí)的圖8的情況完全相同。極性如圖9所示的電壓加在低壓側(cè)的陽極電抗器上，即，從自消弧式電力半導(dǎo)體元件21的陽極流向陰極的電流增加時(shí)產(chǎn)生的定向電壓加在陽極電抗器23上。
在因高壓側(cè)橋臂電路1的兩端發(fā)生閃絡(luò)等而短路的情況下，在低壓側(cè)陽極電抗器23上顯然也將產(chǎn)生極性如圖8、圖9所示的與直流電壓相當(dāng)?shù)碾妷?。此外，在交流?cè)發(fā)生線間短路的情況下，例如當(dāng)R相的低壓側(cè)橋臂電路2與S相的高壓側(cè)橋臂電路3導(dǎo)通時(shí)，如果R—S相間發(fā)生線間短路，則顯然在高壓側(cè)橋臂電路3所具有的陽極電抗器3上也將施加從橋臂電路3的自消弧式電力半導(dǎo)體元件31的陽極流向陰極的電流增加時(shí)產(chǎn)生的定向電壓。當(dāng)然，R相的低壓側(cè)的陽極電抗器23上也施加方向相同的電壓。
如上所述，在發(fā)生圖8、圖9所示故障時(shí)在低壓側(cè)陽極電抗器23上施加的電壓的方向與圖5所示低壓側(cè)自消弧式電力半導(dǎo)體元件21通電時(shí)在高壓側(cè)橋臂電路1中的電流換向情況下在低壓側(cè)陽極電抗器23上產(chǎn)生的電壓方向極性相反。因此，如果在陽極電抗器23上產(chǎn)生的電壓是使從自消弧式電力半導(dǎo)體元件21的陽極流向陰極的電流增加的定向電壓時(shí)，在電力變流器中有可能發(fā)生了故障。
但是，如在圖7中說明過的使電流從二極管22處在導(dǎo)通著的狀態(tài)換向流到高壓側(cè)橋臂電路1中的動(dòng)作那樣，在低壓側(cè)的二極管22流過電流時(shí)，與發(fā)生故障時(shí)的情況相同，從自消弧式電力半導(dǎo)體元件21的陽極流向陰極的電流增加時(shí)產(chǎn)生的定向電壓加在低壓側(cè)的陽極電抗器23上。但在正常換向過程中，當(dāng)在低壓側(cè)陽極電抗器23上施加使從自消弧式電力半導(dǎo)體元件21的陽極流向陰極的電流增加方向的電壓時(shí)，在橋臂電路2中流過的電流是通過二極管22流動(dòng)的電流，即從自消弧式電力半導(dǎo)體元件21的陰極流向陽極的電流。
因此，當(dāng)在橋臂電路2中流過的電流從自消弧式電力半導(dǎo)體元件21的陽極流向陰極時(shí)，如果在陽極電抗器23上施加了從自消弧式電力半導(dǎo)體元件21的陽極流向陰極的電流增加時(shí)在低壓側(cè)的陽極電抗器23上產(chǎn)生的定向電壓，這不是正常的換向操作，而意味著發(fā)生了故障。
另外，在以上的說明中為簡單起見，說明了低壓側(cè)的橋臂電路2處在導(dǎo)通狀態(tài)下的情況，但在高壓側(cè)的橋臂電路1的情況下，如果將上述的低壓側(cè)換成高壓側(cè)，而將高壓側(cè)換成低壓側(cè)時(shí)，同樣能檢測(cè)電壓型自激式電力變流器的故障。
因此，換句話說，在以上說明中，將高壓側(cè)換成非導(dǎo)通側(cè)，則在非導(dǎo)通側(cè)的橋臂電路發(fā)生導(dǎo)通故障、在非導(dǎo)通側(cè)的橋臂電路1的兩端發(fā)生閃絡(luò)故障或發(fā)生線間短路故障的情況下，當(dāng)橋臂電路2中電流從自消弧式電力半導(dǎo)體元件的陽極流向陰極時(shí)，如能檢測(cè)出從自消弧式電力半導(dǎo)體元件的陽極流向陰極的電流增加時(shí)在陽極電抗器上產(chǎn)生的定向電壓超過規(guī)定值，則可快速地檢測(cè)出故障的發(fā)生，顯然能象現(xiàn)有例一樣在故障電流達(dá)到過流區(qū)域之前將故障檢測(cè)出來。
檢測(cè)陽極電抗器13、23的電壓超過規(guī)定值的原因是由于自激式電力變流器在交流側(cè)流動(dòng)著交流電流，伴隨著交流電流的變化，在陽極電抗器13、23上出現(xiàn)交流電壓、即雙向極性的電壓。因此，為了使檢測(cè)出的電壓不是因正常運(yùn)行中的電流變化而在陽極電抗器13、23上產(chǎn)生的電壓，就必須檢測(cè)在規(guī)定值以上的電壓。但因陽極電抗器13、23的電感值小，所以因正常電流變化而在陽極電抗器13、23上產(chǎn)生的電壓與直流電壓相比只是極小的值，因而交流電壓波形的峰值大約與直流電壓值相等。
另一方面，有故障時(shí)在陽極電抗器13、23上產(chǎn)生的電壓與因正常電流變化而產(chǎn)生的電壓相比是非常大的值，如上所述，是大約為直流電壓的1/2的值或1/2以上的值。即，有故障時(shí)的電流增加率是正常電流增加率以上的極大的值。
因此，按照第1實(shí)施例，在陽極電抗器13、23上并聯(lián)設(shè)置檢測(cè)加在陽極電抗器13、23上的電壓方向用的陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16、26，用于檢測(cè)當(dāng)從自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、21的陽極流向陰極方向的電流增加時(shí)在陽極電抗器13、23上產(chǎn)生的定向電壓是否達(dá)到規(guī)定值以上。即，當(dāng)電流在自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、21中從陽極流向陰極時(shí)，利用在陽極電抗器13、23上產(chǎn)生的電壓檢測(cè)出在自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、21中從陽極流向陰極的電流以比正常運(yùn)行時(shí)的電流增加率高的電流增加率增長的情況。
但是，在正常換向時(shí)在陽極電抗器13、23上也會(huì)產(chǎn)生與有故障時(shí)極性相同的電壓，所以為了判別正常換向時(shí)的現(xiàn)象與有故障時(shí)的現(xiàn)象，在橋臂電路1、2中設(shè)置檢測(cè)在橋臂電路1、2流過的電流方向的電流方向檢測(cè)電路17、27，用于檢測(cè)從自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、21的陽極流向陰極的電流的流動(dòng)情況。
設(shè)置將橋臂電流方向檢測(cè)電路17、27的輸出信號(hào)延遲一定時(shí)間的延遲電路18、28，并設(shè)置將陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16、26的輸出信號(hào)和延遲電路18、28的輸出信號(hào)作為輸入信號(hào)的″與″電路19、29，在橋臂電流方向檢測(cè)電路17、27的動(dòng)作經(jīng)過一定時(shí)間時(shí)，使陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16、26動(dòng)作，可以高速地識(shí)別正常運(yùn)行時(shí)的現(xiàn)象并能檢測(cè)出變流器的故障。
這里，說明將橋臂電流方向檢測(cè)信號(hào)延遲一定時(shí)間的原因。與圖7所示的換向動(dòng)作的說明相同，更為詳細(xì)地說明在電流流過低壓側(cè)二極管22的狀態(tài)下，高壓側(cè)橋臂電路1中的電流換向動(dòng)作。在電流流過低壓側(cè)二極管22的狀態(tài)下，在高壓側(cè)自消弧式電力半導(dǎo)體元件11上施加門極開通信號(hào)，使高壓側(cè)的電流換向時(shí)，電流在高壓側(cè)自消弧式電力半導(dǎo)體元件11中從陽極向陰極的方向流過，而在高壓側(cè)的陽極電抗器13上施加了從自消弧式電力半導(dǎo)體元件11的陽極流向陰極的電流增加時(shí)產(chǎn)生的定向電壓。因此，如果在低壓側(cè)二極管22進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)進(jìn)行向高壓側(cè)的換向動(dòng)作，高壓側(cè)的故障檢測(cè)電路將發(fā)生動(dòng)作異常。為解決這種異常，在換向結(jié)束到陽極電抗器13、23上產(chǎn)生的電壓消失的這段時(shí)間，必須延遲從陽極流向陰極的電流檢測(cè)信號(hào)。
但是，因在高壓側(cè)及低壓側(cè)的橋臂電路1、2內(nèi)都設(shè)有用于檢測(cè)故障的電路，所以從以上說明可知，當(dāng)在低壓側(cè)二極管22導(dǎo)通時(shí)在進(jìn)行向高壓側(cè)換向動(dòng)作的同時(shí)發(fā)生故障的情況下，在由故障延遲電路的延遲時(shí)間決定的時(shí)間后進(jìn)行檢測(cè)。然而，為將該延遲時(shí)間與進(jìn)行正常換向動(dòng)作時(shí)間協(xié)調(diào)，由于在檢測(cè)出故障的時(shí)刻的故障電流比進(jìn)行正常換向動(dòng)作的電流大，所以在故障電流達(dá)到過流之前，可滿足″與″電路的輸入信號(hào)條件并將故障檢測(cè)出來。
與到現(xiàn)在為止的說明相同，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)的橋臂電路2處在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，作為高壓側(cè)的橋臂電路1因任何異常而損壞或?qū)?，或者在高壓?cè)的橋臂電路1的兩端發(fā)生閃絡(luò)故障，說明第1實(shí)施例的作用?，F(xiàn)在就來說明當(dāng)?shù)蛪旱臉虮垭娐?處在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，高壓側(cè)的橋臂電路1因任何異常而損壞或?qū)?，或者在高壓?cè)的橋臂電路1的兩端發(fā)生了閃絡(luò)故障的情況。
當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，或在電流流過低壓側(cè)二極管22的情況下將門極開通信號(hào)加在自消弧式電力半導(dǎo)體元件11上時(shí)，在陽極電抗器13、23上從半導(dǎo)體元件11、21的陽極流向陰極的電流增加，電壓極性如圖7所示，即，在從自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、21的陽極流向陰極的電流增加時(shí)產(chǎn)生的定向電壓加在陽極電抗器上。
因此，在構(gòu)成圖3示出的陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16、26的發(fā)光元件61上流過電流并發(fā)光。發(fā)出的光由光導(dǎo)器件64傳導(dǎo)到光接收元件62，通過與放大電路的相互作用可以檢測(cè)出加在陽極電抗器上的電壓。這時(shí)，通過適當(dāng)選定與發(fā)光元件61串聯(lián)的電阻值可任意設(shè)定可檢測(cè)的電壓值，所以若將用正常運(yùn)行時(shí)的電壓增加率不能檢測(cè)的陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16、26的電壓檢測(cè)值設(shè)定在一定值上，則在故障發(fā)生時(shí)，或在電流流過低壓側(cè)二極管22的情況下將門極開通信號(hào)加在自消弧式電力半導(dǎo)體元件11上時(shí)，陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16將動(dòng)作，而在正常運(yùn)行中就不會(huì)動(dòng)作。
當(dāng)在陽極電抗器13、23上產(chǎn)生的是使從自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、21的陽極流向陰極的電流減小的電壓時(shí)，因該電壓的方向與上述的方向相反，所以電流不流過發(fā)光元件61，因而陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16、26不動(dòng)作。
其次，如果換向時(shí)的門極開通信號(hào)加在高壓側(cè)的自消弧式電力半導(dǎo)體元件11上，則由于在橋臂電路1中電流從自消弧式電力半導(dǎo)體元件11的陽極流向陰極，所以電流流過構(gòu)成圖4所示的橋臂電流方向檢測(cè)電路17、27的發(fā)光元件71，并發(fā)光，該光通過光導(dǎo)器件74導(dǎo)入光接收元件72，這時(shí)獲得的電信號(hào)被放大電路75放大。另一方面，當(dāng)橋臂電路1、2中的電流是從電力半導(dǎo)體元件11的陰極流向陽極時(shí)，橋臂電流方向檢測(cè)電路17、27不動(dòng)作，從而不進(jìn)行檢測(cè)動(dòng)作。
如果是低壓側(cè)二極管22正在導(dǎo)通時(shí)的換向動(dòng)作，則高壓側(cè)橋臂電流方向檢測(cè)電路17動(dòng)作，但由于延遲電路18的作用，信號(hào)沒有輸入到″與″電路19。因此，若將延遲電路18的延遲時(shí)間設(shè)定為相當(dāng)于正常電流換向時(shí)間的時(shí)間延遲，則在經(jīng)過該換向時(shí)間后，在陽極電抗器13上不產(chǎn)生電壓，所以陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16不動(dòng)作。因此，不滿足″與″電路19的輸入條件，所以本實(shí)施例的故障檢測(cè)電路不會(huì)動(dòng)作。
但是，在電流流過低壓側(cè)二極管22的狀態(tài)下，當(dāng)發(fā)生使高壓側(cè)的橋臂電路1導(dǎo)通的故障時(shí)，在故障發(fā)生并經(jīng)過一定時(shí)間后，從以上說明可知，高壓側(cè)的故障檢測(cè)電路動(dòng)作。
顯然在低壓側(cè)橋臂電路2中從自消弧式電力半導(dǎo)體元件21的陽極到陰極的方向開始流過電流并經(jīng)一定時(shí)間后，低壓側(cè)的故障檢測(cè)電路也動(dòng)作。
此外，在電流流過低壓側(cè)自消弧式電力半導(dǎo)體元件21的過程中，如發(fā)生故障時(shí)，從橋臂電流方向檢測(cè)電路27通過延遲電路28輸入到″與″電路29的條件已經(jīng)成立，所以在故障發(fā)生時(shí)刻陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路26動(dòng)作，顯然本檢測(cè)電路將立即動(dòng)作。
以上說明了假定高壓側(cè)橋臂電路1發(fā)生導(dǎo)通故障的情況，但即使是高壓側(cè)橋臂電路1的兩端發(fā)生閃絡(luò)故障、或R—S相間發(fā)生線間短路，因低壓側(cè)橋臂電流方向檢測(cè)電路27后面的延遲電路28已經(jīng)動(dòng)作或故障發(fā)生并經(jīng)一定時(shí)間后動(dòng)作，而發(fā)生故障時(shí)陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路26也立即動(dòng)作，所以本實(shí)施例的故障檢測(cè)電路動(dòng)作。
在以上說明中即使將低壓側(cè)換成高壓側(cè)、將高壓側(cè)換成低壓側(cè)，也是同樣的，所以本實(shí)施例的故障檢測(cè)電路能夠快速地檢測(cè)出電力變流器的故障，而與故障是在變流器的高壓側(cè)、還是在低壓側(cè)無關(guān)。
另外，以上的說明是假定高壓側(cè)橋臂電路發(fā)生導(dǎo)通故障，但在高壓側(cè)橋臂電路1的兩端發(fā)生閃絡(luò)故障時(shí)，雖然本發(fā)明的高壓側(cè)故障檢測(cè)電路不動(dòng)作，但低壓側(cè)故障檢測(cè)電路照樣動(dòng)作，顯然可檢測(cè)出故障。而發(fā)生線間短路故障時(shí)也一樣。
因此，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16、26立即動(dòng)作，如故障電流在橋臂電路中從自消弧式電力半導(dǎo)體元件的陽極到陰極的方向流過，則橋臂電流方向檢測(cè)電路17、27動(dòng)作，可以由″與″電路19、29的輸出信號(hào)檢測(cè)故障。
另一方面，在正常換向時(shí)借助于延遲電路18、28的作用使″與″電路19、29沒有輸出信號(hào)，所以利用故障檢測(cè)電路能夠快速地檢測(cè)出電力變流器的故障。
第2實(shí)施例圖10所示為本發(fā)明的第2實(shí)施例，與圖2相同的部分標(biāo)以相同符號(hào)且將其說明省略，這里說明不同之處，即說明導(dǎo)通時(shí)間控制電路171、271、延遲電路181、281、″與″電路191、291。
導(dǎo)通時(shí)間控制電路171用于控制高壓側(cè)自消弧式電力半導(dǎo)體元件11的導(dǎo)通時(shí)間，導(dǎo)通時(shí)間控制電路271用于控制低壓側(cè)自消弧式電力半導(dǎo)體元件21的導(dǎo)通時(shí)間。延遲電路181用于將導(dǎo)通時(shí)間控制電路171的輸出信號(hào)延遲規(guī)定時(shí)間，延遲電路281用于將導(dǎo)通時(shí)間控制電路271的輸出信號(hào)延遲規(guī)定時(shí)間。″與″電路191用于輸入延遲電路181的輸出信號(hào)和陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16的輸出信號(hào)，當(dāng)兩個(gè)輸出信號(hào)同時(shí)輸入時(shí)，輸出故障檢測(cè)信號(hào)，″與″電路291用于輸入延遲電路281的輸出信號(hào)和陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路26的輸出信號(hào)，當(dāng)兩個(gè)輸出信號(hào)同時(shí)輸入時(shí)，輸出故障檢測(cè)信號(hào)。
如上所述，自激式電力變流器決定自消弧式電力半導(dǎo)體元件11開始換向動(dòng)作的定時(shí)，并按照控制導(dǎo)通時(shí)間的信號(hào)運(yùn)行。
此外，當(dāng)進(jìn)行與有故障時(shí)同樣的換向動(dòng)作時(shí)，從自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、21的陽極流向陰極的電流增加時(shí)產(chǎn)生的定向電壓之所以加在陽極電抗器13、23上，是因?yàn)槿鐖D11所示二極管12、22流過電流時(shí)，是在門極開通信號(hào)加在自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、21上之后的A期間。
因此，如圖11所示，若用延遲電路181、281延遲導(dǎo)通時(shí)間控制電路171、271的輸出信號(hào)，檢測(cè)出從自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、21換向后經(jīng)過了一定時(shí)間的導(dǎo)通時(shí)間，就能斷定不是剛換向后的現(xiàn)象的時(shí)間，并可根據(jù)與陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16、26的檢測(cè)信號(hào)的″與″運(yùn)算，檢測(cè)故障。即，設(shè)有將陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16、26的輸出信號(hào)和延遲電路181、281的輸出信號(hào)作為輸入信號(hào)的″與″電路191、291，當(dāng)控制自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、21的導(dǎo)通時(shí)間的信號(hào)經(jīng)過一定時(shí)間以上時(shí)，陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16、26便動(dòng)作，可以與正常換向時(shí)的現(xiàn)象相區(qū)別，能快速地檢測(cè)出電力變流器的故障。
按照如上所述第2實(shí)施例的故障檢測(cè)電路，除了前述第1實(shí)施例的效果之外，還能獲得如下效果。由于不用象圖2的實(shí)施例那樣檢測(cè)橋臂電路1、2的電流，所以可獲得無須在橋臂電路1、2內(nèi)設(shè)置電流檢測(cè)器14、24的效果。
第3實(shí)施例圖12所示為本發(fā)明的第3實(shí)施例，與圖2相同的部分標(biāo)以相同符號(hào)且將其說明省略，這里說明不同之處，即說明G—K間電壓檢測(cè)電路172、272、反相電路173、273、延遲電路182、282、″與″電路192、292。
G—K間電壓檢測(cè)電路172檢測(cè)自消弧式電力半導(dǎo)體元件11的G(門極)—K(陰極)間的門極關(guān)斷電壓，G—K間電壓檢測(cè)電路272檢測(cè)自消弧式電力半導(dǎo)體元件12的G(門極)—K(陰極)間的門極關(guān)斷電壓。
反相電路173使G—K間電壓檢測(cè)電路172的輸出信號(hào)反相，反相電路273使G—K間電壓檢測(cè)電路272的輸出信號(hào)反相。延遲電路182將反相電路173的輸出信號(hào)延遲規(guī)定時(shí)間，延遲電路282將反相電路273的輸出信號(hào)延遲規(guī)定時(shí)間?！迮c″電路192輸入延遲電路182的輸出信號(hào)和陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16的輸出信號(hào)，當(dāng)兩個(gè)輸出信號(hào)同時(shí)輸入時(shí)，輸出故障信號(hào)，″與″電路292輸入延遲電路282的輸出信號(hào)和陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路26的輸出信號(hào)，當(dāng)兩個(gè)輸出信號(hào)同時(shí)輸入時(shí)，輸出故障信號(hào)。
按照如上所述的第3實(shí)施例的故障檢測(cè)電路，除前述的第1實(shí)施例的效果外，還能獲得如下效果。將檢測(cè)施加在陽極電抗器13、23上的電壓的陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16、26與陽極電抗器13、23并聯(lián)設(shè)置，用來檢測(cè)當(dāng)從自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、21的陽極流向陰極方向的電流增加時(shí)在陽極電抗器13、23上產(chǎn)生的定向電壓是否在規(guī)定值以上。但即使是在正常換向時(shí)在陽極電抗器13、23上也會(huì)產(chǎn)生與有故障時(shí)極性相同的電壓，所以必須對(duì)正常運(yùn)行時(shí)的現(xiàn)象和有故障時(shí)的現(xiàn)象進(jìn)行判別。
為此，在圖12的實(shí)施例中設(shè)置檢測(cè)自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、12的G(門極)—K(陰極)間的門極關(guān)斷電壓用的G—K間電壓檢測(cè)電路172、272，所以能檢測(cè)出自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、12所存在的損壞、及元件11、12的導(dǎo)通狀態(tài)。
因此，將G—K間電壓檢測(cè)電路172、272的輸出信號(hào)分別通過反相電路173、273反相，并用延遲電路182、282將該反相信號(hào)延遲一定時(shí)間，判斷自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、21換向后是否經(jīng)過了一定時(shí)間的導(dǎo)通時(shí)間。將陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16、26的輸出信號(hào)和延遲電路182、282的輸出信號(hào)輸入到″與″電路192、292。因此，自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、21導(dǎo)通并經(jīng)過一定時(shí)間以上時(shí)，陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16、26便動(dòng)作，能快速地與正常換向時(shí)的現(xiàn)象相區(qū)別，檢測(cè)出電力變流器的故障，進(jìn)一步還能檢測(cè)出自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、21的損壞。
第4實(shí)施例圖13所示為本發(fā)明的第4實(shí)施例，與圖2相同的部分標(biāo)以相同符號(hào)且將其說明省略，這里以不同之處為主加以說明。即，在陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16的輸出側(cè)設(shè)置延遲電路183，用于將陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16的輸出信號(hào)延遲一定時(shí)間，將從延遲電路183得到的輸出信號(hào)作為故障檢測(cè)信號(hào)使用。而在陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路26的輸出側(cè)設(shè)置延遲電路283，用于將陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路26的輸出信號(hào)延遲一定時(shí)間，將從延遲電路283得到的輸出信號(hào)作為故障檢測(cè)信號(hào)使用。
按照如上構(gòu)成的第4實(shí)施例，可獲得如下作用效果。當(dāng)陽極電抗器13、23上施加的電壓在換向時(shí)的瞬態(tài)現(xiàn)象結(jié)束、變?yōu)樵陉枠O電抗器13、23上流過正常運(yùn)行電流的狀態(tài)時(shí)，產(chǎn)生的電壓與有故障時(shí)的電壓相比較，前面已說明過這是極小的值，即，在正常的電流換向中經(jīng)過必要的時(shí)間后，在陽極電抗器13、23上幾乎不產(chǎn)生電壓。因此，由于設(shè)有將陽極電抗器檢測(cè)信號(hào)延遲一定時(shí)間的延遲電路183、283，所以陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16、26在一定時(shí)間以后動(dòng)作，能夠與正常換向時(shí)的現(xiàn)象相區(qū)別檢測(cè)出電力變流器的故障。
在以上講述的實(shí)施例中，作為電壓型自激式電力變流器，列舉的是由圖1所示的與橋臂電路1、2串聯(lián)的橋臂串聯(lián)電路、與橋臂電路3、4串聯(lián)的橋臂串聯(lián)電路、與橋臂電路5、6串聯(lián)的橋臂串聯(lián)電路構(gòu)成的三相電路，但不限于此，即使是采用2個(gè)橋臂串聯(lián)電路的單相電路、橋臂串聯(lián)電路在4個(gè)以上，均可獲得同樣的效果。此外，橋臂串聯(lián)電路的橋臂電路的個(gè)數(shù)也不限于2個(gè)，可以在3個(gè)以上。
權(quán)利要求
1.一種電壓型自激式電力變流器的故障檢測(cè)電路，備有多個(gè)橋臂電路串聯(lián)的橋臂串聯(lián)電路，上述各橋臂串聯(lián)電路具有自消弧式電力半導(dǎo)體元件及與該半導(dǎo)體元件的陽極串聯(lián)用于抑制電流上升率的陽極電抗器，其特征在于，它備有電壓方向檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)當(dāng)從上述各橋臂電路的每個(gè)半導(dǎo)體元件的陽極流向陰極方向的電流增加時(shí)在陽極電抗器上產(chǎn)生的定向電壓是否達(dá)到規(guī)定值以上；橋臂電流方向檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)從上述各橋臂電路的每個(gè)半導(dǎo)體元件的陽極向陰極方向流動(dòng)的電流；延遲裝置，用于將上述各橋臂電路的每個(gè)上述橋臂電流方向檢測(cè)裝置的輸出信號(hào)分別延遲一定時(shí)間；輸出裝置，用于在上述各橋臂電路中當(dāng)上述電壓方向檢測(cè)裝置的輸出信號(hào)和上述延遲裝置的輸出信號(hào)同時(shí)存在時(shí)產(chǎn)生上述變流器的故障檢測(cè)信號(hào)。
2.一種電壓型自激式電力變流器的故障檢測(cè)電路，備有多個(gè)橋臂電路串聯(lián)的橋臂串聯(lián)電路，上述橋臂串聯(lián)電路具有自消弧式電力半導(dǎo)體元件、與該半導(dǎo)體元件反并聯(lián)的二極管、及與該半導(dǎo)體元件的陽極串聯(lián)用于抑制電流上升率的陽極電抗器，其特征在于，它備有電壓方向檢測(cè)裝置，與上述各橋臂電路的陽極電抗器并聯(lián)，用于檢測(cè)當(dāng)從上述各半導(dǎo)體元件的陽極流向陰極方向的電流增加時(shí)在陽極電抗器上產(chǎn)生的定向電壓是否達(dá)到規(guī)定值以上；橋臂電流方向檢測(cè)裝置，設(shè)在上述每個(gè)橋臂電路內(nèi)，用于檢測(cè)從上述各半導(dǎo)體元件的陽極向陰極方向流動(dòng)的電流；延遲裝置，設(shè)在上述每個(gè)橋臂電路內(nèi)，用于將上述各橋臂電流方向檢測(cè)裝置的輸出信號(hào)分別延遲一定時(shí)間；輸出裝置，設(shè)在上述每個(gè)橋臂電路內(nèi)，用于輸入上述各電壓方向檢測(cè)裝置和上述各延遲裝置的輸出信號(hào)，并在該兩個(gè)信號(hào)同時(shí)存在時(shí)產(chǎn)生上述變流器的故障檢測(cè)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電壓型自激式電力變流器的故障檢測(cè)電路，其特征在于多個(gè)上述橋臂串聯(lián)電路并聯(lián)，在上述橋臂串聯(lián)電路之一的橋臂串聯(lián)電路的每個(gè)橋臂電路中，設(shè)有上述電壓方向檢測(cè)裝置、上述各橋臂電流方向檢測(cè)裝置、及上述輸出裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的電壓型自激式電力變流器的故障檢測(cè)電路，其特征在于橋臂電流方向檢測(cè)裝置由以下各部件構(gòu)成，即電流流過時(shí)發(fā)光的發(fā)光元件、與該發(fā)光元件串聯(lián)用于設(shè)定電壓的第1電阻、與該第1電阻及上述發(fā)光元件并聯(lián)的第2電阻、接收到發(fā)光元件發(fā)出的光時(shí)將其變換為電信號(hào)的光接收元件、將發(fā)光元件發(fā)出的光傳送到上述光接收元件的光導(dǎo)器件、及將從上述光接收元件得到的電信號(hào)放大的放大電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的電壓型自激式電力變流器的故障檢測(cè)電路，其特征在于橋臂電流方向檢測(cè)裝置由檢測(cè)流過陽極電抗器的電流并判斷該檢測(cè)出的電流正負(fù)的電平判斷電路構(gòu)成。
6.一種電壓型自激式電力變流器的故障檢測(cè)電路，備有多個(gè)橋臂電路串聯(lián)的橋臂串聯(lián)電路，上述橋臂串聯(lián)電路具有自消弧式電力半導(dǎo)體元件及與該半導(dǎo)體元件的陽極串聯(lián)用于抑制電流上升率的陽極電抗器，其特征在于，它備有電壓方向檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)當(dāng)從上述各橋臂電路的半導(dǎo)體元件的陽極流向陰極方向的電流增加時(shí)在陽極電抗器上產(chǎn)生的定向電壓是否達(dá)到規(guī)定值以上；導(dǎo)通時(shí)間控制裝置，用于分別控制上述各橋臂電路的半導(dǎo)體元件的導(dǎo)通時(shí)間；延遲裝置，用于將上述各導(dǎo)通時(shí)間控制裝置的輸出信號(hào)分別延遲一定時(shí)間；輸出裝置，用于在上述各橋臂電路中當(dāng)上述電壓方向檢測(cè)裝置的輸出信號(hào)和上述延遲裝置的輸出信號(hào)同時(shí)存在時(shí)產(chǎn)生上述變流器的故障檢測(cè)信號(hào)。
7.一種電壓型自激式電力變流器的故障檢測(cè)電路，備有多個(gè)橋臂電路串聯(lián)的橋臂串聯(lián)電路，上述橋臂串聯(lián)電路具有自消弧式電力半導(dǎo)體元件、與該半導(dǎo)體元件反并聯(lián)的二極管、及與該半導(dǎo)體元件的陽極串聯(lián)用于抑制電流上升率的陽極電抗器，其特征在于，它備有電壓方向檢測(cè)裝置，與上述各橋臂電路的陽極電抗器并聯(lián)，用于檢測(cè)當(dāng)從上述各半導(dǎo)體元件的陽極流向陰極方向的電流增加時(shí)在上述各橋臂電路的陽極電抗器上產(chǎn)生的定向電壓是否達(dá)到規(guī)定值以上；導(dǎo)通時(shí)間控制裝置，設(shè)在上述每個(gè)橋臂電路內(nèi)，用于分別控制上述半導(dǎo)體元件的導(dǎo)通時(shí)間；延遲裝置，設(shè)在上述每個(gè)橋臂電路內(nèi)，用于將上述各導(dǎo)通時(shí)間控制裝置的輸出信號(hào)分別延遲一定時(shí)間；輸出裝置，設(shè)在上述每個(gè)橋臂電路內(nèi)，用于在上述電壓方向檢測(cè)裝置的輸出信號(hào)和上述延遲裝置的輸出信號(hào)同時(shí)存在時(shí)產(chǎn)生上述變流器的故障檢測(cè)信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電壓型自激式電力變流器的故障檢測(cè)電路，其特征在于多個(gè)上述橋臂串聯(lián)電路并聯(lián)，在上述橋臂串聯(lián)電路之一的橋臂串聯(lián)電路的每個(gè)橋臂電路中，設(shè)有上述電壓方向檢測(cè)裝置、上述導(dǎo)通時(shí)間控制裝置、上述延遲裝置、及上述輸出裝置。
9.一種電壓型自激式電力變流器的故障檢測(cè)電路，備有多個(gè)橋臂電路串聯(lián)的橋臂串聯(lián)電路，上述橋臂串聯(lián)電路具有自消弧式電力半導(dǎo)體元件及與該半導(dǎo)體元件的陽極串聯(lián)用于抑制電流上升率的陽極電抗器，其特征在于，它備有電壓方向檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)當(dāng)從上述各橋臂電路的每個(gè)半導(dǎo)體元件的陽極流向陰極方向的電流增加時(shí)在陽極電抗器上產(chǎn)生的定向電壓是否達(dá)到規(guī)定值以上；電壓檢測(cè)裝置，用于分別檢測(cè)上述各橋臂電路的每個(gè)半導(dǎo)體元件的門極與陰極間的門極關(guān)斷電壓；延遲裝置，用于將上述各電壓檢測(cè)裝置的輸出信號(hào)分別反相并延遲一定時(shí)間；輸出裝置，用于在上述各橋臂電路中當(dāng)上述電壓方向檢測(cè)裝置的輸出信號(hào)和上述延遲裝置的輸出信號(hào)同時(shí)存在時(shí)產(chǎn)生上述變流器的故障檢測(cè)信號(hào)。
10.一種電壓型自激式電力變流器的故障檢測(cè)電路，備有多個(gè)橋臂電路串聯(lián)的橋臂串聯(lián)電路，上述橋臂串聯(lián)電路具有自消弧式電力半導(dǎo)體元件、與該半導(dǎo)體元件反并聯(lián)連接的二極管、及與該半導(dǎo)體元件的陽極串聯(lián)用于抑制電流上升率的陽極電抗器，其特征在于，它備有電壓方向檢測(cè)裝置，與上述各橋臂電路的陽極電抗器并聯(lián)，用于檢測(cè)當(dāng)從上述各半導(dǎo)體元件的陽極流向陰極方向的電流增加時(shí)在上述各橋臂電路的陽極電抗器上產(chǎn)生的定向電壓是否達(dá)到規(guī)定值以上；電壓檢測(cè)裝置，設(shè)在上述每個(gè)橋臂電路內(nèi)，用于分別檢測(cè)上述各橋臂電路的每個(gè)半導(dǎo)體元件的門極與陰極間的門極關(guān)斷電壓；延遲裝置，設(shè)在上述每個(gè)橋臂電路內(nèi)，用于將上述各電壓檢測(cè)裝置的輸出信號(hào)分別反相并延遲一定時(shí)間；輸出裝置，用于在上述各橋臂電路中當(dāng)上述電壓方向檢測(cè)裝置的輸出信號(hào)和上述延遲裝置的輸出信號(hào)同時(shí)存在時(shí)產(chǎn)生上述變流器的故障檢測(cè)信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的電壓型自激式電力變流器的故障檢測(cè)電路，其特征在于多個(gè)上述橋臂串聯(lián)電路并聯(lián)，在上述橋臂串聯(lián)電路之一的橋臂串聯(lián)電路的每個(gè)橋臂電路中，設(shè)有上述電壓方向檢測(cè)裝置、上述電壓檢測(cè)裝置、上述延遲裝置、及上述輸出裝置。
12.一種電壓型自激式電力變流器的故障檢測(cè)電路，備有多個(gè)橋臂電路串聯(lián)的橋臂串聯(lián)電路，上述橋臂串聯(lián)電路具有自消弧式電力半導(dǎo)體元件及與該半導(dǎo)體元件的陽極串聯(lián)用于抑制電流上升率的陽極電抗器，其特征在于，它備有電壓方向檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)當(dāng)從上述各橋臂電路的每個(gè)半導(dǎo)體元件的陽極流向陰極方向的電流增加時(shí)在陽極電抗器上產(chǎn)生的定向電壓是否達(dá)到規(guī)定值以上；延遲裝置，用于將該電壓檢測(cè)裝置的輸出信號(hào)分別延遲一定時(shí)間并以其輸出信號(hào)作為上述變流器的故障檢測(cè)信號(hào)。
13.一種電壓型自激式電力變流器的故障檢測(cè)電路，備有多個(gè)橋臂電路串聯(lián)的橋臂串聯(lián)電路，上述橋臂串聯(lián)電路具有自消弧式電力半導(dǎo)體元件、與該半導(dǎo)體元件反并聯(lián)連接的二極管、及與該半導(dǎo)體元件的陽極串聯(lián)用于抑制電流上升率的陽極電抗器，其特征在于，它備有電壓方向檢測(cè)裝置，與上述各橋臂電路的陽極電抗器并聯(lián)，用于檢測(cè)當(dāng)從上述各半導(dǎo)體元件的陽極流向陰極方向的電流增加時(shí)在陽極電抗器上產(chǎn)生的定向電壓是否達(dá)到規(guī)定值以上；延遲裝置，用于將該電壓檢測(cè)裝置的輸出信號(hào)分別延遲一定時(shí)間并以其輸出信號(hào)作為上述變流器的故障檢測(cè)信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的電壓型自激式電力變流器的故障檢測(cè)電路，其特征在于多個(gè)上述橋臂串聯(lián)電路并聯(lián)，在上述橋臂串聯(lián)電路之一的橋臂串聯(lián)電路的每個(gè)橋臂電路中，設(shè)有上述電壓方向檢測(cè)裝置、上述電壓檢測(cè)裝置、上述延遲裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至3、6至14中任何一項(xiàng)所述的電壓型自激式電力變流器的故障檢測(cè)電路，其特征在于電壓檢測(cè)裝置由以下各部件構(gòu)成，即電流流過時(shí)發(fā)光的發(fā)光元件、與該發(fā)光元件串聯(lián)用于設(shè)定電壓的電阻、接收到發(fā)光元件發(fā)出的光時(shí)將其變換為電信號(hào)的光接收元件、將發(fā)光元件發(fā)出的光傳送到上述光接收元件的光導(dǎo)器件、及將從上述光接收元件得到的電信號(hào)放大的放大電路。
全文摘要
由在串聯(lián)連接的自消弧式電力半導(dǎo)體元件11、12上分別串聯(lián)陽極電抗器13、23構(gòu)成的電壓型自激式電力變流器中，本發(fā)明的故障檢測(cè)電路設(shè)有分別檢測(cè)從上述各元件11、12的陽極流向陰極方向的電流增加時(shí)在陽極電抗器13、23上產(chǎn)生的定向電壓是否達(dá)到規(guī)定值以上電壓的陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16、26、分別檢測(cè)從上述半導(dǎo)體元件11、21的陽極流向陰極的電流的橋臂電流方向檢測(cè)電路17、27、將各橋臂電流方向檢測(cè)電路的輸出信號(hào)分別延遲一定時(shí)間的延遲裝置18、28及分別將上述各陽極電抗器電壓方向檢測(cè)電路16、26的輸出信號(hào)和上述各延遲裝置18、28的輸出信號(hào)作為輸入信號(hào)的輸出裝置19、29，并將各輸出裝置19、29的輸出信號(hào)作為上述變流器的故障檢測(cè)信號(hào)。
文檔編號(hào)G01R31/40GK1131477SQ95190698
公開日1996年9月18日 申請(qǐng)日期1995年6月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月27日
發(fā)明者鈴木健一, 川上紀(jì)子, 井野口晴久 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝