JP2000350368A - 直列補償装置とスイッチング素子制御装置 - Google Patents
直列補償装置とスイッチング素子制御装置Info
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Abstract
ッチング素子の動作を適切に行なわせること。 【解決手段】 系統の電流に同期した同期パルス信号S
nと基準パルス信号Snとの位相差を位相差検出回路4
4で検出し、この位相差Δθを演算増幅回路46で増幅
して制御電圧Ecを求め、電圧制御発振回路56で制御
電圧Ecに比例した発振周波数のパルス信号を生成し、
このパルス信号を分周回路58で分周して基準パルス信
号Ssを生成し、この基準パルス信号Ssに基づいて各
サイリスタを点弧するための点弧パルス信号を生成す
る。一方、系統で故障が生じたときには、故障発生前に
位相記憶回路54に記憶された制御電圧Ec'に基づい
た発振周波数のパルス信号を生成し、このパルス信号を
分周回路58で生成し、基準パルス信号Ssを生成す
る。
Description
イッチング素子制御装置に係り、特に、交流送電線に挿
入された直列コンデンサに、交流リアクトルと共に並列
に接続されたスイッチング素子の動作を制御するに好適
な直列補償装置とスイッチング素子制御装置に関する。
ては、交流送電線の定態安定度と過渡安定度の向上に効
果があるとして、交流送電線に直列に直列コンデンサを
挿入する直列補償システムが採用されている。このシス
テムは、長距離送電線の多い北欧や北米・南米を中心に
多く採用されている。
場合、補償効果を大きくするために補償量を大きくする
と、送電線や発電機などのL(インダクタンス)と直列
補償装置のC(容量)による電気的な共振周波数が商用
周波数に近づき、発電機の軸ねじれ(SSR)が問題と
なる。この対策として、直列コンデンサの容量をサイリ
スタで変えるサイリスタ制御直列コンデンサ(TCS
C)がアメリカの電力研究所(EPRI)を中心に開発
され、フィールドでの実証試験が行なわれている。この
実証試験などによる海外での運転実績が積み重ねられれ
ば、重負荷で電圧安定性が問題となっている日本の電力
系統にも電圧安定性や安定性改善にサイリスタ制御直列
コンデンサが使われる可能性が大きい。
ンデンサの効果を十分に発揮させるためには、系統故障
時および系統故障除去時の動作を安定にする必要があ
る。そこで、従来、系統故障時には、事故電流による直
列コンデンサの過電圧を防止するために、アレスタや、
サイリスタを全導通による端子短絡による保護が考えら
れている。しかし、系統の事故が除去された後、事故電
流が減少し、保護動作が終わっても、すぐにはサイリス
が本来の動作に復帰することは難しい。これは、故障の
種類や、故障点がサイリスタ制御直列コンデンサから近
いか遠いかにもよるが、事故電流に直流分が重畳した
り、高調波電流が重畳したりすると、サイリスタの点弧
位相を検出することが難しく、適切な位相でサイリスタ
を点弧できないためである。サイリスタ制御直列コンデ
ンサを構成するサイリスタに対して、系統の事故時およ
び事故除去時に適切な動作を行なわせないと、サイリス
タの動作が逆に系統に外乱を与え、事故からの回復を長
くすることになる。
除去時におけるスイッチング素子の動作を適切に行なわ
せることができる直列補償装置とスイッチング素子制御
装置を提供することにある。
に、本発明は、交流送電線に直列に挿入された直列コン
デンサと、この直列コンデンサに並列接続された交流リ
アクトルと、この交流リアクトルに直列接続されて点弧
パルス信号に応答して前記交流リアクトルを流れる電流
の位相を制御するスイッチング素子と、前記交流送電線
の電気信号を検出する電気信号検出手段と、指令値と前
記電気信号検出手段の検出値との偏差に応じて前記スイ
ッチング素子に対する点弧位相角を算出しこの算出結果
に従った制御角の指令値を生成する指令値生成手段と、
前記交流送電線の電気信号を基に交流系統の故障を検出
する故障検出手段と、前記交流送電線の電気信号に応答
してこの電気信号に同期した同期パルス信号を生成する
同期パルス信号生成手段と、基準パルス信号と前記同期
パルス信号との位相差に応じた制御電圧を生成する制御
電圧生成手段と、この制御電圧生成手段の生成による制
御電圧のうち前記故障検出手段によって交流系統の故障
が検出される前に生成された制御電圧を記憶する制御電
圧記憶手段と、前記故障検出手段の故障検出出力に応答
して前記制御電圧記憶手段に記憶された制御電圧を選択
しそれ以外のときには前記制御電圧生成手段により生成
された制御電圧を選択する制御電圧選択手段と、この制
御電圧選択手段により選択された制御電圧に応じた発振
周波数のパルス信号を出力する電圧制御発振手段と、こ
の電圧制御発振手段の出力パルス信号に従って基準パル
ス信号を生成する基準パルス信号生成手段と、前記指令
値生成手段の生成による指令値に従って基準パルス信号
生成手段の生成による基準パルス信号をシフトして点弧
パルス信号を生成しこの点弧パルス信号を前記スイッチ
ング素子に出力するパルス移相手段とを備えてなる直列
補償装置を構成したものである。
電気信号検出手段の代わりに、交流送電線の電流を検出
する電流検出手段と、交流送電線の電圧を検出する電圧
検出手段と、電流検出手段の検出電流と電圧検出手段の
検出電圧とから交流送電線のインピーダンスを算出する
インピーダンス算出手段を設け、前記指令値生成手段の
代わりに、インピーダンス指令値とインピーダンス算出
手段の算出値との偏差に応じてスイッチング素子に対す
る点弧位相角を算出し、この算出結果にしたがった制御
角の指令値を生成する指令値生成手段を設け、さらに、
前記基準パルス信号生成手段の代わりに、前記電圧制御
発振手段の出力パルス信号を分周して基準パルス信号を
生成する基準パルス信号生成手段を設けることもでき
る。
検出する電気信号検出手段と、前記交流送電線に挿入さ
れたスイッチング素子に対する点弧位相角を指令値と前
記電気信号検出手段の検出値との偏差に応じて算出しこ
の算出結果に従った制御角の指令値を生成する指令値生
成手段と、前記交流送電線の電気信号を基に交流系統の
故障を検出する故障検出手段と、前記交流送電線の電気
信号に応答してこの電気信号に同期した同期パルス信号
を生成する同期パルス信号生成手段と、基準パルス信号
と前記同期パルス信号との位相差に応じた制御電圧を生
成する制御電圧生成手段と、この制御電圧生成手段の生
成による制御電圧のうち前記故障検出手段によって交流
系統の故障が検出される前に生成された制御電圧を記憶
する制御電圧記憶手段と、前記故障検出手段の故障検出
出力に応答して前記制御電圧記憶手段に記憶された制御
電圧を選択しそれ以外のときには前記制御電圧生成手段
により生成された制御電圧を選択する制御電圧選択手段
と、この制御電圧選択手段により選択された制御電圧に
応じた発振周波数のパルス信号を出力する電圧制御発振
手段と、この電圧制御発振手段の出力パルス信号に従っ
て基準パルス信号を生成する基準パルス信号生成手段
と、前記指令値生成手段の生成による指令値に従って基
準パルス信号生成手段の生成による基準パルス信号をシ
フトして点弧パルス信号を生成しこの点弧パルス信号を
前記スイッチング素子に出力するパルス移相手段とを備
えてなるスイッチング素子制御装置を構成したものであ
る。
に際しては、電気信号検出手段の代わりに、交流送電線
の電流を検出する電流検出手段と、交流送電線の電圧を
検出する電圧検出手段と、電流検出手段の検出電流と電
圧検出手段の検出電圧とから交流送電線のインピーダン
スを算出するインピーダンス算出手段を設け、前記指令
値生成手段の代わりに、インピーダンス指令値とインピ
ーダンス算出手段の算出値との偏差に応じてスイッチン
グ素子に対する点弧位相角を算出し、この算出結果にし
たがった制御角の指令値を生成する指令値生成手段を設
け、さらに、前記基準パルス信号生成手段の代わりに、
前記電圧制御発振手段の出力パルス信号を分周して基準
パルス信号を生成する基準パルス信号生成手段を設ける
こともできる。
素子制御装置を構成するに際しては、以下の要素を付加
することができる。
応答してその後設定時間経過したときに前記制御電圧選
択手段に対して前記制御電圧の選択の切り替えを指令す
る事故発生時起動タイマ手段を備えてなる。
の発生が停止したことを条件にその後設定時間経過した
ときに前記制御電圧選択手段に対して前記制御電圧の選
択の切り替えを指令する事故除去後起動タイマ手段を備
えてなる。
は、系統故障が発生する前に生成された制御電圧に基づ
いて基準パルス信号が生成され、この基準パルス信号に
したがった生成された点弧パルス信号がスイッチング素
子に与えられるため、系統故障時および故障除去時にお
けるスイッチング素子の動作を適切に行なわせることが
でき、系統事故からの回復を速めることができる。
に基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態を示す
直列補償装置の全体構成図である。図1において、交流
系統10、12とを結ぶ三相(U相、V相、W相)の交
流送電線14、16、18には、各送電線14、16、
18のインピーダンス(リアクトル20u、20v、2
0w、22u、22v、22wで表わされるインピーダ
ンス)を補償する(打ち消す)ために、直列コンデンサ
Cu、Cv、Cwがそれぞれ直列に挿入されている。各
直列コンデンサCu、Cv、Cwには、交流リアクトル
Lu、Lv、LwがサイリスタThu、Thx、Th
v、Thy、Thw、Thzを介して並列に接続されて
いる。U相のサイリスタThu、Thx、V相のサイリ
スタThv、Thy、W相のサイリスタThw、Thz
は互いに逆並列接続されて交流リアクトルLu、Lv、
Lwと直列コンデンサCu、Cv、Cwにそれぞれ接続
されている。そして各サイリスタThu〜Thzは制御
装置24からの点弧パルス信号に応答して各リアクトル
Lu、Lv、Lwを流れる電流の位相を制御するスイッ
チング素子として構成されているとともに、直列コンデ
ンサCu、Cv、Cw、交流リアクトルLu、Lv、L
wとともにサイリスタ制御直列コンデンサとして構成さ
れている。
交流送電線14、16、18の電気信号を検出する電気
信号検出手段として、各交流送電線14、16、18の
電流を検出する電流検出手段としての交流電流検出器2
6u、26v、26wが設けられているとともに、交流
送電線14、16、18の電圧をそれぞれ検出する電圧
検出手段としての交流電圧検出器28u、28v、28
w、28u'、28v'、28w'が交流送電線14、1
6、18に接続されている。そして各交流電流検出器2
6u〜26w、交流電圧検出器28u〜28w'の出力
はそれぞれ制御装置24に入力されている。
ピーダンス検出回路30u、30v、30w、故障検出
回路32、インピーダンス制御回路34u、34v、3
4w、切替回路36、同期信号検出回路38、同期信号
作成回路40、パルス移相回路42を備えて構成されて
いる。
圧検出器28u、28u'の検出電圧ΔVuと交流電流
検出器26uの検出電流Iuとから送電線14のインピ
ーダンスを検出するインピーダンス検出手段として構成
されており、インピーダンス検出回路30vは、交流電
圧検出器28v、28v'の検出電圧ΔVv、交流電流
検出器26vの検出電流Ivとから交流送電線16のイ
ンピーダンスを検出するインピーダンス検出手段として
構成されている。またインピーダンス検出回路30w
は、交流電圧検出器28w、28w'の検出電圧ΔVw
と交流電流検出器26wの検出電流Iwとから交流送電
線18のインピーダンスを検出するインピーダンス検出
手段として構成されている。そして各インピーダンス検
出回路30u〜30wの検出値がそれぞれインピーダン
ス制御回路34u〜34wに入力されており、各交流電
圧検出値Vu、Vv、Vwと交流電流検出値Iu、I
v、Iwがそれぞれ故障検出回路32に入力されてい
る。故障検出回路32は、各交流電圧検出値Vu、V
v、Vwと交流電流検出値Iu、Iv、Iwとから電力
系統に地絡、短絡などの事故が発生したことを検出する
故障検出手段として構成されており、検出出力(検出信
号)Fdが同期信号作成回路40、パルス移相回路42
に入力されている。
34wは、インピーダンス指令値Zpと、各インピーダ
ンス検出回路30u、30v、30wの検出値との偏差
に応じて各サイリスタThu〜Thzに対する点弧位相
角(β)を算出し、この算出結果にしたがった制御角の
指令値(αu、αx、αv、αy、αw、αz)を生成
する指令値生成手段として構成されている。すなわち、
インピーダンス制御回路34u、34v、34wは、点
弧位相角βを制御角(制御遅れ角)αに変換するための
処理を行なうように構成されている。具体的には、点弧
位相角βの0度は制御角αの180度に相当し、各サイ
リスタを実際に点弧するには際しては、制御角α=0度
を同期基準点として点弧タイミングを設定する必要があ
るので、点弧位相角βを制御角αに変換することとして
いる。この場合、点弧位相角βと制御角αとの間には1
80度の差があるため、制御角α=π−βの演算を行な
って制御角αを算出し、算出した制御角αを指令値とし
て出力するようになっている。そして各インピーダンス
制御回路34u〜34wの出力による指令値はそれぞれ
切替回路36を介してパルス移相回路42に入力されて
いる。切替回路36は、パルス移相回路42の出力パル
スにしたがって各インピーダンス制御回路34u〜34
wから出力される指令値を順次切り替えてパルス移相回
路42に出力するようになっている。このパルス移相回
路42には、同期信号検出回路38によって検出された
同期パルス信号Snを基に生成された基準パルス信号S
sが入力されている。
26u〜26wによって検出された交流電流検出値I
u、Iv、Iwを取り込み、各電流の零点である同期点
(零クロス点)を検出して同期パルス信号Snを生成す
る同期パルス信号生成手段として構成されており、同期
パルス信号Snが同期信号作成回路40に入力されてい
る。
に、位相差検出回路44、演算増幅回路46、バイアス
電源48、加算回路50、スイッチング回路52、位相
記憶回路54、電圧制御発振回路56、分周回路(デコ
ーダ)58を備えて構成されている。
に、同期信号検出回路38の出力による同期パルス信号
Snと分周回路58の出力による基準パルス信号Ssと
の位相差Δθを検出し、検出した位相差Δθの信号を演
算増幅回路46に出力するようになっている。演算増幅
回路46は、位相差Δθを制御演算して増幅し、位相差
Δθに応じた制御電圧Ecを出力するようになってい
る。すなわち位相差検出回路44、演算増幅回路46は
制御電圧生成手段として構成されている。そして演算増
幅回路46の出力による制御電圧Ecは加算回路50に
おいてバイアス電源48からのバイアス電圧と加算さ
れ、加算された電圧がスイッチング回路52と位相記憶
回路54に入力されている。
2から故障検出信号Fdが入力される前は加算器50か
らの制御電圧Ecを選択し、故障検出信号Fdが入力さ
れたときには、位相記憶回路54に記憶された制御電圧
Ec'を選択し、選択した制御電圧を指令値として電圧
制御発振回路56に出力するようになっている。位相記
憶回路54は、加算回路54の出力による制御電圧Ec
を位相差Δθに関連する電圧として、例えば10msの
間記憶し、この電圧を制御電圧Ec'として保持するよ
うになっている。さらに、故障検出信号Fdが入力され
たときには、系統故障が発生する前に記憶した制御電圧
Ec'の値を故障検出信号Fdが解除されるまでの間保
持するようになっている。
路(制御電圧選択手段)52の選択による制御電圧に応
じて、具体的には、制御電圧EcまたはEc'の平均値
に比例して発振周波数が変化し、この発振周波数に応じ
たパルス信号を出力する電圧制御発振手段として構成さ
れており、このパルス信号が分周回路58に入力されて
いる。分周回路58は、電圧制御発振回路56の出力パ
ルス信号を商用周波数の6倍の周波数のパルス信号に分
周し、この分周されたパルス信号を基準パルス信号Ss
として出力する基準パルス信号生成手段として構成され
ている。すなわち6個のサイリスタThu〜Thzに対
する基準パルス信号を生成するために、高周波で発振し
ている周波数を商用周波数の6倍の周波数まで分周して
基準パルス信号Ssを生成するようになっている。
ズロックドループ)回路として構成されており、同期パ
ルス信号Snと基準パルス信号Ssとの偏差(位相差)
Δθが演算増幅回路46において一次進み遅れ制御され
た場合、演算増幅回路46からは、図4に示すような制
御電圧Ecが出力され、制御電圧発振回路56からは、
制御電圧Ecの平均電圧に応じた発振周波数を有するパ
ルス信号が出力され、このパルス信号が分周回路58で
商用周波数の6倍の周波数に分周されることで、各サイ
リスタに対する基準パルス信号が生成される。
の零点が進んだと仮定すると、同期パルス信号Snの位
相が進むので、位相差検出回路44の出力による位相差
Δθが大きくなり、演算増幅回路46の出力Ecも大き
くなる。このため、電圧制御発振回路56の発振周波数
が高くなり、分周回路58の出力による基準パルス信号
Ssの位相も進む。このようにして、系統の周波数に追
従した制御が行なわれる。
同期パルス信号Snの位相が遅れるので、位相差検出回
路44の出力による位相差Δθが小さくなり、演算増幅
回路46の出力Ecも小さくなる。このため、電圧制御
発振回路56の発振周波数が低くなり、分周回路58の
出力による基準パルス信号Ssの位相も遅れる。このよ
うにして、系統の周波数に追従した制御が行なわれる。
すなわち、同期信号作成回路40は、系統の電流の零点
とある位相差をもって、分周回路58の出力による基準
パルス信号Ssが常に追従するように動作することにな
る。
6の出力Ecに付加されるバイアス電圧を変えることに
よって任意に設定することができる。すなわちバイアス
電源48の出力電圧を任意に調整することで、発振周波
数を直列コンデンサCu〜Cwの各両端電圧の位相の零
度の点または180度の点と一致させることができる。
切替回路36から入力された指令値にしたがって基準パ
ルス信号Ssをシフトして点弧パルス信号を生成し、こ
の点弧パルス信号を各サイリスタThu〜Thzに出力
するパルス移相手段として構成されている。
イリスタThu〜Thzの点弧パルス信号はU⇒Z⇒V
⇒X⇒W⇒Yの順に、すなわち、サイリスタThu、T
hz、Thv、Thx、Thw、Thyの順に、π/6
ずつ遅れている。例えば、U相の場合、Ssu点が同期
信号作成回路40で生成された基準パルス信号Ssの発
生タイミング、すなわちU相の直列コンデンサCu両端
の電圧の位相が0度(指令値α=0度)点に当たり、イ
ンピーダンス制御回路34uの生成による指令値がαu
のとき、基準パルス信号Ssuに応答して、指令値αu
だけシフトしたパルスPuがサイリスタThuに対する
点弧パルス信号としてパルス移相回路42から出力され
る。そしてこの点弧パルス信号Puが出力されると切替
回路36で出力信号の切替が行なわれ、インピーダンス
制御回路34wからは指令値αzが出力される。これに
より、パルス移相回路42では、π/6遅れた次の基準
パルス信号Sszに切り替わり、基準パルス信号Ssz
を指令値αzだけシフトさせたパルス信号が点弧パルス
信号PzとしてサイリスタThzに出力される。この点
弧パルスPzが出力されると、パルス移相回路42で
は、次のパルスとして、基準パルス信号Sszからπ/
6遅れた基準パルス信号Ssvに切り替わり、基準パル
ス信号Ssvを指令値αvだけシフトさせたパルス信号
が点弧パルス信号PvとしてサイリスタThvに出力さ
れる。以下同様にして、基準パルス信号Ssx、Ss
w、Ssyを指令値αx、αw、αyだけシフトさせた
点弧パルス信号Px、Pw、Pyがπ/6ずつ遅れたタ
イミングで各サイリスタThx、Thw、Thyに順次
出力される。
成する場合、系統事故が発生したときには、事故前に位
相記憶回路54に記憶された制御電圧Ec'を基に生成
された基準パルス信号にしたがって点弧パルスが生成さ
れるため、事故時も事故前と同様に点弧パルス信号を生
成することができ、各サイリスタを継続して運転するこ
とができる。
各送電線14、16、18のインピーダンスを補償する
に際しては、定常運転時には容量性のインピーダンス領
域で運転するための点弧位相角を求め、系統の事故時に
は、直列コンデンサCu〜Cwに発生する過電圧を抑制
するために、各サイリスタをフル導通させて容量性のイ
ンピーダンス領域で運転するための点弧位相角を求める
処理が行なわれる。この場合、図6に示すように、制御
装置24に入力されるインピーダンス指令値Zpが容量
性インピーダンスZcを示すかあるいは誘導性インピー
ダンスZlを示すかによって点弧位相角βが決定され
る。
に対するインピーダンス特性を表わした図であり、正領
域は容量性インピーダンス、負領域は誘導性インピーダ
ンスを示す。そして直列コンデンサ両端の電圧の位相と
して180度から0度の方向に取った角度を点弧位相角
βで表わすと、β=0度のときは、リアクトルLu〜L
wには電流が流れないので、直列補償装置によるインピ
ーダンスは、直列コンデンサCu〜Cwのインピーダン
スと同じZc0=1/ωC(ω=2πf:商用周波数)
である。サイリスタの点弧位相角βの値を大きくしてい
くと、リアクトルLu〜Lwに流れる電流が大きくな
り、βlimの点弧位相角まで容量性でインピーダンス
は大きくなる。βlimは直列コンデンサと交流リアク
トルが商用周波数で共振する点弧位相角を示し、この値
を超えた点弧位相角ではリアクトルLu〜Lwに流れる
電流が直列コンデンサCu〜Cwに流れる電流よりも大
きくなり、直列補償装置のインピーダンスは誘導性のイ
ンピーダンスとなる。さらに、点弧位相角βを大きくし
ていくと、誘導性のインピーダンスは小さくなり、β=
90度で各サイリスタは全導通(フル導通)となる。こ
のときのインピーダンスは交流リアクトルと直列コンデ
ンサの並列インピーダンス、すなわち誘導性のインピー
ダンスZl0となる。この点弧位相角βに対するインピ
ーダンスは、文献“加藤他6名、「サイリスタ制御直列
コンデンサの制御方式の検討および縮小モデルの開
発」、電気学会論文誌B、Vol,117,No.7
(97年7月)"に記載されているように、送電線の基
本波電圧と基本波電流の比から次式で得られる。
ω2LC−2β+sin2β)このように、点弧位相角
βを調整することによって、容量性領域から誘導性領域
の範囲でインピーダンスを調整することができる。
ーダンスで各サイリスタの点弧角を制御した場合、直列
コンデンサCuの両端電圧Vuは検出電流Iuよりも約
90度遅れる。
ているときに、図4に示すタイミングt=t0で三相地
絡事故が発生すると、故障検出回路32により過電流が
検出され、系統に事故が発生したとして、タイミングt
=t1で、各サイリスタをフル導通する制御が行なわ
れ、各直列コンデンサが保護される。このとき、同期信
号検出回路38では、事故電流によって正常な電流の零
点を検出できなくなり、位相差検出回路44の動作も正
常ではなくなる。このため位相差検出回路44からは正
常な位相差を示す信号は出力されない。
障が発生したときには、スイッチング回路52によっ
て、位相記憶回路54に記憶された制御電圧Ec'が選
択されるため、電圧制御発振回路56は、タイミングt
=t1以降は、位相記憶回路54に記憶された制御電圧
Ec'にしたがった発振周波数のパルスを出力し、発振
周波数を事故前の発振周波数に維持する。したがって、
事故発生中も事故前と同様に点弧パルス信号は基準パル
ス信号Ssにしたがって生成され、各サイリスタを継続
して運転することができる。
基に各サイリスタを制御するのは、事故点から離れた系
統は事故とは無関係に発電機の動きを基に動作してお
り、各サイリスタの動作も事故の状況に合わせるので、
事故前の系統の動きや発電機の動きに合わせることによ
って、系統を事故から早く回復させることができるため
である。
も事故除去後も安定にサイリスタを運転することがで
き、これにより事故除去後の系統の回復を速めること
で、系統安定度を向上させることができる。
路54に記憶された制御電圧Ec'の選択から加算回路
50の出力による制御電圧Ecの選択に切り替わるタイ
ミング、すなわち、リセットするタイミングは、故障検
出回路32の出力による事故検出信号Fdに関するリセ
ット信号に合わせるか、事故除去検出信号を用いること
ができる。またこの場合、図7の(a)に示す事故発生
時起動タイマ手段や図7(b)に示す事故除去後起動タ
イマ手段を用いることもできる。
0とフリップフロップ62を備えて構成されており、故
障検出回路32の出力信号がタイマ60とフリップフロ
ップ62のセット端子に入力されている。タイマ60は
故障検出回路32の出力による故障検出信号Fdに応答
して、故障検出信号Fdを入力した後設定時間が経過し
たときフリップフロップ62をリセットするようになっ
ている。フリップフロップ62は故障検出回路32の故
障検出信号Fdに応答してセットされ、故障検出信号F
dを出力するようになっている。そしてタイマ60から
の信号によってリセットされたときには、スイッチング
回路52に対して制御電圧の選択の切替を指令するよう
になっている。すなわちスイッチング回路52は、フリ
ップフロップ62から故障検出信号Fdが入力されなく
なったときには位相記憶回路54の出力による制御電圧
Ec'から加算回路50の出力による制御電圧Ecの選
択に切り替わるようになっている。またタイマ60の設
定時間、例えば、事故検出から事故除去までの時間を、
3サイクルに設定することができる。
に通常状態に戻るのが遅れるのを考慮したものであり、
インバータ64、タイマ66、フリップフロップ62を
備えて構成されている。インバータ64は故障検出回路
32の出力信号のレベルを反転し、反転した信号をタイ
マ66に入力するようになっている。タイマ66は、故
障検出回路32からハイレベルの故障検出信号Fdの発
生が停止したことを条件に、すなわち事故除去によって
インバータ64の出力レベルが反転したときに起動し、
その後設定時間経過したときに、フリップフロッップ6
2をリセットするようになっている。これにより、この
ようなタイマ手段を用いることで、事故が除去された後
スイッチング回路52に対する切替を指令することがで
きる。
ーダンスを制御する場合について説明したが、インピー
ダンス指令値の代わりに電流指令値、電圧指令値、電力
指令値や他の指令値を用いて行なっても、指令値とフィ
ードバック信号となる検出値が異なるのみで、他の指令
値を用いた制御系にも本発明を適用することができる。
系統の故障時には、系統故障が発生する前に生成された
制御電圧に基づいて基準パルス信号が生成され、この基
準パルス信号にしたがった生成された点弧パルス信号が
スイッチング素子に与えられるため、系統故障時および
故障除去時におけるスイッチング素子の動作を適切に行
なわせることができ、系統事故からの回復を速めること
ができる。
構成図である。
図である。
である。
性図である。
イマ手段の構成を説明するための図である。
イリスタ 10、12 交流系統 14、16、18 交流送電線 20u、20v、20w、22u、22v、22w 交
流リアクトル 24 制御装置 26u、26v、26w 交流電流検出器 28u、28v、28w、28u'、28v'、28w'
交流電圧検出器 30u、30v、30w インピーダンス検出回路 32 故障検出回路 34u、34v、34w インピーダンス制御回路 36 切替回路 38 同期信号検出回路 40 同期信号作成回路 42 パルス移相回路 44 位相差検出回路 46 演算増幅回路 50 加算回路 52 スイッチング回路 54 位相記憶回路 56 電圧制御発振回路 58 分周回路
Claims (8)
- 【請求項1】 交流送電線に直列に挿入された直列コン
デンサと、この直列コンデンサに並列接続された交流リ
アクトルと、この交流リアクトルに直列接続されて点弧
パルス信号に応答して前記交流リアクトルを流れる電流
の位相を制御するスイッチング素子と、前記交流送電線
の電気信号を検出する電気信号検出手段と、指令値と前
記電気信号検出手段の検出値との偏差に応じて前記スイ
ッチング素子に対する点弧位相角を算出しこの算出結果
に従った制御角の指令値を生成する指令値生成手段と、
前記交流送電線の電気信号を基に交流系統の故障を検出
する故障検出手段と、前記交流送電線の電気信号に応答
してこの電気信号に同期した同期パルス信号を生成する
同期パルス信号生成手段と、基準パルス信号と前記同期
パルス信号との位相差に応じた制御電圧を生成する制御
電圧生成手段と、この制御電圧生成手段の生成による制
御電圧のうち前記故障検出手段によって交流系統の故障
が検出される前に生成された制御電圧を記憶する制御電
圧記憶手段と、前記故障検出手段の故障検出出力に応答
して前記制御電圧記憶手段に記憶された制御電圧を選択
しそれ以外のときには前記制御電圧生成手段により生成
された制御電圧を選択する制御電圧選択手段と、この制
御電圧選択手段により選択された制御電圧に応じた発振
周波数のパルス信号を出力する電圧制御発振手段と、こ
の電圧制御発振手段の出力パルス信号に従って基準パル
ス信号を生成する基準パルス信号生成手段と、前記指令
値生成手段の生成による指令値に従って基準パルス信号
生成手段の生成による基準パルス信号をシフトして点弧
パルス信号を生成しこの点弧パルス信号を前記スイッチ
ング素子に出力するパルス移相手段とを備えてなる直列
補償装置。 - 【請求項2】 交流送電線に直列に挿入された直列コン
デンサと、この直列コンデンサに並列接続された交流リ
アクトルと、この交流リアクトルに直列接続されて点弧
パルス信号に応答して前記交流リアクトルを流れる電流
の位相を制御するスイッチング素子と、前記交流送電線
の電流を検出する電流検出手段と、前記交流送電線の電
圧を検出する電圧検出手段と、前記電流検出手段の検出
電流と前記電圧検出手段の検出電圧とから前記交流送電
線のインピーダンスを算出するインピーダンス算出手段
と、インピーダンス指令値と前記インピーダンス算出手
段の算出値との偏差に応じて前記スイッチング素子に対
する点弧位相角を算出しこの算出結果に従った制御角の
指令値を生成する指令値生成手段と、前記交流送電線の
電気信号を基に交流系統の故障を検出する故障検出手段
と、前記交流送電線の電気信号に応答してこの電気信号
に同期した同期パルス信号を生成する同期パルス信号生
成手段と、基準パルス信号と前記同期パルス信号との位
相差に応じた制御電圧を生成する制御電圧生成手段と、
この制御電圧生成手段の生成による制御電圧のうち前記
故障検出手段によって交流系統の故障が検出される前に
生成された制御電圧を記憶する制御電圧記憶手段と、前
記故障検出手段の故障検出出力に応答して前記制御電圧
記憶手段に記憶された制御電圧を選択しそれ以外のとき
には前記制御電圧生成手段により生成された制御電圧を
選択する制御電圧選択手段と、この制御電圧選択手段に
より選択された制御電圧に応じた発振周波数のパルス信
号を出力する電圧制御発振手段と、この電圧制御発振手
段の出力パルス信号を分周して基準パルス信号を生成す
る基準パルス信号生成手段と、前記指令値生成手段の生
成による指令値に従って基準パルス信号生成手段の生成
による基準パルス信号をシフトして点弧パルス信号を生
成しこの点弧パルス信号を前記スイッチング素子に出力
するパルス移相手段とを備えてなる直列補償装置。 - 【請求項3】 前記故障検出手段の故障検出出力に応答
してその後設定時間経過したときに前記制御電圧選択手
段に対して前記制御電圧の選択の切り替えを指令する事
故発生時起動タイマ手段を備えてなることを特徴とする
請求項1または2記載の直列補償装置。 - 【請求項4】 前記故障検出手段から故障検出出力の発
生が停止したことを条件にその後設定時間経過したとき
に前記制御電圧選択手段に対して前記制御電圧の選択の
切り替えを指令する事故除去後起動タイマ手段を備えて
なることを特徴とする請求項1または2記載の直列補償
装置。 - 【請求項5】 交流送電線の電気信号を検出する電気信
号検出手段と、前記交流送電線に挿入されたスイッチン
グ素子に対する点弧位相角を指令値と前記電気信号検出
手段の検出値との偏差に応じて算出しこの算出結果に従
った制御角の指令値を生成する指令値生成手段と、前記
交流送電線の電気信号を基に交流系統の故障を検出する
故障検出手段と、前記交流送電線の電気信号に応答して
この電気信号に同期した同期パルス信号を生成する同期
パルス信号生成手段と、基準パルス信号と前記同期パル
ス信号との位相差に応じた制御電圧を生成する制御電圧
生成手段と、この制御電圧生成手段の生成による制御電
圧のうち前記故障検出手段によって交流系統の故障が検
出される前に生成された制御電圧を記憶する制御電圧記
憶手段と、前記故障検出手段の故障検出出力に応答して
前記制御電圧記憶手段に記憶された制御電圧を選択しそ
れ以外のときには前記制御電圧生成手段により生成され
た制御電圧を選択する制御電圧選択手段と、この制御電
圧選択手段により選択された制御電圧に応じた発振周波
数のパルス信号を出力する電圧制御発振手段と、この電
圧制御発振手段の出力パルス信号に従って基準パルス信
号を生成する基準パルス信号生成手段と、前記指令値生
成手段の生成による指令値に従って基準パルス信号生成
手段の生成による基準パルス信号をシフトして点弧パル
ス信号を生成しこの点弧パルス信号を前記スイッチング
素子に出力するパルス移相手段とを備えてなるスイッチ
ング素子制御装置。 - 【請求項6】 交流送電線の電流を検出する電流検出手
段と、前記交流送電線の電圧を検出する電圧検出手段
と、前記電流検出手段の検出電流と前記電圧検出手段の
検出電圧とから前記交流送電線のインピーダンスを算出
するインピーダンス算出手段と、前記交流送電線に挿入
されたスイッチング素子に対する点弧位相角をインピー
ダンス指令値と前記インピーダンス算出手段の算出値と
の偏差に応じて算出しこの算出結果に従った制御角の指
令値を生成する指令値生成手段と、前記交流送電線の電
気信号を基に交流系統の故障を検出する故障検出手段
と、前記交流送電線の電気信号に応答してこの電気信号
に同期した同期パルス信号を生成する同期パルス信号生
成手段と、基準パルス信号と前記同期パルス信号との位
相差に応じた制御電圧を生成する制御電圧生成手段と、
この制御電圧生成手段の生成による制御電圧のうち前記
故障検出手段によって交流系統の故障が検出される前に
生成された制御電圧を記憶する制御電圧記憶手段と、前
記故障検出手段の故障検出出力に応答して前記制御電圧
記憶手段に記憶された制御電圧を選択しそれ以外のとき
には前記制御電圧生成手段により生成された制御電圧を
選択する制御電圧選択手段と、この制御電圧選択手段に
より選択された制御電圧に応じた発振周波数のパルス信
号を出力する電圧制御発振手段と、この電圧制御発振手
段の出力パルス信号を分周して基準パルス信号を生成す
る基準パルス信号生成手段と、前記指令値生成手段の生
成による指令値に従って基準パルス信号生成手段の生成
による基準パルス信号をシフトして点弧パルス信号を生
成しこの点弧パルス信号を前記スイッチング素子に出力
するパルス移相手段とを備えてなるスイッチング素子制
御装置。 - 【請求項7】 前記故障検出手段の故障検出出力に応答
してその後設定時間経過したときに前記制御電圧選択手
段に対して前記制御電圧の選択の切り替えを指令する事
故発生時起動タイマ手段を備えてなることを特徴とする
請求項5または6記載のスイッチング素子制御装置。 - 【請求項8】 前記故障検出手段から故障検出出力の発
生が停止したことを条件にその後設定時間経過したとき
に前記制御電圧選択手段に対して前記制御電圧の選択の
切り替えを指令する事故除去後起動タイマ手段を備えて
なることを特徴とする請求項5または6記載のスイッチ
ング素子制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15382299A JP3533515B2 (ja) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | 直列補償装置とスイッチング素子制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15382299A JP3533515B2 (ja) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | 直列補償装置とスイッチング素子制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000350368A true JP2000350368A (ja) | 2000-12-15 |
| JP3533515B2 JP3533515B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=15570859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15382299A Expired - Fee Related JP3533515B2 (ja) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | 直列補償装置とスイッチング素子制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3533515B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105281341A (zh) * | 2015-10-13 | 2016-01-27 | 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司 | 一种高压晶闸管投切电容器装置及投切方法 |
-
1999
- 1999-06-01 JP JP15382299A patent/JP3533515B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105281341A (zh) * | 2015-10-13 | 2016-01-27 | 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司 | 一种高压晶闸管投切电容器装置及投切方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3533515B2 (ja) | 2004-05-31 |
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