JPH03277124A

JPH03277124A - 短絡電流抑制用超電導限流器の接続方法

Info

Publication number: JPH03277124A
Application number: JP2076261A
Authority: JP
Inventors: Chikushi Hara; 原　築志; Kiyoshi Okaniwa; 岡庭　潔; Takahiko Yamamoto; 隆彦山本
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Priority date: 1990-03-26
Filing date: 1990-03-26
Publication date: 1991-12-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、送配電系統における短絡事故時に発生する過
大電流を抑制する短絡電流抑制用超電導限流器の接続方
法に関するものである。

近年、送配電システムにおける系統規模の増大に伴い、
系統における短絡電流が増加する傾向にある。したがっ
て、この短絡電流の抑制が要望されている。

〔従来の技術〕

第４図は従来例における変電所の系統説明図である。第
４図において、図示されていない電源から送られてきた
電流は、一つの母線１の遮断器２ａ、　２　ｂ、　２　
ｃ　”　・を通して送電線３ａ、３ｂ。

３Ｃ・・・により図示されていない他の変電所に送られ
る。

送電線３ａ、３ｂ、３ｃ・・・から分配された電流は、
断路器４ａ、４ｂ、４ｃ、・・・変圧器５ａ、５ｂ、５
ｃ、・・・開閉器６ａ、６ｂ、６Ｃ・・・を通り各母線
７ａ、７ｂ、７ｃ・・・に達する。そして、各母線７ａ
、７ｂ、７ｃ・・・からは、遮断器８ａ、８ｂ、８ｃ・
・・を介する系統の他に、図示されていないが、更に複
数の系統に分配されている。そして、上記断路器４、変
圧器５、開閉器６、母線７、および遮断器８等により変
電所１０が構成されている。

上記のような構成の送配電系統により、図示されていな
い電源から電流が末端の負荷に流れる。

このような系統において、何等かの原因により短絡事故
が発生した場合には、遮断器８が遮断動作をして機器の
保護を図る。

しかし、需要の変動を平均化するためには、各系統ａ、
ｂ、ｃ・・・間を接続しておき、電力の融通あるいは電
圧変動に対する信頼性等を向上させる必要がある。その
ために、各系統ａＳｂＳｃ・・・間に負荷開閉器４０ａ
、４０ｂ、４０Ｃ・・・が接続され、必要に応じて手動
により各系統ａ、ｂ、ｃ・・・が接続される。

上記負荷開閉器４０ａ、４０ｂ、４０ｃ・−−を常時閉
じた状態に接続しておくと、他の系統から短絡事故を発
生した系統に電流が流れ込み、その系統の遮断能力は超
えてしまう。したがって、前述のごとく必要な時のみし
か系統間を接続することができない。

このような欠点を解決するためにナトリウム限流器が考
案された。すなわち、図示されていないナトリウム限流
器は、２つの電流端子とこの間を電気的に接続するナト
リウム電路ならびにピストンによる圧力緩衝要素とから
構成されている。

このナトリウム限流器に定常負荷電流が流れているとき
は、ナトリウム限流器内のナトリウムは、固体または液
体の状態で低い抵抗値を示している。

しかし、短絡事故の発生によって、短絡電流が流れると
、ナトリウム電路は、自己のジュール発熱によって気化
し、高温、高圧、高抵抗のプラズマ状態となって、端子
間の抵抗が急激に増加する。

このため、短絡電流は限流されて、ある一定値以下に抑
制される。限流された短絡電流の遮断は、直列開閉器で
なされる。短絡電流が除去されると、ナトリウム電路の
冷却により、ナトリウムは、速やかに元の状態に復帰し
、負荷電流を通電することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

系統間を母線等で接続しておくと、通常負荷の電力を都
合良く供給できるが、−旦短絡事故が発生すると、他の
系統から事故を起こした系統に電流が流れ込み、遮断器
の遮断能力を超えてしまう。

そこで、系統間を負荷開閉器により接続し、必要な時に
のみ系統間を接続して、系統間の負荷を平均化すると共
に、信頼性の向上を図っていた。

しかし、負荷開閉器には、限流作用がないた袷、必要な
時にのみ手動で接続し、通常は開放状態にしておかなけ
ればならないという問題を有していた。

また、前記問題を解決するために開発された前記ナトリ
ウム限流器は、過電流を化学物質に流して、その物理的
変化を利用するた於、５回程度の使用でナトリウムが化
学的に劣化してしまう。

また、限流器として必要な定格電流は、２０００Ａであ
るのに対して、５００Ａしか取れないという欠点を有し
ている。

したがって、前記ナトリウム限流器は、経験回数による
ナトリウムの劣化が大きいので、実用化の段階に達して
いない。

以上のような問題を解決するために、本発明は、系統間
に常時限流器を接続しておくことができ、しかも高速限
流が可能な信頼性の高い短絡電流抑制用超電導限流器の
接続方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明の短絡電流抑制用超
電導限流器の接続方法は、変電所から少なくとも２系統
の送電線を通して供給される電圧を昇降圧して、それぞ
れを複数の系統に分ける変電所の系統間に接続し、電気
的に分離されている前記変電所の各母線に短絡電流抑制
用超電導限流器の一端が接続され、その他端は共通に接
続する。

〔作　　用〕

本発明における短絡電流抑制用超電導限流器の接続方法
においては、通常、短絡電流抑制用超電導限流器を通し
て各系統間が接続されているので、定格電流内である限
りインピーダンスは無く、各系統の電力を平均して配分
できる。

短絡事故が発生すると、過大電流が短絡事故点に流れよ
うとするが、前記超電導限流器の臨界電流を超えた過大
電流は、短絡電流抑制用超電導限流器をクエンチする。

したがって、前記短絡電流抑制用超電導限流器は、通常
より十分に大きいインピーダンスを示し、過大電流を高
速に抑制する。

事故が復帰した場合、前記短絡電流抑制用超電導限流器
は、直ちに超電導状態に戻るような構成にする。

以上のように本発明は、短絡電流抑制用超電導限流器に
より、通常、抵抗なしに各系統間を接続し、短絡事故が
発生した際に、短絡電流を抑制するように作用するため
、常時系統連係ができ、系統信頼度の向上に寄与するば
かりか、系統連係に伴い、遮断器の定格容量を大きくす
る必要がないといった効果がある。

〔実　施　例〕

第１図ないし第３図を参照しつつ本発明における一実施
例を説明する。第１図は本発明における短絡電流抑制用
超電導限流器接続説明図、第２図は短絡電流抑制用超電
導限流器説明図、第３図はトリガー用リアクトルの電流
説明図である。

第１図において、第４図と同じ符号を付した部分は同じ
ものに対応し、その説明を省略する。第１図図示実施例
と第４図図示従来例との相違点は、第４図図示負荷開閉
器４０ａ、４０ｂ、４０Ｃ・・・を短絡電流抑制用超電
導限流器９ａ、９ｂ、９ｃ・・・に変えた点にある。す
なわち、各母線７ａ、７ｂ、７ｃ・・・は、短絡電流抑
制用超電導限流器９ａ、９ｂ、９Ｃ・・・の一端に接続
され、短絡電流抑制用超電導限流器９ａ、９ｂ、９Ｃ・
・・の他端は、共通に接続されている。また、この接続
方法の他に、系統ａ−ｂ、系統ｂ−ｃ。

系統ｃ−ａ・・・のように接続することも可能である。

さらに、変圧器５ａ、５ｂ、５ｃ・・・の二次側に接続
する代わりに一次に接続することもできる。

次に、短絡電流抑制用超電導限流器について第２図にし
たがって説明する。

短絡電流抑制用超電導限流器９は、第２図図示のごとく
、超電導限流用リアクトル２１と、超電導トリガー用リ
アクトル２２と、超電導復帰用リアクトル２３とが並列
に接続されるように構成されている。そして、並列に接
続された超電導限流用リアクトル２１と超電導トリガー
用リアクトル２２とは、その一方に常時接続され、過大
電流を検出すると解放するトリガー用スイッチ２４が接
続されている。また、並列に接続された超電導限流用リ
アクトル２１と超電導復帰用リアクトル２３とは、その
一方に常時解放し、系統を流れる電流が正常状態に復帰
すると閉じる復帰用スイッチ２５が接続されている。

超電導限流用リアクトル２１は、超電導トリガー用リア
クトル２２と比較して、通常の定格電流に対して高いリ
アクタンスを有する誘導コイルからなる。また、超電導
トリガー用リアクトル２２と超電導復帰用リアクトル２
３とは、無誘導巻にされたコイルから構成されて、通常
の定格電流に対して抵抗およびリアクタンスが無く、過
大電流によりクエンチして高いリアクタンスとなるもの
である。

なお、上記各超電導リアクトルは、周知の超電導部材す
なわち、ニオブ、チタン系の部材からなり、図示されて
いない容器に収納され、ヘリュウム等の手段により臨界
温度にまで冷却されている。

次に、上記短絡電流抑制用超電導限流器９を第１図図示
のごとく、各系統の母線？ａ、７ｂ、７Ｃ・・・に接続
した場合について説明する。

短絡事故が発生すると、第３図図示のごとく、短絡電流
Ｉ５が短絡事故点に流れようとするが、短絡電流Ｉｓは
、前記無誘導の超電導トリガー用リアクトル２２をクエ
ンチする。超電導トリガー用リアクトル２２がクエンチ
する電流Ｔ、（第３図参照）は、超電導線の断面構成、
巻方を変えることにより決められる。超電導トリガｍｍ
ＩＪ７クトル２２がクエンチすると、短絡電流■１は、
前記無誘導の超電導トリガー用リアクトル２２に流れず
に、常時閉じているトリガー用スイッチ２４を介して並
列に接続されている誘導性の超電導限流用リアクトル２
１に転流する。当該超電導限流用リアクトル２１は、過
大な短絡電流の誘導作用により短絡電流を抑制する。短
絡電流が超電導限流用リアクトル２１を流れている間は
、常時閉じているトリガー用スイッチ２４を解放状態に
する。

そして、短絡事故が復帰した場合に無誘導の超電導トリ
ガー用リアクトル２２は、直ちに超電導状態に復帰しな
いので、図示されていないシーケンス制御回路により復
帰用スイッチ２５を閉じて超電導復帰用リアクトル２３
を接続する。その後、超電導限流用リアクトル２１の超
電導作用が元の状態に戻る時間には、前記シーケンス制
御回路によりトリガー用スイッチ２４を閉じてから復帰
用スイッチ２５を解放する。

上記実施例の具体的な一例を示す。すなわち、送電線３
ａ、３ｂ、３ｃ　−・・の電圧が６６ＫＶ。

変圧器５ａ、５ｂ、５ｃ・・・の二次側の電圧が６．６
ＫＶの場合の各電流は、定格電流１０＝２×（丁　ＫＡ２ＸＪ丁＜　ＩＱ　＜　２０　ｘＦＴｘ　２／３　　Ｋ
ＡＩｑ＜１．＜３０．２ｘＪ丁Ｘ２／３　　ＫＡで、こ
のような条件において、実験を行った結果、経験回数に
よる劣化は認められなかった。また、通常時から短絡発
生時における限流速度は、ナトリウム限流器と比較して
高速であった。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実
施例に限定されるものではない。そして、特許請求の範
囲に記載された本発明を逸脱することがなければ、種々
の設計変更を行うことが可能である。

たとえば、超電導限流器の超電導コイルにおける超電導
線の断面構成、巻き方を変えると、定格電流値、限流値
を広範に設定できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、短絡電流抑制用超電導限流器により各
系統を接続したので、通常時には抵抗およびリアクタン
スが無く、短絡事故時には短絡電流を抑制するように働
く。

また、本発明によれば、負荷開閉器の代わりに短絡電流
抑制用超電導限流器を各系統に接続したので、経験回数
の制限および劣化がなく、しかも高速限流で信頼性が高
い。

さらに、本発明によれば、短絡電流抑制用超電導限流器
を一つの筐体に収納できるので、既設の変電所における
断路器、あるいは遮断器と並列に設置して、母線等に接
続することにより、常時系統連係ができ、系統信頼度の
向上に寄与するばかりか、系統連係に伴い、遮断器の定
格容量を大きくする必要がないといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における短絡電流抑制用超電導限流器接
続説明図、第２図は短絡電流抑制用超電導限流器説明図
、第３図はトリガー用リアクトルの電流説明図、第４図
は従来例における変電所の系統説明図である。１　・　・２　・　・３　・　・４　・　・５　・　・６　・　・７　・　・８　・　・９　・　・１０　・２１　・２２　・２３　・２４　・２５　・・母線・遮断器・送電線・断路器・変圧器・開閉器・母線・遮断器・短絡電流抑制用超電導限流器・・変電所・・超電導限流用リアクトル・・超電導トリガー用リアクトル・・超電導復帰用リアクトル・・トリガー用スイッチ・・復帰用スイッチ本発明における短絡電流抑制用超電導限流器接続説明図
第１図短絡電流抑制用超電導限流器説明図第２図トリガー用リアクトルの電流説明図

Claims

【特許請求の範囲】変電所から少なくとも２系統の送電線を通して供給され
る電圧を昇降圧して、それぞれを複数の系統に分ける変
電所の系統間に接続した短絡電流抑制用超電導限流器の
接続方法において、電気的に分離されている前記変電所１０の各母線ａ、ｂ
、ｃ・・・に短絡電流抑制用超電導限流器９ａ、９ｂ、
９ｃ・・・の一端が接続され、その他端は共通に接続さ
れていることを特徴とする短絡電流抑制用超電導限流器
の接続方法。