JPH0368620B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、周波数変換装置や直流送電設備の逆
変換装置において、その制御遅れ角の下限リミツ
タ値を各種事故に応じて切替える為の変換装置の
制御方式に関する。

〔発明の技術的背景〕

第１図は、直流送電設備の概略図を示し、交流
母線１，１′は変換用変圧器２，２′を介して、例
えば多数個のサイリスタの直並列接続から成る変
換器３，３′に接続され、各サイリスタの点弧位
相を制御することにより交流を直流に又は直流を
交流に変換する。４，４′は平滑リアクトル、５
は直流送電線路、６，６′は計器用変圧器（Ｐ・
Ｔ）、７，７′は計器用変流器（Ｃ・Ｔ）を示す。
このような主回路構成における制御装置は、定電
流制御回路（ACR）８，８′及び定電圧制御回路
（AVR）９，９′等で構成されている。定電流制
御回路、定電圧制御回路はそれぞれ基準値Idp、
Edpと検出値Id、Edとの偏差を制御電圧Ecに変
換し、この制御電圧Ecは制御電圧選択回路１０，
１０′に入力される。前記制御電圧選択回路１０，
１０′は各種制御のうちで制御角を一番進める制
御系を自動的に選択するものであり、ここで選択
された制御電圧Ecは、制御電圧リミツタ１１，
１１′で上限、下限のリミツタをかけられた点弧
位相制御回路１２，１２′に入力される。前記点
弧位相制御回路１２，１２′は制御電圧Ecに比例
した点弧位相を決定してサイリスタに点弧指令を
出力する。このようにして構成された交直変換装
置では、周知のごとく、電流マージン（ΔI）の
切替により一方が順変換装置として定電流制御に
より運転され、他方が逆変換装置として定電圧制
御により運転される。

さて、このような構成において、いま変換器３
を順変換器、変換器３′を逆変換器とすれば、正
規な運転中においては、順変換器３は、前記定電
流制御回路（以下、ACRと略す。）８によつて運
転され、逆変換器３′は、前記定電圧制御回路
（以下、AVRと略す。）９′によつて運転されてい
る。

従来の逆変換器側の制御装置では、制御遅れ角
（以下、αと略す。）が、電気角で90°と160°の範
囲に制限されている。即ち、前記制御電圧リミツ
タ１１′によつて90°≦α≦160°に制限されてい
る。尚、順変換器側では、前記制御電圧リミツタ
１１によつて、10°≦α≦120°に制限されている。
逆変換器側においてα≧90°と制限している理由
は、ACRやAVR等の回路故障によつて、逆変換
器３′が順変換器運転することを防止する為であ
る。

〔背景技術の問題点〕

さて、この状態で、前記直流送電線５に地絡が
発生すると、順変換器３、及び逆変換器３′側の
直流電圧はほぼ零となるが、直流電流に関して
は、順変換器３側は電流設定値相当分の電流が流
れるが、逆変換器３′側の電流はほぼ零となる。
従つて、このような状態では、 (1) 逆変換器３′の電流が断続してサイリスタ素
子の劣化を招く恐れがある。

(2) 地絡点に電流設定値相当分、例えば定格電流
が流れるので、地絡時のアークが消滅しにく
い。

等の問題点がある。この原因は、制御電圧リミツ
タ１１′がα≧90°となつている為である。即ち、
地絡が発生すると、逆変換器３′側では、ACR
８′の出力が選択されて、電流設定値から電流マ
ージンΔI分を差し引いた値に相当する直流電流
を流そうとするが、制御電圧リミツタ１１′によ
つて、αが90°以下にならないようにリミツタが
かけられているからである。

以上の説明は、直流送電線路で地絡が発生した
場合の説明であるが、順変換器３の交流母線１で
地絡等が発生した場合にも同様な不具合が発生す
る。

従つて、上記不具合を解決する為の容易に考え
得る方法は、上記制御電圧リミツタの下限リミツ
タ値をなくすことであるが、このようにすると前
述したごとく回路故障等により両変換器とも順変
換器運転となり、大電流が流れる。又、前記順変
換器３の交流母線１で地絡等が発生した場合につ
いて考えると、近年高速に再起動させる為に、交
流母線１で地絡が発生した場合には、交流不足電
圧リレー等でその事故を検出して、順変換器３を
バイパスペアに入れて、事故クリヤーと共に高速
に再起動させる方式が考えられているが、このよ
うな再起動方式を採用した場合には、事故端の順
変換器３がパイパスペア期間中（厳密には再起道
前のバイパスペア期間中）に健全端の逆変換器
３′の必要とする無効電力が大きくなり、健全側
の交流系統が弱小の場合に電圧安定度の問題が生
じる恐れがある。この健全端の逆変換器３′の必
要とする無効電力が大きくなる理由は事故継続
中、即ち、順変換器３がバイパスペア期間中の直
流電流は、電流設定値から電流マージン分を差し
引いた値、即ち定格電流に近い値となつている為
である。

〔発明の目的〕

従つて、本発明の目的は、このような欠点を除
去する為になされたものであつて、直流送電線路
事故発生時に、地絡点に流れる電流を抑制すると
ともに逆変換器の電流断続を防止し、交流送電線
路事故発生時には、直流電流を小さくして再起動
時の交流系統に与えるじよう乱を抑制し、更に回
路故障等に伴う直流電流の増加を極力防止する為
の変換装置の制御方式を提供することにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成する為に、本発明は、直流送電
線路事故、交流送電線路事故等により制御遅れ角
下限リミツタを切替えることを特徴とするもので
ある。

〔発明の実施例〕

第２図は本発明の一実施例を示す制御電圧リミ
ツタ回路で、１３，１４，１５は上下限リミツタ
回路で、上限リミツタ値はすべて同じ値である
が、下限リミツタ値については、例えば１３は制
御遅れ角α90°相当値、１４は制御遅れ角α85°相当
値、１５は制御遅れ角α70°相当値である。又、１
６，１７，１８はスイツチで、例えば１６は通常
運転中はオン、直流送電線路や交流送電線路事故
時オフするスイツチで、１７は交流送電線路事故
時にのみオンするスイツチ、１８は直流送電線路
事故時にのみオンするスイツチである。

さて、本発明ではこのような構成の制御電圧リ
ミツタ回路を逆変換器側の制御装置に備えること
により次のような制御が行なわれる。すなわち、
第２図において、通常運転中はスイツチ１６がオ
ンしているので、制御電圧は、上下限リミツタ回
路１３でリミツタがかけられる。即ち、定電圧制
御回路等の故障で例えばα＝0°相当の制御電圧と
なつても、上下限リミツタ回路１３でα＝90°相
当の制御電圧となるので大きな電流が流れること
はない。順変換器側の交流系統に事故が発生した
場合には、その事故検出信号によりスイツチ１７
がオンするので、α＝85°相当の制御電圧となる。
したがつて、逆変換器は最小負荷電流で運転され
るので、この逆変換器の必要とする無効電力が最
小に抑えられ、交流系統に与えるじよう乱を抑制
することができる。更に、直流送電線路故障が発
生した場合には、その事故検出信号によりスイツ
チ１８がオンするので、α＝70°相当の制御電圧
となり定格直流電流値に近い直流電流を流すこと
ができる。

上記の説明では、上下限リミツタ回路１４，１
５の下限リミツタ値はそれぞれα＝85°相当値、
α＝70°相当値としたが、この値は直流送電線路
抵抗値や最小負荷電流或いは断続限界電流値等を
考慮して決定されることは云うまでもない。又、
実際にはスイツチ１７，１８は事故検出信号に連
動させるのではなく、スイツチをオフさせるとき
には、事故回復後多少の時間遅れをもつて復帰さ
せる方が好ましい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、逆運転さ
れる変換装置の制御遅れ角リミツタの下限リミツ
タ値を通常運転時は90°以上とし、直流回路事故
時又は交流回路事故時には予め設定された90°未
満の下限リミツタ値に変えるようにしたので、 回路故障等に伴なう拡大事故を防止できる。

直流送電線路地絡時に地絡点を流れる電流を
抑制することができる。

交流系統事故時に、交流系統に与えるじよう
乱を抑制して高速再起動ができる。

と云う著しい効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用できる直流送電設備の概
略構成図、第２図は本発明の要部のみを示すブロ
ツク図である。 １，１′……交流母線、２，２′……変換用変圧
器、３，３′……変換器、４，４′……平滑リアク
トル、５……直流送電線路、６，６′……計器用
変圧器、７，７′……計器用変流器、８，８′……
定電流制御回路、９，９′……定電圧制御回路、
１０，１０′……制御電圧選択回路、１１，１
１′……制御電圧リミツタ回路、１２，１２′……
点弧位相制御回路、１３，１４，１５……上下限
リミツタ回路、１６，１７，１８……スイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流を直流に、直流を交流に変換する交直変
   換装置を具備した直流送電設備において、 逆運転される変換装置の制御遅れ角リミツタの
   下限リミツタ値を通常運転時は90°以上とし、直
   流回路事故時又は交流回路事故時には予め設定さ
   れた90°未満の下限リミツタ値に変えることを特
   徴とする変換装置の制御方式。