JPH0452052B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、直流送電システムに関するものであ
る。

周知の様に直流送電システムにおいては、交流
電力をサイリスタ順変換器により直流に変換して
直流送電線に供給し、受電側ではサイリスタ逆変
換器でこれを交流に変換して負荷に供給する。

第４図は、本発明の適用される直流送電システ
ムの全体構成が示されており、発電機１で発生し
た電力は変圧機２、しや断器３、母線４、しや断
器３、変換器用変圧器５を介して交直変換器（順
変換器）６に与えられ、その直流出力が直流送電
線７に供給される。この直流送電線７により送電
された電力は交直変換器（逆変換器）６により交
流に変換され、その電力は変換器用変圧器５、し
や断器３、母線４を介して負荷に供給される。

第５図は第４図の交直変換器６の制御系の基本
的な構成を示すものである。

図において、直流送電線７の直流電流と直流電
圧とが直流電流変流器８、直流電圧変成器９によ
り各々検出されており、これら検出値は、一方の
各比較入力に電流設定器１０、電圧設定器１１の
各設定値が与えられている偏差検出器１２の他方
の各比較入力に供給されている。各偏差検出器１
２の出力は定電流制御アンプ１３、定電圧制御ア
ンプ１４に供給され、それらの増幅出力は低値選
択器１５に供給されている。この低値選択器１５
の選択出力は可変リミツタ１６に供給されてお
り、その出力は自動パルス移相器１７によりパル
ス信号に変換され、パルスアンプ１８により増幅
されて交直変換器６に与えられる。

尚、ここで電流設定器１０の与える設定値は、
順変換器では起動初期においては定格電流の例え
ば10（％）とされるのに対して、逆変換器側では
いわゆる電流マージン（例えば７（％））を差引い
た値（定格電流の３（％）相当）とされる。この
ため通常よく知られるように、順変換器側では電
流制御系の出力が、また、逆変換器側では電圧制
御系の出力が夫々低値選択器１５の出力として選
択され、夫々この出力により制御される。

この様な直流送電システムの起動は、上記両変
換器の制御角をその運転領域の臨界近くである90
度付近に設定し、その後、起動に際して各変換器
の制御角を各々の制御領域（順変換器では制御角
0°の方向、逆変換器では180°の方向）に移行させ
ることによつて行われている。

すなわち、従来では、順変換器側と逆変換器側
のリミツタ１６の上下限値を、当初90°に固定し、
その後各変換器リミツタによる制御角の上下限存
在領域を第１図にａ，ｂに示される様に徐々に開
く様にしており、この場合には第２図に示される
様に順変換器側で電流制御が行なわれ、逆変換器
側の前記リミツタの開度に応じて直流電圧を上昇
させている。尚、第１図、第２図において１０２
は逆変換器側の制御特性を、１０４は順変換器側
の制御特性を、DEBは起動時刻を表わしている。

したがつて、以上の直流送電システムにより送
電される電力は第３図に示される様に変化し、起
動後所定の時定数で立ち上り最小通電電流と定格
直流電圧により定まる最低運転電力P_nioに達す
る。ここで、最小通電電流は直流リアクトルの値
などにより直流電流が断続しない最低の値に設定
されており、したがつて、直流送電電力の最低値
がこれにより決定される。

ところで、発電器の起動時にはその最小運転電
力のP_nioに至るまでの立ち上り時間がランプ関数
的に徐々に数10分程度を要して増加するものであ
るので、直流送電システムの直流送電電力の立ち
上がりもこれに合わせた時間オーダーのものとす
ることが好適である。

このためには前記第１図のリミツタ特性の変化
速度を遅く設定して最小運転電力P_nioに至るまで
の時間を数10分程度にすることが考えられるが、
この様な制御が行なわれると、各サイリスタのダ
ンピング回路の損失が増大し、この場合にはサイ
リスタを冷却するためにシステムのコストが増大
するという問題が生ずる。すなわち、上記ダンピ
ング回路の損失はサイリスタ制御角により左右さ
れ、より具体的には順変換器では制御角40度以上
の領域での運転、逆変換器では制御角140度以下
の領域での運転を行なうと転流時の過度電流がサ
イリスタのスナツパー回路に流れ抵抗損失を増大
させる。現状では、サイリスタの容量を増大させ
ないとすると、この領域での許容運転時間は１分
程度とされており、とても数10分もの長時間運転
には耐えられない。

本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、コスト増を招くことなく発
電機と共に直流送電系統をランプ関数的に立ち上
がらせることができる直流送電システムを提供す
ることにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、交流電
力をサイリスタ順変換器で直流に変換して直流送
電線に送電しこれをサイリスタ逆変換器で直流に
変換して負荷に供給する直流送電システムにおい
て、起動直後における順変換器サイリスタの制御
角を順変換器のダンピング回路の許容損失に相当
する角度以下の所定の角度に制限するリミツタを
順変換器側に設けて順変換器側で直流送電系の電
圧を制御し、直流送電系の電流は逆変換器側にて
制御することにより、直流変換器による送電電力
のステツプ的な上昇を防止し、発電機の出力上昇
速度とバランスのとれた起動を行うことを特徴と
する。

以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説
明する。

第６図は、本発明を採用したときのリミツタ１
６の特性を示したものであり、順変換器側では数
秒を要してリミツタ下限値をダンピング損失限界
に相当する制御角（例えば40度）又はそれ以下の
適切な制御角に移行させ、その後この移行させた
制御角に保持する。この場合、第５図の電流制御
系と電圧制御系の出力は、各帰還値がその設定値
に達していないために飽和状態にあり、結局リミ
ツタ１６に制限された出力でサイリスタが制御さ
れている。他方、逆変換器側では従来と同様にリ
ミツタ１６の上下限値が移行制御されており、電
圧制御系はその帰還値が目標に達しないために飽
和出力を与えているのに対し、定格の３（％）の
設定を与えられた電流制御系の出力はリミツタの
上下限値内の制御出力を与えており、結局逆変換
器において電流制御が生かされる。

なお、電流が定格の３％程度であれば、電流が
断続するおそれはなく、これによるサイリスタの
破壊のおそれもない。

このようにして、第８図に示されるように逆変
換器側が定電流制御を行ない、順変換器側がリミ
ツタに制限された制御角により直流電圧の制御を
行うこととなる。さらに、第５図の変換器用変圧
器５に負荷時タツプ切替器が設置されていれば、
そのタツプ値を最小値とすることによつて直流電
圧を低くし送電電力の増加を小さくすることがで
きるのは明らかである。この本実施例によれば、
順変換器側ではダンピング損失限界点である40度
付近に制御角が移されるのでダンピング回路の損
失により生じるサイリスタのコストアツプの心配
がいらない。またこの結果、直流電圧を、ダンピ
ング損失を生じない範囲でもつとも低くすること
ができる。第７図は本発明によるときの出力特性
１００であり、従来に較べて直流電力を緩増加さ
せることができる。尚、本発明の制御では、順変
換器の与える直流電圧はリミツタにより制御さ
れ、逆変換器の与える直流電流は３％に制御され
るために、このことのみでは第７図のように直流
出力が増大することを説明できないが、これは発
電機出力増大に伴なうものである。つまり、従来
の制御では、変換器の制御は高速に行なえる（起
動時では、ゆつくりした制御に適さない）という
理由から、むしろ変換器出力の制御にあわせて発
電機出力を変換器の最小運転電力P_nioまでステツ
プ状に増大させていたものであるが、この方式は
発電器の機械系にとつて好ましいものではなかつ
た。本発明では、変換出力が小さい状態で長時間
運転できるので、これにあわせて発電機出力を微
増させることができる。第７図の特性１００は発
電機出力の微増に伴ない変換器出力が増大したこ
とを示すものである。

以上説明した様に本発明によれば、発電機の起
動時における発電出力と協調のとれた送電電力を
得ることができ、直流送電にとつて極めて好適で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来システムにおける交直変換器のリ
ミツタの動作説明図、第２図は従来システムにお
ける交直変換器の制御特性図、第３図は従来シス
テムの起動直後の最低運転電力特性図、第４図は
本発明の好適な実施例の全体構成図、第５図は第
図における交直変換器の制御系の構成図、第６
図は第５図のリミツタの動作説明図、第７図は本
発明の好適な実施例の起動直後の最低運転電力特
性図、第８図は第４図、第５図交直変換器の制御
特性図である。 １……発電機、６……交直変換器、７……直流
送電線、１６……可変リミツタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流電力をサイリスタ順変換器で直流に変換
   して直流送電線に送電しこれをサイリスタ逆変換
   器で直流に変換して負荷に供給する直流送電シス
   テムにおいて、起動直後における順変換器サイリ
   スタの制御角を順変換器のダンピング回路の許容
   損失に相当する角度以下の所定の角度に制限する
   リミツタを順変換器側に設けて順変換器側で直流
   送電系の電圧を制御し、直流送電系の電流は逆変
   換器側にて制御することにより、直流変換器によ
   る送電電力のステツプ的な上昇を防止し、発電機
   の出力上昇速度とバランスのとれた起動を行うこ
   とを特徴とする直流送電システム。 ２ 特許請求の範囲１記載の直流送電システムに
   おいて、起動直後における送電電圧を軽減するた
   めに順変換器の変換器用変圧器のタツプが最低の
   位置に設定されていることを特徴とする直流送電
   システム。