JPH0491623A - 直流送電システム - Google Patents

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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は直流送電システムに係り、特に、設備内のコン
デンサや変圧器を投入充電した場合の転流失敗対策を施
した直流送電システムに関する。

（従来の技術） 第２図は直流送電設備の概略構成図を示し、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なる変換器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は直流
送電線、５は金属帰路線である。又、６，７．８及び６
′、７’８′はそれぞれコンデンサである。

直流送電に使用される変換装置３．３′はその原理上、
運転に伴なって遅れ無効電力を消費し、この消費量は送
電電力量と共に増加する。この遅れ無効電力は交流系統
の電圧を下げるため、一般に交流母線にはコンデンサを
設置し、送電電力量と共に変化する変換装置の遅れ無効
電力消費量とほぼ同等の進み無効電力を供給するコンデ
ンサを順次投入して、交流系統における無効電力の変化
量を極力小さくするように制御する。これらの関係の一
例を第３図に示す。

第３図に示すように送電電力量の増加と共Ｇこ、変換装
置の消費する遅れ無効電力量も増力口してｔ）る。これ
に対しコンデンサを順次投入すると、図のようにコンデ
ンサの進み無効電力量も、送電電力量の増加と共に増や
すことができる。従って、。

交流系統側の総合無効電力量を／ＩＸさくすることがで
き、結果的に交流系統の電圧変動を／１八さく抑えるこ
とができる。

このように第２図中のコンデンサ６．７．８４よ、直流
送電設備の送電電力量に応じて入／切が行なわれるが、
一般にこれらコンデンサの投入Ｇこよって交流系統電圧
波形に、−時的に歪が生ずることは良く知られている。

直流送電設備の交直変換装置Ｇこお０て、交流電圧波形
に歪が生ずると逆変換運転中Ｇ二転流失敗力へ起こる可
能性がある。転流失敗とる。ｔ、サイ１ノスタバルブの
ブリッジで構成された交直変換装置Ｇこおいて、サイリ
スタバルブが順次点弧して髪）＜過程において、直流電
流をサイリスタノ＜ルブＧこ次々と移し換える、いわゆ
る転流が正常Ｇこ行なわれず、点弧すべきサイリスタバ
ルブが点弧せず、別のサイリスタバルブがある期間導通
し続けることを言つ 第４図は典型的な転流失敗を起こした場合の電圧、電流
波形を示す。図中ｆａ）はサイリスタバルブの電圧波形
、（ｂ）は直流電圧波形、（Ｃ）はサイリスタバルブの
電流波形を示す。図から分るように転流失敗の過程で直
流電圧は零になり、サイリスタバルブ電流は、ｉ　から
１３に転流すべきところ転流失敗を起こし、１１は次の
ｉ３発生のタイミングて転流するまて流れ続けている。

このような転流失敗は交流電圧波形の歪のみならず、交
流電圧低下等ても発生する。従来このような転流失敗を
防止するため、転流失敗が発生する主な条件であるコン
デンサ投入時に変換装置の制御角を大きくし、転流失敗
を起こしにくい状況を作っていた。

具体的には第５図に示す逆変換運転における変換装置の
制御角βを大きくすることにより、転流に十分な時間を
確保することで対応している。即ち、コンデンサの投入
指令と同時に制御角βをある決められた値まで大きくし
、コンデンサ投入と同時に発生する交流電圧波形歪によ
って起こり（尋る転流失敗を防止している。

（発明が解決しようとする課題） 上記したように従来技術にても転流失敗そのものは防止
することができたが、制御角βを大きくすることによっ
て、変換装置が消費する遅れ無効電力も大きくなり、交
流系統電圧の低下を招き、これが転流失敗の確率を高め
るという、相反する効果を持っていた。従って、制御角
βを大きくする値は必要最小限に小さく保つことが要求
されていた。

しかし、コンデンサ投入などによって発生する交流系統
の電圧歪は、一般に交流系統の短絡容量に影響するため
、解析等によって最悪の系統条件を考慮し、これによっ
て大きくするべき制御角βを選定していたが、交流系統
の条件は一定でなく状況によって変化するため、コンデ
ンサ投入時６二発生する電圧歪が大きくない系統条件の
場合でも、常に選定された最大の値だけ制御角βを大き
くしていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたちのてあり、従来技
術のように制御角βをコンデンサ投入時にいくら大きく
するかを事前に決定しておくことはせず、変換装置が運
転している交流系統の状態に合わせ、制御角βをいくら
大きくするかをその都度判定し、コンデンサ投入時に大
きくすべき制御角βの値を必要最小限とする直流送電シ
ステムを提供することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は順変換器により変換
された直流電力を逆変換器を介して交流母線に接続し、
前記逆変換器側の制御角βを調整することにより転流失
敗を防止する構成の直流送電システムにおいて、コンデ
ンサ又はリアクトルを入／切した場合の交流系統電圧の
変化をもとにして、交流系統の短絡容量を求める手段と
、この短絡容量から変換器の制御角βを求めて記憶する
手段と、コンデンサやリアクトルの投入時に、この記憶
された制御角を変換器に出力する手段とから構成した。

（作　用） コンデンサ投入時に発生する交流電圧波形歪は、交流系
統の短絡容量に関係する。一般に交流系統の短絡容量が
小さいとコンデンサ投入時の交流電圧波形歪は大きくな
り、短絡容量か大きいと電圧波形歪は小さくなる。

又、短絡容量はコンデンサ投入又はしゃ新前後の交流系
統の電圧変化に比例する。即ち、交流系統の短絡容量を
Ｐ　、コンデンサの容量をＣ，コンデンサの入又は切に
よって生ずる系統電圧の変化をΔ■とすると、以下の関
係が成立する。

に れを変形し、 が導き出せる。　即ち、入／切するコンデンサの容量と
入／切前後の交流系統電圧の変化が分れば、交流系統の
短絡容量が予想できることになる。この特性を利用し、
コンデンサの入／切によって発生する交流電圧変化量か
ら、その時点ての交流系統の短絡容量を予想し、これに
合わせｆ、−必要最小限の値だけ制御角βを大きくする
。

（実施例） 以下図面を参照して実施例を説明する。

第１図は本発明による直流送電システムの一実施例の構
成図であり、第２図と同一部分については同一符号を付
して説明を省略する。９は短絡容量演算装置、１０は制
御角β決定回路、１１は電圧変成器、１２．１２′、　
１３．１３′、　１４．１４′はスイッチである。

次に作用について説明する。

今、変換器３．３′を起動させる場合、まずコンデンサ
６．６′をスイッチ１２．１２′で投入する。

このとき交流母線１．１′のコンデンサ投入前後の電圧
を電圧変成器１１．１１′で計測する。この電圧変化量
ΔＶとコンデンサ６の容量Ｃから、交流系統の短絡容量
Ｐ、を短絡容量演算装置９にて演算する。この演算結果
から求められた交流系統の短絡容量Ｐ、は制御角β決定
装Ｗ１０に送られ、予め解析によって求められた適正な
必要最小限のβの値に変換されて記憶される。ここで直
流送電設備の送電電力量を増加させていくと、交流系統
ての無効電力変化量を最小にするために、コンデンサ７
．７′をスイッチ１３．１３′で投入する必要がある。

この時スイッチ１３．１３′の投入指令と共に制御角β
決定装置１０に記憶された値だけ、制御角βを大きくす
る。

更に短絡容量演算装置９はコンデンサ７．７′の投入に
よって生じた交流母線電圧の変化量ΔＶとコンデンサの
容量から系統の短絡容量Ｐ、を演算し、この値を制御角
β決定装Ｗ１０に送る。制御角β決定装置１０は新たな
βの値を求め記憶する。

このように系統の短絡容量Ｐ、と必要最小限の制御角β
とは、常に最新の値に書き換えられる。これらの動作は
、コンデンサのしゃ断時にも同様に行なわれ、最新の制
御角βの値が記憶される。

又、交流系統電圧の変化はコンデンサの入／切のみなら
す、リアクトルの入／切によっても起こるため、直流送
電設備内にリアクトルがある場合には、このリアクトル
の入／切時にも新しい制御角βの書き込みができる。又
、交流系統電圧波形の歪はコンデンサの投入だけでなく
、設備近傍の変圧器の投入によっても起こるため、この
際にも制御角βを大きくする制御が在勤である。

「発明の効果］ 以上説明したように、本発明によればコンデンサの入／
切毎に交流系統の電圧変化を計測し、これから算出され
る交流系統の短絡容量、更にこの短絡容量から求められ
る必要最小限の制御角βを記憶し、コンデンサの投入時
にこの値だけ制御角βを大きくすることにより、変換装
置の消費する遅れ無効電力の変化を最小にし、交流系統
に対する影響を必要最小限にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による直流送電システムの一実施例を示
す構成図、第２図は直流送電設備の代表的構成図、第３
図は直流送電設備の送電電力量に対する無効電力の変化
を示した特性図、第４図は代表的な転流失敗を表わす変
換装置内の各部の波形図、第５図は変換装置の制御角の
関係図である。 １．１′・・・交流母線 ２．２′・・・変換用変圧器 ３．３′・・・変換器　　　４・・・直流送電線５・・
・金属帰路線 ６．６′、７．７’　、８．８’・・・コンデンサ９・
・・短絡容量演算装置　１０・・・制御角β決定装置１
１、１１′・・・電圧変成器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 順変換器により変換された直流電力を逆変換器を介して
   交流母線に接続し、前記逆変換器側の制御角βを調整す
   ることにより転流失敗を防止する構成の直流送電システ
   ムにおいて、コンデンサ又はリアクトルを入／切した場
   合の交流系統電圧の変化をもとにして、交流系統の短絡
   容量を求める手段と、この短絡容量から変換器の制御角
   βを求めて記憶する手段と、コンデンサやリアクトルの
   投入時に、この記憶された制御角を変換器に出力する手
   段を備えたことを特徴とする直流送電システム。