JPH0550206B2 - - Google Patents
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- JPH0550206B2 JPH0550206B2 JP61048686A JP4868686A JPH0550206B2 JP H0550206 B2 JPH0550206 B2 JP H0550206B2 JP 61048686 A JP61048686 A JP 61048686A JP 4868686 A JP4868686 A JP 4868686A JP H0550206 B2 JPH0550206 B2 JP H0550206B2
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- power transmission
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、複数の交流発電所の電力を直流単
独送電系で送電する直流送電を含む電力系統の保
護方式に関するものである。
独送電系で送電する直流送電を含む電力系統の保
護方式に関するものである。
従来、この種直流単独送電系を含む電力系統の
保護方式として第５図の如きものがあつた。図に
おいて、１０１，１０２は発電機システムで、１
１１，１１２は発電機、１２１，１２２は前記発
電機１１１，１１２を駆動する原動機、１３１，
１３２は原動機１２１，１２２・発電機１１１，
１１２系の回転数（周波数）を検出し、それを一
定値に維持するように原動機１２１，１２２の機
械出力PM1，PM2を調節する調速機、２１，２２
は遮断機、３１，３２は交流系統の周波数を検出
し、過度に周波数が上昇した場合に、遮断機２
１，２２を開放し、発電機１１１，１１２を電力
系統から分離する保護リレー、４１，４２は交流
を直流に変換する交直変換装置、４３，４４は、
直流から交流に変換する直交変換装置、５１，５
２は直流送電回線、６は電力を受ける交流母系
統、７は発電機１１１，１１２の出力を交直変換
装置４１，４２に送電する交流送電線系統で、図
では単線で示してあるが、一般には複数の送電回
線で構成される。
保護方式として第５図の如きものがあつた。図に
おいて、１０１，１０２は発電機システムで、１
１１，１１２は発電機、１２１，１２２は前記発
電機１１１，１１２を駆動する原動機、１３１，
１３２は原動機１２１，１２２・発電機１１１，
１１２系の回転数（周波数）を検出し、それを一
定値に維持するように原動機１２１，１２２の機
械出力PM1，PM2を調節する調速機、２１，２２
は遮断機、３１，３２は交流系統の周波数を検出
し、過度に周波数が上昇した場合に、遮断機２
１，２２を開放し、発電機１１１，１１２を電力
系統から分離する保護リレー、４１，４２は交流
を直流に変換する交直変換装置、４３，４４は、
直流から交流に変換する直交変換装置、５１，５
２は直流送電回線、６は電力を受ける交流母系
統、７は発電機１１１，１１２の出力を交直変換
装置４１，４２に送電する交流送電線系統で、図
では単線で示してあるが、一般には複数の送電回
線で構成される。
次に動作について説明する。まず、第５図に示
すような電力系統で例えば、直流送電回線５２
が、事故等で開放状態になると、その回線により
送電されていた電力PDC2が送電出来なくなる。
今、仮に、直流送電回線５１，５２の送電電力
PDC1，PDC2がそれぞれ、１ギガワツト（GW）で
あつたとすると、事故前の送電電力は2GWとな
り、これに等しい機械出力が原動機１２１，１２
２から発生していることになる。簡単のために、
発電機システム１０１，１０２が同一の特性であ
るとすると、機械出力PM1，PM2は等しくなるの
で、それぞれ1GW相当となる。
すような電力系統で例えば、直流送電回線５２
が、事故等で開放状態になると、その回線により
送電されていた電力PDC2が送電出来なくなる。
今、仮に、直流送電回線５１，５２の送電電力
PDC1，PDC2がそれぞれ、１ギガワツト（GW）で
あつたとすると、事故前の送電電力は2GWとな
り、これに等しい機械出力が原動機１２１，１２
２から発生していることになる。簡単のために、
発電機システム１０１，１０２が同一の特性であ
るとすると、機械出力PM1，PM2は等しくなるの
で、それぞれ1GW相当となる。
そこで、第６図に示すように直流送電回線５２
が開放され、送電電力PDC2が零となると、送電電
力の合計PEは2GWから1GWに減少する。これに
対し、機械出力の総計は2GWのままであるので、
その差により、発電機１１１，１１２系が加速さ
れ周波数ｆが上昇する。周波数上昇に対しては、
まず、直流送電系の周波数制御により、健全系統
である直流送電回線５２の送電電力が限界値まで
増加するが、通常、限界送電電力は定格値を100
％として、110〜130％であるので、1GWを定格
値とすると、1.1GW〜1.3GWとなる。従つて、
機械出力の総計2GWを完全に送電する事は出来
ない。このため、周波数ｆは上昇を続ける。周波
数上昇に対しては、調速機１３１，１３２も原動
機１２１，１２２の出力を減少させて周波数を下
げようとするが、一般に応答が遅いので、しばら
くは周波数が上昇する。すると、過周波数保護リ
レー３１，３２が動作するので、発電機１１１，
１１２は、交流送電系統７から分離される。この
ため、交流送電系統７に電力を供給する発電機が
無くなり、結局、交直変換装置４１も送電を停止
し、第６図に示すように送電電力の合計PEは零
となる。
が開放され、送電電力PDC2が零となると、送電電
力の合計PEは2GWから1GWに減少する。これに
対し、機械出力の総計は2GWのままであるので、
その差により、発電機１１１，１１２系が加速さ
れ周波数ｆが上昇する。周波数上昇に対しては、
まず、直流送電系の周波数制御により、健全系統
である直流送電回線５２の送電電力が限界値まで
増加するが、通常、限界送電電力は定格値を100
％として、110〜130％であるので、1GWを定格
値とすると、1.1GW〜1.3GWとなる。従つて、
機械出力の総計2GWを完全に送電する事は出来
ない。このため、周波数ｆは上昇を続ける。周波
数上昇に対しては、調速機１３１，１３２も原動
機１２１，１２２の出力を減少させて周波数を下
げようとするが、一般に応答が遅いので、しばら
くは周波数が上昇する。すると、過周波数保護リ
レー３１，３２が動作するので、発電機１１１，
１１２は、交流送電系統７から分離される。この
ため、交流送電系統７に電力を供給する発電機が
無くなり、結局、交直変換装置４１も送電を停止
し、第６図に示すように送電電力の合計PEは零
となる。
従来の直流送電を含む電力系統の保護方式は以
上のように行われているので、発電電力を直流送
電回線群のみで送電するような系統では一部の直
流送電回線の事故により、全体の送電が停止して
しまうと言う問題点が有つた。
上のように行われているので、発電電力を直流送
電回線群のみで送電するような系統では一部の直
流送電回線の事故により、全体の送電が停止して
しまうと言う問題点が有つた。
この発明は、上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、一部の直流送電回線の事故
が全体の送電系統の停止に発展しない直流送電を
含む電力系統の保護方式を得る事を目的とする。
めになされたもので、一部の直流送電回線の事故
が全体の送電系統の停止に発展しない直流送電を
含む電力系統の保護方式を得る事を目的とする。
この発明に係る直流送電を含む電力系統の保護
方式は、発電機と交直変換装置とを結ぶ交流送電
系統の周波数を検出し、その周波数の検出値に応
じて、系統から解列するべき発電機を決定し、該
発電機が対応する遮断器を開放するようにしたも
のである。
方式は、発電機と交直変換装置とを結ぶ交流送電
系統の周波数を検出し、その周波数の検出値に応
じて、系統から解列するべき発電機を決定し、該
発電機が対応する遮断器を開放するようにしたも
のである。
この発明における電力系統保護方式の遮断器群
は、変化する周波数検出値から、交直変換装置
を、また直流送電回線から直流送電系統の送電量
減少を算定し、相当する発電量を系統から解列す
るように動作条件を設定する。
は、変化する周波数検出値から、交直変換装置
を、また直流送電回線から直流送電系統の送電量
減少を算定し、相当する発電量を系統から解列す
るように動作条件を設定する。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。図中、第５図と同一の部分は同一の符号をも
つて図示した第１図において、３１１，３２１は
本発明に関連する過速度保護装置である。
る。図中、第５図と同一の部分は同一の符号をも
つて図示した第１図において、３１１，３２１は
本発明に関連する過速度保護装置である。
次に動作について説明する。まず、過速度保護
装置３１１，３２１の設定として、最初の過速度
保護装置３１１は第２図に示すように系統周波数
ｆがfH1より高い状態が時間TH1だけ続いた時、
遮断器２１を開放する信号を発生するように設定
しておき、又、過速度保護装置３２１は、系統周
波数ｆがfH2より高い状態が、時間TH2だけ続い
た時、遮断器２２を開放する信号を発生するよう
に設定してある。そして、互いの設定に関して、
次の(1)式，(2)式が成立するようにする。
装置３１１，３２１の設定として、最初の過速度
保護装置３１１は第２図に示すように系統周波数
ｆがfH1より高い状態が時間TH1だけ続いた時、
遮断器２１を開放する信号を発生するように設定
しておき、又、過速度保護装置３２１は、系統周
波数ｆがfH2より高い状態が、時間TH2だけ続い
た時、遮断器２２を開放する信号を発生するよう
に設定してある。そして、互いの設定に関して、
次の(1)式，(2)式が成立するようにする。
fH1＝fH2 ………(1)
TH1＜TH2 ………(2)
従来例と同様に直流送電回線５２が事故等で開
放状態になると、その回線により送電されていた
電力PDC2が送電出来なくなる。今、仮に、直流送
電回線５１，５２の送電電力PDC1，PDC2がそれぞ
れ１ギガワツト（GW）であつたとすると、事故
前の送電電力は、2GWとなる。これに等しい機
械出力が、原動機１２１，１２２から発生してい
ることになる。簡単のため、発電機システム１０
１，１０２が同一の特性であるとすると、機械出
力PM1，PM2は等しくなるので、それぞれ1GW相
当となる。
放状態になると、その回線により送電されていた
電力PDC2が送電出来なくなる。今、仮に、直流送
電回線５１，５２の送電電力PDC1，PDC2がそれぞ
れ１ギガワツト（GW）であつたとすると、事故
前の送電電力は、2GWとなる。これに等しい機
械出力が、原動機１２１，１２２から発生してい
ることになる。簡単のため、発電機システム１０
１，１０２が同一の特性であるとすると、機械出
力PM1，PM2は等しくなるので、それぞれ1GW相
当となる。
第２図に示すように、直流送電回線５２が開放
され、送電電力PDC2が零となると、送電電力の合
計PEは、2GWから1GWに減少する。これに対し
て、機械出力の総計は、2GWのままであるので、
その差により発電機系が加速され、周波数ｆが上
昇する。
され、送電電力PDC2が零となると、送電電力の合
計PEは、2GWから1GWに減少する。これに対し
て、機械出力の総計は、2GWのままであるので、
その差により発電機系が加速され、周波数ｆが上
昇する。
この時、健全直流送電系統の送電電力は、1.1
〜1.3GW程度に上昇する。しかし、機械出力
2GWに比べれば非常に小さいので、周波数ｆの
上昇は続く。周波数ｆがfH1を超えた状態がTH1
続くと、過速度保護装置３１１が作動し、遮断器
２１を開放するので、発電機１１１が系統から解
列する。すると、機械出力は、発電機１１２の原
動機１２２が発生する約1GWだけになるので、
周波数は減少し始める。そして、過速度保護装置
３２１が動作する時間TH2に至る前に、周波数
ｆはfH2よりも低くなるので、過速度保護装置３
２１は動作せず、従つて発電機１１２は系統に連
系され続けるので、発電を継続する事が出来る。
そして、周波数ｆは直流送電系の周波数制御によ
り、基準値f0に復帰する。
〜1.3GW程度に上昇する。しかし、機械出力
2GWに比べれば非常に小さいので、周波数ｆの
上昇は続く。周波数ｆがfH1を超えた状態がTH1
続くと、過速度保護装置３１１が作動し、遮断器
２１を開放するので、発電機１１１が系統から解
列する。すると、機械出力は、発電機１１２の原
動機１２２が発生する約1GWだけになるので、
周波数は減少し始める。そして、過速度保護装置
３２１が動作する時間TH2に至る前に、周波数
ｆはfH2よりも低くなるので、過速度保護装置３
２１は動作せず、従つて発電機１１２は系統に連
系され続けるので、発電を継続する事が出来る。
そして、周波数ｆは直流送電系の周波数制御によ
り、基準値f0に復帰する。
実際には、原動機１２２が周波数上昇に対応し
て機械出力を減少させているので、直流送電電力
PEは、その原動機出力値に一致する。そして、
周波数が基準値f0になつた後、原動機出力は元の
値（1GW）に徐々に戻るので、直流送電電力PE
もそれに応じて増加し、元の状態に戻る。
て機械出力を減少させているので、直流送電電力
PEは、その原動機出力値に一致する。そして、
周波数が基準値f0になつた後、原動機出力は元の
値（1GW）に徐々に戻るので、直流送電電力PE
もそれに応じて増加し、元の状態に戻る。
第３図はこの発明の他の実施例である。図にお
いて３１３，３２３は周波数の時間変化率検出器
である。
いて３１３，３２３は周波数の時間変化率検出器
である。
今、過速度保護装置３１１の設定条件として系
統周波数をｆとしたとき、fH1より高い周波数が
時間TH1だけ続き、かつ、周波数の時間変化率
が正の時、遮断器２１を開放する信号を発生する
ように設定しておく、又、過速度保護装置３２１
は、系統周波数をｆとしたときfH2より高い周波
数が時間TH2だけ続き、かつ、周波数ｆの時間
変化率が、正の時、遮断器２２を開放する信号を
発生するように設定しておく。そして、互いの設
定に関しては前述の(1)、(2)式が成立するようにし
ておく。
統周波数をｆとしたとき、fH1より高い周波数が
時間TH1だけ続き、かつ、周波数の時間変化率
が正の時、遮断器２１を開放する信号を発生する
ように設定しておく、又、過速度保護装置３２１
は、系統周波数をｆとしたときfH2より高い周波
数が時間TH2だけ続き、かつ、周波数ｆの時間
変化率が、正の時、遮断器２２を開放する信号を
発生するように設定しておく。そして、互いの設
定に関しては前述の(1)、(2)式が成立するようにし
ておく。
そして、従来例と同様に直流送電回線５２が事
故等で開放状態になると、その回線により送電さ
れていた電力PDC2が送電出来なくなり、従来例、
及び第１図の実施例の説図で述べた時と同様に周
波数が上昇する。そして、周波数ｆが、fH1を越
えた状態がTH1続いた状態では、まだ、周波数
の時間変化率が正であるので、過速度保護装置３
１１が作動し、遮断器２１を開放するので、発電
機１１１が系統から解列する。すると、機械出力
は、発電機１１２の原動機１２２が発生する約
1GWだけになるので、周波数は減少し始める。
第４図に示すように、しばらくすると、周波数が
fH2を越えている時間がTH2続いた時点に至る。
第１図の実施例では、このような場合には、過速
度保護装置３２１が作動してしまう事になるが、
本実施例では、過速度保護装置３２１は、更に、
周波数ｆの時間変化率が正である事と言う条件が
あり、第４図に示すように、周波数ｆがfH2を越
えている時間がTH2続いた時点では、既に、発
電機１１１が解列され、機械出力と直流送電電力
のアンバランスが解消されているので、周波数の
時間変化率は負になつており、過速度保護装置３
２１は動作せず、その結果、発電機１１２は系統
に留まつて運転を続ける事になる。このようにこ
の実施例では、保護装置の動作条件に、周波数の
時間変化率が正の値であると言う条件を加えてい
るので、第１図の実施例のように、周波数偏差の
持続時間TH1とTH2の設定に、ある程度差を持
たせ、後続して動作する方（第１図の実施例では
TH2）の保護装置の時間TH2は、先行して動作
する保護装置の動作により周波数が低下し、周波
数の基準fH2より下がる時点よりも長く設定しな
ければならないと言う制約条件は無く、周波数偏
差の持続時間TH1とTH2は、近い値に設定出来
る。これは、直流送電電力の低下量が、発電機１
１１の出力より大きく、発電機１１２も解列しな
ければならない時、発電機１１２も発電機１１１
に続いて迅速に解列できると言う効果があり、直
流送電能力と発電機械出力のバランスを取ると言
う本発明の目的をより効果的に実現できる。周波
数の時間変化率は、例えば、一定時間毎に周波数
を計測し、前回の計測値と今回の計測値とを、計
測の時間間隔で除算すると言うような方法で検出
できる。又、検出装置に誤差のある場合には、判
定条件として、正の値という条件ではなく、誤差
を考慮した正の一定の値以上で動作すると言う条
件にすれば、誤動作等を防げることは言うまでも
ない。
故等で開放状態になると、その回線により送電さ
れていた電力PDC2が送電出来なくなり、従来例、
及び第１図の実施例の説図で述べた時と同様に周
波数が上昇する。そして、周波数ｆが、fH1を越
えた状態がTH1続いた状態では、まだ、周波数
の時間変化率が正であるので、過速度保護装置３
１１が作動し、遮断器２１を開放するので、発電
機１１１が系統から解列する。すると、機械出力
は、発電機１１２の原動機１２２が発生する約
1GWだけになるので、周波数は減少し始める。
第４図に示すように、しばらくすると、周波数が
fH2を越えている時間がTH2続いた時点に至る。
第１図の実施例では、このような場合には、過速
度保護装置３２１が作動してしまう事になるが、
本実施例では、過速度保護装置３２１は、更に、
周波数ｆの時間変化率が正である事と言う条件が
あり、第４図に示すように、周波数ｆがfH2を越
えている時間がTH2続いた時点では、既に、発
電機１１１が解列され、機械出力と直流送電電力
のアンバランスが解消されているので、周波数の
時間変化率は負になつており、過速度保護装置３
２１は動作せず、その結果、発電機１１２は系統
に留まつて運転を続ける事になる。このようにこ
の実施例では、保護装置の動作条件に、周波数の
時間変化率が正の値であると言う条件を加えてい
るので、第１図の実施例のように、周波数偏差の
持続時間TH1とTH2の設定に、ある程度差を持
たせ、後続して動作する方（第１図の実施例では
TH2）の保護装置の時間TH2は、先行して動作
する保護装置の動作により周波数が低下し、周波
数の基準fH2より下がる時点よりも長く設定しな
ければならないと言う制約条件は無く、周波数偏
差の持続時間TH1とTH2は、近い値に設定出来
る。これは、直流送電電力の低下量が、発電機１
１１の出力より大きく、発電機１１２も解列しな
ければならない時、発電機１１２も発電機１１１
に続いて迅速に解列できると言う効果があり、直
流送電能力と発電機械出力のバランスを取ると言
う本発明の目的をより効果的に実現できる。周波
数の時間変化率は、例えば、一定時間毎に周波数
を計測し、前回の計測値と今回の計測値とを、計
測の時間間隔で除算すると言うような方法で検出
できる。又、検出装置に誤差のある場合には、判
定条件として、正の値という条件ではなく、誤差
を考慮した正の一定の値以上で動作すると言う条
件にすれば、誤動作等を防げることは言うまでも
ない。
また、説明では発電機が２台の場合の例につい
て説明したが更に多数の発電機のある電力系統の
場合についても保護装置の動作条件を夫々変えて
設定することにより同様の効果が得られることは
言うまでもない。
て説明したが更に多数の発電機のある電力系統の
場合についても保護装置の動作条件を夫々変えて
設定することにより同様の効果が得られることは
言うまでもない。
以上のように、この発明によれば、直流送電回
線に事故が発生したような場合にその直流送電電
力に対応した発電所群が電力系統に留まるよう
に、適切な量の発電所を解列出来る保護方式とし
たので、直流送電回線の事故時にも信頼性の高い
電力系統が実現出来る効果がある。
線に事故が発生したような場合にその直流送電電
力に対応した発電所群が電力系統に留まるよう
に、適切な量の発電所を解列出来る保護方式とし
たので、直流送電回線の事故時にも信頼性の高い
電力系統が実現出来る効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による電力系統保
護方式を施した電力系統図、第２図は、第１図の
直流送電電力が低下した時の要部の波形図、第３
図は、この発明の他の実施例である電力系統保護
方式を施した電力系統図、第４図は、第３図の実
施例で直流送電電力が低下した場合要部の波形
図、第５図は従来の電力系統保護方式を施した電
力系統図、第６図は、第５図の直流送電電力が低
下した時の要部波形図である。 図において、１０１，１０２は発電機システム
で、１１１，１１２は発電機、１２１，１２２は
原動機、１３１，１３２は調速機、２１，２２は
遮断器、３１１，３２１は過速度保護装置、３１
３，３２３は周波数の時間変化率検出器、４１，
４２は交直変換装置、４３，４４は直交変換装
置、５１，５２は直流送電回線、６は交流母系
統、７は交流送電系統。
護方式を施した電力系統図、第２図は、第１図の
直流送電電力が低下した時の要部の波形図、第３
図は、この発明の他の実施例である電力系統保護
方式を施した電力系統図、第４図は、第３図の実
施例で直流送電電力が低下した場合要部の波形
図、第５図は従来の電力系統保護方式を施した電
力系統図、第６図は、第５図の直流送電電力が低
下した時の要部波形図である。 図において、１０１，１０２は発電機システム
で、１１１，１１２は発電機、１２１，１２２は
原動機、１３１，１３２は調速機、２１，２２は
遮断器、３１１，３２１は過速度保護装置、３１
３，３２３は周波数の時間変化率検出器、４１，
４２は交直変換装置、４３，４４は直交変換装
置、５１，５２は直流送電回線、６は交流母系
統、７は交流送電系統。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数の交流発電所で発電された電力を交流送
電系統を介して送電し、該交流電力を直流電力に
変換して送電する直流送電回線とからなる直流送
電を含む電力系統の保護方式において、前記直流
送電回線に事故が発生した時、前記交流発電所の
交流周波数が所定の基準値を上まわり、かつ、そ
の状態が一定時間以上継続した時、該交流発電所
を交流送電系統から解列する過速度保護装置を設
け、該過速度保護装置の継続時間を各々別々に設
定することにより複数の交流発電所を異つた時刻
で逐次該交流送電系統から解列させるようにした
ことを特徴とする直流送電を含む電力系統の保護
方式。 ２ 前記交流発電所の交流周波数が基準値を上ま
わつた状態が所定時間継続し、かつ、周波数の時
間変化率が一定値以上の時、該発電所を交流系統
から解列する過速度保護装置を設け、該過速度保
護装置の継続時間を各々別々に設定することによ
り複数の交流発電所を異つた時刻で逐次交流送電
系統から解列させることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の直流送電を含む電力系統の保護
方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61048686A JPS62207115A (ja) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | 直流送電を含む電力系統の保護方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61048686A JPS62207115A (ja) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | 直流送電を含む電力系統の保護方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62207115A JPS62207115A (ja) | 1987-09-11 |
| JPH0550206B2 true JPH0550206B2 (ja) | 1993-07-28 |
Family
ID=12810197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61048686A Granted JPS62207115A (ja) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | 直流送電を含む電力系統の保護方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62207115A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53115044A (en) * | 1978-03-20 | 1978-10-07 | Hitachi Ltd | Selective breaker for generator |
-
1986
- 1986-03-07 JP JP61048686A patent/JPS62207115A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62207115A (ja) | 1987-09-11 |
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Legal Events
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