JPH06233452A - 限流装置及び限流制御方法 - Google Patents
限流装置及び限流制御方法Info
- Publication number
- JPH06233452A JPH06233452A JP5018434A JP1843493A JPH06233452A JP H06233452 A JPH06233452 A JP H06233452A JP 5018434 A JP5018434 A JP 5018434A JP 1843493 A JP1843493 A JP 1843493A JP H06233452 A JPH06233452 A JP H06233452A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitor
- series
- current
- current limiting
- short
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は、直列コンデンサ補償系統にお
いて事故電流を抑制することにある。 【構成】図１の送配電線路２のリアクタンス補償用の直
列コンデンサ１１と直列にリアクトル１２を接続し、事
故発生時にコンデンサ１１の端子間を短絡することでコ
ンデンサを過電圧から保護する保護装置１３によって構
成する。直列コンデンサ１１とリアクトル１２の合成リ
アクタンスは容量性であるので、常時は送配電線路２の
リアクタンス分を補償し、事故発生時にコンデンサ１１
の端子間をコンデンサの過電圧保護装置１３によって短
絡して、事故電流を前記リアクトル１２に流すことで限
流する。 【効果】本発明によれば、系統の送電容量を増加して、
安定度や電圧安定性の向上が図れる直列コンデンサ補償
を行いながら、事故電流を抑制することができる。
いて事故電流を抑制することにある。 【構成】図１の送配電線路２のリアクタンス補償用の直
列コンデンサ１１と直列にリアクトル１２を接続し、事
故発生時にコンデンサ１１の端子間を短絡することでコ
ンデンサを過電圧から保護する保護装置１３によって構
成する。直列コンデンサ１１とリアクトル１２の合成リ
アクタンスは容量性であるので、常時は送配電線路２の
リアクタンス分を補償し、事故発生時にコンデンサ１１
の端子間をコンデンサの過電圧保護装置１３によって短
絡して、事故電流を前記リアクトル１２に流すことで限
流する。 【効果】本発明によれば、系統の送電容量を増加して、
安定度や電圧安定性の向上が図れる直列コンデンサ補償
を行いながら、事故電流を抑制することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、送配電系統において、
送電容量を増すために、送電線のリアクタンス分を直列
コンデンサ補償することに関して、事故発生時には直列
コンデンサの過電圧保護と事故電流の限流を行う装置に
関する。
送電容量を増すために、送電線のリアクタンス分を直列
コンデンサ補償することに関して、事故発生時には直列
コンデンサの過電圧保護と事故電流の限流を行う装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】送配電系統における限界送電容量は、そ
の系統の安定度や電圧安定性によって決まるが、安定度
や電圧安定性を向上して送電限界を増すための１つの方
法として、直列コンデンサ補償がある。直列コンデンサ
補償を行うことによって、送電線のリアクタンス分が補
償されるので、送電線における電圧降下が改善され、定
態安定極限電力も増す。また、送電端と受電端の電圧の
位相差角が小さくなるため、事故などによる系統のじょ
う乱に対する裕度が増え、過渡安定度が増す。さらに、
ループ系統において線路のリアクタンス分の補償度を調
整することで、ループ潮流制御もできる。
の系統の安定度や電圧安定性によって決まるが、安定度
や電圧安定性を向上して送電限界を増すための１つの方
法として、直列コンデンサ補償がある。直列コンデンサ
補償を行うことによって、送電線のリアクタンス分が補
償されるので、送電線における電圧降下が改善され、定
態安定極限電力も増す。また、送電端と受電端の電圧の
位相差角が小さくなるため、事故などによる系統のじょ
う乱に対する裕度が増え、過渡安定度が増す。さらに、
ループ系統において線路のリアクタンス分の補償度を調
整することで、ループ潮流制御もできる。
【０００３】一方、送配電線路にコンデンサを直列に挿
入する技術として、共振周波数を系統の周波数としたコ
ンデンサとリアクトルの直列回路を用いた限流装置もあ
る（Bernhard Kalkner：Die Begrenzungskupplung、ein
Beitrag zumKurzschluBproblem des Verbundbetriebe
s：ETZ−A Bd.８７(１９６６)Ｈ．１９、ｐｐ６８１−
６８５）。
入する技術として、共振周波数を系統の周波数としたコ
ンデンサとリアクトルの直列回路を用いた限流装置もあ
る（Bernhard Kalkner：Die Begrenzungskupplung、ein
Beitrag zumKurzschluBproblem des Verbundbetriebe
s：ETZ−A Bd.８７(１９６６)Ｈ．１９、ｐｐ６８１−
６８５）。
【０００４】動作原理としては、常時はコンデンサとリ
アクトルが直列共振状態とすることで、これらの合成リ
アクタンスを０としておき、事故時には、コンデンサに
並列に接続した可飽和リアクトルによってコンデンサの
両端を短絡することで、事故電流をリアクトルによって
限流するというものである。
アクトルが直列共振状態とすることで、これらの合成リ
アクタンスを０としておき、事故時には、コンデンサに
並列に接続した可飽和リアクトルによってコンデンサの
両端を短絡することで、事故電流をリアクトルによって
限流するというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】直列コンデンサ補償を
行っている系統で事故が発生して短絡電流が流れるな
ど、過電流が流れた場合、直列コンデンサの端子電圧が
上昇し、過電圧が発生する。よって、コンデンサを過電
圧から保護するために、並列に保護ギャップ等を設けて
コンデンサを保護する必要がある。
行っている系統で事故が発生して短絡電流が流れるな
ど、過電流が流れた場合、直列コンデンサの端子電圧が
上昇し、過電圧が発生する。よって、コンデンサを過電
圧から保護するために、並列に保護ギャップ等を設けて
コンデンサを保護する必要がある。
【０００６】しかし、コンデンサ保護の後も大きな事故
電流が流れ続けるので、遮断器がトリップして事故保護
が完了するまで、保護ギャップ等の保護装置に大電流が
流れつづける。したがって、これらの保護装置には、短
絡電流に対して十分な耐量が必要になる。さらに、直列
コンデンサ補償によって潮流が増えており、系統の短絡
容量が増加した状態であるので、直列コンデンサ補償を
しない場合に較べ、事故電流が大きくなる。このよう
に、大きな事故電流が流れることへの対策が必要とな
る。
電流が流れ続けるので、遮断器がトリップして事故保護
が完了するまで、保護ギャップ等の保護装置に大電流が
流れつづける。したがって、これらの保護装置には、短
絡電流に対して十分な耐量が必要になる。さらに、直列
コンデンサ補償によって潮流が増えており、系統の短絡
容量が増加した状態であるので、直列コンデンサ補償を
しない場合に較べ、事故電流が大きくなる。このよう
に、大きな事故電流が流れることへの対策が必要とな
る。
【０００７】一方、直列接続したコンデンサとリアクト
ルの共振周波数を系統の周波数とした限流装置では、コ
ンデンサを送配電線路に直列に挿入するにもかかわら
ず、直列コンデンサ補償の機能を持っていない。
ルの共振周波数を系統の周波数とした限流装置では、コ
ンデンサを送配電線路に直列に挿入するにもかかわら
ず、直列コンデンサ補償の機能を持っていない。
【０００８】本発明の目的は、直列コンデンサ補償系統
において事故電流を抑制することであり、または送電容
量を増やすために新たに直列コンデンサ補償を行う場合
に、事故発生時の短絡電流を抑制する機能を備えること
であり、事故時における電力機器の電磁ストレス軽減
や、遮断器の遮断責務の軽減を図る限流装置及び限流制
御方法を提供することである。
において事故電流を抑制することであり、または送電容
量を増やすために新たに直列コンデンサ補償を行う場合
に、事故発生時の短絡電流を抑制する機能を備えること
であり、事故時における電力機器の電磁ストレス軽減
や、遮断器の遮断責務の軽減を図る限流装置及び限流制
御方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、直列コンデンサと直列に事故電流限流用のリアクト
ルを接続したとき、これらの合成リアクタンスを容量性
にしておき、事故発生時には、直列コンデンサの端子間
を短絡することで限流リアクトルを送電線に高速挿入す
ることにある。
に、直列コンデンサと直列に事故電流限流用のリアクト
ルを接続したとき、これらの合成リアクタンスを容量性
にしておき、事故発生時には、直列コンデンサの端子間
を短絡することで限流リアクトルを送電線に高速挿入す
ることにある。
【００１０】
【作用】本発明によると、次の作用によって上記目的が
達成できる。すなわち、常時は直列コンデンサと限流リ
アクトルの合成インピーダンスが容量性であるので、送
電線のリアクトル分を補償することができ、系統の安定
度や電圧安定性を向上することができる。また、事故が
発生したとき、直列コンデンサを過電圧から保護するた
めに端子間を短絡する。すると、限流リアクトルが送電
線に挿入されたことになり、事故電流を限流する。この
結果、系統の安定度を高めて送電容量を増すことと、事
故時の短絡電流抑制ができ、系統のじょう乱を最小限に
抑えることができる。
達成できる。すなわち、常時は直列コンデンサと限流リ
アクトルの合成インピーダンスが容量性であるので、送
電線のリアクトル分を補償することができ、系統の安定
度や電圧安定性を向上することができる。また、事故が
発生したとき、直列コンデンサを過電圧から保護するた
めに端子間を短絡する。すると、限流リアクトルが送電
線に挿入されたことになり、事故電流を限流する。この
結果、系統の安定度を高めて送電容量を増すことと、事
故時の短絡電流抑制ができ、系統のじょう乱を最小限に
抑えることができる。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。
【００１２】図１は、本発明である直列コンデンサを利
用した限流装置１の基本構成を示したものである。送配
電線路２のリアクタンス分Ｘl を補償する直列コンデン
サ１１と、このコンデンサ１１に直列に接続した事故電
流限流用のリアクトル１２と、短絡事故時に直列コンデ
ンサ１１の両端に発生する過電圧からコンデンサ１１を
保護するために、コンデンサ１１の端子間を短絡する保
護装置１３から成る。系統の角周波数をωとしたとき、
直列コンデンサ１１のリアクタンスＸC はＸC＝１／
（ωＣ）、リアクトル１２のリアクタンスＸL はＸL＝
ωＬとなる。ここで、ＸC＞ＸLとして、直列コンデンサ
１１と限流リアクトル１２の合成リアクタンスを容量性
にしておくことで、送配電線路のリアクタンス分Ｘl を
補償できる。
用した限流装置１の基本構成を示したものである。送配
電線路２のリアクタンス分Ｘl を補償する直列コンデン
サ１１と、このコンデンサ１１に直列に接続した事故電
流限流用のリアクトル１２と、短絡事故時に直列コンデ
ンサ１１の両端に発生する過電圧からコンデンサ１１を
保護するために、コンデンサ１１の端子間を短絡する保
護装置１３から成る。系統の角周波数をωとしたとき、
直列コンデンサ１１のリアクタンスＸC はＸC＝１／
（ωＣ）、リアクトル１２のリアクタンスＸL はＸL＝
ωＬとなる。ここで、ＸC＞ＸLとして、直列コンデンサ
１１と限流リアクトル１２の合成リアクタンスを容量性
にしておくことで、送配電線路のリアクタンス分Ｘl を
補償できる。
【００１３】系統に事故が発生して短絡電流が流れる
と、直列コンデンサ１１の両端に過電圧が発生するの
で、保護装置１３はコンデンサ１１の端子間を短絡し、
コンデンサを保護する。この時、事故電流は保護装置１
３を通じてリアクトル１２を流れるので、リアクトル１
２が限流リアクトルの機能を果たすことになり、事故電
流を限流し、短絡電流が流れるのを抑制できる。
と、直列コンデンサ１１の両端に過電圧が発生するの
で、保護装置１３はコンデンサ１１の端子間を短絡し、
コンデンサを保護する。この時、事故電流は保護装置１
３を通じてリアクトル１２を流れるので、リアクトル１
２が限流リアクトルの機能を果たすことになり、事故電
流を限流し、短絡電流が流れるのを抑制できる。
【００１４】いま、送電線２のリアクタンス分をＸl と
したとき、直列コンデンサ１１による補償度ｋlは、ｋl
＝（ＸC−ＸL）／Ｘl となる。送電線の至近端で地絡事
故が発生した場合を考えると、事故発生時には、直列コ
ンデンサ１１は過電圧から保護するために保護装置１３
によって端子間が短絡される。すると、事故電流は保護
装置１３とリアクトル１２を通って流れるので、リアク
トル１２によって事故電流が限流される。電源電圧がＶ
0 、電源のリアクタンス分がＸ0 のとき、事故電流は、
ＩL＝Ｖ0／（Ｘ0＋ＸL）なる電流に限流されることにな
る。
したとき、直列コンデンサ１１による補償度ｋlは、ｋl
＝（ＸC−ＸL）／Ｘl となる。送電線の至近端で地絡事
故が発生した場合を考えると、事故発生時には、直列コ
ンデンサ１１は過電圧から保護するために保護装置１３
によって端子間が短絡される。すると、事故電流は保護
装置１３とリアクトル１２を通って流れるので、リアク
トル１２によって事故電流が限流される。電源電圧がＶ
0 、電源のリアクタンス分がＸ0 のとき、事故電流は、
ＩL＝Ｖ0／（Ｘ0＋ＸL）なる電流に限流されることにな
る。
【００１５】図２は、本発明における直列コンデンサ１
１の保護回路１３の基本的な構成例を示したものであ
る。保護回路１３は、直列コンデンサ１１と並列に、過
電圧保護用の非線形抵抗素子１３０と、事故発生時に高
速でスイッチを閉じる高速投入スイッチ１３１とコンデ
ンサの放電電流の限流用素子１３２とを直列に接続した
ものと、コンデンサのバイパス用スイッチ１３５とを接
続して構成している。
１の保護回路１３の基本的な構成例を示したものであ
る。保護回路１３は、直列コンデンサ１１と並列に、過
電圧保護用の非線形抵抗素子１３０と、事故発生時に高
速でスイッチを閉じる高速投入スイッチ１３１とコンデ
ンサの放電電流の限流用素子１３２とを直列に接続した
ものと、コンデンサのバイパス用スイッチ１３５とを接
続して構成している。
【００１６】高速投入スイッチ１３１は、事故検出後た
だちにスイッチを閉じて、直列コンデンサ１１の端子間
を短絡することで、コンデンサを過電圧から保護する。
高速投入スイッチ１３１としては、事故発生時に高速投
入ができるものが使用でき、例えば、機械式スイッチ，
放電ギャップ（トリガギャップ付き等）、半導体スイッ
チ（サイリスタ，光点弧サイリスタ，ゲートターンオフ
サイリスタ等）を用いることができる。
だちにスイッチを閉じて、直列コンデンサ１１の端子間
を短絡することで、コンデンサを過電圧から保護する。
高速投入スイッチ１３１としては、事故発生時に高速投
入ができるものが使用でき、例えば、機械式スイッチ，
放電ギャップ（トリガギャップ付き等）、半導体スイッ
チ（サイリスタ，光点弧サイリスタ，ゲートターンオフ
サイリスタ等）を用いることができる。
【００１７】機械式スイッチを用いると、他のスイッチ
に比べてスイッチの電流容量を大きくとることができ
る。
に比べてスイッチの電流容量を大きくとることができ
る。
【００１８】放電ギャップを用いると、スイッチの点弧
機構が故障して制御不能になった場合でも、ギャップの
自爆によってコンデンサを過電圧から保護することがで
きる。
機構が故障して制御不能になった場合でも、ギャップの
自爆によってコンデンサを過電圧から保護することがで
きる。
【００１９】半導体スイッチを用いると、スイッチの高
速なオン・オフ制御が容易になり、例えば、電源周波数
の２倍、あるいはそれ以上の周波数で、スイッチのデュ
ーティを制御すると、装置の実効インピーダンスを連続
可変にする制御ができるので、保護装置の制御を最適化
することができる。
速なオン・オフ制御が容易になり、例えば、電源周波数
の２倍、あるいはそれ以上の周波数で、スイッチのデュ
ーティを制御すると、装置の実効インピーダンスを連続
可変にする制御ができるので、保護装置の制御を最適化
することができる。
【００２０】これらの高速投入スイッチによって、事故
電流を速やかに限流する動作を行うことは、系統の過渡
安定度を高める上で非常に重要である。つまり、事故電
流を抑制し、事故継続時間を最短に抑えることによっ
て、事故時に発電機に機械エネルギーが蓄積されること
を最小にすることができ、発電機の加速を抑制できるの
で、発電機を脱調しにくくすることができる。また、高
速投入スイッチは、事故除去のときだけでなく、直列コ
ンデンサが原因である系統の異常現象が発生したときに
動作させることによって、これらの問題を回避する手段
として使用できる。
電流を速やかに限流する動作を行うことは、系統の過渡
安定度を高める上で非常に重要である。つまり、事故電
流を抑制し、事故継続時間を最短に抑えることによっ
て、事故時に発電機に機械エネルギーが蓄積されること
を最小にすることができ、発電機の加速を抑制できるの
で、発電機を脱調しにくくすることができる。また、高
速投入スイッチは、事故除去のときだけでなく、直列コ
ンデンサが原因である系統の異常現象が発生したときに
動作させることによって、これらの問題を回避する手段
として使用できる。
【００２１】高速投入スイッチ１３１と直列に、抵抗，
リアクトル，非線形抵抗等によって構成したコンデンサ
の放電電流の限流用素子１３２を接続する。限流用素子
132は、コンデンサの端子間を短絡したときの放電電流
が大きすぎるために直列コンデンサ１１や高速投入スイ
ッチ１３１が損傷するのを防ぐ。この放電電流限流用素
子１３２の選定には、直列コンデンサ１１の放電の時定
数が事故発生時の直列コンデンサの端子間電圧の上昇よ
り十分速いことと、直列コンデンサに蓄えられている電
荷を放電するのに必要な熱容量を持つことが必要であ
る。ただし、高速投入スイッチ１３１が直列コンデンサ
１１の端子間を短絡したときに流れる放電電流を流すの
に十分な電流容量がある場合には、限流用素子１３２は
なくても良い。
リアクトル，非線形抵抗等によって構成したコンデンサ
の放電電流の限流用素子１３２を接続する。限流用素子
132は、コンデンサの端子間を短絡したときの放電電流
が大きすぎるために直列コンデンサ１１や高速投入スイ
ッチ１３１が損傷するのを防ぐ。この放電電流限流用素
子１３２の選定には、直列コンデンサ１１の放電の時定
数が事故発生時の直列コンデンサの端子間電圧の上昇よ
り十分速いことと、直列コンデンサに蓄えられている電
荷を放電するのに必要な熱容量を持つことが必要であ
る。ただし、高速投入スイッチ１３１が直列コンデンサ
１１の端子間を短絡したときに流れる放電電流を流すの
に十分な電流容量がある場合には、限流用素子１３２は
なくても良い。
【００２２】バイパススイッチ１３５は、高速投入スイ
ッチ１３１投入後に投入が完了し、その後の事故電流ま
たはリアクトル１２で限流された電流を流す。あるい
は、直列コンデンサ補償を行わない場合など、定常的に
直列コンデンサ１１を短絡する場合に使用する。バイパ
ススイッチ１３５は定常的に電流を流す能力が必要であ
るので、電流容量が大きくできて通電損失が少ない機械
式スイッチが適している。
ッチ１３１投入後に投入が完了し、その後の事故電流ま
たはリアクトル１２で限流された電流を流す。あるい
は、直列コンデンサ補償を行わない場合など、定常的に
直列コンデンサ１１を短絡する場合に使用する。バイパ
ススイッチ１３５は定常的に電流を流す能力が必要であ
るので、電流容量が大きくできて通電損失が少ない機械
式スイッチが適している。
【００２３】高速投入スイッチ１３１とバイパススイッ
チ１３５には、スイッチをオン・オフするための制御装
置１３６があり、送電線の電圧，電流，周波数を観測し
て事故を検出し、スイッチの投入・遮断命令を出す。こ
の制御装置１３６には、外部指令の入力部もあり、外部
からの指令によっても、高速投入スイッチ１３１とバイ
パススイッチ１３５の制御ができる。
チ１３５には、スイッチをオン・オフするための制御装
置１３６があり、送電線の電圧，電流，周波数を観測し
て事故を検出し、スイッチの投入・遮断命令を出す。こ
の制御装置１３６には、外部指令の入力部もあり、外部
からの指令によっても、高速投入スイッチ１３１とバイ
パススイッチ１３５の制御ができる。
【００２４】一方、図７には、従来の直列コンデンサ補
償装置１ａによって送配電線路２のリアクタンス分Ｘl
を補償した系統を示した。直列コンデンサ１１による補
償度ｋl′は、ｋl′＝ＸC／Ｘlとなる。送電線で地絡事
故が発生したとき、直列コンデンサ１１が過電圧保護の
ために保護装置１３ａによって端子間が短絡される。そ
して、事故電流Ｉとして、Ｉ＝Ｖ0／Ｘ0なる電流が流れ
る。この事故電流Ｉを本発明を適用した場合に流れる電
流ＩL と比較したとき、ＩL ＜Ｉであり、本発明によっ
て事故電流が限流されることがわかる。
償装置１ａによって送配電線路２のリアクタンス分Ｘl
を補償した系統を示した。直列コンデンサ１１による補
償度ｋl′は、ｋl′＝ＸC／Ｘlとなる。送電線で地絡事
故が発生したとき、直列コンデンサ１１が過電圧保護の
ために保護装置１３ａによって端子間が短絡される。そ
して、事故電流Ｉとして、Ｉ＝Ｖ0／Ｘ0なる電流が流れ
る。この事故電流Ｉを本発明を適用した場合に流れる電
流ＩL と比較したとき、ＩL ＜Ｉであり、本発明によっ
て事故電流が限流されることがわかる。
【００２５】送配電線路で事故が発生した場合、一般的
に、事故電流は事故発生の数サイクル後に遮断器３がト
リップするまで除去されない。その間、大きな短絡電流
が流れ続けるので、系統の電圧低下や、電力機器に電磁
ストレスがかかるといった問題が生じる。また、遮断器
の遮断責務も、大電流を遮断しなくてはならないので厳
しくなる。
に、事故電流は事故発生の数サイクル後に遮断器３がト
リップするまで除去されない。その間、大きな短絡電流
が流れ続けるので、系統の電圧低下や、電力機器に電磁
ストレスがかかるといった問題が生じる。また、遮断器
の遮断責務も、大電流を遮断しなくてはならないので厳
しくなる。
【００２６】しかし、本発明を用いることで事故電流を
限流できるので、事故除去までの健全な送配電線路の電
圧低下を抑制したり、電力機器に短絡電流が流れるのを
防ぐことで電磁力によるストレスを軽減でき、遮断器の
遮断責務も軽くなる。また、事故電流を限流することで
アークによる送配電設備や電力機器の損傷も軽微にで
き、遮断器がトリップする前にアークが自然消弧するこ
ともある。さらに、本発明では、既設の直列コンデンサ
を利用して限流装置を構成でき、新たに限流装置全体を
設置する必要がないので、限流装置を設置するための経
費を低減することができる。
限流できるので、事故除去までの健全な送配電線路の電
圧低下を抑制したり、電力機器に短絡電流が流れるのを
防ぐことで電磁力によるストレスを軽減でき、遮断器の
遮断責務も軽くなる。また、事故電流を限流することで
アークによる送配電設備や電力機器の損傷も軽微にで
き、遮断器がトリップする前にアークが自然消弧するこ
ともある。さらに、本発明では、既設の直列コンデンサ
を利用して限流装置を構成でき、新たに限流装置全体を
設置する必要がないので、限流装置を設置するための経
費を低減することができる。
【００２７】事故が遮断器のトリップ等で除去された後
に送電を再開するときには、直列コンデンサを系統に挿
入した状態で遮断器を投入すると、直列コンデンサに過
電圧が発生することがある。よって、再送電などで直列
コンデンサを系統に投入するときには、本発明では直列
コンデンサをバイパスした状態で投入し、その後、直列
コンデンサのバイパスを中止し、系統に投入する。直列
コンデンサの投入は、直列コンデンサを投入する系統電
圧が０点付近となったときに投入する。あるいは、直列
コンデンサの両端電圧が０となるべき時に電圧が０にな
らない場合は、電圧が０となるべき時間にコンデンサと
バイパスし、強制的にコンデンサの両端電圧を０にす
る。こうすることによって、コンデンサに突入電流が流
れることや、突入電流による過電圧の発生を抑制するこ
とができる。このようにして、事故除去後に直列コンデ
ンサを再投入することによって、安定した送電を再開す
ることができる。
に送電を再開するときには、直列コンデンサを系統に挿
入した状態で遮断器を投入すると、直列コンデンサに過
電圧が発生することがある。よって、再送電などで直列
コンデンサを系統に投入するときには、本発明では直列
コンデンサをバイパスした状態で投入し、その後、直列
コンデンサのバイパスを中止し、系統に投入する。直列
コンデンサの投入は、直列コンデンサを投入する系統電
圧が０点付近となったときに投入する。あるいは、直列
コンデンサの両端電圧が０となるべき時に電圧が０にな
らない場合は、電圧が０となるべき時間にコンデンサと
バイパスし、強制的にコンデンサの両端電圧を０にす
る。こうすることによって、コンデンサに突入電流が流
れることや、突入電流による過電圧の発生を抑制するこ
とができる。このようにして、事故除去後に直列コンデ
ンサを再投入することによって、安定した送電を再開す
ることができる。
【００２８】本発明である限流装置１の回路定数の決め
方の一例を以下に示す。限流装置１によって事故電流を
限流したとき、限流電流ＩL は、ＩL＝Ｖ0／（Ｘ0＋
ＸL）となる。よって、限流電流ＩL を決めると、限流
リアクトル１２のリアクタンスがＸL＝Ｖ0／ＩL−Ｘ0で
与えられる。また、送配電線路のリアクトル分がＸl で
あるとき、直列コンデンサ１１によるＸlの補償度ｋlを
決めると、直列コンデンサ１１のリアクタンスはＸC＝
ｋlＸl＋ＸLとなるので、必要となる直列コンデンサ１
１の静電容量Ｃは、Ｃ＝１／（ωＸC）＝１／（ω（ｋl
Ｘl＋ＸL））で与えられる。
方の一例を以下に示す。限流装置１によって事故電流を
限流したとき、限流電流ＩL は、ＩL＝Ｖ0／（Ｘ0＋
ＸL）となる。よって、限流電流ＩL を決めると、限流
リアクトル１２のリアクタンスがＸL＝Ｖ0／ＩL−Ｘ0で
与えられる。また、送配電線路のリアクトル分がＸl で
あるとき、直列コンデンサ１１によるＸlの補償度ｋlを
決めると、直列コンデンサ１１のリアクタンスはＸC＝
ｋlＸl＋ＸLとなるので、必要となる直列コンデンサ１
１の静電容量Ｃは、Ｃ＝１／（ωＸC）＝１／（ω（ｋl
Ｘl＋ＸL））で与えられる。
【００２９】図３は、本発明である限流装置１における
保護装置で、高速投入スイッチを２つ備えた直列コンデ
ンサ１１の過電圧保護装置１３の構成例を示したもので
ある。各高速投入スイッチ１３１，１３３に直列に接続
した、直列コンデンサ１１の放電電流限流用素子１３
２，１３４は、放電の時定数が系統周波数の１周期以内
のもので、時定数の長い限流用素子１３２と短い限流用
素子１３４とする。
保護装置で、高速投入スイッチを２つ備えた直列コンデ
ンサ１１の過電圧保護装置１３の構成例を示したもので
ある。各高速投入スイッチ１３１，１３３に直列に接続
した、直列コンデンサ１１の放電電流限流用素子１３
２，１３４は、放電の時定数が系統周波数の１周期以内
のもので、時定数の長い限流用素子１３２と短い限流用
素子１３４とする。
【００３０】事故が発生して直列コンデンサ１１の端子
間を短絡するときに、最初は直列コンデンサ１１の充電
電圧が高く、放電電流が大きくのなるで、放電電流を限
流するために放電の時定数が長い限流用素子１３２を接
続した高速投入スイッチ131のみを投入する。その後、
１／４周期以内に放電の時定数が短い限流用素子134を
接続した高速スイッチ１３３を投入し、直列コンデンサ
１１に充電された電荷を放電する。その後、バイパスス
イッチ１３５を閉じて、コンデンサを完全に短絡して過
電圧保護を行い、事故電流をリアクトル１２で限流す
る。あるいは、放電電流限流用素子１３２，１３４の時
定数を同じにしておいて、まず高速投入スイッチ１３１
だけを投入し、その後高速投入スイッチ１３３を投入す
ることで、放電の時定数を途中で早くして、コンデンサ
の保護の完了を早めることができる。このように高速投
入スイッチを複数設けることによって、コンデンサの保
護を高速化することができる。
間を短絡するときに、最初は直列コンデンサ１１の充電
電圧が高く、放電電流が大きくのなるで、放電電流を限
流するために放電の時定数が長い限流用素子１３２を接
続した高速投入スイッチ131のみを投入する。その後、
１／４周期以内に放電の時定数が短い限流用素子134を
接続した高速スイッチ１３３を投入し、直列コンデンサ
１１に充電された電荷を放電する。その後、バイパスス
イッチ１３５を閉じて、コンデンサを完全に短絡して過
電圧保護を行い、事故電流をリアクトル１２で限流す
る。あるいは、放電電流限流用素子１３２，１３４の時
定数を同じにしておいて、まず高速投入スイッチ１３１
だけを投入し、その後高速投入スイッチ１３３を投入す
ることで、放電の時定数を途中で早くして、コンデンサ
の保護の完了を早めることができる。このように高速投
入スイッチを複数設けることによって、コンデンサの保
護を高速化することができる。
【００３１】図４は、本発明である限流装置１における
限流リアクトル１２にもバイパススイッチ１３７を設け
たものである。直列コンデンサ１１のバイパススイッチ
135は、事故時以外に入り切りすることで、常時の送配
電線路のリアクトル分の補償度を可変にすることができ
る。さらに、限流リアクトル１２にもバイパススイッチ
１３７を設けて、バイパススイッチ１３５と合わせて制
御することで、送電線路の補償度をさらに細かく可変に
することができる。
限流リアクトル１２にもバイパススイッチ１３７を設け
たものである。直列コンデンサ１１のバイパススイッチ
135は、事故時以外に入り切りすることで、常時の送配
電線路のリアクトル分の補償度を可変にすることができ
る。さらに、限流リアクトル１２にもバイパススイッチ
１３７を設けて、バイパススイッチ１３５と合わせて制
御することで、送電線路の補償度をさらに細かく可変に
することができる。
【００３２】図５に、本発明である限流装置１の構成例
を示す。図２に示した限流装置１の構成を基本のモジュ
ールとして、これを直並列接続にして構成することで、
本発明の直列コンデンサの耐圧や容量を調整することが
できる。いくつかの小容量モジュールによって構成する
ことで、限流装置の一部が故障した場合でも、残りの部
分によって常時の直列コンデンサ補償と事故時の事故電
流限流という本発明の機能を継続して維持することがで
きる。また、高耐圧大容量のコンデンサ，リアクトル，
投入スイッチ等を一括で構成するのは困難であるので、
このように分割して構成することで、装置の製作を容易
にすることができる。あるいは、構成するモジュールの
うち、いくつかのコンデンサをバイパススイッチによっ
て短絡することで、直列コンデンサの補償度を可変にす
ることができ、本発明の限流装置で定常的な潮流制御も
可能になる。
を示す。図２に示した限流装置１の構成を基本のモジュ
ールとして、これを直並列接続にして構成することで、
本発明の直列コンデンサの耐圧や容量を調整することが
できる。いくつかの小容量モジュールによって構成する
ことで、限流装置の一部が故障した場合でも、残りの部
分によって常時の直列コンデンサ補償と事故時の事故電
流限流という本発明の機能を継続して維持することがで
きる。また、高耐圧大容量のコンデンサ，リアクトル，
投入スイッチ等を一括で構成するのは困難であるので、
このように分割して構成することで、装置の製作を容易
にすることができる。あるいは、構成するモジュールの
うち、いくつかのコンデンサをバイパススイッチによっ
て短絡することで、直列コンデンサの補償度を可変にす
ることができ、本発明の限流装置で定常的な潮流制御も
可能になる。
【００３３】図６に、本発明を送電系統に適用した例を
示す。図に示したような、遮断器３に隣接して直列に本
発明の限流装置１を配置する。送電線に地絡事故が発生
したとき、事故電流が流れるために母線や健全な回線に
電圧降下が生じる。しかし、限流装置１が動作して高速
に事故電流を限流することで事故電流が抑制され、母線
や健全な回線の電圧降下を抑制することができる。
示す。図に示したような、遮断器３に隣接して直列に本
発明の限流装置１を配置する。送電線に地絡事故が発生
したとき、事故電流が流れるために母線や健全な回線に
電圧降下が生じる。しかし、限流装置１が動作して高速
に事故電流を限流することで事故電流が抑制され、母線
や健全な回線の電圧降下を抑制することができる。
【００３４】図に示したように、送電線路の両端に限流
装置を配置することで、事故点へ流れ込む地絡電流を効
果的に限流することができる。直列コンデンサ補償を行
っている系統において事故が発生したとき、遮断器や限
流器によって事故除去を行っても、健全な回線の直列コ
ンデンサにも過電圧が発生することがある。あるいは、
直列コンデンサが原因である系統の異常現象が生じるこ
とがある。これらの原因は、直列コンデンサの充電電圧
であるので、この充電電圧を除去すれば良い。本発明で
は、限流動作を行うための投入スイッチを備えている
が、この投入スイッチを事故電流の限流のためだけでな
く、過電圧や異常現象への対策として使用することがで
きる。また、常時は送配電系統の直列コンデンサ補償を
行っているので、送電容量の増加や安定度の向上といっ
た効果がある。したがって、本発明である限流装置を用
いることで、事故等による系統の動揺を抑え、系統の安
定度を大いに向上することができる。
装置を配置することで、事故点へ流れ込む地絡電流を効
果的に限流することができる。直列コンデンサ補償を行
っている系統において事故が発生したとき、遮断器や限
流器によって事故除去を行っても、健全な回線の直列コ
ンデンサにも過電圧が発生することがある。あるいは、
直列コンデンサが原因である系統の異常現象が生じるこ
とがある。これらの原因は、直列コンデンサの充電電圧
であるので、この充電電圧を除去すれば良い。本発明で
は、限流動作を行うための投入スイッチを備えている
が、この投入スイッチを事故電流の限流のためだけでな
く、過電圧や異常現象への対策として使用することがで
きる。また、常時は送配電系統の直列コンデンサ補償を
行っているので、送電容量の増加や安定度の向上といっ
た効果がある。したがって、本発明である限流装置を用
いることで、事故等による系統の動揺を抑え、系統の安
定度を大いに向上することができる。
【００３５】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、系統の送電容量を増加して、安定度や電圧安定性の
向上が図れる直列コンデンサ補償を行いながら、事故発
生時には高速にコンデンサの過電圧保護を行い、しかも
事故電流を抑制することができる。よって、事故時の系
統のじょう乱を最小限に抑えることができるので、事故
回復後の過渡安定度を大いに向上することができる。
ば、系統の送電容量を増加して、安定度や電圧安定性の
向上が図れる直列コンデンサ補償を行いながら、事故発
生時には高速にコンデンサの過電圧保護を行い、しかも
事故電流を抑制することができる。よって、事故時の系
統のじょう乱を最小限に抑えることができるので、事故
回復後の過渡安定度を大いに向上することができる。
【図１】本発明の直列コンデンサを利用した限流装置の
回路図。
回路図。
【図２】本発明である限流装置の保護装置の回路図。
【図３】本発明である限流装置に高速投入スイッチを２
つ設けた回路図。
つ設けた回路図。
【図４】本発明である限流装置のリアクトルにバイパス
スイッチを設けた回路図。
スイッチを設けた回路図。
【図５】本発明である限流装置の構成を示す回路図。
【図６】本発明である限流装置を電力系統に適用した系
統回路図。
統回路図。
【図７】従来の直列コンデンサを補償する回路図。
１…限流装置、２…送配電電線、３…遮断器、１１…直
列コンデンサ、１２…限流リアクトル、１３，１３ａ…
保護装置、１３０…過電圧保護素子、１３１，１３３…
高速投入スイッチ、１３２，１３４…高速投入スイッチ
保護用限流素子、１３５，１３７…バイパススイッチ、
１３６…制御回路。
列コンデンサ、１２…限流リアクトル、１３，１３ａ…
保護装置、１３０…過電圧保護素子、１３１，１３３…
高速投入スイッチ、１３２，１３４…高速投入スイッチ
保護用限流素子、１３５，１３７…バイパススイッチ、
１３６…制御回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒澤 幸夫 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 山極 時生 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 森田 政夫 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の１ 中部電力株式会社電力技術研究所内 (72)発明者 杉本 重幸 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の１ 中部電力株式会社電力技術研究所内 (72)発明者 植田 俊明 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の１ 中部電力株式会社電力技術研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】送配電線路のリアクタンス補償用の直列コ
ンデンサを有する電力系統において、前記コンデンサの
両端を短絡する手段を持ち、かつ前記コンデンサと直列
にリアクトルを接続したことを特徴とする限流装置。 - 【請求項２】送配電線路のリアクタンス補償用の直列コ
ンデンサとリアクトルを直列接続したときに、前記コン
デンサとリアクトルの合成リアクタンスが容量性である
ことを特徴とする請求項１記載の限流装置。 - 【請求項３】直列コンデンサの両端を短絡する手段とし
て、前記コンデンサの両端を短絡するときに、短絡指令
から１ｍｓ以内で前記コンデンサの両端を短絡すること
ができるスイッチ機構と、前記コンデンサの両端を短絡
して電流を定常的に流すためのスイッチ機構とを並列に
備えることを特徴とする請求項１記載の限流装置。 - 【請求項４】直列コンデンサに過電圧が発生したとき
や、直列コンデンサが原因である系統の異常現象が発生
したときに、前記スイッチ機構を動作させることによっ
てこれらの問題を回避する手段とすることを特徴とした
請求項３記載の限流装置。 - 【請求項５】送配電線路のリアクタンス補償用の直列コ
ンデンサを有する電力系統において、前記コンデンサの
両端を短絡する手段を持ち、前記コンデンサと直列にリ
アクトルを接続したときに、前記コンデンサとリアクト
ルの合成リアクタンスを容量性とすることで、常時は送
配電線路のリアクタンス補償をし、事故時には前記コン
デンサの端子間を短絡することで事故電流を前記リアク
トルに流して限流することを特徴とした限流制御方法。 - 【請求項６】事故電流のような過電流が流れたときにた
だちに直列コンデンサを短絡して限流し、前記過電流が
流れなくなれば直列コンデンサの短絡をやめて通常の通
電を行うことを特徴とした請求項５記載の限流制御方
法。 - 【請求項７】直並列に接続して限流装置を構成し、前記
限流装置を制御することを特徴とした請求項５記載の限
流制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01843493A JP3242181B2 (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 限流装置及び限流制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01843493A JP3242181B2 (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 限流装置及び限流制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06233452A true JPH06233452A (ja) | 1994-08-19 |
| JP3242181B2 JP3242181B2 (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=11971546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01843493A Expired - Lifetime JP3242181B2 (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 限流装置及び限流制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3242181B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010246366A (ja) * | 2009-04-03 | 2010-10-28 | General Electric Co <Ge> | 送電のための補償システム |
| JP2010287244A (ja) * | 1997-02-12 | 2010-12-24 | Enocean Gmbh | 符号化された高周波信号の生成のための装置および方法 |
| CN102570418A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-07-11 | 中国电力科学研究院 | 一种串补线路电流反相识别方法和装置 |
| WO2013108651A1 (ja) * | 2012-01-16 | 2013-07-25 | 株式会社村田製作所 | Ｒｆ信号用遮断装置 |
| WO2016167251A1 (ja) * | 2015-04-16 | 2016-10-20 | 株式会社東芝 | 電力システムにおける事故安定化装置及びその方法 |
| US9614553B2 (en) | 2000-05-24 | 2017-04-04 | Enocean Gmbh | Energy self-sufficient radiofrequency transmitter |
| CN106972502A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-07-21 | 安徽伊格瑞德电气设备有限公司 | 一种串联电容器分段式补偿装置 |
| JP2019080476A (ja) * | 2017-10-27 | 2019-05-23 | 東京電力ホールディングス株式会社 | 交直変換器制御装置 |
| CN114243664A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-25 | 深圳供电局有限公司 | 故障限流电路及直流配电网系统 |
| CN115498610A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-12-20 | 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司 | 一种抑制新能源电力系统短路电流的快速阻抗增大方法 |
| JP2023544844A (ja) * | 2020-10-09 | 2023-10-25 | エナーテクノス リミテッド | 送電 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104659769A (zh) * | 2013-11-21 | 2015-05-27 | 中国电力科学研究院 | 一种特高压串联补偿装置 |
-
1993
- 1993-02-05 JP JP01843493A patent/JP3242181B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010287244A (ja) * | 1997-02-12 | 2010-12-24 | Enocean Gmbh | 符号化された高周波信号の生成のための装置および方法 |
| US9887711B2 (en) | 2000-05-24 | 2018-02-06 | Enocean Gmbh | Energy self-sufficient radiofrequency transmitter |
| US9614553B2 (en) | 2000-05-24 | 2017-04-04 | Enocean Gmbh | Energy self-sufficient radiofrequency transmitter |
| JP2010246366A (ja) * | 2009-04-03 | 2010-10-28 | General Electric Co <Ge> | 送電のための補償システム |
| CN102570418A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-07-11 | 中国电力科学研究院 | 一种串补线路电流反相识别方法和装置 |
| CN102570418B (zh) * | 2011-12-20 | 2014-09-10 | 中国电力科学研究院 | 一种串补线路电流反相识别方法和装置 |
| US8988167B2 (en) | 2012-01-16 | 2015-03-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | RF signal blocking device |
| JP5541425B2 (ja) * | 2012-01-16 | 2014-07-09 | 株式会社村田製作所 | Ｒｆ信号用遮断装置 |
| WO2013108651A1 (ja) * | 2012-01-16 | 2013-07-25 | 株式会社村田製作所 | Ｒｆ信号用遮断装置 |
| WO2016167251A1 (ja) * | 2015-04-16 | 2016-10-20 | 株式会社東芝 | 電力システムにおける事故安定化装置及びその方法 |
| CN106972502A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-07-21 | 安徽伊格瑞德电气设备有限公司 | 一种串联电容器分段式补偿装置 |
| JP2019080476A (ja) * | 2017-10-27 | 2019-05-23 | 東京電力ホールディングス株式会社 | 交直変換器制御装置 |
| JP2023544844A (ja) * | 2020-10-09 | 2023-10-25 | エナーテクノス リミテッド | 送電 |
| CN114243664A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-25 | 深圳供电局有限公司 | 故障限流电路及直流配电网系统 |
| CN115498610A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-12-20 | 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司 | 一种抑制新能源电力系统短路电流的快速阻抗增大方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3242181B2 (ja) | 2001-12-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4924342A (en) | Low voltage transient current limiting circuit | |
| JP6808116B1 (ja) | 移動体用配電システム | |
| EP0474186B1 (en) | Protection of an electrical power distribution system | |
| US8995097B2 (en) | High voltage DC breaker apparatus | |
| US11942775B2 (en) | High voltage battery cluster, and overcurrent protection circuit and switch box thereof | |
| KR101522412B1 (ko) | 양방향 직류 차단장치 | |
| US5883774A (en) | Current limiter | |
| US10998710B2 (en) | High-voltage DC cut-off device | |
| JPH06233452A (ja) | 限流装置及び限流制御方法 | |
| CA1092186A (en) | Forced commutation precipitator circuit | |
| JPH0670457A (ja) | 電流制限回路 | |
| CN112186720A (zh) | 一种高速短路限流装置 | |
| JPH1023672A (ja) | 分散型電源装置 | |
| JP3857167B2 (ja) | 電圧変動補償装置 | |
| CN222706253U (zh) | 一种基于可控硅主动干预型消弧装置 | |
| KR102631482B1 (ko) | 직류 차단기 | |
| CN223785953U (zh) | 一种预充电电路及变频器 | |
| JP3531404B2 (ja) | 無効電力補償装置の過電圧保護装置 | |
| EP2569794B1 (en) | A high voltage dc breaker apparatus | |
| JPH11146555A (ja) | 超電導限流装置 | |
| Nain et al. | Smart Grid Performance Improvement with AC Solid-State Circuit Breaker having Charging and Rebreaking Capabilities | |
| WO2018198552A1 (ja) | 直流遮断装置 | |
| WO2025233900A1 (en) | Circuit breaker with super-capacitor energy arrester | |
| JP3968660B2 (ja) | 短絡電流供給装置 | |
| JP3248154B2 (ja) | 直流高速度真空遮断器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071019 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081019 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091019 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091019 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101019 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111019 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121019 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121019 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131019 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131019 Year of fee payment: 12 |