JPH09312930A - 電力系統の故障検出保護方式 - Google Patents
電力系統の故障検出保護方式Info
- Publication number
- JPH09312930A JPH09312930A JP8125256A JP12525696A JPH09312930A JP H09312930 A JPH09312930 A JP H09312930A JP 8125256 A JP8125256 A JP 8125256A JP 12525696 A JP12525696 A JP 12525696A JP H09312930 A JPH09312930 A JP H09312930A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- component signal
- phase
- power
- defect
- fundamental wave
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
Landscapes
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電力系統に電力変換装置を接続し、系統に含
まれる高調波電力や逆相分電力を補償して系統の安定化
を図るようにしたものにおいて、系統に事故が発生した
場合、電力変換装置を系統から遮断器をトリップして解
列するが、解列するまでの時間遅れにより、遮断終了ま
でに電力変換装置の制御不能状態が発生し、装置を破壊
したり、系統に対して故障電流を流し続けるといった問
題が発生する。 【解決手段】 インバータ部を制御する高調波抑制制御
ブロックと逆相分補償制御ブロックからの制御信号を、
故障演算部に取り出し、停電，短絡，地絡事故時に生ず
る制御信号特有の現象をとらえ、図２の故障判別処理フ
ローによって系統事故を判別するとともに、電力変換装
置に信号を送りインバータ部のゲートをブロックしイン
バータ部の機能を停止させる。
まれる高調波電力や逆相分電力を補償して系統の安定化
を図るようにしたものにおいて、系統に事故が発生した
場合、電力変換装置を系統から遮断器をトリップして解
列するが、解列するまでの時間遅れにより、遮断終了ま
でに電力変換装置の制御不能状態が発生し、装置を破壊
したり、系統に対して故障電流を流し続けるといった問
題が発生する。 【解決手段】 インバータ部を制御する高調波抑制制御
ブロックと逆相分補償制御ブロックからの制御信号を、
故障演算部に取り出し、停電，短絡，地絡事故時に生ず
る制御信号特有の現象をとらえ、図２の故障判別処理フ
ローによって系統事故を判別するとともに、電力変換装
置に信号を送りインバータ部のゲートをブロックしイン
バータ部の機能を停止させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力系統に半導体
電力変換装置を接続し、この半導体電力変換装置に電圧
一定制御，アクティブフィルタ，不平衡電圧抑制，フリ
ッカ補償等の機能を持たせた電力系統の系統側事故の故
障検出保護方式に関する。
電力変換装置を接続し、この半導体電力変換装置に電圧
一定制御，アクティブフィルタ，不平衡電圧抑制，フリ
ッカ補償等の機能を持たせた電力系統の系統側事故の故
障検出保護方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】電力系統（以下、系統と略称）におい
て、負荷のとる無効電力の増加や変動は、系統や系統に
接続されている負荷に種々の悪影響を及ぼす。この無効
電力の影響としては、電源系統の定常および過渡電圧変
動，フリッカ，電圧不平衡，高調波障害などがあげられ
る。
て、負荷のとる無効電力の増加や変動は、系統や系統に
接続されている負荷に種々の悪影響を及ぼす。この無効
電力の影響としては、電源系統の定常および過渡電圧変
動，フリッカ，電圧不平衡，高調波障害などがあげられ
る。
【０００３】これらの悪影響を除去するために、半導体
素子を用いた電力変換装置を系統に接続し、無効電力の
補償や高調波電流の補償を行って系統の安定化が図られ
ている。
素子を用いた電力変換装置を系統に接続し、無効電力の
補償や高調波電流の補償を行って系統の安定化が図られ
ている。
【０００４】図３は電力変換装置を用いて高調波電流を
補償するアクティブフィルタの基本構成図で、同図は電
圧形インバータを用いた場合の例を示している。
補償するアクティブフィルタの基本構成図で、同図は電
圧形インバータを用いた場合の例を示している。
【０００５】図３において、１は電力変換装置で、該電
力変換装置１は、インバータ部ＩＶを中心とした主回路
部２と、アクティブフィルタとしての動作を制御する制
御回路部３とからなる。インバータＩＶは、サイリス
タ，トランジスタ又はＩＧＢＴ等の半導体素子から成
り、また、制御回路部３は、アクティブフィルタの出力
すべき電流波形を演算する電流指令部演算回路３ａと、
インバータ部の出力電流が、その指令値に追従動作する
ようにゲート信号を制御する電流制御回路３ｂとからな
る。
力変換装置１は、インバータ部ＩＶを中心とした主回路
部２と、アクティブフィルタとしての動作を制御する制
御回路部３とからなる。インバータＩＶは、サイリス
タ，トランジスタ又はＩＧＢＴ等の半導体素子から成
り、また、制御回路部３は、アクティブフィルタの出力
すべき電流波形を演算する電流指令部演算回路３ａと、
インバータ部の出力電流が、その指令値に追従動作する
ようにゲート信号を制御する電流制御回路３ｂとからな
る。
【０００６】電流指令演算回路３ａは、アクティブフィ
ルタの補償対象とする電流波形の演算及び機能選択を行
い、電流制御回路３ｂは等価的な可変電流源動作を行
う。
ルタの補償対象とする電流波形の演算及び機能選択を行
い、電流制御回路３ｂは等価的な可変電流源動作を行
う。
【０００７】この電力変換装置１は受電遮断器４を介し
て系統５に並列接続される。
て系統５に並列接続される。
【０００８】図３は電力変換装置１をアクティブフィル
タとして機能させる場合であるが、高調波抑制に限ら
ず、連続的な無効電力の補償による力率改善，電圧変動
の補償、あるいは不平衡負荷などに伴う逆相電力の補償
といった機能を持たせ得ることは周知である。
タとして機能させる場合であるが、高調波抑制に限ら
ず、連続的な無効電力の補償による力率改善，電圧変動
の補償、あるいは不平衡負荷などに伴う逆相電力の補償
といった機能を持たせ得ることは周知である。
【０００９】このような電力変換装置１を接続した系統
に、系統の事故が発生した場合の保護は、系統や電力変
換装置に備えられている種々の検出器でその異常は検出
され、受電遮断器４をトリップすることによって行われ
る。例えば、三線地絡事故の場合は、地絡過電圧リレー
で、また、一線短絡の場合は、過電流リレーで検出し、
それらのリレーの動作により受電遮断器４をトリップ
し、電力変換装置１を系統５から切り離（解列）し、系
統，電力変換装置および負荷等の保護を行う。
に、系統の事故が発生した場合の保護は、系統や電力変
換装置に備えられている種々の検出器でその異常は検出
され、受電遮断器４をトリップすることによって行われ
る。例えば、三線地絡事故の場合は、地絡過電圧リレー
で、また、一線短絡の場合は、過電流リレーで検出し、
それらのリレーの動作により受電遮断器４をトリップ
し、電力変換装置１を系統５から切り離（解列）し、系
統，電力変換装置および負荷等の保護を行う。
【００１０】なお、図３において、ＨＣＴは光変流器，
ＡＣＬは交流リアクトル，Ｆはリプル除去フィルタ，Ｔ
γは変圧器を示す。
ＡＣＬは交流リアクトル，Ｆはリプル除去フィルタ，Ｔ
γは変圧器を示す。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、系統に
事故が発生し、検出器がこれを検出して受電遮断器をト
リップし、電力変換装置を系統から解列する場合、電力
変換装置側に対しては、現状では特別な保護が取られて
いない。そして、リレーが動作してから遮断器がトリッ
プするまでは数百ｍｓかかり、この間電力変換装置は故
障状態のままで放置される。変圧器，ディスコン，コン
デンサ，リアクトル等の機器と異なり、電力変換装置は
半導体を用いた高度な制御を行っており、数百ｍｓの時
間おくれはハード的にもソフト的にも長すぎる。この結
果、遮断終了時までに制御不能状態が発生し、装置を破
壊する可能性がある。また、系統に対してはその間装置
側から故障電流を供給することになる。
事故が発生し、検出器がこれを検出して受電遮断器をト
リップし、電力変換装置を系統から解列する場合、電力
変換装置側に対しては、現状では特別な保護が取られて
いない。そして、リレーが動作してから遮断器がトリッ
プするまでは数百ｍｓかかり、この間電力変換装置は故
障状態のままで放置される。変圧器，ディスコン，コン
デンサ，リアクトル等の機器と異なり、電力変換装置は
半導体を用いた高度な制御を行っており、数百ｍｓの時
間おくれはハード的にもソフト的にも長すぎる。この結
果、遮断終了時までに制御不能状態が発生し、装置を破
壊する可能性がある。また、系統に対してはその間装置
側から故障電流を供給することになる。
【００１２】これらを防止するには、高速な系統事故検
出による保護を行わなければならないが、しかしながら
現状では高速な系統事故検出保護継電器は存在しない。
出による保護を行わなければならないが、しかしながら
現状では高速な系統事故検出保護継電器は存在しない。
【００１３】これらの点に鑑み、本発明は、制御演算結
果を利用して、事故情報抽出し、高速で電力変換装置の
運転を停止し、該装置への事故時ストレスを最小にする
とともに、系統に対しては、事故電流の流出を瞬時に停
止し、系統及び負荷への悪影響を防止する此の種の保護
方式を提供することを目的とするものである。
果を利用して、事故情報抽出し、高速で電力変換装置の
運転を停止し、該装置への事故時ストレスを最小にする
とともに、系統に対しては、事故電流の流出を瞬時に停
止し、系統及び負荷への悪影響を防止する此の種の保護
方式を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、電力変換装置
内部で行う制御のための演算結果と、この演算結果と系
統故障との間に相関関係のあることに着目し、演算値を
用いて系統故障を判別（検出）して瞬時に保護動作を行
うようにするものである。これにより、故障検出は、演
算周期内に行うことができ（数十から数百μｓ以内）、
従来に比べて大幅な高速化を実現したものである。
内部で行う制御のための演算結果と、この演算結果と系
統故障との間に相関関係のあることに着目し、演算値を
用いて系統故障を判別（検出）して瞬時に保護動作を行
うようにするものである。これにより、故障検出は、演
算周期内に行うことができ（数十から数百μｓ以内）、
従来に比べて大幅な高速化を実現したものである。
【００１５】電力変換装置は、電圧一定制御，無効電力
補償，逆相分補償，高調波補償等の系統の安定化のため
の種々の機能を有し、これらの機能を選択して選択機能
に合った制御信号の演算を行いインバータ部のゲートを
制御することは従来と同じである。
補償，逆相分補償，高調波補償等の系統の安定化のため
の種々の機能を有し、これらの機能を選択して選択機能
に合った制御信号の演算を行いインバータ部のゲートを
制御することは従来と同じである。
【００１６】本発明のこの演算結果を利用して、系統の
故障を判別することにある。即ち、系統の故障は、停
電，短絡及び地絡に大別される。これらの故障の種別と
演算結果には相関関係があることを見え出し、演算値を
用いて故障の種別を判別するものである。
故障を判別することにある。即ち、系統の故障は、停
電，短絡及び地絡に大別される。これらの故障の種別と
演算結果には相関関係があることを見え出し、演算値を
用いて故障の種別を判別するものである。
【００１７】故障の判別は次のように行う。
【００１８】（１）停電時には、電源が喪失することか
ら、すべての電流の入力信号が０に変化するので、入力
信号０のとき停電と判定する。
ら、すべての電流の入力信号が０に変化するので、入力
信号０のとき停電と判定する。
【００１９】（２）三相短絡時においては、三相短絡電
流はそのほとんどが基本波無効電流であり、短絡時基本
波有効分電流はほとんど存在しなくなるので、基本波無
効電流の突変（増加）と基本波有効電流の突変（減少）
から三相短絡を判定する。
流はそのほとんどが基本波無効電流であり、短絡時基本
波有効分電流はほとんど存在しなくなるので、基本波無
効電流の突変（増加）と基本波有効電流の突変（減少）
から三相短絡を判定する。
【００２０】また、二線短絡時には、二線短絡電流は、
基本波無効分電流の増大と、基本波有効電流の減少傾向
は同じであるが、逆相分無効電流の突変（増加）が特徴
的な現象となる。従って、これにより二線短絡を判定す
る。
基本波無効分電流の増大と、基本波有効電流の減少傾向
は同じであるが、逆相分無効電流の突変（増加）が特徴
的な現象となる。従って、これにより二線短絡を判定す
る。
【００２１】（３）地絡事故の特色は、三線地絡の場合
は、三相短絡と、二線地絡の場合は、二線短絡と同様の
現象となるが、地絡点抵抗の値によって基本波有効分の
割合が増大する。一般的に完全地絡はほとんど無く、高
抵抗での地絡がほとんどであり、この時は接地抵抗での
電力消費があるため、基本波無効電力と、基本波有効電
力の比の突変量は短絡時に比べて小さい。よって、この
比が、所定のしきい値以内の場合を地絡と判定する。
は、三相短絡と、二線地絡の場合は、二線短絡と同様の
現象となるが、地絡点抵抗の値によって基本波有効分の
割合が増大する。一般的に完全地絡はほとんど無く、高
抵抗での地絡がほとんどであり、この時は接地抵抗での
電力消費があるため、基本波無効電力と、基本波有効電
力の比の突変量は短絡時に比べて小さい。よって、この
比が、所定のしきい値以内の場合を地絡と判定する。
【００２２】これらの事故を判定したときは、即刻電力
変換装置を構成するインバータ部のゲートをブロック
し、該装置の異常動作を防止すると同時に、電力変換装
置から系統側への故障電流の流出を防止する。
変換装置を構成するインバータ部のゲートをブロック
し、該装置の異常動作を防止すると同時に、電力変換装
置から系統側への故障電流の流出を防止する。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
によって説明する。
によって説明する。
【００２４】図１は本発明のハード部の制御ブロック
図、図２はそのソフト部の故障判別処理フローを示して
いる。
図、図２はそのソフト部の故障判別処理フローを示して
いる。
【００２５】なお、図３と同一部分又は相当部分には、
これと同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
これと同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２６】図１において、１０は半導体電力変換装置
（以下、電力変換装置と称す）で、図の例は高調波抑制
（補償），逆相分補償，電源電圧一定の３つの機能を持
たせた場合を示している。
（以下、電力変換装置と称す）で、図の例は高調波抑制
（補償），逆相分補償，電源電圧一定の３つの機能を持
たせた場合を示している。
【００２７】電力変換装置１０は、インバータ部１１
と、高調波抑制制御ブロック１２と、逆相分補償制御ブ
ロック１３と、電源電圧一定制御ブロック１４および共
通演算部１５とからなる。
と、高調波抑制制御ブロック１２と、逆相分補償制御ブ
ロック１３と、電源電圧一定制御ブロック１４および共
通演算部１５とからなる。
【００２８】インバータ部１１は、サイリスタ，トラン
ジスタ又はＩＧＢＴ等の半導体素子からなり、直流側に
直流電圧源としてのコンデンサＣが接続され、交流側は
トランスＴγを介して系統５に接続され、インバータと
して動作する。
ジスタ又はＩＧＢＴ等の半導体素子からなり、直流側に
直流電圧源としてのコンデンサＣが接続され、交流側は
トランスＴγを介して系統５に接続され、インバータと
して動作する。
【００２９】高調波抑制制御ブロック１２は、基本的に
は負荷電流から、その基本波有効分を差引いて負荷電流
の基本波無効分＋高調波分を演算し、ＰＷＭインバータ
により、それを打ち消すような補償電流を作り出し、こ
の補償電流を系統に注入するものである。構成として
は、変流器ＣＴで検出された系統５の三相電流を入力
し、これを直交α−β座標上に三相／二相変換するαβ
変換部１２−１、変換された電流ｉα，ｉβと位相同期
回路ＰＬＬから電源の角周波数を入力して回転座標変換
してｄｑ軸上二相電流Ｉd，Ｉqを得るｄｑ変換部１２−
２及びローパスフィルタあるいはハイパスフィルタを有
するフィルタ回路１２−３とから成る。
は負荷電流から、その基本波有効分を差引いて負荷電流
の基本波無効分＋高調波分を演算し、ＰＷＭインバータ
により、それを打ち消すような補償電流を作り出し、こ
の補償電流を系統に注入するものである。構成として
は、変流器ＣＴで検出された系統５の三相電流を入力
し、これを直交α−β座標上に三相／二相変換するαβ
変換部１２−１、変換された電流ｉα，ｉβと位相同期
回路ＰＬＬから電源の角周波数を入力して回転座標変換
してｄｑ軸上二相電流Ｉd，Ｉqを得るｄｑ変換部１２−
２及びローパスフィルタあるいはハイパスフィルタを有
するフィルタ回路１２−３とから成る。
【００３０】ｄｑ変換部１２−２で求められたｄｑ軸二
相電流Ｉd，Ｉqは直流分と交流分よりなり、電流Ｉdの
直流分は基本波無効電流、交流分が高調波無効電流に対
応し、電流Ｉqの直流分が基本波有効分、交流分が高調
波有効分に対応することは周知である。
相電流Ｉd，Ｉqは直流分と交流分よりなり、電流Ｉdの
直流分は基本波無効電流、交流分が高調波無効電流に対
応し、電流Ｉqの直流分が基本波有効分、交流分が高調
波有効分に対応することは周知である。
【００３１】フィルタ回路１２−３の出力は加算回路１
５−１を介して共通演算部１５のｄｑ逆変換部１５−
２、αβ逆変換部１５−３で二相／三相変換され、補償
電流指令信号としてＰＷＭ制御部１１ａに入力する。
５−１を介して共通演算部１５のｄｑ逆変換部１５−
２、αβ逆変換部１５−３で二相／三相変換され、補償
電流指令信号としてＰＷＭ制御部１１ａに入力する。
【００３２】また、フィルタ回路１２−３から、故障演
算部２０に高調波有効分信号Ｉq′，高調波無効分信号
Ｉd′，基本波有効分信号Ｉq″、基本波無効分信号
Ｉd″を出力する。
算部２０に高調波有効分信号Ｉq′，高調波無効分信号
Ｉd′，基本波有効分信号Ｉq″、基本波無効分信号
Ｉd″を出力する。
【００３３】逆相分補償制御ブロック１３は、負荷電流
と系統電圧の瞬時値から、負荷電流を正相直交分および
逆相直交成分に分解し、正相無効分および逆相分を補償
して無効分補償と三相平衡化を図るものである。
と系統電圧の瞬時値から、負荷電流を正相直交分および
逆相直交成分に分解し、正相無効分および逆相分を補償
して無効分補償と三相平衡化を図るものである。
【００３４】この逆相分補償制御ブロック１３の構成
は、変流器ＣＴで検出された三相電流を入力する逆回転
座標αβ変換部１３−１、この出力に接続され、位相同
期回路ＰＬＬの出力を入力する逆回転座標ｄｑ変換部１
３−２，フィルタ回路１３−３、このフィルタ回路の出
力側に接続され、位相同期回路ＰＬＬの出力を入力する
逆回転座標ｄｑ逆変換部１３−４，逆回転座標αβ逆変
換部１３−５と順次接続されてなり、逆回転座標αβ変
換部１３−５の出力は、高調波抑制制御ブロック１２の
入力側に差動的に入力される。また、共通演算部１５の
αβ逆変換部１５−３の出力側に加算され、ＰＷＭ制御
指令信号ＩU′，ＩV′，ＩW′を得る。
は、変流器ＣＴで検出された三相電流を入力する逆回転
座標αβ変換部１３−１、この出力に接続され、位相同
期回路ＰＬＬの出力を入力する逆回転座標ｄｑ変換部１
３−２，フィルタ回路１３−３、このフィルタ回路の出
力側に接続され、位相同期回路ＰＬＬの出力を入力する
逆回転座標ｄｑ逆変換部１３−４，逆回転座標αβ逆変
換部１３−５と順次接続されてなり、逆回転座標αβ変
換部１３−５の出力は、高調波抑制制御ブロック１２の
入力側に差動的に入力される。また、共通演算部１５の
αβ逆変換部１５−３の出力側に加算され、ＰＷＭ制御
指令信号ＩU′，ＩV′，ＩW′を得る。
【００３５】また、フィルタ回路１３−３から、逆相有
効分信号Ｉq，逆相無効分信号Ｉdを故障演算部２０に出
力する。
効分信号Ｉq，逆相無効分信号Ｉdを故障演算部２０に出
力する。
【００３６】電源電圧一定制御ブロック１４は、電源電
圧を設定電圧に一定制御するもので、構成は、系統５に
接続され、基本波成分を取り出すフィルタ１４−１、該
フィルタ１４−１の出力を実効値に変換する実効値変換
部１４−２、この変換された実効値を設定電圧と比較す
る比較部１４−３、比較部１４−３の出力を比例積分演
算する比例積分演算部１４−４より成り、その出力は共
通演算部１５の加算部１５−１に入力される。
圧を設定電圧に一定制御するもので、構成は、系統５に
接続され、基本波成分を取り出すフィルタ１４−１、該
フィルタ１４−１の出力を実効値に変換する実効値変換
部１４−２、この変換された実効値を設定電圧と比較す
る比較部１４−３、比較部１４−３の出力を比例積分演
算する比例積分演算部１４−４より成り、その出力は共
通演算部１５の加算部１５−１に入力される。
【００３７】なお、１５−４はインバータ部の直流コン
デンサＣの電圧を一定制御するためのもので、コンデン
サ電圧−Ｖdcとコンデンサ電圧設定値Ｖscとを比較し、
その差電圧を平滑にして加算部１５−１に入力する。
デンサＣの電圧を一定制御するためのもので、コンデン
サ電圧−Ｖdcとコンデンサ電圧設定値Ｖscとを比較し、
その差電圧を平滑にして加算部１５−１に入力する。
【００３８】故障演算部２０は、高調波抑制制御ブロッ
ク１２および逆相分補償制御ブロック１３からの演算結
果の出力を入力し、故障を演算して表示するとともに、
ゲート制御指令信号Ｇbsを出力し、ＰＷＭ制御部１１ａ
に信号を出し、インバータ部１１のゲートをブロック
し、インバータの機能を停止させる。
ク１２および逆相分補償制御ブロック１３からの演算結
果の出力を入力し、故障を演算して表示するとともに、
ゲート制御指令信号Ｇbsを出力し、ＰＷＭ制御部１１ａ
に信号を出し、インバータ部１１のゲートをブロック
し、インバータの機能を停止させる。
【００３９】次に、系統故障時に高調波抑制制御ブロッ
ク１２および逆相分補償制御ブロック１３から故障演算
回路２０に入力される故障時の信号について説明する。
ク１２および逆相分補償制御ブロック１３から故障演算
回路２０に入力される故障時の信号について説明する。
【００４０】系統の故障は、前述したように停電，短
絡，地絡に大別される。この故障による停電の場合は、
電源が喪失することから上記の制御ブロック１２および
１３から故障演算部２０に入力されるすべての信号は０
に変化する。よって、これらの信号で停電事故が判定す
ることができる。
絡，地絡に大別される。この故障による停電の場合は、
電源が喪失することから上記の制御ブロック１２および
１３から故障演算部２０に入力されるすべての信号は０
に変化する。よって、これらの信号で停電事故が判定す
ることができる。
【００４１】また、三相短絡事故の場合は、三相短絡電
流はそのほとんどが基本波無効電流であり、短絡時基本
波有効分電流はほとんど存在しなくなる。よって、基本
波無効分電流信号Ｉd″が突変（増加）し、同時に基本
波有効分信号Ｉq″が突変（減少）する。よって、この
現象が生じたときは、三相短絡と判定することができ
る。
流はそのほとんどが基本波無効電流であり、短絡時基本
波有効分電流はほとんど存在しなくなる。よって、基本
波無効分電流信号Ｉd″が突変（増加）し、同時に基本
波有効分信号Ｉq″が突変（減少）する。よって、この
現象が生じたときは、三相短絡と判定することができ
る。
【００４２】二線短絡事故の場合は、二線短絡電流は、
基本波無効分電流の増大と、基本波有効電流の減少傾向
は同じであるが、逆相無効分電流が突変し、その信号Ｉ
dが突変（増加）する。よって、この現象を生じたとき
は、二線短絡と判定することができる。
基本波無効分電流の増大と、基本波有効電流の減少傾向
は同じであるが、逆相無効分電流が突変し、その信号Ｉ
dが突変（増加）する。よって、この現象を生じたとき
は、二線短絡と判定することができる。
【００４３】次に地絡事故の場合は、三線地絡と二線地
絡があるが、三線地絡は三線短絡と、二線地絡は二線短
絡と同様な現象となる。しかし、地絡の場合は、地絡点
抵抗の値によって基本波有効分の割合が増大する。一般
的には完全地絡はほとんど無く、高抵抗での地絡がほと
んどであり、この時は接地抵抗での電力消費があるた
め、基本波無効分信号Ｉd″と、基本波有効分信号Ｉq″
との比の突変量は短絡時に比べて小さい。よって、この
比が所定（設定）のしきい値以内の場合を地絡と判定す
ることができる。
絡があるが、三線地絡は三線短絡と、二線地絡は二線短
絡と同様な現象となる。しかし、地絡の場合は、地絡点
抵抗の値によって基本波有効分の割合が増大する。一般
的には完全地絡はほとんど無く、高抵抗での地絡がほと
んどであり、この時は接地抵抗での電力消費があるた
め、基本波無効分信号Ｉd″と、基本波有効分信号Ｉq″
との比の突変量は短絡時に比べて小さい。よって、この
比が所定（設定）のしきい値以内の場合を地絡と判定す
ることができる。
【００４４】これらの故障の判定は、故障演算部２０で
行われる。
行われる。
【００４５】図２にこの故障判定処理フローを示す。
【００４６】ステップＳ１で常時基本波無効分電流信号
Ｉd″を監視し、事故判定パラメータ（以下設定値と略
称する）ε１と比較し、以下となったとき、ステップＳ
２〜Ｓ４で順次基本波有効分信号Ｉq″，高調波無効分
信号Ｉd′，高調波有効分信号Ｉq′を夫々の設定値ε
２，ε３，ε４と比較し、すべてが設定値以下のときス
テップＳ５で停電と判定し、保護シーケンス（Ｓ６）に
信号を送る。なお、ステップＳ７は、これらの電流が設
定値以上の場合は無事故と判定し、ステップＳ１に戻
し、監視を繰り返す。
Ｉd″を監視し、事故判定パラメータ（以下設定値と略
称する）ε１と比較し、以下となったとき、ステップＳ
２〜Ｓ４で順次基本波有効分信号Ｉq″，高調波無効分
信号Ｉd′，高調波有効分信号Ｉq′を夫々の設定値ε
２，ε３，ε４と比較し、すべてが設定値以下のときス
テップＳ５で停電と判定し、保護シーケンス（Ｓ６）に
信号を送る。なお、ステップＳ７は、これらの電流が設
定値以上の場合は無事故と判定し、ステップＳ１に戻
し、監視を繰り返す。
【００４７】ステップＳ１で基本波無効分信号Ｉd″の
突変が設定値ε１より大の場合は、ステップＳ８で、こ
の基本波無効分信号Ｉd″が短絡を判定するための設定
値ε５と比較し、増大しているときは、ステップＳ９で
基本波有効分信号Ｉq″を設定値ε６と比較し、設定値
より減少しているときは、次に、逆相無効分信号Ｉd，
逆相有効分信号Ｉqを順次設定値ε７，ε８と比較し、
ともに設定値より大きい場合は、二相短絡と判定（Ｓ１
０，Ｓ１１，Ｓ１２）し、保護シーケンスに二相短絡信
号を送る。
突変が設定値ε１より大の場合は、ステップＳ８で、こ
の基本波無効分信号Ｉd″が短絡を判定するための設定
値ε５と比較し、増大しているときは、ステップＳ９で
基本波有効分信号Ｉq″を設定値ε６と比較し、設定値
より減少しているときは、次に、逆相無効分信号Ｉd，
逆相有効分信号Ｉqを順次設定値ε７，ε８と比較し、
ともに設定値より大きい場合は、二相短絡と判定（Ｓ１
０，Ｓ１１，Ｓ１２）し、保護シーケンスに二相短絡信
号を送る。
【００４８】ステップ１０，１１で逆相無効分および逆
相有効分信号Ｉd，Ｉqが共に設定値ε７，ε８より小さ
い場合はステップＳ１３で三相短絡と判定する。
相有効分信号Ｉd，Ｉqが共に設定値ε７，ε８より小さ
い場合はステップＳ１３で三相短絡と判定する。
【００４９】ステップＳ８で基本波無効分信号Ｉd″が
設定値ε５より減少している場合、又は基本波有効分信
号Ｉq″が設定値ε６より増大した場合は、ステップＳ
１４で、基本波有効分と基本波有効分信号の比Ｉd″／
Ｉq″を演算し、その突変量が設定値ε９より大きくε
１０より小さい範囲内の場合はステップＳ１５で地絡と
判定し、判定外の場合はステップＳ１６で無事故と判定
する。
設定値ε５より減少している場合、又は基本波有効分信
号Ｉq″が設定値ε６より増大した場合は、ステップＳ
１４で、基本波有効分と基本波有効分信号の比Ｉd″／
Ｉq″を演算し、その突変量が設定値ε９より大きくε
１０より小さい範囲内の場合はステップＳ１５で地絡と
判定し、判定外の場合はステップＳ１６で無事故と判定
する。
【００５０】このように演算結果の信号で系統事故の判
別を行うことができる。
別を行うことができる。
【００５１】事故時の制御としては、故障演算部２０か
ら、インバータ部１１のＰＷＭ制御部１１ａに、ゲート
ブロック信号Ｇbsを出し、インバータ部のゲートをブロ
ックさせる。
ら、インバータ部１１のＰＷＭ制御部１１ａに、ゲート
ブロック信号Ｇbsを出し、インバータ部のゲートをブロ
ックさせる。
【００５２】
【発明の効果】本発明は以上のように、制御演算結果を
利用して事故情報を抽出し、系統の事故発生時には、電
力変換装置を構成するインバータ部のゲートを瞬間にブ
ロックするので、次の効果を奏する。
利用して事故情報を抽出し、系統の事故発生時には、電
力変換装置を構成するインバータ部のゲートを瞬間にブ
ロックするので、次の効果を奏する。
【００５３】（１）従来の保護継電器に比較して超高速
の事故検出が可能。
の事故検出が可能。
【００５４】（２）制御演算結果を利用して事故情報を
抽出するためソフトの追加が少なくてすむ。
抽出するためソフトの追加が少なくてすむ。
【００５５】（３）高速検出により超高速に電力変換装
置を停止できるので、装置への事故時ストレスは最小で
すむ。
置を停止できるので、装置への事故時ストレスは最小で
すむ。
【００５６】（４）系統にたいしては、事故時に電力変
換装置側からの事故電流の流出を瞬時に停止し、系統及
び接続される負荷への悪影響を防ぐことができる。
換装置側からの事故電流の流出を瞬時に停止し、系統及
び接続される負荷への悪影響を防ぐことができる。
【図１】本発明を説明するための制御ブロック図。
【図２】本発明の故障判別処理フロー。
【図３】系統の安定化機能を有する電力変換装置の基本
構成図。
構成図。
１…電力変換装置 ２…主回路部 ３…制御回路部 ４…受電遮断器 ５…電力系統 １０…電力変換装置 １１…インバータ部 １２…高調波抑制制御ブロック １３…逆相分補償制御ブロック １４…電源電圧一定制御ブロック １５…共通演算部 ２０…故障演算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｍ 7/48 9181−5Ｈ Ｈ０２Ｍ 7/48 Ｒ
Claims (2)
- 【請求項１】 電力系統に、該系統の安定化を補償する
複数の機能を有する電力変換装置を接続し、これらの補
償機能を選択して、選択機能に合った制御信号を演算
し、この演算結果の制御信号で前記電力変換装置を制御
して選択機能を実現するようにした電力系統の故障検出
保護方式において、前記演算結果から故障の種別を判別
するとともに、故障判定の結果により前記電力変換装置
を構成するインバータ部のゲートをブロックして該イン
バータ部の動作を停止させるようにしたことを特徴とす
る電力系統の故障検出保護方式。 - 【請求項２】 前記故障種別の判別は、演算結果の制御
信号の内、少なくとも基本波有効分信号と、基本波無効
分信号と、逆相無効分信号を取り出し、これらの信号の
すべてが設定値より減少した場合に停電事故と判定し、
基本波無効分信号の突変（増加）と基本波有効分信号の
突変（減少）のときに三相短絡、基本波無効分信号の増
大と、基本波有効分信号の減少傾向と逆相無効分信号の
突変（増加）のときに二相短絡と判定し、基本波無効分
信号と、基本波有効分信号の比が設定範囲内のときに地
絡事故と判定するようにしたことを特徴とする請求項１
記載の電力系統の故障検出保護方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8125256A JPH09312930A (ja) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | 電力系統の故障検出保護方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8125256A JPH09312930A (ja) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | 電力系統の故障検出保護方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09312930A true JPH09312930A (ja) | 1997-12-02 |
Family
ID=14905606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8125256A Pending JPH09312930A (ja) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | 電力系統の故障検出保護方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09312930A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000134802A (ja) * | 1998-10-28 | 2000-05-12 | Mitsubishi Electric Corp | 電力系統の速動制御装置 |
| JP2008210145A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 電力変換システムの制御方法並びにその制御方法を用いた電力変換システム |
| JP2010081798A (ja) * | 2001-04-18 | 2010-04-08 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 系統連系電力変換システムの制御装置 |
| KR20130142909A (ko) * | 2012-06-20 | 2013-12-30 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | 단락 감지 회로, 단락 감지 방법 및 단락 감지 회로를 포함하는 전력 공급 장치 |
| CN104635085A (zh) * | 2015-02-04 | 2015-05-20 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种区分负荷和故障的方法 |
| CN104934943A (zh) * | 2015-06-17 | 2015-09-23 | 广东美的制冷设备有限公司 | 过压保护装置、过压保护方法及无电解电容电机驱动系统 |
| CN105699846A (zh) * | 2016-03-10 | 2016-06-22 | 武汉理工大学 | 电力推进船舶电能质量污染源的监测装置 |
| KR20190096622A (ko) * | 2018-02-09 | 2019-08-20 | 한전케이디엔주식회사 | 전력 계통 감시 장치 |
| JP2020162213A (ja) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | 東京電力ホールディングス株式会社 | 短絡監視装置、短絡監視方法、およびプログラム |
| JP2023062519A (ja) * | 2021-10-21 | 2023-05-08 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
| WO2023206897A1 (zh) * | 2022-04-26 | 2023-11-02 | 国网四川省电力公司营销服务中心 | 基于电能多维信息融合的单相接地故障辨识方法及系统 |
| WO2024057625A1 (ja) * | 2022-09-13 | 2024-03-21 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置および電力変換装置による電気系統異常検出方法 |
-
1996
- 1996-05-21 JP JP8125256A patent/JPH09312930A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000134802A (ja) * | 1998-10-28 | 2000-05-12 | Mitsubishi Electric Corp | 電力系統の速動制御装置 |
| JP2010081798A (ja) * | 2001-04-18 | 2010-04-08 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 系統連系電力変換システムの制御装置 |
| JP2008210145A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 電力変換システムの制御方法並びにその制御方法を用いた電力変換システム |
| KR20130142909A (ko) * | 2012-06-20 | 2013-12-30 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | 단락 감지 회로, 단락 감지 방법 및 단락 감지 회로를 포함하는 전력 공급 장치 |
| CN104635085A (zh) * | 2015-02-04 | 2015-05-20 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种区分负荷和故障的方法 |
| CN104934943A (zh) * | 2015-06-17 | 2015-09-23 | 广东美的制冷设备有限公司 | 过压保护装置、过压保护方法及无电解电容电机驱动系统 |
| CN105699846A (zh) * | 2016-03-10 | 2016-06-22 | 武汉理工大学 | 电力推进船舶电能质量污染源的监测装置 |
| KR20190096622A (ko) * | 2018-02-09 | 2019-08-20 | 한전케이디엔주식회사 | 전력 계통 감시 장치 |
| JP2020162213A (ja) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | 東京電力ホールディングス株式会社 | 短絡監視装置、短絡監視方法、およびプログラム |
| JP2023062519A (ja) * | 2021-10-21 | 2023-05-08 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
| WO2023206897A1 (zh) * | 2022-04-26 | 2023-11-02 | 国网四川省电力公司营销服务中心 | 基于电能多维信息融合的单相接地故障辨识方法及系统 |
| WO2024057625A1 (ja) * | 2022-09-13 | 2024-03-21 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置および電力変換装置による電気系統異常検出方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9054589B2 (en) | Method and apparatus for detecting power converter capacitor degradation using negative sequence currents | |
| US8902616B2 (en) | Active front end power converter with diagnostic and failure prevention using peak detector with decay | |
| EP2443732B1 (en) | An arrangement for exchanging power | |
| CN100370673C (zh) | 交流输出并联电源系统及其均流控制方法 | |
| US20090009005A1 (en) | Control method for parallel redundant power system | |
| WO2020136699A1 (ja) | 電力変換装置 | |
| JPH09312930A (ja) | 電力系統の故障検出保護方式 | |
| CN112769115B (zh) | 一种接地残流自适应有源全补偿控制方法 | |
| CN116938022B (zh) | Mmc型能量变换器故障控制方法、装置、系统及介质 | |
| WO2020136698A1 (ja) | 電力変換装置 | |
| US20230369988A1 (en) | Modular multilevel power converter and variable speed generator-motor | |
| JP2002238163A (ja) | 電力変換装置 | |
| Zhang et al. | Current-limiting strategy for asymmetric short-circuit of three-phase inverter for continuous power supply of nonfaulty loads | |
| JP3830095B2 (ja) | 配電系統の三相不平衡抑制方法 | |
| CN110492499A (zh) | 多馈入直流辅助功率/频率组合控制器协调优化控制方法 | |
| EP4682669A1 (en) | Power conversion device | |
| JP4034458B2 (ja) | 自励式交直変換器制御装置および遮断器回路制御装置 | |
| Häselbarth et al. | Enhancing security in microgrids via grid-forming converter control by contingency mitigation, overload protection, and voltage balancing | |
| EP3902082A1 (en) | Control device and active filter device | |
| US12140613B2 (en) | Open-phase detection circuit and power conversion apparatus | |
| JPH06113460A (ja) | アクティブフィルタの過電流制限法 | |
| US20230188030A1 (en) | Power conversion device and control device | |
| JP3950083B2 (ja) | 地絡距離リレー | |
| JP2010044621A (ja) | 無効電力補償装置の地絡検出装置 | |
| JP2004064980A (ja) | 自励式変換器の制御方式 |