JPH1066254A - 放電装置付き限流リアクトルとその制御方式 - Google Patents
放電装置付き限流リアクトルとその制御方式Info
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- JPH1066254A JPH1066254A JP8227521A JP22752196A JPH1066254A JP H1066254 A JPH1066254 A JP H1066254A JP 8227521 A JP8227521 A JP 8227521A JP 22752196 A JP22752196 A JP 22752196A JP H1066254 A JPH1066254 A JP H1066254A
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- Japan
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- discharge device
- reactor
- current limiting
- current
- reactors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 常時のインピーダンスを低減し、過電流時の
み電流を抑制し得る限流リアクトルを得る。 【解決手段】 ２個のリアクトル６−１，６−２を互い
に巻き方向を逆にして直列状態で鉄心５又は空心に巻回
し、一方のリアクトル６−２には並列に放電装置４を設
けた上でリアクトル本体を構成すると共に、このリアク
トル本体を系統に対して直列に挿入し、過大な電流の通
過により放電装置４にて放電させて一方のリアクトル６
−２を短絡させることにより限流機能を付与する。
み電流を抑制し得る限流リアクトルを得る。 【解決手段】 ２個のリアクトル６−１，６−２を互い
に巻き方向を逆にして直列状態で鉄心５又は空心に巻回
し、一方のリアクトル６−２には並列に放電装置４を設
けた上でリアクトル本体を構成すると共に、このリアク
トル本体を系統に対して直列に挿入し、過大な電流の通
過により放電装置４にて放電させて一方のリアクトル６
−２を短絡させることにより限流機能を付与する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電力系統などに流れ
る過大な電流を抑制するために使用する放電装置付き限
流リアクトルとその制御方式に関する。
る過大な電流を抑制するために使用する放電装置付き限
流リアクトルとその制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に限流器としては限流リアクトルが
良く知られている。図４は最も単純な従来技術の一例で
あって限流リアクトル１そのものを電力系統に直列に設
置する第１の方式である。なお、２は接続端子である。
又、図５はヨーロッパ等にて行なわれようとしているも
のであり、直列リアクトル１と直列コンデンサ３とを直
列接続することにより電力系統に直列に設置する第２の
方式である。
良く知られている。図４は最も単純な従来技術の一例で
あって限流リアクトル１そのものを電力系統に直列に設
置する第１の方式である。なお、２は接続端子である。
又、図５はヨーロッパ等にて行なわれようとしているも
のであり、直列リアクトル１と直列コンデンサ３とを直
列接続することにより電力系統に直列に設置する第２の
方式である。
【０００３】そして、第１の方式は事故時にリアクトル
１のインピーダンスによって事故電流を抑制する。又、
第２の方式はコンデンサ３を挟んで放電装置４を設けて
いる。そして、通常時はリアクトル１のＬとコンデンサ
３のＣとで直列共振状態（に近い）として運用し、事故
時には事故電流によって放電装置４を放電させる。この
場合、放電装置４が放電すれば前記したＬとＣの共振状
態が崩れて、リアクトル１のインピーダンスのみが残っ
て事故電流を限流する。
１のインピーダンスによって事故電流を抑制する。又、
第２の方式はコンデンサ３を挟んで放電装置４を設けて
いる。そして、通常時はリアクトル１のＬとコンデンサ
３のＣとで直列共振状態（に近い）として運用し、事故
時には事故電流によって放電装置４を放電させる。この
場合、放電装置４が放電すれば前記したＬとＣの共振状
態が崩れて、リアクトル１のインピーダンスのみが残っ
て事故電流を限流する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来方式の内の第
１の方式は、定常時・事故時に拘らず、常時、系統にイ
ンピーダンスが挿入されたままであるため、通常時のイ
ンピーダンスにより電力系統の安定度や電圧安定性が損
なわれることがあり得る。又、第２の方式は、近年の送
電電圧の増大に対処するためには、例えば５００ｋＶに
対応できる直列コンデンサの開発が必要である。
１の方式は、定常時・事故時に拘らず、常時、系統にイ
ンピーダンスが挿入されたままであるため、通常時のイ
ンピーダンスにより電力系統の安定度や電圧安定性が損
なわれることがあり得る。又、第２の方式は、近年の送
電電圧の増大に対処するためには、例えば５００ｋＶに
対応できる直列コンデンサの開発が必要である。
【０００５】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、通常時のインピーダンスを大幅に低減さ
せることが可能であるばかりか、電力系統の安定度や電
圧安定性を損なわずに、過大な電流のみを抑制すること
の可能な放電装置付き限流リアクトルを提供することを
目的としている。
たものであり、通常時のインピーダンスを大幅に低減さ
せることが可能であるばかりか、電力系統の安定度や電
圧安定性を損なわずに、過大な電流のみを抑制すること
の可能な放電装置付き限流リアクトルを提供することを
目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の［請求項１］に
係る放電装置付き限流リアクトルは、２個のリアクトル
を互いに巻き方向を逆にして直列状態で鉄心又は空心に
巻回し、一方のリアクトルには並列に放電装置を設けた
上でリアクトル本体を構成すると共に、このリアクトル
本体を系統に対して直列に挿入し、過大な電流の通過に
より放電装置を放電させて一方のリアクトルを短絡させ
ることにより限流機能を付与するようにした。
係る放電装置付き限流リアクトルは、２個のリアクトル
を互いに巻き方向を逆にして直列状態で鉄心又は空心に
巻回し、一方のリアクトルには並列に放電装置を設けた
上でリアクトル本体を構成すると共に、このリアクトル
本体を系統に対して直列に挿入し、過大な電流の通過に
より放電装置を放電させて一方のリアクトルを短絡させ
ることにより限流機能を付与するようにした。
【０００７】したがって正常時は２個のリアクトルの合
成インピーダンスはほゞ零であるが、過電流の通過によ
り放電装置が作動して一方のリアクトルが短絡される。
したがって残ったリアクトルがそのまま系統に直列に残
って限流作用を果たす。
成インピーダンスはほゞ零であるが、過電流の通過によ
り放電装置が作動して一方のリアクトルが短絡される。
したがって残ったリアクトルがそのまま系統に直列に残
って限流作用を果たす。
【０００８】本発明の［請求項２］に係る放電装置付き
限流リアクトルの制御方式は、２個のリアクトルを互い
に巻き方向を逆にして直列状態で鉄心又は空心に巻回
し、一方のリアクトルには並列に放電装置を設けた上で
リアクトル本体を構成すると共に、このリアクトル本体
を系統に対して直列に挿入し、過大な電流の通過により
放電装置を放電させて一方のリアクトルを短絡させるこ
とにより限流機能を付与するに際し、放電電流を検出し
て前記放電装置に対して並列に設けた遮断器を閉路させ
て前記一方のリアクトルの限流機能を自己保持させるよ
うにした。
限流リアクトルの制御方式は、２個のリアクトルを互い
に巻き方向を逆にして直列状態で鉄心又は空心に巻回
し、一方のリアクトルには並列に放電装置を設けた上で
リアクトル本体を構成すると共に、このリアクトル本体
を系統に対して直列に挿入し、過大な電流の通過により
放電装置を放電させて一方のリアクトルを短絡させるこ
とにより限流機能を付与するに際し、放電電流を検出し
て前記放電装置に対して並列に設けた遮断器を閉路させ
て前記一方のリアクトルの限流機能を自己保持させるよ
うにした。
【０００９】したがって過大な電流が流れて放電装置が
作動すれば、放電装置に並列に設けた遮断器が閉路して
一方の限流リアクトルを短絡し、限流機能を自己保持で
きる。
作動すれば、放電装置に並列に設けた遮断器が閉路して
一方の限流リアクトルを短絡し、限流機能を自己保持で
きる。
【００１０】本発明の［請求項３］に係る放電装置付き
限流リアクトルは、請求項１において、放電装置回路に
変流器を設けて放電装置に流れる放電電流を検出し、こ
の検出電流により放電装置に対して並列に設けた遮断器
を閉路してリアクトルによる限流機能を自己保持させ
る。
限流リアクトルは、請求項１において、放電装置回路に
変流器を設けて放電装置に流れる放電電流を検出し、こ
の検出電流により放電装置に対して並列に設けた遮断器
を閉路してリアクトルによる限流機能を自己保持させ
る。
【００１１】本発明の［請求項４］に係る放電装置付き
限流リアクトルは、請求項１又は請求項３において、鉄
心に巻回される各コイルは複数群に分けて交互に積層し
た。
限流リアクトルは、請求項１又は請求項３において、鉄
心に巻回される各コイルは複数群に分けて交互に積層し
た。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明による放電装置付き
限流リアクトルの実施の形態を示す構成図である。図１
において５は鉄心であって２つのリアクトル６−１，６
−２と放電装置４とからリアクトル本体を構成してい
る。
限流リアクトルの実施の形態を示す構成図である。図１
において５は鉄心であって２つのリアクトル６−１，６
−２と放電装置４とからリアクトル本体を構成してい
る。
【００１３】２つのリアクトル６−１と６−２はインピ
ーダンスがほゞ等しく、巻方向が逆向きになっていて、
しかもリアクトル同士は直列接続されている。したがっ
て常時は２つのリアクトルのインピーダンスはほゞ零で
ある。
ーダンスがほゞ等しく、巻方向が逆向きになっていて、
しかもリアクトル同士は直列接続されている。したがっ
て常時は２つのリアクトルのインピーダンスはほゞ零で
ある。
【００１４】又、２つのリアクトル６−１，６−２のう
ちのいずれか一方には、放電装置４が並列に接続されて
おり、各接続端子２，２は電力系統に直列接続される。
放電装置４としては、気中ギャップや放電用アレスター
などの放電用機器を使用する。以下に上記構成を有する
放電装置付き限流リアクトルの作用を説明する。
ちのいずれか一方には、放電装置４が並列に接続されて
おり、各接続端子２，２は電力系統に直列接続される。
放電装置４としては、気中ギャップや放電用アレスター
などの放電用機器を使用する。以下に上記構成を有する
放電装置付き限流リアクトルの作用を説明する。
【００１５】先ず、常時は前記した通り、２つのリアク
トルは夫々逆向きに巻かれていて、しかもインピーダン
スがほゞ等しいことから合成インピーダンスがほゞ零で
ある。即ち、鉄心中にできる各磁束は夫々打ち消し合っ
ている。しかし、実際には夫々のインピーダンスの差及
び漏れインピーダンスにより、わずかのインピーダンス
が残留する。
トルは夫々逆向きに巻かれていて、しかもインピーダン
スがほゞ等しいことから合成インピーダンスがほゞ零で
ある。即ち、鉄心中にできる各磁束は夫々打ち消し合っ
ている。しかし、実際には夫々のインピーダンスの差及
び漏れインピーダンスにより、わずかのインピーダンス
が残留する。
【００１６】今、系統に過大な電流が流れた場合を考え
ると、前記した漏れインピーダンスと通過電流値とで決
まる電圧が夫々のリアクトル６−１，６−２の両端に印
加される。そこで、この電圧によって一方のリアクトル
６−２と並列にある放電装置４が放電し、リアクトル６
−２のインピーダンスが短絡される。
ると、前記した漏れインピーダンスと通過電流値とで決
まる電圧が夫々のリアクトル６−１，６−２の両端に印
加される。そこで、この電圧によって一方のリアクトル
６−２と並列にある放電装置４が放電し、リアクトル６
−２のインピーダンスが短絡される。
【００１７】そのため、互いに打ち消し合っていたイン
ピーダンスの値に差が生じ、全体としてのインピーダン
スが急激に増加することになって、過大な電流が抑制さ
れることになる。要するに常時はインピーダンスがほゞ
零であったものが、過大な電流の通過によりインピーダ
ンスが生じて限流作用がなされる。なお、上記説明では
鉄心入りの場合について説明したが、ギャップ付き鉄心
リアクトルであっても、あるいは空心リアクトルであっ
ても同様である。
ピーダンスの値に差が生じ、全体としてのインピーダン
スが急激に増加することになって、過大な電流が抑制さ
れることになる。要するに常時はインピーダンスがほゞ
零であったものが、過大な電流の通過によりインピーダ
ンスが生じて限流作用がなされる。なお、上記説明では
鉄心入りの場合について説明したが、ギャップ付き鉄心
リアクトルであっても、あるいは空心リアクトルであっ
ても同様である。
【００１８】図２は実際の使用状態を示す実施の形態図
であり、図２において図１と同一部分，相当部分につい
ては同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態に
おける構成上の特徴部分は放電装置４に対して並列に遮
断器７を設けると共に放電装置に変流器８を設けたこと
である。
であり、図２において図１と同一部分，相当部分につい
ては同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態に
おける構成上の特徴部分は放電装置４に対して並列に遮
断器７を設けると共に放電装置に変流器８を設けたこと
である。
【００１９】したがって系統に過大電流が流れて放電装
置４が放電すると、この放電電流を変流器８が検出し、
遮断器７をオンしてリアクトル６−２を短絡する。この
ことにより限流作用を一層確かなものとすると同時に、
放電装置として気中ギャップを用いる場合には、ギャッ
プの劣化の防止を図る。
置４が放電すると、この放電電流を変流器８が検出し、
遮断器７をオンしてリアクトル６−２を短絡する。この
ことにより限流作用を一層確かなものとすると同時に、
放電装置として気中ギャップを用いる場合には、ギャッ
プの劣化の防止を図る。
【００２０】実際には漏れたインピーダンスの低減のた
めに、機器設計に当たっては電気絶縁及び層間配置が問
題になる。一例として、５００ｋＶ用放電装置付き限流
リアクトルの設計概要を示すと、以下の通りである。
めに、機器設計に当たっては電気絶縁及び層間配置が問
題になる。一例として、５００ｋＶ用放電装置付き限流
リアクトルの設計概要を示すと、以下の通りである。
【００２１】図３は鉄心構造であり、一点鎖線で示す片
側のみを示す。したがって一点鎖線に沿って対称形をな
している。図３では外鉄型鉄心９を用い、この鉄心の周
りにコイル１０を巻き付けた構造である。そして考え方
の基本は、いかにして常時の漏れインピーダンスを小さ
くするかであり、そのためにはターン間及び層間をでき
るだけコンパクトにするかである。
側のみを示す。したがって一点鎖線に沿って対称形をな
している。図３では外鉄型鉄心９を用い、この鉄心の周
りにコイル１０を巻き付けた構造である。そして考え方
の基本は、いかにして常時の漏れインピーダンスを小さ
くするかであり、そのためにはターン間及び層間をでき
るだけコンパクトにするかである。
【００２２】そのため、コイルは＃１と＃２としてコイ
ル群を８群とし、１ターン当たりの電圧を５００Ｖとす
ると、必要なターン数は５７６ターン，１群当たりのタ
ーン数は７２ターンとなる。冷却方式を送油風冷式とす
ると銅線の電流密度は４Ａ／ｍｍ2 程度にできるため、
装置の定格電流を８０００Ａとすると必要な銅線断面積
は２８０９ｍｍ2 となる。
ル群を８群とし、１ターン当たりの電圧を５００Ｖとす
ると、必要なターン数は５７６ターン，１群当たりのタ
ーン数は７２ターンとなる。冷却方式を送油風冷式とす
ると銅線の電流密度は４Ａ／ｍｍ2 程度にできるため、
装置の定格電流を８０００Ａとすると必要な銅線断面積
は２８０９ｍｍ2 となる。
【００２３】ここで鉄心のコア直径を５０ｃｍ，窓枠を
幅２ｍ×高さ１．６ｍとすると、１段目のリアクトルの
占有領域は２ｍ×０．８ｍ，１群当たりでは２ｍ×０．
１ｍである。銅線を５０ｍｍ×５６ｍｍとすると、１群
あたりでは、縦に２層積み、鉄心の周りを３６層巻きと
なる。コイルの１巻き当たりの平均長は９．４ｍとした
とき、漏れたインピーダンスは下記の(1) 式となる。そ
して下記条件を入れて計算すると、この場合の漏れイン
ピーダンスは０．６％となる。
幅２ｍ×高さ１．６ｍとすると、１段目のリアクトルの
占有領域は２ｍ×０．８ｍ，１群当たりでは２ｍ×０．
１ｍである。銅線を５０ｍｍ×５６ｍｍとすると、１群
あたりでは、縦に２層積み、鉄心の周りを３６層巻きと
なる。コイルの１巻き当たりの平均長は９．４ｍとした
とき、漏れたインピーダンスは下記の(1) 式となる。そ
して下記条件を入れて計算すると、この場合の漏れイン
ピーダンスは０．６％となる。
【００２４】
【数１】
【００２５】そして漏れインピーダンスが１％となるよ
うにリアクトルを製作した場合、片側のリアクトルの漏
れは０．５％＝２．２Ωより、６０ｋＡの過電流が通過
した時の発生電圧Ｖは、Ｖ＝ＺＩ＝１３６ｋＶとなる。
したがって、この電圧で作動する放電装置を用いれば、
６０ｋＡ以上の過電流に対して動作する限流リアクトル
が得られる。
うにリアクトルを製作した場合、片側のリアクトルの漏
れは０．５％＝２．２Ωより、６０ｋＡの過電流が通過
した時の発生電圧Ｖは、Ｖ＝ＺＩ＝１３６ｋＶとなる。
したがって、この電圧で作動する放電装置を用いれば、
６０ｋＡ以上の過電流に対して動作する限流リアクトル
が得られる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば２
つの限流リアクトルを逆巻きにして、これらを直列接続
し、一方のリアクトルに対して並列に放電装置を設け、
常時はリアクトルの合成インピーダンスをほゞ零にして
おき、過電流の通過時に放電装置にて放電させることに
より一方のリアクトルを短絡して他方に入ったリアクト
ルを生かすように構成したので、通常時のインピーダン
スを大幅に低減させることが可能で、電力系統の安定度
や電圧安定性を損なわずに、過大な電流のみを抑制する
ことが可能である。更に、超高圧用の直列コンデンサの
開発が不要であり、設計上のメリットが大である。
つの限流リアクトルを逆巻きにして、これらを直列接続
し、一方のリアクトルに対して並列に放電装置を設け、
常時はリアクトルの合成インピーダンスをほゞ零にして
おき、過電流の通過時に放電装置にて放電させることに
より一方のリアクトルを短絡して他方に入ったリアクト
ルを生かすように構成したので、通常時のインピーダン
スを大幅に低減させることが可能で、電力系統の安定度
や電圧安定性を損なわずに、過大な電流のみを抑制する
ことが可能である。更に、超高圧用の直列コンデンサの
開発が不要であり、設計上のメリットが大である。
【図１】本発明による放電装置付き限流リアクトルの実
施の形態を示す構成図。
施の形態を示す構成図。
【図２】電力系統への適用例を示す他の実施の形態を示
す構成図。
す構成図。
【図３】外鉄型鉄心に対するコイルの巻き方を示す図。
【図４】限流リアクトルの従来例を示す図。
【図５】限流リアクトルの他の従来例を示す図。
１ 直列リアクトル ２ 接続端子 ３ 直列コンデンサ ４ 放電装置 ５ 鉄心 ６−１，６−２ リアクトル ７ 遮断器 ８ 変流器 ９ 外鉄型鉄心 １０ コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本庄 昇一 神奈川県横浜市鶴見区江ヶ崎町４番１号 東京電力株式会社電力技術研究所内 (72)発明者 小林 直樹 神奈川県横浜市鶴見区江ヶ崎町４番１号 東京電力株式会社電力技術研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】 ２個のリアクトルを互いに巻き方向を逆
にして直列状態で鉄心又は空心に巻回し、一方のリアク
トルには並列に放電装置を設けた上でリアクトル本体を
構成すると共に、このリアクトル本体を系統に対して直
列に挿入し、過大な電流の通過により放電装置を放電さ
せて一方のリアクトルを短絡させることにより限流機能
を付与することを特徴とする放電装置付き限流リアクト
ル。 - 【請求項２】 ２個のリアクトルを互いに巻き方向を逆
にして直列状態で鉄心又は空心に巻回し、一方のリアク
トルには並列に放電装置を設けた上でリアクトル本体を
構成すると共に、このリアクトル本体を系統に対して直
列に挿入し、過大な電流の通過により放電装置を放電さ
せて一方のリアクトルを短絡させることにより限流機能
を付与するに際し、放電電流を検出して前記放電装置に
対して並列に設けた遮断器を閉路させて前記一方のリア
クトルの限流機能を自己保持させることを特徴とする放
電装置付き限流リアクトルの制御方式。 - 【請求項３】 放電装置に変流器を設けて放電装置に流
れる放電電流を検出し、この検出電流により放電装置に
対して並列に設けた遮断器を閉路してリアクトルによる
限流機能を自己保持させることを特徴とする請求項１記
載の放電装置付き限流リアクトル。 - 【請求項４】 鉄心に巻回される各コイルは複数群に分
けて交互に積層したことを特徴とする請求項１又は請求
項３記載の放電装置付き限流リアクトル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22752196A JP3827028B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 放電装置付き限流リアクトル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22752196A JP3827028B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 放電装置付き限流リアクトル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1066254A true JPH1066254A (ja) | 1998-03-06 |
| JP3827028B2 JP3827028B2 (ja) | 2006-09-27 |
Family
ID=16862214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22752196A Expired - Fee Related JP3827028B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 放電装置付き限流リアクトル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3827028B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014047558A1 (en) * | 2012-09-21 | 2014-03-27 | Enphase Energy, Inc. | Surge blocking inductor |
| WO2016190319A1 (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-01 | Ntn株式会社 | 限流回路用インダクタ |
| US9583255B2 (en) | 2012-09-21 | 2017-02-28 | Enphase Energy, Inc. | Surge blocking inductor |
| CN108767833A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-11-06 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 单相磁约束型故障电流限制器 |
-
1996
- 1996-08-09 JP JP22752196A patent/JP3827028B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014047558A1 (en) * | 2012-09-21 | 2014-03-27 | Enphase Energy, Inc. | Surge blocking inductor |
| US9583255B2 (en) | 2012-09-21 | 2017-02-28 | Enphase Energy, Inc. | Surge blocking inductor |
| WO2016190319A1 (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-01 | Ntn株式会社 | 限流回路用インダクタ |
| CN108767833A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-11-06 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 单相磁约束型故障电流限制器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3827028B2 (ja) | 2006-09-27 |
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