JPH11234906A - 電力伝送システム - Google Patents
電力伝送システムInfo
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- JPH11234906A JPH11234906A JP10318706A JP31870698A JPH11234906A JP H11234906 A JPH11234906 A JP H11234906A JP 10318706 A JP10318706 A JP 10318706A JP 31870698 A JP31870698 A JP 31870698A JP H11234906 A JPH11234906 A JP H11234906A
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- compensation circuit
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- H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J3/04—Arrangements for connecting networks of the same frequency but supplied from different sources
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- H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
- H02J3/1821—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators
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- H02K47/00—Dynamo-electric converters
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- H02K47/22—Single-armature frequency converters with or without phase-number conversion
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/48—Arrangements for obtaining a constant output value at varying speed of the generator, e.g. on vehicle
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P2101/00—Special adaptation of control arrangements for generators
- H02P2101/10—Special adaptation of control arrangements for generators for water-driven turbines
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- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 第１の周波数で動作する第１の交流電力系統
（２２）と第２の周波数で動作する第２の交流電力系統
（２４）との間で電力を伝送するための相互接続システ
ムを提供する。 【解決手段】 相互接続システム（１００）は、回転変
圧器（１０２）と共に使用するための、分路補償回路
（４０）および直列補償回路（５０）を持つ補償回路を
含む。分路補償回路（４０）は並列に注入される無効電
流を調節することによって電圧を調整し、好ましくは第
１の交流電力系統と回転変圧器との間に接続される。直
列補償回路（５０）は、好ましくは第１の交流電力系統
と回転変圧器との間に配置された逓降変圧器（３０）に
接続され、例えば回転変圧器に流れる無効電力を調整す
る。
（２２）と第２の周波数で動作する第２の交流電力系統
（２４）との間で電力を伝送するための相互接続システ
ムを提供する。 【解決手段】 相互接続システム（１００）は、回転変
圧器（１０２）と共に使用するための、分路補償回路
（４０）および直列補償回路（５０）を持つ補償回路を
含む。分路補償回路（４０）は並列に注入される無効電
流を調節することによって電圧を調整し、好ましくは第
１の交流電力系統と回転変圧器との間に接続される。直
列補償回路（５０）は、好ましくは第１の交流電力系統
と回転変圧器との間に配置された逓降変圧器（３０）に
接続され、例えば回転変圧器に流れる無効電力を調整す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に電力系統相互
間または電気区域相互間での電力の伝送に関するもので
あり、更に詳しくは電力の伝送を制御するための電力潮
流制御装置および方法に関するものである。
間または電気区域相互間での電力の伝送に関するもので
あり、更に詳しくは電力の伝送を制御するための電力潮
流制御装置および方法に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】電力系統相互間の相互接続に非同期リン
クを必要とする区域が世界中に多数存在する。これらの
区域の幾つかは、電力系統の公称周波数が異なっている
（例えば、６０Ｈｚと５０Ｈｚ）。電力系統相互間の非
同期的な相互接続を達成するために最も普通に行われて
いる方法は高電圧直流（ＨＶＤＣ）変換法である。ＨＶ
ＤＣ変換は、高調波の濾波および無効電力補償を密接に
調和させることなどが必要であるために複雑である。ま
た、ＨＶＤＣ変換は、いずれかの側の交流電力系統がＨ
ＶＤＣ電力定格に比べて容量が低いとき性能に限界があ
る。更に、ＨＶＤＣ変換は、多数の高電圧スイッチおよ
びフィルタ群が使用されるので、望ましくないほどのか
なりのスペースを必要とする。
クを必要とする区域が世界中に多数存在する。これらの
区域の幾つかは、電力系統の公称周波数が異なっている
（例えば、６０Ｈｚと５０Ｈｚ）。電力系統相互間の非
同期的な相互接続を達成するために最も普通に行われて
いる方法は高電圧直流（ＨＶＤＣ）変換法である。ＨＶ
ＤＣ変換は、高調波の濾波および無効電力補償を密接に
調和させることなどが必要であるために複雑である。ま
た、ＨＶＤＣ変換は、いずれかの側の交流電力系統がＨ
ＶＤＣ電力定格に比べて容量が低いとき性能に限界があ
る。更に、ＨＶＤＣ変換は、多数の高電圧スイッチおよ
びフィルタ群が使用されるので、望ましくないほどのか
なりのスペースを必要とする。
【０００３】従来の回転変流機は２段階の変換を利用
し、同じ軸上に全定格発電機および全定格電動機の両方
を有する。回転変流機は交流から直流へ又は直流から交
流へ変換するために利用されてきた。しかし、このよう
な回転変流機は交流を異なる周波数の交流へ直接変換し
ない。更に、回転変流機は数百または数千ＲＰＭ（毎分
回転数）の所定の速度で連続して運転され、それ自身を
実際に回転させる電動機として動作する。
し、同じ軸上に全定格発電機および全定格電動機の両方
を有する。回転変流機は交流から直流へ又は直流から交
流へ変換するために利用されてきた。しかし、このよう
な回転変流機は交流を異なる周波数の交流へ直接変換し
ない。更に、回転変流機は数百または数千ＲＰＭ（毎分
回転数）の所定の速度で連続して運転され、それ自身を
実際に回転させる電動機として動作する。
【０００４】米国特許第３，４７１，７０８号明細書等
に記載されているように、小さな周波数差を持つ多相系
統相互間を結合するための回転変圧器が提案された。上
記特許明細書によれば、非同期回転機の固定子巻線が第
１の三相電力系統に接続され、その回転子巻線が第２の
三相電力系統に接続されている。一方の系統の周波数が
他方の系統の周波数と異なっている場合、回転子に一方
向または反対方向にトルクがかかって、回転子が系統間
の周波数の差に等しい回転速度で回転する。
に記載されているように、小さな周波数差を持つ多相系
統相互間を結合するための回転変圧器が提案された。上
記特許明細書によれば、非同期回転機の固定子巻線が第
１の三相電力系統に接続され、その回転子巻線が第２の
三相電力系統に接続されている。一方の系統の周波数が
他方の系統の周波数と異なっている場合、回転子に一方
向または反対方向にトルクがかかって、回転子が系統間
の周波数の差に等しい回転速度で回転する。
【０００５】「電力系統相互間で電力を伝送するための
相互接続システム」と題する１９９７年３月３１日出願
の米国特許出願第０８／８２５，５０２号明細書には、
第１の電力系統から第２の電力系統へ電力を伝送するた
めに回転変圧器を動作させる閉ループ角度位置制御シス
テムが開示されている。また、「回転変圧器を備えた電
力潮流制御装置」と題する１９９７年３月１１日出願の
米国特許出願第０８／８１４，３７４号明細書には、一
緒に接続された２つの回転変圧器を含み、２つの電気区
域の間で有効な移相および電圧比を与えるように制御さ
れる電力潮流制御装置が開示されている。
相互接続システム」と題する１９９７年３月３１日出願
の米国特許出願第０８／８２５，５０２号明細書には、
第１の電力系統から第２の電力系統へ電力を伝送するた
めに回転変圧器を動作させる閉ループ角度位置制御シス
テムが開示されている。また、「回転変圧器を備えた電
力潮流制御装置」と題する１９９７年３月１１日出願の
米国特許出願第０８／８１４，３７４号明細書には、一
緒に接続された２つの回転変圧器を含み、２つの電気区
域の間で有効な移相および電圧比を与えるように制御さ
れる電力潮流制御装置が開示されている。
【０００６】
【発明の開示】回転変圧器を含んでいて、第１の電気周
波数で動作する第１の電力網または交流電力系統と第２
の電気周波数で動作する第２の電力網または交流電力系
統との間で電力を伝送するための相互接続システムにお
いて、補償サブシステムが設けられる。分路補償回路が
第１の交流電力系統と回転変圧器との間に接続され、該
分路補償回路は、電力相互接続システムに並列に注入さ
れる無効電流を調節することによって電圧を調整する。
分路補償システムは回転変圧器の一方の側の低い方の電
圧点に配置されて、回転変圧器の両側に対して同時調整
を行う。直列補償回路が好ましくは第１の交流電力系統
と回転変圧器との間に配置された逓降変圧器に接続さ
れ、該直列補償回路は、例えば回転変圧器に流れる無効
電力を調整する。
波数で動作する第１の電力網または交流電力系統と第２
の電気周波数で動作する第２の電力網または交流電力系
統との間で電力を伝送するための相互接続システムにお
いて、補償サブシステムが設けられる。分路補償回路が
第１の交流電力系統と回転変圧器との間に接続され、該
分路補償回路は、電力相互接続システムに並列に注入さ
れる無効電流を調節することによって電圧を調整する。
分路補償システムは回転変圧器の一方の側の低い方の電
圧点に配置されて、回転変圧器の両側に対して同時調整
を行う。直列補償回路が好ましくは第１の交流電力系統
と回転変圧器との間に配置された逓降変圧器に接続さ
れ、該直列補償回路は、例えば回転変圧器に流れる無効
電力を調整する。
【０００７】分路補償回路の種々の実施態様が提供され
る。これれらの実施態様では、固定のコンデンサおよび
スイッチング式のコンデンサか、或いは静止ＶＡＲ補償
装置のいずれかを使用することが出来る。
る。これれらの実施態様では、固定のコンデンサおよび
スイッチング式のコンデンサか、或いは静止ＶＡＲ補償
装置のいずれかを使用することが出来る。
【０００８】直列補償回路の幾つかの実施態様もまた提
供される。一実施態様では、直列補償回路は簡単なコン
デンサで構成される。別の実施態様では、直列補償回路
は二重回転移相回路を含む。また別の実施態様では、直
列補償回路はインバータを含む。
供される。一実施態様では、直列補償回路は簡単なコン
デンサで構成される。別の実施態様では、直列補償回路
は二重回転移相回路を含む。また別の実施態様では、直
列補償回路はインバータを含む。
【０００９】本発明の上記および他の目的、特徴並びに
利点は、添付の図面を参照した好ましい実施態様につい
ての以下の説明から最も良く理解されよう。
利点は、添付の図面を参照した好ましい実施態様につい
ての以下の説明から最も良く理解されよう。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下の記載では、本発明が完全に
理解されるようにするために、制限ではなく、説明のた
めに、特定のアーキテクチャ、インターフェイス、技術
などのような特定の細部について述べる。しかし、これ
らの細部とは別の実施態様で本発明が実施され得ること
は当業者には明らかであろう。また、本発明の説明を不
明瞭にするような周知の装置、回路および方法に関する
詳細な説明は、必要のないものとして省略した。
理解されるようにするために、制限ではなく、説明のた
めに、特定のアーキテクチャ、インターフェイス、技術
などのような特定の細部について述べる。しかし、これ
らの細部とは別の実施態様で本発明が実施され得ること
は当業者には明らかであろう。また、本発明の説明を不
明瞭にするような周知の装置、回路および方法に関する
詳細な説明は、必要のないものとして省略した。
【００１１】図１は、第１の電力網または交流電力系統
２２（区域１）と第２の電力網または交流電力系統２４
（区域２）との間に接続される電力相互接続システム１
００を示す。電力相互接続システム１００は三相線路２
６によって第１の交流電力系統２２に接続され且つ三相
線路２８によって第２の交流電力系統２４に接続され
る。電力相互接続システム１００は、例えば、図１に破
線で表した変電所１０１に配置することが出来る。
２２（区域１）と第２の電力網または交流電力系統２４
（区域２）との間に接続される電力相互接続システム１
００を示す。電力相互接続システム１００は三相線路２
６によって第１の交流電力系統２２に接続され且つ三相
線路２８によって第２の交流電力系統２４に接続され
る。電力相互接続システム１００は、例えば、図１に破
線で表した変電所１０１に配置することが出来る。
【００１２】電力相互接続システム１００は可変周波数
変圧器（ＶＦＴ）１０２として知られている回転変圧器
を含む。逓降変圧器３０が線路２６上に設けられ、これ
により、一次コイル３０Ｐに印加された線路セグメント
２６（１）上の電圧ＶT1が、二次コイル３０Ｓで電圧Ｖ
VFT1まで逓降され、この電圧ＶVFT1は線路セグメント２
６（２）を介して可変周波数変圧器１０２の第１の端子
１０３（１）に印加される。逓昇変圧器３２が線路２８
上に設けられ、これにより、可変周波数変圧器１０２の
第２の端子１０３（２）から線路セグメント２８（１）
を介して一次コイル３２Ｐに印加された電圧ＶVFT2が、
二次コイル３２Ｓで電圧ＶT2まで逓昇され、この電圧Ｖ
T2は線路セグメント２８（２）を介して第２の交流電力
系統２４に印加される。一実施例では、逓降変圧器３０
は１００ＭＶＡ逓降（ＧＳＵ）変圧器であり、逓昇変圧
器３２は１００ＭＶＡ逓昇（ＧＳＵ）変圧器である。ま
た一例として、上記の電圧は次のようにすることが出来
る。すなわち、ＶT1＝２３０ｋＶ、ＶVFT1＝１８ｋＶ、
ＶVFT2＝１８ｋＶおよびＶT2＝２３０ｋＶ。
変圧器（ＶＦＴ）１０２として知られている回転変圧器
を含む。逓降変圧器３０が線路２６上に設けられ、これ
により、一次コイル３０Ｐに印加された線路セグメント
２６（１）上の電圧ＶT1が、二次コイル３０Ｓで電圧Ｖ
VFT1まで逓降され、この電圧ＶVFT1は線路セグメント２
６（２）を介して可変周波数変圧器１０２の第１の端子
１０３（１）に印加される。逓昇変圧器３２が線路２８
上に設けられ、これにより、可変周波数変圧器１０２の
第２の端子１０３（２）から線路セグメント２８（１）
を介して一次コイル３２Ｐに印加された電圧ＶVFT2が、
二次コイル３２Ｓで電圧ＶT2まで逓昇され、この電圧Ｖ
T2は線路セグメント２８（２）を介して第２の交流電力
系統２４に印加される。一実施例では、逓降変圧器３０
は１００ＭＶＡ逓降（ＧＳＵ）変圧器であり、逓昇変圧
器３２は１００ＭＶＡ逓昇（ＧＳＵ）変圧器である。ま
た一例として、上記の電圧は次のようにすることが出来
る。すなわち、ＶT1＝２３０ｋＶ、ＶVFT1＝１８ｋＶ、
ＶVFT2＝１８ｋＶおよびＶT2＝２３０ｋＶ。
【００１３】図２に一層詳しく示されているように、可
変周波数変圧器１０２は、その第１の端子１０３（１）
が（線路２６に含まれる）三相線路ＲＡ、ＲＢおよびＲ
Ｃによって第１の交流電力系統２２に接続され、且つそ
の第２の端子１０３（２）が（線路２８に含まれる）三
相線路ＳＡ、ＳＢおよびＳＣによって第２の交流電力系
統２４に接続される。
変周波数変圧器１０２は、その第１の端子１０３（１）
が（線路２６に含まれる）三相線路ＲＡ、ＲＢおよびＲ
Ｃによって第１の交流電力系統２２に接続され、且つそ
の第２の端子１０３（２）が（線路２８に含まれる）三
相線路ＳＡ、ＳＢおよびＳＣによって第２の交流電力系
統２４に接続される。
【００１４】第１の交流電力系統２２および第２の交流
電力系統２４は異なる電気特性（例えば、異なる周波
数）を持っているか又は持つ可能性がある。特定の実施
例では、第１の交流電力系統２２は６０Ｈｚで動作し、
第２の交流電力系統２４は５０Ｈｚで動作する。これら
の周波数は普通であるが、本発明の原理は第１の交流電
力系統２２および２４のうちの一方または両方が他の周
波数で動作する場合にも適用できることを理解された
い。
電力系統２４は異なる電気特性（例えば、異なる周波
数）を持っているか又は持つ可能性がある。特定の実施
例では、第１の交流電力系統２２は６０Ｈｚで動作し、
第２の交流電力系統２４は５０Ｈｚで動作する。これら
の周波数は普通であるが、本発明の原理は第１の交流電
力系統２２および２４のうちの一方または両方が他の周
波数で動作する場合にも適用できることを理解された
い。
【００１５】電力相互接続システム１００は更に、分路
補償回路４０として知られている分路補償サブシステ
ム、および直列補償回路５０として知られている直列補
償サブシステムの両方を含む。分路補償回路４０は、電
力相互接続システム１００と並列に注入される無効電流
を調節することによって、電力相互接続システム１００
内の電圧を調整するように作用する。分路補償回路４０
の異なる実施態様が図３および図４に示されており、後
で説明する。
補償回路４０として知られている分路補償サブシステ
ム、および直列補償回路５０として知られている直列補
償サブシステムの両方を含む。分路補償回路４０は、電
力相互接続システム１００と並列に注入される無効電流
を調節することによって、電力相互接続システム１００
内の電圧を調整するように作用する。分路補償回路４０
の異なる実施態様が図３および図４に示されており、後
で説明する。
【００１６】直列補償回路５０は、変電所１０１を通る
無効電力の流れを調整するか、或いは可変周波数変圧器
１０２の固有の慣性により可変周波数変圧器１０２が達
成することが出来るよりも速く所与の帯域幅内の有効電
力の流れを調整するように作用する。直列補償回路５０
の異なる実施態様が図５、図６および図７に示されてお
り、後で説明する。
無効電力の流れを調整するか、或いは可変周波数変圧器
１０２の固有の慣性により可変周波数変圧器１０２が達
成することが出来るよりも速く所与の帯域幅内の有効電
力の流れを調整するように作用する。直列補償回路５０
の異なる実施態様が図５、図６および図７に示されてお
り、後で説明する。
【００１７】分路補償回路４０および直列補償回路５０
の実施態様の説明の前に、可変周波数変圧器１０２につ
いて説明する。図２を参照して具体的に述べると、可変
周波数変圧器１０２は回転変圧器組立体１０５およびト
ルク制御装置または回転子駆動部分１０６（これはまた
一般に回転子駆動電動機または駆動電動機としても知ら
れている）を含む。回転変圧器組立体１０５は回転子組
立体１１０および固定子１１２を含む。回転子組立体１
１０は、回転自在の軸１１３、スリップリング１１４お
よび回転子かご型部分１１６を含む。第１の交流電力系
統２２からの三相線路ＲＡ、ＲＢおよびＲＣがスリップ
リング１１４に接続され、第２の交流電力系統２４から
の三相線路ＳＡ、ＳＢおよびＳＣが固定子１１２に接続
される。
の実施態様の説明の前に、可変周波数変圧器１０２につ
いて説明する。図２を参照して具体的に述べると、可変
周波数変圧器１０２は回転変圧器組立体１０５およびト
ルク制御装置または回転子駆動部分１０６（これはまた
一般に回転子駆動電動機または駆動電動機としても知ら
れている）を含む。回転変圧器組立体１０５は回転子組
立体１１０および固定子１１２を含む。回転子組立体１
１０は、回転自在の軸１１３、スリップリング１１４お
よび回転子かご型部分１１６を含む。第１の交流電力系
統２２からの三相線路ＲＡ、ＲＢおよびＲＣがスリップ
リング１１４に接続され、第２の交流電力系統２４から
の三相線路ＳＡ、ＳＢおよびＳＣが固定子１１２に接続
される。
【００１８】当業者に理解されるように、図２に例示さ
れた回転変圧器組立体１０５は、６０度の相帯を持つよ
うに巻装され、回転子巻線にはＲＡ＋、ＲＣ−、ＲＢ
＋、ＲＡ−、ＲＣ＋およびＲＢ−の符号が付されてお
り、固定子巻線にはＳＡ＋、ＳＣ−、ＳＢ＋、ＳＡ−、
ＳＣ＋およびＳＢ−の符号が付されている。ところで、
本発明はこの６０度の相帯のものに限定されず、むしろ
本発明の原理は２相以上の回転変圧器組立体に適用可能
であることを理解されたい。
れた回転変圧器組立体１０５は、６０度の相帯を持つよ
うに巻装され、回転子巻線にはＲＡ＋、ＲＣ−、ＲＢ
＋、ＲＡ−、ＲＣ＋およびＲＢ−の符号が付されてお
り、固定子巻線にはＳＡ＋、ＳＣ−、ＳＢ＋、ＳＡ−、
ＳＣ＋およびＳＢ−の符号が付されている。ところで、
本発明はこの６０度の相帯のものに限定されず、むしろ
本発明の原理は２相以上の回転変圧器組立体に適用可能
であることを理解されたい。
【００１９】回転子組立体１１０は、その軸線ＲＸの周
りに時計回り方向ＣＷおよび反時計回り方向ＣＣＷの両
方向に回転自在である。回転子組立体１１０は回転子駆
動部分１０６（これは駆動電動機としても知られてい
る）によって回転駆動される。回転子駆動部分１０６
は、図２には、回転子組立体１１０上に装着された円筒
形部分として象徴的に示してある。従って、図２の回転
子駆動部分１０６は、回転子組立体１１０を回転させる
ための種々の異なる形式の駆動機構を一般的に示してい
る。実施態様によっては、回転子駆動部分１０６はアク
チュエータ、および回転子組立体１１０とのインターフ
ェイスになるある種のリンク機構（例えば、歯車装置）
を含む。例えば、一実施態様では、回転子駆動部分１０
６は、ウォーム歯車駆動装置で構成される。他の実施態
様では、回転子駆動部分１０６は、ラジアル（例えば、
スプール）歯車を介して作用するステップ・モータのよ
うなアクチュエータ、直結駆動装置、回転子組立体１１
０上の歯車を回転させる油圧アクチュエータ、または回
転子組立体１１０上の歯車を回転させる空気圧アクチュ
エータで構成される。このように、任意の適当な駆動機
構を回転子駆動部分１０６のために用いることが出来
る。可変周波数変圧器１０２についての更に詳しい理解
を得るには、本出願と関連のある１９９７年３月１１日
出願の米国特許出願第０８／８１４，３７４号明細書、
１９９５年１０月３１日出願の米国特許出願第０８／５
５０，９４１号明細書および１９９５年４月２１日出願
の米国特許出願第０８／４２６，２０１号明細書を参照
されたい。
りに時計回り方向ＣＷおよび反時計回り方向ＣＣＷの両
方向に回転自在である。回転子組立体１１０は回転子駆
動部分１０６（これは駆動電動機としても知られてい
る）によって回転駆動される。回転子駆動部分１０６
は、図２には、回転子組立体１１０上に装着された円筒
形部分として象徴的に示してある。従って、図２の回転
子駆動部分１０６は、回転子組立体１１０を回転させる
ための種々の異なる形式の駆動機構を一般的に示してい
る。実施態様によっては、回転子駆動部分１０６はアク
チュエータ、および回転子組立体１１０とのインターフ
ェイスになるある種のリンク機構（例えば、歯車装置）
を含む。例えば、一実施態様では、回転子駆動部分１０
６は、ウォーム歯車駆動装置で構成される。他の実施態
様では、回転子駆動部分１０６は、ラジアル（例えば、
スプール）歯車を介して作用するステップ・モータのよ
うなアクチュエータ、直結駆動装置、回転子組立体１１
０上の歯車を回転させる油圧アクチュエータ、または回
転子組立体１１０上の歯車を回転させる空気圧アクチュ
エータで構成される。このように、任意の適当な駆動機
構を回転子駆動部分１０６のために用いることが出来
る。可変周波数変圧器１０２についての更に詳しい理解
を得るには、本出願と関連のある１９９７年３月１１日
出願の米国特許出願第０８／８１４，３７４号明細書、
１９９５年１０月３１日出願の米国特許出願第０８／５
５０，９４１号明細書および１９９５年４月２１日出願
の米国特許出願第０８／４２６，２０１号明細書を参照
されたい。
【００２０】図１に示されているように、分路補償回路
４０は、好ましくは、線路セグメント２６（２）と大地
との間に接続され、且つ逓降変圧器３０の二次コイル３
０Ｓと可変周波数変圧器１０２の第１の端子１０３
（１）との間に配置される。このような場合、分路補償
回路４０の第１の側は電圧ＶVFT1を持ち、また分路補償
回路４０の第２の側は接地電位にある。
４０は、好ましくは、線路セグメント２６（２）と大地
との間に接続され、且つ逓降変圧器３０の二次コイル３
０Ｓと可変周波数変圧器１０２の第１の端子１０３
（１）との間に配置される。このような場合、分路補償
回路４０の第１の側は電圧ＶVFT1を持ち、また分路補償
回路４０の第２の側は接地電位にある。
【００２１】分路補償回路４０は固定コンデンサおよび
スイッチング式コンデンサを含むことが出来る。例え
ば、図３はその実施態様の分路補償回路４０Ａを示す。
分路補償回路４０Ａは、それぞれの線路セグメント２６
（２）と大地との間に接続されている複数のコンデンサ
２００（１）、２００（２）および２００（３）を含
む。これらのうち、コンデンサ２００（３）は固定コン
デンサであり、他のコンデンサ２００（１）および２０
０（２）はスイッチ２０２（１）および２０２（２）で
示されているようにスイッチング式のコンデンサであ
る。ここで、分路補償回路４０Ａの他の実施態様とし
て、コンデンサの数を増減してよく、また固定コンデン
サとスイッチング式コンデンサとの混成を変えてもよい
ことを理解されたい。
スイッチング式コンデンサを含むことが出来る。例え
ば、図３はその実施態様の分路補償回路４０Ａを示す。
分路補償回路４０Ａは、それぞれの線路セグメント２６
（２）と大地との間に接続されている複数のコンデンサ
２００（１）、２００（２）および２００（３）を含
む。これらのうち、コンデンサ２００（３）は固定コン
デンサであり、他のコンデンサ２００（１）および２０
０（２）はスイッチ２０２（１）および２０２（２）で
示されているようにスイッチング式のコンデンサであ
る。ここで、分路補償回路４０Ａの他の実施態様とし
て、コンデンサの数を増減してよく、また固定コンデン
サとスイッチング式コンデンサとの混成を変えてもよい
ことを理解されたい。
【００２２】分路補償回路４０はまた静止ＶＡＲ補償装
置を含むことが出来、これは典型的にはコンデンサおよ
びインダクタと組み合わされる。例えば、図４はその実
施態様の分路補償回路４０Ｂを示す。分路補償回路４０
Ｂは線路セグメント２６（２）と大地との間に並列に接
続された３つの線路２１０（１）、２１０（２）および
２１０（３）を含む。線路２１０（１）は直列接続のコ
ンデンサ２１２（１）およびインダクタ２１４（１）を
含む。線路２１０（２）は直列接続の静止ＶＡＲ補償装
置２１６（２）およびインダクタ２１４（２）を含む。
線路２１０（３）は直列接続の静止ＶＡＲ補償装置２１
６（３）、コンデンサ２１２（３）およびインダクタ２
１４（３）を含む。ここで、分路補償回路４０Ｂの他の
実施態様として、コンデンサの数を増減してよく、また
線路の中の素子の組合せを異なる組合せにしてもよいこ
とを理解されたい。
置を含むことが出来、これは典型的にはコンデンサおよ
びインダクタと組み合わされる。例えば、図４はその実
施態様の分路補償回路４０Ｂを示す。分路補償回路４０
Ｂは線路セグメント２６（２）と大地との間に並列に接
続された３つの線路２１０（１）、２１０（２）および
２１０（３）を含む。線路２１０（１）は直列接続のコ
ンデンサ２１２（１）およびインダクタ２１４（１）を
含む。線路２１０（２）は直列接続の静止ＶＡＲ補償装
置２１６（２）およびインダクタ２１４（２）を含む。
線路２１０（３）は直列接続の静止ＶＡＲ補償装置２１
６（３）、コンデンサ２１２（３）およびインダクタ２
１４（３）を含む。ここで、分路補償回路４０Ｂの他の
実施態様として、コンデンサの数を増減してよく、また
線路の中の素子の組合せを異なる組合せにしてもよいこ
とを理解されたい。
【００２３】分路補償回路４０はまた、図１に示されて
いる位置以外の場所に配置し得る。例えば、分路補償回
路４０は線路セグメント２８（１）と大地との間に接続
し、且つ可変周波数変圧器１０２と逓昇変圧器３２との
間に配置することが出来る。但し、この位置は余り望ま
しいとは思えない。図１に示した分路補償回路４０の配
置位置は、線路２６および２８上の電圧の調整を同時に
行いながら、低い方の電圧点に接続するので有利であ
る。
いる位置以外の場所に配置し得る。例えば、分路補償回
路４０は線路セグメント２８（１）と大地との間に接続
し、且つ可変周波数変圧器１０２と逓昇変圧器３２との
間に配置することが出来る。但し、この位置は余り望ま
しいとは思えない。図１に示した分路補償回路４０の配
置位置は、線路２６および２８上の電圧の調整を同時に
行いながら、低い方の電圧点に接続するので有利であ
る。
【００２４】図１に示されているように、直列補償回路
５０は、好ましくは、逓降変圧器３０の一次コイル３０
Ｐと大地との間に接続される。また図１に示されている
ように、直列補償回路５０の第１の側は電圧ＶN1を持
ち、また直列補償回路５０の第２の側は接地電位にあ
る。
５０は、好ましくは、逓降変圧器３０の一次コイル３０
Ｐと大地との間に接続される。また図１に示されている
ように、直列補償回路５０の第１の側は電圧ＶN1を持
ち、また直列補償回路５０の第２の側は接地電位にあ
る。
【００２５】直列補償回路５０は種々の形態を取ること
が出来、その３つの例が図５、図６および図７に示され
ている。図５は、逓降変圧器３０の一次コイル３０Ｐと
大地との間に接続されたコンデンサ３００で構成された
直列補償回路５０Ａを示す。
が出来、その３つの例が図５、図６および図７に示され
ている。図５は、逓降変圧器３０の一次コイル３０Ｐと
大地との間に接続されたコンデンサ３００で構成された
直列補償回路５０Ａを示す。
【００２６】図６は、逓降変圧器３０の一次コイル３０
Ｐと大地との間に接続された２つの可変周波数回転変圧
器３０２（１）および３０２（２）で構成された直列補
償回路５０Ｂを示す。これらの２つの可変周波数回転変
圧器３０２（１）および３０２（２）は、線路４０２に
よって示されるように直列に接続された回転子巻線を持
つ。２つの固定子巻線が補助電源に接続される。補助電
源は可変周波数変圧器１０２の端子から取ることが出来
る。このような補助電源からは有効電力は引き出され
ず、無効電力のみが引き出される。２つの可変周波数回
転変圧器３０２（１）および３０２（２）の接続および
協働動作は、前掲の１９９７年３月１１日出願の米国特
許出願第０８／８１４，３７４号明細書を参照すること
により理解されよう。
Ｐと大地との間に接続された２つの可変周波数回転変圧
器３０２（１）および３０２（２）で構成された直列補
償回路５０Ｂを示す。これらの２つの可変周波数回転変
圧器３０２（１）および３０２（２）は、線路４０２に
よって示されるように直列に接続された回転子巻線を持
つ。２つの固定子巻線が補助電源に接続される。補助電
源は可変周波数変圧器１０２の端子から取ることが出来
る。このような補助電源からは有効電力は引き出され
ず、無効電力のみが引き出される。２つの可変周波数回
転変圧器３０２（１）および３０２（２）の接続および
協働動作は、前掲の１９９７年３月１１日出願の米国特
許出願第０８／８１４，３７４号明細書を参照すること
により理解されよう。
【００２７】図７は、インバータ技術を利用する直列補
償回路５０Ｃを示す。具体的に述べると、直列補償回路
５０Ｃは、電動機速度制御システムの分野で良好に確立
された構成に配置された、電源コンバータ３５４を備え
た電圧源インバータ３５０を有する。電源ブリッジが、
補助電源から必要なだけの電力を変換して、直流リンク
電圧を維持するように作用する。補助電源は、可変周波
数変圧器１０２の端子から引き出すことが出来る。
償回路５０Ｃを示す。具体的に述べると、直列補償回路
５０Ｃは、電動機速度制御システムの分野で良好に確立
された構成に配置された、電源コンバータ３５４を備え
た電圧源インバータ３５０を有する。電源ブリッジが、
補助電源から必要なだけの電力を変換して、直流リンク
電圧を維持するように作用する。補助電源は、可変周波
数変圧器１０２の端子から引き出すことが出来る。
【００２８】直列補償回路５０は、変電所１０１を通る
無効電力の流れを調整し、また可変周波数変圧器１０２
の固有の慣性により可変周波数変圧器１０２の回転子が
達成することが出来るよりも速く所与の帯域幅内の有効
電力の流れを調整する。無効電力は、可変周波数変圧器
１０２の一方の側の電圧の大きさをその反対側に対して
調節することにより調整される。有効電力は、伝送電圧
と同一象限内の電圧を注入することにより調整される。
無効電力の流れを調整し、また可変周波数変圧器１０２
の固有の慣性により可変周波数変圧器１０２の回転子が
達成することが出来るよりも速く所与の帯域幅内の有効
電力の流れを調整する。無効電力は、可変周波数変圧器
１０２の一方の側の電圧の大きさをその反対側に対して
調節することにより調整される。有効電力は、伝送電圧
と同一象限内の電圧を注入することにより調整される。
【００２９】直列補償回路５０は、他の実施態様では、
図１に示されているものと異なる接続を行うことが出来
る。例えば、余り好ましいとは思えないが、直列補償回
路５０は逓降変圧器３０の二次コイル３０Ｓに接続する
ことが出来る。しかし、このような位置では電流が一層
大きくなり且つ電圧が一層低くなるので、一般に直列補
償回路５０に対して余分な複雑さおよびコストが加わ
る。
図１に示されているものと異なる接続を行うことが出来
る。例えば、余り好ましいとは思えないが、直列補償回
路５０は逓降変圧器３０の二次コイル３０Ｓに接続する
ことが出来る。しかし、このような位置では電流が一層
大きくなり且つ電圧が一層低くなるので、一般に直列補
償回路５０に対して余分な複雑さおよびコストが加わ
る。
【００３０】本発明を特定の好ましい実施態様について
詳述したが、本発明はこのような例示した実施態様に限
定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の真の精
神および範囲内に含まれる種々の変形および変更を包含
することを理解されたい。
詳述したが、本発明はこのような例示した実施態様に限
定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の真の精
神および範囲内に含まれる種々の変形および変更を包含
することを理解されたい。
【図１】本発明の一実施態様による電力相互接続システ
ムの概略構成図であり、分路補償回路および直列補償回
路の好ましい接続を示す。
ムの概略構成図であり、分路補償回路および直列補償回
路の好ましい接続を示す。
【図２】本発明の一実施態様による回転変圧器の概略斜
視図である。
視図である。
【図３】図１の電力相互接続システムにおいて使用可能
な分路補償回路の第１の実施態様の概略構成図である。
な分路補償回路の第１の実施態様の概略構成図である。
【図４】図１の電力相互接続システムにおいて使用可能
な分路補償回路の第２の実施態様の概略構成図である。
な分路補償回路の第２の実施態様の概略構成図である。
【図５】図１の電力相互接続システムにおいて使用可能
な直列補償回路の第１の実施態様の概略構成図である。
な直列補償回路の第１の実施態様の概略構成図である。
【図６】図１の電力相互接続システムにおいて使用可能
な直列補償回路の第２の実施態様の概略構成図である。
な直列補償回路の第２の実施態様の概略構成図である。
【図７】図１の電力相互接続システムにおいて使用可能
な直列補償回路の第３の実施態様の概略構成図である。
な直列補償回路の第３の実施態様の概略構成図である。
２２ 第１の交流電力系統 ２４ 第２の交流電力系統 ２６ 三相線路 ２８ 三相線路 ３０ 逓降変圧器 ３０Ｐ 一次コイル ３０Ｓ 二次コイル ３２ 逓昇変圧器 ３２Ｐ 一次コイル ３２Ｓ 二次コイル ４０ 分路補償回路 ５０ 直列補償回路 １００ 電力相互接続システム １０１ 変電所 １０２ 可変周波数変圧器 １０５ 回転変圧器組立体 １０６ 回転子駆動部分 １１０ 回転子組立体 １１２ 固定子 １１３ 回転自在の軸 １１４ スリップリング １１６ 回転子かご型部分 ２１６ 静止ＶＡＲ補償装置 ３０２ 可変周波数回転変圧器 ３５０ 電圧源インバータ ３５４ 電源コンバータ
Claims (21)
- 【請求項１】 第１の周波数で動作する第１の交流電力
系統と第２の周波数で動作する第２の交流電力系統との
間で電力を伝送するためのシステムにおいて、 第１の巻線および第２の巻線を持つと共に、回転自在の
軸および該軸を回転駆動する駆動電動機を持つ回転変圧
器、 一次コイルおよび二次コイルを持つ逓降変圧器であっ
て、前記回転変圧器の第１の巻線が当該逓降変圧器を介
して前記第１の交流電力系統に接続されている逓降変圧
器、並びに前記逓降変圧器の一次コイルおよび二次コイ
ルのうちの一方に接続された直列補償回路、を含んでい
ることを特徴とする電力伝送システム。 - 【請求項２】 前記直列補償回路が前記逓降変圧器の一
次コイルと大地との間に接続されている請求項１記載の
電力伝送システム。 - 【請求項３】 前記直列補償回路が、前記逓降変圧器の
一次コイルおよび二次コイルのうちの一方に接続された
コンデンサで構成されている請求項１記載の電力伝送シ
ステム。 - 【請求項４】 前記直列補償回路が、前記逓降変圧器の
一次コイルおよび二次コイルのうちの一方に接続された
一対の可変周波数回転変圧器で構成されている請求項１
記載の電力伝送システム。 - 【請求項５】 前記直列補償回路が、電源コンバータを
備えた電圧源インバータで構成されている請求項１記載
の電力伝送システム。 - 【請求項６】 更に、前記逓降変圧器のコイルに接続さ
れた分路補償回路を含んでいる請求項１記載の電力伝送
システム。 - 【請求項７】 前記分路補償回路が前記回転変圧器の端
子に接続されている請求項６記載の電力伝送システム。 - 【請求項８】 更に、前記回転変圧器と前記第２の交流
電力系統との間に接続された逓昇変圧器、並びに前記逓
降変圧器および前記逓昇変圧器のうちの一方のコイルに
接続された分路補償回路を含んでいる請求項１記載の電
力伝送システム。 - 【請求項９】 第１の周波数で動作する第１の交流電力
系統と第２の周波数で動作する第２の交流電力系統との
間で電力を伝送するためのシステムにおいて、 第１の巻線および第２の巻線を持つと共に、回転自在の
軸および該軸を回転駆動する駆動電動機を持つ回転変圧
器、 一次コイルおよび二次コイルを持つ逓降変圧器であっ
て、前記回転変圧器の第１の巻線が当該逓降変圧器を介
して前記第１の交流電力系統に接続されている逓降変圧
器、 前記逓降変圧器の一次コイルおよび二次コイルのうちの
一方に接続された直列補償回路、 前記回転変圧器と前記第２の交流電力系統との間に接続
された逓昇変圧器、並びに前記逓降変圧器および前記逓
昇変圧器のうちの一方のコイルと大地との間に接続され
た分路補償回路、を含んでいることを特徴とする電力伝
送システム。 - 【請求項１０】 前記直列補償回路が前記逓降変圧器の
一次コイルに接続されている請求項９記載の電力伝送シ
ステム。 - 【請求項１１】 前記分路補償回路が前記回転変圧器の
端子に接続されている請求項９記載の電力伝送システ
ム。 - 【請求項１２】 第１の周波数で動作する第１の交流電
力系統と第２の周波数で動作する第２の交流電力系統と
の間で電力を伝送するためのシステムにおいて、 第１の巻線および第２の巻線を持つと共に、回転自在の
軸および該軸を回転駆動する駆動電動機を持つ回転変圧
器、 一次コイルおよび二次コイルを持つ逓降変圧器であっ
て、前記回転変圧器の第１の巻線が当該逓降変圧器を介
して前記第１の交流電力系統に接続されている逓降変圧
器、並びに前記逓降変圧器のコイルに接続された分路補
償回路、を含んでいることを特徴とする電力伝送システ
ム。 - 【請求項１３】 前記分路補償回路が前記回転変圧器の
端子に接続されている請求項１２記載の電力伝送システ
ム。 - 【請求項１４】 第１の周波数で動作する第１の交流電
力系統と第２の周波数で動作する第２の交流電力系統と
の間で電力を伝送するためのシステムにおいて、 第１の巻線および第２の巻線を持つと共に、回転自在の
軸および該軸を回転駆動する駆動電動機を持つ回転変圧
器、 一次コイルおよび二次コイルを持つ逓降変圧器であっ
て、前記回転変圧器の第１の巻線が当該逓降変圧器を介
して前記第１の交流電力系統に接続されている逓降変圧
器、 前記回転変圧器と前記第２の交流電力系統との間に接続
された逓昇変圧器、並びに前記逓降変圧器および前記逓
昇変圧器のうちの一方のコイルに接続された分路補償回
路、を含んでいることを特徴とする電力伝送システム。 - 【請求項１５】 第１の周波数で動作する第１の交流電
力系統と第２の周波数で動作する第２の交流電力系統と
の間で電力を伝送するためのシステムにおいて、 第１の巻線および第２の巻線を持つと共に、回転自在の
軸および該軸を回転駆動する駆動電動機を持つ回転変圧
器、 一次コイルおよび二次コイルを持つ逓降変圧器であっ
て、前記回転変圧器の第１の巻線が当該逓降変圧器を介
して前記第１の交流電力系統に接続されている逓降変圧
器、 前記回転変圧器と前記第２の交流電力系統との間に接続
された逓昇変圧器、並びに前記逓降変圧器および前記逓
昇変圧器のうちの一方のコイルに接続された補償回路、
を含んでいることを特徴とする電力伝送システム。 - 【請求項１６】 更に、前記逓降変圧器の一次コイルお
よび二次コイルのうちの一方に接続された直列補償回路
を含んでいる請求項１５載の電力伝送システム。 - 【請求項１７】 前記直列補償回路が、前記逓降変圧器
の一次コイルおよび二次コイルのうちの一方に接続され
たコンデンサで構成されている請求項１６記載の電力伝
送システム。 - 【請求項１８】 前記直列補償回路が、前記逓降変圧器
の一次コイルおよび二次コイルのうちの一方に接続され
た一対の可変周波数回転変圧器で構成されている請求項
１６記載の電力伝送システム。 - 【請求項１９】 前記直列補償回路が、電源コンバータ
を備えた電圧源インバータで構成されている請求項１６
記載の電力伝送システム。 - 【請求項２０】 分路補償回路が前記逓降変圧器および
前記逓昇変圧器のうちの一方のコイルに接続されている
請求項１５記載の電力伝送システム。 - 【請求項２１】 第１の周波数で動作する第１の交流電
力系統と第２の周波数で動作する第２の交流電力系統と
の間で電力を伝送するためのシステムにおいて、 第１の巻線および第２の巻線を持つと共に、回転自在の
軸および該軸を回転駆動する駆動電動機を持つ回転変圧
器、 前記回転変圧器に接続されている逓降変圧器および逓昇
変圧器のうちの一方、並びに前記逓降変圧器および前記
逓昇変圧器のうちの一方のコイルに接続された補償回
路、を含んでいることを特徴とする電力伝送システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/967,445 US5952816A (en) | 1995-04-21 | 1997-11-11 | Compensation for power transfer systems using variable rotary transformer |
| US08/967445 | 1997-11-11 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11234906A true JPH11234906A (ja) | 1999-08-27 |
| JPH11234906A5 JPH11234906A5 (ja) | 2005-12-08 |
| JP3982784B2 JP3982784B2 (ja) | 2007-09-26 |
Family
ID=25512807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31870698A Expired - Fee Related JP3982784B2 (ja) | 1997-11-11 | 1998-11-10 | 電力伝送システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5952816A (ja) |
| EP (1) | EP0917271A3 (ja) |
| JP (1) | JP3982784B2 (ja) |
| CA (1) | CA2248399C (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101148134B1 (ko) * | 2010-11-29 | 2012-05-23 | 한국전력공사 | 직류 접지전류 유입에 의한 불평형 개선 장치 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| MXPA02005243A (es) * | 1999-11-24 | 2003-01-28 | American Superconductor Corp | Regulacion de voltaje de una red de energia de utilidad. |
| US6465926B2 (en) | 2000-06-30 | 2002-10-15 | General Electric Company | Cleaning/cooling of high-power rotary current collector system |
| CA2351895C (en) | 2000-06-30 | 2009-12-15 | General Electric Company | Slip-ring mounting assembly for high-power rotary current collector system |
| US6469414B2 (en) | 2000-06-30 | 2002-10-22 | General Electric Company | Slip-ring mounting assembly for high-power rotary current collector system |
| US6456021B1 (en) | 2000-06-30 | 2002-09-24 | General Electric Company | Rotating variable frequency transformer with high voltage cables |
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| US6714427B1 (en) * | 2002-11-07 | 2004-03-30 | Lionel O. Barthold | Current modulation of direct current transmission lines |
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