JPH11299104A - 交流送電システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 交流送電は、送電線のリアクタンスの影響を
受け、送電可能な有効電力が制限される。 【解決手段】 各変電所ＳＳを結ぶ送電線に直列補償装
置ＳＣＧを設置し、送電線の等価的なリアクタンスを調
整して系統全体の送電能力を高める。直列補償装置ＳＣ
Ｇは、送電線に流れている電流に対し、位相が電気角で
ほぼ９０°ずれた電圧を発生させるもので、等価的にリ
アクタンスによる電圧降下分を補償する電圧を発生す
る。また、送電線に電気的な振動現象（電力動揺）が発
生した場合には、送電線の電力変動分を検出し、その電
力変動を抑制するように前記直列補償装置ＳＣＧの補償
電圧を制御することにより電力動揺をすばやく抑えるこ
とが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、既設の交流送電線
を利用するもので、送電線のリアクタンスに影響されな
い交流送電システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】我が国の送電線のほとんどは周波数５０
Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流送電方式であり、一部、系統
間の連携や長距離送電などに、直流送電が使われてい
る。図５０は、直流送電と、交流送電の概念を表わすシ
ステム構成図を示す。図中、Ｇは発電所、ＳＳは変電
所、ＴＲ１，ＴＲ２はトランス、ＣＮＶは交流／直流電
力変換器、ＩＮＶは直流／交流電力変換器、Ｌｄは直流
リアクトル、Ｘは交流送電線のリアクタンスをそれぞれ
表わす。

【０００３】図５０（ａ）は、直流送電システムを示す
もので、発電所Ｇで発電された交流電力を交流／直流電
力変換器ＣＮＶで、直流に変換する。当該直流電力は、
直流送電線を介して受電側の変電所に送られる。そこ
で、直流／交流電力変換器ＩＮＶにより、直流電力を再
び交流電力に変換して別の変電所あるいは需要負荷に交
流電力を供給する。

【０００４】この直流送電システムは、一旦直流にして
送電するため、送電線のリアクタンスによる電圧降下は
なく、長距離の送電が可能という利点を有する。また、
２つの交流系統が別の周波数であっても連系させること
が可能である。しかし、送電側および受電側にそれぞれ
送電容量を同じ容量の電力変換器が必要になり、また、
新しい直流送電線を建設しなければならず、コストの高
いシステムとなってしまう。

【０００５】一方、図５０（ｂ）は交流送電システムを
示すもので、変圧器ＴＲ１，ＴＲ２で自由に電圧を変え
ることができ、交流のまま送電できる利点がある。ま
た、現在の送電線のほとんどが交流送電線であり、それ
らを有効に利用した経済的な電力供給が可能である。し
かし、送電線にリアクタンス分Ｘがあると、その電圧降
下が問題となり、送電できる有効電力が制限される欠点
がある。

【０００６】図５１において、（ａ）は交流送電線の簡
易等価回路を、（ｂ）は位相角θに対する送電電力の関
係を示す。図において、送電端の電圧Ｖｓ、受電端の電
圧Ｖｒ、その位相差をθ、送電線のリアクタンスをＸと
した場合、送電できる有効電力Ｐは、次式のように表わ
される。

【数１】Ｐ＝（Ｖｓ・Ｖｒ／Ｘ）・ｓｉｎθ 従って、送電線が長距離になると、リアクタンスＸが大
きくなり、送電可能な有効電力が制限されてしまう。

【０００７】また、通常の送電では位相差θは３０°以
下で運転されているが、系統に電力変動が発生して位相
差θが９０°を超えると、いわゆる発電機の脱調現象が
生じ送電できなくなってしまう。更に、送電線のリアク
タンスＸが大きい系統では、送電電力の最大値が小さく
少しの電力変動でも位相差θが大きく変動し、系統が不
安定になり易い欠点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】交流送電は、変圧器に
よって電圧を自由に変えることができ、既設の送電線を
利用して長距離の交流送電ができれば経済的であり、電
力を供給する側にも、また電力を利用する側にも大きな
メリットがある。しかし、送電線のリアクタンスの影響
を受け、送電可能な有効電力が制限される。

【０００９】一方、直流送電は、送電線のリアクタンス
の影響を受けないので、長距離の送電に適していると言
われている。しかしながら、既設の送電線は使用でき
ず、また送電容量分の大容量の電力変換器が必要とな
り、システムコストが非常に高くなる。また、送電の途
中で、負荷に電力を供給しようとする場合、直流を一旦
交流電力に変換する必要があり、そのための電力変換器
が必要になり、これまた不経済なシステムになってしま
う。

【００１０】よって、本発明は、既設の交流送電線を有
効に利用し、リアクタンスによる影響を無くし、送電線
の送電能力を高めて長距離の送電を可能にした交流送電
システムを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に対応する発明は、複数の変電所を介して
送電される電力系統において、当該変電所間の送電線の
等価的なリアクタンスを調整し、電力動揺を抑制するた
めの補償電圧を発生する直列補償装置を前記電力系統に
少なくとも１つ以上具備した交流送電システムである。
交流送電では、既設の送電線を利用し、複数の変電所を
介して長距離送電を行うことが考えられる。各変電所を
結ぶ送電線に複数の直列補償装置を設置し、送電線の等
価的なリアクタンスを調整して系統全体の送電能力を高
める。

【００１２】直列補償装置は、送電線に流れている電流
に対し、位相が電気角でほぼ９０°ずれた電圧を発生さ
せるもので、等価的にリアクタンスによる電圧降下分を
補償する電圧を発生する。直列補償装置から、送電線の
インダクタンス分による電圧降下を完全に打ち消すよう
に補償電圧を発生させれば、送電線の等価リアクタンス
がゼロになる。また、完全にリアクタンスを打ち消さな
くとも、インダクタンス分を低減させることにより、送
電線の送電能力を格段に向上させることができる。

【００１３】また、何らかの原因で、送電線に電気的な
振動現象（電力動揺）が発生した場合でも直列補償装置
から補償電圧を出力することにより、振動現象を抑える
ことができる。すなわち、送電線の電力変動分を検出
し、その電力変動を抑制するように前記直列補償装置の
補償電圧を制御することにより電力動揺をすばやく抑え
ることが可能となる。

【００１４】これにより、複数の変電所を介した交流長
距離送電が可能となる。直列補償装置の容量は、送電線
のパーセントリアクタンス％ＸＩで決まり、直流送電シ
ステムの電力変換装置に比較すると、その１０〜２０％
程度で済み、また、既設の送電線を利用することができ
るので、システムコストが非常に割安となる。

【００１５】前記目的を達成するため、請求項２に対応
する発明は、請求項１において、前記直列補償装置は、
隣接する送電線のリアクタンスを含めて調整するように
した交流送電システムである。複数の送電線を介して長
距離の交流送電を行う場合、最小の設備で送電能力を上
げる必要がある。１つの直列補償装置で、隣接する送電
線のリアクタンスを補償することにより送電線全体の送
電能力を向上させることができる。これによりシステム
コストの安い交流長距離送電が達成できる。

【００１６】前記目的を達成するため、請求項３に対応
する発明は、複数の変電所を介して送電される電力系統
において、送電経路の全ての各変電所間を結ぶ送電線の
等価的なリアクタンスがほぼゼロになるように補償電圧
を発生させる直列補償装置を具備した交流送電システム
である。

【００１７】複数の変電所および送電線を介して電力を
供給する交流送電システムにおいて、当該送電経路の全
ての等価的なリアクタンスをほぼゼロになるように補償
制御する。これにより、各変電所における電圧の大きさ
と位相が同じになり、発電所から需要家まで、リアクタ
ンスに影響されない交流送電が可能になり、直流送電と
同じ効果が得られる。しかも、既設の交流送電線が利用
でき、かつ、直列補償装置の容量は直流送電の電力変換
器に比較すると、格段に小さくなる。また、送電経路の
各送電線のリアクタンスがほぼゼロにすることにより、
送電可能な電力の最大値が増大し、多少の電力変動に対
しても位相差が動かず安定な電力系統となる。

【００１８】前記目的を達成するため、請求項４に対応
する発明は、複数の変電所を介して送電される電力系統
において、当該変電所間を結ぶ送電線の中で、送電線の
パーセントリアクタンス％ＸＩが大きいものを選択し、
当該送電線の等価的なリアクタンスを小さくするように
補償電圧を発生させる直列補償装置を具備した交流送電
システムである。

【００１９】交流送電では、既設の送電線を利用し、複
数の変電所を介して長距離送電を行うことが考えられ
る。各変電所を結ぶ送電線の中で送電線のパーセントリ
アクタンス％ＸＩが大きいものを選択して、当該送電線
の等価的なリアクタンスがほぼゼロになるように直列補
償装置により補償電圧を発生させ、系統全体の送電能力
を高める。これにより、複数の変電所を介した効率的な
交流長距離送電が可能となる。

【００２０】前記目的を達成するため、請求項５に対応
する発明は、複数の変電所を介して送電される電力系統
において、当該変電所間を結ぶ送電線の中で、送電線の
リアクタンスＸと当該送電線に流れる電力潮流量Ｐとの
積が大きいものを選択し、当該送電線の等価的なリアク
タンスを小さくするように補償電圧を発生させる直列補
償装置を具備した交流送電システムである。

【００２１】交流送電では、既設の送電線を利用し、複
数の変電所を介して長距離送電を行うことが考えられ
る。各変電所を結ぶ送電線の中で送電線のリアクタンス
Ｘと当該送電線に流れる電力潮流量Ｐとの積が大きいも
のを選択して、当該送電線の等価的なリアクタンスが小
さくなるように直列補償装置により補償電圧を発生さ
せ、系統全体の送電能力を高める。送電線に流れる電力
潮流量Ｐが大きいものは送電線のリアクタンスＸの影響
が大きくなる。故に、ＰとＸの積が大きいものを選択し
て補償するのが効果的である。これにより、複数の変電
所を介した効率的な交流長距離送電が可能となる。

【００２２】前記目的を達成するため、請求項６に対応
する発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかにおい
て、前記直列補償装置は、前記送電線の有効電力と無効
電力の変動分を検知する手段を具備し、当該有効電力変
動分に応じて送電線に流れている電流と直交する成分の
補償電圧を調整し、かつ、前記無効電力変動分に応じて
送電線に流れている電流と同相成分の補償電圧を調整す
ることにより、電力系統の電力動揺を抑えるようにした
交流送電システムである。

【００２３】直列補償装置は、定常状態では送電線に流
れている電流に対しほぼ直交する成分の電圧を発生し、
送電線等価的なリアクタンスを調整する機能があること
は述べた。送電線の地絡事故等がきっかけとなり、系統
に電力動揺が発生する。その場合、送電線の有効電力と
無効電力の変動分を検出し、当該有効電力変動分に応じ
て送電線に流れている電流と直交する成分の補償電圧を
調整し、かつ、前記無効電力変動分に応じて送電線に流
れている電流と同相成分の補償電圧を調整することによ
り、電力系統の電力動揺を抑える。これにより、電力変
動をいち早く抑え、交流長距離送電の安定化を図ること
が可能となる。

【００２４】前記目的を達成するため、請求項７に対応
する発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかにおい
て、前記直列補償装置は、前記送電線の電力潮流量を検
知し、当該電力潮流量に応じて前記送電線の等価的なリ
アクタンスを調整する手段を備えた交流送電システムで
ある。

【００２５】直列補償装置は、送電線の潮流電力を検知
し、電力潮流量に応じて送電線の等価リアクタンスを調
整し、当該送電線の送電能力を高める。すなわち、電力
潮流量が多いときは送電線の等価リアクタンスを小さく
し、逆に、潮流量が少ないときは等価リアクタンスを大
きくする。この結果、潮流量の大きさに関係なく、送電
側の電圧Ｖｓと受電側の電圧Ｖｒの大きさと、位相差θ
をほぼ一定に保つことができ、安定した系統電圧が得ら
れる。

【００２６】前記目的を達成するため、請求項８に対応
する発明は、請求項１乃至請求項７のいずれかにおい
て、前記直列補償装置は、前記送電線の地絡事故等によ
り過電流が発生した場合、当該過電流をバイパスさせる
回路を具備した交流送電システムである。

【００２７】電力系統に地絡事故等が発生した場合、過
大な電流が送電線に流れる。このとき、直列補償装置に
も過大な電流が流れ、装置を壊してしまう恐れがある。
これを防止するため、直列補償装置に並列にバイパス回
路を設け、設定値以上の電流が流れたことを検知して当
該バイパス回路を介して電流が流れるように制御する。
これにより、事故が発生した場合でも装置を壊すことな
く運転ができる。

【００２８】前記目的を達成するため、請求項９に対応
する発明は、請求項１乃至請求項８のいずれかにおい
て、前記直列補償装置は、直列変圧器と、当該変圧器の
２次側に接続された電圧形自励式インバータで構成され
た交流送電システムである。

【００２９】大容量の交流送電線では、数百ｋＶの高電
圧送電となる。直列変圧器の１次巻線は当該送電線に直
列に接続され、２次巻線に電圧形自励式インバータが接
続される。これにより、インバータを高圧送電線から絶
縁することができる。電圧形自励式インバータは、パル
ス幅変調制御（ＰＷＭ制御）等により、出力電圧の振幅
を調整し、定常的には送電線に流れる電流に対し９０°
位相がずれた電圧を発生させる。電力動揺が発生した場
合、インバータの出力電圧の位相と振幅を制御すること
により電力動揺を抑える。

【００３０】前記目的を達成するため、請求項１０に対
応する発明は、請求項１乃至請求項８のいずれかにおい
て、前記直列補償装置は、直列コンデンサと、当該直列
コンデンサに直列接続された補償電圧発生装置とからな
る交流送電システムである。直列コンデンサが送電線の
リアクタンスの大部分を打ち消し、補償電圧発生装置の
容量を低減する。補償電圧発生装置は、送電線の等価リ
アクタンスを調整し、送電能力を高め、かつ、系統の電
力動揺を抑制する。

【００３１】前記目的を達成するため、請求項１１に対
応する発明は、請求項１乃至請求項８のいずれかにおい
て、前記直列補償装置は、直列コンデンサと、当該直列
コンデンサに並列に接続された補償電流発生装置とから
なる交流送電システムである。

【００３２】直列コンデンサが送電線のリアクタンスの
大部分を打ち消し、補償電流発生装置の容量を低減す
る。補償電流発生装置は、直列コンデンサに補償電流を
供給し、当該コンデンサの印加電圧を調整して、送電線
の等価リアクタンスを調整し、送電能力を高め、かつ、
系統の電力動揺を抑制する。この場合、補償電流発生装
置の容量は小さくてすむ。また、送電線に地絡事故等が
発生した場合でも過大な電流のほとんどは、直列コンデ
ンサを介して流れ、補償電流発生装置への影響が小さい
のもこの方式のメリットである。

【００３３】前記目的を達成するため、請求項１２に対
応する発明は、請求項１乃至請求項８のいずれかにおい
て、前記直列補償装置は、主直列コンデンサと、当該主
直列コンデンサに直列接続された補助直列コンデンサ
と、当該補助直列コンデンサに並列に接続された補償電
流発生装置とからなることを特徴とする交流送電システ
ムである。

【００３４】主直列コンデンサが送電線のリアクタンス
の大部分を打ち消し、補償電流発生装置は、補助直列コ
ンデンサに補償電流を供給して当該コンデンサの印加電
圧を調整する。補助直列コンデンサの印加電圧を調整す
ることにより、送電線の等価リアクタンスを調整し、送
電能力を高め、かつ、系統の電力動揺を抑制する。この
場合、補償電流発生装置の容量は極めて小さくて済む。
また、送電線に地絡事故等が発生した場合でも過大な電
流のほとんどは、補助直列コンデンサを介して流れ、補
償電流発生装置への影響が小さいのもこの方式のメリッ
トである。

【００３５】前記目的を達成するため、請求項１３に対
応する発明は、複数の変電所を介して送電される電力系
統において、各変電所間の送電線のインダクタンス分の
大部分を打ち消すため、当該送電線に直列に接続された
複数の直列コンデンサと、前記送電線のリアクタンスを
調整し、電力動揺を抑制するため補償電圧を発生する補
償電圧発生装置と、を具備した交流送電システムであ
る。

【００３６】交流送電では、既設の送電線を利用し、複
数の変電所を介して長距離送電を行うことが考えられ
る。各変電所を結ぶ送電線のインダクタンス分の大部分
を複数の直列コンデンサで打ち消し、送電線の等価リア
クタンスを低減させて系統全体の送電能力を高める。ま
た、補償電圧発生装置により送電線のリアクタンスを調
整し、系統の電力動揺を抑える。これにより、複数の変
電所を介した交流長距離送電が可能となる。各送電線の
インダクタンス分を完全に打ち消すように調整すれば、
送電線のリアクタンスに影響されない交流長距離送電が
できる。

【００３７】前記目的を達成するため、請求項１４に対
応する発明は、複数の変電所を介して送電される電力系
統において、各変電所間の送電線のインダクタンス分の
大部分を打ち消すため、当該送電線に直列に接続された
複数の直列コンデンサと、当該直列コンデンサのいずれ
かに直列接続され、前記送電線の電力動揺を抑制するた
め補償電圧を発生する補償電圧発生装置と、を具備した
交流送電システムである。

【００３８】交流送電では、既設の送電線を利用し、複
数の変電所を介して長距離送電を行うことが考えられ
る。各変電所を結ぶ送電線のインダクタンス分の大部分
を複数の直列コンデンサで打ち消し、送電線の等価リア
クタンスを低減させて系統全体の送電能力を高める。ま
た、いずれかの直列コンデンサに直列接続された補償電
圧発生装置により送電線のリアクタンスを調整し、系統
の電力動揺を抑える。このとき、当該送電線のリアクタ
ンスは直列コンデンサで補償されるので、補償電圧発生
装置の容量は小さくて済む利点がある。これにより、経
済的で安定した交流長距離送電が可能となる。各送電線
のインダクタンス分を完全に打ち消すように調整すれ
ば、送電線のリアクタンスに影響されない交流長距離送
電ができる。

【００３９】前記目的を達成するため、請求項１５に対
応する発明は、請求項１３および請求項１４において、
前記複数の直列コンデンサおよび補償電圧発生装置は、
前記送電線の地絡事故などにより過電流が発生した場
合、当該過電流をバイパスさせる回路を具備した交流送
電システムである。

【００４０】送電線に地絡事故等が発生した場合、送電
線のリアクタンスを小さくした分だけ過電流も大きくな
る。そこで、いち早く直列コンデンサを短絡し、送電線
のリアクタンスを大きくする。そのために、過電流を検
知し、あるレベル以上になったらバイパス回路を介して
電流を流す。これにより、過電流の増大を抑え、直列コ
ンデンサや補償電圧発生装置を保護する。過電流が無く
なった時点で、まず、補償電圧発生装置のバイパス回路
を開放して電力動揺を抑える。その後、順次直列コンデ
ンサのバイパス回路を開放し、通常の交流長距離送電に
移行させる。

【００４１】前記目的を達成するため、請求項１６に対
応する発明は、複数の変電所を介して送電される電力系
統において、各変電所間の送電線のインダクタンス分の
大部分を打ち消すため、当該送電線に直列に接続された
複数の直列コンデンサと、当該直列コンデンサのいずれ
かに並列接続され、前記送電線の電力動揺を抑制するた
め補償電流を発生する補償電流発生装置と、を具備した
交流送電システムである。

【００４２】交流送電では、既設の送電線を利用し、複
数の変電所を介して長距離送電を行うことが考えられ
る。各変電所を結ぶ送電線のインダクタンス分の大部分
を複数の直列コンデンサで打ち消し、当該直列コンデン
サのいずれかに並列接続された補償電流発生装置により
系統の電力動揺を抑え、送電線の等価リアクタンスを低
減させて系統全体の送電能力を高める。これにより、複
数の変電所を介した交流長距離送電が可能となる。各送
電線のインダクタンス分を完全に打ち消すように調整す
れば、送電線のリアクタンスに影響されない交流長距離
送電ができる。

【００４３】前記目的を達成するため、請求項１７に対
応する発明は、請求項１６において、前記複数の直列コ
ンデンサは、前記送電線の地絡事故等により過電流が発
生した場合、当該過電流をバイパスさせる回路を具備し
た交流送電システムである。

【００４４】送電線に地絡事故等が発生した場合、送電
線のリアクタンスを小さくした分だけ過電流も大きくな
る。そこで、いち早く直列コンデンサを短絡し、送電線
のリアクタンスを大きくする。そのために、過電流を検
知し、あるレベル以上になったらバイパス回路を介して
電流を流す。これにより、過電流の増大を抑え、直列コ
ンデンサや補償電流発生装置を保護する。過電流が無く
なった時点で、まず、補償電流発生装置に並列接続され
ている直列コンデンサのバイパス回路を開放して電力動
揺を抑える。その後、順次他の直列コンデンサのバイパ
ス回路を開放し、通常の交流長距離送電に移行させる。

【００４５】前記目的を達成するため、請求項１８に対
応する発明は、複数の変電所を介して送電される電力系
統において、各変電所間の送電線のインダクタンス分の
大部分を打ち消すため、当該送電線に直列に接続された
複数の主直列コンデンサと、当該主直列コンデンサのい
ずれかに直列に接続された補助直列コンデンサと、当該
補助直列コンデンサに並列に接続された補償電流発生装
置と、を具備した交流送電システムである。

【００４６】交流送電では、既設の送電線を利用し、複
数の変電所を介して長距離送電を行うことが考えられ
る。各変電所を結ぶ送電線のインダクタンス分の大部分
を複数の主直列コンデンサで打ち消し、当該主直列コン
デンサのいずれかに補助直列コンデンサを直列に接続す
る。補償電流発生装置は補助直列コンデンサに補償電流
を供給し、当該補助直列コンデンサの印加電圧を調整す
る。これにより系統の電力動揺を抑え、送電線の等価リ
アクタンスを低減させて系統全体の送電能力を高め、複
数の変電所を介した交流長距離送電が可能となる。この
場合、補償電流発生装置の容量は小さくて済む。各送電
線のインダクタンス分を完全に打ち消すように調整すれ
ば、送電線のリアクタンスに影響されない交流長距離送
電ができる。

【００４７】前記目的を達成するため、請求項１９に対
応する発明は、請求項１８において、前記複数の主直列
コンデンサおよび補助直列コンデンサは、前記送電線の
地絡事故等により過電流が発生した場合、当該過電流を
バイパスさせる回路を具備した交流送電システムであ
る。

【００４８】送電線に地絡事故等が発生した場合、送電
線のリアクタンスを小さくした分だけ過電流も大きくな
る。そこで、いち早く直列コンデンサを短絡し、送電線
のリアクタンスを大きくする。そのために、過電流を検
知し、あるレベル以上になったらバイパス回路を介して
電流を流す。これにより、過電流の増大を抑え、直列コ
ンデンサや補償電流発生装置を保護する。過電流が無く
なった時点で、まず、補償電流発生装置に並列接続され
ている補助直列コンデンサのバイパス回路を開放して電
力動揺を抑える。その後、順次他の主直列コンデンサの
バイパス回路を開放し、通常の交流長距離送電に移行さ
せる。

【００４９】前記目的を達成するため、請求項２０に対
応する発明は、長距離の交流送電線と、当該送電線の等
価的なリアクタンスを調整するため補償電圧を発生する
直列補償装置と、前記送電線に流れる無効電流または高
調波電流を補償する無効電力補償装置と、を具備した交
流送電システムである。

【００５０】直列補償装置は、送電線に流れる電流に位
相角でほぼ９０°ずれた補償電圧を発生するもので、送
電線の等価的なリアクタンスを調整し、電力動揺を抑制
する。一方、送電線には、電線間あるいは電線と対地間
に浮遊のキャパシタンスがあり、長距離送電では当該浮
遊キャパシタンスを介して大きな無効電流が流れること
になる。この無効電流が大きくなると、送電線の電流容
量に影響を与え、やはり、長距離交流送電ができなくな
る。無効電力補償装置は、この送電線に流れる無効電流
や高調波電流を補償するもので、上記直列補償装置と合
わさって、送電線の送電能力を高め、交流長距離送電を
達成する。

【００５１】前記目的を達成するため、請求項２１に対
応する発明は、長距離の交流送電線と、当該送電線の等
価的なインダクタンスがほぼゼロになるように補償電圧
を発生する直列補償装置と、前記送電線の浮遊キャパシ
タンスに流れる無効電流または高調波電流を補償する無
効電力補償装置と、を具備した交流送電システムであ
る。

【００５２】直列補償装置は、送電線に流れる電流に位
相角でほぼ９０°ずれた補償電圧を発生するもので、等
価的なリアクタンスがほぼゼロになるようにする。ま
た、電力動揺が発生した場合それを抑制するように作用
し、系統の安定化を図る。

【００５３】送電線の浮遊キャパシタンスに流れる無効
電流や高調波電流を無効電力補償装置により補償する。
この結果、送電側の電流と受電側の電流がほぼ等しくな
り、直列補償装置から出力する定常的な補償電圧は送電
線に流れる電流と９０°位相がずれた成分を発生させれ
ばよくなる。故に、直列補償装置としては、定常的には
無効電力を発生することになり、エネルギー蓄積要素の
容量は小さくて済む。なお、電力動揺を抑制する場合に
は過渡的に補償電圧の位相が変化し、そのときにだけ有
効電力が出入りするが時間的には短い。

【００５４】このように無効電力補償装置は、上記直列
補償装置と合わさって、送電線の送電能力を高め、交流
長距離送電を達成する。

【００５５】前記目的を達成するため、請求項２２に対
応する発明は、請求項２０または請求項２１において、
前記直列補償装置は、前記送電線の電力変動分を検知
し、当該電力変動を抑制する電力動揺抑制手段を備えた
交流送電システムである。

【００５６】送電線に地絡事故等が発生した場合、地絡
点を開放した後でも電力動揺が発生し、発電機の脱調現
象などを引き起こす。送電線の電力変動分を検出し、そ
の変動を抑えるように直列補償装置から補償電圧を発生
させる。これにより、交流送電システムの系統の安定化
が図れる。

【００５７】前記目的を達成するため、請求項２３に対
応する発明は、請求項２０乃至請求項２２のいずれかに
おいて、前記直列補償装置は、前記送電線の地絡事故等
により過電流が発生した場合、当該過電流をバイパスさ
せる回路を具備した交流送電システムである。

【００５８】送電線に地絡事故等が発生した場合、送電
線のリアクタンスを小さくした分だけ過電流も大きくな
る。そこで、いち早く直列補償装置を短絡し、送電線の
リアクタンスを大きくする。そのために、過電流を検知
し、あるレベル以上になったらバイパス回路を介して電
流を流す。これにより、過電流の増大を抑え、直列補償
装置を保護する。過電流が無くなった時点で、直列補償
装置のバイパス回路を開放して電力動揺を抑える。

【００５９】前記目的を達成するため、請求項２４に対
応する発明は、請求項２０乃至請求項２３のいずれかに
おいて、前記直列補償装置または前記無効電力補償装置
は、前記送電線に複数個所に分割して配置した交流送電
システムである。

【００６０】送電線のインダクタンスや浮遊キャパシタ
ンスは一個所に集中してあるわけではなく、分布定数と
して存在する。直列補償装置や無効電力補償装置を分割
し、複数個所に分散して配置することにより、よりきめ
細かに補償することができる。また、送電線の電圧分布
も均一になり、送電設備の耐圧を下げることができる。

【００６１】また、長距離の交流送電線では、送電線の
インダクタンスによる電圧降下により、送電端の電圧位
相に対し、受電端の電圧位相が大きくずれる。特に長距
離送電では、送電線の途中で、位相が９０°を超えてし
まうことがある。すると、その点で送電できる最大電力
が決定され、受電端に設置された直列補償装置が機能し
なくなる。それを解決するため、直列補償装置を前記送
電線の複数個所に分割して配置する。それにより、送電
線のすべての個所で、送電端電圧位相に対する位相差が
９０°を超えることが無くなり、長距離の交流送電が達
成できる。

【００６２】前記目的を達成するため、請求項２５に対
応する発明は、長距離の交流送電線と、当該送電線のイ
ンダクタンス分の大部分を打ち消すため当該送電線に直
列に接続された直列コンデンサと、当該直列コンデンサ
に直列に接続された補償電圧発生装置と、前記送電線の
浮遊キャパシタンスに流れる無効電流または高調波電流
を補償する無効電力補償装置と、を具備した交流送電シ
ステムである。

【００６３】直列コンデンサは送電線のリアクタンスの
大部分を打ち消すことにより、ほぼリアクタンスゼロの
送電を達成する。補償電圧発生装置は、その出力電圧を
調整することにより、系統の安定化と、送電線のリアク
タンスの調整を行う。

【００６４】送電線には、電線間あるいは電線と対地間
に浮遊のキャパシタンスがあり、長距離送電では当該浮
遊キャパシタンスを介して大きな無効電流が流れること
になる。この無効電流が大きくなると、送電線の電流容
量に影響を与え、やはり、長距離交流送電ができなくな
る。無効電力補償装置は、この送電線の浮遊キャパシタ
ンスに流れる無効電流や高調波電流を補償するもので、
上記直列補償装置と合わさって、交流長距離送電を達成
する。

【００６５】また、送電線の浮遊キャパシタンスに流れ
る無効電流を無効電力補償装置により補償することによ
り、送電側の電流と受電側の電流がほぼ等しくなり、送
電線のインダクタンスの電圧降下と直列コンデンサの電
圧降下が丁度打ち消す位相となる。その分補償電圧発生
装置の容量が低減され、経済的なシステムを提供でき
る。さらに、補償電圧発生装置から出力する定常的な補
償電圧は送電線に流れる電流と９０°位相がずれた成分
を発生させればよく、定常的には無効電力を供給するこ
とになり、エネルギー蓄積要素の容量は小さくて済む。

【００６６】前記目的を達成するため、請求項２６に対
応する発明は、請求項２５において、前記直列コンデン
サおよび前記補償電圧発生装置は、前記送電線の地絡事
故等により過電流が発生した場合、当該過電流をバイパ
スさせる回路を具備した交流送電システムである。

【００６７】送電線に地絡事故等が発生した場合、送電
線のリアクタンスを小さくした分だけ過電流も大きくな
る。そこで、いち早く直列コンデンサを短絡し、送電線
のリアクタンスを大きくする。そのために、過電流を検
知し、あるレベル以上になったらバイパス回路を介して
電流を流す。これにより、過電流の増大を抑え、直列コ
ンデンサや補償電圧発生装置を保護する。過電流が無く
なった時点で、まず、補償電圧発生装置のバイパス回路
を開放して電力動揺を抑える。その後、順次他の直列コ
ンデンサのバイパス回路を開放し、通常の交流長距離送
電に移行させる。

【００６８】前記目的を達成するため、請求項２７に対
応する発明は、請求項２５または請求項２６において、
前記補償電圧発生装置は、前記送電線の電力変動分を検
知し、当該電力変動を抑制する電力動揺抑制手段を備え
た交流送電システムである。

【００６９】前記送電線の電力変動分を検知し、当該電
力変動を抑えるように補償電圧発生装置からの出力電圧
を制御する。これにより、発電機を含めた軸ねじれ振動
や、送電線のインダクタンスと直列コンデンサとの間で
発生する共振現象を抑えることが可能となる。

【００７０】前記目的を達成するため、請求項２８に対
応する発明は、請求項２５または請求項２６において、
前記直列コンデンサまたは無効電力補償装置は、前記送
電線に複数個所に分割して配置した交流送電システムで
ある。

【００７１】送電線のインダクタンスや浮遊キャパシタ
ンスは一個所に集中してあるわけではなく、分布定数と
して存在する。直列コンデンサや無効電力補償装置を分
割し、複数個所に分散して配置することにより、よりき
め細かに補償することができる。また、送電線の電圧分
布も均一になり、送電設備の耐圧を下げることができ
る。

【００７２】長距離の交流送電線では、送電線のインダ
クタンスによる電圧降下により、送電端の電圧位相に対
し、受電端の電圧位相が大きくずれる。特に長距離送電
では、送電線の途中で、位相が９０°を超えてしまうこ
とがある。すると、その点で送電できる最大電力が決定
され、受電端に設置された直列コンデンサが機能しなく
なる。それを解決するため、直列コンデンサを前記送電
線の複数個所に分割して配置する。それにより、送電線
のすべての個所で、送電端電圧位相に対する位相差が９
０°を超えることが無くなり、長距離の交流送電が達成
できる。

【００７３】前記目的を達成するため、請求項２９に対
応する発明は、長距離の交流送電線と、当該送電線のイ
ンダクタンス分の大部分を打ち消すため、当該送電線に
直列に接続された直列コンデンサと、当該直列コンデン
サに並列に接続された補償電流発生装置と、前記送電線
の浮遊キャパシタンスに流れる無効電流または高調波電
流を補償する無効電力補償装置と、を具備した交流送電
システムである。

【００７４】直列コンデンサにより送電線のインダクタ
ンスの大部分を打ち消す。補償電流発生装置は直列コン
デンサに補償電流を供給し、当該コンデンサの印加電圧
を変えることにより、送電線の等価的なリアクタンスを
調整し、送電線の電力動揺を抑制する。

【００７５】送電線には、電線間あるいは電線と対地間
に浮遊のキャパシタンスがあり、長距離送電では当該浮
遊キャパシタンスを介して大きな無効電流が流れること
になる。この無効電流が大きくなると、送電線の電流容
量に影響を与え、やはり、長距離交流送電ができなくな
る。無効電力補償装置は、この送電線の浮遊キャパシタ
ンスに流れる無効電流を補償するもので、上記直列コン
デンサおよび補償電流発生装置と合わさって、系統の安
定化と、送電能力の向上を図り、長距離の交流送電を達
成する。

【００７６】また、送電線の浮遊キャパシタンスに流れ
る無効電流を無効電力補償装置により補償することによ
り、送電側の電流と受電側の電流がほぼ等しくなり、送
電線のインダクタンスの電圧降下と直列コンデンサの電
圧降下が丁度打ち消す位相となる。その結果、補償電流
発生装置の容量が低減され、経済的なシステムを提供で
きる。

【００７７】前記目的を達成するため、請求項３０に対
応する発明は、請求項２９において、前記直列コンデン
サは、前記送電線の地絡事故等により過電流が発生した
場合、当該過電流をバイパスさせる回路を具備した交流
送電システムである。

【００７８】送電線に地絡事故等が発生した場合、送電
線のリアクタンスを小さくした分だけ過電流も大きくな
る。そこで、いち早く直列コンデンサを短絡し、送電線
のリアクタンスを大きくする。そのために、過電流を検
知し、あるレベル以上になったらバイパス回路を介して
電流を流す。これにより、過電流の増大を抑え、直列コ
ンデンサや補償電流発生装置を保護する。過電流が無く
なった時点で、バイパス回路を開放して電力動揺を抑
え、通常の交流長距離送電に移行させる。

【００７９】前記目的を達成するため、請求項３１に対
応する発明は、長距離の交流送電線と、当該送電線のイ
ンダクタンス分の大部分を打ち消すため、当該送電線に
直列に接続された主直列コンデンサと、当該主直列コン
デンサに直列に接続された補助直列コンデンサと、当該
補助直列コンデンサに並列に接続された補償電流発生装
置と、前記送電線の浮遊キャパシタンスに流れる無効電
流または高調波電流を補償する無効電力補償装置と、を
具備した交流送電システムである。

【００８０】主直列コンデンサにより送電線のインダク
タンスの大部分を打ち消す。補償電流発生装置は補助直
列コンデンサに補償電流を供給し、当該補助コンデンサ
の印加電圧を変えることにより、送電線の等価的なリア
クタンスを調整する。並列補償装置は送電線に流れる無
効電流や高調波電流を補償するもので、前記主直列コン
デンサや前記補助直列コンデンサおよび前記補償電流発
生装置と合わさって、系統の安定化と、送電能力の向上
を図り、長距離の交流送電を達成する。

【００８１】前記目的を達成するため、請求項３２に対
応する発明は、請求項３１において、前記主直列コンデ
ンサおよび補助直列コンデンサは、前記送電線の地絡事
故等により過電流が発生した場合、当該過電流をバイパ
スさせる回路を具備した交流送電システムである。

【００８２】送電線に地絡事故等が発生した場合、送電
線のリアクタンスを小さくした分だけ過電流も大きくな
る。そこで、いち早く主直列コンデンサおよび補助直列
コンデンサを短絡し、送電線のリアクタンスを大きくす
る。そのために、過電流を検知し、あるレベル以上にな
ったらバイパス回路を介して電流を流す。これにより、
過電流の増大を抑え、前記主直列コンデンサまたは補助
直列コンデンサや補償電流発生装置を保護する。過電流
が無くなった時点で、まず、補助直列コンデンサのバイ
パス回路を開放して電力動揺を抑え、その後、主直列コ
ンデンサのバイパス回路を開放して通常の交流長距離送
電に移行させる。

【００８３】前記目的を達成するため、請求項３３に対
応する発明は、請求項３１または請求項３２において、
前記主直列コンデンサまたは無効電力補償装置は、前記
送電線に複数個所に分割して配置した交流送電システム
である。

【００８４】送電線のインダクタンスや浮遊キャパシタ
ンスは一個所に集中してあるわけではなく、分布定数と
して存在する。主直列コンデンサまたは並列補償装置を
分割し、複数個所に分散して配置することにより、より
きめ細かに補償することができる。また、送電線の電圧
分布も均一になり、送電設備の耐圧を下げることができ
る。

【００８５】また、長距離の交流送電線では、送電線の
インダクタンスによる電圧降下により、送電端の電圧位
相に対し、受電端の電圧位相が大きくずれる。特に長距
離送電では、送電線の途中で、位相が９０°を超えてし
まうことがある。すると、その点で送電できる最大電力
が決定され、受電端に設置された直列補償装置が機能し
なくなる。それを解決するため、主直列コンデンサを前
記送電線の複数個所に分割して配置する。それにより、
送電線のすべての個所で、送電端電圧位相に対する位相
差が９０°を超えることが無くなり、長距離の交流送電
が達成できる。

【００８６】前記目的を達成するため、請求項３４に対
応する発明は、請求項２９乃至請求項３３のいずれかに
おいて、前記補償電流発生装置は、前記送電線の電力変
動分を検知し、当該電力変動を抑制する手段を備えた交
流送電システムである。

【００８７】前記送電線の電力変動分を検知し、当該電
力変動を抑えるように補償電流発生装置からの出力電流
を調整し、直列コンデンサまたは補助直列コンデンサの
印加電圧を制御する。これにより、発電機を含めた軸ね
じれ振動や、送電線のインダクタンスと直列コンデンサ
との間で発生する共振現象を抑えることが可能となる。

【００８８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、請求項１に関係す
るもので、本発明の交流送電システムの第１の実施の形
態を示す構成図である。図中、Ｇは発電所を、ＳＳ１〜
ＳＳ５は変電所を、ＬＯＡＤ１〜ＬＯＡＤ４は負荷を、
ＳＣＧ１とＳＣＧ２は直列補償装置を、Ｘ１〜Ｘ４は送
電線のリアクタンスをそれぞれ示す。発電所Ｇで発電さ
れた電力は複数の変電所ＳＳ１→ＳＳ２→ＳＳ４→ＳＳ
５を介して、大口消費地である負荷ＬＯＡＤ４まで長距
離送電される。

【００８９】直列補償装置ＳＣＧ１は送電線のリアクタ
ンスＸ２を打ち消すような補償電圧を発生し、等価的な
リアクタンスを小さくすることにより、その区間の送電
能力を向上させる。同様に、直列補償装置ＳＣＧ２は送
電線のリアクタンスＸ３を打ち消すような補償電圧を発
生し、等価的なリアクタンスを小さくすることによりそ
の区間の送電能力を向上させる。また、送電線の電力動
揺が発生した場合、それを抑制するように直列補償装置
から電圧を発生し、電力動揺を抑える。

【００９０】図２は、図１のシステムにおける直列補償
装置の実施の形態を示す構成図である。図中、ＵＶＷは
３相交流送電線、Ｌは送電線のインダクタンス分、Ｔｒ
は直列トランス、ＶＳＩは電圧形ＰＷＭ制御インバー
タ、Ｅｄは直流電圧源、ＣＴは電流検出器、ＰＴは電圧
検出器、ＤＰＤは電力検出器，ＤＰＣＮＴは電力変動抑
制制御回路、ＡＶＲは電圧制御回路、ＰＷＭＣはパルス
幅変調（ＰＷＭ）制御回路をそれぞれ示す。

【００９１】直列トランスＴｒの１次側は各相毎に送電
線に直列接続され、２次側にパルス幅変調制御（ＰＷＭ
制御）の電圧形インバータＶＳＩが接続されている。電
圧形インバータＶＳＩは３相ブリッジ結線され、ＰＷＭ
制御により電圧指令値Ｖｏｒに比例した交流電圧Ｖｏを
発生させる。Ｓ１〜Ｓ６はＧＴＯ等の自己消弧素子で、
各素子には逆並列にダイオードが接続されている。定常
的には、この補償電圧Ｖｏは送電線に流れている電流Ｉ
と直交する成分を発生させ、送電線の等価的なリアクタ
ンスを調整する。Ｖｏｂはその指令値で、この値を調整
することにより送電線のリアクタンスＸをほぼゼロにな
るように調整することもできる。

【００９２】一方、送電線に電力動揺が発生した場合、
次のように抑制制御される。すなわち、電流検出器ＣＴ
と電圧検出器ＰＴで、送電線の３相交流電圧・電流を検
出し、それを用いて有効電力Ｐと無効電力Ｑを求める。
電力動揺があると、このＰとＱが変化するので、その変
動分ΔＰとΔＱを取り出して次の電力変動抑制制御回路
ＤＰＣＮＴに与える。有効分ΔＰに応じて送電線に流れ
ている電流Ｉと直交する成分の補償電圧Ｖｏｑを調整
し、また、無効分ΔＱに応じて電流Ｉと同相成分（又は
逆相成分）の補償電圧Ｖｏｐを調整する。図中、Ｖｏａ
はその合成補償電圧指令を示す。電力動揺が発生する
と、ΔＰとΔＱに応じて補償電圧Ｖｏａが変化し、電力
動揺を抑える。

【００９３】直流電圧源Ｅｄは、別電源を用意してもよ
いが、ここでは、自前で直流電圧源を作っている。すな
わち、直流電圧源として、直流平滑コンデンサを用意
し、その電圧Ｅｄが一定になるように制御している。ま
ず、直流指令値Ｅｄｒと直流電圧検出値Ｅｄを比較し、
その偏差を直流電圧制御回路ＡＶＲで増幅する。ＡＶＲ
の出力信号Ｖｏ１は送電線に流れている電流Ｉに対し同
相成分（または逆相成分）の補償電圧指令を与えること
により、直流電圧Ｅｄを制御している。

【００９４】以下、それぞれの動作を交流側の電圧・電
流ベクトル図を用いて説明する。図３は、図１のシステ
ムの定常動作を説明するための送電線の等価回路と、電
圧電流のベクトル図を示すものである。（ａ）は直列補
償装置なしの等価回路、（ｂ）は（ａ）の等価回路の電
圧電流ベクトル図、（ｃ）は直列補償装置を入れた場合
の等価回路、（ｄ）は（ｃ）の等価回路の電圧電流ベク
トル図を示す。

【００９５】図中、Ｖｓは送電側の電圧、Ｖｒは受電側
の電圧、Ｌは送電線のインダクタンス、Ｉは電流、Ｖｏ
は補償電圧、ωは電源角周波数である。なお、送電線の
抵抗分は十分小さいとして無視している。

【００９６】図３（ｂ）は直列補償装置なしのベクトル
図で、電流Ｉが流れることにより、ｊωＬ・Ｉの電圧降
下が生じ、送電電圧ＶｓとＶｒの位相差θが大きくな
る。電流Ｉを大きくしていくと、位相差θが大きくな
り、それが９０°を超えるとそれ以上有効電力Ｐを送れ
なくなる。発電機でいうと、同期速度を保てなくなって
脱調を引き起こす。長距離の送電線ではこのインダクタ
ンスＬが大きく、すぐにその限界に達してしまう。

【００９７】これに対し、図３（ｄ）は本発明の直列補
償装置を入れた場合のベクトル図を示すもので、流れて
いる電流Ｉに対し、ほぼ直交する成分の補償電圧Ｖｏを
発生させることにより、送電線のインダクタンスＬによ
る電圧降下ｊωＬ・Ｉを打ち消し、送電線の等価的なリ
アクタンスを小さくすることができる。この結果、送電
電圧Ｖｓと受電電圧Ｖｒの位相差θが縮まり、送電能力
を向上させることができる。Ｖｏ＝−ｊωＬ・Ｉとすれ
ば、等価リアクタンスＸ＝０の送電が可能となる。この
場合、ＶｒとＶｓを一致させることができる。ゼロリア
クタンス送電では、電流Ｉが増加してもＶｓとＶｒの位
相差θは動かず、電力動揺にも強い系統になる。ただ
し、図２の直列補償装置では、送電線の電流Ｉに比例し
て補償電圧Ｖｏを大きくする必要がある。

【００９８】図４は、請求項６に関係するもので、図１
のシステムの電力動揺抑制動作を説明するための送電線
の等価回路と、電圧電流ベクトル図を示す。図中の記号
は、図３の記号に準ずる。図４（ｂ）は、定常状態の電
圧電流ベクトル図を示すもので、Ｖｏ＝−ｊωＬ・Ｉの
補償電圧を発生し、等価的なリアクタンスＸは、ほぼゼ
ロとなっている。

【００９９】図４（ｃ）は、何らかの原因で、送電側の
電圧位相が変化し、電力動揺が発生した場合の動作ベク
トル図を示す。すなわち、送電電圧ＶｓがＶｓ' のよう
に変化した場合、差電圧Ｖｓ' −Ｖｒが発生し、電流Ｉ
はＩ' のように増加しようとする。受電側で電力変動分
を検出すると、Ｖｒと同相の電流成分ΔＩｐが有効電流
成分の増加分で、これを抑えるように電流Ｉと直交する
補償電圧ΔＶｏｑを元の電圧Ｖｏと逆方向に発生させ
る。また、Ｖｒと直交する電流成分ΔＩｑが無効電流成
分の増加分で、これを抑えるように電流Ｉと逆相の補償
電圧ΔＶｏｐを発生させる。これにより、補償電圧Ｖｏ
はＶｏ' のように変化する。結果として、送電線のＬに
印加される電圧ｊωＬ・Ｉは、差電圧Ｖｓ' −Ｖｒ−Ｖ
ｏ' となり、前の値と同じになって、電流Ｉは元の電流
に戻る。すなわち、Ｖｓ（あるいはＶｒ）の変化に応じ
て、補償電圧Ｖｏが調整され、電力動揺を抑制すること
ができる。

【０１００】図５は、図２の直列補償装置の制御動作を
説明するための送電線の等価回路と、電圧電流ベクトル
図を示す。図中の記号は、図３の記号に準ずる。図５
（ｂ）は、ある定常状態の電圧電流ベクトル図を示す。
図２の装置において、直流電圧Ｅｄが指令値Ｅｄｒより
小さくなった場合、偏差εは正の値となり、Ｖｏ１ｒを
増加させる。図５（ｃ）は、そのときのベクトル図を示
すもので、指令値Ｖｏ１ｒによって電流Ｉと同相成分の
補償電圧Ｖｏｐを発生させる。この結果、Ｉ×Ｖｏｐに
比例した有効電力が電圧形インバータＶＳＩに供給さ
れ、直流電圧Ｅｄを増加させる。逆に、Ｅｄｒ＜Ｅｄと
なった場合、Ｖｏｐの向きが反転して有効電力がインバ
ータＶＳＩから送電線に放出され、直流電圧Ｅｄが減少
する。このようにして、電圧形インバータの直流電圧源
を自前で確保することができる。もちろん、別電源を持
ってきて電圧形インバータを構成してもよい。

【０１０１】図６は、請求項２に関係するもので、本発
明の交流長距離送電システムの第２の実施の形態を示す
構成図と、電圧電流ベクトル図を示す。図中、ＬＯＡＤ
は負荷、Ｖ１〜Ｖ４は各変電所における電圧、Ｘ１〜Ｘ
３は送電線のリアクタンス、Ｖｏは直列補償装置の発生
電圧、Ｉは送電電流を表わす。

【０１０２】図６（ｂ）のベクトル図において、直列補
償装置はリアクタンスＸ２の電圧降下ｊＸ２・Ｉを打ち
消すように補償電圧Ｖｏを発生している。故に、Ｖ２と
Ｖ３が等しくなり、電流Ｉが流れることにより、電圧Ｖ
１に対し、Ｖ２＝Ｖ３が少し遅れ、さらにＶ４が少し遅
れる。

【０１０３】また、図６（ｃ）のベクトル図では、直列
補償装置から、補償電圧Ｖｏ＝−ｊ（Ｘ１＋Ｘ２）・Ｉ
を発生させることにより、Ｖ１＝Ｖ３としている。この
場合Ｘ１＝Ｘ３とすると、Ｖ２＝Ｖ４となり、Ｖ１＝Ｖ
３より少し遅れた電圧ベクトルとなって、４つ変電所の
電圧のバラツキが緩和される。

【０１０４】さらに、図６（ｄ）のベクトル図では、補
償電圧をＶｏ＝−（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３）・Ｉとしたもの
で、Ｖ１＝Ｖ４とすることができる。このとき、Ｖ３の
ベクトルは少し進み、Ｖ２の電圧ベクトルは少し遅れる
ことになる。

【０１０５】このようにして、隣接する送電線のリアク
タンスを含めて補償することも可能となり、必要最小限
の直列補償装置を設けることにより、送電能力を向上さ
せることができる。

【０１０６】図７は、請求項３に関係するもので、本発
明の交流長距離送電システムの第３の実施の形態を示す
構成図である。図中、Ｇは発電所を、ＳＳ１〜ＳＳ５は
変電所を、ＬＯＡＤ１〜ＬＯＡＤ４は負荷を、ＳＣＧ１
〜ＳＣＧ４は直列補償装置を、Ｘ１〜Ｘ４は送電線のリ
アクタンスをそれぞれ示す。

【０１０７】複数の変電所を介して交流長距離送電を行
う場合、その送電経路に当たる送電線全てに直列補償装
置ＳＣＧ１〜ＳＣＧ４を設置する。これにより、当該送
電経路の等価的なリアクタンスをほぼゼロにすることが
可能となり、従来問題となっていたリアクタンスの影響
を完全に無くすことができ、直流送電と等価な送電が可
能となる。しかも、設置する直列補償装置の容量は、直
流送電の変換器容量の１０％程度で済み、経済的なシス
テムとすることができる。

【０１０８】また、直流送電では、送電線の途中から電
力を引き出すことは非常に困難であるが、本発明の交流
長距離送電システムでは、途中の変電所から自由に電力
を取り出したり、あるいは、他の発電所から電力を授受
することも可能である。

【０１０９】さらに、ゼロリアクタンス送電では、送電
能力が格段に向上し、電力外乱に対して強い系統とする
ことができ、仮に、外乱が入って、電力動揺が起きても
いち早くその動揺を抑えることができる。

【０１１０】図８は、請求項４に関係するもので、本発
明の交流長距離送電システムの第４の実施の形態を示す
構成図である。図中、Ｇは発電所を、ＳＳ１〜ＳＳ５は
変電所を、ＬＯＡＤ１〜ＬＯＡＤ４は負荷を、ＳＣＧ１
とＳＣＧ２は直列補償装置を、％ＸＩ１〜％ＸＩ５は送
電線のパーセントリアクタンスをそれぞれ示す。

【０１１１】図において、各送電線のパーセントリアク
タンスが、％ＸＩ３＞％ＸＩ１＞％ＸＩ２＞％ＸＩ５＞
％ＸＩ４の関係にあった場合、まず、直列補償装置ＳＣ
Ｇ１で％ＸＩ３を補償するように設置し、次に、直列補
償装置ＳＣＧ２で％ＸＩ１を補償するように設置したも
のである。発電所Ｇから大口需要地ＬＯＡＤ４まで長距
離送電する場合、送電経路のパーセントリアクタンスの
大きいものをまず補償することにより、全体のリアクタ
ンスによる電圧降下が小さくなり、送電能力が大幅に向
上する。また、必要最小限の補償装置で最大の効果をあ
げることが可能となる。

【０１１２】図９は、請求項５に関係するもので、本発
明の交流長距離送電システムの第５の実施の形態を示す
構成図である。図中、Ｇは発電所を、ＳＳ１〜ＳＳ５は
変電所を、ＬＯＡＤ１〜ＬＯＡＤ４は負荷を、ＳＣＧ１
とＳＣＧ２は直列補償装置を、Ｘ１〜Ｘ５は各送電線の
リアクタンスを、Ｐ１〜Ｐ５は各送電線に流れる電力を
それぞれ示す。

【０１１３】発電所Ｇから大口需要地ＬＯＡＤ４まで長
距離送電する場合、各送電線のリアクタンスと、そこに
流れる電力の積をとり、その値の大きいものを選択し
て、直列補償装置を設置する。図９において、Ｐ３・Ｘ
３＞Ｐ１・Ｘ１＞Ｐ２・Ｘ２＞Ｐ５・Ｘ５＞Ｐ４・Ｘ４
であった場合、まず、送電線Ｘ３のリアクタンスを小さ
くするように直列補償装置ＳＣＧ１を設置し、次に、送
電線Ｘ１のリアクタンスを小さくするように直列補償装
置ＳＣＧ２を設置する。これにより、電力潮流量Ｐが大
きく、送電線リアクタンスＸが大きい送電線の送電能力
が向上し、送電経路全体として大幅に送電能力を向上さ
せることができる。また、必要最小限の直列補償装置を
設置すればよく、経済的な交流長距離送電を実現でき
る。

【０１１４】図１０は、請求項７に関係するもので、本
発明の直列補償装置の制御方式の実施の形態を示す構成
図である。図中、ＵＶＷは３相交流送電線、Ｌは送電線
のインダクタンス分、Ｔｒは直列トランス、ＶＳＩは電
圧形ＰＷＭ制御インバータ、Ｅｄは直流電圧源、ＣＴは
電流検出器、ＰＴは電圧検出器、ＰＤは電力検出器，Ｆ
Ｘは関数発生器、ＶＲＥＦは補償電圧設定器、ＶＣＮＴ
は電圧制御回路をそれぞれ示す。

【０１１５】直列トランスＴｒの１次側は各相毎に送電
線に直列接続され、２次側にパルス幅変調制御（ＰＷＭ
制御）の電圧形インバータＶＳＩが接続されている。

【０１１６】電圧形インバータＶＳＩは３相ブリッジ結
線され、電圧制御回路ＶＣＮＴにより指令値Ｖｏｂに比
例した交流電圧Ｖｏを発生させる。Ｓ１〜Ｓ６はＧＴＯ
等の自己消弧素子で、各素子には逆並列にダイオードが
接続されている。定常的には、この補償電圧Ｖｏは送電
線に流れている電流Ｉと直交する成分を発生させ、送電
線の等価的なリアクタンスを調整する。

【０１１７】電圧検出器ＰＴおよび電流検出器ＣＴによ
り検出された電圧と電流を用いて有効電力Ｐを求める。
関数発生器ＦＸは、当該有効電力Ｐに対する送電線の等
価リアクタンス設定値Ｘｒの関係を与えるもので、例え
ば、図１１に示すような特性を持つ。

【０１１８】図１１において、有効電力Ｐの絶対値に対
し、等価リアクタンス指令Ｘｒを実線のように変化させ
る。すなわち、有効電力Ｐが小さいときは、等価リアク
タンス指令Ｘｒを大きく設定し、有効電力Ｐが大きくな
るに従って設定値Ｘｒを小さくしていく。

【０１１９】補償電圧設定器ＶＲＥＦは、上記等価リア
クタンス設定値Ｘｒに応じて、直列補償装置から出力す
る補償電圧Ｖｏの指令値Ｖｏｂを求める。例えば、電流
をＩ、送電線のリアクタンスをＸＬとした場合、電圧指
令値Ｖｏｂは、Ｖｏｂ＝（ＸＬ−Ｘｒ）・Ｉのように与
えられる。この結果、補償後の送電線の等価リアクタン
スは、

【数２】Ｘｒ＝ＸＬ−Ｖｏｂ／Ｉ となり、関数発生器ＦＸから与えられた設定値Ｘｒに一
致させることができる。

【０１２０】このように、送電線に流れる有効電力Ｐに
応じて送電線の等価リアクタンスＸｒを変えることによ
り、電力潮流量に影響されない送電線を作ることができ
る。この結果、潮流量の大きさに関係なく、送電側の電
圧と受電側の電圧の大きさと、位相差をほぼ一定に保つ
ことができ、安定した系統電圧が得られる。

【０１２１】なお、電圧指令値Ｖｏｂは図２で示した指
令値Ｖｏｂと同じもので、電力動揺抑制信号Ｖｏａ等と
加算されて実際の補償電圧指令値Ｖｏｒが与えられる。
図１１において、破線は有効電力Ｐの絶対値に応じて段
階的に等価リアクタンス設定値Ｘｒを変えたもので、Ｘ
ｒの設定数を減らすことができ、簡便な方式でしかも実
線の方式とほぼ同様の効果を得ることができる。

【０１２２】図１２は、請求項８および請求項９に関係
するもので、本発明の直列補償装置の別の実施の形態を
示す構成図である。図中、ＵＶＷは３相交流送電線、Ｌ
は送電線のインダクタンス分、Ｔｒは直列トランス、Ｖ
ＳＩは電圧形ＰＷＭ制御インバータ、Ｅｄは直流電圧
源、ＳＷｕ，ＳＷｖ，ＳＷｗはバイパス回路、ＯＣＴは
過電流検出器をそれぞれ示す。

【０１２３】Ｕ相のバイパス回路ＳＷｕは、逆並列に接
続された２個のサイリスタで構成され、直列トランスＴ
ｒの１次側に並列接続されている。Ｖ相およびＷ相のバ
イパス回路も同様に構成されている。

【０１２４】送電線の地絡事故等により過電流が流れた
場合、過電流検出器ＯＣＴがそれを検知して、まず、電
圧形インバータＶＳＩの出力電圧をゼロになるように制
御する。次に、前記バイパス回路ＳＷｕ，ＳＷｖ，ＳＷ
ｗのサイリスタに点弧信号を与え、送電線に流れている
過電流をバイパス回路に流す。このようにして、送電線
の等価リアクタンスを増やして電流の増加を抑え、か
つ、直列補償装置を過電流から保護することができる。
また、過電流が収まった時点で、バイパス回路を開放
し、直列補償装置を動作させていち早く電力動揺を抑え
ることができる。なお、バイパス回路は直列トランスの
２次側に設置しても同様の効果が得られる。

【０１２５】図１３は、請求項１０に関係するもので、
本発明の交流長距離送電システムの第６の実施の形態を
示す構成図である。図中、Ｇは発電所を、ＳＳ１〜ＳＳ
５は変電所を、ＬＯＡＤ１〜ＬＯＡＤ４は負荷を、Ｃ１
とＣ２は直列コンデンサを、ＣＶＧ１とＣＶＧ２は補償
電圧発生装置を、Ｘ１〜Ｘ４は送電線のリアクタンスを
それぞれ示す。

【０１２６】発電所Ｇで発電された電力は複数の変電所
ＳＳ１→ＳＳ２→ＳＳ４→ＳＳ５を介して、大口消費地
である負荷ＬＯＡＤ４まで長距離送電される。

【０１２７】直列コンデンサＣ１と補償電圧発生装置Ｃ
ＶＧ１は送電線のリアクタンスＸ２を打ち消すような補
償電圧を発生し、等価的なリアクタンスを小さくするこ
とによりその区間の送電能力を向上させる。同様に、直
列コンデンサＣ２と補償電圧発生装置ＣＶＧ２は送電線
のリアクタンスＸ３を打ち消すような補償電圧を発生
し、等価的なリアクタンスを小さくすることによりその
区間の送電能力を向上させる。また、送電線の電力動揺
が発生した場合、それを抑制するように補償電圧発生装
置ＣＶＧ１およびＣＶＧ２から補償電圧を発生し、電力
動揺を抑える。すなわち、直列コンデンサＣ１と補償電
圧発生装置ＣＶＧ１によって第１の直列補償装置を構成
し、また、直列コンデンサＣ２と補償電圧発生装置ＣＶ
Ｇ２によって第２の直列補償装置を構成している。

【０１２８】図１４は、図１３のシステムにおける直列
補償装置の実施の形態を示す構成図である。図中、ＵＶ
Ｗは３相交流送電線、Ｌは送電線のインダクタンス分、
ＣＡＰは直列コンデンサ、Ｔｒは直列トランス、ＶＳＩ
は電圧形ＰＷＭ制御インバータ、Ｅｄは直流電圧源、Ｓ
Ｗｕ，ＳＷｖ，ＳＷｗはバイパス回路、ＯＣＴは過電流
検出器をそれぞれ示す。

【０１２９】直列コンデンサＣＡＰは、送電線のインダ
クタンス分Ｌを打ち消すように作用する。また、補償電
圧発生装置は、直列トランスＴｒと、電圧形自励式イン
バータＶＳＩで構成され、送電線のリアクタンスを調整
し、かつ、送電線の電力動揺を抑制制御する。電圧形イ
ンバータＶＳＩは、図２に示した方式に比較すると、よ
り小さい容量で済む。故に、より経済的な交流長距離送
電を達成できる。

【０１３０】バイパス回路ＳＷｕ，ＳＷｖ，ＳＷｗは、
送電線に過電流が流れた場合、導通状態に制御され、当
該過電流を流す。これにより、前記補償電圧発生装置を
過電流から保護する。

【０１３１】図１５は、図１３のシステムの動作を説明
するための送電線の等価回路と、電圧電流ベクトル図を
示す。図中、Ｖｓは送電側の電圧、Ｖｒは受電側の電
圧、Ｌは送電線のインダクタンス、ＣＡＰは直列コンデ
ンサ、Ｉは電流、Ｖｏは補償電圧、ωは電源角周波数で
ある。なお、送電線の抵抗分は十分小さいとして無視し
ている。

【０１３２】図１５において、（ａ）と（ｂ）は、直列
補償装置なしの送電線の等価回路と、電圧電流ベクトル
図、また、（ｃ）と（ｄ）は、直列補償装置を入れた場
合の送電線の等価回路と、電圧電流ベクトル図を示す。

【０１３３】図１５（ｂ）のベクトル図において、送電
線に電流Ｉが流れることにより、ｊωＬ・Ｉの電圧降下
が発生し、送電側電圧Ｖｓと受電側電圧Ｖｒとの間に位
相差θが出る。また、電流Ｉが電圧Ｖｒより遅れていた
場合、電圧Ｖｒは電圧Ｖｓより小さくなる。

【０１３４】図１５（ｄ）のベクトル図において、電流
Ｉが流れることにより、送電線のインダクタンスＬには
ｊωＬ・Ｉの電圧降下が発生し、直列コンデンサＣＡＰ
にはＩ／（ｊωＣ）の電圧降下が発生する。両者は打ち
消す方向に働き、送電線の等価リアクタンスは減少す
る。さらに、補償電圧発生装置から補償電圧Ｖｏを発生
することにより、送電側電圧Ｖｓと受電側電圧Ｖｒの差
は、図示のように小さくなり、その位相差θも小さくな
る。また、電圧Ｖｒと電圧Ｖｓの大きさもほぼ同じにな
る。

【０１３５】送電線に電力動揺が発生した場合、補償電
圧発生装置から補償電圧を発生し、当該動揺を抑制す
る。このシステムでは、補償電圧発生装置から発生する
電圧は小さくて済み、そこに用いられる電力変換器（電
圧形自励式インバータ等）の容量を小さくできる。

【０１３６】図１６は、請求項１１に関係するもので、
本発明の交流長距離送電システムの第７の実施の形態を
示す構成図である。図中、Ｇは発電所を、ＳＳ１〜ＳＳ
５は変電所を、ＬＯＡＤ１〜ＬＯＡＤ４は負荷を、Ｃ１
とＣ２は直列コンデンサを、ＣＩＧ１とＣＩＧ２は補償
電流発生装置を、Ｘ１〜Ｘ４は送電線のリアクタンスを
それぞれ示す。

【０１３７】発電所Ｇで発電された電力は複数の変電所
ＳＳ１→ＳＳ２→ＳＳ４→ＳＳ５を介して、大口消費地
である負荷ＬＯＡＤ４まで長距離送電される。

【０１３８】直列コンデンサＣ１と補償電流発生装置Ｃ
ＩＧ１は送電線のリアクタンスＸ２を打ち消すような補
償電圧を発生し、等価的なリアクタンスを小さくするこ
とによりその区間の送電能力を向上させる。同様に、直
列コンデンサＣ２と補償電流発生装置ＣＩＧ２は送電線
のリアクタンスＸ３を打ち消すような補償電圧を発生
し、等価的なリアクタンスを小さくすることによりその
区間の送電能力を向上させる。また、送電線の電力動揺
が発生した場合、それを抑制するように補償電流発生装
置ＣＩＧ１およびＣＩＧ２から補償電流を発生し、電力
動揺を抑える。すなわち、直列コンデンサＣ１と補償電
流発生装置ＣＩＧ１によって第１の直列補償装置を構成
し、また、直列コンデンサＣ２と補償電流発生装置ＣＩ
Ｇ２によって第２の直列補償装置を構成している。

【０１３９】図１７は、図１６のシステムにおける直列
補償装置の実施の形態を示す構成図である。図中、ＵＶ
Ｗは３相交流送電線、Ｌは送電線のインダクタンス分、
ＣＡＰは直列コンデンサ、Ｔｒは直列トランス、ＣＳＩ
は電流形ＰＷＭ制御インバータ、ＤＣＬは直流電流源、
Ｃｆはフィルタコンデンサ、ＣＴは電流検出器、ＰＴは
電圧検出器、ＤＰＤは電力検出回路、ＤＰＣＮＴは電力
変動抑制回路、ＡＣＲは電流制御回路、ＰＷＭＣはＰＭ
Ｗ制御回路をそれぞれ示す。

【０１４０】直列コンデンサＣＡＰは、送電線のインダ
クタンス分Ｌを打ち消すように作用する。また、補償電
流発生装置は、直列トランスＴｒと、電流形自励式イン
バータＣＳＩで構成され、送電線のリアクタンスを調整
し、かつ、送電線の電力動揺を抑制制御する。

【０１４１】直列トランスＴｒの１次側は各相毎に直列
コンデンサＣＡＰに並列接続され、２次側にパルス幅変
調制御（ＰＷＭ制御）の電流形インバータＣＳＩが接続
されている。

【０１４２】電流形インバータＣＳＩは逆阻止形ＧＴＯ
等の自己消弧素子Ｓ１〜Ｓ６で構成され、３相ブリッジ
結線されている。当該電流形インバータＣＳＩは、ＰＷ
Ｍ制御により電流指令値Ｉｃｒに比例した交流電流Ｉｃ
を直列コンデンサＣＡＰに供給する。フィルタコンデン
サＣｆは、ＰＷＭ制御に伴って発生する高調波電流を吸
収する。直列コンデンサＣＡＰの印加電圧Ｖｏは、送電
線に流れる電流Ｉと上記補償電流Ｉｃの和電流によって
決定され、直列補償装置としての補償電圧となる。定常
的には、この補償電圧Ｖｏは送電線に流れている電流Ｉ
と直交する成分を発生させ、送電線の等価的なリアクタ
ンスを調整する。

【０１４３】Ｉｃｂは補償電流発生装置の定常的な補償
電流の指令値で、この値を調整することにより送電線の
リアクタンスＸをほぼゼロになるように調整することも
できる。一方、送電線に電力動揺が発生した場合、次の
ように抑制制御される。

【０１４４】すなわち、電流検出器ＣＴと電圧検出器Ｐ
Ｔで、送電線の３相交流電圧・電流を検出し、それを用
いて有効電力Ｐと無効電力Ｑを求める。電力動揺がある
と、このＰとＱが変化するので、その変動分ΔＰとΔＱ
を取り出して次の電力変動抑制制御回路ＤＰＣＮＴに与
える。有効分ΔＰに応じて送電線に流れている電流Ｉと
同相成分（または逆相成分）の補償電流（無効分）Ｉｃ
ｑを調整し、また、無効分ΔＱに応じて電流Ｉと直交す
る成分の補償電流（有効分）Ｉｃｐを調整する。図中、
Ｉｃａはその合成補償電圧指令を示す。電力動揺が発生
すると、ΔＰとΔＱに応じて補償電圧Ｉｃａが変化し、
電力動揺を抑える。

【０１４５】直流電流源Ｉｄは、別電源を用意してもよ
いが、ここでは、自前で直流電流源を作っている。すな
わち、直流電流源として、直流リアクトルＤＣＬを用意
し、その電流Ｉｄが一定になるように制御している。ま
ず、直流指令値Ｉｄｒと直流電流検出値Ｉｄを比較し、
その偏差を直流電流制御回路ＡＣＲで増幅する。ＡＣＲ
の出力信号Ｉｃ１ｒは送電線に流れている電流Ｉに対し
直交する成分（直列コンデンサＣＡＰに印加される電圧
Ｖｏに対しては同相または逆相成分：有効分）の補償電
流指令を与えることにより、直流電流Ｉｄを制御してい
る。

【０１４６】図１８は、図１６のシステムの動作を説明
するための送電線の等価回路と電圧電流ベクトル図を示
す。図中、Ｖｓは送電側の電圧、Ｖｒは受電側の電圧、
Ｌは送電線のインダクタンス、ＣＡＰは直列コンデン
サ、Ｉは送電電流、Ｖｏは直列コンデンサＣＡＰの印加
電圧（補償電圧）、Ｉｃは補償電流、ωは電源角周波数
である。なお、送電線の抵抗分は十分小さいとして無視
している。

【０１４７】図１８（ｂ）のベクトル図において、電流
Ｉが流れることにより、送電線のインダクタンスＬには
ｊωＬ・Ｉの電圧降下が発生する。また、補償電流発生
装置から送電電流Ｉと同相成分の補償電流Ｉｃを直列コ
ンデンサＣＡＰに供給することにより、当該直列コンデ
ンサＣＡＰには、Ｖｏ＝（Ｉ＋Ｉｃ）／（ｊωＣ）の電
圧が印加される。両者は打ち消す方向に働き、送電線の
等価リアクタンスは減少する。Ｖｏ＝−ｊωＬ・Ｉとな
るように補償電流Ｉｃを調整すれば、送電線の等価リア
クタンスＸをほぼゼロにすることができ、図１８（ｂ）
のベクトル図のように、送電側電圧Ｖｓと受電側電圧Ｖ
ｒを一致させることができる。

【０１４８】送電線に電力動揺が発生した場合、補償電
流発生装置から補償電流Ｉｃを発生し、当該動揺を抑制
する。このシステムでは、送電電流Ｉは直列コンデンサ
ＣＡＰを通って流れ、当該直列コンデンサＣＡＰによっ
て送電線のインダクタンスＬの大部分を打ち消すように
すれば、補償電流発生装置から発生する定常的な電流Ｉ
ｃは小さくて済み、そこに用いられる電力変換器（電流
形自励式インバータ等）の容量を小さくできる。

【０１４９】また、地絡事故等により送電線に過電流が
流れた場合でも、そのほとんどは直列コンデンサを介し
て流れるため、補償電流発生装置への影響は少ない。

【０１５０】図１９は、請求項１４に関係するもので、
図１６のシステムの直列補償装置の別の実施の形態を示
す構成図である。図中、ＵＶＷは３相交流送電線、Ｌは
送電線のインダクタンス分、ＣＡＰは直列コンデンサ、
Ｔｒは直列トランス、ＬＣＩは他励式インバータ、ＤＣ
Ｌは直流電流源、ＣＴは電流検出器、ＰＴは電圧検出
器、ＤＰＤは電力検出回路、ＤＰＣＮＴは電力変動抑制
回路、Ｋは比例要素、ＡＣＲは電流制御回路、ＰＨＣは
位相制御回路をそれぞれ示す。

【０１５１】直列コンデンサＣＡＰは、送電線のインダ
クタンス分Ｌを打ち消すように作用する。また、補償電
流発生装置は、直列トランスＴｒと、他励式インバータ
ＬＣＩで構成され、送電線のリアクタンスを調整し、か
つ、送電線の電力動揺を抑制制御する。

【０１５２】直列トランスＴｒの１次側は各相毎に直列
コンデンサＣＡＰに並列接続され、２次側に他励式イン
バータＬＣＩが接続されている。

【０１５３】他励式インバータＬＣＩは６個のサイリス
タＳ１〜Ｓ６で構成され、３相ブリッジ結線されてい
る。当該他励式インバータＬＣＩは、直列コンデンサＣ
ＡＰの印加電圧を利用して自然転流するもので、直流電
流Ｉｄの大きさを調整することにより必要な補償電流Ｉ
ｃを直列コンデンサＣＡＰに供給する。なお、図１９で
は、補償電流Ｉｃの向きを逆にしているため、直列コン
デンサＣＡＰの印加電圧Ｖｏは、送電線に流れる電流Ｉ
と上記補償電流Ｉｃの差電流によって決定され、直列補
償装置としての補償電圧となる。定常的には、この補償
電圧Ｖｏは送電線に流れている電流Ｉと直交する成分を
発生させ、送電線の等価的なリアクタンスを調整する。

【０１５４】Ｉｃｂは補償電流発生装置の定常的な補償
電流の指令値で、この値を調整することにより送電線の
リアクタンスＸをほぼゼロになるように調整することも
できる。

【０１５５】直流電流源Ｉｄは、別電源を用意してもよ
いが、ここでは、自前で直流電流源を作っている。すな
わち、直流電流源として、直流リアクトルＤＣＬを用意
し、その電流Ｉｄが一定になるように制御している。ま
ず、直流指令値Ｉｄｒと直流電圧検出値Ｉｄを比較し、
その偏差を直流電流制御回路ＡＣＲで増幅する。ＡＣＲ
の出力信号ｖ＊は他励式インバータの位相制御入力信号
となり、サイリスタの点弧制御角αを制御する。位相角
αは、直列コンデンサＣＡＰの印加電圧Ｖｏに対する補
償電流Ｉｃの遅れ角となる。

【０１５６】ｖ＊＝０のとき、α＝９０°となり、ＬＣ
Ｉの直流電圧Ｖｄはゼロとなる。Ｉｄｒ＞Ｉｄのとき、
ｖ＊＞０となり、位相角α＜９０°となって、ＬＣＩの
直流電圧Ｖｄは正となり、直流リアクトルＤＣＬに流れ
る電流Ｉｄを増加させる。

【０１５７】また、Ｉｄｒ＜Ｉｄのとき、ｖ＊＜０とな
り、α＞９０°となって、ＬＣＩの直流電圧Ｖｄは負と
なり、直流リアクトルＤＣＬに流れる電流Ｉｄを減少さ
せる。このようにして、直流リアクトルＤＣＬに流れる
電流Ｉｄを制御することができる。直流電流Ｉｄを増加
させれば、それに比例して補償電流Ｉｃの大きさを変え
ることができる。

【０１５８】定常的には、ｖ＊＝０となり、補償電流Ｉ
ｃは直列コンデンサＣＡＰの印加電圧Ｖｏに対してほぼ
９０°遅れた電流となる。従って、Ｉｃは送電電流Ｉと
逆相となり、直列コンデンサＣＡＰの印加電圧は、Ｖｏ
＝（Ｉ−Ｉｃ）／（ｊωＣ）で、Ｉｃを増やせばＶｏは
大きくなる。

【０１５９】一方、送電線に電力動揺が発生した場合、
次のように抑制制御される。すなわち、電流検出器ＣＴ
と電圧検出器ＰＴで、送電線の３相交流電圧・電流を検
出し、それを用いて有効電力Ｐと無効電力Ｑを求める。
電力動揺があると、このＰとＱが変化するので、その変
動分ΔＰとΔＱを取り出して次の電力変動抑制制御回路
ＤＰＣＮＴに与える。有効分ΔＰに応じて直流電流指令
Ｉｄｒを調整し、また、無効分ΔＱに応じて位相制御入
力信号ｖ＊を調整する。電力動揺が発生すると、ΔＰと
ΔＱに応じて補償電流Ｉｃの大きさと位相角αを変化さ
せ、電力動揺を抑えることができる。なお、図１９で
は、有効電力変動分ΔＰに応じて直流電流指令Ｉｄｒだ
けを調整した場合を示している。

【０１６０】図２０は、図１９の直列補償装置の動作を
説明するための送電線の等価回路と、電圧電流ベクトル
図を示す。

【０１６１】送電線に電流Ｉが流れると、インダクタン
スＬによる電圧降下ｊωＬ・Ｉが発生し、かつ、直列コ
ンデンサＣＡＰにも、Ｉ／（ｊωＣ）の電圧が加わる。
この電圧は上記インダクタンスＬの電圧降下分を打ち消
す方向に働き、送電線の等価的なリアクタンスを低減さ
せる。他励式インバータＬＣＩは、直列コンデンサＣＡ
Ｐの印加電圧Ｖｏに対し、常に遅れの電流Ｉｃをとり、
定常的にはＩｃはＶｏに対し、９０°遅れとなってい
る。故に、補償電流Ｉｃの向きを図１９の方向に定めた
場合、Ｉｃと送電電流Ｉは同相となる。従って、補償電
流Ｉｃを流すことにより、直列コンデンサＣＡＰに流れ
る電流Ｉ−Ｉｃは増加し、その印加電圧（補償電圧）Ｖ
ｏも増加する。

【０１６２】図２１は、請求項１５に関係するもので、
図１６のシステムの直列補償装置のさらに別の実施の形
態を示す構成図である。

【０１６３】図中、ＵＶＷは３相交流送電線、Ｌは送電
線のインダクタンス分、ＣＡＰは直列コンデンサ、Ｔｒ
は直列トランス、Ｌｆはフィルタリアクトル、ＶＳＩは
電流制御形インバータ、Ｅｄは直流電圧源、ＣＴとＣＴ
ｃは電流検出器、ＰＴは電圧検出器、ＤＰＤは電力検出
器，ＤＰＣＮＴは電力変動抑制制御回路、ＡＶＲは電圧
制御回路、ＡＣＲは電流制御回路、ＰＷＭＣはパルス幅
変調（ＰＷＭ）制御回路をそれぞれ示す。

【０１６４】直列トランスＴｒの１次側は各相毎に直列
コンデンサＣＡＰに並列接続され、２次側にフィルタリ
アクトルＬｆを介して、パルス幅変調制御（ＰＷＭ制
御）の電流制御形インバータＶＳＩが接続されている。

【０１６５】電流制御形インバータＶＳＩは、ＧＴＯ等
の自己消弧素子Ｓ１〜Ｓ６と、各素子に逆並列に接続さ
れたダイオードで構成され、３相ブリッジ結線されてい
る。当該電流制御形インバータＶＳＩは、電流指令値Ｉ
ｃｒと、フィルタリアクトルＬｆに流れる電流Ｉｃの検
出値を比較し、フィードバック制御する。インバータの
出力電流Ｉｃは、直列コンデンサＣＡＰに供給され、当
該直列コンデンサＣＡＰの印加電圧Ｖｏを制御する。

【０１６６】直列コンデンサＣＡＰの印加電圧Ｖｏは、
送電線に流れる電流Ｉと上記補償電流Ｉｃの和電流によ
って決定され、直列補償装置としての補償電圧となる。
定常的には、この補償電圧Ｖｏは送電線に流れている電
流Ｉと直交する成分を発生させ、送電線の等価的なリア
クタンスを調整する。

【０１６７】Ｉｃｂは補償電流発生装置の定常的な補償
電流の指令値で、この値を調整することにより送電線の
リアクタンスＸをほぼゼロになるように調整することも
できる。一方、送電線に電力動揺が発生した場合、次の
ように抑制制御される。

【０１６８】すなわち、電流検出器ＣＴと電圧検出器Ｐ
Ｔで、送電線の３相交流電圧・電流を検出し、それを用
いて有効電力Ｐと無効電力Ｑを求める。電力動揺がある
と、このＰとＱが変化するので、その変動分ΔＰとΔＱ
を取り出して次の電力変動抑制制御回路ＤＰＣＮＴに与
える。有効分ΔＰに応じて送電線に流れている電流Ｉと
同相成分（または逆相成分）の補償電流圧Ｉｃｑを調整
し、また、無効分ΔＱに応じて電流Ｉと直交する成分の
補償電流Ｉｃｐを調整する。図中、Ｉｃａはその合成補
償電圧指令を示す。電力動揺が発生すると、ΔＰとΔＱ
に応じて補償電圧Ｉｃａが変化し、電力動揺を抑える。

【０１６９】直流電圧源Ｅｄは、別電源を用意してもよ
いが、ここでは、自前で直流電圧源を作っている。すな
わち、直流電圧源として、直流平滑コンデンサＣｄを用
意し、その印加電圧Ｅｄが一定になるように制御してい
る。まず、直流電圧指令値Ｅｄｒと直流電圧検出値Ｅｄ
を比較し、その偏差を直流電圧制御回路ＡＶＲで増幅す
る。ＡＶＲの出力信号Ｉｃ１ｒは送電線に流れている電
流Ｉに対し直交する成分（直列コンデンサＣＡＰに印加
される電圧Ｖｏに対しては同相または逆相成分）の補償
電流指令を与えることにより、直流電圧Ｅｄを制御して
いる。

【０１７０】図２２は、図１６のシステムの直列補償装
置のさらにまた別の実施の形態を示す構成図である。図
中、ＵＶＷは３相交流送電線、Ｌは送電線のインダクタ
ンス分、Ｔｒは直列トランス、ＣＡＰは直列コンデン
サ、Ｌｆはフィルタリアクトル、ＶＳＩは電流制御形イ
ンバータ、Ｅｄは直流電圧源、ＳＷｕ，ＳＷｖ，ＳＷｗ
はサイリスタスイッチで構成されるバイパス回路、ＯＣ
Ｔは過電流検出回路をそれぞれ示す。

【０１７１】直列トランスＴｒの１次側は各相毎に送電
線に直列接続され、２次側に直列コンデンサＣＡＰが接
続されている。また、当該直列コンデンサＣＡＰに、フ
ィルタリアクトルＬｆを介して、パルス幅変調制御（Ｐ
ＷＭ制御）の電流制御形インバータＶＳＩが接続されて
いる。

【０１７２】電流制御形インバータＶＳＩは、ＧＴＯ等
の自己消弧素子Ｓ１〜Ｓ６と、各素子に逆並列に接続さ
れたダイオードで構成され、３相ブリッジ結線されてい
る。当該電流制御形インバータＶＳＩは、フィルタリア
クトルＬｆに流れる電流Ｉｃを検出し、電流指令値Ｉｃ
ｒに一致するようにフィードバック制御する。インバー
タの出力電流Ｉｃは、直列コンデンサＣＡＰに供給さ
れ、当該直列コンデンサＣＡＰの印加電圧Ｖｏを制御す
る。

【０１７３】直列コンデンサＣＡＰの印加電圧Ｖｏは、
送電線に流れる電流Ｉと上記補償電流Ｉｃの和電流によ
って決定され、直列補償装置としての補償電圧となる。
定常的には、この補償電圧Ｖｏは送電線に流れている電
流Ｉと直交する成分を発生させ、送電線の等価的なリア
クタンスを調整する。Ｕ相のバイパス回路ＳＷｕは、逆
並列に接続された２個のサイリスタで構成され、直列ト
ランスＴｒの１次側に並列接続されている。Ｖ相および
Ｗ相のバイパス回路も同様に構成されている。

【０１７４】送電線の地絡事故等により過電流が流れた
場合、過電流検出器ＯＣＴがそれを検知して、前記バイ
パス回路ＳＷｕ，ＳＷｖ，ＳＷｗのサイリスタに点弧信
号を与え、送電線に流れている過電流をバイパス回路に
流す。このようにして、送電線の等価リアクタンスを増
やして電流の増加を抑え、かつ、直列補償装置を過電流
から保護することができる。

【０１７５】また、過電流が収まった時点で、バイパス
回路を開放し、直列補償装置を動作させていち早く電力
動揺を抑えることができる。なお、バイパス回路は直列
トランスの２次側に設置しても同様の効果が得られる。

【０１７６】図２３は、請求項１２に関係するもので、
本発明の交流長距離送電システムの第８の実施の形態を
示す構成図である。図中、Ｇは発電所を、ＳＳ１〜ＳＳ
５は変電所を、ＬＯＡＤ１〜ＬＯＡＤ４は負荷を、Ｃ１
とＣ２は主直列コンデンサを、Ｃａ１とＣａ２は補助直
列コンデンサを、ＣＩＧ１とＣＩＧ２は補償電流発生装
置を、Ｘ１〜Ｘ４は送電線のリアクタンスをそれぞれ示
す。

【０１７７】発電所Ｇで発電された電力は複数の変電所
ＳＳ１→ＳＳ２→ＳＳ４→ＳＳ５を介して、大口消費地
である負荷ＬＯＡＤ４まで長距離送電される。

【０１７８】主直列コンデンサＣａ１と、補助直列コン
デンサＣａ１および補償電流発生装置ＣＩＧ１は送電線
のリアクタンスＸ２を打ち消すような補償電圧を発生
し、等価的なリアクタンスを小さくすることによりその
区間の送電能力を向上させる。同様に、主直列コンデン
サＣ２と、補助直列コンデンサＣａ２および補償電流発
生装置ＣＩＧ２は送電線のリアクタンスＸ３を打ち消す
ような補償電圧を発生し、等価的なリアクタンスを小さ
くすることによりその区間の送電能力を向上させる。

【０１７９】また、送電線の電力動揺が発生した場合、
それを抑制するように補償電流発生装置ＣＩＧ１および
ＣＩＧ２から補償電流を発生し、電力動揺を抑える。す
なわち、主直列コンデンサＣ１と、補助直列コンデンサ
Ｃａ１および補償電流発生装置ＣＩＧ１によって第１の
直列補償装置を構成し、また、主直列コンデンサＣ２と
補助直列コンデンサＣａ２および補償電流発生装置ＣＩ
Ｇ２によって第２の直列補償装置を構成している。

【０１８０】図２４は、図２３のシステムの直列補償装
置の実施の形態を示す構成図である。図中、ＵＶＷは３
相交流送電線、Ｌは送電線のインダクタンス分、ＣＡＰ
は主直列コンデンサ、ＣＡＰａは補助直列コンデンサ、
Ｔｒは直列トランス、Ｌｆはフィルタリアクトル、ＶＳ
Ｉは電流制御形インバータ、Ｅｄは直流電圧源、ＣＴは
電流検出器、ＰＴは電圧検出器、ＤＰＤは電力検出器，
ＤＰＣＮＴは電力変動抑制制御回路、ＡＶＲは電圧制御
回路、ＡＣＲは電流制御回路、ＰＷＭＣはパルス幅変調
（ＰＷＭ）制御回路をそれぞれ示す。

【０１８１】直列トランスＴｒの１次側は各相毎に補助
直列コンデンサＣＡＰａに並列接続され、その２次側に
フィルタリアクトルＬｆを介して、パルス幅変調制御
（ＰＷＭ制御）の電流制御形インバータＶＳＩが接続さ
れている。

【０１８２】電流制御形インバータＶＳＩは、ＧＴＯ等
の自己消弧素子Ｓ１〜Ｓ６と、各素子に逆並列に接続さ
れたダイオードで構成され、３相ブリッジ結線されてい
る。当該電流制御形インバータＶＳＩは、電流指令値Ｉ
ｃｒと、フィルタリアクトルＬｆに流れる電流Ｉｃの検
出値を比較し、フィードバック制御する。インバータの
出力電流Ｉｃは、補助直列コンデンサＣＡＰａに供給さ
れ、当該補助直列コンデンサＣＡＰａの印加電圧Ｖｏを
制御する。

【０１８３】補助直列コンデンサＣＡＰａの印加電圧Ｖ
ｏは、送電線に流れる電流Ｉと上記補償電流Ｉｃの和電
流によって決定され、直列補償装置としての補償電圧と
なる。定常的には、この補償電圧Ｖｏは送電線に流れて
いる電流Ｉと直交する成分を発生させ、送電線の等価的
なリアクタンスを調整する。

【０１８４】一方、主直列コンデンサＣＡＰには、送電
電流Ｉが流れることにより、送電線のインダクタンスＬ
の電圧降下を打ち消す電圧が発生し、送電線の等価的な
リアクタンスＸを減少させる働きをする。

【０１８５】Ｉｃｂは補償電流発生装置の定常的な補償
電流の指令値で、この値を調整することにより、主直列
コンデンサＣＡＰと合わせて、送電線の等価的なリアク
タンスＸをほぼゼロになるように調整することもでき
る。一方、送電線に電力動揺が発生した場合、次のよう
に抑制制御される。

【０１８６】すなわち、電流検出器ＣＴと電圧検出器Ｐ
Ｔで、送電線の３相交流電圧・電流を検出し、それを用
いて有効電力Ｐと無効電力Ｑを求める。電力動揺がある
と、このＰとＱが変化するので、その変動分ΔＰとΔＱ
を取り出して次の電力変動抑制制御回路ＤＰＣＮＴに与
える。有効分ΔＰに応じて送電線に流れている電流Ｉと
同相成分（または逆相成分）の補償電流圧Ｉｃｑを調整
し、また、無効分ΔＱに応じて電流Ｉと直交する成分の
補償電流Ｉｃｐを調整する。図中、Ｉｃａはその合成補
償電圧指令を示す。電力動揺が発生すると、ΔＰとΔＱ
に応じて補償電圧Ｉｃａが変化し、電力動揺を抑える。

【０１８７】直流電圧源Ｅｄは、別電源を用意してもよ
いが、ここでは、自前で直流電圧源を作っている。すな
わち、直流電圧源として、直流平滑コンデンサＣｄを用
意し、その印加電圧Ｅｄが一定になるように制御してい
る。まず、直流電圧指令値Ｅｄｒと直流電圧検出値Ｅｄ
を比較し、その偏差を直流電圧制御回路ＡＶＲで増幅す
る。ＡＶＲの出力信号Ｉｃ１ｒは送電線に流れている電
流Ｉに対し直交する成分（補助直列コンデンサＣＡＰａ
に印加される電圧Ｖｏに対しては同相または逆相成分）
の補償電流指令を与えることにより、直流電圧Ｅｄを制
御している。

【０１８８】図２５は、図２３のシステムの動作を説明
するための送電線の等価回路と、電圧電流ベクトル図を
示す。図中、Ｖｓは送電側の電圧、Ｖｒは受電側の電
圧、Ｌは送電線のインダクタンス、ＣＡＰは主直列コン
デンサ、ＣＡＰａは補助直列コンデンサ、Ｉは送電電
流、Ｖｏは補助直列コンデンサＣＡＰａの印加電圧（補
償電圧）、Ｉｃは補償電流、ωは電源角周波数である。
なお、送電線の抵抗分は十分小さいとして無視してい
る。

【０１８９】図２５（ｂ）のベクトル図において、電流
Ｉが流れることにより、送電線のインダクタンスＬには
ｊωＬ・Ｉの電圧降下が発生する。また、主直列コンデ
ンサＣＡＰには、電流Ｉによって、Ｉ／（ｊωＣ）の電
圧が発生する。両者は打ち消す方向に働き、送電線の等
価リアクタンスは減少する。さらに、補償電流発生装置
から送電電流Ｉと同相成分の補償電流Ｉｃを補助直列コ
ンデンサＣＡＰａに供給することにより、当該補助直列
コンデンサＣＡＰａには、Ｖｏ＝（Ｉ＋Ｉｃ）／（ｊω
Ｃａ）の電圧が印加される。

【０１９０】よって、Ｖｏ＝−ｊ（ωＬ−１／ωＣ）・
Ｉとなるように前記補償電流Ｉｃを調整すれば、送電線
の等価リアクタンスＸをほぼゼロにすることができ、図
２５（ｂ）のベクトル図のように、送電側電圧Ｖｓと受
電側電圧Ｖｒを一致させることができる。送電線に電力
動揺が発生した場合、補償電流発生装置から補償電流Ｉ
ｃを発生し、当該動揺を抑制する。

【０１９１】このシステムでは、送電電流Ｉは主直列コ
ンデンサＣＡＰを通って流れ、当該主直列コンデンサＣ
ＡＰによって送電線のインダクタンスＬの大部分を打ち
消すようにすれば、補償電流発生装置から発生する定常
的な電流Ｉｃは小さくて済み、そこに用いられる電力変
換器（電流形自励式インバータ等）の容量を小さくでき
る。

【０１９２】また、地絡事故等により送電線に過電流が
流れた場合でも、そのほとんどは補助直列コンデンサＣ
ＡＰａを介して流れるため、補償電流発生装置への影響
は少ない。

【０１９３】図２６は、図２３のシステムの直列補償装
置の別の実施の形態を示す構成図である。図中、ＵＶＷ
は３相交流送電線、Ｌは送電線のインダクタンス分、Ｃ
ＡＰは主直列コンデンサ、ＣＡＰａは補助直列コンデン
サ、Ｔｒは直列トランス、ＬＣＩは他励式インバータ、
ＤＣＬは直流電流源、ＣＴは電流検出器、ＰＴは電圧検
出器、ＤＰＤは電力検出回路、ＤＰＣＮＴは電力変動抑
制回路、Ｋは比例要素、ＡＣＲは電流制御回路、ＰＨＣ
は位相制御回路をそれぞれ示す。

【０１９４】主直列コンデンサＣＡＰおよび補助直列コ
ンデンサＣＡＰａは、送電線のインダクタンス分Ｌを打
ち消すように作用する。また、直列トランスＴｒは、そ
の１次巻線が補助直列コンデンサＣＡＰａに並列接続さ
れ、２次側には他励式インバータが接続されている。補
償電流発生装置は、直列トランスＴｒと、他励式インバ
ータＬＣＩで構成され、送電線のリアクタンスを調整
し、かつ、送電線の電力動揺を抑制制御する。

【０１９５】他励式インバータＬＣＩは６個のサイリス
タＳ１〜Ｓ６で構成され、３相ブリッジ結線されてい
る。当該他励式インバータＬＣＩは、補助直列コンデン
サＣＡＰａの印加電圧を利用して自然転流するもので、
直流電流Ｉｄの大きさを調整することにより必要な補償
電流Ｉｃを補助直列コンデンサＣＡＰａに供給する。補
償電流の向きを図２６の方向に定めると、補助直列コン
デンサＣＡＰａの印加電圧Ｖｏは、送電線に流れる電流
Ｉと上記補償電流Ｉｃの差電流によって決定される。定
常的には、この補償電圧Ｖｏは送電線に流れている電流
Ｉと直交する成分を発生させ、送電線の等価的なリアク
タンスを調整する。

【０１９６】Ｉｃｂは補償電流発生装置の定常的な補償
電流の指令値で、この値を調整することにより、主直列
コンデンサＣＡＰと合わせて、送電線のリアクタンスＸ
をほぼゼロになるように調整することもできる。

【０１９７】直流電流源Ｉｄは、別電源を用意してもよ
いが、ここでは、自前で直流電流源を作っている。すな
わち、直流電流源として、直流リアクトルＤＣＬを用意
し、その電流Ｉｄが一定になるように制御している。ま
ず、直流指令値Ｉｄｒと直流電圧検出値Ｉｄを比較し、
その偏差を直流電流制御回路ＡＣＲで増幅する。ＡＣＲ
の出力信号ｖ＊は他励式インバータの位相制御入力信号
となり、サイリスタの点弧制御角αを制御する。位相角
αは、補助直列コンデンサＣＡＰａの印加電圧Ｖｏに対
する補償電流Ｉｃの遅れ角となる。

【０１９８】ｖ＊＝０のとき、α＝９０°となり、ＬＣ
Ｉの直流電圧Ｖｄはゼロとなる。Ｉｄｒ＞Ｉｄのとき、
ｖ＊＞０となり、位相角α＜９０°となって、ＬＣＩの
直流電圧Ｖｄは正となり、直流リアクトルＤＣＬに流れ
る電流Ｉｄを増加させる。

【０１９９】また、Ｉｄｒ＜Ｉｄのとき、ｖ＊＜０とな
り、α＞９０°となって、ＬＣＩの直流電圧Ｖｄは負と
なり、直流リアクトルＤＣＬに流れる電流Ｉｄを減少さ
せる。このようにして、直流リアクトルＤＣＬに流れる
電流Ｉｄを制御することができる。直流電流Ｉｃを増加
させれば、それに比例して補償電流Ｉｃの大きさを変え
ることができる。

【０２００】定常的には、ｖ＊＝０となり、補償電流Ｉ
ｃは補助直列コンデンサＣＡＰａの印加電圧Ｖｏに対し
てほぼ９０°遅れた電流となる。ゆえに、ＩｃはＩと逆
相となり、補助直列コンデンサＣＡＰａの印加電圧Ｖｏ
は、（Ｉ−Ｉｃ）に比例し、Ｉｃを大きくすれば、Ｖｏ
は増加する。一方、送電線に電力動揺が発生した場合、
次のように抑制制御される。

【０２０１】すなわち、電流検出器ＣＴと電圧検出器Ｐ
Ｔで、送電線の３相交流電圧・電流を検出し、それを用
いて有効電力Ｐと無効電力Ｑを求める。電力動揺がある
と、このＰとＱが変化するので、その変動分ΔＰとΔＱ
を取り出して次の電力変動抑制制御回路ＤＰＣＮＴに与
える。有効分ΔＰに応じて直流電流指令Ｉｄｒを調整
し、また、無効分ΔＱに応じて位相制御入力信号ｖ＊を
調整する。電力動揺が発生すると、ΔＰとΔＱに応じて
補償電流Ｉｃの大きさと位相角αを変化させ、電力動揺
を抑えることができる。なお、図２６では、ΔＰに応じ
てＩｄｒを調整する場合を示している。

【０２０２】このシステムでは、送電電流Ｉは主直列コ
ンデンサＣＡＰを通って流れ、当該主直列コンデンサＣ
ＡＰによって送電線のインダクタンスＬの大部分を打ち
消すようにすれば、補償電流発生装置から発生する定常
的な電流Ｉｃは小さくて済み、そこに用いられる電力変
換器の容量を小さくできる。

【０２０３】また、地絡事故等により送電線に過電流が
流れた場合でも、そのほとんどは補助直列コンデンサＣ
ＡＰａを介して流れるため、補償電流発生装置への影響
は少ない。

【０２０４】図２７は、請求項１３に関係するもので、
本発明の交流長距離送電システムの第９の実施の形態を
示す構成図である。図中、Ｇは発電所を、ＳＳ１〜ＳＳ
５は変電所を、ＬＯＡＤ１〜ＬＯＡＤ４は負荷を、Ｃ
１，Ｃ３，Ｃ４は直列コンデンサ、ＣＶＧ２は補償電圧
発生装置を、Ｘ１〜Ｘ４は送電線のリアクタンスをそれ
ぞれ示す。

【０２０５】発電所Ｇで発電された電力は複数の変電所
ＳＳ１→ＳＳ２→ＳＳ４→ＳＳ５を介して、大口消費地
である負荷ＬＯＡＤ４まで長距離送電される。

【０２０６】直列コンデンサＣ１は発電所Ｇと変電所Ｓ
Ｓ１間の送電線のリアクタンスＸ１を補償し、直列コン
デンサＣ３は変電所ＳＳ２と変電所ＳＳ４間の送電線の
リアクタンスＸ３を補償し、さらに、直列コンデンサＣ
４は変電所ＳＳ４と変電所ＳＳ５間の送電線のリアクタ
ンスを補償するようにその値が選ばれる。また、補償電
圧発生装置ＣＶＧ２は、変電所ＳＳ１とＳＳ２間のリア
クタンスＸ２を補償する電圧を発生し、かつ、送電経路
全体の電力動揺を抑制制御する。これにより、複数の変
電所を介した長距離の送電経路全体の等価リアクタンス
を低減し、送電能力を向上させ、かつ、電力系統の安定
化を図ることができる。

【０２０７】図２８は、図２７のシステムの動作を説明
するための系統の等価回路図と、電圧電流ベクトル図を
示す。図中、Ｉは送電電流、Ｖ１〜Ｖ４は各変電所にお
ける電圧、Ｘ１〜Ｘ３は各送電線のリアクタンス、Ｃ１
とＣ３は直列コンデンサ、Ｖｏは補償電圧発生装置の出
力電圧、ＬＯＡＤは負荷、ωは電源の角周波数を表わし
ている。

【０２０８】図２８（ｂ）は、このように各送電線のリ
アクタンスがほぼゼロになるように補償したもので、各
変電所の電圧Ｖ１〜Ｖ４を一致させることができる。す
なわち、変電所Ｖ１とＶ２の間の送電線では、直列コン
デンサＣ１によって、送電線のリアクタンスＸ１を補償
する。すなわち、送電線の電流をＩとした場合、

【数３】Ｉ／（ｊωＣ１）＝−ｊＸ１・Ｉ となるようにコンデンサＣ１の容量を決める。これで、
Ｖ１とＶ２を一致させることができる。

【０２０９】また、変電所Ｖ２とＶ３の間の送電線で
は、補償電圧装置の補償電圧Ｖｏによって送電線のリア
クタンスＸ２を補償する。すなわち、送電線の電流をＩ
とした場合、

【数４】Ｖｏ＝−ｊＸ２・Ｉ となるように補償電圧Ｖｏを与える。これで、Ｖ２とＶ
３を一致させることができる。

【０２１０】同様に、変電所Ｖ３とＶ４の間の送電線で
は、直列コンデンサＣ３によって、送電線のリアクタン
スＸ３を補償する。すなわち、送電線の電流をＩとした
場合、

【数５】Ｉ／（ｊωＣ３）＝−ｊＸ３・Ｉ となるようにコンデンサＣ３の容量を決める。これで、
Ｖ３とＶ４を一致させることができる。

【０２１１】このようにして、図２８（ｂ）のベクトル
図に示すように各変電所の電圧を、Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖ３＝
Ｖ４となるようにすることができる。交流長距離送電シ
ステムにおいて、すべての送電線のリアクタンスを直列
コンデンサだけで補償しようとすると、ＬＣ共振により
系統が不安定になってしまう。系統の安定化を図るた
め、補償電圧発生装置が機能する。補償電圧発生装置を
必要最小限の数だけ設置することにより、システムコス
トを安くすることができ、より経済的な交流長距離送電
システムを提供することが可能となる。

【０２１２】図２９は、請求項１５に関係するもので、
本発明の交流長距離送電システムの第１０の実施の形態
を示す構成図である。図中、Ｇは発電所を、ＳＳ１〜Ｓ
Ｓ５は変電所を、ＬＯＡＤ１〜ＬＯＡＤ４は負荷を、Ｃ
１，Ｃ３，Ｃ４は直列コンデンサ、ＣＶＧ２は補償電圧
発生装置を、ＳＷ１〜ＳＷ４はバイパス回路を、Ｘ１〜
Ｘ４は送電線のリアクタンスをそれぞれ示す。

【０２１３】発電所Ｇで発電された電力は複数の変電所
ＳＳ１→ＳＳ２→ＳＳ４→ＳＳ５を介して、大口消費地
である負荷ＬＯＡＤ４まで長距離送電される。

【０２１４】直列コンデンサＣ１は発電所Ｇと変電所Ｓ
Ｓ１間の送電線のリアクタンスＸ１を補償し、直列コン
デンサＣ３は変電所ＳＳ２と変電所ＳＳ４間の送電線の
リアクタンスＸ３を補償し、さらに、直列コンデンサＣ
４は変電所ＳＳ４と変電所ＳＳ５間の送電線のリアクタ
ンスＸ４を補償するようにその値が選ばれる。また、補
償電圧発生装置ＣＶＧ２は、変電所ＳＳ１とＳＳ２間の
リアクタンスＸ２を補償する電圧を発生し、かつ、送電
経路全体の電力動揺を抑制制御する。

【０２１５】これにより、複数の変電所を介した長距離
の送電経路全体の等価リアクタンスを低減し、送電能力
を向上させ、かつ、電力系統の安定化を図ることができ
る。

【０２１６】送電線の地絡事故等により過電流が発生し
た場合、直列コンデンサＣ１，Ｃ３，Ｃ４のバイパス回
路ＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ４と、補償電圧発生装置ＣＶＧ
２のバイパス回路ＳＷ２を閉じて、過電流がバイパス回
路ＳＷ１〜ＳＷ４に流れるようにする。これにより、送
電線のリアクタンスは元の値Ｘ１〜Ｘ４にもどり、過電
流が増大するのを防止できる。また、直列コンデンサ
や、補償電圧発生装置への過電流を防止でき、システム
の信頼性を高めることができる。

【０２１７】図３０は、請求項１４に関係するもので、
本発明の交流長距離送電システムの第１１の実施の形態
を示す構成図である。図中、Ｇは発電所を、ＳＳ１〜Ｓ
Ｓ５は変電所を、ＬＯＡＤ１〜ＬＯＡＤ４は負荷を、Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は直列コンデンサ、ＣＶＧ２は補
償電圧発生装置を、Ｘ１〜Ｘ４は送電線のリアクタンス
をそれぞれ示す。

【０２１８】発電所Ｇで発電された電力は複数の変電所
ＳＳ１→ＳＳ２→ＳＳ４→ＳＳ５を介して、大口消費地
である負荷ＬＯＡＤ４まで長距離送電される。

【０２１９】直列コンデンサＣ１は発電所Ｇと変電所Ｓ
Ｓ１間の送電線のリアクタンスＸ１を補償し、直列コン
デンサＣ３は変電所ＳＳ２と変電所ＳＳ４間の送電線の
リアクタンスＸ３を補償し、さらに、直列コンデンサＣ
４は変電所ＳＳ４と変電所ＳＳ５間の送電線のリアクタ
ンスＸ４を補償するようにその値が選ばれる。また、直
列コンデンサＣ２と補償電圧発生装置ＣＶＧ２は、変電
所ＳＳ１とＳＳ２間のリアクタンスＸ２を補償する電圧
を発生し、かつ、送電経路全体の電力動揺を抑制制御す
る。

【０２２０】すなわち、送電経路のリアクタンスをほぼ
ゼロになるようにした場合、次のように補償する。ま
ず、発電所Ｇと変電所ＳＳ１の間の送電線では、直列コ
ンデンサＣ１によって、送電線のリアクタンスＸ１を補
償する。すなわち、送電線の電流をＩとした場合、

【数６】Ｉ／（ｊωＣ１）＝−ｊＸ１・Ｉ となるようにコンデンサＣ１の容量を決める。これで、
発電所Ｇの電圧と変電所ＳＳ１の電圧をほぼ一致させる
ことができる。

【０２２１】また、変電所ＳＳ１と変電所ＳＳ２の間の
送電線では、直列コンデンサＣ２と補償電圧発生装置Ｃ
ＶＧ２によって、送電線のリアクタンスＸ２を補償す
る。すなわち、送電線の電流をＩとした場合、

【数７】Ｖｏ＋Ｉ／（ｊωＣ２）＝−ｊＸ２・Ｉ となるようにコンデンサＣ２の容量と補償電圧Ｖｏを決
める。これで、変電所ＳＳ１の電圧と変電所ＳＳ２の電
圧をほぼ一致させることができる。

【０２２２】変電所ＳＳ２と変電所ＳＳ４の間の送電線
では、直列コンデンサＣ３によって、送電線のリアクタ
ンスＸ３を補償する。すなわち、送電線の電流をＩとし
た場合、

【数８】Ｉ／（ｊωＣ３）＝−ｊＸ３・Ｉ となるようにコンデンサＣ３の容量を決める。これで、
変電所ＳＳ２の電圧と変電所ＳＳ４の電圧をほぼ一致さ
せることができる。

【０２２３】変電所ＳＳ４と変電所ＳＳ５の間の送電線
では、直列コンデンサＣ４によって、送電線のリアクタ
ンスＸ４を補償する。すなわち、送電線の電流をＩとし
た場合、

【数９】Ｉ／（ｊωＣ４）＝−ｊＸ４・Ｉ となるようにコンデンサＣ４の容量を決める。これで、
変電所ＳＳ４の電圧と変電所ＳＳ５の電圧をほぼ一致さ
せることができる。

【０２２４】これにより、複数の変電所を介した長距離
の送電経路全体の等価リアクタンスを低減し、送電能力
を向上させ、かつ、電力系統の安定化を図ることができ
る。

【０２２５】交流長距離送電システムにおいて、すべて
の送電線のリアクタンスを直列コンデンサだけで補償し
ようとすると、ＬＣ共振により系統が不安定になってし
まう。系統の安定化を図るため、補償電圧発生装置が機
能する。補償電圧発生装置を必要最小限の数だけ設置す
ることにより、システムコストを安くすることができ、
より経済的な交流長距離送電システムを提供することが
可能となる。また、補償電圧発生装置の容量は、直列コ
ンデンサＣ２が送電線のリアクタンスＸ２の大部分を打
ち消すようにすれば、補償電圧発生装置から発生する定
常的な電流は小さくて済み、小さくすることができる。

【０２２６】なお、図示していないが、上記複数の直列
コンデンサおよび補償電圧発生装置に、バイパス回路を
設置し、送電線の地絡事故等により過電流が発生した場
合、当該バイパス回路を介して過電流を流す。これによ
り、送電線のリアクタンスは元の値にもどり、過電流が
増大するのを防止できる。また、直列コンデンサや、補
償電圧発生装置への過電流を防止でき、システムの信頼
性を高めることができる。

【０２２７】図３１は、請求項１６に関係するもので、
本発明の交流長距離送電システムの第１２の実施の形態
を示す構成図である。図中、Ｇは発電所を、ＳＳ１〜Ｓ
Ｓ５は変電所を、ＬＯＡＤ１〜ＬＯＡＤ４は負荷を、Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は直列コンデンサ、ＣＩＧは補償
電流発生装置を、Ｘ１〜Ｘ４は送電線のリアクタンスを
それぞれ示す。

【０２２８】発電所Ｇで発電された電力は複数の変電所
ＳＳ１→ＳＳ２→ＳＳ４→ＳＳ５を介して、大口消費地
である負荷ＬＯＡＤ４まで長距離送電される。

【０２２９】直列コンデンサＣ１は発電所Ｇと変電所Ｓ
Ｓ１間の送電線のリアクタンスＸ１を補償し、直列コン
デンサＣ２は変電所ＳＳ１と変電所ＳＳ２間の送電線の
リアクタンスＸ２を補償し、さらに、直列コンデンサＣ
４は変電所ＳＳ４と変電所ＳＳ５間の送電線のリアクタ
ンスＸ４を補償するようにその値が選ばれる。また、直
列コンデンサＣ３と補償電流発生装置ＣＩＶは、変電所
ＳＳ２と変電所ＳＳ４間のリアクタンスＸ３を補償する
電圧を発生し、かつ、送電経路全体の電力動揺を抑制制
御する。

【０２３０】すなわち、送電経路のリアクタンスをほぼ
ゼロになるようにした場合、次のように補償する。ま
ず、発電所Ｇと変電所ＳＳ１の間の送電線では、直列コ
ンデンサＣ１によって、送電線のリアクタンスＸ１を補
償する。すなわち、送電線の電流をＩとした場合、

【数１０】Ｉ／（ｊωＣ１）＝−ｊＸ１・Ｉ となるようにコンデンサＣ１の容量を決める。これで、
発電所Ｇの電圧と変電所ＳＳ１の電圧をほぼ一致させる
ことができる。

【０２３１】変電所ＳＳ１と変電所ＳＳ２の間の送電線
では、直列コンデンサＣ２によって、送電線のリアクタ
ンスＸ２を補償する。すなわち、送電線の電流をＩとし
た場合、

【数１１】Ｉ／（ｊωＣ２）＝−ｊＸ２・Ｉ となるようにコンデンサＣ２の容量を決める。これで、
変電所ＳＳ１の電圧と変電所ＳＳ２の電圧をほぼ一致さ
せることができる。

【０２３２】また、変電所ＳＳ２と変電所ＳＳ４の間の
送電線では、直列コンデンサＣ３と補償電流発生装置Ｃ
ＩＧによって、送電線のリアクタンスＸ３を補償する。
すなわち、送電線の電流をＩ、補償電流発生装置ＣＩＧ
からの補償電流をＩｃとした場合、

【数１２】（Ｉｃ＋Ｉ）／（ｊωＣ３）＝−ｊＸ３・Ｉ となるようにコンデンサＣ３の容量と補償電流Ｉｃを決
める。これで、変電所ＳＳ２の電圧と変電所ＳＳ４の電
圧をほぼ一致させることができる。

【０２３３】変電所ＳＳ４と変電所ＳＳ５の間の送電線
では、直列コンデンサＣ４によって、送電線のリアクタ
ンスＸ４を補償する。すなわち、送電線の電流をＩとし
た場合、

【数１３】Ｉ／（ｊωＣ４）＝−ｊＸ４・Ｉ となるようにコンデンサＣ４の容量を決める。これで、
変電所ＳＳ４の電圧と変電所ＳＳ５の電圧をほぼ一致さ
せることができる。

【０２３４】これにより、複数の変電所を介した長距離
の送電経路全体の等価リアクタンスを低減し、送電能力
を向上させ、かつ、電力系統の安定化を図ることができ
る。交流長距離送電システムにおいて、すべての送電線
のリアクタンスを直列コンデンサだけで補償しようとす
ると、ＬＣ共振により系統が不安定になってしまう。系
統の安定化を図るため、補償電流発生装置が機能する。
補償電流発生装置を必要最小限の数だけ設置することに
より、システムコストを安くすることができ、より経済
的な交流長距離送電システムを提供することが可能とな
る。

【０２３５】図３２は、請求項１７に関係するもので、
本発明の交流長距離送電システムの第１３の実施の形態
を示す構成図である。図中、Ｇは発電所を、ＳＳ１〜Ｓ
Ｓ５は変電所を、ＬＯＡＤ１〜ＬＯＡＤ４は負荷を、Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は直列コンデンサを、ＣＩＧは補
償電流発生装置を、ＳＷ１〜ＳＷ４はバイパス回路を、
Ｘ１〜Ｘ４は送電線のリアクタンスをそれぞれ示す。

【０２３６】発電所Ｇで発電された電力は複数の変電所
ＳＳ１→ＳＳ２→ＳＳ４→ＳＳ５を介して、大口消費地
である負荷ＬＯＡＤ４まで長距離送電される。

【０２３７】直列コンデンサＣ１は発電所Ｇと変電所Ｓ
Ｓ１間の送電線のリアクタンスＸ１を補償し、直列コン
デンサＣ２は変電所ＳＳ１と変電所ＳＳ２間の送電線の
リアクタンスＸ２を補償し、さらに、直列コンデンサＣ
４は変電所ＳＳ４と変電所ＳＳ５間の送電線のリアクタ
ンスＸ４を補償するようにその値が選ばれる。また、直
列コンデンサＣ３と補償電流発生装置ＣＩＶは、変電所
ＳＳ２と変電所ＳＳ４間のリアクタンスＸ３を補償する
電圧を発生し、かつ、送電経路全体の電力動揺を抑制制
御する。

【０２３８】これにより、複数の変電所を介した長距離
の送電経路全体の等価リアクタンスを低減し、送電能力
を向上させ、かつ、電力系統の安定化を図ることができ
る。

【０２３９】送電線の地絡事故等により過電流が発生し
た場合、直列コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４のバイ
パス回路ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４を閉じて、過
電流がバイパス回路ＳＷ１〜ＳＷ４に流れるようにす
る。これにより、送電線のリアクタンスは元の値Ｘ１〜
Ｘ４にもどり、過電流が増大するのを防止できる。ま
た、直列コンデンサや、補償電流発生装置への過電流を
防止でき、システムの信頼性を高めることができる。

【０２４０】図３３は、請求項１８に関係するもので、
本発明の交流長距離送電システムの第１４の実施の形態
を示す構成図である。図中、Ｇは発電所を、ＳＳ１〜Ｓ
Ｓ５は変電所を、ＬＯＡＤ１〜ＬＯＡＤ４は負荷を、Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は主直列コンデンサ、Ｃａ２は補
助直列コンデンサ、ＣＩＧは補償電流発生装置を、Ｘ１
〜Ｘ４は送電線のリアクタンスをそれぞれ示す。

【０２４１】発電所Ｇで発電された電力は複数の変電所
ＳＳ１→ＳＳ２→ＳＳ４→ＳＳ５を介して、大口消費地
である負荷ＬＯＡＤ４まで長距離送電される。

【０２４２】主直列コンデンサＣ１は発電所Ｇと変電所
ＳＳ１間の送電線のリアクタンスＸ１を補償し、主直列
コンデンサＣ２と補助直列コンデンサＣａ２および補償
電流発生装置ＣＩＧは変電所ＳＳ１と変電所ＳＳ２間の
送電線のリアクタンスＸ２を補償し、主直列コンデンサ
Ｃ３は変電所ＳＳ２と変電所ＳＳ４間のリアクタンスＸ
３を補償し、さらに、主直列コンデンサＣ４は変電所Ｓ
Ｓ４と変電所ＳＳ５間の送電線のリアクタンスＸ４を補
償するようにその値が選ばれる。また、補助直列コンデ
ンサＣａ２と補償電流発生装置ＣＩＶは、送電経路全体
の電力動揺を抑制制御する。

【０２４３】すなわち、送電経路のリアクタンスをほぼ
ゼロになるようにした場合、次のように補償する。ま
ず、発電所Ｇと変電所ＳＳ１の間の送電線では、主直列
コンデンサＣ１によって、送電線のリアクタンスＸ１を
補償する。すなわち、送電線の電流をＩとした場合、

【数１４】Ｉ／（ｊωＣ１）＝−ｊＸ１・Ｉ となるようにコンデンサＣ１の容量を決める。これで、
発電所Ｇの電圧と変電所ＳＳ１の電圧をほぼ一致させる
ことができる。

【０２４４】また、変電所ＳＳ１と変電所ＳＳ２の間の
送電線では、主直列コンデンサＣ２と補助直列コンデン
サＣａ２と補償電流発生装置ＣＩＧによって、送電線の
リアクタンスＸ２を補償する。すなわち、送電線の電流
をＩ、補償電流発生装置ＣＩＧからの補償電流をＩｃと
した場合、

【数１５】Ｉ／（ｊωＣ２）＋（Ｉｃ＋Ｉ）／（ｊωＣ
ａ２）＝−ｊＸ２・Ｉ となるように主直列コンデンサＣ２の容量と補助直列コ
ンデンサＣａ２の容量および補償電流Ｉｃを決める。こ
れで、変電所ＳＳ１の電圧と変電所ＳＳ２の電圧をほぼ
一致させることができる。

【０２４５】変電所ＳＳ２と変電所ＳＳ４の間の送電線
では、主直列コンデンサＣ３によって、送電線のリアク
タンスＸ３を補償する。すなわち、送電線の電流をＩと
した場合、

【数１６】Ｉ／（ｊωＣ３）＝−ｊＸ３・Ｉ となるように主直列コンデンサＣ３の容量を決める。こ
れで、変電所ＳＳ２の電圧と変電所ＳＳ４の電圧をほぼ
一致させることができる。

【０２４６】変電所ＳＳ４と変電所ＳＳ５の間の送電線
では、主直列コンデンサＣ４によって、送電線のリアク
タンスＸ４を補償する。すなわち、送電線の電流をＩと
した場合、

【数１７】Ｉ／（ｊωＣ４）＝−ｊＸ４・Ｉ となるように主直列コンデンサＣ４の容量を決める。こ
れで、変電所ＳＳ４の電圧と変電所ＳＳ５の電圧をほぼ
一致させることができる。これにより、複数の変電所を
介した長距離の送電経路全体の等価リアクタンスを低減
し、送電能力を向上させ、かつ、電力系統の安定化を図
ることができる。

【０２４７】交流長距離送電システムにおいて、すべて
の送電線のリアクタンスを主直列コンデンサだけで補償
しようとすると、ＬＣ共振により系統が不安定になって
しまう。系統の安定化を図るため、補助直列コンデンサ
と、補償電流発生装置が機能する。補助直列コンデンサ
と補償電流発生装置を必要最小限の数だけ設置すること
により、システムコストを安くすることができ、より経
済的な交流長距離送電システムを提供することが可能と
なる。また、補償電流発生装置の容量は、主直列コンデ
ンサＣ２が送電線のリアクタンスＸ２の大部分を打ち消
すようにすれば、補償電流発生装置から発生する定常的
な電流は小さくて済み、小さくすることができる。

【０２４８】図３４は、請求項１９に関係するもので、
本発明の交流長距離送電システムの第１５の実施の形態
を示す構成図である。図中、Ｇは発電所を、ＳＳ１〜Ｓ
Ｓ５は変電所を、ＬＯＡＤ１〜ＬＯＡＤ４は負荷を、Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は主直列コンデンサを、Ｃａ２は
補助直列コンデンサを、ＣＩＧは補償電流発生装置を、
ＳＷ１〜ＳＷ４およびＳＷａ２はバイパス回路を、Ｘ１
〜Ｘ４は送電線のリアクタンスをそれぞれ示す。

【０２４９】発電所Ｇで発電された電力は複数の変電所
ＳＳ１→ＳＳ２→ＳＳ４→ＳＳ５を介して、大口消費地
である負荷ＬＯＡＤ４まで長距離送電される。

【０２５０】主直列コンデンサＣ１は発電所Ｇと変電所
ＳＳ１間の送電線のリアクタンスＸ１を補償し、主直列
コンデンサＣ２と補助直列コンデンサＣａ２および補償
電流発生装置ＣＩＧは変電所ＳＳ１と変電所ＳＳ２間の
送電線のリアクタンスＸ２を補償し、主直列コンデンサ
Ｃ３は変電所ＳＳ２と変電所ＳＳ４間のリアクタンスＸ
３を補償し、さらに、主直列コンデンサＣ４は変電所Ｓ
Ｓ４と変電所ＳＳ５間の送電線のリアクタンスＸ４を補
償するようにその値が選ばれる。また、補助直列コンデ
ンサＣａ２と補償電流発生装置ＣＩＶは、送電経路全体
の電力動揺を抑制制御する。

【０２５１】これにより、複数の変電所を介した長距離
の送電経路全体の等価リアクタンスを低減し、送電能力
を向上させ、かつ、電力系統の安定化を図ることができ
る。

【０２５２】送電線の地絡事故等により過電流が発生し
た場合、主直列コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４のバ
イパス回路SW1 ，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４と補助直列コ
ンデンサＣａ２のバイパス回路ＳＷａ２を閉じて、過電
流がバイパス回路ＳＷ１〜ＳＷ４およびＳＷａ２に流れ
るようにする。これにより、送電線のリアクタンスは元
の値Ｘ１〜Ｘ４にもどり、過電流が増大するのを防止で
きる。また、主直列コンデンサや、補助直列コンデンサ
および補償電流発生装置への過電流を防止でき、システ
ムの信頼性を高めることができる。

【０２５３】図３５は、請求項２０と請求項２３に関係
するもので、本発明の交流長距離送電システムの第１６
の実施の形態を示す構成図である。図中、Ｇは発電所、
ＳＳは変電所、Ｌ１，Ｌ２は送電線のインダクタンス、
Ｃｑ１，Ｃｑ２は送電線の浮遊キャパシタンス、ＳＶＧ
は無効電力補償装置、ＳＣＧは直列補償装置、ＳＷはバ
イパス回路、ＣＳＩは電流形インバータ、ＶＳＩは電圧
形インバータ、ＰＤは電力検出器、ＣＯＮＴ１はＶＳＩ
の制御回路、ＣＯＮＴ２はＣＳＩの制御回路をそれぞれ
示す。

【０２５４】送電線間および送電線とアース間には、浮
遊キャパシタンスがあり、送電距離が長くなると、それ
が無視できなくなる。浮遊キャパシタンスは分布定数で
あるが、ここでは、Ｃｑ１とＣｑ２の集中定数として表
わしている。また、送電線のインダクタンスもＬ１とＬ
２の２つに分けて示している。浮遊キャパシタンスＣｑ
１，Ｃｑ２には進み電流Ｉｑが流れ、その進み電流を補
償するために無効電力補償装置ＳＶＧを設置する。ま
た、送電線のインダクタンス分Ｌ１＋Ｌ２を補償するた
めに直列補償装置ＳＣＧを設置している。

【０２５５】直列補償装置ＳＣＧは、送電線のインダク
タンスＬ１＋Ｌ２による電圧降下を補償するように、次
の補償電圧Ｖｏを出力する。ただし、Ｉは送電線に流れ
ている電流である。

【数１８】Ｖｏ＝−ｊω（Ｌ１＋Ｌ２）・Ｉ また、無効電力補償装置ＳＶＧは、浮遊キャパシタンス
Ｃｑ１とＣｑ２に流れる進み電流Ｉｑに対し、それを打
ち消す補償電流Ｉｏを流す。

【０２５６】これにより、送電線の等価的なリアクタン
スを調整することができ、長距離送電線の送電能力を大
幅に向上させることが可能となる。送電線の地絡事故等
により過電流が発生した場合、直列補償装置ＳＣＧに並
列接続されたバイパス回路SWを閉じて、過電流がバイパ
ス回路ＳＷに流れるようにする。これにより、送電線の
リアクタンスＸ＝ω（Ｌ１＋Ｌ２）は元の値にもどり、
過電流が増大するのを防止できる。また、直列補償装置
への過電流を防止でき、システムの信頼性を高めること
ができる。

【０２５７】図３６は、図３５のシステムの無効電力補
償装置の実施の形態を示す構成図である。図中、ＵＶＷ
は３相交流送電線、Ｌはそのインダクタンス、Ｃｑは浮
遊キャパシタンス、Ｔｒは並列トランス、ＣＳＩは電流
形自励式インバータ、ＤＣＬは直流リアクトル、Ｃｆは
フィルタコンデンサ、ＡＣＲは直流電流制御回路、ＰＷ
ＭＣはパルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路、をそれぞれ示
す。

【０２５８】無効電力補償装置は、並列トランスＴｒ
と、フィルタコンデンサＣｆと、電流形インバータＣＳ
Ｉで構成され、送電線に任意の大きさと位相の補償電流
Ｉｏを送電線に供給する。

【０２５９】電流形インバータＣＳＩは、６個の自己消
弧素子（ＧＴＯ等）で構成され、ＰＷＭ制御により、電
流指令値Ｉｏｒに比例した補償電流Ｉｏ出力する。イン
バータの出力電流にはスイッチングに伴う高調波電流が
発生するので、それを吸収するためフィルタコンデンサ
Ｃｆが設けられている。

【０２６０】電流形インバータＣＳＩの直流電流源とし
て、直流リアクトルＤＣＬが接続され、当該直流リアク
トルＤＣＬに流れる電流Ｉｄを指令値Ｉｄｒに一致させ
るようにフィードバック制御を行う。すなわち、指令値
Ｉｄｒに対し、実電流Ｉｄが小さくなった場合、その偏
差は正の値となり、電流制御回路ＡＣＲを介して増幅さ
れる。ＡＣＲの出力Ｉｏｐは有効電流指令値で、Ｉｄｒ
＞Ｉｄの場合、偏差εは正で、Ｉｏｐ＞０となって、有
効電流を系統からとることにより、直流電流Ｉｄを増加
させる。逆に、Ｉｄｒ＜Ｉｄとなった場合、偏差εは負
の値となり、有効電流指令値Ｉｏｐは負の値となる。故
に、有効電流を系統に放出し、直流電流Ｉｄは減少す
る。このようにして、電流形インバータの直流電流Ｉｄ
をほぼ一定に制御することができる。

【０２６１】図中、Ｉｏｑは定常的な無効電流指令値
で、この値を調整することにより、送電線の浮遊キャパ
シタンスに流れる進み電流Ｉｑを打ち消すことができ
る。

【０２６２】図３７は，請求項２１に関係するもので、
図３５のシステムの動作を説明するための電圧電流ベク
トル図を示す。図３７（ａ）と（ｂ）は、無効電力補償
装置無しの送電線等価回路と電圧電流ベクトル図を示
す。また、（ｃ）と（ｄ）は、無効電力補償装置を入れ
た場合の送電線の等価回路と電圧電流ベクトル図を示
す。

【０２６３】図中、Ｖｓは送電側の電圧、Ｖｒは受電側
の電圧、Ｌは送電線のインダクタンス、Ｉは送電側の電
流、Ｉｒは受電側の電流、Ｖｏは補償電圧発生装置の出
力電圧、Ｉｑは送電線の浮遊キャパシタンスに流れる進
み電流、Ｉｏは無効電力補償装置から発生する補償電
流、ωは電源角周波数をそれぞれ示す。

【０２６４】図３７（ｂ）のベクトル図において、送電
線の浮遊キャパシタンスＣｑに進み電流Ｉｑが流れるこ
とにより、受電側の電流Ｉｒと送電側の電流Ｉが異なっ
てくる。図３７（ａ）のような等価回路を想定すると、
送電線のインダクタンスＬによる電圧降下ｊωＬ・Ｉ
は、電流Ｉにほぼ直交することになる。一方、送電電圧
Ｖｓと受電電圧Ｖｒをほぼ一致させるために、送電線の
インダクタンスＬによる電圧降下分を直列補償装置ＳＣ
Ｇで打ち消すように補償する。そのためには、直列補償
装置から補償電圧Ｖｏとして、Ｖｏ＝−ｊωＬ・Ｉを出
力する必要がある。当該補償電圧Ｖｏのベクトルは、受
電側の電流Ｉｒに対して位相が９０°よりずれてしまう
ため、定常的に有効電力を直列補償装置から供給（ある
いは回生）しなければならない。従って、直列補償装置
にエネルギー供給源（あるいはエネルギー回生源）が必
要になり、装置が大型化し、高価になる。

【０２６５】図３７（ｄ）のベクトル図において、浮遊
キャパシタンスに流れる進み電流Ｉｑを打ち消すように
無効電力補償装置ＳＶＧから補償電流Ｉｏを供給する。
その結果、送電側の電流Ｉと受電側の電流Ｉｒが等しく
なり、送電線のインダクタンスＬによる電圧降下ｊωＬ
・Ｉを打ち消すための直列補償装置ＳＣＧからの補償電
圧ベクトルＶｏは、Ｉ＝Ｉｒベクトルに直交するように
なる。従って、直列補償装置ＳＣＧからやりとりする有
効電力は定常的にはゼロとなり、エネルギー供給源（あ
るいはエネルギー回生源）を持たなくても済むことにな
る。

【０２６６】無効電力補償装置ＳＶＧは、また、送電線
に流れる高調波電流を補償し、３相不平衡電流を平衡化
するための補償電流を供給することもできる。これによ
り、送電線の送電能力を向上させ、かつ、直列補償装置
ＳＣＧの負担を軽減して、より経済的な交流長距離送電
システムを提供できる。

【０２６７】図３８は、請求項２２に関係するもので、
図３５のシステムの電力動揺抑制動作を説明するための
電圧電流ベクトル図である。図３８において、（ａ）は
送電線の等価回路、（ｂ）は定常状態の電圧電流ベクト
ル図、（ｃ）は送電線の電力が変動した場合の電圧電流
ベクトル図を示す。

【０２６８】図中、Ｖｓは送電側の電圧、Ｖｒは受電側
の電圧、Ｌは送電線のインダクタンス、Ｉは送電側の電
流、Ｉｒは受電側の電流、Ｖｏは補償電圧発生装置の出
力電圧、Ｉｑは送電線の浮遊キャパシタンスに流れる進
み電流、Ｉｏは無効電力補償装置から発生する補償電
流、ωは電源角周波数をそれぞれ示す。

【０２６９】図３８（ｂ）の定常状態では、無効電力補
償装置ＳＶＧにより、浮遊キャパシタンスに流れる進み
電流Ｉｑを打ち消すように補償電流Ｉｏを供給する。ま
た、直列補償装置ＳＣＧから送電線のインダクタンスＬ
による電圧降下ｊωＬ・Ｉを補償する電圧Ｖｏを出力し
ている。この結果、送電側電圧Ｖｓと受電側電圧Ｖｒの
大きさと位相が一致し、送電線のインダクタンスに影響
されない長距離送電が達成されている。

【０２７０】図３８（ｃ）は、地絡事故等の影響によ
り、送電線の電力が変動した場合のベクトル図を示すも
ので、例えば、送電側の電圧位相がＶｓ' のようにずれ
たときの動作を説明する。送電電圧がＶｓ' のように位
相がずれると、差電圧Ｖｓ' −Ｖｒが発生し、今まで、
Ｉ＝Ｉｒであった送電電流はＩ' のように増加しようと
する。そのため、送電線の有効電力Ｐと無効電力Ｑも変
化し、その変動分ΔＰ，ΔＱを検出して、直列補償装置
ＳＣＧの補償電圧Ｖｏを制御する。具体的には、有効電
力変動分ΔＰに応じて送電線の電流Ｉｒに直交する成分
の補償電圧Ｖｏｑを制御し、また、無効電力変動分ΔＱ
に応じて送電線の電流Ｉｒと同相（又は逆相）成分の補
償電圧Ｖｏｐを制御することにより、いち早く電力動揺
を抑えることができる。

【０２７１】すなわち、図３８（ｃ）において、送電電
圧Ｖｓ' の変化に応じて、補償電圧Ｖｏは、Ｖｏ' のよ
うに瞬時に変化し、結果として、送電線のインダクタン
スに印加される電圧は元のｊωＬ・Ｉのまま維持され
て、電流もＩ＝Ｉｒとなって、電力動揺を抑制すること
ができる。この場合でも、無効電力補償装置ＳＶＧが浮
遊キャパシタンスに流れる進み電流Ｉｑを打ち消すよう
にして、上記直列補償装置ＳＣＧの動作を助けている。

【０２７２】図３９は、図３５のシステムの無効電力補
償装置の別の実施の形態を示す構成図である。図中、Ｕ
ＶＷは３相交流送電線、Ｌはそのインダクタンス、Ｃｑ
は浮遊キャパシタンス、Ｔｒは並列トランス，ＶＳＩは
電流制御形自励式インバータ、Ｅｄは直流電圧源，Ｌｆ
はフィルタリアクトル、ＡＶＲは直流電圧制御回路、Ｐ
ＷＭＣはパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）回路、をそれ
ぞれ示す。

【０２７３】無効電力補償装置は、並列トランスＴｒ
と、フィルタリアクトルＬｆと、電流制御形インバータ
ＶＳＩで構成され、送電線に任意の大きさと位相の補償
電流Ｉｏを送電線に供給する。

【０２７４】電流制御形インバータＶＳＩは、６個の自
己消弧素子（ＧＴＯ等）と当該素子に逆並列接続された
６個のダイオードで構成されている。インバータＶＳＩ
の出力電流Ｉｏは、電流検出器ＣＴｏにより検出され、
指令値Ｉｏｒと比較して、その偏差εを電流制御回路で
増幅する。その出力がＰＷＭ制御回路ＰＷＭＣに入力さ
れる電圧指令値ｖ＊となる。インバータはＰＷＭ制御に
より、電圧指令値ｖ＊に比例した電圧Ｖｉを出力する。
フィルタリアクトルＬｆは各相毎に設置され、インバー
タ出力電流Ｉｏの脈動を抑える役目をする。

【０２７５】このように、電流制御形インバータＶＳＩ
は、補償電流指令値Ｉｏｒに一致するように出力電流Ｉ
ｏを制御し、必要な補償電流Ｉｏを送電線に供給する。

【０２７６】電流制御形インバータＶＳＩの直流電圧源
Ｅｄとして、別電源を用意してもよいが、ここでは、直
流平滑コンデンサＣｄを用いてその電圧がほぼ一定にな
るように制御している。すなわち、当該直流平滑コンデ
ンサＣｄの印加電圧Ｅｄを検出し、指令値Ｅｄｒと比較
して、両者が一致させるようにフィードバック制御す
る。指令値Ｅｄｒに対し、実電圧Ｅｄが小さくなった場
合、その偏差は正の値となり、電圧制御回路ＡＶＲを介
して増幅される。ＡＶＲの出力Ｉｏｐは有効電流指令値
で、Ｅｄｒ＞Ｅｄの場合、偏差εｖは正で、Ｉｏｐ＞０
となり、有効電流を系統からとって、直流電圧Ｅｄを増
加させる。逆に、Ｅｄｒ＜Ｅｄとなった場合、偏差εｖ
は負の値となり、有効電流指令値Ｉｏｐは負の値とな
る。故に、有効電流を系統に放出し、直流電流Ｅｄは減
少する。このようにして、電流制御形インバータの直流
電圧Ｅｄをほぼ一定に制御することができる。

【０２７７】図中、Ｉｏｑは定常的な無効電流指令値
で、この値を調整することにより、送電線の浮遊キャパ
シタンスに流れる進み電流Ｉｑを打ち消すことができ
る。

【０２７８】図４０は、図３５のシステムの無効電力補
償装置のさらに別の実施の形態を示す構成図である。図
中、ＵＶＷは３相交流送電線、Ｌはそのインダクタン
ス、Ｃｑは浮遊キャパシタンス、Ｔｒは並列トランス、
ＬＣＩは他励式インバータ、ＤＣＬは直流リアクトル、
Ｋは比例要素、ＡＣＲは直流電流制御回路、ＰＨＣは位
相制御回路、をそれぞれ示す。

【０２７９】無効電力補償装置は、並列トランスＴｒ
と、他励式インバータＬＣＩで構成され、補償電流Ｉｏ
を送電線に供給する。

【０２８０】電流形他励式インバータＣＳＩは、６個の
サイリスタＳ１〜Ｓ６で構成され、位相制御により、Ｃ
ＳＩの直流側電圧Ｖｄを制御する。補償電流Ｉｏの大き
さは直流電流Ｉｄに比例し、系統の電圧に対する補償電
流の位相角αは、ＬＣＩの点弧制御角に一致する。

【０２８１】他励式インバータＬＣＩでは、電源電圧を
利用してサイリスタＳ１〜Ｓ６を自然転流させるため、
上記位相角αは０°〜１８０°の範囲で制御され、常に
遅れの電流Ｉｏをとることになる。

【０２８２】他励式インバータＬＣＩの直流電流源とし
て、直流リアクトルＤＣＬが接続され、当該直流リアク
トルＤＣＬに流れる電流Ｉｄを指令値Ｉｄｒに一致させ
るようにフィードバック制御を行う。すなわち、補償電
流指令値Ｉｏｑに比例した直流電流指令値Ｉｄｒを与
え、直流電流検出値Ｉｄと比較して、その偏差εを電流
制御回路ＡＣＲを介して増幅する。ＡＣＲの出力信号ｖ
ｄ＊は位相制御回路ＰＨＣに与えられ、位相制御によっ
て、当該信号ｖｄ＊に比例した直流電圧Ｖｄを発生させ
る。Ｉｄｒ＞Ｉｄの場合、偏差εは正で、ｖｄ＊＞０と
なって、直流電流Ｉｄを増加させる。逆に、Ｉｄｒ＜Ｉ
ｄとなった場合、偏差εは負の値となり、ｖｄ＊＜０と
なって、直流電流Ｉｄは減少する。このようにして、他
励式インバータＬＣＩの直流電流Ｉｄを指令値Ｉｄｒに
一致するように制御することができる。定常的には、ほ
ぼｖｄ＊＝０となり、補償電流Ｉｏの位相角は、ほぼα
＝９０°となって、遅れの補償電流となる。

【０２８３】図中、Ｉｏｑは定常的な無効電流指令値
で、この値を調整することにより、送電線の浮遊キャパ
シタンスに流れる進み電流Ｉｑを打ち消すことができ
る。

【０２８４】図４１は、請求項２４に関係するもので、
本発明の交流長距離送電システムの第１７の実施の形態
を示す構成図である。図中、Ｇは発電所、ＳＳは変電
所、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は送電線のインダクタンス、Ｃｑ
１，Ｃｑ２は送電線の浮遊キャパシタンス、ＳＶＧ１，
ＳＶＧ２は無効電力補償装置、ＳＣＧは直列補償装置、
ＳＷはバイパス回路、をそれぞれ示す。

【０２８５】送電線間および送電線とアース間には、浮
遊キャパシタンスがあり、送電距離が長くなると、それ
が無視できなくなる。浮遊キャパシタンスは分布定数で
あるが、ここでは、Ｃｑ１とＣｑ２の集中定数として表
わしている。また、送電線のインダクタンスもＬ１とＬ
２およびＬ３の３つに分けて示している。浮遊キャパシ
タンスＣｑ１，Ｃｑ２には進み電流Ｉｑ１，Ｉｑ２が流
れ、その進み電流を補償するために無効電力補償装置Ｓ
ＶＧ１、ＳＶＧ２を設置する。また、送電線のインダク
タンス分Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３を補償するために直列補償装
置ＳＣＧを設置している。

【０２８６】直列補償装置ＳＣＧは、送電線のインダク
タンスＬ１＋Ｌ２＋Ｌ３による電圧降下を補償するよう
に、次の補償電圧Ｖｏを出力する。

【数１９】Ｖｏ＝−ｊω（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）・Ｉ ただし、送電線のインダクタンスＬ１，Ｌ２，Ｌ３に同
じ電流Ｉが流れている場合に上記直列補償が有効に働
く。

【０２８７】上述したように、実際には送電線の浮遊キ
ャパシタンスは分布定数となっており、当該浮遊キャパ
シタンスに流れる進み電流により、上記送電線のインダ
クタンスＬ１，Ｌ２，Ｌ３に流れる電流は同じにはなら
ない。

【０２８８】ここでは、２つの無効電力補償装置ＳＶＧ
１，ＳＶＧ２を用い、それを分割して配置する。故に、
無効電力補償装置ＳＶＧ１は送電線の浮遊キャパシタン
スＣｑ１に流れる進み電流Ｉｑ１を補償し、また、無効
電力補償装置ＳＶＧ２は送電線の浮遊キャパシタンスＣ
ｑ２に流れる進み電流Ｉｑ２を補償する。これにより、
送電線に流れる電流Ｉを均一化でき、上記直列補償装置
ＳＣＧによる送電線のインダクタンス分の補償が有効に
作用するようになる。無効電力補償装置の分割数を増や
せばさらに送電電流Ｉの均一化が図れる。これにより、
送電線の等価的なリアクタンスを調整することができ、
長距離送電線の送電能力を大幅に向上させることが可能
となる。

【０２８９】送電線の地絡事故等により過電流が発生し
た場合、直列補償装置ＳＣＧに並列接続されたバイパス
回路SWを閉じて、過電流がバイパス回路ＳＷに流れるよ
うにする。これにより、送電線のリアクタンスＸ＝ω
（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）は元の値にもどり、過電流が増大
するのを防止できる。また、直列補償装置への過電流を
防止でき、システムの信頼性を高めることができる。

【０２９０】図４２は、請求項２５〜請求項２７に関係
するもので、本発明の交流長距離送電システムの第１８
の実施の形態を示す構成図である。図中、Ｇは発電所、
ＳＳは変電所、Ｌ１，Ｌ２は送電線のインダクタンス、
Ｃｑ１，Ｃｑ２は送電線の浮遊キャパシタンス、ＳＶＧ
は無効電力補償装置、ＣＡＰは直列コンデンサ、ＣＶＧ
は補償電圧発生装置、ＳＷ１，ＳＷ２はバイパス回路、
ＣＳＩは電流形インバータ、ＰＤは電力検出器、ＣＯＮ
Ｔ１はＣＶＧの制御回路、ＣＯＮＴ２はＣＳＩの制御回
路をそれぞれ示す。

【０２９１】送電線間および送電線とアース間には、浮
遊キャパシタンスがあり、送電距離が長くなると、それ
が無視できなくなる。浮遊キャパシタンスは分布定数で
あるが、ここでは、Ｃｑ１とＣｑ２の集中定数として表
わしている。また、送電線のインダクタンスもＬ１とＬ
２の２つに分けて示している。浮遊キャパシタンスＣｑ
１，Ｃｑ２には進み電流Ｉｑが流れ、その進み電流を補
償するために無効電力補償装置ＳＶＧを設置する。ま
た、送電線のインダクタンス分Ｌ１＋Ｌ２を補償するた
めに直列コンデンサＣＡＰと、補償電圧発生装置ＣＶＧ
を設置している。

【０２９２】直列コンデンサＣＡＰは、送電線のインダ
クタンスＬ１＋Ｌ２の大部分を打ち消すようにその容量
が決められる。また、補償電圧発生装置ＣＶＧは送電線
の等価リアクタンスを調整し、電力動揺を抑制するよう
に補償電圧Ｖｏを発生させる。送電線の等価リアクタン
スがゼロになるように補償した場合、定常状態での補償
電圧Ｖｏは次式のように表わされる。ただし、Ｃは直列
コンデンサＣＡＰの容量、Ｉは送電線に流れている電流
とする。

【数２０】 Ｖｏ＝−ｊＩ｛ω（Ｌ１＋Ｌ２）−１／（ωＣ）｝ また、無効電力補償装置ＳＶＧは、浮遊キャパシタンス
Ｃｑ１とＣｑ２に流れる進み電流Ｉｑに対し、それを打
ち消す補償電流Ｉｏを流す。これにより、送電側の電流
と受電側の電流がほぼ等しくなり、上記直列コンデンサ
ＣＡＰおよび補償電圧発生装置ＣＶＧが有効に働くよう
になる。

【０２９３】これにより、送電線の等価的なリアクタン
スを調整することができ、長距離送電線の送電能力を大
幅に向上させることが可能となる。

【０２９４】送電線の地絡事故等により過電流が発生し
た場合、直列コンデンサＣＡＰのバイパス回路ＳＷ１
と、補償電圧発生装置ＳＣＧに並列接続されたバイパス
回路ＳＷ２を閉じて、過電流がバイパス回路ＳＷ１とＳ
Ｗ２に流れるようにする。これにより、送電線のリアク
タンスＸ＝ω（Ｌ１＋Ｌ２）は元の値にもどり、過電流
が増大するのを防止できる。また、直列コンデンサＣＡ
Ｐ及び補償電圧発生装置ＣＶＧへの過電流を防止でき、
システムの信頼性を高めることができる。

【０２９５】地絡事故等の影響により、送電線の電力が
変動した場合、電力検出器ＰＤで、送電線の有効電力Ｐ
と無効電力Ｑの変動分ΔＰ，ΔＱを検出して、補償電圧
発生装置ＣＶＧの出力電圧Ｖｏを制御する。具体的に
は、有効電力変動分ΔＰに応じて送電線の電流Ｉｒに直
交する成分の補償電圧Ｖｏｑを制御し、また、無効電力
変動分ΔＱに応じて送電線の電流Ｉｒと同相（又は逆
相）成分の補償電圧Ｖｏｐを制御することにより、いち
早く電力動揺を抑えることができる。この場合でも、無
効電力補償装置ＳＶＧが浮遊キャパシタンスに流れる進
み電流Ｉｑを打ち消すようにして、上記補償電圧発生装
置ＣＶＧの動作を助けている。

【０２９６】図４３は、図４２のシステムの動作を説明
するための電圧電流ベクトル図を示す。図４３において
（ａ）と（ｂ）は、無効電力補償装置無しの送電線等価
回路と、電圧電流ベクトル図を示す。また、（ｃ）と
（ｄ）は、無効電力補償装置を入れた場合の送電線の等
価回路と、電圧電流ベクトル図を示す。

【０２９７】図中、Ｖｓは送電側の電圧、Ｖｒは受電側
の電圧、Ｌは送電線のインダクタンス、Ｃは直列コンデ
ンサ、Ｉは送電側の電流、Ｉｒは受電側の電流、Ｖｏは
補償電圧発生装置の出力電圧、Ｉｑは送電線の浮遊キャ
パシタンスに流れる進み電流、Ｉｏは無効電力補償装置
から発生する補償電流、ωは電源角周波数をそれぞれ示
す。

【０２９８】図４３（ｂ）のベクトル図において、送電
線の浮遊キャパシタンスＣｑに進み電流Ｉｑが流れるこ
とにより、受電側の電流Ｉｒと送電側の電流Ｉが異なっ
てくる。図４３（ａ）のような等価回路を想定すると、
送電線のインダクタンスＬによる電圧降下ｊωＬ・Ｉ
は、電流Ｉにほぼ直交することになる。

【０２９９】一方、送電電圧Ｖｓと受電電圧Ｖｒをほぼ
一致させるために、送電線のインダクタンスＬによる電
圧降下分を直列コンデンサＣと補償電圧発生装置ＣＶＧ
で打ち消すように補償する。そのためには、補償電圧発
生装置から補償電圧Ｖｏとして、

【数２１】Ｖｏ＝−ｊωＬ・Ｉ−Ｉｒ／（ｊωＣ） を出力する必要がある。この場合、直列コンデンサＣに
流れる電流は受電側の電流Ｉｒであるため、送電線のイ
ンダクタンス分Ｌを有効に打ち消すことができなくな
る。

【０３００】この結果、補償電圧発生装置の出力電圧Ｖ
ｏは、受電側の電流Ｉｒに対して位相が９０°よりずれ
てしまうため、定常的に有効電力を補償電圧装置から供
給（あるいは回生）しなければならない。従って、補償
電圧発生装置にエネルギー供給源（あるいはエネルギー
回生源）が必要になり、装置が大型化し、高価になる。

【０３０１】図４３（ｄ）のベクトル図において、浮遊
キャパシタンスに流れる進み電流Ｉｑを打ち消すように
無効電力補償装置ＳＶＧから補償電流Ｉｏを供給する。
その結果、送電側の電流Ｉと受電側の電流Ｉｒが等しく
なり、送電線のインダクタンス分Ｌを直列コンデンサＣ
で有効に打ち消すことができる。この結果、補償電圧発
生装置ＣＶＧから出力する補償電圧Ｖｏは小さくなり、
かつ、当該電圧ベクトルＶｏは、Ｉ＝Ｉｒベクトルに直
交するようになる。従って、補償電圧装置ＣＶＧの容量
は小さくて済み、かつ、ＣＶＧがやりとりする有効電力
は定常的にはゼロとなり、エネルギー供給源（あるいは
エネルギー回生源）を持たなくても済むことになる。

【０３０２】これにより、送電線の送電能力を向上さ
せ、かつ、補償電圧発生装置ＣＶＧの負担を軽減して、
より経済的な交流長距離送電システムを提供できる。

【０３０３】図４４は、請求項２８に関係するもので、
本発明の交流長距離送電システムの第１９の実施の形態
を示す構成図である。図中、Ｇは発電所、ＳＳは変電
所、Ｌ１，Ｌ２は送電線のインダクタンス、Ｃｑ１，Ｃ
ｑ２は送電線の浮遊キャパシタンス、ＳＶＧ１，ＳＶＧ
２は無効電力補償装置、ＣＡＰ１，ＣＡＰ２は直列コン
デンサ、ＣＶＧは補償電圧発生装置、をそれぞれ示す。

【０３０４】送電線間および送電線とアース間には、浮
遊キャパシタンスがあり、送電距離が長くなると、それ
が無視できなくなる。浮遊キャパシタンスは分布定数で
あるが、ここでは、Ｃｑ１とＣｑ２の集中定数として表
わしている。また、送電線のインダクタンスもＬ１とＬ
２の２つに分けて示している。浮遊キャパシタンスＣｑ
１，Ｃｑ２には進み電流Ｉｑ１，Ｉｑ２が流れ、その進
み電流を補償するために無効電力補償装置ＳＶＧ１、Ｓ
ＶＧ２を設置する。また、送電線のインダクタンス分Ｌ
１とＬ２を補償するためにそれぞれ直列コンデンサＣＡ
Ｐ１とＣＡＰ２を分割して設置している。さらに、送電
線全体の等価リアクタンスを調整し、かつ、電力動揺を
抑えるため補償電圧発生装置ＣＶＧを設置している。

【０３０５】ここでは、まず、２つの無効電力補償装置
ＳＶＧ１，ＳＶＧ２を用い、それを分割して配置する。
故に、無効電力補償装置ＳＶＧ１は送電線の浮遊キャパ
シタンスＣｑ１に流れる進み電流Ｉｑ１を補償し、ま
た、無効電力補償装置ＳＶＧ２は送電線の浮遊キャパシ
タンスＣｑ２に流れる進み電流Ｉｑ２を補償する。

【０３０６】次に、直列コンデンサＣＡＰ１とＣＡＰ２
を、それぞれ前記無効電力補償装置ＳＶＧ１とＳＶＧ２
の直後に分割して設置する。この結果、送電線のインダ
クタンスＬ１に流れる電流と、直列コンデンサＣＡＰ１
に流れる電流がほぼ一致し、また、送電線のインダクタ
ンスＬ２に流れる電流と、直列コンデンサＣＡＰ２に流
れる電流がほぼ一致するようになる。故に、直列コンデ
ンサＣＡＰ１とＣＡＰ２は送電線のインダクタンスＬ
１，Ｌ２を有効に補償することができ、補償電圧発生装
置ＣＶＧの容量を大幅に低減できる。

【０３０７】無効電力補償装置および直列コンデンサの
分割数を増やせばさらに送電電流Ｉの均一化が図れ、送
電線全体の等価リアクタンスを有効に調整することがで
き、長距離送電線の送電能力を大幅に向上させることが
可能となる。

【０３０８】図４５は、請求項２９および請求項３０に
関係するもので、本発明の交流長距離送電システムの第
２０の実施の形態を示す構成図である。図中、Ｇは発電
所、ＳＳは変電所、Ｌ１，Ｌ２は送電線のインダクタン
ス、Ｃｑ１，Ｃｑ２は送電線の浮遊キャパシタンス、Ｓ
ＶＧは無効電力補償装置、ＣＡＰは直列コンデンサ、Ｃ
ＩＧは補償電流発生装置、ＳＷはバイパス回路、ＣＳＩ
は電流形インバータ、ＰＤは電力検出器、ＣＯＮＴ１は
ＣＩＧの制御回路、ＣＯＮＴ２はＣＳＩの制御回路をそ
れぞれ示す。

【０３０９】送電線間および送電線とアース間には、浮
遊キャパシタンスがあり、送電距離が長くなると、それ
が無視できなくなる。浮遊キャパシタンスは分布定数で
あるが、ここでは、Ｃｑ１とＣｑ２の集中定数として表
わしている。また、送電線のインダクタンスもＬ１とＬ
２の２つに分けて示している。浮遊キャパシタンスＣｑ
１，Ｃｑ２には進み電流Ｉｑが流れ、その進み電流を補
償するために無効電力補償装置ＳＶＧを設置する。ま
た、送電線のインダクタンス分Ｌ１＋Ｌ２を補償するた
めに直列コンデンサＣＡＰと、補償電流発生装置ＣＩＧ
を設置している。

【０３１０】直列コンデンサＣＡＰは、送電線のインダ
クタンスＬ１＋Ｌ２の大部分を打ち消すようにその容量
が決められる。また、補償電流発生装置ＣＩＧは、直列
コンデンサＣＡＰに並列接続され、当該コンデンサＣＡ
Ｐに補償電流Ｉｃを供給する。直列コンデンサＣＡＰの
印加電圧Ｖｏは、送電線に流れる電流Ｉと上記補償電流
Ｉｃの和によって決定される。

【０３１１】当該直列コンデンサＣＡＰの印加電圧Ｖｏ
を調整することにより、送電線の等価リアクタンスを調
整し、電力動揺を抑制する。送電線の等価リアクタンス
がゼロになるように補償した場合、定常状態での直列コ
ンデンサＣＡＰの印加電圧Ｖｏは次式のように表わされ
る。ただし、Ｃは直列コンデンサＣＡＰの容量、Ｉは送
電線に流れている電流とする。

【数２２】Ｖｏ＝−ｊω（Ｌ１＋Ｌ２）・Ｉ＝（Ｉ＋Ｉ
ｃ）／（ｊωＣ） また、無効電力補償装置ＳＶＧは、浮遊キャパシタンス
Ｃｑ１とＣｑ２に流れる進み電流Ｉｑに対し、それを打
ち消す補償電流Ｉｏを流す。これにより、送電側の電流
と受電側の電流がほぼ等しくなり、上記送電線に流れる
電流Ｉと直列コンデンサＣＡＰに流れる電流がほぼ一致
するようになり、補償電流発生装置ＣＩＧの容量が低減
できる。

【０３１２】これにより、送電線の等価的なリアクタン
スを調整することができ、長距離送電線の送電能力を大
幅に向上させることが可能となる。

【０３１３】送電線の地絡事故等により過電流が発生し
た場合、直列コンデンサＣＡＰに並列接続されたバイパ
ス回路ＳＷを閉じて、過電流がバイパス回路ＳＷに流れ
るようにする。これにより、送電線のリアクタンスＸ＝
ω（Ｌ１＋Ｌ２）は元の値にもどり、過電流が増大する
のを防止できる。また、直列コンデンサＣＡＰ及び補償
電流発生装置ＣＩＧへの過電流を防止でき、システムの
信頼性を高めることができる。

【０３１４】また、地絡事故等の影響により、送電線の
電力が変動した場合、電力検出器ＰＤで、送電線の有効
電力Ｐと無効電力Ｑの変動分ΔＰ，ΔＱを検出して、補
償電流発生装置ＣＩＧの出力電流Ｉｃを制御する。具体
的には、有効電力変動分ΔＰに応じて送電線の電流Ｉｒ
と同相成分（または逆相成分）の補償電流Ｉｏｑを制御
し、また、無効電力変動分ΔＱに応じて送電線の電流Ｉ
ｒに直交する成分の補償電流Ｉｏｐを制御することによ
り、いち早く電力動揺を抑えることができる。この場合
でも、無効電力補償装置ＳＶＧが浮遊キャパシタンスに
流れる進み電流Ｉｑを打ち消すようにして、上記補償電
流発生装置ＣＩＧの動作を助けている。

【０３１５】図４６は、図４５のシステムの動作を説明
するための電圧電流ベクトル図を示す。図４６におい
て、（ａ）と（ｂ）は、無効電力補償装置無しの送電線
等価回路と、電圧電流ベクトル図を示す。また、（ｃ）
と（ｄ）は、無効電力補償装置を入れた場合の送電線の
等価回路と、電圧電流ベクトル図を示す。

【０３１６】図中、Ｖｓは送電側の電圧、Ｖｒは受電側
の電圧、Ｌは送電線のインダクタンス、Ｃは直列コンデ
ンサ、Ｉは送電側の電流、Ｉｒは受電側の電流、Ｉｃは
補償電流発生装置の出力電流、Ｉｑは送電線の浮遊キャ
パシタンスに流れる進み電流、Ｉｏは無効電力補償装置
から発生する補償電流、ωは電源角周波数をそれぞれ示
す。

【０３１７】図４６（ｂ）のベクトル図において、送電
線の浮遊キャパシタンスＣｑに進み電流Ｉｑが流れるこ
とにより、受電側の電流Ｉｒと送電側の電流Ｉが異なっ
てくる。図４６（ａ）のような等価回路を想定すると、
送電線のインダクタンスＬによる電圧降下ｊωＬ・Ｉ
は、電流Ｉにほぼ直交することになる。

【０３１８】一方、送電電圧Ｖｓと受電電圧Ｖｒをほぼ
一致させるために、送電線のインダクタンスＬによる電
圧降下分を直列コンデンサＣと補償電流発生装置ＣＩＧ
で打ち消すように補償する。そのためには、直列コンデ
ンサの印加電圧Ｖｏとして、

【数２３】 Ｖｏ＝（Ｉｒ＋Ｉｃ）／（ｊωＣ）＝−ｊωＬ・Ｉ を出力する必要がある。この場合、直列コンデンサＣに
流れる電流Ｉｒは受電側の電流であるため、送電線のイ
ンダクタンス分Ｌを有効に打ち消すことができなくな
る。

【０３１９】この結果、補償電流発生装置の出力電流Ｉ
ｃは、

【数２４】Ｉｃ＝ωＣ・ωＬ・Ｉ−Ｉｒ となり、仮に、１／（ωＣ）＝ωＬに選んだとすると、
Ｉｃ＝Ｉ−Ｉｒとなる。この電流は送電線の浮遊キャパ
シタンスＣｑに流れる進み電流Ｉｑと一致し、定常的に
補償電流発生装置ＣＩＧからこの電流を供給する必要が
ある。また、この補償電流Ｉｃは、直列コンデンサＣＡ
Ｐの印加電圧に対して、同相（または逆相）に近くな
り、定常的に有効電力を補償電流装置から供給（あるい
は回生）しなければならない。従って、補償電流発生装
置にエネルギー供給源（あるいはエネルギー回生源）が
必要になり、装置が大型化し、高価になる。

【０３２０】これに対し、図４６（ｄ）のベクトル図で
は、浮遊キャパシタンスに流れる進み電流Ｉｑを打ち消
すように無効電力補償装置ＳＶＧから補償電流Ｉｏを供
給する。その結果、送電側の電流Ｉと受電側の電流Ｉｒ
が等しくなり、送電線のインダクタンス分Ｌを直列コン
デンサＣで有効に打ち消すことができるようになる。こ
の結果、補償電流発生装置ＣＩＧから出力する補償電流
Ｉｃは小さくなり、かつ、当該電流ベクトルＩｃは、Ｉ
＝Ｉｒベクトルに同相（または逆相）になり、直列コン
デンサＣＡＰの印加電圧Ｖｏに対して直交した成分とな
る。従って、補償電流装置ＣＩＧの容量は小さくて済
み、かつ、ＣＩＧがやりとりする有効電力は定常的には
ゼロとなり、エネルギー供給源（あるいはエネルギー回
生源）を持たなくても済むことになる。

【０３２１】これにより、送電線の送電能力を向上さ
せ、かつ、補償電流発生装置ＣＩＧの負担を軽減して、
より経済的な交流長距離送電システムを提供できる。

【０３２２】図４７は、請求項３１，請求項３２および
請求項３４に関係するもので、本発明の交流長距離送電
システムの第２１の実施の形態を示す構成図である。図
中、Ｇは発電所、ＳＳは変電所、Ｌ１，Ｌ２は送電線の
インダクタンス、Ｃｑ１，Ｃｑ２は送電線の浮遊キャパ
シタンス、ＳＶＧは無効電力補償装置、ＣＡＰは主直列
コンデンサ、ＣＡＰａは補助直列コンデンサ、ＣＩＧは
補償電流発生装置、ＳＷ，ＳＷａはバイパス回路、ＣＳ
Ｉは電流形インバータ、ＰＤは電力検出器、ＣＯＮＴ１
はＣＩＧの制御回路、ＣＯＮＴ２はＣＳＩの制御回路を
それぞれ示す。

【０３２３】送電線間および送電線とアース間には、浮
遊キャパシタンスがあり、送電距離が長くなると、それ
が無視できなくなる。浮遊キャパシタンスは分布定数で
あるが、ここでは、Ｃｑ１とＣｑ２の集中定数として表
わしている。また、送電線のインダクタンスもＬ１とＬ
２の２つに分けて示している。浮遊キャパシタンスＣｑ
１，Ｃｑ２には進み電流Ｉｑが流れ、その進み電流を補
償するために無効電力補償装置ＳＶＧを設置する。ま
た、送電線のインダクタンス分Ｌ１＋Ｌ２を補償するた
めに主直列コンデンサＣＡＰと、補助直列コンデンサＣ
ＡＰａおよび補償電流発生装置ＣＩＧを設置している。

【０３２４】主直列コンデンサＣＡＰは、送電線のイン
ダクタンスＬ１＋Ｌ２の大部分を打ち消すようにその容
量が決められる。また、補償電流発生装置ＣＩＧは、補
助直列コンデンサＣＡＰａに並列接続され、当該コンデ
ンサＣＡＰａに補償電流Ｉｃを供給する。補助直列コン
デンサＣＡＰａの印加電圧Ｖｏは、送電線に流れる電流
Ｉと上記補償電流Ｉｃの和によって決定される。

【０３２５】当該補助直列コンデンサＣＡＰａの印加電
圧Ｖｏを調整することにより、送電線の等価リアクタン
スを調整し、電力動揺を抑制する。送電線の等価リアク
タンスがゼロになるように補償した場合、定常状態での
補助直列コンデンサＣＡＰａの印加電圧Ｖｏは次式のよ
うに表わされる。ただし、Ｃは主直列コンデンサＣＡＰ
の容量、Ｃａは補助直列コンデンサＣＡＰａの容量、Ｉ
は送電線に流れている電流とする。

【数２５】 Ｖｏ＝−ｊＩ｛ω（Ｌ１＋Ｌ２）−１／（ωＣ）｝ ＝（Ｉ＋Ｉｃ）／（ｊωＣａ）

【０３２６】また、無効電力補償装置ＳＶＧは、浮遊キ
ャパシタンスＣｑ１とＣｑ２に流れる進み電流Ｉｑに対
し、それを打ち消す補償電流Ｉｏを流す。これにより、
送電側の電流と受電側の電流がほぼ等しくなり、上記送
電線に流れる電流Ｉと、主直列コンデンサＣＡＰおよび
補助直列コンデンサＣＡＰａに流れる電流がほぼ一致す
るようになり、補償電流発生装置ＣＩＧの容量が低減で
きる。

【０３２７】これにより、送電線の等価的なリアクタン
スを調整することができ、長距離送電線の送電能力を大
幅に向上させることが可能となる。送電線の地絡事故等
により過電流が発生した場合、主直列コンデンサＣＡＰ
に並列接続されたバイパス回路ＳＷと、補助直列コンデ
ンサに並列接続されたバイパス回路ＳＷａを閉じて、過
電流が当該バイパス回路ＳＷ，ＳＷａに流れるようにす
る。これにより、送電線のリアクタンスＸ＝ω（Ｌ１＋
Ｌ２）は元の値にもどり、過電流が増大するのを防止で
きる。また、主直列コンデンサＣＡＰと、補助直列コン
デンサＣＡＰａ及び補償電流発生装置ＣＩＧへの過電流
を防止でき、システムの信頼性を高めることができる。

【０３２８】地絡事故等の影響により、送電線の電力が
変動した場合、電力検出器ＰＤで、送電線の有効電力Ｐ
と無効電力Ｑの変動分ΔＰ，ΔＱを検出して、補償電流
発生装置ＣＩＧの出力電流Ｉｃを制御する。具体的に
は、有効電力変動分ΔＰに応じて送電線の電流Ｉｒと同
相成分（または逆相成分）の補償電流Ｉｏｑを制御し、
また、無効電力変動分ΔＱに応じて送電線の電流Ｉｒに
直交する成分の補償電流Ｉｏｐを制御することにより、
いち早く電力動揺を抑えることができる。この場合で
も、無効電力補償装置ＳＶＧが浮遊キャパシタンスに流
れる進み電流Ｉｑを打ち消すようにして、上記補償電流
発生装置ＣＩＧの動作を助けている。

【０３２９】図４８は、図４７のシステムの動作を説明
するための電圧電流ベクトル図を示す。図中、Ｖｓは送
電側の電圧、Ｖｒは受電側の電圧、Ｌは送電線のインダ
クタンス、Ｃは主直列コンデンサ、Ｃａは補助直列コン
デンサ、Ｉは送電側の電流、Ｉｒは受電側の電流、Ｉｃ
は補償電流発生装置の出力電流、Ｉｑは送電線の浮遊キ
ャパシタンスに流れる進み電流、Ｉｏは無効電力補償装
置から発生する補償電流、ωは電源角周波数をそれぞれ
示す。

【０３３０】図４８（ｂ）のベクトル図において、浮遊
キャパシタンスに流れる進み電流Ｉｑを打ち消すように
無効電力補償装置ＳＶＧから補償電流Ｉｏを供給する。
その結果、送電側の電流Ｉと受電側の電流Ｉｒが等しく
なり、送電線のインダクタンス分Ｌを主直列コンデンサ
Ｃおよび補助直列コンデンサＣａで有効に打ち消すこと
ができるようになる。この結果、補償電流発生装置ＣＩ
Ｇから出力する補償電流Ｉｃは小さくなり、かつ、当該
電流ベクトルＩｃは、Ｉ＝Ｉｒベクトルに同相（または
逆相）になり、補助直列コンデンサＣａの印加電圧Ｖｏ
に対して直交した成分となる。従って、補償電流装置Ｃ
ＩＧの容量は小さくて済み、かつ、ＣＩＧがやりとりす
る有効電力は定常的にはゼロとなり、エネルギー供給源
（あるいはエネルギー回生源）を持たなくても済むこと
になる。

【０３３１】これにより、送電線の送電能力を向上さ
せ、かつ、補償電流発生装置ＣＩＧの負担を軽減して、
より経済的な交流長距離送電システムを提供できる。

【０３３２】図４９は、請求項３３に関係するもので、
本発明の交流長距離送電システムの第２２の実施の形態
を示す構成図である。図中、Ｇは発電所、ＳＳは変電
所、Ｌ１，Ｌ２は送電線のインダクタンス、Ｃｑ１，Ｃ
ｑ２は送電線の浮遊キャパシタンス、ＳＶＧ１，ＳＶＧ
２は無効電力補償装置、ＣＡＰ１，ＣＡＰ２は主直列コ
ンデンサ、ＣＡＰａは補助直列コンデンサ、ＣＩＧは補
償電流発生装置、をそれぞれ示す。

【０３３３】送電線間および送電線とアース間には、浮
遊キャパシタンスがあり、送電距離が長くなると、それ
が無視できなくなる。送電線の浮遊キャパシタンスは分
布定数であるが、ここでは、Ｃｑ１とＣｑ２の集中定数
として表わしている。また、送電線のインダクタンスも
Ｌ１とＬ２の２つに分けて示している。浮遊キャパシタ
ンスＣｑ１，Ｃｑ２には進み電流Ｉｑ１，Ｉｑ２が流
れ、その進み電流を補償するために無効電力補償装置Ｓ
ＶＧ１、ＳＶＧ２を設置する。また、送電線のインダク
タンス分Ｌ１とＬ２を補償するためにそれぞれ主直列コ
ンデンサをＣＡＰ１とＣＡＰ２に分割して設置してい
る。さらに、送電線全体の等価リアクタンスを調整し、
かつ、電力動揺を抑えるため補助直列コンデンサＣａ
と、補償電流発生装置ＣＩＧを設置している。

【０３３４】ここでは、まず、２つの無効電力補償装置
ＳＶＧ１，ＳＶＧ２を用い、それを分割して配置する。
故に、無効電力補償装置ＳＶＧ１は送電線の浮遊キャパ
シタンスＣｑ１に流れる進み電流Ｉｑ１を補償し、ま
た、無効電力補償装置ＳＶＧ２は送電線の浮遊キャパシ
タンスＣｑ２に流れる進み電流Ｉｑ２を補償する。

【０３３５】次に、主直列コンデンサＣＡＰ１とＣＡＰ
２を、それぞれ前記無効電力補償装置ＳＶＧ１とＳＶＧ
２の直後に分割して設置する。この結果、送電線のイン
ダクタンスＬ１に流れる電流と、主直列コンデンサＣＡ
Ｐ１に流れる電流がほぼ一致し、また、送電線のインダ
クタンスＬ２に流れる電流と、主直列コンデンサＣＡＰ
２に流れる電流がほぼ一致するようになる。故に、主直
列コンデンサＣＡＰ１とＣＡＰ２は送電線のインダクタ
ンスＬ１，Ｌ２を有効に補償することができ、補助直列
コンデンサＣＡＰａおよび補償電流発生装置ＣＩＧの容
量を大幅に低減できる。

【０３３６】無効電力補償装置および直列コンデンサの
分割数を増やせばさらに送電電流Ｉの均一化が図れ、送
電線全体の等価リアクタンスを有効に調整することがで
き、長距離送電線の送電能力を大幅に向上させることが
可能となる。

【０３３７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の交流送電
システムでは、複数の変電所を介した長距離送電が可能
になり、当該各変電所から負荷をとることもでき、直流
送電では困難であった複数系統との連系ができる。ま
た、既設の送電線を活用でき、各送電線の送電能力を格
段に向上させることが可能となる。さらに、電力動揺に
対してもそれを速やかに抑制することができるようにな
り、経済的で、かつ、信頼性の高い交流送電システムを
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の交流長距離送電システムの第１の実施
の形態を示す構成図。

【図２】図１のシステムにおける直列補償装置の実施の
形態を示す構成図。

【図３】図１のシステムの動作を説明するための電圧電
流のベクトル図。

【図４】図１のシステムの電力動揺抑制動作を説明する
ための電圧電流ベクトル図。

【図５】図２の直列補償装置の制御動作を説明するため
の電圧電流ベクトル図。

【図６】本発明の交流長距離送電システムの第２の実施
の形態を示す構成図。

【図７】本発明の交流長距離送電システムの第３の実施
の形態を示す構成図。

【図８】本発明の交流長距離送電システムの第４の実施
の形態を示す構成図。

【図９】本発明の交流長距離送電システムの第５の実施
の形態を示す構成図。

【図１０】本発明の直列補償装置の制御方式の実施の形
態を示す構成図。

【図１１】図１０のシステムの動作を説明するための特
性図。

【図１２】本発明の直列補償装置の別の実施の形態を示
す構成図。

【図１３】本発明の交流長距離送電システムの第６の実
施の形態を示す構成図。

【図１４】図１３のシステムの直列補償装置の実施の形
態を示す構成図。

【図１５】図１３のシステムの動作を説明するための電
圧電流ベクトル図。

【図１６】本発明の交流長距離送電システムの第７の実
施の形態を示す構成図。

【図１７】図１６のシステムの直列補償装置の実施の形
態を示す構成図。

【図１８】図１６のシステムの動作を説明するための電
圧電流ベクトル図。

【図１９】図１６のシステムの直列補償装置の別の実施
の形態を示す構成図。

【図２０】図１９の装置の動作を説明するための電圧電
流ベクトル図。

【図２１】図１６のシステムの直列補償装置のさらに別
の実施の形態を示す構成図。

【図２２】図１６のシステムの直列補償装置のさらにま
た別の実施の形態を示す構成図。

【図２３】本発明の交流長距離送電システムの第８の実
施の形態を示す構成図。

【図２４】図２３のシステムの直列補償装置の実施の形
態を示す構成図。

【図２５】図２３のシステムの動作を説明するための電
圧電流ベクトル図。

【図２６】図２３のシステムの直列補償装置の別の実施
の形態を示す構成図。

【図２７】本発明の交流長距離送電システムの第９の実
施の形態を示す構成図。

【図２８】図２７のシステムの動作を説明するための電
圧電流ベクトル図。

【図２９】本発明の交流長距離送電システムの第１０の
実施の形態を示す構成図。

【図３０】本発明の交流長距離送電システムの第１１の
実施の形態を示す構成図。

【図３１】本発明の交流長距離送電システムの第１２の
実施の形態を示す構成図。

【図３２】本発明の交流長距離送電システムの第１３の
実施の形態を示す構成図。

【図３３】本発明の交流長距離送電システムの第１４の
実施の形態を示す構成図。

【図３４】本発明の交流長距離送電システムの第１５の
実施の形態を示す構成図。

【図３５】本発明の交流長距離送電システムの第１６の
実施の形態を示す構成図。

【図３６】図３５のシステムの無効電力補償装置の実施
の形態を示す構成図。

【図３７】図３５のシステムの動作を説明するための電
圧電流ベクトル図。

【図３８】図３５のシステムの電力動揺抑制動作を説明
するための電圧電流ベクトル図。

【図３９】図３５のシステムの無効電力補償装置の別の
実施の形態を示す構成図。

【図４０】図３５のシステムの無効電力補償装置のさら
に別の実施の形態を示す構成図。

【図４１】本発明の交流長距離送電システムの第１７の
実施の形態を示す構成図。

【図４２】本発明の交流長距離送電システムの第１８の
実施の形態を示す構成図。

【図４３】図４２のシステムの動作を説明するための電
圧電流ベクトル図。

【図４４】本発明の交流長距離送電システムの第１９の
実施の形態を示す構成図。

【図４５】本発明の交流長距離送電システムの第２０の
実施の形態を示す構成図。

【図４６】図４５のシステムの動作を説明するための電
圧電流ベクトル図。

【図４７】本発明の交流長距離送電システムの第２１の
実施の形態を示す構成図。

【図４８】図４７のシステムの動作を説明するための電
圧電流ベクトル図。

【図４９】本発明の交流長距離送電システムの第２２の
実施の形態を示す構成図。

【図５０】従来の直流送電システムと交流送電システム
を示す構成図。

【図５１】従来の交流送電システムの特性図。

【符号の説明】

Ｇ…発電所 ＳＳ１〜ＳＳ５…変電所 ＬＯＡＤ１〜ＬＯＡＤ４…負荷 ＳＣＧ１〜ＳＣＧ４…直列補償装置 Ｘ１〜Ｘ４…リアクタンス Ｕ，Ｖ，Ｗ…３相交流送電線 Ｌ…送電線のインダクタンス分 Ｔｒ…直列トランス ＶＳＩ…電圧形ＰＷＭ制御インバータ Ｅｄ…直流電圧源 ＣＴ…電流検出器 ＰＴ…電圧検出器 ＤＰＤ…電力検出器 ＤＰＣＮＴ…電力変動抑制制御回路 ＡＶＲ…電圧制御回路 ＰＷＭＣ…パルス幅変調制御回路 ＰＤ…電力検出器 ＦＸ…関数発生器 ＶＲＥＦ…補償電圧設定器 ＶＣＮＴ…電圧制御回路 ＳＷu 、ＳＷv 、ＳＷw …バイパス回路 ＯＣＴ…過電流検出器 Ｃ１〜Ｃ４…直列コンデンサ ＣＶＧ１、ＣＶＧ２…補償電圧発生装置 ＣＡＰ…直列コンデンサ ＣＩＧ１、ＣＩＧ２…補償電流発生装置 ＣＳＩ…電流形ＰＷＭ制御インバータ ＤＣＬ…直流電流源 Ｃｆ…フィルタコンデンサ ＡＣＲ…電流制御回路 ＬＣＩ…他励式インバータ Ｋ…比例要素 ＰＨＣ…位相制御回路 ＶＳＩ…電流制御形インバータ Ｌｆ…フィルタリアクトル Ｃａ１、Ｃａ２…補助直列コンデンサ ＣＡＰ…主直列コンデンサ ＣＡＰａ…補助直列コンデンサ ＳＷ１〜ＳＷ４…バイパス回路 Ｌ１，Ｌ２…インダクタンス Ｃｑ１，Ｃｐ２…浮遊キャパシタンス ＳＶＧ…無効電力補償装置 ＣＳＩ…電流形自励式インバータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 肇 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 繁田 正昭 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 水谷 麻美 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 門田 行生 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (34)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の変電所を介して送電される交流電
   力系統において、当該変電所間の送電線の等価的なリア
   クタンスを調整し、電力動揺を抑制するための補償電圧
   を発生する直列補償装置を前記電力系統に少なくとも１
   つ以上具備したことを特徴とする交流送電システム。
2. 【請求項２】 前記直列補償装置は、隣接する送電線の
   リアクタンスを含めて調整するようにしたことを特徴と
   する請求項１記載の交流送電システム。
3. 【請求項３】 複数の変電所を介して送電される電力系
   統において、送電経路の全ての各変電所間を結ぶ送電線
   の等価的なリアクタンスがほぼゼロになるように補償電
   圧を発生させる直列補償装置を具備したことを特徴とす
   る交流送電システム。
4. 【請求項４】 複数の変電所を介して送電される電力系
   統において、当該変電所間を結ぶ送電線の中で、送電線
   のパーセントリアクタンス％ＸＩが大きいものを選択
   し、当該送電線の等価的なリアクタンスを小さくするよ
   うに補償電圧を発生させる直列補償装置を具備したこと
   を特徴とする交流送電システム。
5. 【請求項５】 複数の変電所を介して送電される電力系
   統において、当該変電所間を結ぶ送電線の中で、送電線
   のリアクタンスＸと当該送電線に流れる電力潮流量Ｐと
   の積が大きいものを選択し、当該送電線の等価的なリア
   クタンスを小さくするように補償電圧を発生させる直列
   補償装置を具備したことを特徴とする交流送電システ
   ム。
6. 【請求項６】 前記直列補償装置は、前記送電線の有効
   電力と無効電力変動分を検知する手段を具備し、当該有
   効電力変動分に応じて送電線に流れている電流と直交す
   る成分の補償電圧を調整し、かつ、前記無効電力変動分
   に応じて送電線に流れている電流と同相成分の補償電圧
   を調整することにより、電力系統の電力動揺を抑えるよ
   うにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいず
   れかに記載の交流送電システム。
7. 【請求項７】 前記直列補償装置は、前記送電線の電力
   潮流量を検知し、当該電力潮流量に応じて前記送電線の
   等価的なリアクタンスを調整する手段を備えたことを特
   徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の交流
   送電システム。
8. 【請求項８】 前記直列補償装置は、前記送電線の地絡
   事故等により過電流が発生した場合、当該過電流をバイ
   パスさせる回路を具備したことを特徴とする請求項１乃
   至請求項７のいずれかに記載の交流送電システム。
9. 【請求項９】 前記直列補償装置は、直列変圧器と、当
   該変圧器の２次側に接続された電圧形自励式インバータ
   で構成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項８の
   いずれかに記載の交流送電システム。
10. 【請求項１０】 前記直列補償装置は、直列コンデンサ
    と、当該直列コンデンサに直列接続された補償電圧発生
    装置とからなることを特徴とする請求項１乃至請求項８
    のいずれかに記載の交流送電システム。
11. 【請求項１１】 前記直列補償装置は、直列コンデンサ
    と、当該直列コンデンサに並列に接続された補償電流発
    生装置とからなることを特徴とする請求項１乃至請求項
    ８のいずれかに記載の交流送電システム。
12. 【請求項１２】 前記直列補償装置は、主直列コンデン
    サと、当該主直列コンデンサに直列接続された補助直列
    コンデンサと、当該補助直列コンデンサに並列に接続さ
    れた補償電流発生装置とからなることを特徴とする請求
    項１乃至請求項８のいずれかに記載の交流送電システ
    ム。
13. 【請求項１３】 複数の変電所を介して送電される電力
    系統において、各変電所間の送電線のインダクタンス分
    の大部分を打ち消すため、当該送電線に直列に接続され
    た複数の直列コンデンサと、前記送電線のリアクタンス
    を調整し、電力動揺を抑制するため補償電圧を発生する
    補償電圧発生装置と、を具備したことを特徴とする交流
    送電システム。
14. 【請求項１４】 複数の変電所を介して送電される電力
    系統において、各変電所間の送電線のインダクタンス分
    の大部分を打ち消すため、当該送電線に直列に接続され
    た複数の直列コンデンサと、当該直列コンデンサのいず
    れかに直列接続され、前記送電線の電力動揺を抑制する
    ため補償電圧を発生する補償電圧発生装置と、を具備し
    たことを特徴とする交流送電システム。
15. 【請求項１５】 前記複数の直列コンデンサおよび補償
    電圧発生装置は、前記電送電線の地絡事故等により過電
    流が発生した場合、当該過電流をバイパスさせる回路を
    具備したことを特徴とする請求項１３および請求項１４
    に記載の交流送電システム。
16. 【請求項１６】 複数の変電所を介して送電される電力
    系統において、各変電所間の送電線のインダクタンス分
    の大部分を打ち消すため、当該送電線に直列に接続され
    た複数の直列コンデンサと、当該直列コンデンサのいず
    れかに並列接続され、前記送電線の電力動揺を抑制する
    ため補償電流を発生する補償電流発生装置と、を具備し
    たことを特徴とする交流送電システム。
17. 【請求項１７】 前記複数の直列コンデンサは、前記送
    電線の地絡事故等により過電流が発生した場合、当該過
    電流をバイパスさせる回路を具備したことを特徴とする
    請求項１６に記載の交流送電システム。
18. 【請求項１８】 複数の変電所を介して送電される電力
    系統において、各変電所間の送電線のインダクタンス分
    の大部分を打ち消すため、当該送電線に直列に接続され
    た複数の主直列コンデンサと、当該主直列コンデンサの
    いずれかに直列に接続された補助直列コンデンサと、当
    該補助直列コンデンサに並列に接続された補償電流発生
    装置と、を具備したことを特徴とする交流送電システ
    ム。
19. 【請求項１９】 前記複数の主直列コンデンサおよび補
    助直列コンデンサは、前記送電線の地絡事故等により過
    電流が発生した場合、当該過電流をバイパスさせる回路
    を具備したことを特徴とする請求項１８に記載の交流送
    電システム。
20. 【請求項２０】 交流送電線と、当該送電線の等価的な
    リアクタンスを調整するため補償電圧を発生する直列補
    償装置と、前記送電線の浮遊キャパシタンスに流れる無
    効電流または高調波電流を補償する無効電力補償装置
    と、を具備したことを特徴とする交流送電システム。
21. 【請求項２１】 交流送電線と、当該送電線の等価的な
    インダクタンスがほぼゼロになるように補償電圧を発生
    する直列補償装置と、前記送電線の浮遊キャパシタンス
    に流れる無効電流または高調波電流を補償する無効電力
    補償装置と、を具備したことを特徴とする交流送電シス
    テム。
22. 【請求項２２】 前記直列補償装置は、前記送電線の電
    力変動分を検知し、当該電力変動を抑制する電力動揺抑
    制手段を備えたことを特徴とする請求項２０または請求
    項２１に記載の交流送電システム。
23. 【請求項２３】 前記直列補償装置は、前記送電線の地
    絡事故等により過電流が発生した場合、当該過電流をバ
    イパスさせる回路を具備したことを特徴とする請求項２
    ０乃至請求項２２のいずれかに記載の交流送電システ
    ム。
24. 【請求項２４】 前記直列補償装置または前記無効電力
    補償装置は、前記送電線に複数個所に分割して配置した
    ことを特徴とする請求項２０乃至請求項２３のいずれか
    に記載の交流送電システム。
25. 【請求項２５】 交流送電線と、当該送電線のインダク
    タンス分の大部分を打ち消すため当該送電線に直列に接
    続された直列コンデンサと、当該直列コンデンサに直列
    に接続された補償電圧発生装置と、前記送電線の浮遊イ
    ンダクタンスに流れる無効電流または高調波電流を補償
    する無効電力補償装置と、を具備したことを特徴とする
    交流送電システム。
26. 【請求項２６】 前記直列コンデンサおよび前記補償電
    圧発生装置は、前記送電線の地絡事故等により過電流が
    発生した場合、当該過電流をバイパスさせる回路を具備
    したことを特徴とする請求項２５に記載の交流送電シス
    テム。
27. 【請求項２７】 前記補償電圧発生装置は、前記送電線
    の電力変動分を検知し、当該電力変動を抑制する電力動
    揺抑制手段を備えたことを特徴とする請求項２５または
    請求項２６に記載の交流送電システム。
28. 【請求項２８】 前記直列コンデンサまたは無効電力補
    償装置は、前記送電線に複数個所に分割して配置したこ
    とを特徴とする請求項２５または請求項２６に記載の交
    流送電システム。
29. 【請求項２９】 交流送電線と、当該送電線のインダク
    タンス分の大部分を打ち消すため、当該送電線に直列に
    接続された直列コンデンサと、当該直列コンデンサに並
    列に接続された補償電流発生装置と、前記送電線の浮遊
    インダクタンスに流れる無効電流または高調波電流を補
    償する無効電力補償装置と、を具備したことを特徴とす
    る交流送電システム。
30. 【請求項３０】 前記直列コンデンサは、前記送電線の
    地絡事故等により過電流が発生した場合、当該過電流を
    バイパスさせる回路を具備したことを特徴とする請求項
    ２９に記載の交流送電システム。
31. 【請求項３１】 交流送電線と、当該送電線のインダク
    タンス分の大部分を打ち消すため、当該送電線に直列に
    接続された主直列コンデンサと、当該主直列コンデンサ
    に直列に接続された補助直列コンデンサと、当該補助直
    列コンデンサに並列に接続された補償電流発生装置と、
    前記送電線の浮遊インダクタンスに流れる無効電流また
    は高調波電流を補償する無効電力補償装置と、を具備し
    たことを特徴とする交流送電システム。
32. 【請求項３２】 前記主直列コンデンサおよび補助直列
    コンデンサは、前記送電線の地絡事故等により過電流が
    発生した場合、当該過電流をバイパスさせる回路を具備
    したことを特徴とする請求項３１に記載の交流送電シス
    テム。
33. 【請求項３３】 前記主直列コンデンサまたは無効電力
    補償装置は、前記送電線に複数個所に分割して配置した
    ことを特徴とする請求項３１または請求項３２に記載の
    交流送電システム。
34. 【請求項３４】 前記補償電流発生装置は、前記送電線
    の電力変動分を検知し、当該電力変動を抑制する手段を
    備えたことを特徴とする請求項２９乃至請求項３３のい
    ずれかに記載の交流送電システム。