JPH11299105A - 電力調相装置及び送電システム - Google Patents
電力調相装置及び送電システムInfo
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- JPH11299105A JPH11299105A JP10307309A JP30730998A JPH11299105A JP H11299105 A JPH11299105 A JP H11299105A JP 10307309 A JP10307309 A JP 10307309A JP 30730998 A JP30730998 A JP 30730998A JP H11299105 A JPH11299105 A JP H11299105A
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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
- H02J3/1807—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using series compensators, e.g. thyristor-controlled series capacitors [TCSC]
- H02J3/1814—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using series compensators, e.g. thyristor-controlled series capacitors [TCSC] having reactive elements actively controlled by bridge converters, e.g. unified power flow controllers [UPFC] or controlled series voltage compensators
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- 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
- Y02E40/10—Flexible AC transmission systems [FACTS]
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の問題点を解決する為には素子の容量を
増加する必要があるが、それには大きくかつ高価な部品
を必要とし、装置自体も大型化、コスト高になるという
課題点があった。 【解決手段】 トランスレス無効電力直列補償装置３を
有する少なくとも１台の調相ユニットＣＵを備えた電力
調相装置において、前記調相ユニットが、前記トランス
レス無効電力直列補償装置の出力端子間に接続された交
流スイッチ１８を有する。 【効果】 本装置を小型化できる。
増加する必要があるが、それには大きくかつ高価な部品
を必要とし、装置自体も大型化、コスト高になるという
課題点があった。 【解決手段】 トランスレス無効電力直列補償装置３を
有する少なくとも１台の調相ユニットＣＵを備えた電力
調相装置において、前記調相ユニットが、前記トランス
レス無効電力直列補償装置の出力端子間に接続された交
流スイッチ１８を有する。 【効果】 本装置を小型化できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電力送電システ
ムの安定化、即ち調相を行うために用いられるフレキシ
ブルＡＣトランスミッションシステム（以下、ＦＡＣＴ
Ｓと呼ぶ）機器に関するものであり、特にトランスレス
無効電力直列補償装置を適用した電力調相装置とその電
力調相装置を使用した送電システムに関するものであ
る。
ムの安定化、即ち調相を行うために用いられるフレキシ
ブルＡＣトランスミッションシステム（以下、ＦＡＣＴ
Ｓと呼ぶ）機器に関するものであり、特にトランスレス
無効電力直列補償装置を適用した電力調相装置とその電
力調相装置を使用した送電システムに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、自己消弧型半導体素子、例えばゲ
ートターンオフサイリスタ（以下、ＧＴＯと呼ぶ）や、
ゲート転流型ターンオフサイリスタ（以下、ＧＣＴと呼
ぶ）、更には絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以
下、ＩＧＢＴと呼ぶ）等を用いた電力変換装置、即ちイ
ンバータによる電力系統の安定化が計画されている。こ
のようにインバータを用いて連続的、かつ効率的に電力
系統を制御するシステムはＦＡＣＴＳと呼ばれている。
ートターンオフサイリスタ（以下、ＧＴＯと呼ぶ）や、
ゲート転流型ターンオフサイリスタ（以下、ＧＣＴと呼
ぶ）、更には絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以
下、ＩＧＢＴと呼ぶ）等を用いた電力変換装置、即ちイ
ンバータによる電力系統の安定化が計画されている。こ
のようにインバータを用いて連続的、かつ効率的に電力
系統を制御するシステムはＦＡＣＴＳと呼ばれている。
【０００３】従来の電力調相装置及び送電システムにつ
いて図面を参照しながら説明する。図１２は、従来の送
電システムの構成を示す図である。
いて図面を参照しながら説明する。図１２は、従来の送
電システムの構成を示す図である。
【０００４】図１２において、１ａ及び１ｂは交流電力
システム、２ａ及び２ｂは送電線、３はトランスレス無
効電力直列補償装置あるいはその機能を有する調相ユニ
ット（ＣＵ）、４は開閉器である。
システム、２ａ及び２ｂは送電線、３はトランスレス無
効電力直列補償装置あるいはその機能を有する調相ユニ
ット（ＣＵ）、４は開閉器である。
【０００５】ＦＡＣＴＳ機器の一例としてトランスレス
無効電力直列補償装置（以下、直列補償装置と呼ぶ）が
ある。図１２はその適用例を示す図である。図１２に示
すように、直列補償装置３は、２つの交流電力システム
１ａ、１ｂを接続する送電線２ａ、２ｂに直列に接続さ
れる。
無効電力直列補償装置（以下、直列補償装置と呼ぶ）が
ある。図１２はその適用例を示す図である。図１２に示
すように、直列補償装置３は、２つの交流電力システム
１ａ、１ｂを接続する送電線２ａ、２ｂに直列に接続さ
れる。
【０００６】図１３は、従来の直列補償装置の基本構成
を示す図である。この基本構成図は「Transformerless
Reactive Series Compensators with Voltage Sourse I
nverters」Proceedings of the Power Conversion Conf
erence (PCC) -Nagaoka 1997, pp.197-202において提案
されている。
を示す図である。この基本構成図は「Transformerless
Reactive Series Compensators with Voltage Sourse I
nverters」Proceedings of the Power Conversion Conf
erence (PCC) -Nagaoka 1997, pp.197-202において提案
されている。
【０００７】図１３において、５ａから５ｄまでは自己
消弧型半導体素子、６ａから６ｄまでは自己消弧型半導
体素子５ａ〜５ｄに逆並列接続されるフリーホールダイ
オード、７は自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄとフリー
ホイールダイオード６ａ〜６ｄと直流コンデンサ８とに
よって構成される単相インバータ、９ａ及び９ｂはフィ
ルタリアクトル、１０はフィルタコンデンサ、１１はフ
ィルタリアクトル９ａ及び９ｂとフィルタコンデンサ１
０によって構成されるフィルタ回路である。
消弧型半導体素子、６ａから６ｄまでは自己消弧型半導
体素子５ａ〜５ｄに逆並列接続されるフリーホールダイ
オード、７は自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄとフリー
ホイールダイオード６ａ〜６ｄと直流コンデンサ８とに
よって構成される単相インバータ、９ａ及び９ｂはフィ
ルタリアクトル、１０はフィルタコンデンサ、１１はフ
ィルタリアクトル９ａ及び９ｂとフィルタコンデンサ１
０によって構成されるフィルタ回路である。
【０００８】ここで、例えば自己消弧型半導体素子５ａ
とフリーホイールダイオード６ａは個別に記載してい
る。しかしながら、最近ではフリーホイールダイオード
の機能を内蔵した逆導通型自己消弧型半導体素子も開発
されている。これを適用した場合にはフリーホイールダ
イオード６ａは省略可能である。
とフリーホイールダイオード６ａは個別に記載してい
る。しかしながら、最近ではフリーホイールダイオード
の機能を内蔵した逆導通型自己消弧型半導体素子も開発
されている。これを適用した場合にはフリーホイールダ
イオード６ａは省略可能である。
【０００９】図１３に示すように、直列補償装置３を構
成する単相インバータ７は、変圧器を用いることなく直
接、直列に送電線２ａ、２ｂに接続される。なお、フィ
ルタ回路１１は、単相インバータ７がＰＷＭ制御（パル
ス幅変調制御）されることから発生する高調波による系
統電圧、系統電流の波形歪みを低減するための回路であ
る。従って、自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄのスイッ
チング周波数が十分に高く設定できる場合には、フィル
タ回路１１は小型化され、更には省略されることも可能
である。また、フィルタリアクトル９ａ、９ｂは必ずし
も分割する必要はなく、いずれか１つを用いても良い。
成する単相インバータ７は、変圧器を用いることなく直
接、直列に送電線２ａ、２ｂに接続される。なお、フィ
ルタ回路１１は、単相インバータ７がＰＷＭ制御（パル
ス幅変調制御）されることから発生する高調波による系
統電圧、系統電流の波形歪みを低減するための回路であ
る。従って、自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄのスイッ
チング周波数が十分に高く設定できる場合には、フィル
タ回路１１は小型化され、更には省略されることも可能
である。また、フィルタリアクトル９ａ、９ｂは必ずし
も分割する必要はなく、いずれか１つを用いても良い。
【００１０】直列補償装置３は新しいＦＡＣＴＳ機器手
段として提案されたものであるが、まだ実用化には至っ
てはいない。このような特殊な接続、即ち送電線２ａ、
２ｂと単相インバータ７との直列接続を行う場合には、
その単相インバータ７を含めた直列補償装置３の起動停
止方法などは無視できない重要な問題となる。幾つかの
問題を具体的な例を用いて説明する。
段として提案されたものであるが、まだ実用化には至っ
てはいない。このような特殊な接続、即ち送電線２ａ、
２ｂと単相インバータ７との直列接続を行う場合には、
その単相インバータ７を含めた直列補償装置３の起動停
止方法などは無視できない重要な問題となる。幾つかの
問題を具体的な例を用いて説明する。
【００１１】まず、図１２に示す２つの離れた交流電力
システム１ａ、１ｂを送電線２ａ、２ｂによって接続す
る場合を考える。ここで、送電線２ａ、２ｂとしては４
００ｋＶ、５００ｋｍ程度の高圧、長距離送電線を仮定
する。
システム１ａ、１ｂを送電線２ａ、２ｂによって接続す
る場合を考える。ここで、送電線２ａ、２ｂとしては４
００ｋＶ、５００ｋｍ程度の高圧、長距離送電線を仮定
する。
【００１２】通常、このような送電線２ａ、２ｂの等価
回路は良く知られている様に、図１４に示すような内部
抵抗１２ａ、１２ｂと、内部インダクタンス１３ａ、１
３ｂと、寄生容量１４とからなる分布定数回路１５で表
現できる。寄生容量１４は、送電線２ａ、２ｂと対地Ｇ
ＮＤ間に主として存在する。分布定数回路１５の分割数
は任意に選定できる。この様な長距離送電線２ａ、２ｂ
を開閉器４を用いて接続した直後には、定格系統電流よ
りもはるかに大きな電流が流れる。これは、図１４に示
す送電線２ａ、２ｂの内部インダクタンス１３ａ、１３
ｂと寄生容量１４との共振現象によって生じる系統動揺
によるものである。この系統動揺は、２つの交流電力シ
ステム１ａ、１ｂの電圧位相差が大きいほど増幅され
る。
回路は良く知られている様に、図１４に示すような内部
抵抗１２ａ、１２ｂと、内部インダクタンス１３ａ、１
３ｂと、寄生容量１４とからなる分布定数回路１５で表
現できる。寄生容量１４は、送電線２ａ、２ｂと対地Ｇ
ＮＤ間に主として存在する。分布定数回路１５の分割数
は任意に選定できる。この様な長距離送電線２ａ、２ｂ
を開閉器４を用いて接続した直後には、定格系統電流よ
りもはるかに大きな電流が流れる。これは、図１４に示
す送電線２ａ、２ｂの内部インダクタンス１３ａ、１３
ｂと寄生容量１４との共振現象によって生じる系統動揺
によるものである。この系統動揺は、２つの交流電力シ
ステム１ａ、１ｂの電圧位相差が大きいほど増幅され
る。
【００１３】次に、この過電流に関する問題を図１３に
示す構成要素だけで解決することを試みる。
示す構成要素だけで解決することを試みる。
【００１４】直列補償装置３を送電線２ａ、２ｂに直列
接続した場合には、この送電線２ａ、２ｂを流れる過電
流は図１３に示す単相インバータ７に流れるか、あるい
はフィルタコンデンサ１０を充電する。この過電流を単
相インバータ７に直接流すことを許した場合には、単相
インバータ７を構成する自己消弧型半導体素子５ａ〜５
ｄはこの過電流を遮断する必要がある。なぜならこの過
電流によって直流コンデンサ８が過充電されることを防
ぐ必要があるからである。従って自己消弧型半導体素子
５ａ〜５ｄの遮断電流定格を過剰に増加しなければなら
ない。
接続した場合には、この送電線２ａ、２ｂを流れる過電
流は図１３に示す単相インバータ７に流れるか、あるい
はフィルタコンデンサ１０を充電する。この過電流を単
相インバータ７に直接流すことを許した場合には、単相
インバータ７を構成する自己消弧型半導体素子５ａ〜５
ｄはこの過電流を遮断する必要がある。なぜならこの過
電流によって直流コンデンサ８が過充電されることを防
ぐ必要があるからである。従って自己消弧型半導体素子
５ａ〜５ｄの遮断電流定格を過剰に増加しなければなら
ない。
【００１５】一方、自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄを
動作させないで、この過電流をフィルタコンデンサ１０
に直接流すことを許した場合を考える。
動作させないで、この過電流をフィルタコンデンサ１０
に直接流すことを許した場合を考える。
【００１６】この場合には、フィルタコンデンサ１０は
その過電流により交流的に過充電される。従って、フィ
ルタコンデンサ１０の定格電圧を大きく設計する必要が
ある。また、単相インバータ７はフリーホイールダイオ
ード６ａ〜６ｄを持つため、この過電圧により直流コン
デンサ８が充電される。なぜなら、この時、単相インバ
ータ７はダイオード整流回路として動作することができ
るからである。この直流コンデンサ８の電圧上昇を抑制
するためには直流コンデンサ８の静電容量の増加など追
加的な対策が必要となる。
その過電流により交流的に過充電される。従って、フィ
ルタコンデンサ１０の定格電圧を大きく設計する必要が
ある。また、単相インバータ７はフリーホイールダイオ
ード６ａ〜６ｄを持つため、この過電圧により直流コン
デンサ８が充電される。なぜなら、この時、単相インバ
ータ７はダイオード整流回路として動作することができ
るからである。この直流コンデンサ８の電圧上昇を抑制
するためには直流コンデンサ８の静電容量の増加など追
加的な対策が必要となる。
【００１７】また、従来の直列補償装置を示す論文は、
図１５に示すように、直列補償装置として機能する調相
ユニット（以下、ユニットと呼ぶ）ＣＵ１からＣＵ３ま
でを直列接続してなる多重直列補償装置１６を導入する
ことにより、更に大きな調相能力を持たせることを提案
している。
図１５に示すように、直列補償装置として機能する調相
ユニット（以下、ユニットと呼ぶ）ＣＵ１からＣＵ３ま
でを直列接続してなる多重直列補償装置１６を導入する
ことにより、更に大きな調相能力を持たせることを提案
している。
【００１８】各ユニットＣＵ１〜ＣＵ３の構成は、図１
３に示す構成と同じものである。ここで、あるユニット
内の単相インバータ７が故障した場合を考える。多重直
列補償装置１６は、交流電力システム１ａ、１ｂを調相
する役割だけに限らず、電力を送電線２ａから送電線２
ｂに、あるいはその逆方向に受け渡す役割を同時に持つ
ため、簡単に運転を停止できない。従って、多重直列補
償装置１６は、継続運転機能を持つ必要がある。しかし
ながら、図１５に示す多重直列補償装置１６において継
続運転を考慮した場合、故障を起こした単相インバータ
７は完全に停止できない。なぜなら、全てのユニットＣ
Ｕ１〜ＣＵ３は送電線２ａ、２ｂに対して直列接続され
ているため、故障を起こした単相インバータ７にも系統
電流を流し続ける必要があるからである。例えば、故障
した単相インバータ７の全ての自己消弧型半導体素子５
ａ〜５ｄはオン状態を保ち、単相インバータ７の出力端
子を短絡させることで系統電流を単相インバータ７を介
して連続的に流すなどの対策が必要となる。
３に示す構成と同じものである。ここで、あるユニット
内の単相インバータ７が故障した場合を考える。多重直
列補償装置１６は、交流電力システム１ａ、１ｂを調相
する役割だけに限らず、電力を送電線２ａから送電線２
ｂに、あるいはその逆方向に受け渡す役割を同時に持つ
ため、簡単に運転を停止できない。従って、多重直列補
償装置１６は、継続運転機能を持つ必要がある。しかし
ながら、図１５に示す多重直列補償装置１６において継
続運転を考慮した場合、故障を起こした単相インバータ
７は完全に停止できない。なぜなら、全てのユニットＣ
Ｕ１〜ＣＵ３は送電線２ａ、２ｂに対して直列接続され
ているため、故障を起こした単相インバータ７にも系統
電流を流し続ける必要があるからである。例えば、故障
した単相インバータ７の全ての自己消弧型半導体素子５
ａ〜５ｄはオン状態を保ち、単相インバータ７の出力端
子を短絡させることで系統電流を単相インバータ７を介
して連続的に流すなどの対策が必要となる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
の直列補償装置を実際の交流電力システムに適用するに
は大きな課題がある。即ち、離れた交流電力システム１
ａ、１ｂの連系時に生じる過電流を直列補償装置３を構
成する単相インバータ７に流すためには、単相インバー
タ７を構成する自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄの遮断
電流定格を増加する必要がある。また、フィルタコンデ
ンサ１０に流すためにはフィルタコンデンサ１０の静電
容量や直流コンデンサ８の静電容量を増加する必要があ
る。これは大きくかつ高価な部品を必要とし、装置自体
も大型化、コスト高になるという問題点があった。
の直列補償装置を実際の交流電力システムに適用するに
は大きな課題がある。即ち、離れた交流電力システム１
ａ、１ｂの連系時に生じる過電流を直列補償装置３を構
成する単相インバータ７に流すためには、単相インバー
タ７を構成する自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄの遮断
電流定格を増加する必要がある。また、フィルタコンデ
ンサ１０に流すためにはフィルタコンデンサ１０の静電
容量や直流コンデンサ８の静電容量を増加する必要があ
る。これは大きくかつ高価な部品を必要とし、装置自体
も大型化、コスト高になるという問題点があった。
【００２０】さらに、複数の調相ユニットを有する多重
直列補償装置１６は、あるユニット内部の単相インバー
タ７が故障しても運転を継続する機能を持つ必要があ
る。しかしながら、従来の多重直列補償装置１６では故
障した単相インバータ７にも連続的に系統電流を流し続
けなければならないため、故障した単相インバータ７を
交流電力システム１ａ、１ｂから切り離すことができな
いという問題点があった。
直列補償装置１６は、あるユニット内部の単相インバー
タ７が故障しても運転を継続する機能を持つ必要があ
る。しかしながら、従来の多重直列補償装置１６では故
障した単相インバータ７にも連続的に系統電流を流し続
けなければならないため、故障した単相インバータ７を
交流電力システム１ａ、１ｂから切り離すことができな
いという問題点があった。
【００２１】この発明は、前述した問題点を解決するた
めになされたもので、単相インバータに過剰な電流責務
を負わせない円滑な起動停止方法と、高信頼度な継続運
転機能とを有する直列補償装置を備えた電力調相装置
と、その電力調相装置を備えた送電システムを得ること
を目的とする。
めになされたもので、単相インバータに過剰な電流責務
を負わせない円滑な起動停止方法と、高信頼度な継続運
転機能とを有する直列補償装置を備えた電力調相装置
と、その電力調相装置を備えた送電システムを得ること
を目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電力調相
装置は、トランスレス無効電力直列補償装置を有する少
なくとも１台の調相ユニットを備えた電力調相装置にお
いて、前記調相ユニットが、前記トランスレス無効電力
直列補償装置の出力端子間に接続された交流スイッチを
有するものである。
装置は、トランスレス無効電力直列補償装置を有する少
なくとも１台の調相ユニットを備えた電力調相装置にお
いて、前記調相ユニットが、前記トランスレス無効電力
直列補償装置の出力端子間に接続された交流スイッチを
有するものである。
【００２３】また、この発明に係る電力調相装置は、さ
らに、前記交流スイッチに流れる電流のゼロクロスにお
いて前記交流スイッチを消弧するための交流スイッチ制
御手段を有するものである。
らに、前記交流スイッチに流れる電流のゼロクロスにお
いて前記交流スイッチを消弧するための交流スイッチ制
御手段を有するものである。
【００２４】また、この発明に係る電力調相装置は、前
記調相ユニットが、さらに、前記交流スイッチにかかる
電圧のゼロクロスにおいて前記交流スイッチを点弧する
ための交流スイッチ制御手段を有するものである。
記調相ユニットが、さらに、前記交流スイッチにかかる
電圧のゼロクロスにおいて前記交流スイッチを点弧する
ための交流スイッチ制御手段を有するものである。
【００２５】また、この発明に係る電力調相装置は、前
記交流スイッチが、互いに逆並列接続された少なくとも
２個のサイリスタを持つものである。
記交流スイッチが、互いに逆並列接続された少なくとも
２個のサイリスタを持つものである。
【００２６】また、この発明に係る電力調相装置は、前
記トランスレス無効電力直列補償装置が、前記出力端子
に接続された単相インバータを持つものである。
記トランスレス無効電力直列補償装置が、前記出力端子
に接続された単相インバータを持つものである。
【００２７】また、この発明に係る電力調相装置は、前
記単相インバータが、フィルタ回路を介して前記出力端
子に接続されるものである。
記単相インバータが、フィルタ回路を介して前記出力端
子に接続されるものである。
【００２８】また、この発明に係る電力調相装置は、複
数台の調相ユニットが前記トランスレス無効電力直列補
償装置の出力端子において直列に接続され、さらに、前
記複数台の調相ユニットを選択的に制御するための継続
運転制御手段を備えたものである。
数台の調相ユニットが前記トランスレス無効電力直列補
償装置の出力端子において直列に接続され、さらに、前
記複数台の調相ユニットを選択的に制御するための継続
運転制御手段を備えたものである。
【００２９】また、この発明に係る電力調相装置は、前
記調相ユニットが、前記トランスレス無効電力直列補償
装置の故障を検出し、前記継続運転制御手段に故障検出
信号を出力するための故障検出手段を有するものであ
る。
記調相ユニットが、前記トランスレス無効電力直列補償
装置の故障を検出し、前記継続運転制御手段に故障検出
信号を出力するための故障検出手段を有するものであ
る。
【００３０】また、この発明に係る電力調相装置は、前
記調相ユニットが、さらに、前記交流スイッチにかかる
電圧のゼロクロスにおいて前記交流スイッチを点弧する
ための交流スイッチ制御手段を有し、前記トランスレス
無効電力直列補償装置が、前記出力端子に接続された単
相インバータを持ち、前記継続運転制御手段が、前記故
障検出手段が前記故障検出信号を出力した調相ユニット
の交流スイッチ制御手段に運転停止指令を出力し、前記
交流スイッチ制御手段が、前記交流スイッチを点弧さ
せ、その後に前記単相インバータと前記出力端子との間
に挿入された少なくとも２つのスイッチを開放すること
により前記出力端子から前記単相インバータを切り離す
ものである。
記調相ユニットが、さらに、前記交流スイッチにかかる
電圧のゼロクロスにおいて前記交流スイッチを点弧する
ための交流スイッチ制御手段を有し、前記トランスレス
無効電力直列補償装置が、前記出力端子に接続された単
相インバータを持ち、前記継続運転制御手段が、前記故
障検出手段が前記故障検出信号を出力した調相ユニット
の交流スイッチ制御手段に運転停止指令を出力し、前記
交流スイッチ制御手段が、前記交流スイッチを点弧さ
せ、その後に前記単相インバータと前記出力端子との間
に挿入された少なくとも２つのスイッチを開放すること
により前記出力端子から前記単相インバータを切り離す
ものである。
【００３１】また、この発明に係る電力調相装置は、前
記トランスレス無効電力直列補償装置が、前記出力端子
に接続され、直流コンデンサを含む単相インバータを持
ち、前記継続運転制御手段が、前記直流コンデンサの電
圧を設定するための直流電圧指令設定手段を有するもの
である。
記トランスレス無効電力直列補償装置が、前記出力端子
に接続され、直流コンデンサを含む単相インバータを持
ち、前記継続運転制御手段が、前記直流コンデンサの電
圧を設定するための直流電圧指令設定手段を有するもの
である。
【００３２】また、この発明に係る電力調相装置は、前
記調相ユニットが、前記トランスレス無効電力直列補償
装置の故障を検出し、前記継続運転制御手段に故障検出
信号を出力するための故障検出手段を有し、前記直流電
圧指令設定手段が、前記故障検出信号に基づいて故障し
たトランスレス無効電力直列補償装置の台数を数えるた
めの故障台数計数手段を含み、前記故障したトランスレ
ス無効電力直列補償装置の台数に従って前記直流コンデ
ンサの直流電圧を設定するものである。
記調相ユニットが、前記トランスレス無効電力直列補償
装置の故障を検出し、前記継続運転制御手段に故障検出
信号を出力するための故障検出手段を有し、前記直流電
圧指令設定手段が、前記故障検出信号に基づいて故障し
たトランスレス無効電力直列補償装置の台数を数えるた
めの故障台数計数手段を含み、前記故障したトランスレ
ス無効電力直列補償装置の台数に従って前記直流コンデ
ンサの直流電圧を設定するものである。
【００３３】また、この発明に係る電力調相装置は、前
記直流電圧指令設定手段が、さらに、前記故障台数計数
手段により計数される前記故障したトランスレス無効電
力直列補償装置の台数を入力し前記台数に応じた直流電
圧補正指令を出力するための直流電圧指令補正手段と、
予め設定された直流電圧指令と前記直流電圧補正指令を
加算し、前記故障したトランスレス無効電力直列補償装
置の台数に応じて補正された直流電圧指令を直流電圧制
御手段に出力するための加算手段とを含むものである。
記直流電圧指令設定手段が、さらに、前記故障台数計数
手段により計数される前記故障したトランスレス無効電
力直列補償装置の台数を入力し前記台数に応じた直流電
圧補正指令を出力するための直流電圧指令補正手段と、
予め設定された直流電圧指令と前記直流電圧補正指令を
加算し、前記故障したトランスレス無効電力直列補償装
置の台数に応じて補正された直流電圧指令を直流電圧制
御手段に出力するための加算手段とを含むものである。
【００３４】また、この発明に係る電力調相装置は、前
記直流電圧指令補正手段が、ｘを前記故障したトランス
レス無効電力直列補償装置の台数、ｎをトランスレス無
効電力直列補償装置の全台数、Ｖｄｃを前記予め設定さ
れた直流電圧指令である場合に、出力電圧（ｘ・Ｖｄｃ
／（ｎ−ｘ））を出力し、前記加算手段が、前記出力電
圧を前記予め設定された直流電圧指令に加算するもので
ある。
記直流電圧指令補正手段が、ｘを前記故障したトランス
レス無効電力直列補償装置の台数、ｎをトランスレス無
効電力直列補償装置の全台数、Ｖｄｃを前記予め設定さ
れた直流電圧指令である場合に、出力電圧（ｘ・Ｖｄｃ
／（ｎ−ｘ））を出力し、前記加算手段が、前記出力電
圧を前記予め設定された直流電圧指令に加算するもので
ある。
【００３５】また、この発明に係る電力調相装置は、前
記調相ユニットが、前記交流スイッチ制御手段に接続さ
れ、前記出力端子に流れる系統電流を検出する電流検出
手段を有するものである。
記調相ユニットが、前記交流スイッチ制御手段に接続さ
れ、前記出力端子に流れる系統電流を検出する電流検出
手段を有するものである。
【００３６】また、この発明に係る電力調相装置は、前
記調相ユニットが、前記交流スイッチ制御手段に接続さ
れ、前記出力端子間に現れる電圧を検出する電圧検出手
段を有するものである。
記調相ユニットが、前記交流スイッチ制御手段に接続さ
れ、前記出力端子間に現れる電圧を検出する電圧検出手
段を有するものである。
【００３７】また、この発明に係る電力調相装置は、前
記フィルタ回路が、前記出力端子間に直列に接続された
コンデンサと、前記出力端子の各々と前記単相インバー
タとの間に接続された２つのリアクトルとを含み、前記
交流スイッチが、前記コンデンサに並列に接続されるも
のである。
記フィルタ回路が、前記出力端子間に直列に接続された
コンデンサと、前記出力端子の各々と前記単相インバー
タとの間に接続された２つのリアクトルとを含み、前記
交流スイッチが、前記コンデンサに並列に接続されるも
のである。
【００３８】さらに、この発明に係る電力調相装置は、
前記単相インバータが，自己消弧型半導体素子とフリー
ホイールダイオードとを含むものである。
前記単相インバータが，自己消弧型半導体素子とフリー
ホイールダイオードとを含むものである。
【００３９】この発明に係る送電システムは、送電線を
介して互いに連結される２つの交流電力システムと、前
記送電線に挿入された請求項１から請求項１７までのい
ずれかに記載の電力調相装置とを備えたものである。
介して互いに連結される２つの交流電力システムと、前
記送電線に挿入された請求項１から請求項１７までのい
ずれかに記載の電力調相装置とを備えたものである。
【００４０】また、この発明に係る送電システムは、さ
らに、前記送電線に挿入された少なくとも１つの開閉器
を備えたものである。
らに、前記送電線に挿入された少なくとも１つの開閉器
を備えたものである。
【００４１】
【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の実施の
形態１に係る電力調相装置及び送電システムについて図
面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の
形態１に係る電力調相装置の構成を示す図である。ま
た、図２は、この発明の実施の形態１に係る電力調相装
置の別の構成を示す図である。さらに、図３は、この発
明の実施の形態１に係る電力調相装置の具体的構成を示
す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部
分を示す。
形態１に係る電力調相装置及び送電システムについて図
面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の
形態１に係る電力調相装置の構成を示す図である。ま
た、図２は、この発明の実施の形態１に係る電力調相装
置の別の構成を示す図である。さらに、図３は、この発
明の実施の形態１に係る電力調相装置の具体的構成を示
す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部
分を示す。
【００４２】図１において、１ａ及び１ｂは交流電力シ
ステム、２ａ及び２ｂは送電線、３は直列補償装置、３
ａ及び３ｂは直列補償装置３の出力端子、４は開閉器、
１８は交流スイッチ、１８ａ及び１８ｂは交流スイッチ
１８の接続端子である。このように、交流スイッチ１８
は、直列補償装置３の出力端子３ａ及び３ｂに接続され
る。
ステム、２ａ及び２ｂは送電線、３は直列補償装置、３
ａ及び３ｂは直列補償装置３の出力端子、４は開閉器、
１８は交流スイッチ、１８ａ及び１８ｂは交流スイッチ
１８の接続端子である。このように、交流スイッチ１８
は、直列補償装置３の出力端子３ａ及び３ｂに接続され
る。
【００４３】この図１は、直列補償装置（トランスレス
無効電力直列補償装置）３への交流スイッチ１８の導入
を示すものである。
無効電力直列補償装置）３への交流スイッチ１８の導入
を示すものである。
【００４４】図２において、２１は交流スイッチ１８の
点弧・消弧動作を制御するための交流スイッチ制御手
段、２２は直列補償装置の起動・停止信号である。他の
構成は図１と同様である。
点弧・消弧動作を制御するための交流スイッチ制御手
段、２２は直列補償装置の起動・停止信号である。他の
構成は図１と同様である。
【００４５】図１及び図２において、交流スイッチ１８
は、開放動作と投入動作が可能であればどのようなスイ
ッチであってもよい。また、交流スイッチ制御手段２１
は、必ずしも必要となるものではなく、交流スイッチ１
８の特性によって省略することが可能である。
は、開放動作と投入動作が可能であればどのようなスイ
ッチであってもよい。また、交流スイッチ制御手段２１
は、必ずしも必要となるものではなく、交流スイッチ１
８の特性によって省略することが可能である。
【００４６】図３は、直列補償装置として機能する調相
ユニットＣＵのより具体的な構成図であるが、従来例を
示す図１３と異る点のみ説明する。
ユニットＣＵのより具体的な構成図であるが、従来例を
示す図１３と異る点のみ説明する。
【００４７】図３において、１８は接続端子１８ａ、１
８ｂが直列補償装置３の出力端子３ａ、３ｂ間、即ちフ
ィルタコンデンサ１０に並列接続される交流スイッチ、
１９は系統電流を検出する電流検出手段、２０はフィル
タコンデンサ１０の電圧を検出する電圧検出手段、２１
は交流スイッチ制御手段、２２は図示しないが上位の制
御手段から与えられる直列補償装置３の起動および停止
指令である。
８ｂが直列補償装置３の出力端子３ａ、３ｂ間、即ちフ
ィルタコンデンサ１０に並列接続される交流スイッチ、
１９は系統電流を検出する電流検出手段、２０はフィル
タコンデンサ１０の電圧を検出する電圧検出手段、２１
は交流スイッチ制御手段、２２は図示しないが上位の制
御手段から与えられる直列補償装置３の起動および停止
指令である。
【００４８】交流スイッチ１８がオン状態にある場合に
は、系統電流と交流スイッチ１８を流れる電流は等しく
なる。従って、この場合には電流検出手段１９の出力は
交流スイッチ１８の電流として認識することができる。
勿論、直接的に交流スイッチ１８に流れる電流だけを検
出するための電流検出手段を交流スイッチ１８に接続し
ても構わない。
は、系統電流と交流スイッチ１８を流れる電流は等しく
なる。従って、この場合には電流検出手段１９の出力は
交流スイッチ１８の電流として認識することができる。
勿論、直接的に交流スイッチ１８に流れる電流だけを検
出するための電流検出手段を交流スイッチ１８に接続し
ても構わない。
【００４９】つぎに、前述した実施の形態１に係る電力
調相装置の動作について図面を参照しながら説明する。
図４は、この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の
直列補償装置の起動停止動作を示すタイミングチャート
である。また、図５は、直列補償装置の起動動作を示す
波形図である。さらに、図６は、直列補償装置の停止動
作を示す波形図である。なお、ここでは本実施の形態の
説明に限定するため、単相インバータ７の直流コンデン
サ８には予め外部の充電回路などから充電されているも
のとする。
調相装置の動作について図面を参照しながら説明する。
図４は、この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の
直列補償装置の起動停止動作を示すタイミングチャート
である。また、図５は、直列補償装置の起動動作を示す
波形図である。さらに、図６は、直列補償装置の停止動
作を示す波形図である。なお、ここでは本実施の形態の
説明に限定するため、単相インバータ７の直流コンデン
サ８には予め外部の充電回路などから充電されているも
のとする。
【００５０】まず、起動方法について説明する。起動直
前には、直列補償装置３の停止指令２２が交流スイッチ
制御手段２１に与えられている。このため、交流スイッ
チ制御手段２１は、交流スイッチ１８に点弧指令を与え
ている。
前には、直列補償装置３の停止指令２２が交流スイッチ
制御手段２１に与えられている。このため、交流スイッ
チ制御手段２１は、交流スイッチ１８に点弧指令を与え
ている。
【００５１】次に、開閉器４が閉じられ、系統電流が流
れ始める。この系統電流は、図１４に示す送電線２ａ、
２ｂの内部インダクタンス１３ａ、１３ｂと寄生容量１
４により共振的な過電流を含む。この過電流は全て交流
スイッチ１８を通り、単相インバータ７へは流れない。
れ始める。この系統電流は、図１４に示す送電線２ａ、
２ｂの内部インダクタンス１３ａ、１３ｂと寄生容量１
４により共振的な過電流を含む。この過電流は全て交流
スイッチ１８を通り、単相インバータ７へは流れない。
【００５２】開閉器４が閉じられた後の初期系統動揺が
ある程度収まると、直列補償装置３の起動指令２２が交
流スイッチ制御手段２１に与えられる。
ある程度収まると、直列補償装置３の起動指令２２が交
流スイッチ制御手段２１に与えられる。
【００５３】その後、交流スイッチ制御手段２１は、電
流検出手段１９の出力に基づいて系統電流のゼロ電流検
出ｔＺＣ、即ち交流スイッチ１８の電流のゼロ電流検出
を始める。交流スイッチ制御手段２１は、ゼロ電流の検
出ｔＺＣと同時に交流スイッチ１８に消弧指令を与え
る。この時、好ましくは単相インバータ７の出力電圧は
ゼロ電圧とすべきである。即ち、自己消弧型半導体素子
５ａと５ｃ、もしくは５ｂと５ｄを同時かつ交互にオン
オフさせて単相インバータ７の出力端子を短絡すべきで
ある。交流スイッチ１８の消弧動作の後、系統電流はフ
ィルタコンデンサ１０を充電すると同時に単相インバー
タ７に転流される。この後、単相インバータ７は図示し
ないが上位の直列補償装置３の調相制御手段に従って系
統電流を制御することができる。
流検出手段１９の出力に基づいて系統電流のゼロ電流検
出ｔＺＣ、即ち交流スイッチ１８の電流のゼロ電流検出
を始める。交流スイッチ制御手段２１は、ゼロ電流の検
出ｔＺＣと同時に交流スイッチ１８に消弧指令を与え
る。この時、好ましくは単相インバータ７の出力電圧は
ゼロ電圧とすべきである。即ち、自己消弧型半導体素子
５ａと５ｃ、もしくは５ｂと５ｄを同時かつ交互にオン
オフさせて単相インバータ７の出力端子を短絡すべきで
ある。交流スイッチ１８の消弧動作の後、系統電流はフ
ィルタコンデンサ１０を充電すると同時に単相インバー
タ７に転流される。この後、単相インバータ７は図示し
ないが上位の直列補償装置３の調相制御手段に従って系
統電流を制御することができる。
【００５４】ここで、系統電流がゼロ電流となる時点に
おける交流スイッチ１８の消弧動作の必要性について説
明する。一般に、インダクタンスに流れる電流は連続
し、断続することはない。送電線２ａ、２ｂにある内部
インダクタンス１３ａ、１３ｂにもそれは正しく当ては
まる。系統電流がゼロではない場合に交流スイッチ１８
を消弧すると、送電線２ａ、２ｂを流れていた系統電流
はフィルタリアクトル９ａ、９ｂを介して単相インバー
タ７に流れる。しかしながら、その単相インバータ７に
流れる電流はフィルタリアクトル９ａ、９ｂによって制
限される。従って、系統電流はその連続性を保つために
フィルタコンデンサ１０を充電する。
おける交流スイッチ１８の消弧動作の必要性について説
明する。一般に、インダクタンスに流れる電流は連続
し、断続することはない。送電線２ａ、２ｂにある内部
インダクタンス１３ａ、１３ｂにもそれは正しく当ては
まる。系統電流がゼロではない場合に交流スイッチ１８
を消弧すると、送電線２ａ、２ｂを流れていた系統電流
はフィルタリアクトル９ａ、９ｂを介して単相インバー
タ７に流れる。しかしながら、その単相インバータ７に
流れる電流はフィルタリアクトル９ａ、９ｂによって制
限される。従って、系統電流はその連続性を保つために
フィルタコンデンサ１０を充電する。
【００５５】また、高い電流上昇率がフィルタリアクト
ル９ａ、９ｂに印加されるために大きな起電力を生じ
る。これらの電圧は、単相インバータ７の入力電圧とな
る。この入力電圧は、交流スイッチ１８の遮断電流が大
きい程大きくなる。これは単相インバータ７にとって電
圧責務の増加を意味する。従って、単相インバータ７の
電圧責務を最も軽減できる交流スイッチ１８の消弧タイ
ミングは系統電流がゼロを交差する時点となる。しかし
ながら、実際の電流検出手段１９の出力は、ノイズを含
んでいるため絶対的なゼロ電流を検出することは非常に
難しい。従って、予め検出幅を設けてゼロ近傍を検出す
ることが実用的である。また、交流スイッチ１８の消弧
の直前に単相インバータ７の出力端子を短絡させておく
ことは、系統電流の連続性を保つためのバイパス経路を
確保する意味において好ましいことである。
ル９ａ、９ｂに印加されるために大きな起電力を生じ
る。これらの電圧は、単相インバータ７の入力電圧とな
る。この入力電圧は、交流スイッチ１８の遮断電流が大
きい程大きくなる。これは単相インバータ７にとって電
圧責務の増加を意味する。従って、単相インバータ７の
電圧責務を最も軽減できる交流スイッチ１８の消弧タイ
ミングは系統電流がゼロを交差する時点となる。しかし
ながら、実際の電流検出手段１９の出力は、ノイズを含
んでいるため絶対的なゼロ電流を検出することは非常に
難しい。従って、予め検出幅を設けてゼロ近傍を検出す
ることが実用的である。また、交流スイッチ１８の消弧
の直前に単相インバータ７の出力端子を短絡させておく
ことは、系統電流の連続性を保つためのバイパス経路を
確保する意味において好ましいことである。
【００５６】次に、停止方法について説明する。直列補
償装置３の停止指令２２が交流スイッチ制御手段２１に
与えられる。
償装置３の停止指令２２が交流スイッチ制御手段２１に
与えられる。
【００５７】その後、交流スイッチ制御手段２１は、電
圧検出手段２０の出力に基づいて交流スイッチ１８の印
加電圧のゼロ電圧検出を始める。交流スイッチ制御手段
２１は、ゼロ電圧の検出ｔＺＶと同時に交流スイッチ１
８に点弧指令を与える。この時、好ましくは再び単相イ
ンバータ７の出力はゼロ電圧とすべきである。即ち、自
己消弧型半導体素子５ａと５ｃ、もしくは５ｂと５ｄを
同時かつ交互にオンオフさせて単相インバータ７の出力
端子を短絡すべきである。交流スイッチ１８の点弧動作
の後、系統電流は単相インバータ７から交流スイッチ１
８に転流される。フィルタリアクトル９ａ、９ｂに残留
しているエネルギーは、出力端子が短絡されている単相
インバータ７と交流スイッチ１８を還流しながら全て消
費される。この後、単相インバータ７は送電線２ａ、２
ｂから切り離すことができる。また、開閉器４はいつの
時点でも開くことができる。
圧検出手段２０の出力に基づいて交流スイッチ１８の印
加電圧のゼロ電圧検出を始める。交流スイッチ制御手段
２１は、ゼロ電圧の検出ｔＺＶと同時に交流スイッチ１
８に点弧指令を与える。この時、好ましくは再び単相イ
ンバータ７の出力はゼロ電圧とすべきである。即ち、自
己消弧型半導体素子５ａと５ｃ、もしくは５ｂと５ｄを
同時かつ交互にオンオフさせて単相インバータ７の出力
端子を短絡すべきである。交流スイッチ１８の点弧動作
の後、系統電流は単相インバータ７から交流スイッチ１
８に転流される。フィルタリアクトル９ａ、９ｂに残留
しているエネルギーは、出力端子が短絡されている単相
インバータ７と交流スイッチ１８を還流しながら全て消
費される。この後、単相インバータ７は送電線２ａ、２
ｂから切り離すことができる。また、開閉器４はいつの
時点でも開くことができる。
【００５８】ここで、交流スイッチ１８の電圧がゼロ電
圧となる時点における交流スイッチ１８の点弧動作の必
要性について説明する。
圧となる時点における交流スイッチ１８の点弧動作の必
要性について説明する。
【００５９】交流スイッチ１８の電圧がゼロではない場
合に交流スイッチ１８を点弧すると、フィルタコンデン
サ１０は交流スイッチ１８により短絡される。従って、
フィルタコンデンサ１０からの非常に大きな放電電流が
交流スイッチ１８に流れ込む。この放電電流は、交流ス
イッチ１８の電圧が大きいほど大きくなる。これは交流
スイッチ１８にとって電流責務の増加を意味する。従っ
て、交流スイッチ１８の電流責務を最も軽減できる交流
スイッチ１８の点弧タイミングは交流スイッチ１８の電
圧がゼロを交差する時点となる。しかしながら、実際の
電圧検出手段２０の出力は、ノイズを含んでいるため絶
対的なゼロ電圧を検出することは非常に難しい。従っ
て、予め検出幅を設けてゼロ近傍を検出することが実用
的である。また、交流スイッチ１８の点弧の直前に単相
インバータ７を短絡させておくことは、交流スイッチ１
８の電圧を確実に低減しておく意味において好ましいこ
とである。
合に交流スイッチ１８を点弧すると、フィルタコンデン
サ１０は交流スイッチ１８により短絡される。従って、
フィルタコンデンサ１０からの非常に大きな放電電流が
交流スイッチ１８に流れ込む。この放電電流は、交流ス
イッチ１８の電圧が大きいほど大きくなる。これは交流
スイッチ１８にとって電流責務の増加を意味する。従っ
て、交流スイッチ１８の電流責務を最も軽減できる交流
スイッチ１８の点弧タイミングは交流スイッチ１８の電
圧がゼロを交差する時点となる。しかしながら、実際の
電圧検出手段２０の出力は、ノイズを含んでいるため絶
対的なゼロ電圧を検出することは非常に難しい。従っ
て、予め検出幅を設けてゼロ近傍を検出することが実用
的である。また、交流スイッチ１８の点弧の直前に単相
インバータ７を短絡させておくことは、交流スイッチ１
８の電圧を確実に低減しておく意味において好ましいこ
とである。
【００６０】図５には前述した直列補償装置３の起動動
作を、また図６には停止動作を示す。各々、上から
（ａ）系統電流波形、（ｂ）交流スイッチ１８の電流波
形、（ｃ）単相インバータ７の電流波形、（ｄ）交流ス
イッチ１８の電圧波形を示す。
作を、また図６には停止動作を示す。各々、上から
（ａ）系統電流波形、（ｂ）交流スイッチ１８の電流波
形、（ｃ）単相インバータ７の電流波形、（ｄ）交流ス
イッチ１８の電圧波形を示す。
【００６１】図５に示すように、起動動作では、交流ス
イッチ１８の電流がゼロ近傍を示す時点ｔＺＣで、交流
スイッチ１８は消弧されている。従って、系統電流は交
流スイッチ１８から単相インバータ７に転流している。
この時、単相インバータ７の電流波形には過電流は見ら
れない。また、交流スイッチ１８の電圧波形に過電圧は
見られない。
イッチ１８の電流がゼロ近傍を示す時点ｔＺＣで、交流
スイッチ１８は消弧されている。従って、系統電流は交
流スイッチ１８から単相インバータ７に転流している。
この時、単相インバータ７の電流波形には過電流は見ら
れない。また、交流スイッチ１８の電圧波形に過電圧は
見られない。
【００６２】また、図６に示すように、停止動作では、
交流スイッチ１８の電圧がゼロ近傍を示す時点ｔ
ＺＶで、交流スイッチ１８は点弧されている。従って、
系統電流は単相インバータ７から交流スイッチ１８に転
流している。この時、交流スイッチ１８の電流波形に過
電流は見られない。
交流スイッチ１８の電圧がゼロ近傍を示す時点ｔ
ＺＶで、交流スイッチ１８は点弧されている。従って、
系統電流は単相インバータ７から交流スイッチ１８に転
流している。この時、交流スイッチ１８の電流波形に過
電流は見られない。
【００６３】以上、説明の通り、本実施の形態１によっ
て直列補償装置３の円滑な起動停止動作を行うことがで
きる。
て直列補償装置３の円滑な起動停止動作を行うことがで
きる。
【００６４】実施の形態２．この発明の実施の形態２に
係る電力調相装置について図面を参照しながら説明す
る。図７は、この発明の実施の形態２に係る電力調相装
置の交流スイッチの回路構成を示す図である。
係る電力調相装置について図面を参照しながら説明す
る。図７は、この発明の実施の形態２に係る電力調相装
置の交流スイッチの回路構成を示す図である。
【００６５】図７には、交流スイッチ１８を単相インバ
ータ７を構成する自己消弧型半導体素子などを用いて構
成した場合の具体例を示す。一般に、大容量の自己消弧
型半導体素子は、逆電圧耐量を有しない。しかしなが
ら、交流スイッチ１８には交流電圧が印加される。
ータ７を構成する自己消弧型半導体素子などを用いて構
成した場合の具体例を示す。一般に、大容量の自己消弧
型半導体素子は、逆電圧耐量を有しない。しかしなが
ら、交流スイッチ１８には交流電圧が印加される。
【００６６】従って、図７に示すように、自己消弧型半
導体素子２３ａあるいは２３ｂに、直列に補助ダイオー
ド２４ａあるいは２４ｂを接続することにより逆電圧耐
量を持たせることが可能である。更に、交流スイッチ１
８は、系統電流、即ち交流電流を流す必要があるため、
図７に示すように、自己消弧型半導体素子２３ａと補助
ダイオード２４ａの直列体には自己消弧型半導体素子２
３ｂと補助ダイオード２４ｂの直列体が逆並列接続され
る。
導体素子２３ａあるいは２３ｂに、直列に補助ダイオー
ド２４ａあるいは２４ｂを接続することにより逆電圧耐
量を持たせることが可能である。更に、交流スイッチ１
８は、系統電流、即ち交流電流を流す必要があるため、
図７に示すように、自己消弧型半導体素子２３ａと補助
ダイオード２４ａの直列体には自己消弧型半導体素子２
３ｂと補助ダイオード２４ｂの直列体が逆並列接続され
る。
【００６７】実施の形態３．この発明の実施の形態３に
係る電力調相装置について図面を参照しながら説明す
る。図８は、この発明の実施の形態３に係る電力調相装
置の交流スイッチの回路構成を示す図である。
係る電力調相装置について図面を参照しながら説明す
る。図８は、この発明の実施の形態３に係る電力調相装
置の交流スイッチの回路構成を示す図である。
【００６８】交流スイッチ１８として、図７に示す上記
の実施の形態２のように、自己消弧型半導体素子２３
ａ、２３ｂと補助ダイオード２４ａ、２４ｂからなる交
流スイッチ１８を適用した場合には、電流検出手段１９
と電圧検出手段２０を備える必要がある。そこで、電流
検出手段１９を省略するための工夫を施したのが、本実
施の形態３である。
の実施の形態２のように、自己消弧型半導体素子２３
ａ、２３ｂと補助ダイオード２４ａ、２４ｂからなる交
流スイッチ１８を適用した場合には、電流検出手段１９
と電圧検出手段２０を備える必要がある。そこで、電流
検出手段１９を省略するための工夫を施したのが、本実
施の形態３である。
【００６９】図７とは異る交流スイッチ１８の構成を図
８に示す。図８に示す交流スイッチ１８は、２つの逆並
列接続されたサイリスタ２５ａ及び２５ｂから構成され
る。一般に、サイリスタは点弧時間を制御できるが消弧
時間を制御できない。つまり、サイリスタに電流が導通
している間にオンゲート信号を無くすと、その導通電流
がゼロを交差したときにサイリスタは消弧する。このサ
イリスタの消弧特性を利用すれば、起動時において交流
スイッチ制御手段２１は単にオンゲート信号を無くすだ
けで、図８に示す交流スイッチ１８は自動的に導通電流
がゼロを交差する時点で消弧する。従って、図８に示す
交流スイッチ１８を用いた場合には、電流検出手段１９
はもはや不要となる。
８に示す。図８に示す交流スイッチ１８は、２つの逆並
列接続されたサイリスタ２５ａ及び２５ｂから構成され
る。一般に、サイリスタは点弧時間を制御できるが消弧
時間を制御できない。つまり、サイリスタに電流が導通
している間にオンゲート信号を無くすと、その導通電流
がゼロを交差したときにサイリスタは消弧する。このサ
イリスタの消弧特性を利用すれば、起動時において交流
スイッチ制御手段２１は単にオンゲート信号を無くすだ
けで、図８に示す交流スイッチ１８は自動的に導通電流
がゼロを交差する時点で消弧する。従って、図８に示す
交流スイッチ１８を用いた場合には、電流検出手段１９
はもはや不要となる。
【００７０】更に、サイリスタ２５ａ、２５ｂとしては
電気的ゲート信号により点弧される電気サイリスタでは
なく光ゲート信号により点弧される光サイリスタを適用
することが望ましい。なぜなら、運転中の直列補償装置
３は完全に対地電位から浮いた状態となる。従って、サ
イリスタ２５ａ、２５ｂを点弧するためのゲート回路は
対地から絶縁されなければならない。しかしながら、こ
の絶縁レベルは非常に大きくなることが予想される。電
気サイリスタを用いた場合には、ゲート回路と対地との
間の絶縁のために大きな変圧器を必要とする。しかしな
がら、光サイリスタは光エネルギーによって直接点弧で
きるために、その変圧器を省略することができる。
電気的ゲート信号により点弧される電気サイリスタでは
なく光ゲート信号により点弧される光サイリスタを適用
することが望ましい。なぜなら、運転中の直列補償装置
３は完全に対地電位から浮いた状態となる。従って、サ
イリスタ２５ａ、２５ｂを点弧するためのゲート回路は
対地から絶縁されなければならない。しかしながら、こ
の絶縁レベルは非常に大きくなることが予想される。電
気サイリスタを用いた場合には、ゲート回路と対地との
間の絶縁のために大きな変圧器を必要とする。しかしな
がら、光サイリスタは光エネルギーによって直接点弧で
きるために、その変圧器を省略することができる。
【００７１】実施の形態４．この発明の実施の形態４に
係る電力調相装置及び送電システムについて図面を参照
しながら説明する。図９は、この発明の実施の形態４に
係る電力調相装置の構成を示す図である。また、図１０
は、この発明の実施の形態４に係る電力調相装置の具体
的構成を示す図である。
係る電力調相装置及び送電システムについて図面を参照
しながら説明する。図９は、この発明の実施の形態４に
係る電力調相装置の構成を示す図である。また、図１０
は、この発明の実施の形態４に係る電力調相装置の具体
的構成を示す図である。
【００７２】直列補償装置３は比較的大きな調相能力を
持つ必要がある。一方、単相インバータ７を構成する半
導体素子の電圧定格あるいは電流定格には限りがある。
従って、図３に示した直列補償装置３と同じ構成を持つ
直列補償装置ユニットを複数台直列接続して、所望の調
相能力を確保することが実際的である。
持つ必要がある。一方、単相インバータ７を構成する半
導体素子の電圧定格あるいは電流定格には限りがある。
従って、図３に示した直列補償装置３と同じ構成を持つ
直列補償装置ユニットを複数台直列接続して、所望の調
相能力を確保することが実際的である。
【００７３】図９において、本実施の形態４に係る電力
調相装置である多重直列補償装置１７は、一例として３
台の直列補償装置２６ａ、２６ｂ、２６ｃを含む調相ユ
ニットＣＵ１、ＣＵ２、ＣＵ３から構成されている。
調相装置である多重直列補償装置１７は、一例として３
台の直列補償装置２６ａ、２６ｂ、２６ｃを含む調相ユ
ニットＣＵ１、ＣＵ２、ＣＵ３から構成されている。
【００７４】また、同図において、２７は継続運転制御
手段であり、入力は各ユニットＣＵ１〜ＣＵ３にある故
障検出手段ＦＤＭからの故障信号ＦＳ、出力は各ユニッ
トＣＵ１〜ＣＵ３にある交流スイッチ制御手段２１ａ〜
２１ｃに送られる起動停止指令である。なお、交流スイ
ッチ１８ａ〜１８ｃは、電流検出手段、電圧検出手段を
必要としないものである。
手段であり、入力は各ユニットＣＵ１〜ＣＵ３にある故
障検出手段ＦＤＭからの故障信号ＦＳ、出力は各ユニッ
トＣＵ１〜ＣＵ３にある交流スイッチ制御手段２１ａ〜
２１ｃに送られる起動停止指令である。なお、交流スイ
ッチ１８ａ〜１８ｃは、電流検出手段、電圧検出手段を
必要としないものである。
【００７５】図１０において、２８ａａ及び２８ｂｃは
好ましくは機械的なスイッチである。
好ましくは機械的なスイッチである。
【００７６】この多重直列補償装置１７にも前述した交
流スイッチ１８を用いた起動停止方法は当然のことなが
ら変更なく適用できる。交流スイッチ１８を多重直列補
償装置１７に接続する場合には、２つの方法が考えられ
る。１つの方法として、唯１つの交流スイッチ１８を全
てのユニットＣＵ１〜ＣＵ３に共通に接続することが可
能である。
流スイッチ１８を用いた起動停止方法は当然のことなが
ら変更なく適用できる。交流スイッチ１８を多重直列補
償装置１７に接続する場合には、２つの方法が考えられ
る。１つの方法として、唯１つの交流スイッチ１８を全
てのユニットＣＵ１〜ＣＵ３に共通に接続することが可
能である。
【００７７】もう１つの方法としては、図９及び図１０
に示すように、全てのユニットＣＵ１、ＣＵ２、ＣＵ３
毎に交流スイッチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃを接続する場
合である。これは各ユニットＣＵ１〜ＣＵ３が全く同じ
構成要素から成るため、ユニットＣＵ１〜ＣＵ３をモジ
ュール的に扱うことができる。この構成によって可能と
なる多重直列補償装置１７の継続運転方法を以下に説明
する。
に示すように、全てのユニットＣＵ１、ＣＵ２、ＣＵ３
毎に交流スイッチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃを接続する場
合である。これは各ユニットＣＵ１〜ＣＵ３が全く同じ
構成要素から成るため、ユニットＣＵ１〜ＣＵ３をモジ
ュール的に扱うことができる。この構成によって可能と
なる多重直列補償装置１７の継続運転方法を以下に説明
する。
【００７８】前述したように多重直列補償装置１７は、
送電線２ａ、２ｂに直列接続されるために可能な限り運
転を継続する必要がある。複数のユニットＣＵ１〜ＣＵ
３のうちの幾つかが故障した場合でさえ、多重直列補償
装置１７は継続運転が望まれる。ここでは多重直列補償
装置１７の運転中にユニットＣＵ１の単相インバータ７
ａが故障した場合を考慮する。
送電線２ａ、２ｂに直列接続されるために可能な限り運
転を継続する必要がある。複数のユニットＣＵ１〜ＣＵ
３のうちの幾つかが故障した場合でさえ、多重直列補償
装置１７は継続運転が望まれる。ここでは多重直列補償
装置１７の運転中にユニットＣＵ１の単相インバータ７
ａが故障した場合を考慮する。
【００７９】故障発生直前に系統電流は単相インバータ
７ａ−７ｂ−７ｃを介して流れている。また、全ての交
流スイッチ１８ａ〜１８ｃは消弧状態にある。さて、単
相インバータ７ａの故障検出手段ＦＤＭから故障信号Ｆ
Ｓが入力されると、継続運転制御手段２７はユニットＣ
Ｕ１に停止指令２２ａを出力する。
７ａ−７ｂ−７ｃを介して流れている。また、全ての交
流スイッチ１８ａ〜１８ｃは消弧状態にある。さて、単
相インバータ７ａの故障検出手段ＦＤＭから故障信号Ｆ
Ｓが入力されると、継続運転制御手段２７はユニットＣ
Ｕ１に停止指令２２ａを出力する。
【００８０】これにより、交流スイッチ制御手段２１ａ
は交流スイッチ１８ａの電圧がゼロを検出した時点で交
流スイッチ１８ａに点弧信号を与える。単相インバータ
７ａの電流は交流スイッチ１８ａに転流されるため、系
統電流は交流スイッチ１８ａ−単相インバータ７ｂ−単
相インバータ７ｃを介して流れることになる。従って、
系統電流は依然単相インバータ７ｂ、７ｃによって制御
し続けることができる。
は交流スイッチ１８ａの電圧がゼロを検出した時点で交
流スイッチ１８ａに点弧信号を与える。単相インバータ
７ａの電流は交流スイッチ１８ａに転流されるため、系
統電流は交流スイッチ１８ａ−単相インバータ７ｂ−単
相インバータ７ｃを介して流れることになる。従って、
系統電流は依然単相インバータ７ｂ、７ｃによって制御
し続けることができる。
【００８１】つまり、ユニットＣＵ１の故障が発生して
も多重直列補償装置１７はそのまま運転を継続できる。
更に、単相インバータ７ａの電流がすべて交流スイッチ
１８ａにバイパスされた後では、スイッチ２８ａａ、２
８ｂａにより故障した単相インバータ７ａを送電線２
ａ、２ｂから切り離すことができる。このため、単相イ
ンバータ７ａの故障を復旧し、再び交流スイッチ１８ａ
を用いたユニットＣＵ１の起動方法によって単相インバ
ータ７ａを運転させることができる。従って、冗長設計
が考慮された複数のユニットＣＵ１、ＣＵ２、ＣＵ３を
用いれば、多重直列補償装置１７の継続運転が可能とな
る。
も多重直列補償装置１７はそのまま運転を継続できる。
更に、単相インバータ７ａの電流がすべて交流スイッチ
１８ａにバイパスされた後では、スイッチ２８ａａ、２
８ｂａにより故障した単相インバータ７ａを送電線２
ａ、２ｂから切り離すことができる。このため、単相イ
ンバータ７ａの故障を復旧し、再び交流スイッチ１８ａ
を用いたユニットＣＵ１の起動方法によって単相インバ
ータ７ａを運転させることができる。従って、冗長設計
が考慮された複数のユニットＣＵ１、ＣＵ２、ＣＵ３を
用いれば、多重直列補償装置１７の継続運転が可能とな
る。
【００８２】例えば、単相インバータ７ａの自己消弧型
半導体素子５ａａが短絡故障を起こした場合には、自己
消弧型半導体素子５ｃａに強制的に点弧信号を与え、他
の自己消弧型半導体素子５ｂａ、５ｄａには好ましくは
消弧信号を与えれば、単相インバータ７ａの出力端子は
短絡できる。このとき、ユニットＣＵ１の出力電圧はゼ
ロ近傍となる。従って、上記の実施の形態１で述べた直
列補償装置３の停止方法によって交流スイッチ１８ａを
点弧できる。
半導体素子５ａａが短絡故障を起こした場合には、自己
消弧型半導体素子５ｃａに強制的に点弧信号を与え、他
の自己消弧型半導体素子５ｂａ、５ｄａには好ましくは
消弧信号を与えれば、単相インバータ７ａの出力端子は
短絡できる。このとき、ユニットＣＵ１の出力電圧はゼ
ロ近傍となる。従って、上記の実施の形態１で述べた直
列補償装置３の停止方法によって交流スイッチ１８ａを
点弧できる。
【００８３】ここでは、ユニットＣＵの台数を３台に限
定して説明したが、これは説明を簡単化するための一例
を挙げたに過ぎず、実用においてはその台数は限定され
るものではないことは明らかである。
定して説明したが、これは説明を簡単化するための一例
を挙げたに過ぎず、実用においてはその台数は限定され
るものではないことは明らかである。
【００８４】実施の形態５．この発明の実施の形態５に
係る電力調相装置について図面を参照しながら説明す
る。図１１は、この発明の実施の形態５に係る電力調相
装置の直流電圧指令設定手段の構成を示す図である。
係る電力調相装置について図面を参照しながら説明す
る。図１１は、この発明の実施の形態５に係る電力調相
装置の直流電圧指令設定手段の構成を示す図である。
【００８５】図９、図１０の多重直列補償装置１７にお
いて、例えば単相インバータ７ａが交流スイッチ１８ａ
により切り離された場合には、多重直列補償装置１７の
調相能力は低下する。この場合、図示しないが系統電流
制御手段は、単相インバータ７ａの出力電圧を補償する
ために単相インバータ７ｂ、７ｃの出力電圧を増加させ
るように動作するはずである。しかしながら、単相イン
バータ７ｂ、７ｃの出力電圧は直流コンデンサ８ｂ、８
ｃの電圧により制限されるため、多重直列補償装置１７
の調相能力も同時に制限される。そこで、この低下した
調相能力を補う工夫を施したのが、本実施の形態５であ
る。
いて、例えば単相インバータ７ａが交流スイッチ１８ａ
により切り離された場合には、多重直列補償装置１７の
調相能力は低下する。この場合、図示しないが系統電流
制御手段は、単相インバータ７ａの出力電圧を補償する
ために単相インバータ７ｂ、７ｃの出力電圧を増加させ
るように動作するはずである。しかしながら、単相イン
バータ７ｂ、７ｃの出力電圧は直流コンデンサ８ｂ、８
ｃの電圧により制限されるため、多重直列補償装置１７
の調相能力も同時に制限される。そこで、この低下した
調相能力を補う工夫を施したのが、本実施の形態５であ
る。
【００８６】図１１において、２９は継続運転制御手段
２７に含まれる直流電圧指令設定手段、３０はユニット
ＣＵの故障台数を出力する故障台数計数手段、３１は直
流電圧指令補正手段、３２は加算手段、３３は各単相イ
ンバータ７の直流コンデンサ８の電圧を一定に保つため
の直流電圧制御手段である。
２７に含まれる直流電圧指令設定手段、３０はユニット
ＣＵの故障台数を出力する故障台数計数手段、３１は直
流電圧指令補正手段、３２は加算手段、３３は各単相イ
ンバータ７の直流コンデンサ８の電圧を一定に保つため
の直流電圧制御手段である。
【００８７】ここで直流電圧指令設定手段２９の通常の
直流電圧指令、即ちユニットＣＵが故障を持たない場合
の直流電圧指令を「Ｖｄｃ」とする。また、直列接続さ
れたユニットＣＵの全台数を「ｎ」、故障したユニット
ＣＵの台数を「ｘ」とする。
直流電圧指令、即ちユニットＣＵが故障を持たない場合
の直流電圧指令を「Ｖｄｃ」とする。また、直列接続さ
れたユニットＣＵの全台数を「ｎ」、故障したユニット
ＣＵの台数を「ｘ」とする。
【００８８】まず、ユニット２６の故障台数が０の場合
には、直流電圧指令補正手段３１の出力は０であるた
め、加算手段３２の出力はＶｄｃとなり、直流電圧制御
手段３３に対する直流電圧指令設定手段２９の出力はＶ
ｄｃとなる。
には、直流電圧指令補正手段３１の出力は０であるた
め、加算手段３２の出力はＶｄｃとなり、直流電圧制御
手段３３に対する直流電圧指令設定手段２９の出力はＶ
ｄｃとなる。
【００８９】次に、ｘ台のユニットＣＵが故障した場合
には、直流電圧指令補正手段３１の出力はｘ・Ｖｄｃ／
（ｎ−ｘ）となるため、加算手段３２の出力はＶｄｃ＋
ｎ・Ｖｄｃ／（ｎ−ｘ）となる。この出力が直流電圧指
令設定手段２９の新たな直流電圧指令となる。この指令
に基づいて運転可能なユニットＣＵ内部の直流コンデン
サ８の電圧は故障した単相インバータ７の出力電圧を補
うために増加する。従って、複数の単相インバータ７が
故障した場合においても多重直列補償装置１７の調相能
力を低下させることなく継続運転できる。
には、直流電圧指令補正手段３１の出力はｘ・Ｖｄｃ／
（ｎ−ｘ）となるため、加算手段３２の出力はＶｄｃ＋
ｎ・Ｖｄｃ／（ｎ−ｘ）となる。この出力が直流電圧指
令設定手段２９の新たな直流電圧指令となる。この指令
に基づいて運転可能なユニットＣＵ内部の直流コンデン
サ８の電圧は故障した単相インバータ７の出力電圧を補
うために増加する。従って、複数の単相インバータ７が
故障した場合においても多重直列補償装置１７の調相能
力を低下させることなく継続運転できる。
【００９０】ここではユニットＣＵの故障台数をｘ台と
したが、しばしば１台だけ故障を許す冗長設計が用いら
れる場合がある。このときは故障台数の最大値を「１」
とすれば冗長設計に容易に対応できる。
したが、しばしば１台だけ故障を許す冗長設計が用いら
れる場合がある。このときは故障台数の最大値を「１」
とすれば冗長設計に容易に対応できる。
【００９１】実施の形態６．図７及び図８は交流スイッ
チ１８が半導体素子から構成される場合の基本構成を示
すための図であり、例えば実際の適用においては追加的
に保護回路が必要になる。例えば、交流スイッチ１８の
点弧時に掛かる電流上昇率を抑制するために過飽和リア
クトルを用いたり、消弧時に掛かる電圧上昇率を抑制す
るためにスナバ回路を用いることなどは、交流スイッチ
１８の高信頼度な動作を保証するために有効である。ま
た、単相インバータ７の直流コンデンサ８の電圧に応じ
て複数個のサイリスタ２５を直列接続したサイリスタバ
ルブを適用することも容易に考えられる。
チ１８が半導体素子から構成される場合の基本構成を示
すための図であり、例えば実際の適用においては追加的
に保護回路が必要になる。例えば、交流スイッチ１８の
点弧時に掛かる電流上昇率を抑制するために過飽和リア
クトルを用いたり、消弧時に掛かる電圧上昇率を抑制す
るためにスナバ回路を用いることなどは、交流スイッチ
１８の高信頼度な動作を保証するために有効である。ま
た、単相インバータ７の直流コンデンサ８の電圧に応じ
て複数個のサイリスタ２５を直列接続したサイリスタバ
ルブを適用することも容易に考えられる。
【００９２】また、開閉器４については、説明を容易に
するために例えば図１において、送電線２ｂと交流電力
システム１ｂとの間に唯一つの開閉器４を示した。しか
しながら、例えば送電線２ａと交流電力システム１ａと
の間にも備えられる場合もあり、更には複数の開閉器４
によって送電線２ａ、２ｂが分割される場合も想定でき
る。
するために例えば図１において、送電線２ｂと交流電力
システム１ｂとの間に唯一つの開閉器４を示した。しか
しながら、例えば送電線２ａと交流電力システム１ａと
の間にも備えられる場合もあり、更には複数の開閉器４
によって送電線２ａ、２ｂが分割される場合も想定でき
る。
【００９３】
【発明の効果】この発明に係る電力調相装置は、以上説
明したとおり、トランスレス無効電力直列補償装置を有
する少なくとも１台の調相ユニットを備えた電力調相装
置において、前記調相ユニットが、前記トランスレス無
効電力直列補償装置の出力端子間に接続された交流スイ
ッチを有するので、本装置を小型化できるという効果を
奏する。
明したとおり、トランスレス無効電力直列補償装置を有
する少なくとも１台の調相ユニットを備えた電力調相装
置において、前記調相ユニットが、前記トランスレス無
効電力直列補償装置の出力端子間に接続された交流スイ
ッチを有するので、本装置を小型化できるという効果を
奏する。
【００９４】また、この発明に係る電力調相装置は、以
上説明したとおり、さらに、前記交流スイッチに流れる
電流のゼロクロスにおいて前記交流スイッチを消弧する
ための交流スイッチ制御手段を有するので、構成要素の
電流定格、電圧定格を低減でき、本装置を安価かつ小型
化できるという効果を奏する。
上説明したとおり、さらに、前記交流スイッチに流れる
電流のゼロクロスにおいて前記交流スイッチを消弧する
ための交流スイッチ制御手段を有するので、構成要素の
電流定格、電圧定格を低減でき、本装置を安価かつ小型
化できるという効果を奏する。
【００９５】また、この発明に係る電力調相装置は、以
上説明したとおり、前記調相ユニットが、さらに、前記
交流スイッチにかかる電圧のゼロクロスにおいて前記交
流スイッチを点弧するための交流スイッチ制御手段を有
するので、構成要素の電流定格、電圧定格を低減でき、
本装置を安価かつ小型化できるという効果を奏する。
上説明したとおり、前記調相ユニットが、さらに、前記
交流スイッチにかかる電圧のゼロクロスにおいて前記交
流スイッチを点弧するための交流スイッチ制御手段を有
するので、構成要素の電流定格、電圧定格を低減でき、
本装置を安価かつ小型化できるという効果を奏する。
【００９６】また、この発明に係る電力調相装置は、以
上説明したとおり、前記交流スイッチが、互いに逆並列
接続された少なくとも２個のサイリスタを持つので、系
統電流を検出する電流検出手段を省略でき、従って本装
置を安価にでき、また特に光サイリスタの適用により、
絶縁変圧器が不要となるため、更に本装置を安価にでき
るという効果を奏する。
上説明したとおり、前記交流スイッチが、互いに逆並列
接続された少なくとも２個のサイリスタを持つので、系
統電流を検出する電流検出手段を省略でき、従って本装
置を安価にでき、また特に光サイリスタの適用により、
絶縁変圧器が不要となるため、更に本装置を安価にでき
るという効果を奏する。
【００９７】また、この発明に係る電力調相装置は、以
上説明したとおり、前記トランスレス無効電力直列補償
装置が、前記出力端子に接続された単相インバータを持
つので、本装置を小型化できるという効果を奏する。
上説明したとおり、前記トランスレス無効電力直列補償
装置が、前記出力端子に接続された単相インバータを持
つので、本装置を小型化できるという効果を奏する。
【００９８】また、この発明に係る電力調相装置は、以
上説明したとおり、前記単相インバータが、フィルタ回
路を介して前記出力端子に接続されるので、本装置を小
型化できるという効果を奏する。
上説明したとおり、前記単相インバータが、フィルタ回
路を介して前記出力端子に接続されるので、本装置を小
型化できるという効果を奏する。
【００９９】また、この発明に係る電力調相装置は、以
上説明したとおり、複数台の調相ユニットが前記トラン
スレス無効電力直列補償装置の出力端子において直列に
接続され、さらに、前記複数台の調相ユニットを選択的
に制御するための継続運転制御手段を備えたので、故障
が発生した場合にも停止させることなく継続運転するこ
とができ、本装置を高信頼度化できるという効果を奏す
る。
上説明したとおり、複数台の調相ユニットが前記トラン
スレス無効電力直列補償装置の出力端子において直列に
接続され、さらに、前記複数台の調相ユニットを選択的
に制御するための継続運転制御手段を備えたので、故障
が発生した場合にも停止させることなく継続運転するこ
とができ、本装置を高信頼度化できるという効果を奏す
る。
【０１００】また、この発明に係る電力調相装置は、以
上説明したとおり、前記調相ユニットが、前記トランス
レス無効電力直列補償装置の故障を検出し、前記継続運
転制御手段に故障検出信号を出力するための故障検出手
段を有するので、故障が発生した場合にも調相能力を低
下させることなく継続運転することができ、本装置を高
信頼度化できるという効果を奏する。
上説明したとおり、前記調相ユニットが、前記トランス
レス無効電力直列補償装置の故障を検出し、前記継続運
転制御手段に故障検出信号を出力するための故障検出手
段を有するので、故障が発生した場合にも調相能力を低
下させることなく継続運転することができ、本装置を高
信頼度化できるという効果を奏する。
【０１０１】また、この発明に係る電力調相装置は、以
上説明したとおり、前記調相ユニットが、さらに、前記
交流スイッチにかかる電圧のゼロクロスにおいて前記交
流スイッチを点弧するための交流スイッチ制御手段を有
し、前記トランスレス無効電力直列補償装置が、前記出
力端子に接続された単相インバータを持ち、前記継続運
転制御手段が、前記故障検出手段が前記故障検出信号を
出力した調相ユニットの交流スイッチ制御手段に運転停
止指令を出力し、前記交流スイッチ制御手段が、前記交
流スイッチを点弧させ、その後に前記単相インバータと
前記出力端子との間に挿入された少なくとも２つのスイ
ッチを開放することにより前記出力端子から前記単相イ
ンバータを切り離すので、故障が発生した場合にも調相
能力を低下させることなく継続運転することができ、本
装置を高信頼度化できるという効果を奏する。
上説明したとおり、前記調相ユニットが、さらに、前記
交流スイッチにかかる電圧のゼロクロスにおいて前記交
流スイッチを点弧するための交流スイッチ制御手段を有
し、前記トランスレス無効電力直列補償装置が、前記出
力端子に接続された単相インバータを持ち、前記継続運
転制御手段が、前記故障検出手段が前記故障検出信号を
出力した調相ユニットの交流スイッチ制御手段に運転停
止指令を出力し、前記交流スイッチ制御手段が、前記交
流スイッチを点弧させ、その後に前記単相インバータと
前記出力端子との間に挿入された少なくとも２つのスイ
ッチを開放することにより前記出力端子から前記単相イ
ンバータを切り離すので、故障が発生した場合にも調相
能力を低下させることなく継続運転することができ、本
装置を高信頼度化できるという効果を奏する。
【０１０２】また、この発明に係る電力調相装置は、以
上説明したとおり、前記トランスレス無効電力直列補償
装置が、前記出力端子に接続され、直流コンデンサを含
む単相インバータを持ち、前記継続運転制御手段が、前
記直流コンデンサの電圧を設定するための直流電圧指令
設定手段を有するので、故障が発生した場合にも調相能
力を低下させることなく継続運転することができ、本装
置を高信頼度化できるという効果を奏する。
上説明したとおり、前記トランスレス無効電力直列補償
装置が、前記出力端子に接続され、直流コンデンサを含
む単相インバータを持ち、前記継続運転制御手段が、前
記直流コンデンサの電圧を設定するための直流電圧指令
設定手段を有するので、故障が発生した場合にも調相能
力を低下させることなく継続運転することができ、本装
置を高信頼度化できるという効果を奏する。
【０１０３】また、この発明に係る電力調相装置は、以
上説明したとおり、前記調相ユニットが、前記トランス
レス無効電力直列補償装置の故障を検出し、前記継続運
転制御手段に故障検出信号を出力するための故障検出手
段を有し、前記直流電圧指令設定手段が、前記故障検出
信号に基づいて故障したトランスレス無効電力直列補償
装置の台数を数えるための故障台数計数手段を含み、前
記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数に
従って前記直流コンデンサの直流電圧を設定するので、
故障が発生した場合にも調相能力を低下させることなく
継続運転することができ、本装置を高信頼度化できると
いう効果を奏する。
上説明したとおり、前記調相ユニットが、前記トランス
レス無効電力直列補償装置の故障を検出し、前記継続運
転制御手段に故障検出信号を出力するための故障検出手
段を有し、前記直流電圧指令設定手段が、前記故障検出
信号に基づいて故障したトランスレス無効電力直列補償
装置の台数を数えるための故障台数計数手段を含み、前
記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数に
従って前記直流コンデンサの直流電圧を設定するので、
故障が発生した場合にも調相能力を低下させることなく
継続運転することができ、本装置を高信頼度化できると
いう効果を奏する。
【０１０４】また、この発明に係る電力調相装置は、以
上説明したとおり、前記直流電圧指令設定手段が、さら
に、前記故障台数計数手段により計数される前記故障し
たトランスレス無効電力直列補償装置の台数を入力し前
記台数に応じた直流電圧補正指令を出力するための直流
電圧指令補正手段と、予め設定された直流電圧指令と前
記直流電圧補正指令を加算し、前記故障したトランスレ
ス無効電力直列補償装置の台数に応じて補正された直流
電圧指令を直流電圧制御手段に出力するための加算手段
とを含むので、故障が発生した場合にも調相能力を低下
させることなく継続運転することができ、本装置を高信
頼度化できるという効果を奏する。
上説明したとおり、前記直流電圧指令設定手段が、さら
に、前記故障台数計数手段により計数される前記故障し
たトランスレス無効電力直列補償装置の台数を入力し前
記台数に応じた直流電圧補正指令を出力するための直流
電圧指令補正手段と、予め設定された直流電圧指令と前
記直流電圧補正指令を加算し、前記故障したトランスレ
ス無効電力直列補償装置の台数に応じて補正された直流
電圧指令を直流電圧制御手段に出力するための加算手段
とを含むので、故障が発生した場合にも調相能力を低下
させることなく継続運転することができ、本装置を高信
頼度化できるという効果を奏する。
【０１０５】また、この発明に係る電力調相装置は、以
上説明したとおり、前記直流電圧指令補正手段が、ｘを
前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台
数、ｎをトランスレス無効電力直列補償装置の全台数、
Ｖｄｃを前記予め設定された直流電圧指令である場合
に、出力電圧（ｘ・Ｖｄｃ／（ｎ−ｘ））を出力し、前
記加算手段が、前記出力電圧を前記予め設定された直流
電圧指令に加算するので、故障が発生した場合にも調相
能力を低下させることなく継続運転することができ、本
装置を高信頼度化できるという効果を奏する。
上説明したとおり、前記直流電圧指令補正手段が、ｘを
前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台
数、ｎをトランスレス無効電力直列補償装置の全台数、
Ｖｄｃを前記予め設定された直流電圧指令である場合
に、出力電圧（ｘ・Ｖｄｃ／（ｎ−ｘ））を出力し、前
記加算手段が、前記出力電圧を前記予め設定された直流
電圧指令に加算するので、故障が発生した場合にも調相
能力を低下させることなく継続運転することができ、本
装置を高信頼度化できるという効果を奏する。
【０１０６】また、この発明に係る電力調相装置は、以
上説明したとおり、前記調相ユニットが、前記交流スイ
ッチ制御手段に接続され、前記出力端子に流れる系統電
流を検出する電流検出手段を有するので、本装置を安価
かつ小型化できるという効果を奏する。
上説明したとおり、前記調相ユニットが、前記交流スイ
ッチ制御手段に接続され、前記出力端子に流れる系統電
流を検出する電流検出手段を有するので、本装置を安価
かつ小型化できるという効果を奏する。
【０１０７】また、この発明に係る電力調相装置は、以
上説明したとおり、前記調相ユニットが、前記交流スイ
ッチ制御手段に接続され、前記出力端子間に現れる電圧
を検出する電圧検出手段を有するので、本装置を安価か
つ小型化できるという効果を奏する。
上説明したとおり、前記調相ユニットが、前記交流スイ
ッチ制御手段に接続され、前記出力端子間に現れる電圧
を検出する電圧検出手段を有するので、本装置を安価か
つ小型化できるという効果を奏する。
【０１０８】また、この発明に係る電力調相装置は、以
上説明したとおり、前記フィルタ回路が、前記出力端子
間に直列に接続されたコンデンサと、前記出力端子の各
々と前記単相インバータとの間に接続された２つのリア
クトルとを含み、前記交流スイッチが、前記コンデンサ
に並列に接続されるので、本装置を安価かつ小型化でき
るという効果を奏する。
上説明したとおり、前記フィルタ回路が、前記出力端子
間に直列に接続されたコンデンサと、前記出力端子の各
々と前記単相インバータとの間に接続された２つのリア
クトルとを含み、前記交流スイッチが、前記コンデンサ
に並列に接続されるので、本装置を安価かつ小型化でき
るという効果を奏する。
【０１０９】さらに、この発明に係る電力調相装置は、
以上説明したとおり、前記単相インバータが，自己消弧
型半導体素子とフリーホイールダイオードとを含むの
で、本装置を安価かつ小型化できるという効果を奏す
る。
以上説明したとおり、前記単相インバータが，自己消弧
型半導体素子とフリーホイールダイオードとを含むの
で、本装置を安価かつ小型化できるという効果を奏す
る。
【０１１０】この発明に係る送電システムは、以上説明
したとおり、送電線を介して互いに連結される２つの交
流電力システムと、前記送電線に挿入された請求項１か
ら請求項１７までのいずれかに記載の電力調相装置とを
備えたので、本システムを高信頼度、安価で実現するこ
とができるという効果を奏する。
したとおり、送電線を介して互いに連結される２つの交
流電力システムと、前記送電線に挿入された請求項１か
ら請求項１７までのいずれかに記載の電力調相装置とを
備えたので、本システムを高信頼度、安価で実現するこ
とができるという効果を奏する。
【０１１１】また、この発明に係る送電システムは、以
上説明したとおり、さらに、前記送電線に挿入された少
なくとも１つの開閉器を備えたので、本システムを高信
頼度、安価で実現することができるという効果を奏す
る。
上説明したとおり、さらに、前記送電線に挿入された少
なくとも１つの開閉器を備えたので、本システムを高信
頼度、安価で実現することができるという効果を奏す
る。
【図１】 この発明の実施の形態１に係る電力調相装置
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る電力調相装置
の別の構成を示す図である。
の別の構成を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態１に係る電力調相装置
の具体的構成を示す図である。
の具体的構成を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態１に係る電力調相装置
の動作を示すタイミングチャートである。
の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】 この発明の実施の形態１に係る電力調相装置
の起動動作を示す波形図である。
の起動動作を示す波形図である。
【図６】 この発明の実施の形態１に係る電力調相装置
の停止動作を示す波形図である。
の停止動作を示す波形図である。
【図７】 この発明の実施の形態２に係る電力調相装置
の交流スイッチの構成を示す図である。
の交流スイッチの構成を示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態３に係る電力調相装置
の交流スイッチの別の構成を示す図である。
の交流スイッチの別の構成を示す図である。
【図９】 この発明の実施の形態４に係る電力調相装置
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図１０】 この発明の実施の形態４に係る電力調相装
置の具体的構成を示す図である。
置の具体的構成を示す図である。
【図１１】 この発明の実施の形態５に係る電力調相装
置の直流電圧指令設定手段の構成を示す図である。
置の直流電圧指令設定手段の構成を示す図である。
【図１２】 従来の電力調相装置を含む送電システムの
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図１３】 従来の電力調相装置の構成を示す図であ
る。
る。
【図１４】 従来の送電線の等価回路を示す図である。
【図１５】 従来の別の電力調相装置を含む送電システ
ムの構成を示す図である。
ムの構成を示す図である。
１ａ、１ｂ 交流電力システム、２ａ、２ｂ 送電線、
３ 直列補償装置、４開閉器、７ 単相インバータ、８
直流コンデンサ、９ａ、９ｂ フィルタリアクトル、
１０ フィルタコンデンサ、１１ フィルタ回路、１７
多重直列補償装置、１８ 交流スイッチ、１９ 電流
検出手段、２０ 電圧検出手段、２１交流スイッチ制御
手段、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ 調相ユニット、２７
継続運転制御手段、２９ 直流電圧指令設定手段、３０
故障台数計数手段、３１直流電圧指令補正手段、３２
加算手段、３３ 直流電圧制御手段。
３ 直列補償装置、４開閉器、７ 単相インバータ、８
直流コンデンサ、９ａ、９ｂ フィルタリアクトル、
１０ フィルタコンデンサ、１１ フィルタ回路、１７
多重直列補償装置、１８ 交流スイッチ、１９ 電流
検出手段、２０ 電圧検出手段、２１交流スイッチ制御
手段、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ 調相ユニット、２７
継続運転制御手段、２９ 直流電圧指令設定手段、３０
故障台数計数手段、３１直流電圧指令補正手段、３２
加算手段、３３ 直流電圧制御手段。
Claims (19)
- 【請求項１】 トランスレス無効電力直列補償装置を有
する少なくとも１台の調相ユニットを備えた電力調相装
置において、 前記調相ユニットは、前記トランスレス無効電力直列補
償装置の出力端子間に接続された交流スイッチを有する
ことを特徴とする電力調相装置。 - 【請求項２】 前記調相ユニットは、さらに、前記交流
スイッチに流れる電流のゼロクロスにおいて前記交流ス
イッチを消弧するための交流スイッチ制御手段を有する
ことを特徴とする請求項１記載の電力調相装置。 - 【請求項３】 前記調相ユニットは、さらに、前記交流
スイッチにかかる電圧のゼロクロスにおいて前記交流ス
イッチを点弧するための交流スイッチ制御手段を有する
ことを特徴とする請求項１記載の電力調相装置。 - 【請求項４】 前記交流スイッチは、互いに逆並列接続
された少なくとも２個のサイリスタを持つことを特徴と
する請求項１記載の電力調相装置。 - 【請求項５】 前記トランスレス無効電力直列補償装置
は、前記出力端子に接続された単相インバータを持つこ
とを特徴とする請求項１記載の電力調相装置。 - 【請求項６】 前記単相インバータは、フィルタ回路を
介して前記出力端子に接続されることを特徴とする請求
項５記載の電力調相装置。 - 【請求項７】 複数台の調相ユニットが前記トランスレ
ス無効電力直列補償装置の出力端子において直列に接続
され、 さらに、前記複数台の調相ユニットを選択的に制御する
ための継続運転制御手段を備えたことを特徴とする請求
項１記載の電力調相装置。 - 【請求項８】 前記調相ユニットは、前記トランスレス
無効電力直列補償装置の故障を検出し、前記継続運転制
御手段に故障検出信号を出力するための故障検出手段を
有することを特徴とする請求項７記載の電力調相装置。 - 【請求項９】 前記調相ユニットは、さらに、前記交流
スイッチにかかる電圧のゼロクロスにおいて前記交流ス
イッチを点弧するための交流スイッチ制御手段を有し、 前記トランスレス無効電力直列補償装置は、前記出力端
子に接続された単相インバータを持ち、 前記継続運転制御手段は、前記故障検出手段が前記故障
検出信号を出力した調相ユニットの交流スイッチ制御手
段に運転停止指令を出力し、 前記交流スイッチ制御手段は、前記交流スイッチを点弧
させ、 その後に前記単相インバータと前記出力端子との間に挿
入された少なくとも２つのスイッチを開放することによ
り前記出力端子から前記単相インバータを切り離すこと
を特徴とする請求項８記載の電力調相装置。 - 【請求項１０】 前記トランスレス無効電力直列補償装
置は、前記出力端子に接続され、直流コンデンサを含む
単相インバータを持ち、 前記継続運転制御手段は、前記直流コンデンサの電圧を
設定するための直流電圧指令設定手段を有することを特
徴とする請求項７記載の電力調相装置。 - 【請求項１１】 前記調相ユニットは、前記トランスレ
ス無効電力直列補償装置の故障を検出し、前記継続運転
制御手段に故障検出信号を出力するための故障検出手段
を有し、 前記直流電圧指令設定手段は、前記故障検出信号に基づ
いて故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数
を数えるための故障台数計数手段を含み、前記故障した
トランスレス無効電力直列補償装置の台数に従って前記
直流コンデンサの直流電圧を設定することを特徴とする
請求項１０記載の電力調相装置。 - 【請求項１２】 前記直流電圧指令設定手段は、さら
に、前記故障台数計数手段により計数される前記故障し
たトランスレス無効電力直列補償装置の台数を入力し前
記台数に応じた直流電圧補正指令を出力するための直流
電圧指令補正手段と、 予め設定された直流電圧指令と前記直流電圧補正指令を
加算し、前記故障したトランスレス無効電力直列補償装
置の台数に応じて補正された直流電圧指令を直流電圧制
御手段に出力するための加算手段とを含むことを特徴と
する請求項１１記載の電力調相装置。 - 【請求項１３】 前記直流電圧指令補正手段は、ｘを前
記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数、
ｎをトランスレス無効電力直列補償装置の全台数、Ｖｄ
ｃを前記予め設定された直流電圧指令である場合に、出
力電圧（ｘ・Ｖｄｃ／（ｎ−ｘ））を出力し、 前記加算手段は、前記出力電圧を前記予め設定された直
流電圧指令に加算することを特徴とする請求項１２記載
の電力調相装置。 - 【請求項１４】 前記調相ユニットは、前記交流スイッ
チ制御手段に接続され、前記出力端子に流れる系統電流
を検出する電流検出手段を有することを特徴とする請求
項２記載の電力調相装置。 - 【請求項１５】 前記調相ユニットは、前記交流スイッ
チ制御手段に接続され、前記出力端子間に現れる電圧を
検出する電圧検出手段を有することを特徴とする請求項
３記載の電力調相装置。 - 【請求項１６】 前記フィルタ回路は、前記出力端子間
に直列に接続されたコンデンサと、 前記出力端子の各々と前記単相インバータとの間に接続
された２つのリアクトルとを含み、 前記交流スイッチは、前記コンデンサに並列に接続され
ることを特徴とする請求項６記載の電力調相装置。 - 【請求項１７】 前記単相インバータは，自己消弧型半
導体素子とフリーホイールダイオードとを含むことを特
徴とする請求項５記載の電力調相装置。 - 【請求項１８】 送電線を介して互いに連結される２つ
の交流電力システムと、 前記送電線に挿入された請求項１から請求項１７までの
いずれかに記載の電力調相装置とを備えたことを特徴と
する送電システム。 - 【請求項１９】 さらに、前記送電線に挿入された少な
くとも１つの開閉器を備えたことを特徴とする請求項１
８記載の送電システム。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP98106780.4 | 1998-04-15 | ||
| EP98106780A EP0951126B1 (en) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | Compensation device and power transmission system using a compensation device |
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| JPH11299105A true JPH11299105A (ja) | 1999-10-29 |
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Family Applications (1)
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Country Status (5)
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| EP (1) | EP0951126B1 (ja) |
| JP (1) | JP3720601B2 (ja) |
| CN (1) | CN1118121C (ja) |
| DE (1) | DE69840996D1 (ja) |
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