JPH1189084A - 短絡電流抑制装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力系統安定上好ましく、小形で経済的な短
絡電流抑制装置を得る。 【解決手段】 短絡電流抑制装置１０は、リアクトル１
０ａとコンデンサ１０ｂ、及びコンデンサ１０ｂと並列
に接続された非直線抵抗１０ｃで構成され、母線７ａ，
７ｂ間に設けられている。通常の大きさの電流を流して
いるときは、リアクトル１０ａとコンデンサ１０ｂとを
ほぼ直列共振状態にあるようにし、短絡電流通電時には
コンデンサ１０ｂと並列に接続された非直線抵抗１０ｃ
が動作してコンデンサ１０ｃの等価的な容量リアクタン
スを減少させリアクトル１０ａとコンデンサ１０ｃとの
共振状態から所定の値だけ外すように構成している。通
常電流通電時には電圧降下が少なく、短絡電流通電時に
は短絡電流抑制効果を有する短絡電流抑制装置を実現で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電力系統の発変
電所等で使用される短絡電流抑制装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来用いられている短絡電流抑制装置と
して、例えば電気学会発行の１９６７年版電気光学ハン
ドブック第６６１頁、８６図（昭和４２年１月２５日初
版発行）に示されているようなものがある。これは、経
済的な遮断容量の遮断器を使用できるように、母線を区
分して母線間に常時リアクトルを挿入しておき、短絡故
障の際、遮断すべき短絡電流を制限する。あるいは、短
絡時の電磁機械力が強大となりすぎて母線その他の導体
支持部を損傷しないように、短絡電流を制限する。

【０００３】リアクトルが、区画された母線間に配置さ
れているため、リアクトルのリアクタンスにより母線或
いは母線に接続される変圧器回路や送電線回路の短絡電
流が抑制され、機器の小形化或いは経済性向上の面で大
きな効果を有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の短絡電流抑制装
置は以上のように構成されているので、リアクトルのリ
アクタンスによる電圧降下があるため適用面で制限さ
れ、同期機の同期化力を弱くするなど電力系統安定面で
も好ましくないという問題点があった。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、リアクタンスによる電圧降下が
小さく、電力系統安定面でも好ましく、小形で経済的な
短絡電流抑制装置を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、この発明にかかる短絡電流抑制装置におい
ては、所定の誘導リアクタンスを有するリアクトルと、
所定の電流を流したとき誘導リアクタンス以下の別の所
定の容量リアクタンスを有しかつ所定の電流よりも大き
い電流が流れたとき端子間電圧が制限されることにより
容量リアクタンスが別の所定値よりも減少するようにさ
れた非直線容量特性を有する非直線コンデンサ装置と、
を直列に接続したものを、電力系統に設け、通過する電
流を抑制するようにしたものである。所定の電流が流れ
ている時は、誘導リアクタンスと容量リアクタンスとが
打消し合って電圧降下を大幅に減らす。また、短絡事故
等により非直線コンデンサ装置に大きな電流が流れたと
きは、非直線コンデンサ装置の端子間電圧が制限される
ので、等価的に非直線コンデンサ装置の容量リアクタン
スが減少する。従って、リアクトルと非直線コンデンサ
装置とが直列に接続された短絡電流抑制装置は、誘導性
リアクタンスを有することになり、この誘導性リアクタ
ンスにより短絡電流が抑制される。

【０００７】そして、所定の電流を流したときの容量リ
アクタンスを、誘導リアクタンスの７０〜１００％の間
の所定値にするとよい。容量リアクタンスを誘導リアク
タンスの７０％とすると、所定の電流が流れたときのリ
アクタンス電圧降下は３０％となる。容量リアクタンス
を誘導リアクタンスの１００％とすると、所定の電流が
流れたときのリアクタンス電圧降下はほぼ零となる。従
って、回路条件をある程度直列共振条件から外すと通常
時の電圧降下がある程度生じるがより安定した状態にな
る。また、直列共振状態に近い状態に選ぶと通常時の電
圧降下をほぼ零にすることもできる。

【０００８】さらに、非直線コンデンサ装置を、コンデ
ンサの端子間電圧が１２０〜２５０％の間の所定値を超
えないように制限するものとするのが好ましい。コンデ
ンサの端子間電圧の制限値は、多少過負荷になっても動
作しないように１２０％以上の値にするのが望ましい。
また、コンデンサの価格は電圧のおよそ２乗に比例して
上昇するので、実用性の観点からコンデンサの端子電圧
を２５０％までに制限する。

【０００９】また、非直線コンデンサ装置を、所定の容
量リアクタンスを有するコンデンサ及びこのコンデンサ
と並列に接続されコンデンサの端子間電圧を制限する電
圧制限装置により非直線容量特性を有するように構成で
きる。

【００１０】そして、電圧制限装置を、印加される電圧
が増加すると抵抗値が減少する非直線抵抗とした。

【００１１】さらに、電圧制限装置を、非直線抵抗と並
列に接続され非直線抵抗の端子間電圧が所定値を超えた
とき非直線抵抗を短絡する短絡手段を設けたものとする
ことができる。非直線抵抗を短絡するので、非直線抵抗
の容量が小さくてよい。

【００１２】また、短絡手段を、自復性を有するギャッ
プとすることができる。大電流が流れてコンデンサの端
子電圧が上昇するとギャップが放電を開始し、コンデン
サの端子間をほぼ短絡状態にする。ギャップを用いるの
で、構成が簡易である。

【００１３】そして、電圧制限装置を、印加される電圧
が上昇するとインダクタンスが減少する非直線特性を有
する非直線リアクトルとすることもできる。

【００１４】さらに、非直線コンデンサ装置を、印加さ
れる電圧が上昇するとキャパシタンスが減少する非直線
特性を有する非直線コンデンサとしてもよい。

【００１５】また、リアクトルと非直線コンデンサ装置
とを直列に接続したものを、少なくとも２つ直列に接続
して構成してもよい。リアクトルと非直線コンデンサ装
置とを直列にしたものを、さらに直列にすれば、短絡抑
制装置の内部事故の場合に事故点における見かけの電源
インピーダンスが減少して事故電流が増大するのを防止
できる。また、リアクトル及び非直線コンデンサ装置を
複数に分けて構成するので、それぞれの単体の大きさを
小さくでき、輸送や据付けが容易となる。

【００１６】そして、電力系統は、発変電所における、
母線、変圧器回路、発電機回路及び送電線回路のうちの
少なくとも一つを含むものである。

【００１７】さらに、リアクトル及び非直線コンデンサ
装置を、電気絶縁ガスが満たされた収容容器内に収容さ
れたものとしてもよい。これら機器を、ガス絶縁する収
容容器内に収容することにより、容積が小さく信頼性の
優れたものとなる。

【００１８】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の一形態を図１に
ついて説明する。図１は短絡電流抑制装置の適用される
変電所の単線図であり、３は母線、４，５は遮断器、６
は変圧器、７ａ，７ｂは母線、８は遮断器、９は送電
線、１０は短絡電流抑制装置である。１０ａはリアクト
ル、１０ｂはコンデンサ、１０ｃは非直線抵抗であり、
リアクトル１０ａとコンデンサ１０ｂが直列に接続さ
れ、非直線抵抗１０ｃがコンデンサ１０ｂに並列に接続
されて、短絡電流抑制装置１０を構成している。

【００１９】リアクトル１０ａは、空心リアクトルで構
成され、その％インピーダンスは、１０〜１００％程度
の範囲で回路条件等に応じて選定するが、この実施の形
態では５０％に設定している。リアクトル１０ａの誘導
リアクタンスとコンデンサ１０ｂの容量リアクタンスと
を回路の周波数５０Ｈｚ或いは６０Ｈｚでほぼ等しい
値、すなわち、ほぼ共振するようにする。短絡電流を抑
制するため、全体のリアクタンスは誘導性にする必要が
あるので、第三高調波等に対して余裕を見てコンデンサ
１０ｂの容量リアクタンスをリアクトル１０ａの誘導リ
アクタンスの９５％程度に選定する。

【００２０】非直線抵抗１０ｃは、例えば酸化亜鉛形避
雷器で用いられているのと同様の酸化亜鉛素子等で構成
されている。非直線抵抗１０ｃは、通常電流通電時にコ
ンデンサ１０ｂに発生する電圧ではミリアンペア（ｍ
Ａ）以下の漏れ電流になるように設定されており、印加
される電圧がこれより大きいある所定値例えば１２０％
を超えると急激に抵抗値が減少する非直線性を示す。

【００２１】非直線抵抗１０ｃは、短絡電流が流れたと
きにコンデンサ１０ｂの端子間電圧を通常電流（定格電
流）通電時のコンデンサ１０ｂの端子間電圧の１２０％
乃至２５０％の間の所定の値に制限するように設定す
る。過負荷等で電流が最大２０％増えても非直線抵抗１
０ｃに不要な電流が流れないように制限電圧をおよそ１
２０％以上とする。また、コンデンサ１０ｂを余り高い
端子間電圧に耐えるものにすると、コンデンサの価格は
端子電圧のほぼ２乗に比例して高くなり、またその大き
さも大きくなるので、大きさや経済的な面から２５０％
程度までの値にするのが、望ましい。

【００２２】従って、この実施の形態では、例えばリア
クトル１０ａに定格電流の２０倍の電流が流れたときコ
ンデンサ１０ｂの端子間電圧を定格電流時の１５０％程
度に制限するようにする。なお、短絡電流抑制装置１０
は、母線７ａ，７ｂに遮断器、変流器、電圧変成器、断
路器等を介して接続されているが、これら機器の図示は
省略している。

【００２３】図１の短絡電流抑制装置１０のリアクトル
１０ａとコンデンサ１０ｂを回路の周波数５０Ｈｚ或い
は６０Ｈｚで共振するようにすると、短絡電流抑制装置
１０のインピーダンスは回路の周波数５０Ｈｚ或いは６
０Ｈｚにおいてほぼ零になり、回路に短絡電流抑制装置
１０が挿入されても、短絡電流抑制装置１０自身の電圧
降下がほぼ零であるため、電力系統の安定度の面で極め
て良好である。

【００２４】非直線抵抗１０ｃは、非直線性を有し、短
絡電流抑制装置１０の通常電流通電時の電圧ではｍＡ以
下の漏れ電流になるように設定されているのでほとんど
影響を与えず、回路の共振状態を保ち、短絡電流抑制装
置１０のインピーダンスは回路の周波数５０Ｈｚ或いは
６０Ｈｚにおいてほぼ零の状態のままである。

【００２５】母線７ａ，７ｂ或いは送電線９において、
短絡が生じて短絡電流抑制装置１０に大きな短絡電流Ｊ
が流れると、リアクトル１０ａの電圧はリアクトルの誘
導リアクタンスＸ１と短絡電流Ｊの積（Ｘ１）・Ｊとな
り大きな値になる。しかし、コンデンサ１０ｂの電圧は
コンデンサの容量リアクタンスＸ２と短絡電流Ｊの積
（Ｘ２）・Ｊにはならず、非直線抵抗１０ｃにより電圧
が所定値、すなわち通常電流通電時の電圧の１２０％乃
至２５０％の間の所定の値に制限されて小さな値とな
り、共振状態より外れる。

【００２６】そのため、短絡が生じて短絡電流抑制装置
１０に大きな短絡電流が流れると、短絡電流抑制装置１
０のインピーダンスは大きくなり、短絡電流を抑制する
ことになる。即ち、短絡電流抑制装置１０において、通
常電流通電時には、短絡電流抑制装置１０のインピーダ
ンスはほぼ零（５０％の５％で２．５％）になり、大電
流通電時には短絡電流抑制装置１０のインピーダンスは
大きくなり、短絡電流抑制機能を発揮する。

【００２７】コンデンサ１０ｂと並列に入る非直線抵抗
１０ｃには短絡電流通電時には電流が流れるが、短絡が
遮断器により除去されれば電流が流れなくなり、元の状
態に復帰する。なお、非直線抵抗としては上記の酸化亜
鉛素子のように低電圧では高抵抗で、高電圧では低抵抗
となる非直線性を有するものであれば、他のもの、例え
ばツェナーダイオードのような素子も適用できる。

【００２８】非直線抵抗１０ｃの制限電圧を、上記のよ
うにコンデンサ１０ｂの常時通電時の端子電圧の１２０
％乃至２５０％にすると、コンデンサ１０ｂの定格電圧
を低減でき、非直線抵抗１０ｃ自体の容量（容積）を低
減でき、短絡電流抑制装置１０の小形化と経済性向上を
実現できる。

【００２９】実施の形態２．さらに、この発明の他の実
施の形態を説明する。実施の形態１においては容量リア
クタンスを誘導リアクタンスの９５％にしたが、この実
施の形態では短絡電流抑制装置１０のリアクトル１０ａ
とコンデンサ１０ｂを回路の周波数５０Ｈｚ或いは６０
Ｈｚで共振条件より若干外れ５％よりも大きい状態に設
定する。共振条件より若干外れた条件では、通常電流通
電時には共振より外れた分だけ大きい電圧降下が生じる
が、短絡電流通電時には上記と同様に非直線抵抗１０ｃ
によりコンデンサ１０ｂの端子電圧が制限されて、コン
デンサ１０ｂの等価的なキャパシタンスが減少する。従
って、リアクトル１０ａとコンデンサ１０ｂとの直列回
路は全体としては誘導性リアクタンスが残り、短絡電流
が抑制されて、短絡電流抑制機能が発揮される。

【００３０】短絡電流抑制装置１０のリアクトル１０ａ
とコンデンサ１０ｂを回路の周波数５０Ｈｚ或いは６０
Ｈｚで共振条件より若干外れた条件としては、通常電流
通電時に許容される電圧降下の大きさにもよるが、コン
デンサ１０ｂの容量リアクタンスをリアクトル１０ａの
誘導リアクタンスの９５〜７０％程度の範囲で設定す
る。例えば、誘導リアクタンスの７０％にすれば、定常
時のリアクトル１０ａとコンデンサ１０ｂとの直列回路
のリアクタンスは３０％となり、電圧降下としては３０
％であり、特に支障が出るおそれが高くなるものではな
いといえる。なお、短絡電流を抑制するため、全体のリ
アクタンスは誘導性にする必要がある。

【００３１】実施の形態３．さらに、この発明の他の実
施の形態を図２の回路図について説明する。図２におい
て、２０は短絡電流抑制装置であり、母線７ａ、７ｂ間
に設けられている。２０ｄは短絡開閉器であり、コンデ
ンサ１０ｂ及び非直線抵抗２０ｃと並列に接続され、通
常運転時には開いた状態で接続されている。短絡開閉器
２０ｄは、図示しない制御装置によりコンデンサ１０ｂ
の端子電圧が所定値を超えると高速度で閉路される。な
お、短絡開閉器２０ｄと通常直列に挿入される突入電流
抑制用のリアクトルは図示を省略している。短絡電流抑
制装置２０は以上のようにリアクトル１０ａ、コンデン
サ１０ｂ、非直線抵抗２０ｃ、短絡開閉器２０ｄを有す
る。その他は、図１に示したものと同様に構成されてい
る。

【００３２】母線７ａ，７ｂ或いは送電線９において、
短絡が生じて短絡電流抑制装置２０に大きな短絡電流Ｊ
が流れると、リアクトル１０ａの電圧はリアクトルの誘
導リアクタンスＸ１と短絡電流Ｊの積（Ｘ１）・Ｊとな
り大きな値になるが、コンデンサ１０ｂの電圧はコンデ
ンサの容量リアクタンスＸ２と短絡電流Ｊの積（Ｘ２）
・Ｊにはならず、非直線抵抗２０ｃにより電圧が所定
値、すなわち通常電流通電時の電圧の１２０％乃至３０
０％の間の設定された値に制限されて小さな値となり、
共振状態より外れる。

【００３３】これとともに、非直線抵抗１０ｃの端子間
電圧が所定値を超えたとき、短絡開閉器２０ｄが制御装
置により高速で閉じられ、短絡電流はリアクトル１０ａ
と短絡開閉器２０ｄに流れる。これにより、大きな電流
が非直線抵抗２０ｃに流れる時間が短くなるため、非直
線抵抗２０ｃの容積は小さくてよく、小形で安価にな
る。また、短絡開閉器２０ｄが閉じられると、コンデン
サ１０ｂが作用しなくなるためインピーダンスが増加し
て、電流の大きさも更に制限されて、電流抑制効果が増
大する。なお、短絡手段としての短絡開閉器２０ｄとし
て、サイリスタやトランジスタ等による半導体開閉器を
用いることもできる。

【００３４】実施の形態４．さらに、この発明の他の実
施の形態を図３について説明する。図３において、３０
は短絡抑制装置である。３０ｅは短絡手段としてのギャ
ップであり、コンデンサ１０ｂ及び非直線抵抗２０ｃと
並列に接続され、図２の短絡開閉器２０ｄの代わりに適
用されている。ギャップ３０ｅと通常直列に入る突流抑
制用のリアクトルは図示を省略している。短絡電流抑制
装置は以上のように構成されている。

【００３５】図３において、通常電流通電時にはリアク
トル１０ａとコンデンサ１０ｂは回路の周波数５０Ｈｚ
或いは６０Ｈｚで共振状態にあり、短絡電流抑制装置１
０のインピーダンスは回路の周波数５０Ｈｚ或いは６０
Ｈｚにおいてほぼ零になっているが、短絡電流抑制装置
１０に大きな電流が流れると、ギャップ３０ｅの両端電
圧が上昇してギャップ３０ｅが放電して、コンデンサ１
０ｂが短絡され、リアクトル１０ａのインピーダンスに
より、短絡電流が抑制される。

【００３６】図３のギャップ３０ｅは図２の短絡開閉器
２０ｄと制御装置の組合せに比べて、経済的で小形にな
るという特徴を有している。ギャップ３０ｅとしてはど
のようなギャップでも適用できるが、電流遮断性能を有
して絶縁回復特性の優れた六弗化硫黄ガス（ＳＦ６）中
のギャップ或いは電流遮断特性を有する真空スイッチ等
の自復性を有するギャップが好適である。また、ギャッ
プ長制御装置により、ギャップ長を制御するようにして
もよいし、ギャップの放電開始を確実にするためレーザ
等による放電始動装置を補助的に設けてもよい。なお、
非直線抵抗２０ｃを省略してコンデンサ１０ｂと並列に
ギャップ３０ｅを設けてもよい。

【００３７】実施の形態５．さらに、この発明の他の実
施の形態を図４について説明する。図４において、４０
は短絡電流抑制装置である。４０ｆは非直線インピーダ
ンスであり、コンデンサ１０ｂと並列に接続されてい
る。非直線インピーダンス４０ｆとしては可飽和リアク
トル等が適している。図４において、直線性インピーダ
ンス４０ｆは短絡電流抑制装置１０の通常電流通電時の
コンデンサ１０ｂの両端電圧レベルでは高インピーダン
スであり、リアクトル１０ａとコンデンサ１０ｂは回路
の周波数５０Ｈｚ或いは６０Ｈｚでほぼ共振状態にあ
る。すなわち、短絡電流抑制装置１０のインピーダンス
は回路の周波数５０Ｈｚ或いは６０Ｈｚにおいてほぼ零
に近い例えば５％の誘導性のリアクタンスとなるように
している。

【００３８】短絡電流抑制装置１０に大電流が流れて、
コンデンサ１０ｂの両端電圧が上昇すると、非直線性イ
ンピーダンス４０ｆは電圧的に飽和して、リアクトル１
０ａとコンデンサ１０ｂは回路の周波数５０Ｈｚ或いは
６０Ｈｚで共振状態より外れて、短絡電流抑制装置１０
のインピーダンスが増加して、短絡電流が抑制される。
この実施の形態によれば、図１に示す大きな非直線抵抗
１０ｃが不要となり、小形で経済的な短絡電流抑制装置
を構成できる。

【００３９】実施の形態６．さらに、この発明の他の実
施の形態を図５について説明する。図５において、５０
は短絡電流抑制装置である。５０ｇは一定電圧以上で非
直線性を有する非直線コンデンサであり、リアクトル１
０ａと直列に接続されている。非直線性を有する非直線
コンデンサ５０ｇは、チタン酸バリウム等のセラミック
コンデンサが適しており、所定の電圧、例えば定格電圧
の１２０％を超えるとキャパシタンスが大きく変化する
等の非直線性を有している。図５において、短絡電流抑
制装置５０の通常電流通電時ではリアクトル１０ａと非
直線コンデンサ５０ｇは回路の周波数５０Ｈｚ或いは６
０Ｈｚで共振状態にあり、短絡電流抑制装置１０のイン
ピーダンスは回路の周波数５０Ｈｚ或いは６０Ｈｚにお
いてほぼ零になっている。

【００４０】短絡電流抑制装置５０に大電流が流れて、
非直線コンデンサ５０ｇの両端電圧が上昇すると、非直
線コンデンサ５０ｇはキャパシタンスが大きく変化し
て、リアクトル１０ａとコンデンサ５０ｇは回路の周波
数５０Ｈｚ或いは６０Ｈｚで共振状態より外れて、短絡
電流抑制装置５０のインピーダンスが増加して、短絡電
流が抑制される。図５の実施の形態によれば、コンデン
サと並列に非直線抵抗或いは短絡開閉器等を設けなくて
もよいので、装置が小形になり、価格も安価になる。

【００４１】実施の形態７．さらに、この発明の他の実
施の形態を図６について説明する。図６において、６０
は短絡抑制装置である。２ａ及び２ｂは遮断器、６０ａ
ａ、６０ａｂ、６０ａｃはリアクトル、６０ｂａ、６０
ｂｂはコンデンサ、６０ｃｃ、６０ｃｂは非直線抵抗で
ある。図１の短絡電流抑制装置１０のリアクトル１０ａ
を三つのリアクトル６０ａａ、６０ａｂ、６０ａｃに分
割し、コンデンサ１０ｂ、非直線抵抗１０ｃをそれぞれ
二つに分割して配置したものに相当する。

【００４２】図１に示したものにおいては、リアクトル
１０ａとコンデンサ１０ｂの間で短絡が生じると、コン
デンサ１０ｂの容量リアクタンス分により母線７ｂの電
源インピーダンスが見掛け上低下し、コンデンサ１０ｂ
側の母線７ｂより流入する短絡電流が増大する場合もあ
る。この実施の形態（図６）では、短絡電流抑制装置６
０のどの位置で短絡が生じても、短絡電流が増大しない
ようにリアクトルとコンデンサを分割して配置してい
る。

【００４３】短絡電流抑制装置６０の内部で短絡等の異
常が生じると、遮断器２ａ及び２ｂが動作して、短絡電
流抑制装置６０を電力回路から切離すようにしている。
また、図６のようにリアクトル６０ａａ、６０ａｂ、６
０ａｃとコンデンサ６０ｂａ，６０ｂｂとに分割して構
成すると、各構成部分が小形になり、輸送や据付が容易
になり、経済性が向上する。図６ではリアクトルは三分
割され、コンデンサは二分割されているが、分割方法と
してはリアクトルあるいはコンデンサの一方だけを分割
してもよく、またもっと多くに分割してもよい。

【００４４】実施の形態８．さらに、この発明の他の実
施の形態を図７について説明する。図７において、短絡
電流抑制装置はガス絶縁機器で構成されており、７０は
ガス絶縁された短絡電流抑制装置であり、ガス絶縁母線
７１、接地容器形リアクトル７２、接地容器形コンデン
サ７３、及び非直線抵抗７４を有する。７１ａは容器、
７１ｂは導体、７１ｃは絶縁スペーサであり、ガス絶縁
母線７１を構成している。７２ａは容器、７２ｂはリア
クトル本体、７２ｃは支持絶縁物、７２ｄは導体であ
り、接地容器形リアクトル７２を構成している。

【００４５】７３ａは容器、７３ｂはユニットコンデン
サ、７３ｃは支持絶縁物、７３ｄは導体であり、接地容
器形コンデンサ７３を構成している。７４ａは容器、７
４ｂは非直線抵抗体、７４ｃは支持絶縁物、７４ｄは導
体、７４ｅはシールド、７４ｆは絶縁管であり、非直線
抵抗７４を構成している。リアクトル７２、接地容器形
コンデンサ７３、及び非直線抵抗７４はガス絶縁母線７
１により図１に示した短絡電流抑制装置１０のリアクト
ル１０ａ、コンデンサ１０ｂ、非直線抵抗１０ｃの接続
関係と同様にして接続されている。

【００４６】図７において、短絡電流抑制装置７０の各
構成機器であるガス絶縁母線７１、リアクトル７２、接
地容器形コンデンサ７３、及びガス絶縁非直線抵抗体７
４はガス絶縁機器で構成されているため、小形になり、
耐震性にも優れる。また、周辺の機器、例えば母線や変
圧器、遮断器等との接続も容易になり、既設のガス絶縁
開閉装置に容易に接続できるため、経済性も向上する。
気中の閉鎖配電盤に各構成機器を収納する方法に比べ
て、保守点検の手間が不要になる等の利点もある。

【００４７】なお、図７は相分離形ガス絶縁開閉装置で
構成されているが、三相一括形ガス絶縁開閉装置で構成
してもよい。また、接地容器形リアクトル７２及び接地
容器形コンデンサ７３は油絶縁やガス絶縁、あるいはモ
ールド絶縁のものであってもよい。

【００４８】図７のように構成すれば、ガス絶縁開閉装
置７０内の導体は逆方向に電流を流す二組の導体で構成
される部分、すなわちリアクトル本体７２ｂに接続され
た二つの導体７２ｄ、ユニットコンデンサ７３ｂに接続
された二つの導体７３ｄ、非直線抵抗体７４ｂに接続さ
れた導体７４ｄ等がある。これらの部分では導体外部の
磁界が打ち消し合うため、ガス絶縁開閉装置の容器の磁
界による熱損失が大幅に減り、容器材料を経済的な鉄鋼
材料で構成できるために、ガス絶縁開閉装置を経済的に
構成することができる。

【００４９】なお、図１におけるコンデンサ１０ｂと非
直線抵抗１０ｃ、図２におけるコンデンサ１０ｂと非直
線抵抗２０ｃと短絡開閉器２０ｄ、図３におけるコンデ
ンサ１０ｂと非直線抵抗２０ｃとギャップ３０ｅ、図４
におけるコンデンサ１０ｂと非直線インピーダンス４０
ｆ、図５における非直線コンデンサ５０ｇ、図６におけ
るコンデンサ６０ｂａ，６０ｂｂと非直線抵抗６０ｃ
ａ，６０ｃｂ、図７における接地容器形コンデンサ７３
と非直線抵抗７４、がそれぞれこの発明における非直線
容量特性を有する非直線コンデンサ装置である。

【００５０】実施の形態９．さらに、この発明の他の実
施の形態を図８について説明する。図８において、短絡
電流抑制装置を発電所の各回路に適用したものである。
図８において、８１，８２，８３，８４，８５，は短絡
電流抑制装置であり、図１〜図７に示した短絡電流抑制
装置１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０等を適
宜使用する。なお、８９は発電機である。

【００５１】図８において、短絡電流抑制装置８１は、
区分された母線７ａ，７ｂの間に配置され、母線の短絡
電流の増大を抑制している。短絡電流抑制装置８２は母
線７ｂと、増設された第三の母線７ｃとの間に設けら
れ、各母線の短絡電流の増大を抑制する。このように、
母線７ａ，７ｂ，７ｃ間に、短絡電流抑制装置８１，８
２を設けることにより、遮断器５，８等の定格遮断電流
を増やさずに、発変電所或いは発電所の母線増強を行う
ことができる。しかも、通常電流における短絡電流抑制
装置の影響も少なく、極めて経済的である。

【００５２】短絡電流抑制装置８３は変圧器６ａの回路
に配置され、母線７ｂの短絡電流の増大を抑制してい
る。この短絡電流抑制装置８３は第三の変圧器６ａが増
設されたときに母線７ｂの短絡電流が増大するのを抑制
するために設けられている。変圧器６ａの回路に短絡電
流抑制装置８３を設けることにより、遮断器５，８等の
定格遮断電流を増やさずに、発変電所或いは発電所の変
圧器増強を行うことができ、しかも通常電流面での影響
も少なく、極めて経済的である。

【００５３】図８において、短絡電流抑制装置８４は発
電機８９の回路の中に配置され、母線７ａの短絡電流の
増大を抑制している。この短絡電流抑制装置８４は発電
機８９の回路が増設されたときに、各母線７ａ，７ｂ，
７ｃ、特に母線７ａの短絡電流が増大するのを抑制する
ために設けられている。発電機８９の回路に短絡電流抑
制装置８４を設けることにより、遮断器５，８等の定格
遮断電流を増やさずに、発変電所或いは発電所の発電機
を有する回路の増強を行うことができ、しかも通常電流
面での影響も少なく、経済的である。

【００５４】短絡電流抑制装置８５は送電線９の回路の
中に配置され、母線７ａ，７ｂ、特に母線７ｂの短絡電
流の増大を抑制している。この短絡電流抑制装置８５は
送電線９が増設されたときの、各母線の短絡電流の増大
を抑制するために設けられている。送電線９の回路に短
絡電流抑制装置を設けることにより、遮断器８等の定格
遮断電流を増やさずに、発変電所或いは開閉所等の送電
線数の増強を行うことができ、しかも通常電流面での影
響も少なく、極めて経済的である。

【００５５】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載するような効果を奏する。

【００５６】リアクトルと、所定の電流よりも大きい電
流が流れたとき端子間電圧が制限されることにより容量
リアクタンスが減少する非直線コンデンサ装置と、を直
列に接続したものを、電力回路に設け、通過する電流を
抑制するようにしたので、短絡事故等により非直線コン
デンサ装置に所定の電流以上の電流が流れたとき、非直
線コンデンサ装置の端子間電圧が制限され、等価的に非
直線コンデンサ装置の容量リアクタンスが減少する。よ
って、リアクトルと非直線コンデンサ装置とが直列に接
続された短絡電流抑制装置は、誘導性リアクタンスを有
することになり、この誘導性リアクタンスにより短絡電
流が抑制される。従って、通常電流通電時の電圧降下が
少なく、電力系統安定面でも好ましく、装置も小形で経
済的なものになる。

【００５７】そして、所定の電流を流したときの容量リ
アクタンスを、誘導リアクタンスの７０〜１００％の間
の所定値にしたので、回路条件をある程度直列共振条件
から外して通常時の電圧降下はあるがより安定した状態
及び直列共振状態に近く通常時の電圧降下が小さい状態
の任意状態を選ぶことができる。

【００５８】さらに、非直線コンデンサ装置を、コンデ
ンサの端子間電圧が１２０〜２５０％の間の所定値を超
えないように制限するものとしたので、多少過負荷にな
っても端子間電圧は制限されないので電圧降下が大きく
ならず安定に動作し、またコンデンサの価格の上昇を招
くことなく実用的なものとすることができる。

【００５９】また、非直線コンデンサ装置を、所定の容
量リアクタンスを有するコンデンサ及びこのコンデンサ
と並列に接続されコンデンサの端子間電圧を制限する電
圧制限装置により非直線容量特性を有するように構成し
たので、構成の自由度が大きく、広い電圧電流範囲に容
易に対応することができる。

【００６０】そして、電圧制限装置を、印加される電圧
が増加すると抵抗値が減少する非直線抵抗としたので、
広い電圧電流範囲に容易に対応することができる。

【００６１】さらに、電圧制限装置を、非直線抵抗と並
列に接続され非直線抵抗の端子間電圧が所定値を超えた
とき非直線抵抗を短絡する短絡手段を設けたものとした
ので、広い電圧電流範囲に容易に対応することができる
とともに、非直線抵抗を短絡するので非直線抵抗の容量
を低減でき、小形安価なものにできる。

【００６２】また、短絡手段を、自復性を有するギャッ
プとしたので、大電流が流れてコンデンサの端子電圧が
上昇するとギャップが放電を開始し、コンデンサの端間
をほぼ短絡状態とでき、簡易で安価な装置とすることが
できる。

【００６３】そして、電圧制限装置を、印加される電圧
が上昇するとインダクタンスが減少する非直線特性を有
する非直線リアクトルとしたので、広い電圧電流範囲に
容易に対応することができる。

【００６４】さらに、非直線コンデンサ装置を、印加さ
れる電圧が上昇するとキャパシタンスが減少する非直線
特性を有する非直線コンデンサとしたので、装置を小
形、安価にできる。

【００６５】また、リアクトルと非直線コンデンサ装置
とを直列に接続したものを、少なくとも２つ直列に接続
して構成したので、リアクトルが分散配置されることに
より短絡抑制装置の内部事故の場合に事故点における見
かけの電源インピーダンスの減少を防止して事故電流の
増大を抑制できる。また、リアクトル及び非直線コンデ
ンサ装置を複数に分けて構成するので、それぞれの単体
の大きさを小さくでき、輸送や据付けが容易となり、小
形で経済的なものとすることができる。

【００６６】そして、電力回路は、発変電所における、
母線、変圧器回路、発電機回路及び送電線回路のうちの
少なくとも一つを含むものであり、これらに用いても効
果的である。

【００６７】さらに、リアクトル及び非直線コンデンサ
装置を、電気絶縁ガスが満たされた収容容器内に収容さ
れたものとしたので、容積が小さく信頼性の優れたもの
とできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の一形態を示す短絡電流抑制
装置が設けられた変電所の単線図である。

【図２】 この発明の他の実施の形態を示す短絡電流抑
制装置の回路図である。

【図３】 さらに、この発明の他の実施の形態を示す短
絡電流抑制装置の回路図である。

【図４】 さらに、この発明の他の実施の形態を示す短
絡電流抑制装置の回路図である。

【図５】 さらに、この発明の他の実施の形態を示す短
絡電流抑制装置の回路図である。

【図６】 さらに、この発明の他の実施の形態を示す短
絡電流抑制装置の回路図である。

【図７】 さらに、この発明の他の実施の形態を示す短
絡電流抑制装置の断面図である。

【図８】 さらに、この発明の他の実施の形態を示す短
絡電流抑制装置が設けられた変電所の単線図である。

【符号の説明】

５，８ 遮断器、６，６ａ 変圧器、７ａ，７ｂ，７ｃ
母線、９ 送電線、１０，２０，３０，４０，５０，
６０，７０，８１〜８５ 短絡電流抑制装置、１０ａ
リアクトル、１０ｂ コンデンサ、１０ｃ 非直線抵
抗、２０ｃ 非直線抵抗、２０ｄ 短絡開閉器、３０ｅ
ギャップ、４０ｆ 非直線インピーダンス、５０ｇ
非直線コンデンサ、６０ａａ〜６０ａｃ リアクトル、
６０ｂａ，６０ｂｂ コンデンサ、６０ｃａ，６０ｃｂ
非直線抵抗、７０ ガス絶縁された短絡電流抑制装
置、７２ 接地容器形リアクトル、７２ｂ リアクトル
本体、７３ 接地容器形コンデンサ、７３ｂ ユニット
コンデンサ、７４ 非直線抵抗、７４ｂ 非直線抵抗
体、８９ 発電機。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の誘導リアクタンスを有するリアク
   トルと、所定の電流を流したとき上記誘導リアクタンス
   以下の別の所定の容量リアクタンスを有しかつ上記所定
   の電流よりも大きい電流が流れたとき端子間電圧が制限
   されることにより上記容量リアクタンスが上記別の所定
   値よりも減少するようにされた非直線容量特性を有する
   非直線コンデンサ装置と、が直列に接続されたものであ
   って、電力系統に設けられ通過する電流を抑制する短絡
   電流抑制装置。
2. 【請求項２】 所定の電流を流したときの容量リアクタ
   ンスは、誘導リアクタンスの７０〜１００％の間の所定
   値であることを特徴とする請求項１に記載の短絡電流抑
   制装置。
3. 【請求項３】 非直線コンデンサ装置は、コンデンサの
   端子間電圧が１２０〜２５０％の間の所定値を超えない
   ように制限されるものであることを特徴とする請求項１
   に記載の短絡電流抑制装置。
4. 【請求項４】 非直線コンデンサ装置は、所定の容量リ
   アクタンスを有するコンデンサ及びこのコンデンサと並
   列に接続され上記コンデンサの端子間電圧を制限する電
   圧制限装置により非直線容量特性を有するようにされた
   ものであることを特徴とする請求項１に記載の短絡電流
   抑制装置。
5. 【請求項５】 電圧制限装置は、印加される電圧が増加
   すると抵抗値が減少する非直線抵抗であることを特徴と
   する請求項４に記載の短絡電流抑制装置。
6. 【請求項６】 電圧制限装置は、さらに、非直線抵抗と
   並列に接続され非直線抵抗の端子間電圧が所定値を超え
   たとき非直線抵抗を短絡する短絡手段を設けたものであ
   ることを特徴とする請求項５に記載の短絡電流抑制装
   置。
7. 【請求項７】 短絡手段は、自復性を有するギャップで
   あることを特徴とする請求項６に記載の短絡電流抑制装
   置。
8. 【請求項８】 電圧制限装置は、印加される電圧が上昇
   するとインダクタンスが減少する非直線特性を有する非
   直線リアクトルであることを特徴とする請求項４に記載
   の短絡電流抑制装置。
9. 【請求項９】 非直線コンデンサ装置は、印加される電
   圧が上昇するとキャパシタンスが減少する非直線特性を
   有する非直線コンデンサであることを特徴とする請求項
   ４に記載の短絡電流抑制装置。
10. 【請求項１０】 リアクトルと非直線コンデンサ装置と
    を直列に接続したものを、少なくとも２つ直列に接続し
    たものであることを特徴とする請求項１に記載の短絡電
    流抑制装置。
11. 【請求項１１】 電力系統は、発変電所における、母
    線、変圧器回路、発電機回路及び送電線回路のうちの少
    なくとも一つを含むものであることを特徴とする請求項
    １に記載の短絡電流抑制装置。
12. 【請求項１２】 リアクトル及び非直線コンデンサ装置
    は、電気絶縁ガスが満たされた収容容器内に収容された
    ものであることを特徴とする請求項１に記載の短絡電流
    抑制装置。