JPS5812032A - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
- Publication number
- JPS5812032A JPS5812032A JP56109411A JP10941181A JPS5812032A JP S5812032 A JPS5812032 A JP S5812032A JP 56109411 A JP56109411 A JP 56109411A JP 10941181 A JP10941181 A JP 10941181A JP S5812032 A JPS5812032 A JP S5812032A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- generator
- current
- power supply
- supplied
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- 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
- H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in networks by storage of energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は短時間に直流電流を変化させる必要のある瑚電
導コイルの電源装置に関するものである。
導コイルの電源装置に関するものである。
第１図はコイルに直流を供給する一般的な電源装置を示
す。１は交流電源で、一般的には商用系統であゐが、間
欠的な運転を行う装置などでは弾み車代発電機が用いら
れている例がある。２は交流を直ｆｆ１Ｋ変換するサイ
リスタ変換装置、３は負荷を含めた直流回路全体の抵抗
、４は超電導巻線であり、直流電源からみて通常の負荷
との大きな違いは次のようなことである。即ち、超電導
巻線では抵抗が零となるため、第１図に示す直流回路の
抵抗３の抵抗値Ｒは給電線やサイリスタ変換装置の抵抗
のみとなり、非常に小さな値となる。このことは、定常
状態での所要電力即ち第１図に於いて電流をＩとする時
ＲＴ”が小さくて済むことを意味する。一方、回路のイ
ンダクタンスをＬとする時の直流回路の時定数Ｌ／Ｒは
非常に大きくなるので、直流電流を短時間で変化させよ
うとすると大きな直流電圧Ｖが必要となり、結果として
定常状態での所要電力よりはるかに大きな電力が必要と
なる。このような、直流電流を短時間で変化させる必要
性は、将来、超電導巻線を使用する装置では必然である
。また、大型の起電導巻線では極めて大きな磁気エネル
ギーが蓄えられているから事故時には、この磁気エネル
ギーを電６１１ｍＫ回収して速やかに電流■を零にする
必要がある。大雛の超電導巻線の１１源装置に於いて、
短時間ＫＩ流電源を変化させようとした場合に、その所
要電力が如何に大きなものとなるか、以下数値例を用い
て説明する。
す。１は交流電源で、一般的には商用系統であゐが、間
欠的な運転を行う装置などでは弾み車代発電機が用いら
れている例がある。２は交流を直ｆｆ１Ｋ変換するサイ
リスタ変換装置、３は負荷を含めた直流回路全体の抵抗
、４は超電導巻線であり、直流電源からみて通常の負荷
との大きな違いは次のようなことである。即ち、超電導
巻線では抵抗が零となるため、第１図に示す直流回路の
抵抗３の抵抗値Ｒは給電線やサイリスタ変換装置の抵抗
のみとなり、非常に小さな値となる。このことは、定常
状態での所要電力即ち第１図に於いて電流をＩとする時
ＲＴ”が小さくて済むことを意味する。一方、回路のイ
ンダクタンスをＬとする時の直流回路の時定数Ｌ／Ｒは
非常に大きくなるので、直流電流を短時間で変化させよ
うとすると大きな直流電圧Ｖが必要となり、結果として
定常状態での所要電力よりはるかに大きな電力が必要と
なる。このような、直流電流を短時間で変化させる必要
性は、将来、超電導巻線を使用する装置では必然である
。また、大型の起電導巻線では極めて大きな磁気エネル
ギーが蓄えられているから事故時には、この磁気エネル
ギーを電６１１ｍＫ回収して速やかに電流■を零にする
必要がある。大雛の超電導巻線の１１源装置に於いて、
短時間ＫＩ流電源を変化させようとした場合に、その所
要電力が如何に大きなものとなるか、以下数値例を用い
て説明する。
超電導巻線のインダクタンスＬをＩ Ｈ％ 直流回路の
抵抗値Ｒを１０ｍΩ、電流■を１００ＫＡとすると、定
常状態で必要な電力はＲＪ’ −１０” （Ｗ）−１０
万キロワツトとなる。一方、直流電流を１０秒間で０か
ら１００ＫＡへ変化させるｋはＬＸｄＩ／ｄｉ −１０
’ （Ｖ）の電圧が必要となり、この時の電力は直流電
流が１００ＫＡに達する瞬時に１ｏ。
抵抗値Ｒを１０ｍΩ、電流■を１００ＫＡとすると、定
常状態で必要な電力はＲＪ’ −１０” （Ｗ）−１０
万キロワツトとなる。一方、直流電流を１０秒間で０か
ら１００ＫＡへ変化させるｋはＬＸｄＩ／ｄｉ −１０
’ （Ｖ）の電圧が必要となり、この時の電力は直流電
流が１００ＫＡに達する瞬時に１ｏ。
ＫＡＸＩＯ（Ｖ）−１００万キロワツトにもなる。
逆に直流電流を１００ＫＡから零にするにはサイリスタ
変換装置をインバータ運転すればよいが、この場合には
１００万キロワツトもの電力が逆に電源測へ回生される
ことになる。また、定常状態で直流電流を短時間に変化
させようとしても同様に大会な電力が必要となったり、
ＩＩｔ源側へ回生されることになる。
変換装置をインバータ運転すればよいが、この場合には
１００万キロワツトもの電力が逆に電源測へ回生される
ことになる。また、定常状態で直流電流を短時間に変化
させようとしても同様に大会な電力が必要となったり、
ＩＩｔ源側へ回生されることになる。
以上の数値例で述べた如く、超電導巻線を使用すること
により定常状態での所要電力は小さく出来るにもかかわ
らず、短時間に＊Ｒ電流を変化させる場合には非常に大
きな電力のやりとりが電源装置に要求される。第１図に
示す従来の電源装置に於いて交流電源１を商用系統とし
た場合、大電力の出し入れに伴う系統の周波数変動や電
圧変動は非常に大きく、商用系統の安定運用に重大な支
障を及ぼすことが予想される。また、交流電源１として
弾み単式発電機を使用すれば、このような問題は解決さ
れるが、定常状態での所要電力を長時間供給することは
出来ない。
により定常状態での所要電力は小さく出来るにもかかわ
らず、短時間に＊Ｒ電流を変化させる場合には非常に大
きな電力のやりとりが電源装置に要求される。第１図に
示す従来の電源装置に於いて交流電源１を商用系統とし
た場合、大電力の出し入れに伴う系統の周波数変動や電
圧変動は非常に大きく、商用系統の安定運用に重大な支
障を及ぼすことが予想される。また、交流電源１として
弾み単式発電機を使用すれば、このような問題は解決さ
れるが、定常状態での所要電力を長時間供給することは
出来ない。
本発明の目的は短時間に直流電流を変化させる際に生じ
る大電力の出入りを周波数変動や電圧変動などの悪影響
を商用系統に与えずに吸収し、且つ定常状態で必要な電
力を供給できる起電導巻線の電源装置を供することＫあ
る。
る大電力の出入りを周波数変動や電圧変動などの悪影響
を商用系統に与えずに吸収し、且つ定常状態で必要な電
力を供給できる起電導巻線の電源装置を供することＫあ
る。
第２図は本発明による電源装置の構成を示す。
嬉２図に於いて、１は交流電源、２１は周波数変換装置
、４は超電導巻線、５は大容量の同期発電機、６は交流
を直流に変換するサイリスタ変換装置である。
、４は超電導巻線、５は大容量の同期発電機、６は交流
を直流に変換するサイリスタ変換装置である。
以下に本発明による電源装置の運転方法を説明する。第
３図は第２図に於ける各構成機器の状態を模式的に示し
たものである。第３図（ａ）は超電導巻線に流す直流電
流の波形である。まず通電に先立って周波数変換装置２
により発電機３を規定の回転数まで加速しておく。この
発電機を加速する方法は、近年水力発電所で発電機を起
動させる方法としてよく用いられている。次にサイリス
タ変換装置６を点弧させ超電導巻線４に通電を開始す為
。サイリスタ変換装置の直流出方電圧は第３図−）に示
されゐ。発電機の出方電圧は運転中一定に保っておく。
３図は第２図に於ける各構成機器の状態を模式的に示し
たものである。第３図（ａ）は超電導巻線に流す直流電
流の波形である。まず通電に先立って周波数変換装置２
により発電機３を規定の回転数まで加速しておく。この
発電機を加速する方法は、近年水力発電所で発電機を起
動させる方法としてよく用いられている。次にサイリス
タ変換装置６を点弧させ超電導巻線４に通電を開始す為
。サイリスタ変換装置の直流出方電圧は第３図−）に示
されゐ。発電機の出方電圧は運転中一定に保っておく。
第３図（ｃ）に示すように発電機の出方電力は電流の立
ち上げ完了時に最大となる。この値は既に述ぺた通り非
常に大きいが、第３図（ｃ）に示す通り短時間定格でよ
いので、このような発電機を製作することは容易である
。電流の立ち上げ期間は周波数変換装置は商用系統から
の受電電力が一定になるよう製御する。このようにする
と起電導巻線への供給電力の大半は発電機から供給され
る。発電機は電力を供給することにより回転数が低下す
る。前述した数値例で超電導巻線への直流電流を１０秒
間で立ち上げた場合の必要エネルギーを計算すると、 抵抗損 ｆ、１０Ｒｔ ｄ ’ −ＢＩ” １” （”
１０）” ｄｔ腸０．３３ ＧＪ磁気エネルギー ＬＬ
ｘｌ−５ＧＪ となる。このような大きなエネルギーを供給するには、
発電機の回転子には弾み車を付加するなどして大きな弾
み車効果を持たせる必要がある。超電導巻線への直流電
流の立ち上げが完了したらサイリスタ変換装置は直流電
流を一定とするように制御する。また、発電機は低下し
たままの回転数に維持する。定常状態で超電導巻線へ一
定−＃を流を供給するのに必要な電力と発電機の回転数
を維持するのに必要・な発電機の機緘損に見合った電力
は周波数変換器を介して商用系統から供給される。
ち上げ完了時に最大となる。この値は既に述ぺた通り非
常に大きいが、第３図（ｃ）に示す通り短時間定格でよ
いので、このような発電機を製作することは容易である
。電流の立ち上げ期間は周波数変換装置は商用系統から
の受電電力が一定になるよう製御する。このようにする
と起電導巻線への供給電力の大半は発電機から供給され
る。発電機は電力を供給することにより回転数が低下す
る。前述した数値例で超電導巻線への直流電流を１０秒
間で立ち上げた場合の必要エネルギーを計算すると、 抵抗損 ｆ、１０Ｒｔ ｄ ’ −ＢＩ” １” （”
１０）” ｄｔ腸０．３３ ＧＪ磁気エネルギー ＬＬ
ｘｌ−５ＧＪ となる。このような大きなエネルギーを供給するには、
発電機の回転子には弾み車を付加するなどして大きな弾
み車効果を持たせる必要がある。超電導巻線への直流電
流の立ち上げが完了したらサイリスタ変換装置は直流電
流を一定とするように制御する。また、発電機は低下し
たままの回転数に維持する。定常状態で超電導巻線へ一
定−＃を流を供給するのに必要な電力と発電機の回転数
を維持するのに必要・な発電機の機緘損に見合った電力
は周波数変換器を介して商用系統から供給される。
纂３図（ｅ）に示すように商用系統からの受電電力は超
電導巻線へ流す直流電流の値によって変動するが、商用
系統に影響を及ぼす程大きなものではない。発電機の回
転数を低下したままに維持する理由は、！ｇ３図に示す
ように、起電導巻線の電流を減少させる際に超電導巻線
に蓄えられた大きな一気エネルギーが発電機へ回生され
るため発電機の回転数が上昇するので、その場合に規定
の回転数を越えないようにするためである。超電導巻線
に流れる電流値から磁気エネルギーを計算し、そのエネ
ルギーが発電機に回生された時に発−機が規定の回転数
になるように周波数変換装置により速度制御を行えばよ
い。電流を減少させるＫは、第３図（ｂ）Ｋ”示すよう
にサイリスタ変換装置をインバータ運転し、負の直流電
圧を発生させる。電力は一発電機に回生され、発電機の
回転数は上昇する。
電導巻線へ流す直流電流の値によって変動するが、商用
系統に影響を及ぼす程大きなものではない。発電機の回
転数を低下したままに維持する理由は、！ｇ３図に示す
ように、起電導巻線の電流を減少させる際に超電導巻線
に蓄えられた大きな一気エネルギーが発電機へ回生され
るため発電機の回転数が上昇するので、その場合に規定
の回転数を越えないようにするためである。超電導巻線
に流れる電流値から磁気エネルギーを計算し、そのエネ
ルギーが発電機に回生された時に発−機が規定の回転数
になるように周波数変換装置により速度制御を行えばよ
い。電流を減少させるＫは、第３図（ｂ）Ｋ”示すよう
にサイリスタ変換装置をインバータ運転し、負の直流電
圧を発生させる。電力は一発電機に回生され、発電機の
回転数は上昇する。
以上述べたことを要約すると、本発明による電源装置は
、従来の交流を直流に変換するサイリスク変換偏置の他
に、定常状態で超電導戦線に供給する電力（主として直
流回路の給電線とサイリスク変換器に発生する抵抗損）
と発電機の回転数を維持する電力の和に見合う容量の周
波数変換装置と大容量の同期発電機を付加したものに他
ならない。ここでは、大容量の同期発電機は、超電導巻
線との間で大電力のやりとりを行うことを通じて超゛電
導巻繍の大きな磁気エネルギーの供給および吸収偏置の
役割を果している。従って従来の電源装置に比べて明ら
かに高価なものｋなっている。
、従来の交流を直流に変換するサイリスク変換偏置の他
に、定常状態で超電導戦線に供給する電力（主として直
流回路の給電線とサイリスク変換器に発生する抵抗損）
と発電機の回転数を維持する電力の和に見合う容量の周
波数変換装置と大容量の同期発電機を付加したものに他
ならない。ここでは、大容量の同期発電機は、超電導巻
線との間で大電力のやりとりを行うことを通じて超゛電
導巻繍の大きな磁気エネルギーの供給および吸収偏置の
役割を果している。従って従来の電源装置に比べて明ら
かに高価なものｋなっている。
しかし、従来の電源装置では、大型の超電導巻線の場合
、商用系統へ与える影響が大き過ぎて実用不可能である
。これに対して本発明による電源装置では、超電導巻線
との大電力のやりとりを全く商用系統によらずに行って
おり、実用上の問題は何らない。
、商用系統へ与える影響が大き過ぎて実用不可能である
。これに対して本発明による電源装置では、超電導巻線
との大電力のやりとりを全く商用系統によらずに行って
おり、実用上の問題は何らない。
第１図は従来の電源装置の説明図、第２図は本発明の一
実施例を示す電源装置の説明図、Ｉｔｇ３図は第２図の
特性説明図である。 １・・・交流電源、２１・・・周波数変換装置４・・・
超電導巻線、 ５・・・同期発電機６・・・サイリス
タ変換装置。 （７３１７）代理人 弁理士 則 近 唐 佑（ほか１
名）第１図 （ｂ） 第２図 第３図
実施例を示す電源装置の説明図、Ｉｔｇ３図は第２図の
特性説明図である。 １・・・交流電源、２１・・・周波数変換装置４・・・
超電導巻線、 ５・・・同期発電機６・・・サイリス
タ変換装置。 （７３１７）代理人 弁理士 則 近 唐 佑（ほか１
名）第１図 （ｂ） 第２図 第３図
Claims (1)
- 短時間に直流電流を変化させる必要のある電源装置に於
いて、定常状態に必要な小さな電力を商用系統から受電
する周波数変換器を介して給電し、直流電流を変化させ
る際に必要な大電力を弾み車効果を有する発電機により
給電あるいは回生させることを特徴とする電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56109411A JPS5812032A (ja) | 1981-07-15 | 1981-07-15 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56109411A JPS5812032A (ja) | 1981-07-15 | 1981-07-15 | 電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5812032A true JPS5812032A (ja) | 1983-01-24 |
Family
ID=14509560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56109411A Pending JPS5812032A (ja) | 1981-07-15 | 1981-07-15 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5812032A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2551599A1 (fr) * | 1983-09-06 | 1985-03-08 | Alsthom Atlantique | Machine synchrone a regulateur supraconducteur de tension et vitesse |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS564111A (en) * | 1979-06-23 | 1981-01-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Fusion-bonding connecting method of optical fiber |
-
1981
- 1981-07-15 JP JP56109411A patent/JPS5812032A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS564111A (en) * | 1979-06-23 | 1981-01-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Fusion-bonding connecting method of optical fiber |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2551599A1 (fr) * | 1983-09-06 | 1985-03-08 | Alsthom Atlantique | Machine synchrone a regulateur supraconducteur de tension et vitesse |
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