JPS6236455B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は交直変換装置の運転制御方法に係り、
特に直流線路地絡事故発生時に変換装置を停止す
ることなく事故除去を行うに好適な交直変換装置
の制御方法に関する。

〔発明の背景〕

本発明の従来技術を第１図に示す一般的な直流
送電系統を例にとつて説明する。第１図において
１，１′は交流系統、２，２′は変換用変圧器、
３，３′は交直変換器、４，４′は直流リアクト
ル、５は直流送電線、６は直流送電系統の運転状
態を指令する運転指令装置、７，７′は制御装置
である。このような系統における交直変換器の運
転方法は一般には第２図に示すように順変換器３
（整流器）側が定電流制御、逆変換器３′（インバ
ータ）側が定電圧制御または定余裕角制御で安定
に運転され、第２図の電流ｉ_d−電圧ｖ_d特性で示
されるＡ点が動作点となる。このような系統の直
流送電線の例えば第１図中ｆ点で地絡事故が発生
した場合、従来は変換器を一旦停止し、地絡点に
おけるイオン（＝アーク）の消滅を待つて、再び
起動を行う方法とか特公昭48−33825号で提案さ
れた方法がある。具体的に後者の方法とは地絡事
故が発生した場合、直流電圧低下によつて順変換
器３、逆変換器３′とも定電流制御、従つて整流
器運転となり、事故点には定常的に順変換器側と
逆変換器側の定電流制御回路の電流指令値の差Δ
Ｉ_d（電流マージン）の電流しか流れなくなるこ
とから、ΔＩ_dを零として事故点に流れる電流を
零とする方法である。このことを第３図に示す
と、Ｖ_fは事故点の電圧、ｉ_rは順変換器側の直流
電流、ｉ_iは逆変換器側のそれである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、これらの従来技術では、前者は変換器
をとめることになるため送電の停止時間が長くな
る欠点があり、後者は両変換器を整流器運転する
ため、停止しなくて済むが、順逆変換器の制御装
置間にばらつきがあるとΔＩ_dを零としても必ず
しも事故点の電流は零にしえず、また、直流送電
線のインダクタンスとかキヤパシタンスにより事
故時に振動性の電流が流れるため、電流を零とす
ることがむずかしい。したがつて、後者の方法で
もつても完全に事故除去を行うことは困難であ
る。

本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、そ
の目的は従来技術の欠点を除き、変換装置を停止
することなく確実に事故除去を行うことのできる
交直変換装置の制御方法を提供するにある。

さらに、本発明の他の目的は、イオン消滅後、
円滑に定常状態に復帰することのできる交直変換
装置の制御方法を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴は、直流線路で地絡事故が発生し
た場合、直流線路の電圧低下によつて逆変換器も
定電流制御となることから、地絡事故検出時に、
逆変換器側の定電流設定値を順変換器側の定電流
指令値よりも大きくしたところにある。

ところで、事故期間中は変換器は零力率運転状
態に近くなるので変換器の必要とする無効電力が
増加し、交流系が弱小の場合には運転が不安定と
なる。更に、事故時間が終つて再起動を行つたと
き直流電圧の設定値高いと、直流送電線に過電圧
が発生する可能性がある。

そこで、本発明の他の特徴は、前記特徴に加え
て、地絡事故検出時、前記順・逆変換器の定電流
指令値、及び、逆変換器の定電圧指令値を、
夫々、事故検出前の値より小さくしておくように
したところにある。

〔作用〕

前記したように、逆変換器側の定電流設定値を
順変換器側のそれよりも大きくすると、直流送電
線の電圧の極性は反転することになる。すなわ
ち、事故点の電流及び電圧が零となる期間が生じ
ることから、イオンは自動的に消滅させることが
できる。したがつてその後、電流設定値の関係を
元に戻せず、通常の運転状態に復帰することがで
きる。このため変換器は事故発生により停止する
必要はない。

更に、前記第２の特徴により、事故期間中は電
流が断続しない範囲の小さな電流で運転すること
ができ、また、通常の運転状態への復帰時には、
逆変換器の定電圧指令値が予め小さく設定されて
いるので、急激に電圧が立上ることがなく、した
がつて過電圧を発生することなく円滑に元の状態
に戻ることができる。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例を第４図に示す。第４図は順
逆変換器のうちの一方の変換器における制御回路
を示しており、同様の回路が他方の変換器にも備
わつているものとする。第１図と同じ番号のもの
は同じものを示すので異つた番号のみについて説
明すると、７０は直流電圧変成器、７１は前記運
転指令装置６の電圧指令値Ｖ_pとこの直流電圧変
成器７０の出力値を図示の極性で加算する加算
器、７２は直流電圧偏差増巾器で、このＶ_pと７
０，７１，７２で定電圧制御ループを構成する。
７３は直流電流変成器、７４は後述する、運転指
令装置６の電流指令値Ｉ_pと電流マージンン（変
換器が順変換器運転のとき０、逆変換器運転のと
きΔＩ_d）を加算した値Ｉ_pr（＝Ｉ_p：順変換器の
場合）またはＩ_pi（＝Ｉ_p−ΔＩ_d：逆変換器の場
合）とこの直流電流変成器７３の出力を図示の極
性で加算する加算器で、Ｉ_prまたはＩ_piと７３，
７４，７５で定電流制御ループを構成する。この
ため、ここではＩ_pr，Ｉ_piを定電流制御ループの
電流指令値という。７６は前記直流電圧偏差増巾
器７２と直流電流偏差増巾器７５の出力値のうち
低い方の値を選択する最小値検出回路で前述のよ
うに一般は順変換器側では直流電流偏差増巾器７
５が、逆変換器側では直流線路電圧偏差増巾器７
２の出力値が選択される。しかして、地絡事故時
には、直流電圧が低下し、その結果、逆変換器に
おいても、７５の出力が７２よりも小となり、定
電流制御となる。７７は変換器に制御パルスを与
える自動パルス移相器、１０１は極性反転回路、
１０２は時間Ｔをもつタイマー、１０３は切換回
路でタイマー１０２の信号により常時はａ側であ
るが直流線路地絡事故発生時は極性反転回路のｂ
側に切換わる動作をする。１０４は前記運転指令
装置６の電流指令値Ｉ_pとこの切換回路１０３の
出力を図示の極性で加算する加算器である。この
回路の動作を第５図を参照して説明する。図にお
いて、ｖ_fは事故点の電圧、ｉ_rは順変換器側の直
流電流、ｉ_iは逆変換器側の直流電流、Ｐは直流
線路地絡事故検出信号、Ｉ_prは順変換器側の定電
流制御ループの電流指令値、Ｉ_piは逆変換器側の
それを示す。まず、時刻t₀で地絡事故が発生する
と電流または電圧の変化をとらえて事故を検出す
る周知の地絡検出装置からの地絡事故検出信号Ｐ
が、t₁で“１”となる。この信号でもつてタイマ
ー１０３が“１”となり、切換回路１０３を切換
えて定電流制御ループの電流指令値を図示の如く
Ｉ_pr，Ｉ_piとする。つまり、逆変換器側電流設定
値を順変換側のそれよりも大とするための一例と
して、整流器側においては、ΔＩ_dだけ設定値を
減少し、逆変換器側においては、ΔＩ_dだけ増加
させる。

この結果、直流送電線の電圧の極性が反転し、
事故点の電圧ｖ_fも極性が反転する。事故点のイ
オンの消滅時間相当の時間Ｔが経過するとタイマ
ー１０３は再び“０”となり、切換回路１０３の
動作によつて、Ｉ_pr，Ｉ_piは事故前の状態に戻り
したがつて直流送電線の電圧も元の極性に戻る。
この際事故点の電流は順変換器側の電流＝逆変換
器側の電流となる点を必ず通過するので、過渡的
に零となり、また電圧極性も反転るので、事故点
の電圧ｖ_iも必ず零となる。このように事故点の
イオンが消滅した状態で事故点の電流を零とし、
電圧を零とするので必ず事故は除去される。

このように本発明によれば変換器を停止する必
要が無いのは勿論のこと、振動電流が発生したと
しても事故点の電流を零としえるので確実に事故
除去を行うことができる。

本発明の他の実施例を第６図に示す。この第６
図は、前記本発明の他の特徴を実現するためのも
ので、第４図の本発明の実施例に合せて直流電流
及び直流電圧の指令値を制御する運転指令装置６
の指令値作成回路を示す。

すなわち、直流線路地絡事故発生中、変換器が
零力率運転状態近くとなるので、変換器の必要と
する無効電力が増加し、弱小の交流系に接続され
た直流送電系統ではこの無効電力の増加によつて
交直連系点の電圧が低下し、系統が不安定となる
可能性があること。及び、直流地絡事故回復時、
逆変換器が定電流制御ループに戻つたときに、直
流電圧の設定が高く急速に変化すると直流送電線
の過電圧が発生する可能性があること等を考慮し
てこれを防止するために考えられた回路である。

図番号に従つて説明すると、６１，６１′，６
１″，６１はそれぞれ運転電流指令値Ｉ_p1、最
小運転電流指令値Ｉ_pn、運転電圧指令値Ｉ_p1、最
小運転電圧指令値Ｖ_pn、を設定する設定器であ
る。６２はスイツチ、６３は運転電流指令値Ｉ_p1
と最小運転電流指令値Ｉ_pnのうち大きい方の値を
選択する最大値選択回路、６４はスイツチ、６５
は運転電圧指令値Ｖ_p1と最小運転電圧指令値Ｖ_pn
のうち大きい方の値を選択する最大値選択回路、
６６は第４図のタイマー１０２と同様の動作をす
るタイマーで時間はT₁＞Ｔである。

この回路の動作を説明すると、地絡事故が発生
し、タイマー６６が動作すると切換回路６２，６
４はオン状態からオフ状態となり、電流指令値Ｉ
_pは直流系が断続しない範囲の最小運転電流指令
値Ｉ_pn、電圧指令値Ｖ_pは可能な最低の電圧値で
ある最小運転電圧指令値Ｖ_pnとなる。このため変
換器は事故時間中、零力率運転状態となつても必
要な無効力は大きくならず弱小交流系でも安定な
運転が行える。尚、事故を除去するための動作、
即ちＩ_pr＜Ｉ_piは前記と同様である。また、事故
除去後、直流電圧が回復する場合も最小の直流電
圧指令値から元の状態に戻ることになるので直流
線路に過電圧の発生するようなことはなく、安定
に運転が行われる。

尚、上述の電流指令値、電圧指令値を変更する
場合その変更の仕方については詳細を述べなかつ
たが実施にあたつては時間をもたせてゆつくりと
変更するのが望ましい。以上に述べたように本発
明の実施により直流線路で地絡事故が発生した場
合にも変換器をとめることなく、またこれによる
異常な現象をおこすことなく安定に送電を行うこ
とができる。

尚、以上の説明は第１図のような構成の直流送
電設備を対象として行なつたが、これは前記の特
公昭48−33825号のような多端子直流送電の際に
相対する２組の変換所間で実施しても同様の効果
を奏することができる。また、２組の順変換器と
２組の逆変換器とを夫々直列接続して、これら変
換器群間を直流送電線で接続する場合においても
同様の効果を挙げうる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、地絡事故
発生時にも変換装置を停止することなく確実に事
故除去することができ、更には、事故後は円滑に
復帰することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の対象とする直流送電
の系統図及びその動作説明図、第３図は直流送電
線地絡事故発生時の各部波形図、第４図は本発明
の１実施例を示す制御回路、第５図は第４図の動
作波形図、第６図は本発明の他の実施例を示す制
御回路である。 ７０…直流電圧変換器、７１…加算器、７２…
直流電圧偏差増巾器、７３…直流電流変成器、７
４…加算器、７５…直流電流偏差増巾器、７６…
最小値検出回路、７７…自動パルス移相器、Ｐ…
直流線路地絡事故検出信号、Ｉ_p…電流指令値、
ｖ_p…電圧指令値、ΔＩ_d…電流マージン指令値、
１０１…極性反転回路、１０２…タイマー、１０
３…切換回路、１０４…加算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 定電流制御される順変換器を直流線路の一端
   に接続し、当該直流線路の他端に、定常時は定電
   圧制御し、前記直流線路の電圧低下時に定電流制
   御する逆変換器を接続した交直変換設備におい
   て、前記直流線路の地絡事故検出時、前記逆変換
   器の定電流指令値を、前記順変換器の定電流指令
   値よりも大きくしたことを特徴とする交直変換設
   備の制御方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記地絡事
   故検出後、事故点のイオン消滅に必要な所定時間
   経過したとき、前記順・逆変換器の電流指令値を
   当該事故発生前の値に復帰させることを特徴とす
   る交直変換設備の制御方法。 ３ 定電流制御される順変換器を直流線路の一端
   に接続し、当該直流線路の他端に、定常時は定電
   圧制御し、前記直流線路の電圧低下時に定電流制
   御する逆変換器を接続した交直変換設備におい
   て、前記直流線路の地絡事故検出時、前記逆変換
   器の定電流指令値を、前記順変換器の定電流指令
   値より大きくし、かつ、前記順・逆変換器の定電
   流指令値及び前記逆変換器の定電圧指令値を
   夫々、当該事故検出前の値より小さくすることを
   特徴とする交直変換設備の制御方法。 ４ 特許請求の範囲第３項において、前記地絡事
   故検出後、事故点のイオン消滅に必要な所定時間
   経過したとき、前記順・逆変換器の定電流指令値
   及び前記逆変換器の定電圧指令値を夫々、事故発
   生前の値に復帰させることを特徴とする交直変換
   設備の制御方法。