JPS627338A - 中性点接地方式におけるサイリスタ式電流制限装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、発送電変圧器の中性点と大地との間に接続さ
れるサイリスタ式電流制限装置に関する。

発明の背景 一般に、発送電変圧器の中性点と大地との間に接続され
る電流制限装置は、系統に接地等の故障が発生した時に
、その地絡故障による異常電圧を防止すると共に、地絡
故障電圧及び電流全検出し、関連の保護継電器によって
、故障区間を自動的に選択しゃ断し、電力機器の損傷と
事故の波及を未然に防止するように機能する。かかる中
性点接地方式の電流制限装置としては、従来高抵抗の中
性点接地抵抗器が使用されている。

このような従来の中性点接地方式における抵抗器（ＮＣ
Ｒ）は、非常に多数の抵抗格子、即ちグリッドを直列又
は直並列に接続する必要があり、またグリッドの絶縁物
にはマイカΦワッシャー、マイカ・チューブ等が使用さ
れる。このようなＮＣＲは、イニシャル・コストは廉価
であるが、経年的に温度上昇に伴うグリッドの材質変化
、抵抗値変化、接触抵抗の増加、絶縁特性の低下全招来
するものである。更に、ＮＣＲは、速度制御用抵抗器の
ように抵抗値の経年変化に伴って速度制御特性が変化す
る如き通電に伴う結果が判別し得る用途ではないので、
グリッドの溶損等の抵抗回路における異常が発生しない
限り、長時間に亘って無保守、無点検で使用されるのが
普通である。

他方、高電圧回路仕様でのサイリスタの一般的使用にお
いて、サイリスタを多段直列に接続する場合、例えば、
１個の設置架台に２個のサイリスタを組立てる場合、設
置架台に対して反対極性方向にサイリスタを並列接続し
て配設するのは構造的に比較的容易であるが、同じ極性
方向に直列接続して組立てるのには、設置架台全絶縁フ
レームとして構成したり、サイリスタ相互の電気的接続
に工夫を要する。しかし、この様に設置架台を絶縁フレ
ームで構成する場合、導電性の金属フレームに比べて機
械的強度が低（、その安全性において問題があシ、所望
の強度金得るには補強材の使用、構造材の工夫が必要で
あり、設置架台が複雑となり、また高価になるという欠
点がある。

発明の目的 本発明は、前述の如き実情に鑑みて、中性点接地抵抗器
（ＮＣＲ）の使用に代えて、サイリスタ全使用すること
により、経年変化の影響を受は難（、更に従来のように
無保守、無点検の現業部門での取扱いにマツチした、高
抵抗接地方式と直接接地方式の特徴を兼ね備えた中性点
接地方式における電流制御装置を提供することを目的と
している。

また、本発明は、サイリスタの多段接続に新規な組立構
造を採用することにより構造の強化、絶縁性能の向上、
保守上の安全性の向上、設置スに一スの狭少化全実現で
きる中性点接地方式における電流制限装置を提供するこ
とを目的としている。

第１図は、本発明のサイリスタ式電流制限装置を含む電
力系統の電気回路図である。

発送電変圧器１のＹ結線された各相の巻線は、系統しゃ
断器２を介して三相高圧源３に接続される。１変圧器１
の中性点Ｎと大地との間には直列多段接続されたサイリ
スタ群を更に並列に接続して成る電流制限装置４が接続
される。具体的に、変圧器１の中性点Ｎは、順方向に直
列接続された複数のサイリスタＳＣＲ乃至５ＣＲ１ｎ、
及びイングクタンスＬ１ｔ−介して接地される。サイリ
スタＳＣＲ，１には、直列に接続されたコンデンサＣ１
１及び抵抗ｒ１１と、抵抗τ′１．とが並列に接続され
、他のサイリスタにも同様に、コンデンサ及び抵抗の直
列回路と、抵抗とが並列に接続される。更に、直列接続
された複数のサイリスタ（例えば、サイリスタＳＣＲ及
び５ＣＲ１゜〕に亘って、直列に接続されｌま たコンデンサ及び抵抗（例えば、コンデ／すＣ′１１及
び抵抗Ｒ１□〕が並列に接続される。他方、変圧器１の
中性点Ｎはまた、インダクタンスＬ２、及び逆方向に直
列接続された複数のサイリスタ５ＣＲ２ｉ乃至５ＣＲ２
ｎ？：介して接地される。順方向に接続されたサイリス
タ群と同様に、サイリスタ５ＣＲ２、には、直列に接続
されたコンデンサＣ４及び抵抗ｒ１□と、抵抗ｒ′１１
　とが並列に接続され、他のサイリスタにも、コンデン
サ及び抵抗の直列回路と、抵抗とが並列に接続される。

更に、直列多段接続された複数のサイリスタに亘って、
前述のように、直列に接続されたコンデンサ及び抵抗が
並列に接続される。

電流制限装置４と大地との間には、電流検出用の変流器
ＣＴが接続され、この変流器ＣＴの検出信号は、波形整
形器５を介して、系統しゃ断器２のしゃ断器動作信号入
力端子、及びゲート点弧制御装置６のサイリスタΦゲー
トのオートやシフト操作信号入力端子へそれぞれ与えら
れる。

電流制限装置４のサイリスタ群、及びそのゲート回路の
点弧制御回路６は、電力系統回路電圧が、例えば、絶縁
階級８０号の絶縁に耐え得るように構成され、各サイリ
スタの分担電圧は、第３図に関連して後述する新規な組
立構造により低減される。

また、ゲート点弧制御回路６は、サイリスタ点弧方式と
して既知の分割多段点弧方式でよく、例えば、低圧から
高圧への点弧方法として、オプティカル・ファイバーを
使用する光信号方式、或いはトライダル・コア全使用す
る磁気方式全挙げることができる。

第２図の信号波形全参照して、第１図の系統の動作を説
明する。

′ｇｌ流制限装置４のサイリスタ群は、正常時には導通
角ヲ１８０°　としておき、変圧器１の中性点Ｎと大地
との間には、例えば５アンはア程度の漏洩電流工！が通
電されている。時刻ｔ１で地絡故障が発生して中性点回
路に故障電流工、が通電されると、最初の％サイクルで
流れる（直接接地状態ン生の故障電流を変流器ＣＴが検
出し、この検出信号は波形整形回路５を介してゲート点
弧制御回路６に与えられ、その制御下で次の％サイクル
では、幽該電力系統の回路定数に設定されたサイリスタ
の導通角によって、故障電流は、系統しゃ断器２が動作
する時刻ｔ２までの間、その回路系統に設計された電流
に定量化されて制限される（高抵抗接地状態〕。

変流器ＣＴによって検出される故障電流の信号波形は、
第２図に示したように、サイリスタによって制御された
歪のある正弦波形である。従って、従来の抵抗器を使用
した電流制限装置で作動する既設の系統しゃ断器を操作
するために検出信号をそのまましゃ断器の操作回路に入
力しても、有効成分として機能しない。このため、変流
器ＣＴの２次側に波形整形器５全接続することで、従来
の抵抗器群をサイリスタ群に置換しても、系統じゃ断器
２に改変を加えることなくそのま一使用できるように構
成している。

第３図は、第１図の電流制限装置４の直列多段に接続さ
れたサイリスタ群の設置構造全概略的に示すものであり
、設置架台グループの数（４個として例示〕によって高
電圧回路仕様でもサイリスタ１個の分担電圧全低減する
ことが可能である。

設置架台は、絶縁フレームに比べて十分な機械的強度が
得られる導電性の金属フレーム３０σ〜３０ｄで形成さ
れる。各金属フレーム間は碍子３１により絶縁されてい
る。各金属フレーム上に設けられる２個のサイリスタ、
例えば、ＳＣ：Ｒ，５ＣＲ２は、構造上同じ極性方向に
設置されるが、電気的には、一方のサイリスタＳＣＲ１
は金属フレーム３０αに直接接続され、他方のサイリス
タ５ＣＲ２は、絶縁物３２によってその金属フレームか
ら分離され、次段の設置架台の金属フレーム３０ｈに設
けられたサイリスタに直列接続される。同様にして、４
つの設置架台の金属フレーム３０ＣＬ〜３０ｄに設けら
れた全てのサイリスタは多段直列に接続される。

このように、例えば第３図に示された組立構造全２２Ｋ
ｖ、／Ｖ／Ｔ電力系統で使用すると、サイリスタ１個の
分担電圧は１６００　Ｖ程度とすることが可能であり、
サイリスタの経済的な使用が可能となる。

また、本発明によれば、簡単な構造で且つ十分な機械的
強度を有する金属フレームで設置架台を形成しているの
で、設置スペースの狭少化が達成され且つ保守が容易で
ある。

更に、本発明によれば、電流制限装置自体全絶縁油又は
ＳＦ６ガスの槽内に設置して絶縁性能を向上させること
が容易であり、また、設置槽を大地電位とすることで保
守上の安全性全向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の中性点接地方式における、サイリス
タ式電流制限装置？含む電力系統の電気回路図である。 第２図は、第１図の電気回路図の動作説明のための信号
波形図である。 第３図は、第１図の電流制限装置の直列多段に接続され
たサイリスタ群の設置構造を概略的に示す図である。 （符号説明） １：発送電変圧器　　２：系統しゃ断器３：三相高圧源
　　　４：を流制限装置５：波形整形器　　　６：ゲー
ト点弧制御回路３０α〜３０ｃｔ：金属フレーム３１：
碍子３２：絶縁物 Ｎ：中性点　　　　ＣＴ：変流器 ＳＣＲ：サイリスタ　　ｒ、ｒ’、Ｒ：抵抗ｃ、ｃ’：
コンデンサ　Ｌ：インダクタンス毛ｌ凹 柁与ζ１悟ｐぐ１へ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の極性方向に直列に接続された複数のサイリ
   スタと、該サイリスタに並列に接続された、抵抗及びコ
   ンデンサの直列回路と抵抗と、より成る第１のサイリス
   タ多段直列接続回路と、前記第１の極性方向と反対の第
   ２の極性方向に直列に接続された複数のサイリスタと、
   該サイリスタに並列に接続された、抵抗及びコンデンサ
   の直列回路と抵抗と、より成る第２のサイリスタ多段直
   列接続回路と、の並列接続回路を、発送電変圧器の中性
   点と大地との間に接続して中性点接地回路を構成し、前
   記第１及び第２のサイリスタ多段直列接続回路の複数の
   サイリスタは、正常時に導通角が１８０°になるように
   設定し、電力系統の地絡故障の発生により前記中性点接
   地回路に故障電流が通電すると、最初の１／２サイクル
   では生の故障電流が流れるが、次の１／２サイクルから
   系統しや断器が作動するまでの間、前記電力系統の回路
   定数に設定された導通角によつて所定の値に制限された
   電流が流れるように点弧制御されることを特徴とする中
   性点接地方式におけるサイリスタ式電流制限装置。
2. （２）前記第１及び第２の多段直列接続回路を構成する
   複数のサイリスタは、多段構成された複数の導電性金属
   フレームの設置架台のそれぞれに少なくとも２個づつ配
   置され、前記複数の金属フレームは相互に絶縁され、前
   記金属フレームのそれぞれに配置された少なくとも２個
   のサイリスタは、構造的に、同じ極性方向に配置される
   が、一方のサイリスタが前記金属フレームに直接配置さ
   れ且つ他方のサイリスタが該金属フレームに絶縁物を介
   して配置され、更に電気的には同じ極性方向に直列に接
   続されるように組立てることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の中性点接地方式におけるサイリスタ式
   電流制限装置。