JPS6325864Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、直流送電システム等に用いられる
交直変換器の制御装置に関するものである。

従来より直流送電システムにおける交流電流変
換器の順変換器側は定電流制御、また逆変換器側
は定電圧制御、あるいは定余裕角制御がなされる
のが一般的である。第１図は従来のこのような構
成からなる定電流制御系のブロツク図を示したも
ので、第１図において１は送電側の変換器用主変
圧器でサイリスタバルブによる順変換器２に接続
されている。３，４は直流送電系統の直流リアク
トルで逆変換器５及び逆変換器用変圧器６を介し
て再び交流に変換される。７は直流変流器であ
る。直流系統を流れる直流電流は、まず直流変流
器７で検出され、信号変換器８により直流電流
Idcに変換され加算器９において電流設定値Idpと
図示の如き極性で加算される。また１０は加算器
９の偏差を０とするように動作する定電流制御ル
ープでその制御信号が順変換器２の点弧角制御を
行うための自動パルス移相器１１に与えられる。

上記は順変換器２側の制御順序の説明である
が、この様な動作は逆変換器５側の装置において
も定電流制御系が設けられていてその制御系の構
成、および動作は順変換器２側の場合と略同様に
行われる。よつて、ここでは説明を簡略化するた
め順変換器２側の動作を代表して考えることにす
る。

ここで第１図に示したような従来の定電流制御
装置においてはつぎのような問題があつた。すな
わち第１図に示す制御系では、定電流制御ループ
１０の時定数が小さいために制御の応答は速い
が、送電系の直流電流リツプルをそのまま含有し
た電流波形を入力信号としているので直流電流の
制御が不安定となり制御上の精度を低下させるお
それがある。そこで直流電流のリツプルを除去す
るために直流電流検出器７の出力側に高調波除去
用フイルターを接続した場合には直流電流の制御
性は向上し安定にはなるが、制御応答が遅延する
ことになり異常時の直流系統地絡故障に対して電
流制御が遅れ、過大な故障電流がサイリスタバル
ブ２に流れることになつて装置を破壊させるおそ
れがあつた。

従つて、従来の交直変換器の制御装置は正常運
転時と系統故障時との両方で高調波除去効果と高
速度制御を考慮した特性にする必要があり、装置
の設計が大変複雑となるなどの欠点があつた。

この考案は上記の欠点を除去するためになされ
たもので、直流電流側に設けた直流電流検出器に
高調波成分除去用の高フイルターを介設し、交流
電流側に列設した複数の交流電流検出器には高調
波成分の除去効果はやや低下するが、高速応動が
可能なフイルター及び特定の入出力条件を形成す
る関数発生器とを設け、送電系の異常な動作要因
に対して常に安定で高精度の電流制御が可能な交
直変換器の制御装置を提供することを目的とす
る。

以下、この考案の一実施例を図について説明す
る。図中、第１図と同一の構成部分は同一の符号
をもつて図示した第２図において、１２は送電系
に介設された直流電流用信号変換器８の出力から
高調波成分を除去して直流成分のみを取り出すフ
イルターで後段の加算器１３に入力されている。
また１４−１，１４−２，１４−３はそれぞれ３
相交流の各相電流を検出するための交流電流検出
器で信号変換器１５−１，１５−２，１５−３及
び整流器１６−１，１６−２，１６−３，を通つ
て加算器１７に伝達された高調波成分を除去し直
流成分を取り出すフイルタ１８を介して関数発生
器１９に接続されている。

また、第３図は第２図の交流電流側の波形を示
す図でａ，ｂ，ｃは交流電流検出器１４−１，１
４−２，１４−３の出力波形である。ここで電流
の通電期間は一般の３相交流で周知の如く120゜で
60゜休止した後逆方向に120゜の電流が流れる周期
を繰り返えす。この検出された電流波形を整流器
１６−１，１６−２，１６−３において整流し、
図示のｄ，ｅ，ｆの波形を得る。加算器１７では
これらｄ，ｅ，ｆの夫々の整流波形の和をとるこ
とによつて、図示のｇの直流波形が得られる。し
かし、このｆ波形には波形間の重なり部分でスパ
イク状のノイズが生じるので、これをフイルター
１８で除去して関数発生器１９に入力する。

第４図は前記の関数発生器１９の入出力特性を
示したもので入力Ｘに対して、出力Ｙの関係が図
示の如く関係ずけられている。即ち、０≦Ｘ≦Ｋ
の領域ではＹ＝０、またＫ≦ＸではＹ＝aX＋ｂ
となるものである。第５図はこの関係式を得るた
めの回路図例であり２０〜２２は抵抗を示してお
り、２３はダイオード、２４は増幅器である。つ
まり入力ＸがＸ−Ｋ≦０、すなわちＸ≦Ｋの範囲
では増幅器２４の端子の入力が負となるために
ダイオード２３の逆バイアス作用で出力ＹはＹ＝
０となる。またＸ−Ｋ０、すなわちＸＫでは
増幅器２４の端子が正となるので出力Ｙはダイ
オード２３との無関係となる。そこで抵抗２０〜
２２の値をそれぞれR₂₀，R₂₁，R₂₂とすれば、Ｙ
＝R₂₂／R₂₀×−R₂₂／R₂₁Ｋ＝aX＋ｂとして与えられる。

但し、ａ及びｂはそれぞれａ＝R₂₂／R₂₀，ｂ＝− R₂₂／R₂₁Ｋである。

更に第２図にもどつて関数発生器１９の領域Ｋ
の値を、正常な運転状態では出力が零となる様に
選び直流系統の地絡故障時の過大電流に対して
は、出力Ｙが、Ｙ＝aX＋ｂとなる領域に来るよ
うに選んでおく。また、２つのフイルター１２と
１８との関係は、フイルター１２がリツプル等の
高調波成分を十分除去する性能を備えた応答速度
の構成であるのに対してフイルター１８はフイル
ター１２に比較し高調波の除去能力は前記フイル
ター１２にやや劣つても高速度応答が可能なフイ
ルター特性を有している。このように回路の動作
条件を決定するためのフイルター１２及び１８の
条件と、関数発生器１９の特性とを互いに要求さ
れる特性上の機能に合せて設定することにより正
常な運転領域においては直流電流のリツプルは完
全に除去された波形で安定に制御が行われる。ま
た、系統故障時の故障電流に対しては速い応答の
制御動作が可能な様に交流側からの入力検出に対
して比較の対象を十分に安定した直流源から得る
様にし、故障電流の上昇を強力に抑制することが
できるようにしている。

なお、上記の実施例では関数発生器１９として
第４図の入出力特性を備えた、例えば第５図の回
路を用いた例について説明したが、周知の特性を
持たせるものであるから適宜な不感帯を有するも
のであれば折線特性や自乗特性であつても差支え
ない。また、上記の実施例ではフイルター１８を
設けることで説明したが高調波除去特性を無限に
小さくしても上記実施例と同様の効果を奏するこ
と多言を要しない。

以上のように、この考案によれば直流電流検出
側に高調波除去特性のすぐれたフイルターを設置
した直流電流検出ルートと、交流電流検出側に高
調波除去特性は余り要求しないが高速応答のすぐ
れたフイルターを備え、更に不感帯特性とをもつ
た関数発生器とを組み合せた交流電流検出ルート
とを設けることによつて直流送電システムの交直
変換器の制御装置を構成したので正常時の制御の
安定性と系統故障時の制御の高速性とを合せ持つ
た高性能の制御装置が確実、かつ安価に得られる
顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の交直変換器の制御装置の構成例
を示す図、第２図はこの考案の一実施例により制
御装置の構成図、第３図は第２図の交流側の夫々
の波形図、第４図はこの考案の関数発生器の入出
力特性図、同じく第５図は関数発生器の回路図で
ある。 １……変換器用変圧器、２……順変換器、３，
４……直流リアクトル、５……逆変換器、６……
逆変換器用変圧器、７……直流変流器、８，１５
−１，１５−２，１５−３……信号変換器、９，
１３，１７……加算器、１０……定電流制御ルー
プ、１１……自動パルブ移相器、１２，１８……
フイルター、１４−１，１４−２，１４−３……
交流変流器、１６−１，１６−２，１６−３……
整流器、１９……関数発生器、２０，２１，２２
……抵抗、２３……ダイオード、２４……増幅
器。なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示
す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 直流送電システムにおける、交直変換器の直
   流側電流を検出する直流電流検出器と、前記直
   流電流検出器の出力の高調波成分を除去する第
   １フイルタと、前記交直変換器の交流側電流を
   検出する複数の交流電流検出器と、前記交流電
   流検出器の出力から高調波成分を除去する第２
   フイルタと、前記第２フイルタの出力信号を制
   御する関数発生器と、前記第１フイルタの出力
   信号及び前記関数発生器の出力信号との和を制
   御入力とする電流制御ループとを備えた交直変
   換器の制御装置。 (2) 前記第１フイルタの高調波成分除去効果を前
   記第２フイルタの高調波成分の除去効果より高
   める様にしたことを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の交直変換器の制御装置。 (3) 前記関数発生器の入出力特性を入力信号が所
   定値以下のときはその関数発生器の出力信号を
   零に制御し、前記入力信号が所定値以上の時に
   は前記入力信号に対応した大きさの出力信号が
   得られる様にしたことを特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第１項記載の交直変換器の制御装
   置。