JPS6341287B2 - - Google Patents

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JPS6341287B2
JPS6341287B2 JP53141877A JP14187778A JPS6341287B2 JP S6341287 B2 JPS6341287 B2 JP S6341287B2 JP 53141877 A JP53141877 A JP 53141877A JP 14187778 A JP14187778 A JP 14187778A JP S6341287 B2 JPS6341287 B2 JP S6341287B2
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Haruhisa Inoguchi
Koji Imai
Hiroyuki Hirose
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流送電系統の制御方式に係り、順変
換装置を構成する単位変換器の運転停止に伴ない
逆変換装置が順変換動作に移行したことを検出
し、これを速やかに是正するべく逆変換装置の運
転を制御して順変換装置に於ける過電流運転及び
潮流反転の継続を防止し、系統の有効且つ迅速な
保護を図るものである。
第1図に、順変換装置及び逆変換装置が、夫々
並列に接続された複数台の単位変換器によつて構
成されている直流送電系統の1例を示す。同図に
於いて、11,12は交流系統であり、遮断器1
3−1,…,13−N、変換器用変圧器15−
1,…,15−N、単位変換器17−1,…,1
7−N及び直流リアクトル19−1,…,19−
Nにて順変換装置100が、また、遮断器14−
1,…,14−N、変換器用変圧器16−1,
…,16−N、単位変換器18−1,…,18−
N及び直流リアクトル20−1,…,20−Nに
て逆変換装置200が構成されており、両変換装
置100,200は直流送電線路21にて結ばれ
ている。両変換装置100,200は夫々付設さ
れた制御装置23,24は定電流制御、定電力制
御、定余裕角制御、定電圧制御及び位相制御等に
よつて単位変換器17−1,…,17−N及び1
8−1,…,18−Nを制御するべく構成されて
おり、両制御装置23,24は伝送装置22によ
つて結ばれて互いに信号を送受できるようになつ
ている。この直流送電系統の動作特性を第2図に
基いて説明すると、第2図に示す特性線A−B−
C−D−Eが順変換装置100の、また、特性線
F−G−H−J−Kが逆変換装置200の動作特
性であり、この交点P1が直流送電系統の動作点
であることはよく知られている。更に、同図中の
C−H間が逆変換装置200の定電流制御に使用
されるいわゆる電流マージンであり、C点に於け
る電流値が系統の電流基準値Idptであることも
明らかである。
このような直流送電系統に於いて、前記制御装
置23,24はその双方に定電流制御回路を具備
しているとして、その電流基準値制御回路300
を第3図に示す。
第3図に於いて、分配器31に入力される電流
基準値Idptは、前記伝送装置22に後続する運
転制御回路32の出力信号により、例えば、順変
換装置100にあつては該順変換装置100を構
成する単位変換器17−1,…,17−Nの総台
数、即ちn個の電流基準値Idp1,…Idpoに分配さ
れるようになつている。いま、順変換装置100
が2台の単位変換器17−1,17−2によつて
構成されているとすると、電流基準値Idptは2
個の電流基準値Idp1及びIdp2に分配されるわけで
あるが、以下、単位変換器17−1の電流基準値
をIdp1、また単位変換器17−2の電流基準値を
Idp2として説明する。
電流基準値制御回路300の機能は、第4図に
示すように、単位変換器17−1,17−22台
が運転されている時にはO−R線で表わされる如
く、単位変換器17−1,17−2夫々のIdp1
びIdp2を互いに等しく分配するようになつてい
る。次に、単位変換器17−1,17−2のうち
の1台例えば17−2が停止したとすると、前記
運転制御回路32が働いて分配器31の出力の
Idp2を0%にし、一方、Idp1は、Idptが50%以下
の時にはIdptに等しく、また、Idptが50%以上
の時には50%でリミツトがかかるように制御され
る。つまり、第4図の破線で示したO−Q−R線
がこの場合である。このように、Idptの大きさ
によつてIdp1の分配比率が異るのは、Idptが50
%以下の場合には、Idp1をIdptと等しくするも
継続して運転されている単位変換器17−1にと
つては定格を超えることなく送電電力の一定化が
維持されるからであり、これに対してIdptが50
%以上の場合には定格オーバーとならない限界値
で抑えておく必要があるからに他ならない。
直流送電系統では、電流基準値Idptを伝送装
置22を介して伝送することにより、順変換装置
100のIdptと逆変換装置200のIdptとを等
しく保ち乍ら運転される結果、第2図に示した
P1点が系統の動作点となつている。
次に、順変換装置100を構成している2台の
単位変換器17−1及び17−2がIdpt=100%
のもとで運転されていたとして、単位変換器17
−2が手動操作或は何らかの事故で停止した場合
に、系統の動作点がどう変化するかを第5図を参
照し乍ら説明する。
先ず、単位変換器17−1,17−2双方が運
転されていた時、Idp1及びIdp2は共に50%ずつに
制御されており、順変換装置100の動作特性は
第5図中のA−B−C−D−Eで表わされる。一
方、逆変換装置200にあつても2台の単位変換
器18−1,18−2にて構成され、これらが定
余裕角制御或は定電圧制御によつて運転されてお
り、第5図に於ける特性線F−G−H−J−Kで
表わされる結果、P1点が系統の動作点であつた
とする。この時、単位変換器17−2が停止する
と、前記したようにIdp2は50%から0%に、ま
た、Idp1は50%のままリミツトがかけられる。従
つて順変換装置100の動作特性は第5図のA−
B1−C1−D1−Eに移行する。
他方、逆変換装置200に於いては、順変換装
置100同様、制御装置24内の電流基準値制御
回路300が、伝送装置22を介して単位変換器
17−2停止の信号を受けて動作し、逆変換装置
200の単位変換器18−2の電流基準値Idp2
0%に、また、単位変換器18−1の電流基準値
Idp1を50%にリミツトする。従つて逆変換装置2
00の動作特性は第5図に於けるF−G1−H1
J1−Kに移り、系統の動作点はP1からP2に移行す
ることとなる。
ここで、伝送装置22或は伝送線路の異常等に
より、順変換装置100の単位変換器17−2停
止の信号が逆変換装置200側の電流基準値制御
回路300に送られなかつた場合を考えてみる。
順変換装置100では単位変換器17−2が停
止しているため、その動作特性は第5図のA−
B1−C1−D1−Eとなつており、他方、逆変換装
置200では単位変換器18−1,18−22台
運転時の動作特性即ちF−G−H−J−Kのまま
である。従つて、動作点は、第5図のP1から、
両特性線A−B1−C1−D1−E及びF−G−H−
J−Kの交点であるところのP3に移行する。こ
の状態は、順変換装置100が逆変換動作、逆変
換装置200が順変換動作をしていることを意味
し、換言すれば、不本意な潮流反転が行なわれる
こととなつて交流系統11,12にとつては極め
て好ましくない状態である。加えて、逆変換動作
をしている順変換装置100では、残りの単位変
換器17−1のみが運転されているにも拘わら
ず、この単位変換器17−1には系統全体の電流
基準値Idpt=100%から電流マージンを差引いた
値即ち単位変換器17−1の定格の2倍近い値の
過電流が流れることになる。かかる現象が長時間
継続すると、単位変換器17−1に付設された保
護継電器等が動作し、その運転を停止して、送電
が停止されるような事態に陥る虞れがある。一般
的に、順変換装置100がN台の単位変換器17
−1,…,17−Nにて構成されているとする
と、各単位変換器17−1,…,17−Nにとつ
てのこのような過電流運転は、系統の電流基準値
Idptが(N−1)100/N%以上の時に生じるもの である。
本発明の目的は、上述の点を考慮してなされた
もので、順変換装置100の単位順変換器17−
1,…17−Nの内所定台数の運転停止が伝送系
の異常によつて逆変換装置側へ伝送されなかつた
場合に直流電圧低下或いは直流電圧極性反転現象
を生ずることを検出して、逆変換装置を構成する
単位逆変換器の電流基準を、運転停止した順変換
装置側の単位順変換器の台数に応じて所定の値に
低減させることにより、順変換装置100に於け
る過電流運転及び潮流反転の継続を防止し、系統
の有効且つ迅速な保護を図るようにした直流送電
系統用変換装置を提供することにある。
以下、図面に従つて本発明の実施例を詳細に説
明する。
既に詳述した第1図示の直流送電系統に於い
て、両変換装置100,200に対応する制御装
置23,24の定電流制御回路に夫々備えられる
電流基準制御回路400の1例を第6図に示す。
ここでは制御装置24側即ち逆変換装置200側
について述べるが、制御装置23側即ち順変換装
置100側に於いても同様の構成に存するもので
ある。
分配器31及び運転制御回路32の機能は前記
したとおりであり、分配器31の出力Idp1及び
Idp2が逆変換装置200を構成する2台の単位変
換器18−1,18−2の定電流制御の基準値で
ある。直流電圧低下検出回路33及び直流電圧極
性判別回路34は、夫々、逆変換装置200が順
変換動作時の直流電圧の低下或は極性反転を検出
して出力するようになつている。これら両回路3
3,34の出力端はオア回路35に接続され、該
オア回路35の出力端と、伝送装置22の異常時
に動作する異常検出回路36の出力端とがアンド
回路37に連絡し、また該アンド回路37の出力
端には遅延回路38が接続されている。遅延回路
38の出力端は、分配器31に連絡するリミツタ
回路39に接続されている。該リミツタ回路39
は、系統の電流基準値Idptを入力とし、遅延回
路38からの出力信号をトリガーとして該電流基
準値Idptを補正基準値Idpt′にリミツトする機能
をもつ。即ち、第7図に示すように、遅延回路3
8からの出力信号がない時にはリミツタ回路39
は動作せずリミツタ回路39の出力Idpt′は常に電
流基準値Idptに等しい。これに対して、遅延回
路38からの出力を得て動作状態になると、Idp
tが50%以下の時にはIdptに等しい補正基準値
Idpt′を、また、Idptが50%以上の時にはIdpt=
50%に等しいリミツトのかかつた補正基準値Idp
t′を出力するようになつている。
このような電流基準値制御回路400を両制御
装置23,24夫々に備えた直流送電系統に於い
て、いまIdpt=100%で運転されており、伝送装
置22が正常に機能しているとすると、順変換装
置100内の単位変換器17−2停止の信号は運
転制御回路32に入力され、電流基準値Idp2を0
%に、また、Idptを50%に保つ結果、直流送電
系統の動作点は第5図に於けるP1からP2に移行
しIdpt=50%を電流基準値とする定電流制御に
よつて直流送電が継続して行なわれる。
次に、伝送装置22の異常等により、上述した
ように逆変換装置200の運転が制御されないと
すると、系統の動作点は第5図のP1からP3に移
行し逆変換装置200は順変換動作をすることと
なるが、この時直流電圧は大幅に低下するので前
記直流電圧低下検出回路33が動作し、その出力
信号はオア回路35を経てアンド回路37に入力
される。一方、伝送装置22の異常は前記異常検
出回路36にて検出されるので、アンド回路37
は直流電圧低下検出回路33及び異常検出回路3
6双方の出力信号を得ることとなり、遅延回路3
8に入力して一定時間経過後リミツタ回路39に
出力する。該リミツタ回路39は前記した機能に
より、Idpt=100%の時の動作つまりIdpt=50
%に等しい補正基準値Idpt′を分配器31に出力す
る。いま、逆変換装置200では2台の単位変換
器18−1,18−2が共に運転されているの
で、分配器31は既に説明したように第4図に於
けるO−R線に従つて補正基準値Idpt′を分配し、
その結果Idp1及びIdp2は共に電流基準値Idpt=25
%に等しくなるように制御される。従つて、順変
換装置100ではIdp1=50%、Idp2=0%、逆変
換装置200では、Idp1=Idp2=25%の定電流制
御が行なわれるわけである。これにより、逆変換
装置200の動作特性は第5図に於けるF−G1
−H1−J1−Kに移り、換言すれば従来の逆変換
動作に復帰するため、系統の動作点はP3からP2
へと移行し、順変換装置100内にて唯一運転さ
れている単位変換器17−1にとつての過電流運
転は回避され、併せて、潮流反転も是正されるの
である。
また、逆変換装置200が順変換動作に移行し
た際には、逆変換装置200の直流電圧の極性も
また反転しているので、これを前記直流電圧極性
判別回路34にて検出し、異常検出回路36の出
力と共に遅延回路38に入力させることもできる
のは第6図から明らかである。
更に、異常検出回路36及びアンド回路37を
省略してオア回路35を直接遅延回路38に接続
してもよく、オア回路35をも省略して直流電圧
低下検出回路33または直流電圧極性判別回路3
4の出力を直接遅延回路38に入力することもで
き、伝送装置22の異常やその検出信号の有無に
拘わらず、鋭感度の構成とするもよい。
図示例に於ける遅延回路38は、例えば、逆変
換装置200の転流失敗等の際に直流電圧が変動
することにより、直流電圧低下検出回路33等が
誤動作して本発明に係る装置が働くことのないよ
うに設けられたものであるが、正確を期すために
は、更に、これら交流、直流線路の事故を検出し
て電流基準値制御回路400をロツクする回路を
別途付設してもよい。
直流電圧低下検出回路33及び直流電圧極性判
別回路34は、逆変換装置200の直流電圧を入
力信号とする場合を説明したが、直流電圧と略1
対1に対応する信号、例えば、逆位変換装器18
−1,18−2の制御角を入力とするも可能であ
る。
加えて、第5図に於いて動作点がP1からP3
移行する際には、直流電圧のみならず受電電力も
低下若しくは極性が反転するので、直流電圧低下
検出回路33及び直流電圧極性判別回路34に代
え、これらを検出或は判別する回路を設けてもよ
いのは勿論である。
以上、説明を簡略化するために、両変換装置1
00,200は共に各2台の単位変換器17−
1,17−2及び18−1,18−2によつて構
成されているものとしたが、一般的に、夫々N台
の単位変換器17−1,…,17−N及び18−
1,…,18−nにて構成されている場合には、
順変換装置100のうちの何台の単位変換器17
−1,…,17−M(M<N)が停止したかに関
係なく、逆変換装置200側のリミツタ回路39
の出力Idpt′をIdpt=(N−1)100/N%に等しくリ ミツトし、その後も引続き直流電圧低下検出回路
33或は直流電圧極性判別回路34が動作してい
る時に更に補正基準値Idpt′をIdpt=(N−2)
100/N%にリミツトし、直流電圧低下検出回路33 或いは直流電圧極性判別回路34が動作しなくな
る値(N−M))100/N%まで逐次リミツト値を低 減するような制御回路を設けたものである。
尚、本発明は、逆変換装置200の定電流制御
の電流基準値Idptを制御するものであるが、直
流送電系統では、定電力制御のマイナー制御とし
て定電流制御が利用され、また、逆変換装置20
0の直流電圧は略一定に保たれているため、電力
基準値と電流基準値Idptとはほぼ同じ値になつ
ている。即ち、電流基準値Idptの代りに電力基
準値を制御するも本発明と同一の技術的思想に存
するものであり、本発明の所期の目的をも同様に
達成できることは言うを俟たない。
併せて、電流基準値制御回路400を順変換装
置100の制御装置23と逆変換装置200の制
御装置24との双方に設けることにより、緊急応
援電力の供給等のため積極的に潮流反転を行なう
際にも、両変換装置100,200を確実に保護
することができる。
従つて、本発明によれば、順変換装置100を
構成する単位変換器17−1,…,17−Nのう
ちの適数台の運転停止に伴ない逆変換装置200
が順変換動作に移行したことを種々の要素にて検
出し、逆変換装置200の定電流制御回路の電流
基準値Idptに対して必要に応じて制限を加える
ことにより、逆変換装置200を正常動作に復帰
せしめ、直流送電系統を適正な動作点P2に導き
且つ順変換装置100内の正常な単位変換器にと
つての過電流運転の継続を防止し、併せて、潮流
反転を速やかに是正することができる。
更に、逆変換装置200側のみにて系統の異常
を検出し且つ対応するようにしたので、両変換装
置100,200に夫々付説された制御装置2
3,24間に介在する伝送装置22の異常等に左
右されることなく、信頼性の高い系統制御が実現
できる。
以上述べたように、本発明は上述のように、順
変換装置側の単位変換器の内の所定台数の運転停
止が伝送系の異常によつて逆変換装置側へ伝送さ
れなかつた場合に直流電圧低下或いは直流電圧極
性反転現象を生ずることを検出して、逆変換装置
を構成する単位変換器の電流基準を、運転停止し
た順変換装置側の単位変換器の台数に応じて所定
の値に低減させることにより、直流送電系統の送
電端に設けられた順変換装置に於ける過電流運転
及び潮流反転の継続を防止して直流送電系統の有
効且つ迅速な保護を図ると共に、信頼性も高く、
送電を停止することなく系統の利用率向上にも寄
与できる等の極めて優れた種々の効果を奏するも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図は直流送電系統の構成図、第2図は直流
送電系統の動作特性を示すグラフ、第3図は従来
の電流基準値制御回路のブロツク図、第4図は電
流基準値制御回路の機能を示すグラフ、第5図は
本発明を用いた直流送電系統の動作特性のグラ
フ、第6図は本発明に於ける電流基準値制御回路
のブロツク図、第7図はリミツタ回路の機能を示
すグラフである。 11,12……交流系統、13−1,…,13
−N,14−1,…,14−N……遮断器、15
−1,…,15−N,16−1,…,16−N…
…変換器用変圧器、17−1,…,17−N,1
8−1,…,18−N……単位変換器、19−
1,…,19−N,20−1,…,20−n……
直流リアクトル、21……直流送電線路、22…
…伝送装置、23,24……制御装置、31……
分配器、32……運転制御回路、33……直流電
圧低下検出回路、34……直流電圧極性判別回
路、35……オア回路、36……異常検出回路、
37……アンド回路、38……遅延回路、39…
…リミツタ回路、100……順変換装置、200
……逆変換装置、300……電流基準値制御回
路、400……電流基準値制御回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 それぞれ並列に接続された複数台(N台)の
    単位順変換器を有する順変換装置および単位逆変
    換器を有する逆変換装置が直流送電路の各端に設
    けられ、系統の電流基準値を各単位変換器の電流
    基準値として分配する分配器を有し、順変換装置
    側のM台(M<N)の単位変換器の運転が停止し
    たときは運転停止信号を伝送装置介して前記逆変
    換装置側へ伝送し、逆変換装置側のM台の単位変
    換器の運転をも停止させるように制御する制御装
    置を具備した直流送電系統用変換装置において、
    逆変換側の制御装置は前記直流送電系統の直流電
    圧低下を検出する手段と、前記直流送電系統の直
    流電圧極性反転を検出する手段と、前記順変換装
    置を構成する単位変換器の運転停止したことがか
    前記逆変換装置側の運転制御回路に伝送されない
    伝送の異常を検出する異常検出手段と、前記直流
    電圧低下検出手段および直流電圧極性反転検出手
    段の少なくとも一方の出力と、前記異常検出手段
    の出力とのアンド条件か成立したとき前記系統の
    電流基準値を(N−1)100/N%にリミツトし、ア ンド条件か継続している場合は更に(N−2)
    100/N%までリミツトしアンド条件が不成立となる 値(N−M)100/N%まで逐次リミツト値を低減さ せる手段を備えたことを特徴とする直流送電系統
    用変換装置。
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