JP2002505839A - 双方向制御サイリスタ（ｂｃｔ）を含む送電施設 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高圧直流用直流電圧網（１６）を通して２つの電力変換所（１７、１８）間に送電する施設において、直流電圧網から電流を取り出す設備（２３）が配置される。設備は、両方向に電流を導通する能力を備える双方向制御サイリスタ（ＢＣＴ）で作られたバルブ（２４）を有する。施設は、このバルブのサイリスタを、直流電圧網とこのバルブとの間の電流方向が、前記２つの電力変換所（１７、１８）間の給電方向に無関係に、直流電圧網からバルブに接続された交流電圧網へ給電されるように制御するのに適合したユニット（２５）をまた有する。

Description

【発明の詳細な説明】 双方向制御サイリスタ（ＢＣＴ）を含む送電施設 発明の分野及び先行技術 本発明は高圧直流（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎ ｔ；ＨＶＤＣ）用直流電圧網とこれに接続されたかつ整流半導体素子としてサイ リスタを備えた電源転流形バルブ（ｌｉｎｅ ｃｏｍｍｕｔａｔｅｄ ｖａｌｖ ｅ）を有する少なくとも２つの電力変換所（ｓｔａｔｉｏｎ）を含み直流電圧網 と電力変換所に接続された交流電圧網との間に送電する送電施設（プラント）に 関し、施設は直流電圧網の極性に無関係にかつそれゆえ送電施設の異なる電力変 換所間の給電方向に無関係に直流電圧網から電力を取り出す（ｄｒａｉｎ）又は 直流電圧網内へ給電するために直流電圧網に沿って配置された少なくとも１つの 設備を更に含み、設備は直流電力網とこの直流電力網から取り出された電力を受 電するのに適合した交流電力網との間に接続された整流素子としてサイリスタを 有する少なくとも１つのバルブを含む。 高圧直流電流用直流電圧網を通して送電するような施設では、直流電圧網は、 施設に属する電力変換所間を非常に長い距離にわたって、多分、数１００キロメ ートル程度にわたって延びることがあり、かつ局在ガス井等の発見の結果として 直流電圧網に沿う或るいくつかの位置でこの直流電圧網から電力を取り出す又は この網内へ給電するために直流電圧網に上に述べた設備を接続する必要があるこ とがある。したがって、必要があるとき常に施設の電力変換所間の直流電圧網上 の給電方向に無関係に、すなわち、直流電圧網の極性に無関係に前記設備を通し て直流電圧網から電力を取り出す又はこの網内へ給電することができる保証をす ることが重要である。 最後に述べた必要を満足することができるには、直流電圧網と設備との間の電 流方向を選択することができることを必要とするが、そのために、図１に示され た解決が既知のこのような施設内に施されている。ここに示された施設は、高圧 直流用直流電圧網１を有し、この直流電圧網はここでは単極性である。２つの電 力変換所２、３はバルブ４、５を通して示され、バルブの各々は直流電圧網と変 圧器６を通してそれぞれの電力変換所に接続された交流電力網７との間に送電す るために直流電圧網に接続されている。簡単のために、バルブ５に接続された変 圧器及び交流電力網換は、この図中で省略されている。施設は直流電圧網から電 力を取り出す設備（アシンジメント）８をまた有し、この場合設備は１つだけの バルブ９を有する。バルブ９を通して直流電圧網から遠ざかる直流電圧網への電 流の方向は、電力が設備８を通して実際に取り出されるか又はタップされるかを 、直流電圧網の所与の極性で、すなわち、電力変換所２と３との間の給電の所与 の方向で、決定する。それゆえ、設備８の電流方向は、電力変換所２及び３のう ちの１つであって、所与の瞬間にインバータとして機能する、すなわち、それへ 直流電圧網から給電される１つの電力変換所におけるのと同じ方向でなければな らない。これを達成するために、設備８は、２つの遮断器（ブレーカー）１１、 １２を備える高圧開閉装置１０、及び２つの遮断器１４、１５を備える低圧開閉 装置（スイッチ・ギア）１３を有する。電力変換所２が直流電圧網１上の負高圧 極性で受電するとき、すなわち、それのバルブがインバータとして動作中である ときは遮断器１１及び１５は閉じられ、他方、電力変換所３が受電しかつ直流電 圧網１上の極性が正のとき遮断器１２及び１４は閉じられる。この解決は、２つ の開閉装置が存在するばかりでなく、バルブの各接続に高電位を印加することが 可能でなければならないからバルブ室（ｖａｌｖｅ ｈａｌｌ）内の絶縁距離増 加する要求が生じる結果として、非常に複雑であり、それゆえ高価に付く。 発明の要約 本発明の目的は、充分に機能しかつ簡単な構造を有し、それゆえ上に論じたよ うな先行技術施設よりも相当に低費用に関連している上記序文で定義した型式の 施設を提供することである。 この目的は、本発明によれば、序文で定義した型式の施設内の設備の前記バル ブのサイリスタを両方向に電流を導通する能力を有する双方向制御サイリスタ（ ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ ；ＢＣＴ）であるようにすることによって得られ、かつ設備のバルブを制御する ユニットがそのバルブのサイリスタを、直流電圧網とこの バルブとの間の電流方向が直流電圧網からバルブに接続された交流電圧網へ又は 逆方向のどちらかに給電されるように、制御するのに適合している。 このような双方向制御サイリスタを設備のバルブ内に配置することによって、 そのバルブと直流電圧網との間の電流方向を、直流電圧網の極（ポール）に関し て設備の２つ以上のバルブをなんら必要とすることなく、あらゆる所与の瞬間に 自由に選択することもできる。これは、その電流方向をそれが受電中である施設 （プラント）の電力変換所の電流方向と一致するように常に調節することもでき 、かつそれゆえ設備が、なんらの複雑な開閉装置又は二重バルブをなんら要せず 、直流電圧網の極性に無関係に直流電圧網から電力を取り出すこともできること を意味する。直流電圧網内へ給電することが望まれるならば、同じ原理に従がう 調節が、しかし反対に行われる。双方向制御サイリスタは、例えば、ＤＥ ４４ ３９ ０１２ Ａ１に説明されている型式のサイリスタであって、かつときに は２方向サイリスタ（ｔｗｏ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）と また呼ばれる。 それゆえ、設備は直流電圧網のなんら費用のかかる周辺機器を伴うことなく極 当たり１つのバルブだけしか必要とせず、かつそれゆえ単極性直流電圧網に対し て１つのバルブだけしか必要とせず、これが本発明の好適実施例を構成する。 本発明の更に他の利点ばかりでなく好適特徴は、次の説明から明らかである。 図面の簡単な説明 添付図面を参照して、下に、例として挙げる本発明の好適実施例を説明する。 これらの図面で、 図１は、本発明による型式の既知の施設の非常に簡単化した概略的回路図であ る。 図２は、本発明による施設の図１に相当する図である。 発明の好適実施例の詳細な説明 ２つの電力変換所１７と１８との間の単極性直流電圧網１６を通して送電する 本発明による施設が図２に示されており、前記電力変換所は電源転流形バルブ１ ９、２０を有し、これらのバルブの各々が整流半導体素子としてサイリスタを備 え、この場合それぞれのバルブが、例えば、在来の１２パルス・ブリッジとして 構成されることがあり、このブリッジは問題のバルブの両端間の電圧を一緒に取 るように配置された直列に接続された或る総数のサイリスタを備える。この電圧 は、１０〜５００ｋＶの程度であることがあり、他方、各サイリスタは１〜１０ ｋＶしか取ることができない。直流電圧網２１は、この交流電圧網２１と直流電 圧網１６との間に給電するために変圧器２２を通して２つの電力変換所に接続さ れているが、しかし、ここでは、簡単のためにこれらの素子は電力変換所１８に ついては示されていない。 電流方向は、常に、バルブ１９を通り直流電圧網１６へ更に遠くのバルブ２０ へかつこれを通る方向であることになる。２つの電力変換所の間の給電方向は直 流電圧網１６の極性の選択を通して選択され、それであるからその極性が正であ るとき、すなわち、バルブ２０におけるよりもバルブ１９に高い正電位があると き電力変換所１７から電力変換所１８へ給電されることになるが、しかし直流電 圧網１６の負極性でかつそれゆえバルブ１９の電位よりもバルブ２０のいっそう の負電位で反対方向に給電することになる。 施設は設備２３を有し、電力を直流電圧網１６から取り出して同設備２３に給 電して、この設備に接続されたかつ図２に示されていない交流電圧網へ給電し、 また、これから直流電圧網へ、給電する。設備２３は、非常に簡単でかつバルブ １９及び２０と同じ方法で構成された単一バルブ２４を有するが、しかしこの設 備は在来のサイリスタの代わりに双方向制御サイリスタ（ＢＣＴ）を有し、この ようなサイリスタは１つのかつ同じ半導体ディスクの２つの半部であって導通方 向が互い反対の半部を有する。設備は、バルブ２４のサイリスタを次のように制 御するのに適合したユニット２５をまた含む。すなわち、直流電圧網１６とこの バルブとの間の電流方向は直流電圧網１６の極性に無関係に直流電圧網からバル ブに接続された交流電圧網へ給電されるようにする、すなわち、直流電圧網に対 するバルブ２４を通る電流方向はバルブ１９及び２０の内のインバータ動作中の １方のバルブを通る電流方向と同じであり、すなわち、同バルブを通して直流電 圧網からそのバルブに接続された交流電圧網へ給電される電流の方向と同じであ ろ。これに代わり、ユニット２５は、直流電圧網の極性に無関係に直流電圧網へ 常に給電されるようにサイリスタを制御する。 本発明は、もとより、上に説明された実施例にいずれにしても限定されるので はなく、その修正への多くの可能性が請求の範囲に定義されたような本発明の基 本的着想に反することなく当業者に明らかであろう。 直流電圧網は、既に述べたように、双極性であることもでき、その場合、取り 出し設備（ｄｒａｉｎｉｎｇ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）は、取り出される電力 量次第で、上に述べた型式のバルブの１つ又は２つのどちらかを有する。 単一バルブによって電力量を取り扱うことが可能であり、これをまた最大限の 融通性が得られるように双極性送電において２つの極間でスイッチ可能とするこ ともまたできる。 施設が上に述べた型式のいくつかの設備を備えることも、もちろん、また可能 である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 送電施設が高圧直流（ＨＶＤＣ）用直流電圧網（１６）と該直流電圧網に 接続されたかつ整流半導体素子としてサイリスタを備えた電源転流形バルブ（１ ９、２０）を有する少なくとも２つの電力変換所（１７、１８）とを含み前記直 流電圧網と前記電力変換所に接続された交流電圧網（２１）との間に送電し、前 記施設が前記直流電圧網の極性に無関係にかつそれゆえ前記施設の前記異なる電 力変換所間の給電方向に無関係に前記直流電圧網から電力を取り出すか又は前記 直流電圧網内へ給電するために前記直流電圧網に沿って配置された少なくとも１ つの設備（２３）を更に含み、前記設備が前記直流電圧網と前記直流電圧網から 取り出された電力を受電するのに適合した交流電圧網との間に接続された整流素 子としてサイリスタを有する少なくとも１つのバルブ（２４）を含み、前記施設 であって、前記設備の前記バルブ（２４）の前記サイリスタが両方向に電流を導 通する能力を有する双方向制御サイリスタ（ＢＣＴ）であることと、前記設備の 前記バルブを制御するユニット（２５）が、前記直流電圧網とこのバルブとの間 の電流方向が前記直流電圧網からバルブに接続された前記交流電圧網へ又は逆方 向にのどちらかに給電されるように前記バルブの前記サイリスタを制御するよう に適合していることとを特徴とする施設。 2. 請求項１記載の施設であって、前記設備（２３）が前記直流電圧網（１６ ）の極当たり１つだけの前記バルブ（２４）を有することを特徴とする施設。 3. 請求項２記載の施設であって、前記直流電圧網（１６）が単極性であるこ とを特徴とする施設。