JP2017192276A - Grounding detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、直流送電系統における地絡を検出する地絡検出装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a ground fault detection device that detects a ground fault in a DC power transmission system.
近年、電力の損失が少なく、ケーブル数を抑えることができる直流送電が、遠隔地間の交流系統や周波数の異なる交流系統の連系等に利用されている。例えば、2つの単位直流送電系統を、正側の第1極の送電系統と負側の第2極の送電系統に区分して、2つの極の中性線に相当する線路を帰線として別々に設けた双極直流送電系統が提案されている。このような双極直流送電系統では、第1極と第2極の送電系統を選択的に運転又は停止することにより、電力需要に応じて送電電力を調整することができる。 2. Description of the Related Art In recent years, direct-current power transmission that can reduce power loss and reduce the number of cables has been used for AC systems between remote locations or for interconnection of AC systems with different frequencies. For example, two unit DC transmission systems are divided into a positive first pole transmission system and a negative second pole transmission system, and the lines corresponding to the neutral lines of the two poles are separated as return lines. A bipolar DC transmission system has been proposed. In such a bipolar DC power transmission system, the transmission power can be adjusted according to the power demand by selectively operating or stopping the first pole and second pole transmission systems.
例えば、第1極及び第2極の送電系統のいずれか一方による運転を片極運転、第1極及び第2極の送電系統の双方による運転を双極運転とする。電力需要が少ない場合には片極運転とし、電力需要が多い場合には双極運転に切り替えることができる。双極運転を行う場合には、第1極の送電系統の送電電力及び第2の送電系統の送電電力を等しくするバランス運転を行い、双極の合計電力を送電電力としている。 For example, the operation by one of the first pole and the second pole transmission system is unipolar operation, and the operation by both the first pole and the second pole transmission system is bipolar operation. When electric power demand is low, it can be switched to unipolar operation, and when electric power demand is high, it can be switched to bipolar operation. When performing bipolar operation, balanced operation is performed to equalize the transmission power of the first pole transmission system and the transmission power of the second transmission system, and the total power of the bipolar is used as the transmission power.
上記のような双極直流送電系統では、2極の帰線としてのケーブルを別々に設ける必要があり、設備にコストがかかる。これに対処するため、送電側と受電側の海底等の双方の地中に電極を挿入した電極部を有し、電極間の地中を中性線の一部として利用することにより、ケーブルを省略した直流送電系統が提案されている。 In such a bipolar DC power transmission system as described above, it is necessary to separately provide cables as two-pole return lines, and the equipment is expensive. In order to cope with this, it has an electrode part in which electrodes are inserted in the ground on both the power transmission side and the power receiving side, and the cable is used by using the ground between the electrodes as part of the neutral wire. An omitted DC transmission system has been proposed.
このような直流送電系統において片極運転をする場合には、第1極の送電系統又は第2極の送電系統が、帰線として電極部を使用する。つまり、地中を介して電極間に電流が流れる。しかし、双極運転をする場合には、第1極の送電系統と第2極の送電系統とでループ状の回路が形成されるので、電極部には電流が流れない。このため、帰線に地絡が生じる状態であっても、地絡を検出することができない。 When unipolar operation is performed in such a DC power transmission system, the first pole power transmission system or the second pole power transmission system uses an electrode portion as a return line. That is, a current flows between the electrodes through the ground. However, in the case of bipolar operation, since a loop circuit is formed by the first pole power transmission system and the second pole power transmission system, no current flows through the electrode section. For this reason, even if it is a state where a ground fault occurs in the return line, the ground fault cannot be detected.
もし、帰線に地絡が生じる状態であった場合、片極運転に切り替えると、電極部に電流が流れるので、保護継電装置が初めて事故を検出することになる。保護継電装置が事故を検出すると、運転停止になるので、運用者としては、双極運転から片極運転に切り替えると同時に送電停止になり、混乱が生じるとともに、運用性が悪い。 If a ground fault occurs in the return line, switching to single-pole operation causes a current to flow through the electrode portion, so that the protective relay device detects an accident for the first time. When the protective relay device detects an accident, the operation is stopped. Therefore, as an operator, the power transmission is stopped simultaneously with switching from the bipolar operation to the unipolar operation, resulting in confusion and poor operability.
本発明の実施形態は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、双極運転を行っている場合でも地絡を検出できる地絡検出装置を提供することにある。 Embodiments of the present invention have been proposed in order to solve the above-described problems of the prior art. The purpose of the present invention is to provide a ground fault detection device capable of detecting a ground fault even when bipolar operation is performed. It is to provide.
上記の課題を解決するために、本発明の実施形態である地絡検出装置は、一対の交直変換器を有する第1極の送電系統と、他の一対の交直変換器を有する第2極の送電系統とが、地中を介して相互に接続された直流送電系統に、前記第1極の送電系統及び前記第2極の送電系統の双方を使用する双極運転を指示する双極運転指示部と、前記双極運転において、前記第1極の送電系統の送電電力と前記第2の送電系統の送電電力とに差を設けて運転させるアンバランス運転を指示するアンバランス指示部と、前記アンバランス運転中に検出された地絡を判定する判定部と、を有する。 In order to solve the above problems, a ground fault detection device according to an embodiment of the present invention includes a first pole power transmission system having a pair of AC / DC converters and a second pole having another pair of AC / DC converters. A bipolar operation instructing unit for instructing a bipolar operation using both the first pole transmission system and the second pole transmission system to a DC transmission system interconnected with each other through the ground; In the bipolar operation, an unbalance instruction unit for instructing an unbalance operation in which a transmission power of the first pole transmission system and a transmission power of the second transmission system are provided with a difference, and the unbalance operation And a determination unit for determining a ground fault detected in the inside.
[第1の実施形態]
[直流送電系統]
本実施形態の適用対象となる直流送電系統100は、図1に示すように、複数の交直変換器11A、11Bの間、12A、12Bの間で、直流送電を行う系統である。
[First Embodiment]
[DC transmission system]
As shown in FIG. 1, the DC
直流送電系統100は、後述する中性線となる電極部120に対して、正側となる第1極の送電系統101、負側となる第2極の送電系統102を有する。一対の交直変換器11A、11Bは、第1極の送電系統101を構成し、一対の交直変換器12A、12Bは、第2極の直流送電系統102を構成している。
The DC
交直変換器11A、12A、11B、12Bは、交流を直流に又は直流を交流に変換する変換器である。交直変換器11A、12A、11B、12Bは、複数のバルブデバイスを組み合わせて、各バルブデバイスの通電タイミングを切り替えることにより、直流を交流に変換し又は交流を直流に変換する。バルブデバイスは、一方向に電流を流す半導体素子であり、例えば、光パルスにより点弧するサイリスタを用いる。
The AC /
交直変換器11A、12A、11B、12Bは、それぞれ過電流保護器111A、112A、111B、112Bを介して接地されている。過電流保護器111A、112A、111B、112Bは、過電流を地面に逃がすアレスタである。
The AC /
交直変換器11A、12Aの設置場所と、交直変換器11B、12Bの設置場所は、例えば、海を挟んだ遠隔地である。本実施形態では、交直変換器11A、12Aを送電側、交直変換器11B、12Bを受電側とする。つまり、交直変換器11A、12Aは交流を直流に変換し、交直変換器11B、12Bは直流を交流に変換する。なお、送電側、受電側は、交直変換器11A、12Aが直流を交流に変換し、交直変換器11B、12Bが交流を直流に変換することにより逆にすることも可能である。
The installation locations of the AC /
交直変換器11A、12Aは、その設置場所に延長された交流系統SAに、変圧器21A、22Aを介して接続されている。交直変換器11B、12Bは、その設置場所に延長された交流系統SBに、変圧器21B、22Bを介して接続されている。変圧器21A、22A、21B、22Bは、交流系統SA、SBとの間で、電圧の昇降により連系を行う変換器用変圧器である。
The AC /
なお、交直変換器11A、12A、11B、12Bは、それぞれ図示しない制御部により制御される。制御部は、後述する保護継電装置200、制御装置300A、300Bとの間で情報の送受信を行い、交直変換器11A、12A、11B、12Bの動作を制御する。例えば、指令値の受信に応じて送電電力を制御する。また、トリップ信号の受信に応じて、交直変換器11A、12A、11B、12Bを停止させる。さらに、交直変換器11A、12A、11B、12Bが起動しているか否かの状態情報を保護継電装置200、制御装置300A、300Bに出力する。
The AC /
また、制御部は、直流送電系統100に、双極運転、片極運転を行わせる。双極運転は、第1極の送電系統101及び第2極の送電系統102の双方による運転である。特に、本実施形態では、制御部は、第1極の送電系統101と第2極の送電系統102の送電電力に差を設けるアンバランス制御を行わせることができる。片極運転は、第1極の送電系統101及び第2極の送電系統102のいずれか一方による運転である。このような双極運転、片極運転の切り替えを実現するために、直流送電系統100は、以下のような中性線の構造を有している。
Further, the control unit causes the DC
まず、第1極の送電系統101においては、交直変換器11A、11Bの正側が、ケーブルである本線30Aを介して、相互に接続されている。第2極の送電系統102においては、交直変換器12A、12Bの負側が、ケーブルである本線30Bを介して、相互に接続されている。
First, in the first pole
一方、交直変換器11Aにおける本線30Aと反対端、交直変換器11Bにおける本線30Aと反対端は、正側の本線30Aの電位に対して基準電位となる中性線を構成する電極部120に接続されている。また、交直変換器12Aにおける本線30Bと反対端、交直変換器12Bにおける本線30Bと反対端も、負側の本線30Bの電位に対する基準となる中性線を構成する電極部120に接続されている。
On the other hand, the end opposite to the
電極部120は、送電経路の一部として地中を使用する領域である。電極部120は、送電側電極部121A、受電側電極部121Bを有する。送電側電極部121A、受電側電極部121Bは、それぞれ電極122A、122B、断路器123A、123B、変流器124A、124Bを有する。
The
電極122Aは送電側において、電極122Bは受電側において、それぞれ地中に挿入された導電性の部材である。電極122Aは、断路器123Aを介して、上記のように交直変換器11A、12Aにケーブルで接続されている。電極122Bは、断路器123Bを介して、上記のように交直変換器11B、12Bにケーブルで接続されている。
The
断路器123A、123Bは、非通電時又は無負荷時に電路を開閉する開閉装置である(以下、断路器は同様である)。変流器124A、124Bは、送電側電極部121A、受電側電極部121Bの通電電流を計測する検出器である(以下、変流器は同様である)。送電側電極部121Aにおける電極122A、断路器123A及び変流器124Aは、それぞれ一対が並列に設けられている。受電側電極部121Bの電極122B、断路器123B及び変流器124Bも、それぞれ一対が並列に設けられている。
The
送電側電極部121Aと交直変換器11A、12Aとの間のケーブルは、遮断器125Aにより開閉可能に設けられ、さらに、遮断器126Aを介して接地されている。遮断器125A、遮断器126Aは、通電時に電路を開閉可能な開閉装置である(以下、遮断器は同様である)。受電側電極部121Bと交直変換器11B、12Bとの間のケーブルには断路器128が設けられ、さらに、遮断器126Bを介して接地されている。遮断器126A、126Bと接地面の間には変流器127A、127Bが設けられている。
A cable between the power transmission
また、交直変換器11Aの中性線側及び交直変換器12Aの中性線側には、一対の開閉器141A、142A及び一対の変流器135A、136Aが設けられている。さらに、交直変換器11Bの中性線側及び交直変換器12Bの中性線側にも、一対の開閉器141B、142B及び一対の変流器135B、136Bが設けられている。これらの開閉器141A、141Bと、開閉器142A、142Bとのいずれを開閉するかによって、第1極の送電系統101、第2極の送電系統102のいずれにより片極運転をするかを切り替えることができる。
A pair of switches 141A and 142A and a pair of current transformers 135A and 136A are provided on the neutral line side of the AC /
本線30A、本線30Bとの間には、両者を接続するバイパス経路31、32が、送電側と受電側にそれぞれ設けられている。バイパス経路31、32には、それぞれ正側に断路器33A、34A、負側に断路器33B、34Bが設けられている。
Between the
送電側電極部121Aと交直変換器11A、12Aとの間のケーブルは分岐して、バイパス経路31に接続されている。この分岐したケーブルには、断路器131、遮断器132が設けられている。受電側電極部121Bと交直変換器11B、12Bとの間のケーブルは分岐して、バイパス経路32に接続されている。この分岐したケーブルには、断路器133、134が設けられている。送電側のみ遮断器125A、126A、132を用いているのは、コスト面で有利なためである。
The cable between the power transmission side electrode unit 121 </ b> A and the AC / DC converters 11 </ b> A and 12 </ b> A is branched and connected to the
なお、直流送電系統100には、上記で説明した以外にも、適宜、遮断器、断路器、過電流保護器、変流器、リアクトル等が設置されているが、説明を省略する。
In addition to the above description, the DC
[直流保護継電システム]
上記のような直流送電系統100を保護対象とする直流保護継電システムを、図2及び図3を参照して説明する。直流保護継電システムは、ネットワークNを介して接続された保護継電装置200、制御装置300A、300B、監視装置400A、400Bにより構成されている。
[DC protection relay system]
A DC protection relay system that protects the DC
[保護継電装置]
保護継電装置200は、直流送電系統100における各部に保護動作を行わせる装置である。保護継電装置200は、交直変換器11A、12A、11B、12Bを保護領域とする装置、中性線である電極部120を保護領域とする装置、本線30A、30Bを保護領域とする装置等が、それぞれ設けられている。これらの保護継電装置200は、それぞれの保護領域の変流器等からの検出信号、交直変換器、遮断器等からの状態情報を専用の通信線を介して受信して、地絡の検出によるトリップ信号の出力等の保護動作を行う。また、保護継電装置200は、ネットワークNを介して、後述する制御装置300A、300B、監視装置400A、400Bと情報を送受信可能に設けられている。
[Protective relay device]
The
例えば、中性線を保護領域とする保護継電装置200は、変流器124A、135A、136A等により検出された電流に基づいて、地絡を検出し、送電を停止させるトリップ信号、異常を報知する警報を出力する。トリップ信号は、直流送電系統100による送電を停止させる信号である。トリップ信号による送電の停止は、これを受信した交直変換器11A、12A、11B、12Bの各制御部が、交直変換器11A、12A、11B、12Bを停止させることにより行う。このトリップ信号及び警報の出力は、遅延タイマにより所望のタイミングとすることができる。
For example, the
[制御装置]
制御装置300A、300Bは、各保護継電装置200の情報をネットワークNを介して収集して、より上位のシステム又は制御装置300A、300B同士で送受信を行う装置である。送電側の保護継電装置200と受電側の保護継電装置200とは、ネットワークNを介して情報を送受信することができる。
[Control device]
The
送電側の制御装置300Aと受電側の制御装置300Bとは、連係して直流送電系統100を制御する。本実施形態の地絡検出装置は、制御装置300A、300Bの機能の一部として構成される。このような地絡検出のための制御装置300A、300Bの機能を、図3に示すように、ブロック化して図示した仮想的な機能ブロック図によって、地絡検出装置300を説明する。
The
地絡検出装置300は、送受信部310、双極運転指示部320、片極運転指示部330、アンバランス指示部340、判定部350、警報指示部360、停止部370、記憶部380を有する。
The ground
送受信部310は、交直変換器11A、12A、11B、12Bの制御部、保護継電装置200、監視装置400A、400Bとの間で情報の送受信を行う。双極運転指示部320は、直流送電系統100に、第1極の送電系統101及び第2極の送電系統102の双方により送電する双極運転を指示する。片極運転指示部330は、直流送電系統100に、第1極の送電系統101及び第2極の送電系統102のいずれか一方により送電する片極運転を指示する。
The transmission /
アンバランス指示部340は、双極運転において、第1極の送電系統101の送電電力と第2極の送電系統102の送電電力とに差を設けて運転させるアンバランス運転を指示する。この送電電力の差としては、あらかじめしきい値が設定されており、このアンバランス指示部340は、この差がしきい値以上となるように指示する。また、アンバランス制御を開始させる開始タイミングも、あらかじめ設定されている。
In the bipolar operation, the
判定部350は、アンバランス運転中に検出された地絡を判定する。この地絡の判定は、保護継電装置200による地絡検出に基づいて行う。警報指示部360は、判定部350が地絡と判定した場合に、監視装置400A、400Bに、警報の出力を指示する。
The
停止部370は、あらかじめ設定された条件に応じて、アンバランス運転を停止させる。条件としては、開始タイミングからの経過時間、直流送電系統100のリミッタ等があるが、具体例は後述する。記憶部380は、上記の処理に必要な情報を記憶する。例えば、記憶部380は、アンバランスの差のしきい値、アンバランス運転を停止させる条件等を記憶する。
The
[監視装置]
監視装置400A、400Bは、ネットワークNを介して制御装置300A、300Bから入力される情報に基づいて、直流送電系統100の状態を監視する装置である。監視装置400Aは送電側、監視装置400Bは受電側に設置される。
[Monitoring device]
監視装置400A、400Bは、それぞれ図示はしないが、入力部、出力部を有する。入力部は、処理の選択や指示を入力する手段である。出力部は、直流送電系統100の状態を出力する手段である。
The
入力部としては、キーボード、マウス、タッチパネル、スイッチ等、現在又は将来において利用可能な入力装置を含む。本実施形態では、入力部は、トリップ信号の出力指示を入力することができる。入力部から、トリップ信号の出力指示の入力があった場合には、監視装置400A、400B又は保護継電装置200からトリップ信号が出力される。
The input unit includes input devices that can be used now or in the future, such as a keyboard, a mouse, a touch panel, and a switch. In the present embodiment, the input unit can input a trip signal output instruction. When a trip signal output instruction is input from the input unit, a trip signal is output from the
出力部としては、表示装置、プリンタ、スピーカ、ブザー等、現在又は将来において利用可能なあらゆる出力装置を含む。例えば、出力部は、図1に示したような結線図を、機器の状態、充電部等を識別できるように表示する。また、本実施形態では、出力部は、警報指示部360の警報指示を受けて、表示装置の表示画面及びスピーカの音声により警報を出力する。
The output unit includes any output device that can be used now or in the future, such as a display device, a printer, a speaker, and a buzzer. For example, the output unit displays the connection diagram as illustrated in FIG. 1 so that the state of the device, the charging unit, and the like can be identified. In the present embodiment, the output unit receives an alarm instruction from the
上記の保護継電装置200、地絡検出装置300、監視装置400A、400Bは、CPUを含むコンピュータにより構成され、プログラムをメモリ、HDD、SSD等の記憶部に記憶しており、プログラムに従ってCPUが演算することにより、各部に必要な処理を行う。演算に必要な各種の情報も、記憶部に記憶される。記憶部には、レジスタ、揮発性のメモリのように、処理に一時的に使用される媒体も含まれる。例えば、保護継電装置200は、地絡検出のための整定値を、記憶部に記憶している。
The
[動作]
以上のような本実施形態の動作を、図1〜図3に加えて、図4〜図12を参照して説明する。なお、図4〜図9において、網掛け部分が通電部分であり、太線の矢印が電流の方向を示す。
[Operation]
The operation of the present embodiment as described above will be described with reference to FIGS. 4 to 12 in addition to FIGS. 4 to 9, the shaded portion is the energized portion, and the bold arrow indicates the direction of the current.
[双極運転から片極運転への切り替え]
双極運転について説明する。まず、基本的には、断路器123A、123B、128、131、133、134は閉状態にある。双極運転時には、遮断器125A、141A、141B、142A、142Bを閉状態とする。
[Switching from bipolar operation to unipolar operation]
The bipolar operation will be described. First, basically, the
双極運転指示部320の指示により、第1極の送電系統101、第2極の送電系統102の制御部は、送電電力を等しくするバランス運転を行う。単純に、総電力600MWとしたい場合には、第1極が300MW、第2極が300MWの送電を行う。このようにバランス運転を行っている場合、電流の流れは、図4に示すように本線30A、30Bを通るループ状となり、中性線である電極部120には電流は流れない。
In response to an instruction from the bipolar
次に、片極運転指示部330の指示により、片極運転に切り替える場合には、遮断器141A、141Bと、遮断器142A、142Bのいずれか一方を開状態とする。例えば、図5に示すように、遮断器142A、142Bを開状態とすると、第1極の送電系統101のみによる片極運転となる。このように、第1極のみによる片極運転を行っている場合、電流の流れは、本線30Aと電極部120を通るループ状となる。電極部120の電流は、本線30Aに流れる電流と等しくなる。
Next, when switching to single-pole operation in accordance with an instruction from the single-pole
[バランス運転中における地絡の問題]
以上のように双極によるバランス運転中に、図6の遮断器125A付近の矢印に示すように、地絡が発生する状態にある場合がある。しかし、この場合、中性線である電極部120には電流が流れていないため、保護継電装置200は地絡事故を検出することができない。つまり、帰線に事故が内在していても、これを検出することができない。
[Ground fault problem during balanced operation]
As described above, there may be a case where a ground fault occurs as shown by the arrow in the vicinity of the
このような状態で、上記のように、双極運転から片極運転に切り替えた場合、図7に示すように、電極120に電流が流れるので、保護継電装置200によって地絡事故が検出される。すると、保護継電装置200がトリップ信号を出力するので、第1の送電系統101の制御部は送電を停止する制御を行ってしまう。
In such a state, when switching from bipolar operation to unipolar operation as described above, current flows through the
[アンバランス運転による地絡検出]
本実施形態では、上記のようなバランス運転中に、アンバランス運転に切り替えることにより、地絡事故を検出することができる。つまり、双極運転中に、アンバランス指示部340が、第1極の送電系統101と第2極の送電系統102に、送電電力の差が生じるように、アンバランス運転を指示する。これにより、交直変換器11Aと11Bと間の送電電力と、交直変換器12Aと12Bとの間の送電電力に相違が生じるように、制御部が交直変換器11A、11B、12A、12Bを制御する。このとき、制御部は、直流送電系統100の状態をフィードバックして、総電力が一定となるように制御する。例えば、バランス運転時と送電力に変動が生じないように第1極の送電系統101の電流を増やし、第2極の送電系統102の電流を減らす。第1極の送電系統101の電流を減らし、第2極の送電系統102の電流を増やすことも可能である。
[Ground fault detection by unbalanced operation]
In the present embodiment, a ground fault can be detected by switching to the unbalanced operation during the balanced operation as described above. That is, during the bipolar operation, the
すると、第1極の送電系統101における本線30Aを流れる電流と、第2極の送電系統102における本線30Bを流れる電流との間に差が生じるので、帰線となる電極部120に電流が流れる。このような状態を、図8に示す。図8では、電流の差を、電流を示す矢印の太さで表している。
Then, since a difference arises between the current flowing through the
例えば、第1極の送電系統101において、300A(アンペア)流れ、第2極の送電系統102において200A(アンペア)流れるように制御する場合、帰線である電極部120には、300−200=100A(アンペア)が流れる。
For example, in a case where control is performed so that 300 A (ampere) flows in the first pole
このように、アンバランス運転によって電極部120に電流が流れると、以下のように地絡を検出することができる。これを、図9を参照して説明する。図9において、実線の円で囲んだ変流器135A、136A、一対の124Aによって検出される電流値をI1、I2、I3、I4とする。
Thus, when a current flows through the
アンバランス運転中、地絡事故が発生していなければ、I1−(I2+I3+I4)=0となるため保護継電装置200は動作しない。一方、地絡事故が発生していると、I1−(I2+I3+I4)≠0となる。このため、これを検出した保護継電装置200が地絡事故を検出する。ただし、地絡事故を検出してもトリップ信号は出力させない設定とするため、アンバランス制御のためのしきい値(Q1)と保護継電装置200の整定値(Q2)の間にはQ1<Q2の関係が成り立っている。または、アンバランス運転期間を保護継電装置200のタイマカウント期間より短くする、トリップ信号の出力を遅延させる等により、トリップ信号の出力を抑えることができる。
If no ground fault has occurred during the unbalanced operation, I1- (I2 + I3 + I4) = 0, so that the
このように、保護継電装置200により地絡が検出されると、判定部350が地絡が発生したと判定する。警報指示部360は、警報の出力の指示を監視装置400A、400Bに出力する。すると、監視装置400A、400Bの出力部に警報が出力される。この警報は、表示装置の画面上に警報を知らせる表示をするとともに、スピーカから音声を出力する。
Thus, when a ground fault is detected by the
なお、この場合、上記のようにトリップ信号の出力が抑制されるので、警報だけを出しておいて、オペレータは、警報によって何等かの異常があるか否かを判断して、異常であれば入力部を用いて強制的にトリップ信号を出力させることができる。 In this case, since the output of the trip signal is suppressed as described above, only the alarm is issued, the operator determines whether there is any abnormality by the alarm, and if it is abnormal A trip signal can be forcibly output using the input unit.
[アンバランス運転の実行タイミング]
以上のようなバランス運転中のアンバランス運転の開始は、オペレータが入力部を介して指示することにより行うことができる。但し、アンバランス制御の開始タイミングの設定により、アンバランス運転による地絡の点検を定期的に行うこともできる。この場合、停止時間又は開始タイミングから停止までの時間を設定することにより、一定時間だけアンバランス運転とさせることができる。
[Execution timing of unbalanced operation]
The start of the unbalance operation during the balance operation as described above can be performed by an operator giving an instruction via the input unit. However, it is possible to periodically check the ground fault by unbalanced operation by setting the start timing of unbalanced control. In this case, by setting the stop time or the time from the start timing to the stop, the unbalanced operation can be performed for a fixed time.
例えば、図10に示すように、バランス運転中に、所定のアンバランス開始時間が到来すると、アンバランス指示部340が、アンバランス制御を開始して、第1極の送電系統101と第2極の送電系統102の電力差Dが、しきい値Th以上となるように、アンバランスを生じさせる。そして、停止部370が、所定のアンバランス停止時間に合わせて、電力差Dを縮小させて、元のバランス運転に戻す。
For example, as shown in FIG. 10, when a predetermined unbalance start time arrives during the balance operation, the
さらに、停止部370は、アンバランス制御の停止は、あらかじめ設定された時間が到来しなくても、所定の条件によっても行われる。例えば、上記のように、地絡事故が検出された場合に、ただちにアンバランス運転を停止してバランス運転に戻して、その後の判断を、オペレータに委ねることが考えられる。
Further, the
また、図11に示すように、アンバランス運転を継続できない条件、つまりアンバランス運転の解列条件となった場合には、アンバランス運転を停止する。例えば、第1極の送電系統101と第2極の送電系統102における制御部は、通常は、制御装置300A、300Bからの指令に応じて自動的にバランス制御、アンバランス制御を実行している。但し、第1極の送電系統101及び第2の送電系統102の一方を自動で、他方をオペレータの指示入力に応じたマニュアル運転を行うモードになる場合がる。この場合には、アンバランス運転を停止する。さらに、送電中には、交流系統SA、SBの周波数変動を見て、電力指令値を変化させる必要があるが、このような電力指令値の変化が必要となる場合には、アンバランス運転を停止する。
Moreover, as shown in FIG. 11, when it becomes the conditions which cannot continue an unbalance driving | operation, ie, the disconnection condition of an unbalance driving | operation, an unbalance driving | operation is stopped. For example, the control units in the first pole
[作用効果]
以上のような本実施形態の地絡検出装置300は、一対の交直変換器11A、11Bを有する第1極の送電系統101と、他の一対の交直変換器12A、12Bを有する第2極の送電系統102とが、地中を介して相互に接続された直流送電系統100に、第1極の送電系統101及び第2極の送電系統102の双方を運転する双極運転を指示する双極運転指示部320と、双極運転において、第1極の送電系統101の送電電力と第2極の送電系統102の送電電力とに差を設けて運転させるアンバランス運転を指示するアンバランス指示部340と、アンバランス運転中に検出された地絡を判定する判定部350と、を有する。
[Function and effect]
The ground
このため、双極運転においても、地絡が発生するか否かを監視することができるので、双極運転から片極運転に切り替えたときに、予期しない送電停止に至ることが防止される。また、地絡事故を早期に発見できるため、安定した運転を行うことができる。また、既存の直流送電系統100を制御することにより、帰線に電流を流すことができるので、直流送電系統100の回路を変更したり、地絡検出のために別途装置を用意する必要がない。
For this reason, even in the bipolar operation, it is possible to monitor whether or not a ground fault occurs. Therefore, when switching from the bipolar operation to the unipolar operation, an unexpected power transmission stop is prevented. In addition, since a ground fault can be detected at an early stage, stable operation can be performed. In addition, by controlling the existing DC
本実施形態は、アンバランス指示部340は、第1極の送電系統101の送電電力と第2の送電系統102の送電電力との差が、あらかじめ設定されたしきい値以上となるように指示する。このため、しきい値の設定によって、地絡検出に十分な電流を、帰線に流すことができる。さらに、上記のようにしきい値(Q1)と整定値(Q2)の関係を設定することにより、即座にトリップ信号を出力しない設定とすることができるので、保護継電装置200の改造を不要として、本実施形態を実現できる。
In the present embodiment, the
あらかじめ設定された条件に応じて、アンバランス運転を停止させる停止部370を有する。このため、地絡事故を検出した場合、アンバランス運転を継続させられない条件が発生した場合、バランス運転に戻して、安定した運転を継続できる。
A
本実施形態は、アンバランス運転を開始させる開始タイミングが、あらかじめ設定されている。このため、オペレータによる操作によるのみならず、自動監視機能として、定期的にアンバランス運転を実行させることができる。 In the present embodiment, the start timing for starting the unbalanced operation is set in advance. For this reason, not only by an operation by an operator, but also an unbalanced operation can be executed periodically as an automatic monitoring function.
本実施形態は、判定部350が地絡と判定した場合に、警報の出力を指示する警報指示部360を有する。このため、オペレータは地絡が発生する状態にあることを明確に知ることができ、確認の上、必要な対応をすることができる。
The present embodiment includes an
[他の実施形態]
本実施形態は、上記の態様には限定されない。
(1)直流送電系統100側の何等かの原因により、電力、電流の変化に制限、つまりリミッタがかかっている場合がある。これは、ケーブルに問題があって流す電流を上げられない場合や、バルブデバイスの冷却に限界があって電力を上げられない場合等がある。このような場合には、例えば、図12に示すように、リミッタ値であるLMaxよりも、送電電力を上げる又は下げることができないため、しきい値Q1よりも電力差Dが小さくなってしまう。
[Other Embodiments]
The present embodiment is not limited to the above aspect.
(1) Due to some cause on the DC
この場合、一つの方策としては、警報指示部360が警報を出力して、リミッタがかかっていることをオペレータに通知することが考えられる。但し、図13に示すように、アンバランス制御を優先させて、リミッタ値LMaxよりも、送電電力を上げて、電力差Dをしきい値Q1まで上げてもよい。ケーブルやバルブデバイスにとって過負荷となるが、上記のように、一時的にアンバランス運転とする場合には、問題とならない。
In this case, as one measure, it is conceivable that the
(2)第1極の送電系統101、第2極の送電系統102のいずれか一方が、電力、電流の上げ下げが十分に行えない場合には、いずれか他方のみを上げ下げすることにより、電力差Dを生じさせてもよい。例えば、図14に示すように、第1極の送電系統101の電力のみを上げて、電力差Dをしきい値Q1としてもよい。
(2) When one of the first pole
(3)第1極の送電系統101、第2極の送電系統102のいずれを正側とするか負側とするかは自由である。
(3) Either the first pole
(4)保護継電装置200、地絡検出装置300、制御装置300A、300B、監視装置400A、400Bは、コンピュータを所定のプログラムで制御することによって実現できる。この場合のプログラムは、コンピュータのハードウェアを物理的に活用することで、上記のような各部の処理を実現するものである。このため、上記の処理を実行する方法、プログラム及びプログラムを記録した記録媒体も、実施形態の一態様である。また、ハードウェアで処理する範囲、プログラムを含むソフトウェアで処理する範囲をどのように設定するかは、特定の態様には限定されない。
(4) The
(5)保護継電装置200、制御装置300A、300B、監視装置400A、400Bの構成の全部又は一部を、共通のコンピュータで実現することもできる。例えば、制御装置300A、300Bを、地絡検出装置300として共通のコンピュータにより実現してもよい。
(5) All or part of the configuration of the
(6)ネットワークNは、情報の送受信が可能な伝送路(伝送回線)を広く含む。伝送路としては、有線若しくは無線のあらゆる伝送媒体を適用可能であり、どのようなLANやWANを経由するかは問わない。通信プロトコルについても、現在又は将来において利用可能なあらゆるものを適用可能である。 (6) The network N includes a wide range of transmission lines (transmission lines) capable of transmitting and receiving information. As the transmission path, any wired or wireless transmission medium can be applied, and it does not matter what LAN or WAN is used. Any communication protocol that can be used at present or in the future can be applied.
(7)以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 (7) Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
11A、11B 交直変換器
12A、12B 交直変換器
21A、21B 変圧器
22A、22B 変圧器
31、32 バイパス経路
33A、33B 断路器
34A、34B 断路器
100 直流送電系統
111A、111B 過電流保護器
112A、112B 過電流保護器
120 電極部
121A 送電側電極部
121B 受電側電極部
122A、122B 電極
123A、123B 断路器
123A、124B 変流器
125 遮断器
126A、126B 遮断器
127A、127B 変流器
128、131、133、134 断路器
135A、135B 変流器
136A、136B 変流器
141A、141B 遮断器
142A、142B 遮断器
200 保護継電装置
300A、300B 制御装置
300 地絡検出装置
310 送受信部
320 双極運転指示部
330 片極運転指示部
340 アンバランス指示部
350 判定部
360 警報指示部
370 停止部
400A、400B 監視装置
N ネットワーク
SA、SB 交流系統
11A, 11B AC /
Claims (5)
前記双極運転において、前記第1極の送電系統の送電電力と前記第2極の送電系統の送電電力とに差を設けて運転させるアンバランス運転を指示するアンバランス指示部と、
前記アンバランス運転中に検出された地絡を判定する判定部と、
を有することを特徴とする地絡検出装置。 A first pole power transmission system having a pair of AC / DC converters and a second pole power transmission system having another pair of AC / DC converters are connected to each other through the ground, to the DC power transmission system. A bipolar operation instructing unit for instructing bipolar operation for operating both the one-pole transmission system and the second-pole transmission system;
In the bipolar operation, an unbalance instruction unit for instructing an unbalance operation in which a transmission power of the first pole transmission system and a transmission power of the second pole transmission system are provided with a difference;
A determination unit for determining a ground fault detected during the unbalanced operation;
A ground fault detection device comprising:
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