JP3533516B2 - Series Compensator and Series Compensation System for Power System - Google Patents

Series Compensator and Series Compensation System for Power System

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JP3533516B2
JP3533516B2 JP15917599A JP15917599A JP3533516B2 JP 3533516 B2 JP3533516 B2 JP 3533516B2 JP 15917599 A JP15917599 A JP 15917599A JP 15917599 A JP15917599 A JP 15917599A JP 3533516 B2 JP3533516 B2 JP 3533516B2
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capacitive
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博雄 小西
勲 香田
重幸 杉本
雄二 山崎
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Hitachi Ltd
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Chubu Electric Power Co Inc
Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、直列補償装置と電
力系統の直列補償システムに係り、特に、交流送電線に
挿入された直列コンデンサと交流リアクトルにより交流
送電線のインピーダンスを補償するに好適な直列補償装
置と電力系統の直列補償システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a series compensator and a series compensation system for a power system, and more particularly, it is suitable for compensating the impedance of an AC transmission line by a series capacitor and an AC reactor inserted in the AC transmission line. The present invention relates to a series compensation device and a series compensation system of a power system.

【0002】[0002]

【従来の技術】交流送電線で構成された交流系統におい
ては、交流送電線の定態安定度と過渡安定度の向上に効
果があるとして、交流送電線に直列に直列コンデンサを
挿入する直列補償システムが採用されている。このシス
テムは、長距離送電線の多い北欧や北米・南米を中心に
適応されている。
2. Description of the Related Art In an AC system composed of an AC power transmission line, it is effective to improve the steady stability and transient stability of the AC power transmission line, and series compensation is performed by inserting a series capacitor in series to the AC power transmission line. The system has been adopted. This system is mainly applied in Northern Europe, North America and South America, where there are many long-distance transmission lines.

【0003】直列補償システムを交流送電線に適用した
場合、補償効果を多きくするために補償量を大きくする
と、送電線や発電機などのL(インダクタンス)と直列
補償装置のC(容量)による電気的な共振周波数が商用
周波数に近づき、発電機の軸ねじれ(SSR)が問題と
なる。この対策として、直列コンデンサの容量をサイリ
スタで変えるサイリスタ制御直列コンデンサ(TCS
C)がアメリカの電力研究所(EPRI)を中心に開発
され、実際の系統での適用が検討されている。
When the series compensation system is applied to an AC transmission line, if the amount of compensation is increased in order to increase the compensation effect, it depends on L (inductance) of the transmission line or generator and C (capacity) of the series compensation device. The electric resonance frequency approaches the commercial frequency, and the shaft twist (SSR) of the generator becomes a problem. As a countermeasure against this, a thyristor-controlled series capacitor (TCS that changes the capacity of the series capacitor with a thyristor) is used.
C) was developed mainly by the US Electric Power Research Institute (EPRI), and its application in an actual system is under consideration.

【0004】一方、わが国では環境問題や送電信頼度の
向上から電力会社間の連係が進められている。しかし、
単に広域連係を行なうと、交流系統の増大に伴って事故
時には短絡容量が増大するという問題点が生じる。そこ
で、広域連係を行なうに際しては、短絡電流が63kA
を越えるとアークの発生によって遮断器では遮断できな
いことを考慮し、交流送電線にリアクトルを入れて限流
することが考えられている。しかし、単に交流送電線に
リアクトルを挿入すると、インピーダンスが増大するた
め、系統の安定度が悪くなる。
On the other hand, in Japan, cooperation among electric power companies is being promoted due to environmental problems and improvement in reliability of power transmission. But,
If the wide area linkage is simply performed, the short-circuit capacity increases in the event of an accident due to the increase in the AC system. Therefore, when performing wide area coordination, the short-circuit current is 63 kA.
In consideration of the fact that if the voltage exceeds the limit, the circuit breaker cannot interrupt the current due to the generation of an arc, and it is considered to put a reactor in the AC transmission line to limit the current. However, if the reactor is simply inserted in the AC transmission line, the impedance increases, and the stability of the system deteriorates.

【0005】この対策として、サイリスタ制御直列コン
デンサを用いた制御法が提案されている。この種の制御
法としては、例えば、特開平9−74682号公報に記
載されているように、交流送電線に直列に直列コンデン
サを挿入するとともに直列コンデンサと並列に交流リア
クトルと一対のサイリスタを接続し、系統の正常時に
は、安定性向上のために、交流リアクトルよりも直列コ
ンデンサに多くの電流を流し容量性インピーダンス領域
で運転して送電線の誘導性インピーダンス分を打ち消
し、系統故障時には、直列コンデンサよりも交流リアク
トルに多くの電流を流し誘導性インピーダンス領域で運
転して故障電流を抑制するようにしたものがある。
As a countermeasure against this, a control method using a thyristor-controlled series capacitor has been proposed. As a control method of this kind, for example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-74682, a series capacitor is inserted in series with an AC transmission line and an AC reactor and a pair of thyristors are connected in parallel with the series capacitor. However, when the system is normal, in order to improve stability, more current is passed through the series capacitor than in the AC reactor to operate in the capacitive impedance region to cancel out the inductive impedance of the transmission line. There is a method in which a large amount of current is supplied to the AC reactor to operate in the inductive impedance region to suppress the fault current.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術で
は、系統の故障時にサイリスタを誘導性インピーダンス
領域で運転する方法を採用しているが、サイリスタを点
弧位相角(制御進み角)90度で点弧し、サイリスタを
全導通するだけであり、系統故障の内容に合わせて、誘
導性インピーダンス領域を有効に利用することについて
は十分配慮されていない。すなわち、サイリスタを誘導
性インピーダンス領域で運転する場合、サイリスタに対
する点弧位相角としては90度よりも小さい範囲の角度
を利用することができる。
However, in the prior art, the method of operating the thyristor in the inductive impedance region at the time of system failure is adopted. However, the thyristor has a firing phase angle (control advance angle) of 90 degrees. It only ignites and fully conducts the thyristor, and does not sufficiently consider the effective use of the inductive impedance region according to the contents of the system failure. That is, when the thyristor is operated in the inductive impedance region, an angle in the range smaller than 90 degrees can be used as the ignition phase angle with respect to the thyristor.

【0007】一方、点弧位相角0度から90度の範囲で
サイリスタを運転した場合、ある点弧位相角を境に一方
の領域では容量性インピーダンス領域となり、他方の領
域では誘導性インピーダンス領域となり、両者の領域の
境となる点弧位相角に対応した制御角でサイリスタを点
弧すると、直列コンデンサと交流リアクトルが商用周波
数と共振する。このため、サイリスタを運転するに際し
ては、系統の状態を考慮して点弧位相角を設定する必要
がある。
On the other hand, when the thyristor is operated in the range of the ignition phase angle of 0 ° to 90 °, one region becomes the capacitive impedance region and the other region becomes the inductive impedance region at a certain ignition phase angle. , When the thyristor is ignited at a control angle corresponding to the ignition phase angle that is the boundary between the two regions, the series capacitor and the AC reactor resonate with the commercial frequency. Therefore, when operating the thyristor, it is necessary to set the ignition phase angle in consideration of the state of the system.

【0008】本発明の目的は、交流系統の状態によらず
常に安定した状態で系統のインピーダンスを補償するこ
とができる直列補償装置と電力系統の直列補償システム
および電力系統の直列補償方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a series compensator, a series compensation system for a power system, and a series compensation method for a power system, which can always compensate the system impedance in a stable state regardless of the state of the AC system. Especially.

【0009】[0009]

【課題を解決るための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、交流送電線に直列に挿入された直列コン
デンサと、この直列コンデンサに並列接続された交流リ
アクトルと、この交流リアクトルに直列接続されて点弧
パルス信号に応答して前記交流リアクトルを流れる電流
の位相を制御するスイッチング素子と、前記交流送電線
の電流を検出する電流検出手段と、前記交流送電線の電
圧を検出する電圧検出手段と、前記電流検出手段の検出
電流と前記電圧検出手段の検出電圧とから前記交流送電
線のインピーダンスを算出するインピーダンス算出手段
と、容量性のインピーダンス指令値と前記インピーダン
ス算出手段の算出値との偏差に応じて前記スイッチング
素子に対する点弧位相角を算出しこの算出結果に従った
制御角の点弧パルス信号を生成して前記スイッチング素
子に出力する容量性点弧パルス信号生成手段と、誘導性
のインピーダンス指令値と前記インピーダンス算出手段
の算出値との偏差に応じて前記スイッチング素子に対す
る点弧位相角を算出しこの算出結果に従った制御角の点
弧パルス信号を生成して前記スイッチング素子に出力す
る誘導性点弧パルス信号生成手段とを備え、前記容量性
点弧パルス信号生成手段と前記誘導性点弧パルス信号生
成手段は、前記コンデンサおよび前記交流リアクトルの
インピーダンスと前記点弧位相角との関係を示すインピ
ーダンス特性の容量性インピーダンス領域と誘導性イン
ピーダンス領域との境界との間にマージンを有するリミ
ット値に従って前記点弧位相角の算出値をそれぞれ制限
してなる直列補償装置を構成したものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a series capacitor inserted in series in an AC transmission line, an AC reactor connected in parallel with the series capacitor, and an AC reactor. A switching element that is connected in series and controls the phase of a current flowing through the AC reactor in response to an ignition pulse signal, a current detection unit that detects a current of the AC transmission line, and a voltage of the AC transmission line. Voltage detecting means, impedance calculating means for calculating the impedance of the AC transmission line from the detected current of the current detecting means and the detected voltage of the voltage detecting means, a capacitive impedance command value and a calculated value of the impedance calculating means. The ignition phase angle for the switching element is calculated according to the deviation from the Signal for generating a signal to output to the switching element, the ignition phase angle for the switching element according to the deviation between the inductive impedance command value and the calculated value of the impedance calculating means. And a capacitive ignition pulse signal generating means for generating an ignition pulse signal having a control angle according to the calculation result and outputting the ignition pulse signal to the switching element. The ignition pulse signal generating means is a limit having a margin between the boundary between the capacitive impedance region and the inductive impedance region of the impedance characteristic showing the relationship between the impedance of the capacitor and the AC reactor and the ignition phase angle. Constituting a series compensator in which the calculated values of the ignition phase angle are limited according to the values A.

【0010】前記直列補償装置を構成するに際しては、
容量性点パルス信号生成手段と誘導製点弧パルス信号生
成手段を、コンデンサと交流リアクトルが交流送電線の
周波数で共振するときの点弧位相角との間にマージンを
有するリミット値に従って前記点弧位相角の算出値をそ
れぞれ制限してなるもので構成することができる。
In constructing the series compensator,
The capacitive ignition pulse signal generating means and the induction ignition pulse signal generating means are ignited according to a limit value having a margin between the capacitor and the ignition phase angle when the AC reactor resonates at the frequency of the AC transmission line. It can be configured by limiting the calculated values of the phase angle.

【0011】前記各直列補償装置を構成するに際して
は、以下の要素を付加することができる。
In constructing each of the series compensators, the following elements can be added.

【0012】(1)前記誘導性点弧パルス信号生成手段
は、前記容量性点弧パルス信号生成手段の生成による点
弧パルス信号よりもパルス幅の広い点弧パルス信号を生
成してなる。
(1) The inductive firing pulse signal generating means generates a firing pulse signal having a wider pulse width than the firing pulse signal generated by the capacitive firing pulse signal generating means.

【0013】(2)容量性のインピーダンス指令値にプ
ラスの符号を付加して前記容量性点弧パルス信号生成手
段に出力し、誘導性のインピーダンス指令値にはマイナ
スの符号を付加して前記誘導性点弧パルス信号生成手段
に出力するインピーダンス指令値出力手段を備え、前記
インピーダンス算出手段は、算出したインピーダンスの
うち容量性のインピーダンスにプラスの符号を付加して
前記容量性点弧パルス信号生成手段に出力し、誘導性の
インピーダンスにはマイナスの符号を付加して前記誘導
性点弧パルス信号生成手段に出力してなる。
(2) A positive sign is added to the capacitive impedance command value to output to the capacitive ignition pulse signal generating means, and a negative sign is added to the inductive impedance command value to cause the induction. Impedance firing command signal output means for outputting to the capacitive ignition pulse signal generation means, wherein the impedance calculation means adds a plus sign to the capacitive impedance of the calculated impedances to generate the capacitive ignition pulse signal generation means. And adds a minus sign to the inductive impedance and outputs it to the inductive ignition pulse signal generating means.

【0014】(3)前記交流送電線の電気信号を取り込
みこの電気信号に同期した第1の同期基準点と第1の同
期基準点とは位相の異なる第2の同期基準点を検出する
同期基準点検出手段を備え、前記容量性点弧パルス信号
生成手段は、前記容量性インピーダンス指令値に応答し
て前記容量性点弧パルス信号の制御角に対する基準点と
して前記第1の同期基準点を選択する容量性基準点選択
手段を有し、前記誘導性点弧パルス信号生成手段は、前
記誘導性インピーダンス指令値に応答して前記誘導性点
弧パルス信号の制御角に対する基準点として前記第2の
同期基準点を選択する誘導性基準点選択手段を有してな
る。
(3) A synchronization reference for taking in an electric signal from the AC transmission line and detecting a first synchronization reference point synchronized with the electric signal and a second synchronization reference point having a phase different from that of the first synchronization reference point. Point detecting means, and the capacitive firing pulse signal generating means selects the first synchronization reference point as a reference point for a control angle of the capacitive firing pulse signal in response to the capacitive impedance command value. The inductive ignition pulse signal generating means is responsive to the inductive impedance command value, and is the second reference point for the control angle of the inductive ignition pulse signal. Inductive reference point selecting means for selecting a synchronization reference point is provided.

【0015】また、本発明は、前記いずれかの直列補償
装置と、交流送電線の直列コンデンサと直列に挿入され
た限流リアクトルとを備えてなる電力系統の直列補償シ
ステムを構成したものである。
Further, the present invention constitutes a series compensation system for a power system, comprising any one of the series compensation devices described above and a current limiting reactor inserted in series with a series capacitor of an AC transmission line. .

【0016】さらに、本発明は、交流送電線と直列に直
列コンデンサと限流リアクトルをそれぞれ挿入し、前記
直列コンデンサと並列に交流リアクトルを接続し、点弧
パルス信号に応答して前記交流リアクトルを流れる電流
の位相を制御するスイッチング素子を前記直列コンデン
サと前記交流リアクトルとの間に挿入してなるものにお
いて、前記交流送電線の正常時に容量性のインピーダン
ス指令値を生成するとともに、前記交流送電線の電気信
号を検出して前記交流送電線のインピーダンスを算出
し、前記容量性のインピーダンス指令値と前記インピー
ダンス算出値との偏差に応じて前記スイッチング素子に
対する点弧位相角を算出するとともに、前記コンデンサ
と前記交流リアクトルとが前記交流送電線の周波数で共
振するときの点弧位相角との間にマージンを有するリミ
ット値を最大値として前記点弧位相角の算出値を制限
し、前記リミット値以下に制限された点弧位相角の算出
結果に従った制御角の点弧パルス信号を生成して前記ス
イッチング素子に出力し、前記交流送電線の異常時には
誘導性のインピーダンス指令値を生成するとともに、前
記交流送電線の電気信号を検出して前記交流送電線のイ
ンピーダンスを算出し、前記誘導性のインピーダンス指
令値と前記インピーダンス算出値との偏差に応じて前記
スイッチング素子に対する点弧位相角を算出するととも
に、前記コンデンサと前記交流リアクトルとが前記交流
送電線の周波数で共振するときの点弧位相角との間にマ
ージンを有するリミット値を最小値として前記点弧位相
角の算出値を制限し、前記リミット値以上に制限された
点弧位相角の算出結果に従った制御角の点弧パルス信号
を生成して前記スイッチング素子に出力することを特徴
とする電力系統の直列補償方法を採用したものである。
Further, according to the present invention, a series capacitor and a current limiting reactor are respectively inserted in series with an AC transmission line, an AC reactor is connected in parallel with the series capacitor, and the AC reactor is connected in response to an ignition pulse signal. A switching element that controls the phase of a flowing current is inserted between the series capacitor and the AC reactor, wherein a capacitive impedance command value is generated during normal operation of the AC transmission line, and the AC transmission line. The impedance of the AC transmission line is calculated by detecting the electric signal of the capacitor, and the firing phase angle for the switching element is calculated according to the deviation between the capacitive impedance command value and the calculated impedance value, and the capacitor And the ignition position when the AC reactor resonates at the frequency of the AC transmission line An ignition pulse of a control angle according to the calculation result of the ignition phase angle limited to the limit value or less by limiting the calculated value of the ignition phase angle with a limit value having a margin between the angle and the maximum value. A signal is generated and output to the switching element, an inductive impedance command value is generated when the AC power transmission line is abnormal, and an electrical signal of the AC power transmission line is detected to calculate the impedance of the AC power transmission line. When the ignition phase angle with respect to the switching element is calculated according to the deviation between the inductive impedance command value and the calculated impedance value, and the capacitor and the AC reactor resonate at the frequency of the AC transmission line. The calculated value of the ignition phase angle is limited to a limit value having a margin between the ignition phase angle and Is obtained by employing the series compensation method for a power system, characterized in that to produce a firing pulse signal points of the control angle in accordance with the calculation result of limited ignition phase angle is output to the switching element.

【0017】前記した手段によれば、点弧パルス信号を
生成するための点弧位相角を算出するに際して、コンデ
ンサおよび交流リアクトルのインピーダンスと点弧位相
角との関係を示すインピーダンス特性の容量性インピー
ダンス領域と誘導性インピーダンス領域との境界との間
にマージンを有するリミット値に従って点弧位相角の算
出値を制限したり、コンデンサと交流リアクトルとが交
流送電線の周波数で共振するときの点弧位相角との間に
マージンを有するリミット値に従って点弧位相角の算出
値を制限するようにしたため、スイッチング素子を容量
性インピーダンス領域あるいは誘導性インピーダンス領
域で運転するときに、系統の状態によらず点弧位相角が
一定の範囲に制限することができ、スイッチング素子を
常に安定に動作させることが可能になるとともに、系統
の状態に合わせて系統のインピーダンスを補償すること
が可能になる。
According to the above-mentioned means, when calculating the ignition phase angle for generating the ignition pulse signal, the capacitive impedance of the impedance characteristic showing the relationship between the impedance of the capacitor and the AC reactor and the ignition phase angle. Limit the calculated value of the ignition phase angle according to the limit value that has a margin between the region and the boundary of the inductive impedance region, or the ignition phase when the capacitor and the AC reactor resonate at the frequency of the AC transmission line. Since the calculated value of the ignition phase angle is limited according to the limit value that has a margin with the angle, when operating the switching element in the capacitive impedance region or the inductive impedance region, the The arc phase angle can be limited to a certain range to keep the switching element operating stably. Rukoto together is possible, it is possible to compensate for the impedance of the system in accordance with the state of the system.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態を示す
直列補償装置の全体構成図である。図1において、交流
系統(電力系統)の交流送電線100には直列コンデン
サCが直列に挿入されており、この直列コンデンサCと
並列に、交流リアクトルLがサイリスタ10、12を介
して接続されている。サイリスタ10、12は互いに逆
並列接続されて交流リアクトルLと直列コンデンサCに
それぞれ接続されている。各サイリスタ10、12は制
御装置14からの点弧パルス信号に応答して交流リアク
トルLを流れる電流の位相を制御するスイッチング素子
として構成されている。また、交流送電線100には、
交流送電線100の電流を検出する電流検出手段として
の交流電流変成器16が設けられているとともに、交流
送電線100の電圧を検出する電圧検出手段としての交
流電圧変成器18が交流送電線100に接続されてい
る。そして交流電流変成器16の検出電流と交流電圧変
成器18の検出電圧はそれぞれ制御装置14に入力され
ている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a series compensation device showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a series capacitor C is inserted in series in an AC transmission line 100 of an AC system (electric power system), and an AC reactor L is connected in parallel with the series capacitor C via thyristors 10 and 12. There is. The thyristors 10 and 12 are connected in antiparallel with each other and are connected to the AC reactor L and the series capacitor C, respectively. Each of the thyristors 10 and 12 is configured as a switching element that controls the phase of the current flowing through the AC reactor L in response to the firing pulse signal from the control device 14. In addition, in the AC power transmission line 100,
An AC current transformer 16 serving as a current detection unit that detects a current of the AC power transmission line 100 is provided, and an AC voltage transformer 18 serving as a voltage detection unit that detects a voltage of the AC power transmission line 100 is provided. It is connected to the. The detected current of the AC current transformer 16 and the detected voltage of the AC voltage transformer 18 are input to the control device 14, respectively.

【0019】制御装置14は、交流送電線100の実際
のインピーダンスを検出するために、図2に示すよう
に、インピーダンス検出回路20等を備えて構成されて
いる。このインピーダンス検出回路20は、インピーダ
ンス算出手段として、交流電流変成器16からの電流I
ac、交流電圧変成器18からの電圧Vacとを取り込
み、入力した電流と電圧から交流送電線100のインピ
ーダンスZfを算出するとともに、算出したインピーダ
ンスのうち容量性のインピーダンスにはプラスの符号を
付加し、誘導性のインピーダンスにはマイナスの符号を
付加して出力するように構成されている。
The control device 14 is provided with an impedance detection circuit 20, etc., as shown in FIG. 2, in order to detect the actual impedance of the AC power transmission line 100. The impedance detection circuit 20 serves as an impedance calculation means, and outputs a current I from the AC current transformer 16.
ac and the voltage Vac from the AC voltage transformer 18 are taken in, the impedance Zf of the AC transmission line 100 is calculated from the input current and voltage, and a positive sign is added to the capacitive impedance of the calculated impedance. The negative impedance is added to the inductive impedance for output.

【0020】また制御装置14は、インピーダンス検出
回路20の検出によるインピーダンスとインピーダンス
指令値Zpに基づいて各サイリスタ10、12の点弧パ
ルス信号を生成するために、図3に示すように、インピ
ーダンス指令値切替回路22、容量性インピーダンス制
御回路24、誘導性インピーダンス制御回路26、出力
切替回路28、β/α変換回路30、位相制御回路32
を備えて構成されている。
Further, the control unit 14 generates an ignition pulse signal for each of the thyristors 10 and 12 based on the impedance detected by the impedance detection circuit 20 and the impedance command value Zp, as shown in FIG. Value switching circuit 22, capacitive impedance control circuit 24, inductive impedance control circuit 26, output switching circuit 28, β / α conversion circuit 30, phase control circuit 32.
It is configured with.

【0021】インピーダンス指令値切替回路22は、イ
ンピーダンス指令値出力手段として、インピーダンス指
令値Zpと指令値Zswとを受け、容量性のインピーダ
ンス指令値として、プラスの符号が付加されたインピー
ダンス指令値を出力し、誘導性のインピーダンス指令値
として、マイナスの符号が付加されたインピーダンス指
令値を出力するようになっている。すなわち、インピー
ダンス指令値Zpに対して、容量性のインピーダンス指
令値を出力するときには、プラスの符号が付加された指
令値Zswにしたがってインピーダンス指令値Zpにプ
ラスの符号を付加して容量性インピーダンス制御回路2
4に出力し、誘導性のインピーダンス指令値を出力する
ときには、インピーダンス指令値Zpに対して、マイナ
スの符号が付加された指令値Zswに従ってインピーダ
ンス指令値Zpにマイナスの符号を付加して誘導性イン
ピーダンス制御回路26に出力するようになっている。
The impedance command value switching circuit 22 receives the impedance command value Zp and the command value Zsw as the impedance command value output means, and outputs the impedance command value to which the plus sign is added as the capacitive impedance command value. However, as the inductive impedance command value, the impedance command value to which a minus sign is added is output. That is, when a capacitive impedance command value is output with respect to the impedance command value Zp, a plus sign is added to the impedance command value Zp according to the command value Zsw to which a plus sign is added, and the capacitive impedance control circuit is added. Two
4 to output the inductive impedance command value, a negative sign is added to the impedance command value Zp according to the command value Zsw to which the negative sign is added to the impedance command value Zp. It is adapted to output to the control circuit 26.

【0022】容量性インピーダンス制御回路24は、出
力切替回路28、β/α変換回路30、位相制御回路3
2とともに容量性点弧パルス信号生成手段として構成さ
れており、具体的には、図4に示すように、加算器3
4、容量性インピーダンス制御演算回路36、Zc/β
変換回路38を備えて構成されている。加算器34に
は、インピーダンス指令値切替回路22から、プラスの
符号が付加された容量性インピーダンス指令値Zcpが
入力されているとともに、インピーダンス検出回路20
から、算出されたインピーダンスZcfが入力されてい
る。このインピーダンスZcfには、容量性のインピー
ダンスのときにはプラスの符号が、誘導性のインピーダ
ンスのときにはマイナスの符号が付加されている。加算
器34は容量性インピーダンス指令値Zcpと算出され
たインピーダンスZcfとの偏差に応じた信号を容量性
インピーダンス制御演算回路36に出力するようになっ
ている。この制御演算回路36は、加算器34からの信
号、すなわち容量性インピーダンス指令値Zcpと算出
されたインピーダンスZcfとの偏差を0にするための
比例積分演算を行なってインピーダンスZcを算出し、
この算出結果をZc/β変換回路38に出力するように
なっている。Zc/β変換回路38は制御演算回路36
の演算により得られたインピーダンスZcを点弧位相角
βに変換して出力するようになっている。この場合、本
実施形態では、Zc/β変換回路38は、位相点弧角β
を生成する際して、点弧位相角βを一定の範囲内に制限
するリミッタとしての機能を備えて構成されている。
The capacitive impedance control circuit 24 includes an output switching circuit 28, a β / α conversion circuit 30, and a phase control circuit 3.
2 is configured as a capacitive ignition pulse signal generating means, and specifically, as shown in FIG.
4, capacitive impedance control arithmetic circuit 36, Zc / β
The conversion circuit 38 is provided. The adder 34 receives the capacitive impedance command value Zcp to which a plus sign is added from the impedance command value switching circuit 22, and the impedance detection circuit 20.
From, the calculated impedance Zcf is input. A positive sign is added to the impedance Zcf for the capacitive impedance, and a negative sign is added for the inductive impedance. The adder 34 outputs a signal corresponding to the deviation between the capacitive impedance command value Zcp and the calculated impedance Zcf to the capacitive impedance control arithmetic circuit 36. The control calculation circuit 36 calculates the impedance Zc by performing a proportional integration calculation for making the deviation between the signal from the adder 34, that is, the capacitive impedance command value Zcp and the calculated impedance Zcf zero.
The calculation result is output to the Zc / β conversion circuit 38. The Zc / β conversion circuit 38 is the control arithmetic circuit 36.
The impedance Zc obtained by the above calculation is converted into the ignition phase angle β and output. In this case, in the present embodiment, the Zc / β conversion circuit 38 uses the phase firing angle β
Is generated, the function is provided as a limiter for limiting the ignition phase angle β within a certain range.

【0023】具体的には、図5に示すように、サイリス
タ10、12に対する点弧位相角(制御進み角)βとし
ては0〜90度の範囲で設定可能であるが、β=0度
(制御角=180度)のときにはサイリスタ10、12
は非導通状態で交流リアクトルLには電流が流れないの
で、インピーダンスは直列コンデンサCのインピーダン
スと同じ、Zc0=1/ωC(ω=2πf、f:商用周
波数)となる。一方、点弧位相角βの値を大きくしてい
くと、サイリスタ10、12に流れる電流が増加すると
ともに、交流リアクトルLに流れる電流が大きくなる。
そして点弧位相角βがβlimになると、容量性インピ
ーダンスは無限大となる。ただし点弧位相角βをβli
mにすると、直列コンデンサCと交流リアクトルLが商
用周波数で共振することになる。さらに点弧位相角βの
値をβlimより大きくすると、交流リアクトルLに流
れる電流が直列コンデンサに流れる電流よりも大きくな
り、インピーダンスは誘導性のインピーダンスZlとな
る。
Specifically, as shown in FIG. 5, the firing phase angle (control advance angle) β with respect to the thyristors 10 and 12 can be set in the range of 0 to 90 degrees, but β = 0 degrees ( When the control angle is 180 degrees), the thyristors 10 and 12
In the non-conducting state, no current flows in the AC reactor L, so that the impedance is Zc0 = 1 / ωC (ω = 2πf, f: commercial frequency), which is the same as the impedance of the series capacitor C. On the other hand, as the value of the ignition phase angle β increases, the current flowing through the thyristors 10 and 12 increases and the current flowing through the AC reactor L also increases.
When the firing phase angle β becomes βlim, the capacitive impedance becomes infinite. Where the firing phase angle β is βli
When it is set to m, the series capacitor C and the AC reactor L resonate at the commercial frequency. Further, if the value of the ignition phase angle β is made larger than βlim, the current flowing through the AC reactor L becomes larger than the current flowing through the series capacitor, and the impedance becomes the inductive impedance Zl.

【0024】そこで、容量性インピーダンスでサイリス
タ10、12を運転するに際しては、点弧位相角βとイ
ンピーダンスとの関係を示すインピーダンス特性のうち
容量性インピーダンス領域と誘導性インピーダンス領域
との境界を示す点弧位相角βlimとの間にマージンを
有するリミット値(βlim−Δβc)を最大値とし
て、点弧位相角βの値を制限することとしている。すな
わち容量性インピーダンス領域でサイリスタ10、12
を運転するときには、点弧位相角βの値を0から(βl
im−Δβc)の範囲で設定することとしている。な
お、Δβcは、例えば10度に設定されている。
Therefore, when operating the thyristors 10 and 12 with the capacitive impedance, a point showing the boundary between the capacitive impedance region and the inductive impedance region in the impedance characteristic showing the relationship between the ignition phase angle β and the impedance. The limit value (βlim-Δβc) having a margin with respect to the arc phase angle βlim is set as the maximum value to limit the value of the ignition phase angle β. That is, in the capacitive impedance region, the thyristors 10 and 12
Value of the ignition phase angle β from 0 to (βl
It is set within the range of im-Δβc). Note that Δβc is set to 10 degrees, for example.

【0025】一方、誘導性インピーダンス制御回路26
は、出力切替回路28、β/α変換回路30、位相制御
回路32とともに誘導性点弧パルス信号生成手段として
構成されており、具体的には、図6に示すように、加算
器40、誘導性インピーダンス制御演算回路42、Zl
/β変換回路44を備えて構成されている。
On the other hand, the inductive impedance control circuit 26
Is configured as an inductive ignition pulse signal generation means together with the output switching circuit 28, the β / α conversion circuit 30, and the phase control circuit 32. Specifically, as shown in FIG. Impedance control arithmetic circuit 42, Zl
The / β conversion circuit 44 is provided.

【0026】加算器40には、インピーダンス指令値切
替回路22から誘導性のインピーダンス指令値(−Zl
p)が入力されているとともに、インピーダンス検出回
路20からマイナスの符号が付加されたインピーダンス
Zlfが入力されている。加算器40は誘導性のインピ
ーダンス指令値(−Zlp)と検出されたインピーダン
スZlfとの偏差に応じた信号を誘導性インピーダンス
制御演算回路42に出力するようになっている。制御演
算回路42は、加算器40からの信号、すなわち、誘導
性のインピーダンス指令値(−Zlp)と検出されたイ
ンピーダンスZlfとの偏差を0にするための比例積分
演算を行なって誘導性インピーダンスZlを算出し、算
出値をzl/β変換回路44に出力するようになってい
る。Zl/β変換回路44は、入力された誘導性インピ
ーダンスZlを点弧位相角βに変換して出力するととも
に、誘導性インピーダンスZlを点弧位相角βに変換す
るに際して、本実施形態では、点弧位相角βの値をある
一定の範囲に制限するリミッタとしての機能を備えて構
成されている。
The adder 40 receives an inductive impedance command value (-Zl from the impedance command value switching circuit 22).
p) is input, and the impedance Zlf to which a negative sign is added is also input from the impedance detection circuit 20. The adder 40 outputs a signal according to the deviation between the inductive impedance command value (-Zlp) and the detected impedance Zlf to the inductive impedance control arithmetic circuit 42. The control calculation circuit 42 performs a proportional integration calculation to make the deviation between the signal from the adder 40, that is, the inductive impedance command value (-Zlp) and the detected impedance Zlf zero, and performs the inductive impedance Zl. Is calculated and the calculated value is output to the zl / β conversion circuit 44. The Zl / β conversion circuit 44 converts the input inductive impedance Zl into the ignition phase angle β and outputs the same, and also converts the inductive impedance Zl into the ignition phase angle β in the present embodiment. It has a function as a limiter for limiting the value of the arc phase angle β to a certain fixed range.

【0027】具体的には、図5に示すように、点弧位相
角βの値をβlimと90度の間に設定すると、サイリ
スタ10、12を誘導性インピーダンス領域で運転する
ことができ、β=90度でサイリスタ10、12を運転
すると、各サイリスタ10、12は全導通状態となり、
インピーダンスは交流リアクトルLと直列コンデンサC
の並列インピーダンス値となる。すなわち誘導性のイン
ピーダンスZl0となる。
Specifically, as shown in FIG. 5, when the value of the ignition phase angle β is set between β lim and 90 degrees, the thyristors 10 and 12 can be operated in the inductive impedance region, and β When the thyristors 10 and 12 are operated at = 90 degrees, the thyristors 10 and 12 are in full conduction,
Impedance is AC reactor L and series capacitor C
Is the parallel impedance value of. That is, the impedance Z10 is inductive.

【0028】しかし、点弧位相角βの値をβlimに設
定すると直列コンデンサCと交流リアクトルLとが商用
周波数で共振することになる。そこで、本実施形態で
は、容量性インピーダンス領域と誘導性インピーダンス
領域の境界を示す点弧位相角βlimとの間にマージン
を有するリミット値である点弧位相角(βlim+Δβ
l)を最小値として、点弧位相角βを(βlim+Δβ
l)から90度の範囲に制限することとしている。なお
Δβlは、例えば、10度に設定されている。
However, when the value of the ignition phase angle β is set to βlim, the series capacitor C and the AC reactor L resonate at the commercial frequency. Therefore, in the present embodiment, the firing phase angle (βlim + Δβ) that is a limit value having a margin between the firing phase angle βlim that indicates the boundary between the capacitive impedance region and the inductive impedance region.
l) as the minimum value, the ignition phase angle β is (βlim + Δβ
l) to 90 degrees. Note that Δβl is set to 10 degrees, for example.

【0029】また、点弧位相角βに対するインピーダン
スは、文献“「サイリスタ制御直列コンデンサの制御方
式の検討及び縮小モデルの開発」 電気学会論文誌B、
Vol.117、No.7"に記載されているように、
送電線の基本波電圧と基本波電流の値から次式で求めら
れる。
Further, the impedance with respect to the ignition phase angle β is described in the literature "" Study on control method of thyristor controlled series capacitor and development of reduced model ", IEEJ Transactions B,
Vol. 117, No. 7 ",
It can be calculated by the following formula from the values of the fundamental wave voltage and the fundamental wave current of the transmission line.

【0030】Xtcsc=πωL/(πω2LC−2β
+sin2β) 図3に示す容量性インピーダンス制御回路24、誘導性
インピーダンス制御回路26で求められた点弧位相角β
に関する信号はそれぞれ出力回路28に入力される。こ
の出力切替回路28では、指令値Zswにしたがってい
ずれか一方の点弧位相角βを選択してβ/α変換回路3
0に出力するようになっている。すなわち、出力切替回
路28は容量性のインピーダンスが指令されたときには
容量性インピーダンス制御回路24からの点弧位相角β
を選択し、誘導性インピーダンスが指令されたときには
誘導性インピーダンス制御回路26からの点弧位相角β
を選択するようになっている。
Xtcsc = πωL / (πω2LC-2β
+ Sin2β) Firing phase angle β obtained by the capacitive impedance control circuit 24 and the inductive impedance control circuit 26 shown in FIG.
The signals relating to each are input to the output circuit 28. In the output switching circuit 28, one of the firing phase angles β is selected according to the command value Zsw, and the β / α conversion circuit 3 is selected.
It is designed to output to 0. That is, the output switching circuit 28 outputs the firing phase angle β from the capacitive impedance control circuit 24 when the capacitive impedance is commanded.
Is selected and when the inductive impedance is commanded, the firing phase angle β from the inductive impedance control circuit 26
Is to be selected.

【0031】β/α変換回路30は、入力された点弧位
相角βを制御角(制御遅れ角)αに変換するための処理
を行なうように構成されている。すなわち、点弧位相角
βの0度は制御角αの180度に相当し、サイリスタ1
0、12を実際に点弧するに際しては、制御角α=0度
を同期基準点として点弧タイミングを設定する必要があ
るので、点弧位相角βを制御角αに変換するための処理
を行なう。この場合、点弧位相角βと制御角αとの間に
は180度の差があるため、制御角α=π−βの演算を
行なって制御角αを算出し、算出した制御角αに関する
信号を位相制御回路32に出力する。
The β / α conversion circuit 30 is configured to convert the input ignition phase angle β into a control angle (control delay angle) α. That is, 0 degree of the ignition phase angle β corresponds to 180 degree of the control angle α, and the thyristor 1
When actually firing 0 and 12, it is necessary to set the firing timing with the control angle α = 0 degree as the synchronization reference point. Therefore, a process for converting the firing phase angle β into the control angle α is required. To do. In this case, since there is a difference of 180 degrees between the firing phase angle β and the control angle α, the control angle α is calculated by calculating the control angle α = π−β, and the calculated control angle α is The signal is output to the phase control circuit 32.

【0032】位相制御回路32は、制御角αにしたがっ
て容量性点弧パルス信号または誘導性点弧パルス信号を
生成して出力するようになっている。この場合、図7に
示すように、第1の同期基準点t1を基準としたタイミ
ングで制御角αcの容量性点弧パルス信号を出力し、第
2の同期基準点t2を基準として制御角αlの誘導性パ
ルス信号を出力することとしている。このため、位相制
御回路32は、交流送電線100から電気信号として電
流信号を取り込み、この電流信号を積分して電圧信号を
求め、この電圧信号のうち0クロス点を第1の同期基準
点t1として検出し、第1の同期基準点t1とは180
度位相の異なる点を第2の同期基準点t2として検出す
る同期基準点検出手段としての同期基準点検出回路を内
蔵している。
The phase control circuit 32 is adapted to generate and output a capacitive firing pulse signal or an inductive firing pulse signal according to the control angle α. In this case, as shown in FIG. 7, the capacitive ignition pulse signal of the control angle αc is output at the timing with the first synchronization reference point t1 as a reference, and the control angle αl with the second synchronization reference point t2 as a reference. The inductive pulse signal of is to be output. Therefore, the phase control circuit 32 takes in a current signal as an electric signal from the AC power transmission line 100, obtains a voltage signal by integrating this current signal, and determines the 0 cross point of this voltage signal as the first synchronization reference point t1. And the first synchronization reference point t1 is 180
A built-in synchronization reference point detection circuit is provided as a synchronization reference point detection means for detecting points having different phase as the second synchronization reference point t2.

【0033】さらに、位相制御回路32は、指令値Zs
wに応答して、指令値Zswがプラスのときには容量性
点弧パルス信号の制御角αcに対する基準点として第1
の基準点t1を選択する容量性基準点選択手段としての
選択回路を内蔵しているとともに、指令値Zswがマイ
ナスのときには誘導性点弧パルス信号の制御角αlに対
する基準点として第2の同期基準点t2を選択する誘導
性基準点選択手段としての選択回路を内蔵している。
Further, the phase control circuit 32 uses the command value Zs.
In response to w, when the command value Zsw is positive, the first point is set as the reference point for the control angle αc of the capacitive ignition pulse signal.
Of the second synchronization reference as a reference point for the control angle αl of the inductive firing pulse signal when the command value Zsw is negative. It incorporates a selection circuit as inductive reference point selection means for selecting the point t2.

【0034】すなわち、図7(a)に示すように、送電
線100を流れる電流iに対して、サイリスタ10、1
2が容量性インピーダンス領域で運転されたときには直
列コンデンサCの両端の電圧は電流iよりも90度遅
れ、サイリスタ10、12が誘導性インピーダンス領域
で運転されたときには直列コンデンサCの両端の電圧は
電流iよりも90度進む。すなわち容量性インピーダン
ス領域におけるコンデンサCの両端の電圧Vcと誘導性
インピーダンス領域における直列コンデンサCの両端の
電圧Vlとは位相が180度異なる。
That is, as shown in FIG. 7A, the thyristors 10 and 1 are connected to the current i flowing through the power transmission line 100.
When 2 is operated in the capacitive impedance region, the voltage across series capacitor C lags current i by 90 degrees, and when thyristors 10 and 12 are operated in the inductive impedance region, the voltage across series capacitor C is current. 90 degrees ahead of i. That is, the voltage Vc across the capacitor C in the capacitive impedance region and the voltage Vl across the series capacitor C in the inductive impedance region are 180 degrees out of phase.

【0035】そこで、本実施形態においては、指令値Z
swに応じて同期基準点を180度切り替ることとして
いる。具体的には、容量性インピーダンス領域で運転す
るときには同期基準点t1を基準として制御角αcを設
定し、誘導性インピーダンス領域で運転するときには第
2の基準点t2を基準として制御角αlを設定すること
としている。そしてサイリスタ10、12を容量性イン
ピーダンス領域で運転するときには、サイリスタ10に
対しては第1の同期基準点t1を基準とした制御角αc
のタイミングで容量性点弧パルス信号を与え、サイリス
タ12に対しては第2の同期基準点t2を基準とした制
御角αcを与えることになる。
Therefore, in this embodiment, the command value Z
The synchronization reference point is switched by 180 degrees according to sw. Specifically, when operating in the capacitive impedance region, the control angle αc is set with reference to the synchronization reference point t1, and when operating in the inductive impedance region, the control angle αl is set with reference to the second reference point t2. I have decided. When operating the thyristors 10 and 12 in the capacitive impedance region, the control angle αc with respect to the first synchronization reference point t1 is set to the thyristor 10 as a reference.
The capacitive ignition pulse signal is given at the timing of, and the control angle αc with respect to the second synchronization reference point t2 is given to the thyristor 12.

【0036】一方、サイリスタ10、12を誘導性イン
ピーダンス領域で運転するときには、サイリスタ10に
対しては、第2の同期基準点t2を基準とした設定され
た制御角αlのタイミングで誘導性点弧パルス信号を与
え、サイリスタ12に対しては第2の同期基準点t2よ
り180度位相の遅れた第1の同期基準点t1を基準と
して設定された制御角αlのタイミングで誘導性点弧パ
ルス信号を与えることになる。
On the other hand, when the thyristors 10 and 12 are operated in the inductive impedance region, the thyristor 10 is inductively fired at the timing of the set control angle αl based on the second synchronization reference point t2. A pulse signal is given to the thyristor 12 at the timing of the control angle α1 set with reference to the first synchronization reference point t1 which is 180 degrees out of phase with the second synchronization reference point t2. Will be given.

【0037】さらに、サイリスタ10、12に点弧パル
ス信号を与えるに際しては、容量性点弧パルス信号とし
て、例えば、サイリスタ10、12を点弧させるに十分
なパルス幅として、50μs程度の時間幅を有する狭幅
パルス信号を与え、誘導性点弧パルス信号をサイリスタ
10、12に与えるときには、点弧タイミングから指令
値Zswが切り替わるタイミングまでサイリスタ10、
12を導通させ続けるための広幅パルス信号を出力する
ことにしている。すなわち、誘導性インピーダンス領域
でサイリスタ10、12を点弧させる場合、点弧パルス
信号のパルス幅が狭いと、サイリスタ10、12が導通
したあと非導通状態になることがあり、サイリスタ1
0、12に流れる電流が断続し、サイリスタ10、12
がオフになって誘導性のインピーダンスを示さなくなる
恐れがある。このため、本実施形態においては、誘導性
インピーダンス領域でサイリスタ10、12を運転する
ときには、サイリスタ10、12が導通すべき期間全て
サイリスタ10、12に誘導性点弧パルス信号を与え続
け、サイリスタ10、12を導通期間全て点弧させるこ
とで、誘導性インピーダンス領域でも安定に動作させる
ことができる。
Further, when applying the ignition pulse signal to the thyristors 10 and 12, a time width of about 50 μs is set as a capacitive ignition pulse signal, for example, a pulse width sufficient to ignite the thyristors 10 and 12. When the narrow pulse signal is provided and the inductive ignition pulse signal is applied to the thyristors 10 and 12, from the ignition timing to the timing when the command value Zsw is switched, the thyristor 10,
A wide pulse signal for keeping 12 conductive is decided to be output. That is, when the thyristors 10 and 12 are ignited in the inductive impedance region, if the pulse width of the firing pulse signal is narrow, the thyristors 10 and 12 may become non-conducting after conducting.
The current flowing through 0 and 12 is intermittent, and the thyristors 10 and 12
May turn off and show no inductive impedance. Therefore, in the present embodiment, when the thyristors 10 and 12 are operated in the inductive impedance region, the inductive ignition pulse signal is continuously supplied to the thyristors 10 and 12 for the entire period in which the thyristors 10 and 12 should be in conduction, and the thyristor 10 is thereby supplied. , 12 can be stably operated even in the inductive impedance region by igniting all of the conductive periods.

【0038】上記構成において、交流送電線の正常時、
すなわち交流送電線100が正常状態にあるときには、
容量性のインピーダンス指令値が生成され、このインピ
ーダンス指令値とインピーダンス検出回路20によって
検出された系統のインピーダンスとが比較され、両者の
偏差に応じた点弧位相角βが算出される。このとき、点
弧位相角βを0からリミット値(βlim−Δβc)の
範囲に制限する。この後、このリミット値以下に制限さ
れた点弧位相角βにしたがった制御角αを求めるととも
に、制御角αの点弧パルス信号を生成してサイリスタ1
0、12を順次点弧する制御が行なわれる。これにより
送電線100のインピーダンスは容量性インピーダンス
を示すことになる。
In the above structure, when the AC transmission line is normal,
That is, when the AC power transmission line 100 is in a normal state,
A capacitive impedance command value is generated, the impedance command value is compared with the impedance of the system detected by the impedance detection circuit 20, and the firing phase angle β according to the deviation between the two is calculated. At this time, the ignition phase angle β is limited to the range of 0 to the limit value (βlim-Δβc). Thereafter, the control angle α according to the firing phase angle β limited to this limit value or less is obtained, and the firing pulse signal of the control angle α is generated to generate the control pulse α.
The control of sequentially firing 0 and 12 is performed. This causes the impedance of the power transmission line 100 to show a capacitive impedance.

【0039】一方、系統の異常時、例えば、送電線10
0で短絡事故などが生じたときには、短絡電流の検出に
伴って誘導性のインピーダンス指令値が生成され、誘導
性のインピーダンス指令値とインピーダンス検出回路2
0の検出による系統のインピーダンスとが比較され、両
者の偏差に応じて点弧位相角βが算出されるとともに、
この点弧位相角βがリミット値(βlim+Δβl)か
ら90度の範囲に制限される。そして、リミット値以上
に制限された点弧制御角βにしたがった制御角αlの点
弧パルス信号が生成され、この誘導性点弧パルス信号に
したがってサイリスタ10、12が順次点弧され、送電
線100のインピーダンスが誘導性インピーダンスを示
すことになる。これにより送電線100の電流が誘導性
インピーダンスによって制限され、短絡電流を限流する
ことが可能になる。
On the other hand, when the system is abnormal, for example, the transmission line 10
When a short circuit accident or the like occurs at 0, an inductive impedance command value is generated along with the detection of the short circuit current, and the inductive impedance command value and the impedance detection circuit 2
The impedance of the system by the detection of 0 is compared, and the firing phase angle β is calculated according to the deviation between the two, and
The ignition phase angle β is limited to the range of 90 degrees from the limit value (βlim + Δβl). Then, a firing pulse signal having a control angle α1 according to a firing control angle β limited to a limit value or more is generated, and the thyristors 10 and 12 are sequentially fired according to the inductive firing pulse signal, and the transmission line An impedance of 100 will exhibit inductive impedance. Thereby, the current of the power transmission line 100 is limited by the inductive impedance, and the short-circuit current can be limited.

【0040】次に、前記実施形態における直流補償装置
を電力系統に適用したときのシステム構成を図8にした
がって説明する。
Next, the system configuration when the DC compensator according to the above embodiment is applied to a power system will be described with reference to FIG.

【0041】本実施形態における電力系統の直流補償シ
ステムは、一方の交流系統46と他方の交流系統48と
を結ぶ交流送電線100に直流補償装置が設けられてい
るとともに、交流送電線100の線路中に直列コンデン
サCと直列に限流リアクトルとして、短絡電流抑制用リ
アクトル50が挿入されて構成されている。
In the DC compensation system for the electric power system according to the present embodiment, a DC compensation device is provided on an AC transmission line 100 connecting one AC system 46 and the other AC system 48, and a line of the AC transmission line 100. A short-circuit current suppressing reactor 50 is inserted as a current limiting reactor in series with the series capacitor C.

【0042】本実施形態においては、系統の正常時に
は、サイリスタ10、12を容量性インピーダンス領域
で運転する制御が行なわれ、系統の異常時、例えば、短
絡故障時には、サイリスタ10、12を誘導性インピー
ダンス領域で運転するための制御が行なわれる。この場
合リアクトル50および交流リアクトルLによって短絡
電流を限流することができ、短絡電流が限流された段階
で遮断器によって短絡電流を遮断することができる。こ
のあと系統が正常状態に戻ったときには、再びサイリス
タ10、12を容量性インピーダンス領域で運転するこ
とで、系統を安定した状態で運転することができる。
In this embodiment, when the system is normal, the thyristors 10 and 12 are controlled to operate in the capacitive impedance region, and when the system is abnormal, for example, when a short circuit occurs, the thyristors 10 and 12 are inductive impedance. Control for operating in the area is performed. In this case, the short-circuit current can be limited by the reactor 50 and the AC reactor L, and the short-circuit current can be interrupted by the circuit breaker when the short-circuit current is limited. After that, when the system returns to the normal state, the system can be operated in a stable state by operating the thyristors 10 and 12 again in the capacitive impedance region.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
点弧パルス信号を生成するための点弧位相角を算出する
に際して、コンデンサおよび交流リアクトルのインピー
ダンスと点弧位相角との関係を示すインピーダンス特性
の容量性インピーダンス領域と誘導性インピーダンス領
域との境界との間にマージンを有するリミット値に従っ
て点弧位相角の算出値を制限したり、コンデンサと交流
リアクトルとが交流送電線の周波数で共振するときの点
弧位相角との間にマージンを有するリミット値に従って
点弧位相角の算出値を制限するようにしたため、スイッ
チング素子を容量性インピーダンス領域あるいは誘導性
インピーダンス領域で運転するときに、系統の状態によ
らず点弧位相角が一定の範囲に制限することができ、ス
イッチング素子を常に安定に動作させることが可能にな
るとともに、系統の状態に合わせて系統のインピーダン
スを補償することが可能になる。
As described above, according to the present invention,
When calculating the ignition phase angle for generating the ignition pulse signal, the boundary between the capacitive impedance area and the inductive impedance area of the impedance characteristic showing the relationship between the impedance of the capacitor and the AC reactor and the ignition phase angle is calculated. Limit value that has a margin between the ignition phase angle when the capacitor and the AC reactor resonate at the frequency of the AC transmission line. Since the calculated value of the ignition phase angle is limited in accordance with the above, when the switching element is operated in the capacitive impedance region or the inductive impedance region, the ignition phase angle is limited to a certain range regardless of the system state. It is possible to always operate the switching element stably, It is possible to compensate for the impedance of the system in accordance with the state.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態を示す直流補償装置のブロ
ック構成図である。
FIG. 1 is a block configuration diagram of a DC compensation device showing an embodiment of the present invention.

【図2】インピーダンス検出回路のブロック構成図であ
る。
FIG. 2 is a block configuration diagram of an impedance detection circuit.

【図3】制御装置のブロック構成図である。FIG. 3 is a block configuration diagram of a control device.

【図4】容量性インピーダンス制御回路のブロック構成
図である。
FIG. 4 is a block diagram of a capacitive impedance control circuit.

【図5】点弧位相角とインピーダンスとの関係を示すイ
ンピーダンス特性図である。
FIG. 5 is an impedance characteristic diagram showing a relationship between a firing phase angle and impedance.

【図6】誘導性インピーダンス制御回路のブロック構成
図である。
FIG. 6 is a block configuration diagram of an inductive impedance control circuit.

【図7】図1に示す装置の作用を説明するための波形図
である。
FIG. 7 is a waveform diagram for explaining the operation of the device shown in FIG.

【図8】電力系統の直流補償システムの構成を説明する
ブロック構成図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a DC compensation system of a power system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

C 直列コンデンサ L 交流リアクトル 10、12 サイリスタ 14 制御装置 16 交流電流変成器 18 交流電圧変成器 20 インピーダンス検出回路 22 インピーダンス指令値切替回路 24 容量性インピーダンス制御回路 26 誘導性インピーダンス制御回路 28 出力切替回路 30 β/α変換回路 32 位相制御回路 34 加算器 36 容量性インピーダンス制御演算回路 38 Zc/β変換回路 40 加算器 42 誘導性インピーダンス制御演算回路 44 Zl/β変換回路 C series capacitor L AC reactor 10, 12 thyristor 14 Control device 16 AC current transformer 18 AC voltage transformer 20 Impedance detection circuit 22 Impedance command value switching circuit 24 Capacitive impedance control circuit 26 Inductive impedance control circuit 28 Output switching circuit 30 β / α conversion circuit 32 phase control circuit 34 adder 36 Capacitive impedance control arithmetic circuit 38 Zc / β conversion circuit 40 adder 42 Inductive impedance control arithmetic circuit 44 Zl / β conversion circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 重幸 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20− 1 中部電力株式会社 電力技術研究所 内 (72)発明者 山崎 雄二 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20− 1 中部電力株式会社 電力技術研究所 内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 3/00 - 5/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shigeyuki Sugimoto 20-1 Kitakanyama, Otaka-cho, Midori-ku, Nagoya-shi, Aichi Chubu Electric Power Co., Inc. Electric Power Technology Research Laboratory (72) Inventor Yuji Yamazaki Midori, Nagoya-shi, Aichi 20-1 Kitakanyama, Otaka-machi, Chuo Electric Power Research Laboratory, Chubu Electric Power Co., Inc. (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02J 3/00-5/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 交流送電線に直列に挿入された直列コン
デンサと、この直列コンデンサに並列接続された交流リ
アクトルと、この交流リアクトルに直列接続されて点弧
パルス信号に応答して前記交流リアクトルを流れる電流
の位相を制御するスイッチング素子と、前記交流送電線
の電流を検出する電流検出手段と、前記交流送電線の電
圧を検出する電圧検出手段と、前記電流検出手段の検出
電流と前記電圧検出手段の検出電圧とから前記交流送電
線のインピーダンスを算出するインピーダンス算出手段
と、容量性のインピーダンス指令値と前記インピーダン
ス算出手段の算出値との偏差に応じて前記スイッチング
素子に対する点弧位相角を算出しこの算出結果に従った
制御角の点弧パルス信号を生成して前記スイッチング素
子に出力する容量性点弧パルス信号生成手段と、誘導性
のインピーダンス指令値と前記インピーダンス算出手段
の算出値との偏差に応じて前記スイッチング素子に対す
る点弧位相角を算出しこの算出結果に従った制御角の点
弧パルス信号を生成して前記スイッチング素子に出力す
る誘導性点弧パルス信号生成手段とを備え、前記容量性
点弧パルス信号生成手段と前記誘導性点弧パルス信号生
成手段は、前記コンデンサおよび前記交流リアクトルの
インピーダンスと前記点弧位相角との関係を示すインピ
ーダンス特性の容量性インピーダンス領域と誘導性イン
ピーダンス領域との境界との間にマージンを有するリミ
ット値に従って前記点弧位相角の算出値をそれぞれ制限
してなる直列補償装置。
1. A series capacitor inserted in series with an AC power transmission line, an AC reactor connected in parallel with the series capacitor, and a series capacitor connected in series with the AC reactor in response to an ignition pulse signal to drive the AC reactor. A switching element that controls the phase of the flowing current, a current detection unit that detects the current of the AC transmission line, a voltage detection unit that detects the voltage of the AC transmission line, a detection current of the current detection unit, and the voltage detection. Impedance calculating means for calculating the impedance of the AC transmission line from the detected voltage of the means, and calculating the firing phase angle for the switching element according to the deviation between the capacitive impedance command value and the calculated value of the impedance calculating means Capacitive to generate a firing pulse signal with a control angle according to the calculation result and output it to the switching element A firing pulse signal generating means, a firing phase angle for the switching element is calculated according to a deviation between an inductive impedance command value and a calculated value of the impedance calculating means, and a control angle is fired according to the calculation result. An inductive ignition pulse signal generating means for generating a pulse signal and outputting the pulse signal to the switching element, wherein the capacitive ignition pulse signal generating means and the inductive ignition pulse signal generating means are the capacitor and the alternating current. The calculated value of the firing phase angle is respectively limited according to the limit value having a margin between the capacitive impedance region and the boundary of the inductive impedance region of the impedance characteristic showing the relationship between the impedance of the reactor and the firing phase angle. Series compensation device.
【請求項2】 交流送電線に直列に挿入された直列コン
デンサと、この直列コンデンサに並列接続された交流リ
アクトルと、この交流リアクトルに直列接続されて点弧
パルス信号に応答して前記交流リアクトルを流れる電流
の位相を制御するスイッチング素子と、前記交流送電線
の電流を検出する電流検出手段と、前記交流送電線の電
圧を検出する電圧検出手段と、前記電流検出手段の検出
電流と前記電圧検出手段の検出電圧とから前記交流送電
線のインピーダンスを算出するインピーダンス算出手段
と、容量性のインピーダンス指令値と前記インピーダン
ス算出手段の算出値との偏差に応じて前記スイッチング
素子に対する点弧位相角を算出しこの算出結果に従った
制御角の点弧パルス信号を生成して前記スイッチング素
子に出力する容量性点弧パルス信号生成手段と、誘導性
のインピーダンス指令値と前記インピーダンス算出手段
の算出値との偏差に応じて前記スイッチング素子に対す
る点弧位相角を算出しこの算出結果に従った制御角の点
弧パルス信号を生成して前記スイッチング素子に出力す
る誘導性点弧パルス信号生成手段とを備え、前記容量性
点弧パルス信号生成手段と前記誘導性点弧パルス信号生
成手段は、前記コンデンサと前記交流リアクトルとが前
記交流送電線の周波数で共振するときの点弧位相角との
間にマージンを有するリミット値に従って前記点弧位相
角の算出値をそれぞれ制限してなる直列補償装置。
2. A series capacitor inserted in series with an AC power transmission line, an AC reactor connected in parallel with the series capacitor, and a series capacitor connected in series with the AC reactor in response to an ignition pulse signal. A switching element that controls the phase of the flowing current, a current detection unit that detects the current of the AC transmission line, a voltage detection unit that detects the voltage of the AC transmission line, a detection current of the current detection unit, and the voltage detection. Impedance calculating means for calculating the impedance of the AC transmission line from the detected voltage of the means, and calculating the firing phase angle for the switching element according to the deviation between the capacitive impedance command value and the calculated value of the impedance calculating means Capacitive to generate a firing pulse signal with a control angle according to the calculation result and output it to the switching element A firing pulse signal generating means, a firing phase angle for the switching element is calculated according to a deviation between an inductive impedance command value and a calculated value of the impedance calculating means, and a control angle is fired according to the calculation result. An inductive ignition pulse signal generating means for generating a pulse signal and outputting the pulse signal to the switching element, wherein the capacitive ignition pulse signal generating means and the inductive ignition pulse signal generating means are the capacitor and the alternating current. A series compensator configured to limit the calculated value of the firing phase angle according to a limit value having a margin between the reactor and the firing phase angle when resonating at the frequency of the AC transmission line.
【請求項3】 前記誘導性点弧パルス信号生成手段は、
前記容量性点弧パルス信号生成手段の生成による点弧パ
ルス信号よりもパルス幅の広い点弧パルス信号を生成し
てなる請求項1または2記載の直列補償装置。
3. The inductive firing pulse signal generation means comprises:
3. The series compensator according to claim 1, wherein an ignition pulse signal having a wider pulse width than the ignition pulse signal generated by the capacitive ignition pulse signal generating means is generated.
【請求項4】 容量性のインピーダンス指令値にプラス
の符号を付加して前記容量性点弧パルス信号生成手段に
出力し、誘導性のインピーダンス指令値にはマイナスの
符号を付加して前記誘導性点弧パルス信号生成手段に出
力するインピーダンス指令値出力手段を備え、前記イン
ピーダンス算出手段は、算出したインピーダンスのうち
容量性のインピーダンスにプラスの符号を付加して前記
容量性点弧パルス信号生成手段に出力し、誘導性のイン
ピーダンスにはマイナスの符号を付加して前記誘導性点
弧パルス信号生成手段に出力してなる請求項1、2また
は3記載の直列補償装置。
4. The capacitive impedance command value is added with a plus sign and is output to the capacitive firing pulse signal generating means, and the inductive impedance command value is added with a minus sign. Impedance command value output means for outputting to the ignition pulse signal generating means is provided, and the impedance calculating means adds a plus sign to the capacitive impedance of the calculated impedances to cause the capacitive ignition pulse signal generating means. The series compensator according to claim 1, 2 or 3, wherein the series impedance is output, and a negative sign is added to the inductive impedance to output to the inductive ignition pulse signal generating means.
【請求項5】 前記交流送電線の電気信号を取り込みこ
の電気信号に同期した第1の同期基準点と第1の同期基
準点とは位相の異なる第2の同期基準点を検出する同期
基準点検出手段を備え、前記容量性点弧パルス信号生成
手段は、前記容量性インピーダンス指令値に応答して前
記容量性点弧パルス信号の制御角に対する基準点として
前記第1の同期基準点を選択する容量性基準点選択手段
を有し、前記誘導性点弧パルス信号生成手段は、前記誘
導性インピーダンス指令値に応答して前記誘導性点弧パ
ルス信号の制御角に対する基準点として前記第2の同期
基準点を選択する誘導性基準点選択手段を有してなる請
求項1、2、3または4記載の直列補償装置。
5. A synchronization reference check for taking in an electrical signal from the AC transmission line and detecting a first synchronization reference point synchronized with the electrical signal and a second synchronization reference point having a phase different from that of the first synchronization reference point. Output means, and the capacitive firing pulse signal generation means selects the first synchronization reference point as a reference point for the control angle of the capacitive firing pulse signal in response to the capacitive impedance command value. Capacitive reference point selection means is provided, and the inductive ignition pulse signal generation means is responsive to the inductive impedance command value, and the second synchronization is used as a reference point for a control angle of the inductive ignition pulse signal. 5. The series compensation device according to claim 1, further comprising inductive reference point selecting means for selecting a reference point.
【請求項6】 請求項1、2、3、4または5記載の直
列補償装置と、前記交流送電線に直列コンデンサと直列
に挿入された限流リアクトルとを備えてなる電力系統の
直列補償システム。
6. A series compensation system for a power system, comprising: the series compensator according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, and a current limiting reactor inserted in series with a series capacitor in the AC transmission line. .
【請求項7】 交流送電線と直列に直列コンデンサと限
流リアクトルをそれぞれ挿入し、前記直列コンデンサと
並列に交流リアクトルを接続し、点弧パルス信号に応答
して前記交流リアクトルを流れる電流の位相を制御する
スイッチング素子を前記直列コンデンサと前記交流リア
クトルとの間に挿入してなるものにおいて、 前記交流送電線の正常時に容量性のインピーダンス指令
値を生成するとともに、前記交流送電線の電気信号を検
出して前記交流送電線のインピーダンスを算出し、前記
容量性のインピーダンス指令値と前記インピーダンス算
出値との偏差に応じて前記スイッチング素子に対する点
弧位相角を算出するとともに、前記コンデンサと前記交
流リアクトルとが前記交流送電線の周波数で共振すると
きの点弧位相角との間にマージンを有するリミット値を
最大値として前記点弧位相角の算出値を制限し、前記リ
ミット値以下に制限された点弧位相角の算出結果に従っ
た制御角の点弧パルス信号を生成して前記スイッチング
素子に出力し、 前記交流送電線の異常時には誘導性のインピーダンス指
令値を生成するとともに、前記交流送電線の電気信号を
検出して前記交流送電線のインピーダンスを算出し、前
記誘導性のインピーダンス指令値と前記インピーダンス
算出値との偏差に応じて前記スイッチング素子に対する
点弧位相角を算出するとともに、前記コンデンサと前記
交流リアクトルとが前記交流送電線の周波数で共振する
ときの点弧位相角との間にマージンを有するリミット値
を最小値として前記点弧位相角の算出値を制限し、前記
リミット値以上に制限された点弧位相角の算出結果に従
った制御角の点弧パルス信号を生成して前記スイッチン
グ素子に出力することを特徴とする電力系統の直列補償
方法。
7. A phase of a current flowing through the AC reactor in response to an ignition pulse signal, wherein a series capacitor and a current limiting reactor are respectively inserted in series with the AC transmission line, and the AC reactor is connected in parallel with the series capacitor. In which the switching element for controlling is inserted between the series capacitor and the AC reactor, a capacitive impedance command value is generated when the AC transmission line is normal, and an electrical signal of the AC transmission line is generated. The impedance of the AC transmission line is detected and calculated, and the ignition phase angle for the switching element is calculated according to the deviation between the capacitive impedance command value and the impedance calculated value, and the capacitor and the AC reactor are also calculated. And the ignition phase angle when they resonate at the frequency of the AC transmission line. Limit the calculated value of the ignition phase angle with a limit value having a maximum value, and generate the ignition pulse signal of the control angle according to the calculation result of the ignition phase angle limited to the limit value or less. It outputs to the switching element, and generates an inductive impedance command value when the AC power transmission line is abnormal, and calculates an impedance of the AC power transmission line by detecting an electrical signal of the AC power transmission line. The ignition phase angle for the switching element is calculated according to the deviation between the impedance command value and the impedance calculation value, and the ignition phase angle when the capacitor and the AC reactor resonate at the frequency of the AC transmission line. Limit the calculated value of the firing phase angle by setting a minimum limit value having a margin between Series compensation method for a power system, characterized in that to produce a firing pulse signal points of the control angle in accordance with the calculation result of the phase angle is output to the switching element.
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