JP6472723B2 - Power transmission system and power transmission method - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、送電ケーブル群を備えた送電システムおよびこれを用いた送電方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a power transmission system including a power transmission cable group and a power transmission method using the power transmission system.

発電所で発電された電力は需要地へと送電されるが、特に需要地が離島などの場合、陸続きで存在する需要地への送電とは異なり架空送電線が利用できない。架空送電線に代えて海底に敷設した送電ケーブルが利用される。近年はこのような海底の送電ケーブルとして、長さが最長で数十kmのものが要求されている。   The electric power generated at the power plant is transmitted to the demand area. Especially, when the demand area is a remote island or the like, the overhead transmission line cannot be used unlike the power transmission to the demand area existing on land. Instead of overhead transmission lines, transmission cables laid on the sea floor are used. In recent years, such a submarine power transmission cable is required to have a maximum length of several tens of kilometers.

送電ケーブルからみて発電所が存在する側(本土の側)では、発電所と送電線とで構成される電源系統から、通常、変電所(以下、第1の変電所)での降圧を経てこの送電ケーブルに接続がなされる。他方、送電ケーブルからみて需要地が存在する側(離島の側)では、送電ケーブルが別の変電所(以下、第2の変電所)に接続されてさらに降圧されたあと需要地へ送られる。   On the side where the power plant exists (the mainland side) as seen from the power transmission cable, this power is usually sent from the power system consisting of the power plant and the transmission line through a step-down at the substation (hereinafter referred to as the first substation). Connection is made to the transmission cable. On the other hand, on the side where the demand area exists from the power transmission cable (the remote island side), the power transmission cable is connected to another substation (hereinafter referred to as the second substation) and further stepped down before being sent to the demand area.

第1の変電所で降圧する変圧器は一般に複数備えられ、必要な送電状況に応じてその中から必要な数の変圧器が並列接続で運用される(変圧器の数=バンク数)。送電ケーブルも一般に複数並列に設けられ、必要な送電状況に応じてその中から必要な数の送電ケーブルが運用される(送電ケーブルの数=回線数)。第2の変電所で降圧する変圧器についても、第1の変電所の変圧器と同様の接続、運用がなされる(変圧器の数=バンク数)。   In general, a plurality of transformers that step down at the first substation are provided, and a necessary number of transformers are operated in parallel connection according to a necessary power transmission situation (the number of transformers = the number of banks). In general, a plurality of power transmission cables are also provided in parallel, and a necessary number of power transmission cables are operated according to a necessary power transmission situation (the number of power transmission cables = the number of lines). The transformer that steps down at the second substation is also connected and operated in the same way as the transformer at the first substation (number of transformers = number of banks).

第2の変電所では、そのいずれかの変圧器を運用状態に移行するとき、対応する遮断器を閉じて変圧器の課電を行うが、課電された変圧器には励磁電流が流入する。一般に、課電直後の励磁電流は、直流分を含んで歪み、定常時より非常に大きな値で発生し得る(励磁突入電流)。これは、課電の投入位相によって変圧器の鉄心が飽和する瞬間と飽和しない瞬間とが交互に繰り返されるように課電が起こり、飽和する瞬間においては変圧器が等価的に空心リアクトルとしてふるまうためである。これは変圧器単独として普通の現象ではある。   In the second substation, when any one of the transformers shifts to the operating state, the corresponding circuit breaker is closed and the transformer is charged, but the excitation current flows into the charged transformer. . In general, the excitation current immediately after the voltage application is distorted including a direct current component and can be generated at a much larger value than the normal state (excitation inrush current). This is because the voltage is applied so that the moment when the transformer core is saturated and the moment when the transformer core is not saturated are alternately repeated depending on the phase of charging. It is. This is a normal phenomenon as a transformer alone.

次に、第2の変電所の変圧器を運用状態に移行したとき、この変圧器と並列に位置してすでに運用中の変圧器が存在するとき生じる特有の現象がある。すなわち、新たに運用に移行した変圧器での励磁突入電流の発生に伴い、すでに運用中の変圧器にも、極性が反転した同様に大きな励磁突入電流が誘引される。この現象は、電源系統に存在する抵抗成分を原因としているが、第2の変電所で変圧器が複数並列に接続されて使用される場合に特有の現象である。   Next, when the transformer of the second substation is shifted to the operation state, there is a unique phenomenon that occurs when there is a transformer that is already in operation in parallel with this transformer. That is, along with the generation of the magnetizing inrush current in the transformer that has been newly put into operation, the transformer that is already in operation is also attracted with a large magnetizing inrush current that has the polarity reversed. This phenomenon is caused by a resistance component existing in the power supply system, but is a phenomenon peculiar when a plurality of transformers are connected in parallel at the second substation.

そして、並列に接続された変圧器に励磁突入電流が誘引されたとき、第2の変電所の1次側には、低次高調波を含む歪んだ過電圧(以下、単に「歪んだ過電圧」という場合がある)が発生する現象があることには注意が必要である。この歪んだ過電圧が送電システム用の機器の損壊、送電ケーブルの過熱、これらの機器・設備の高調波障害、需要地への供給電圧の不安定化を招くなどの問題を引き起こす場合には、対処を要する。   When a magnetizing inrush current is attracted to the transformers connected in parallel, the primary side of the second substation has a distorted overvoltage including low-order harmonics (hereinafter simply referred to as “distorted overvoltage”). It should be noted that there is a phenomenon that may occur). If this distorted overvoltage causes problems such as damage to equipment for the power transmission system, overheating of the transmission cable, harmonic disturbance of these equipment / equipment, destabilization of the supply voltage to the demand area, etc. Cost.

発生する過電圧は、電力周波数の高調波周波数に、送電システムの共振周波数が一致するときに共振して大きくなる。そのため、その共振周波数を電力周波数の高調波周波数から外すように設計できれば問題ない程度に小さくできる。また、共振周波数が比較的高い周波数であれば、過電圧の発生は問題ない程度のごく短時間で収まる。しかしながら、送電ケーブルが数十kmのように長距離の場合にはそのように対応することの実現性が非常に乏しくなる。   The generated overvoltage resonates and increases when the resonance frequency of the power transmission system matches the harmonic frequency of the power frequency. Therefore, if the resonance frequency can be designed so as to be excluded from the harmonic frequency of the power frequency, the resonance frequency can be reduced to an extent that there is no problem. Further, if the resonance frequency is a relatively high frequency, the occurrence of overvoltage can be accommodated in a very short time without any problem. However, when the power transmission cable is a long distance such as several tens of km, the feasibility of such a response becomes very poor.

すなわち、送電ケーブルが数十kmのように長距離の場合、その対地静電容量が大きい。そして、送電システムに用いられる変圧器の運用バンク数や送電ケーブルの運用回線数が一定でないので実効的な対地静電容量は変動する。これにより、共振周波数は運用状態の違いに応じて多数生じ、電力周波数の低次高調波に一致する周波数をもつ共振周波数でさえも多数生じる可能性がある。つまりは、送電ケーブルが長距離になるほど共振周波数の低下を招きかつその数も多いため、送電システムの共振周波数を電力周波数の高調波周波数から外すようにして問題となる過電圧発生を防止することは現実的でなくなる。   That is, when the power transmission cable is a long distance such as several tens of km, the ground capacitance is large. And since the number of operation banks of the transformer used in the power transmission system and the number of operation lines of the power transmission cable are not constant, the effective ground capacitance varies. As a result, a large number of resonance frequencies are generated according to the difference in operation state, and even a resonance frequency having a frequency that matches the lower harmonic of the power frequency may be generated. In other words, the longer the transmission cable is, the lower the resonance frequency and the greater the number, so it is not possible to prevent the occurrence of overvoltage that is a problem by removing the resonance frequency of the power transmission system from the harmonic frequency of the power frequency. It becomes unrealistic.

淺川ほか、電力機器講座5「変圧器」、日刊工業新聞社、昭和41年Yodogawa et al., Power Equipment Course 5 "Transformers", Nikkan Kogyo Shimbun, 1966 西脇ほか、並列接続変圧器の誘引突入電流による共振過電圧、平成21年電気学会全国大会、7−125Nishiwaki et al., Resonant overvoltage due to induced inrush current of parallel-connected transformer, 2009 IEEJ National Convention, 7-125

本発明が解決しようとする課題は、送電ケーブルが長距離の場合であっても過電圧の発生を防止することができる、送電ケーブル群を備えた送電システムおよびこれを用いた送電方法を提供することである。   A problem to be solved by the present invention is to provide a power transmission system including a group of power transmission cables and a power transmission method using the same, which can prevent the occurrence of overvoltage even when the power transmission cable is a long distance. It is.

実施形態の送電システムは、送電ケーブル群と、変圧器群と、遮断器群とを持つ。送電ケーブル群は、発電所が存在する側の変電所である第1の変電所が出力する変電電圧に一端が接続され得、需要地が存在する側の変電所である第2の変電所への前記第1の変電所からの電力供給のため他端が該第2の変電所に接続された、長さが10km以上の送電ケーブルが複数互いに電気的に並列に接続されたものである。   The power transmission system of the embodiment includes a power transmission cable group, a transformer group, and a circuit breaker group. One end of the transmission cable group can be connected to the substation voltage output from the first substation that is the substation on the side where the power plant exists, and the second substation that is the substation on the side where the demand area exists In order to supply power from the first substation, a plurality of power transmission cables having a length of 10 km or more, the other end of which is connected to the second substation, are electrically connected in parallel to each other.

また、変圧器群は、前記第2の変電所に設けられた、前記送電ケーブル群からの供給電力を変圧するための変圧器が複数互いに電気的に並列に接続されたものである。遮断器群は、前記送電ケーブル群と前記変圧器群の各変圧器との間それぞれに電気的に位置するように前記第2の変電所に設けられたものである。   In addition, the transformer group is formed by electrically connecting a plurality of transformers for transforming the power supplied from the power transmission cable group provided in the second substation. The circuit breaker group is provided in the second substation so as to be electrically located between the power transmission cable group and each transformer of the transformer group.

変圧器群の中に互いに運用の優先関係が設けられていない通常変圧器と、通常変圧器よりも優先して運用されるひとつの優先運用変圧器とが存在する。通常変圧器それぞれの巻回数Nと優先運用変圧器の巻回数N とが等しく、通常変圧器それぞれの鉄心における定格運用時の磁束波高値Φ と、優先運用変圧器の鉄心における定格運用時の磁束波高値Φ P1 とが等しい。優先運用変圧器は、該優先運用変圧器の鉄心における飽和磁束の値Φ S1 と、該優先運用変圧器の鉄心における定格運用時の磁束波高値Φ P1 との関係として、0.80Φ S1 ≦Φ P1 ≦0.90Φ S1 を満たしている。通常変圧器は、それぞれ、該通常変圧器それぞれの鉄心における飽和磁束の値Φと該鉄心における定格運用時の磁束波高値Φとの関係として、Φ≧2.55Φを満たしている。 In the transformer group, there are a normal transformer that does not have a priority relationship for operation and one priority operation transformer that is operated in preference to the normal transformer. Equal normal transformer and the respective number of turns N and the number of turns N 1 of the priority operational transformer, a flux peak value [Phi P at the rated operation in the normal transformers each core, at rated operation in the iron core of the priority operating transformer It is equal to the magnetic flux peak value Φ P1 of. The priority operation transformer has a relationship of 0.80Φ S1 ≦ Φ as the relationship between the saturation magnetic flux value Φ S1 in the iron core of the priority operation transformer and the magnetic flux peak value Φ P1 at the rated operation in the iron core of the priority operation transformer. P1 ≦ 0.90Φ S1 is satisfied. Usually transformer, respectively, as the relationship between the magnetic flux peak value [Phi P at the rated operation in the normal transformers each core saturation flux value [Phi S and iron center in meets Φ S ≧ 2.55Φ P .

実施形態1の送電システムの構成を示す系統図(単相相当分)。1 is a system diagram (corresponding to a single phase) illustrating a configuration of a power transmission system according to a first embodiment. 図1中に示した通常変圧器22、23、24における「励磁電流」対「磁束」の関係と、図1中に示した優先運用変圧器21Aにおける「励磁電流」対「磁束」の関係とを対比して示す特性図。The relationship between “excitation current” and “magnetic flux” in the normal transformers 22, 23, and 24 shown in FIG. 1 and the relationship between “excitation current” and “magnetic flux” in the priority operation transformer 21A shown in FIG. FIG. 図1中に示した優先運用変圧器21Aにおける「励磁電流」対「磁束」の関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship of "excitation current" vs. "magnetic flux" in the priority operation transformer 21A shown in FIG. 図1中に示した優先運用変圧器21Aにおいて、残留磁束なく電圧位相0度で投入したときの、電圧、磁束、励磁電流の関係を示す波形図。FIG. 2 is a waveform diagram showing the relationship among voltage, magnetic flux, and excitation current when a voltage phase of 0 degrees is applied without residual magnetic flux in the priority operation transformer 21A shown in FIG. 図1中に示した通常変圧器22、23、24における「励磁電流」対「磁束」の関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship of "excitation current" versus "magnetic flux" in the normal transformers 22, 23 and 24 shown in FIG. 図1中に示した通常変圧器22、23、24において、残留磁束なく電圧位相0度で投入したときの、電圧、磁束、励磁電流の関係を示す波形図。FIG. 2 is a waveform diagram showing the relationship among voltage, magnetic flux, and excitation current when the normal transformers 22, 23, and 24 shown in FIG. 図1に示した送電システムにおいて想定される運用の各ケースを示す表示図。The display figure which shows each case of the operation | movement assumed in the power transmission system shown in FIG. 図5Aに示した各ケースで試算された、送電ケーブル長と共振周波数との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the transmission cable length and the resonance frequency calculated by each case shown to FIG. 5A. 図1中に示した通常変圧器22、23、24における残留磁束の影響を説明する特性図。The characteristic view explaining the influence of the residual magnetic flux in the normal transformers 22, 23, and 24 shown in FIG. 図1中に示した通常変圧器22、23、24における残留磁束の軽減要素を説明する結線図。The connection diagram explaining the mitigation element of the residual magnetic flux in the normal transformers 22, 23, and 24 shown in FIG. 実施形態2の送電システムの構成を示す系統図(単相相当分)。FIG. 5 is a system diagram (corresponding to a single phase) illustrating a configuration of a power transmission system according to a second embodiment. 実施形態3の送電システムの構成を示す系統図(単相相当分)。FIG. 5 is a system diagram (corresponding to a single phase) illustrating a configuration of a power transmission system according to a third embodiment. 実施形態4の送電システムの構成を示す系統図(単相相当分)。FIG. 9 is a system diagram (corresponding to a single phase) illustrating a configuration of a power transmission system according to a fourth embodiment. 実施形態5の送電システムの構成を示す系統図(単相相当分)。FIG. 9 is a system diagram (corresponding to a single phase) illustrating a configuration of a power transmission system according to a fifth embodiment. 実施形態6の送電システムの構成を示す系統図(単相相当分)。FIG. 7 is a system diagram (corresponding to a single phase) illustrating a configuration of a power transmission system according to a sixth embodiment.

(第1の実施形態)
以上を踏まえ、以下では実施形態の送電システムを図面を参照しながら説明する。図1は、実施形態1の送電システムの構成を示しており、説明の簡潔化のため3相のうちの単相相当分のみの図示になっている。同図中に示す発電所101、送電線102、変電所10は前提として存在する系統設備であり、残りの送電ケーブル11、12、および変電所20がこの送電システムに相当する。ここで、変電所20は、変圧器21A、22、23、24、遮断器31、32、33、34、遮断器開閉制御部41、高圧側母線107、低圧側母線108を有する。
(First embodiment)
Based on the above, the power transmission system of the embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of the power transmission system of the first embodiment, and only a portion corresponding to a single phase among the three phases is shown for the sake of simplicity of explanation. The power plant 101, the transmission line 102, and the substation 10 shown in the figure are system facilities that exist as preconditions, and the remaining power transmission cables 11, 12 and the substation 20 correspond to this power transmission system. Here, the substation 20 includes transformers 21 </ b> A, 22, 23, 24, circuit breakers 31, 32, 33, 34, circuit breaker switching controller 41, high-voltage side bus 107, and low-voltage side bus 108.

発電所101で発電された電力は需要地へと送電される。需要地として想定している離島などへの送電には架空送電線が利用できないため、それに代わり海底などに敷設した送電ケーブル群(送電ケーブル11、12)を利用する。送電ケーブル11、12として、ここでは10km以上の長距離のものを考える。   The electric power generated at the power plant 101 is transmitted to the demand area. Since an overhead power transmission line cannot be used for power transmission to a remote island assumed as a demand area, a power transmission cable group (power transmission cables 11 and 12) laid on the seabed is used instead. Here, as the power transmission cables 11 and 12, cables having a long distance of 10 km or more are considered.

送電ケーブル11、12からみて発電所101が存在する側(本土の側)では、発電所101と送電線102とで構成される電源系統から、変電所10(以下、第1の変電所ともいう)での母線103を介した変圧器104、105での降圧を経て、母線106を介して送電ケーブル11、12に接続がなされる。つまり、変電所10が出力する変電電圧が送電ケール11、12に接続される。   On the side where the power plant 101 exists as viewed from the power transmission cables 11 and 12 (the mainland side), a substation 10 (hereinafter also referred to as a first substation) is connected from a power supply system composed of the power plant 101 and the power transmission line 102. ), The voltage is stepped down by the transformers 104 and 105 via the bus 103 and connected to the power transmission cables 11 and 12 via the bus 106. That is, the substation voltage output from the substation 10 is connected to the power transmission kales 11 and 12.

他方、送電ケーブル11、12からみて需要地が存在する側(離島の側)では、送電ケーブル11、12が別の変電所20(以下、第2の変電所ともいう)の母線107に接続されてさらに降圧されたあと母線108を介して需要地(不図示)へ送られる。つまり、第1の変電所10からの第2の変電所20への電力供給のため、送電ケーブル11、12はその他端が変電所20に接続されている。   On the other hand, on the side where the demand area exists (the remote island side) when viewed from the power transmission cables 11 and 12, the power transmission cables 11 and 12 are connected to the bus 107 of another substation 20 (hereinafter also referred to as a second substation). After being further stepped down, it is sent to a demand place (not shown) via the bus 108. That is, the other ends of the transmission cables 11 and 12 are connected to the substation 20 in order to supply power from the first substation 10 to the second substation 20.

第1の変電所10で降圧する変圧器104、105は一般に複数備えられ、必要な送電状況に応じてその中から必要な数の変圧器が並列接続で運用される(変圧器の数=バンク数;ここでは2バンク)。送電ケーブル11、12も一般に複数並列に設けられ、必要な送電状況に応じてその中から必要な数の送電ケーブルが運用される(送電ケーブルの数=回線数;ここでは2回線)。これらの運用するバンク数や回線数を設定するため、図示省略しているが、それぞれ個々に遮断器が設けられている。   In general, a plurality of transformers 104 and 105 for stepping down in the first substation 10 are provided, and a necessary number of transformers are operated in parallel connection according to a necessary power transmission situation (the number of transformers = banks). Number; here 2 banks). A plurality of power transmission cables 11 and 12 are also generally provided in parallel, and a necessary number of power transmission cables are operated from among them according to a necessary power transmission situation (number of power transmission cables = number of lines; here, two lines). In order to set the number of banks and the number of lines to be operated, a circuit breaker is individually provided, although not shown.

第2の変電所20が有する変圧器21A、22、23、24(=変圧器群)は、それぞれ、送電ケーブル11、12からの供給電力を変圧するため、互いに電気的に並列に接続されており(変圧器の数=バンク数;ここでは4バンク)、必要な送電状況に応じて必要な数の変圧器が並列接続で運用される点は第1の変電所10と同様である。このため、変電所20の遮断器31〜34(遮断器群)は、送電ケーブル11、12と変圧器群21A、22、23、24の各変圧器との間それぞれに電気的に位置するように設けられている。   The transformers 21A, 22, 23, and 24 (= transformer group) included in the second substation 20 are electrically connected in parallel to each other in order to transform the power supplied from the power transmission cables 11 and 12, respectively. (The number of transformers = the number of banks; here, four banks), and the same number as the first substation 10 is used in that a necessary number of transformers are operated in parallel according to a necessary power transmission situation. Therefore, the circuit breakers 31 to 34 (breaker group) of the substation 20 are electrically located between the power transmission cables 11 and 12 and the transformers of the transformer groups 21A, 22, 23, and 24, respectively. Is provided.

変圧器群に属する変圧器のうち変圧器21Aは優先運用変圧器であり、残りの変圧器22、23、24は通常変圧器である。優先運用変圧器とは、通常変圧器に対して運用順が優先される変圧器である。すなわち、第2の変電所20において変圧器を1つのみとして運用を開始する場合には変圧器21Aが使用され、そのような場合にほかの変圧器22〜24は使用しない。   Of the transformers belonging to the transformer group, the transformer 21A is a priority operation transformer, and the remaining transformers 22, 23, and 24 are normal transformers. The priority operation transformer is a transformer in which the operation order is given priority over the normal transformer. That is, when starting operation with only one transformer in the second substation 20, the transformer 21A is used, and in such a case, the other transformers 22 to 24 are not used.

このため、変電所20の遮断器開閉制御部41は、遮断器31〜34のうちの優先運用変圧器21Aにつながった遮断器31における開状態から閉状態への切り替えを、通常変圧器22〜24につながった遮断器32〜34のすべてが開状態になっているときに限り行う制御機能を少なくとも有している。逆に、遮断器31における閉状態から開状態への切り替えについては、必ずしも遮断器32〜34の開閉状態によらず定めてよいが、再び遮断器31を閉状態にするときには、上記の条件を満たすように行う。なお、通常変圧器どうしの間に運用の優先関係は特に設ける必要はなく、遮断器開閉制御部41の制御機能もこれに沿うようになっている。   For this reason, the circuit breaker switching control unit 41 of the substation 20 switches from the open state to the closed state in the circuit breaker 31 connected to the priority operation transformer 21A among the circuit breakers 31 to 34. It has at least a control function to be performed only when all of the circuit breakers 32 to 34 connected to 24 are in an open state. Conversely, switching from the closed state to the open state in the circuit breaker 31 may be determined independently of the open / closed state of the circuit breakers 32-34, but when the circuit breaker 31 is closed again, the above condition is satisfied. Do so to meet. In addition, it is not necessary to provide an operational priority relationship between the normal transformers, and the control function of the circuit breaker switching control unit 41 is adapted to this.

図2は、図1中に示した通常変圧器22、23、24における「励磁電流」対「磁束」の関係と、図1中に示した優先運用変圧器21Aにおける「励磁電流」対「磁束」の関係とを対比して示している。図2において、通常変圧器22、23、24におけるそれらの関係は実線で、優先運用変圧器21Aにおける同関係は破線でそれぞれ描いている。   2 shows the relationship between “excitation current” versus “magnetic flux” in the normal transformers 22, 23, and 24 shown in FIG. 1, and “excitation current” vs. “magnetic flux” in the priority operation transformer 21A shown in FIG. "Is shown in comparison with the relationship. In FIG. 2, those relationships in the normal transformers 22, 23, 24 are drawn by solid lines, and the same relationship in the priority operation transformer 21 </ b> A is drawn by broken lines.

説明の都合上、優先運用変圧器21Aにおける関係について先に説明する。優先運用変圧器21Aでは、その鉄心における飽和磁束の値ΦS1と、鉄心における定格運用時の磁束波高値ΦP1との関係として、0.80ΦS1≦ΦP1≦0.90ΦS1を満たしている。一般に、変圧器において飽和磁束の値ΦS1と定格運用時の磁束波高値ΦP1とのこのような関係はごく通常の関係である。このように設定することで、定格運用時(定常時)の鉄心の飽和を防止しつつ鉄心断面積をより小面積にして変圧器の大型化を回避できる。 For convenience of explanation, the relationship in the priority operation transformer 21A will be described first. In the priority operation transformer 21A, 0.80Φ S1 ≦ Φ P1 ≦ 0.90Φ S1 is satisfied as a relationship between the saturation magnetic flux value Φ S1 in the iron core and the magnetic flux peak value Φ P1 in the rated operation in the iron core. . In general, in a transformer, such a relationship between the saturation magnetic flux value Φ S1 and the flux peak value Φ P1 during rated operation is an ordinary relationship. By setting in this way, it is possible to avoid an increase in size of the transformer by reducing the core cross-sectional area while preventing saturation of the core during rated operation (steady state).

一方、通常変圧器22〜24では、図示するように、それぞれの鉄心における飽和磁束の値Φと、その鉄心における定格運用時の磁束波高値Φとの関係として、Φ≧2.55Φが満たされている。したがって、通常変圧器22〜24では、定格運用時(定常時)の「励磁電流」対「磁束」の関係は図中の太線で示すようになり、鉄心に飽和が生じるまでの間に大きな余裕がある。 On the other hand, in the normal transformers 22 to 24, as shown in the figure, the relationship between the saturation magnetic flux value Φ S in each iron core and the magnetic flux peak value Φ P at the rated operation in the iron core is Φ S ≧ 2.55Φ. P is satisfied. Therefore, in the normal transformers 22 to 24, the relationship between the “excitation current” and the “magnetic flux” at the rated operation (steady state) is as shown by the thick line in the figure, and there is a large margin until the iron core is saturated. There is.

図3Aは、図1中に示した優先運用変圧器21Aにおける「励磁電流」対「磁束」の関係を示しており、図3Bは、図1中に示した優先運用変圧器21Aにおいて、残留磁束なく電圧位相0度で投入したときの、電圧、磁束、励磁電流の関係を波形で示している。図3A中のt0〜t4は、図3B中の時刻t0〜t4にそれぞれ対応している。   3A shows the relationship between “excitation current” and “magnetic flux” in the priority operation transformer 21A shown in FIG. 1, and FIG. 3B shows the residual magnetic flux in the priority operation transformer 21A shown in FIG. The waveform shows the relationship among voltage, magnetic flux, and excitation current when the voltage phase is 0 °. T0 to t4 in FIG. 3A correspond to times t0 to t4 in FIG. 3B, respectively.

優先運用変圧器21Aにおいて、残留磁束なく電圧位相0度で投入(課電)がなされたとき、時刻t0から時刻t1まで磁束が増加していくが、電圧位相90度での投入とは異なり、その間のどこかで鉄心が飽和(このときの磁束=ΦS1)に至る(図3A中のt0からt1、図3Bの「電圧」、「磁束」を参照)。そして、この飽和(磁束=ΦS1)以降は、飽和領域として「励磁電流」対「磁束」の関係が非常に小さな傾きになるため、図3Aに示されるように、時刻t1では非常に大きな電流が流れている(=図3Bの「励磁電流」を参照)。 In the priority operation transformer 21A, when a voltage phase is applied (voltage applied) at 0 degrees without residual magnetic flux, the magnetic flux increases from time t0 to time t1, but unlike the voltage phase 90 degrees, Somewhere in between, the iron core reaches saturation (magnetic flux at this time = Φ S1 ) (see t0 to t1 in FIG. 3A, “voltage” and “magnetic flux” in FIG. 3B). After this saturation (magnetic flux = Φ S1 ), the relationship between the “excitation current” and the “magnetic flux” becomes a very small slope as the saturation region, and as shown in FIG. 3A, a very large current at time t1. (= See “Excitation Current” in FIG. 3B).

次に、時刻t1から時刻t2では、磁束の値は飽和状態からゼロに戻る。以下、ほぼ同様に繰り返され、図3A、図3Bにおいて、t2からt3、t3からt4というように状態が変化する。なお、いずれは定常状態に収まり、図3Aにおいて原点を対称点とするヒステリシス特性に乗り飽和が解消する。   Next, from time t1 to time t2, the value of the magnetic flux returns from the saturated state to zero. Thereafter, the operation is repeated in substantially the same manner, and the states change from t2 to t3 and from t3 to t4 in FIGS. 3A and 3B. In any case, it will be in a steady state, and the saturation will be eliminated by the hysteresis characteristic with the origin as the symmetry point in FIG. 3A.

図3B中の「励磁電流」に示すように、優先運用変圧器21Aにおいて課電直後の励磁電流は、直流分を含んで歪み、定常時より非常に大きな値で発生し得る(励磁突入電流:例えば、励磁突入電流は、通常の励磁電流0.8Aと比較したとき3桁大の760A程度になる)。これは、上記にように、課電の投入位相によって変圧器の鉄心が飽和する瞬間と飽和しない瞬間とが交互に繰り返されるように課電が起こり、飽和する瞬間においては変圧器が等価的に空心リアクトルとしてふるまうためである。これは変圧器単独として普通の現象ではある。   As shown in “Excitation Current” in FIG. 3B, the excitation current immediately after the voltage application in the priority operation transformer 21A is distorted including the direct current component and can be generated at a much larger value than the normal state (excitation inrush current: For example, the excitation inrush current is about 760 A, which is three digits larger than the normal excitation current 0.8 A). This is because, as described above, the charging occurs so that the moment when the transformer core is saturated and the moment when the transformer core is not saturated are alternately repeated according to the charging phase, and at the moment when the transformer is saturated, the transformer is equivalently This is to act as an air-core reactor. This is a normal phenomenon as a transformer alone.

なお、励磁突入電流がさらに大きくなる最悪の条件は、鉄心に残留磁束が存在し電圧位相0度で投入がなされたときである。この場合、時刻t0のときが図3A中に示す残留磁束ΦR1の点に相当し、この点から励磁が開始されることで図3A中のt1、t3で示した点がさらに右側に移動するためである。 Note that the worst condition for increasing the magnetizing inrush current is when a residual magnetic flux exists in the iron core and is turned on at a voltage phase of 0 degrees. In this case, at time t0 corresponds to the point of the residual magnetic flux [Phi R1 shown in Figure 3A, that the excitation from the point indicated by t1, t3 in Fig. 3A by being initiated is further moved to the right Because.

優先運用変圧器21Aでは、以上説明のように課電時に大きな励磁突入電流が生じる可能性がある。しかしながら、優先運用変圧器21Aは、ほかの変圧器(通常変圧器22〜23)に優先して運用されるので、この優先運用変圧器21Aに課電するときには、すでに運用状態になっている、これと並列接続の変圧器は存在しない。すなわち、優先運用変圧器21Aの飽和磁束の値ΦS1を通常設計による値としても、他の変圧器22〜24に大きな励磁突入電流を誘引するというような状況を避けることができる。 In the priority operation transformer 21A, as described above, a large magnetizing inrush current may occur at the time of power application. However, since the priority operation transformer 21A is operated with priority over other transformers (normal transformers 22 to 23), when power is applied to the priority operation transformer 21A, it is already in an operation state. There is no parallel transformer. That is, even when the saturation magnetic flux value Φ S1 of the priority operation transformer 21A is set to a value according to the normal design, it is possible to avoid a situation in which a large magnetizing inrush current is induced in the other transformers 22 to 24.

一般に、励磁突入電流の誘引は次のようにして発生する。並列接続された運転中の変圧器がある状態で、新たに別の変圧器に電圧を印加すると、この別の変圧器に励磁突入電流が流れ始める。すぐには並列の変圧器に影響はない。励磁突入電流は電圧0度位相で投入した場合に最大になるが、そのときの電流は交流成分と直流成分とを有し、両者とも定格電流の数倍に達する大きな値になる。ここで変圧器群から見て電源系統の側には電気抵抗があるため直流分の電圧降下が発生する。よって、並列の変圧器にはこの直流分電圧を含んだ電圧が印加されることになり、この直流分電圧によって並列の変圧器は徐々に偏磁されるため、数サイクル程度で飽和に至り大きな励磁電流が誘引される。直流分電圧降下を発生させる電気抵抗は送電線路が長距離になるほど大きくなるので、このような励磁直流電流の誘引は長距離送電線路を有する系統で発生しやすい。   In general, attraction of the magnetizing inrush current occurs as follows. When a voltage is newly applied to another transformer in a state where there is an operating transformer connected in parallel, a magnetizing inrush current starts to flow through the other transformer. There is no immediate effect on the parallel transformer. The excitation inrush current is maximized when the voltage is applied at a phase of 0 °, and the current at that time has an alternating current component and a direct current component, both of which have large values that reach several times the rated current. Here, since there is an electrical resistance on the side of the power supply system as seen from the transformer group, a voltage drop occurs for a direct current. Therefore, a voltage including this DC divided voltage is applied to the parallel transformer, and the parallel transformer is gradually demagnetized by this DC divided voltage. Excitation current is induced. Since the electrical resistance that causes a DC voltage drop increases as the transmission line becomes longer, such induction of the exciting DC current is likely to occur in a system having a long-distance transmission line.

この形態では、優先運用変圧器21Aに課電するときには、すでに運用状態になっている、これと並列接続の変圧器は存在しない。よって、優先運用変圧器21Aに起因する、他の変圧器22〜24に対する励磁突入電流の誘引という現象はなく、したがって、第2の変電所20の1次側に歪んだ過電圧が発生することもない。よって、優先運用変圧器21Aを原因としては、送電システム用の機器(調相用コンデンサなど)の損壊、送電ケーブル11、12の過熱、これらの機器・設備の高調波障害、需要地への供給電圧の不安定化を招くなどの問題を生じさせない。   In this embodiment, when power is applied to the priority operation transformer 21A, there is no transformer that is already in operation and is connected in parallel. Therefore, there is no phenomenon of induction of magnetizing inrush current with respect to the other transformers 22 to 24 due to the priority operation transformer 21A. Therefore, a distorted overvoltage may be generated on the primary side of the second substation 20. Absent. Therefore, due to the priority operation transformer 21A, damage to power transmission system equipment (phase adjusting capacitors, etc.), overheating of power transmission cables 11 and 12, harmonic disturbance of these equipment and facilities, supply to demand areas Does not cause problems such as instability of voltage.

以上は、優先運用変圧器21Aに起因する、他の変圧器22〜24に対する励磁突入電流の誘引という現象がないことの説明であったが、他方の通常変圧器22〜24に起因する、別の変圧器に対する励磁突入電流の誘引という現象の有無については以下である。   The above is an explanation that there is no phenomenon of induction of magnetizing inrush current with respect to the other transformers 22 to 24 due to the priority operation transformer 21A, but another phenomenon caused by the other normal transformers 22 to 24. The presence or absence of the phenomenon of attraction of magnetizing inrush current to the transformer is described below.

図4Aは、図1中に示した通常変圧器22、23、24における「励磁電流」対「磁束」の関係を示しており、図4Bは、図1中に示した通常変圧器22、23、24において、残留磁束なく電圧位相0度で投入したときの、電圧、磁束、励磁電流の関係を波形で示している。図4A中のt0〜t4は、図4B中の時刻t0〜t4にそれぞれ対応している。   4A shows the relationship between “excitation current” and “magnetic flux” in the normal transformers 22, 23, 24 shown in FIG. 1, and FIG. 4B shows the normal transformers 22, 23 shown in FIG. 24, the relationship between the voltage, magnetic flux, and excitation current when the voltage phase is 0 degrees without residual magnetic flux is shown as a waveform. T0 to t4 in FIG. 4A correspond to times t0 to t4 in FIG. 4B, respectively.

通常変圧器22、23、24において、残留磁束なく電圧位相0度で投入(課電)がなされたとき、時刻t0から時刻t1まで磁束が増加していくが、この場合であっても鉄心は飽和に至らない(図4A中のt0からt1、図4Bの「電圧」、「磁束」を参照)。次に、時刻t1から時刻t2では、磁束の値はゼロに戻る。以下、ほぼ同様に繰り返され、図4A、図4Bにおいて、t2からt3、t3からt4というように状態が変化する。なお、いずれは定常状態に収まり、図4Aにおいて原点を対称点とするヒステリシス特性を描く(太線で表示)。   Normally, in the transformers 22, 23, and 24, when the voltage phase is zero (voltage applied) with no residual magnetic flux, the magnetic flux increases from time t0 to time t1, but even in this case, the iron core Saturation is not reached (see t0 to t1 in FIG. 4A, “voltage” and “magnetic flux” in FIG. 4B). Next, from time t1 to time t2, the value of the magnetic flux returns to zero. Thereafter, the operation is repeated in substantially the same manner, and the states change from t2 to t3 and from t3 to t4 in FIGS. 4A and 4B. In addition, in any case, it falls within a steady state, and in FIG. 4A, a hysteresis characteristic with the origin as a symmetric point is drawn (indicated by a thick line).

図4B中の「励磁電流」に示すように、通常変圧器22、23、24において課電開始時の励磁電流は小さいままである。これは、通常変圧器22、23、24では、優先運用変圧器21Aと比較して飽和磁束の値Φを大きく設定していることの直接的効果である。より具体的に、図4A中の通常変圧器それぞれの鉄心における飽和磁束の値Φは、この鉄心における定格運用時の磁束波高値Φとの関係として、すでに述べたようにΦ≧2.55Φが満たされている。 As shown in “Excitation Current” in FIG. 4B, the excitation current at the start of voltage application in the normal transformers 22, 23, and 24 remains small. This is a direct effect of setting the saturation magnetic flux value Φ S larger in the normal transformers 22, 23, and 24 than in the priority operation transformer 21A. More specifically, the saturation magnetic flux value Φ S in each iron core of the normal transformer in FIG. 4A is related to the magnetic flux peak value Φ P during rated operation in the iron core, as already described, Φ S ≧ 2 .55Φ P is satisfied.

Φ≧2.55Φの算出根拠は以下である。定格運用時の磁束波高値Φに対して通常の設計による飽和磁束の値ΦS1(図2参照)は、1/0.90〜1/0.80倍、すなわち、ΦS1=1.11Φ〜1.25Φの関係である。この通常設計の飽和磁束の値ΦS1に対して、上記の通常変圧器22〜24での飽和磁束の値Φを、(2+k)倍以上に設定して最悪条件でも鉄心の飽和を防止している。 The basis for calculating Φ S ≧ 2.55Φ P is as follows. The value Φ S1 (see FIG. 2) of the saturation magnetic flux according to a normal design with respect to the magnetic flux peak value Φ P at the rated operation is 1 / 0.90 to 1 / 0.80 times, that is, Φ S1 = 1.11Φ. P 1 to 1.25Φ P. For values [Phi S1 of saturation magnetic flux in the normal design, the value [Phi S of saturation magnetic flux in the above normal transformer 22-24, also prevent saturation of the iron core in the worst condition is set to more than double (2 + k) ing.

ここで、(2+k)倍のうちの「2」は、課電位相が最悪の場合として0度の場合を想定したもので磁束の交番振幅が一方の極性に全シフトしていても飽和まで多少余裕があることに対応する値である(図3Bを参照)。「k」は、さらに悪条件として、鉄心に磁束が残留しその状態から励磁が開始することを想定した加算値である。kは、定格運用時の磁束波高値Φに対する残留磁束の値の比であり、最大で0.95と見積もられる。送電システムに何らかの消磁要因が存在する場合には、kは0.30程度まで低下している可能性が考えられる。 Here, “2” of (2 + k) times is assumed to be 0 degree as the worst case of the applied potential phase. Even if the alternating amplitude of the magnetic flux is completely shifted to one polarity, it is somewhat until saturation. This is a value corresponding to a margin (see FIG. 3B). “K” is an additional value assuming that magnetic flux remains in the iron core and excitation starts from that state as a further adverse condition. k is the ratio of the values of the residual magnetic flux for the magnetic flux peak value [Phi P at the rated operation, is estimated to be 0.95 at the maximum. If there is some degaussing factor in the power transmission system, it is possible that k has decreased to about 0.30.

以上を前提にすると、Φ≧(2+k)ΦS1から、kとして緩い値0.30を用いてΦ≧2.30ΦS1なる条件は必要的であると算定できる(kとして緩くない方の値0.95を用いれば十分条件になる)。そして、ΦS1=1.11Φ〜1.25Φなので、緩い方のΦS1=1.11Φを用いて、最終的に、Φ≧2.55Φなる条件が必要的として導出できる(緩くない方のΦS1=1.25Φを用いて導出すれば十分条件になる)。 Based on the above, from Φ S ≧ (2 + k) Φ S1 , it is possible to calculate that the condition that Φ S ≧ 2.30Φ S1 is necessary by using a loose value 0.30 as k (which is not loose as k) A value of 0.95 is sufficient). And since Φ S1 = 1.11Φ P to 1.25Φ P , the condition of Φ S ≧ 2.55Φ P can be finally derived as necessary using the looser Φ S1 = 1.11Φ P ( It is sufficient if it is derived using Φ S1 = 1.25Φ P which is not loose).

この形態では、通常変圧器22〜24に課電が開始されるとき、すでに運用状態になっている、これと並列接続の変圧器が存在しても、それらの変圧器には何ら悪影響をもたらさない。これは、通常変圧器22〜24に課電開始されても励磁突入電流は発生せず、したがって当然ながら、他の変圧器に大きな励磁突入電流を誘引するというようなこともないためである。   In this configuration, when power is normally applied to the transformers 22 to 24, even if there are transformers that are already in operation and are connected in parallel with the transformers 22-24, there is no adverse effect on those transformers. Absent. This is because no excitation inrush current is generated even when power is normally applied to the transformers 22 to 24, and naturally no large excitation inrush current is induced in other transformers.

よって、通常変圧器22〜24に起因する、それ自体の励磁突入電流の発生、および他の変圧器に対する励磁突入電流の誘引という現象がないので、これにより、第2の変電所20の1次側に歪んだ過電圧が発生することもない。したがって、通常変圧器22〜24を原因として、送電システム用の機器(調相用コンデンサなど)の損壊、送電ケーブル11、12の過熱、これらの機器・設備の高調波障害、需要地への供給電圧の不安定化を招くなどの問題を生じさせない。   Therefore, there is no phenomenon of generation of its own magnetizing inrush current due to the normal transformers 22 to 24 and induction of magnetizing inrush current with respect to other transformers. No overvoltage distorted on the side. Therefore, normally, due to the transformers 22 to 24, the power transmission system equipment (phase adjusting capacitors, etc.) is damaged, the power transmission cables 11 and 12 are overheated, harmonic disturbances of these equipment / equipment, and supply to demand areas. Does not cause problems such as instability of voltage.

次に、優先運用変圧器21Aと通常変圧器22〜24とのより具体的な構成上の関係を補足的に説明する。構成上の関係として、通常変圧器22〜24それぞれの巻回数Nと優先運用変圧器21Aの巻回数Nとの関係について説明する。ここで「巻回数」は、各変圧器の同じ側(つまり、1次側、2次側のうちの同じいずれか一方)での巻回数である。まずこれらを等しくする場合は以下である。 Next, a more specific structural relationship between the priority operation transformer 21A and the normal transformers 22 to 24 will be supplementarily described. As on the relationship between structure, usually transformers 22-24 illustrating the relationship between the number of turns N 1 of each of windings N and the priority management transformer 21A. Here, the “number of turns” is the number of turns on the same side (that is, the same one of the primary side and the secondary side) of each transformer. First, to make them equal:

この場合、通常変圧器22〜24それぞれの鉄心における定格運用時の磁束波高値Φと、優先運用変圧器21Aの鉄心における定格運用時の磁束波高値ΦP1とが等しい前提で以下のように構成できる。すなわち、優先運用変圧器21Aが、その鉄心における飽和磁束の値ΦS1と、その鉄心における定格運用時の磁束波高値ΦP1との関係として、0.80ΦS1≦ΦP1≦0.90ΦS1を満たしており、通常変圧器22〜24それぞれの鉄心における飽和磁束の値Φと優先運用変圧器21Aでの値ΦS1との関係として、Φ≧2.30ΦS1を満たす。後者の関係は、すでに説明したΦ≧(2+k)ΦS1の関係に基づく(kとして、すでに説明したように0.30を使用)。 In this case, assuming that the magnetic flux peak value Φ P at the rated operation in the iron core of each of the normal transformers 22 to 24 is equal to the magnetic flux peak value Φ P1 at the rated operation in the iron core of the priority operation transformer 21A, as follows. Can be configured. That is, the priority operation transformer 21A sets 0.80Φ S1 ≦ Φ P1 ≦ 0.90Φ S1 as the relationship between the saturation magnetic flux value Φ S1 in the iron core and the magnetic flux peak value Φ P1 in the rated operation in the iron core. As a relationship between the value Φ S of the saturation magnetic flux in the iron core of each of the normal transformers 22 to 24 and the value Φ S1 in the priority operation transformer 21A, Φ S ≧ 2.30Φ S1 is satisfied. The latter relationship is based on the already described relationship of Φ S ≧ (2 + k) Φ S1 (using 0.30 as described above for k).

通常変圧器22〜24それぞれの巻回数Nと優先運用変圧器21Aの巻回数Nとを等しく設定しない場合は以下である。この場合、優先運用変圧器21Aの鉄心における飽和磁束の値ΦS1と、その鉄心における定格運用時の磁束波高値ΦP1との関係として、0.80ΦS1≦ΦP1≦0.90ΦS1であることを前提として以下のように構成できる。すなわち、通常変圧器22〜24それぞれの鉄心の断面積Sおよび巻回数Nと、優先運用変圧器21Aの鉄心の断面積Sおよび巻回数Nとの関係として、SN≧2.30Sが満たされるようにする。 If normal transformers 22-24 is not set equal to the number of turns N 1 of each of windings N and the priority management transformer 21A or less. In this case, the relationship between the saturation magnetic flux value Φ S1 in the iron core of the priority operation transformer 21A and the magnetic flux peak value Φ P1 in the rated operation in the iron core is 0.80Φ S1 ≦ Φ P1 ≦ 0.90Φ S1 . Assuming this, it can be configured as follows. That is, SN ≧ 2.30S 1 N as the relationship between the cross-sectional area S and the number of turns N of the core of each of the normal transformers 22 to 24 and the cross-sectional area S 1 and the number of turns N 1 of the core of the priority operation transformer 21A 1 is satisfied.

この場合、通常変圧器22〜24それぞれの巻回数Nと優先運用変圧器21Aの巻回数Nとが異なっていることから、これらの異なる巻回数を加味すると、すでに示した式Φ≧2.30ΦS1は、同じ趣旨として式ΦN≧2.30ΦS1に変更される。一般に磁束の値に巻回数を掛けた物理量は電圧の次元をもち、変圧器が並列接続される場合、電圧は各変圧器で共通になるためである。 In this case, since the normal transformer 22-24 winding number N 1 of each of windings N and the priority management transformer 21A are different, when considering these different number of turns, wherein [Phi S ≧ 2 already indicated .30Φ S1 is changed to the formula Φ S N ≧ 2.30Φ S1 N 1 for the same purpose. This is because, in general, a physical quantity obtained by multiplying the value of magnetic flux by the number of turns has a voltage dimension, and when transformers are connected in parallel, the voltage is common to each transformer.

そして一般に、飽和磁束の値は、飽和磁束密度×鉄心断面積で表される積であり、飽和磁束密度は、優先運用変圧器と通常変圧器とで鉄心材料が同じならば同じ値である。以上を根拠として、SN≧2.30Sが導出される。この場合は、通常変圧器22〜24において鉄心飽和までに余裕を持たせるため、鉄心断面積の増大でこれにすべて対応するのではなく、巻回数をも増加させることで、鉄心断面積の増大をその分抑制し変圧器の大型化を緩和できることを示している。これによりいずれかの側の巻回数を増大する場合は、その変圧器は、それに対応して他方の側の巻回数も増大させる。 In general, the value of the saturation magnetic flux is a product represented by saturation magnetic flux density × iron core cross-sectional area, and the saturation magnetic flux density is the same value if the core material is the same in the priority operation transformer and the normal transformer. Based on the above, SN ≧ 2.30S 1 N 1 is derived. In this case, the transformers 22 to 24 usually have a margin until the iron core is saturated. Therefore, an increase in the core cross-sectional area does not correspond to this, but the number of turns is also increased to increase the core cross-sectional area. It is shown that the increase in size of the transformer can be mitigated. If this increases the number of turns on either side, the transformer will correspondingly increase the number of turns on the other side.

次に、送電ケーブル11、12が10km以上というような長距離の場合に、送電システムの共振周波数を電力周波数の高調波周波数から外すようにして、第2の変電所20の1次側に、励磁突入電流に起因する過電圧の発生を防止することについて、その困難性を補足的に説明する。端的に言うと以下である。   Next, when the power transmission cables 11 and 12 are long distances such as 10 km or more, the resonance frequency of the power transmission system is removed from the harmonic frequency of the power frequency, and the primary side of the second substation 20 is The difficulty of preventing the occurrence of overvoltage due to the magnetizing inrush current will be described supplementarily. In short:

送電ケーブル11、12が数十kmのように長距離の場合、その対地静電容量が大きい(例えば2μF程度より大)。そして、送電システムに用いられる変圧器104、105の運用バンク数や送電ケーブル11、12の運用回線数が一定でないので実効的な対地静電容量は変動する。これにより、共振周波数は運用状態の違いに応じて多数生じ、電力周波数の低次高調波に一致する周波数をもつ共振周波数でさえも多数生じる可能性がある。つまりは、送電ケーブル11、12が長距離になるほど共振周波数の低下を招きかつその数も多いため、送電システムの共振周波数を電力周波数の高調波周波数から外すようにして問題となる過電圧発生を防止することは現実的でない。   When the power transmission cables 11 and 12 are long distances such as several tens of km, the ground capacitance is large (for example, larger than about 2 μF). Since the number of operation banks of the transformers 104 and 105 used in the power transmission system and the number of operation lines of the power transmission cables 11 and 12 are not constant, the effective ground capacitance varies. As a result, a large number of resonance frequencies are generated according to the difference in operation state, and even a resonance frequency having a frequency that matches the lower harmonic of the power frequency may be generated. In other words, the longer the transmission cables 11 and 12 are, the lower the resonance frequency is, and the greater the number of the transmission cables 11, 12. It is not realistic to do.

この点を試算した結果を以下説明する。図5Aは、図1に示した送電システムにおいて想定される運用の各ケースを示している。また、図5Bは、図5Aに示した各ケースで試算された、送電ケーブル長と共振周波数との関係を示している。共振周波数fは、一般に1/(2π√(LC))で計算できる。ここで、Lとしては、(1)発電所101と送電線102とで構成される電源系統のインダクタンスL、(2)変圧器104、105の漏れインダクタンスLTR、(3)送電ケーブル11、12のインダクタンスLが要素になり、合計値は例えば10mH程度より大になる。一方、Cとしては、送電ケーブル11、12の対地静電容量Cが要素になり、その値は上記のように例えば2μF程度より大である。 The result of calculating this point will be described below. FIG. 5A shows each case of operation assumed in the power transmission system shown in FIG. 1. FIG. 5B shows the relationship between the transmission cable length and the resonance frequency calculated in each case shown in FIG. 5A. The resonance frequency f R can be generally calculated by 1 / (2π√ (LC)). Here, as L, (1) the inductance L G of the power supply system constituted by the power plant 101 and the transmission line 102, (2) the leakage inductance L TR of the transformers 104 and 105, (3) the transmission cable 11, Twelve inductances L C become elements, and the total value becomes larger than about 10 mH, for example. On the other hand, as C, the ground capacitance C C of the power transmission cables 11 and 12 is an element, and the value thereof is larger than about 2 μF, for example, as described above.

図5Bから、共振周波数は運用状態の違いに応じて多数個生じ、ケーブル長が長いほど電力周波数(ここでは60Hz)の低次高調波に近い周波数をもつ共振周波数でさえも複数生じることが分かる。励磁突入電流によって変電所20の1次側に発生する過電圧は、電力周波数の高調波周波数に、送電システムの共振周波数が一致するときに共振して大きくなる。共振周波数が比較的高い周波数であれば、過電圧の発生は問題ない程度のごく短時間で収まることになるが、これはほとんど実現し得ないことを示している。なお、共振周波数は、このシステムにつながる負荷の状態によってもある程度は変化するものの大きくは変わらず、電力周波数の低次高調波の周波数付近に存在することに違いはない。   From FIG. 5B, it can be seen that a large number of resonance frequencies are generated according to the difference in operation state, and that a plurality of resonance frequencies having frequencies close to the lower harmonics of the power frequency (60 Hz in this case) are generated as the cable length increases. . The overvoltage generated on the primary side of the substation 20 due to the magnetizing inrush current resonates and increases when the resonance frequency of the power transmission system matches the harmonic frequency of the power frequency. If the resonance frequency is a relatively high frequency, the occurrence of overvoltage can be accommodated in such a short time that there is no problem, but this indicates that this can hardly be realized. The resonance frequency changes to some extent depending on the state of the load connected to this system, but does not change greatly, and there is no difference that it exists in the vicinity of the low-order harmonic frequency of the power frequency.

さらには、電源系統のインダクタンスLは、電源系統がその後更新的に変更になれば変動し、変圧器104、105の漏れインダクタンスLTRも例えばタップ位置が変更になれば変動する。したがって、当初は制約を縫うようにうまく共振周波数を外す設計をしてもその状態は保証の限りでない。 Furthermore, the inductance L G of the power supply system, the power supply system then updates to fluctuate if changed, the leakage inductance L TR of the transformer 104, 105 also for example tap position changes if the change. Therefore, even if it is designed to remove the resonance frequency well so as to sew the constraint at the beginning, the state is not guaranteed.

次に、図6Aは、図1中に示した通常変圧器22、23、24における残留磁束を説明しており、図6Bは、図1中に示した通常変圧器22、23、24における残留磁束の軽減要素を説明している。図6A中に示す残留磁束ΦRRは、定格運用時の磁束波高値Φに対して最大で0.95と見積もられる。送電システムに何らかの消磁要因が存在する場合には、この比(=k)は0.30程度まで低下している可能性が考えられる。 Next, FIG. 6A explains the residual magnetic flux in the normal transformers 22, 23, and 24 shown in FIG. 1, and FIG. 6B shows the residual magnetic flux in the normal transformers 22, 23, and 24 shown in FIG. Describes magnetic flux mitigation factors. Residual magnetic flux [Phi RR shown in FIG. 6A is estimated up to 0.95 relative to the magnetic flux peak value [Phi P at rated operation. If there is some degaussing factor in the power transmission system, this ratio (= k) may be reduced to about 0.30.

消磁要因としては、図6Bに示すように、通常変圧器24(または22、23)の1次側に存在する対地静電容量51が挙げられる。対地静電容量51が存在することにより、遮断器41が閉状態から開状態にされたとき、通常変圧器24との間で自由振動現象が生じ、さらに自由振動電流が抵抗成分により減衰するときエネルギーが失われる。これが消磁要因になる。   As a demagnetizing factor, as shown in FIG. 6B, a ground capacitance 51 that is normally present on the primary side of the transformer 24 (or 22, 23) can be cited. When the circuit breaker 41 is changed from a closed state to an open state due to the presence of the ground capacitance 51, a free vibration phenomenon occurs between the normal transformer 24 and the free vibration current is attenuated by a resistance component. Energy is lost. This becomes a demagnetizing factor.

このことから、逆に、実際の通常変圧器において残留磁束ΦRRを測定し、これを用いて未知のkを算定できる。この算定されたkに従い、図6A中に示すように、Φ≧1.11(2+k)Φを満たすように、通常変圧器22〜24の飽和磁束の値Φを設計することができる。これによれば、実際に即して、通常変圧器22〜24の飽和磁束の値Φを決めることができる。なお、k=0.30の場合は、Φ≧1.11(2+k)Φなる関係は、すでに説明したように、Φ≧2.55Φになる。 Therefore, conversely, to measure the residual magnetic flux [Phi RR in actual normal transformer can calculate the unknown k by using this. According to the calculated k, as shown in FIG. 6A, the saturation magnetic flux value Φ S of the normal transformers 22 to 24 can be designed to satisfy Φ S ≧ 1.11 (2 + k) Φ P. . According to this, the value Φ S of the saturation magnetic flux of the normal transformers 22 to 24 can be determined in accordance with the actual situation. When k = 0.30, the relationship of Φ S ≧ 1.11 (2 + k) Φ P is Φ S ≧ 2.55Φ P as already described.

(第2の実施形態)
次に、図7は、実施形態2の送電システムの構成を示しており、説明の簡潔化のため3相のうちの単相相当分のみの図示になっている。図7において、図1中に示したものと同一のものには同一符号を付し、その説明は省略する。この形態は、優先運用変圧器21Aを排し、代わりに通常変圧器21を設けたものである。通常変圧器21は、通常変圧器22〜24と同様の構成を有している。遮断器開閉制御部41Aには、変圧器21を優先的に運用すべきというような制限はない。
(Second Embodiment)
Next, FIG. 7 shows the configuration of the power transmission system according to the second embodiment, and only a portion corresponding to a single phase of the three phases is shown for the sake of simplicity of explanation. In FIG. 7, the same components as those shown in FIG. In this embodiment, the priority operation transformer 21A is eliminated, and a normal transformer 21 is provided instead. The normal transformer 21 has the same configuration as the normal transformers 22 to 24. The circuit breaker switching control unit 41A has no restriction that the transformer 21 should be preferentially operated.

この送電システムは、いずれの通常変圧器が最初に使用される場合にも、励磁突入電流が生じない。この点はすでに説明した点から明らかである。そして、その後に別の通常変圧器が課電された場合にも、その通常変圧器に励磁突入電流が生じない。これも同様に明らかである。したがって、通常変圧器21〜24の課電、運用の変更にかかわらず、励磁突入電流は発生せず、かつ別の変圧器に励磁突入電流が誘引されることもない。   This power transmission system does not generate a magnetizing inrush current when any normal transformer is used first. This point is clear from the points already explained. And when another normal transformer is charged after that, the magnetizing inrush current does not arise in the normal transformer. This is equally clear. Accordingly, regardless of the change in power and operation of the normal transformers 21 to 24, no magnetizing inrush current is generated, and no magnetizing inrush current is induced to another transformer.

よって、通常変圧器21〜24に起因する、それ自体の励磁突入電流の発生、および他の変圧器に対する励磁突入電流の誘引という現象がなく、これにより、第2の変電所20Aの1次側に歪んだ過電圧が発生することもない。したがって、通常変圧器21〜24を原因として、送電システム用の機器の損壊、送電ケーブル11、12の過熱、これらの機器・設備の高調波障害、需要地への供給電圧の不安定化を招くなどの問題を生じさせない。   Therefore, there is no phenomenon of generation of its own magnetizing inrush current due to the normal transformers 21 to 24, and induction of magnetizing inrush current to other transformers, and thereby the primary side of the second substation 20A. No distorted overvoltage occurs. Therefore, the transformers 21 to 24 usually cause damage to the equipment for the power transmission system, overheating of the power transmission cables 11 and 12, harmonic disturbance of these equipment and facilities, and unstable supply voltage to the demand area. Do not cause problems such as.

また、優先運用変圧器21Aを排したので、変圧器を問わず励磁突入電流自体が生じることがない。励磁突入電流の発生は、瞬間的な電圧低下を招くことがあるが、この実施形態ではこのような電圧低下も防止できる。   Further, since the priority operation transformer 21A is eliminated, the magnetizing inrush current itself does not occur regardless of the transformer. Generation of the magnetizing inrush current may cause a momentary voltage drop, but in this embodiment, such a voltage drop can also be prevented.

(第3の実施形態)
次に、図8は、実施形態3の送電システムの構成を示しており、説明の簡潔化のため3相のうちの単相相当分のみの図示になっている。図8において、すでに説明した図中に示したものと同一のものには同一符号を付し、その説明は省略する。この形態では、離島の側に太陽光発電所等66、68があり、これらの発電所から送電線67、69、変電所20A、送電ケーブル11、12、変電所10A、送電線65を介して本土側にある需要地の負荷64に電力供給できるように考えられている。太陽光発電所等66、68としては、ほかに、風力発電所、内燃力発電所などもあり得る。
(Third embodiment)
Next, FIG. 8 shows a configuration of the power transmission system according to the third embodiment, and only a portion corresponding to a single phase among the three phases is shown for the sake of simplicity of explanation. In FIG. 8, the same components as those shown in the already described drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In this form, there are solar power plants 66, 68 on the remote island side, and from these power plants via transmission lines 67, 69, substation 20A, transmission cables 11, 12, substation 10A, transmission line 65. It is considered that power can be supplied to the load 64 in the demand area on the mainland side. As the solar power plants 66, 68, there can be a wind power plant, an internal combustion power plant, and the like.

この形態は、すでに説明した形態と電力供給の方向が逆になる場合があり、このため、第1の変電所10Aにおいてその変圧器104A、104Bの運用切替えで励磁突入電流の発生や励磁突入電流の誘引が発生する可能性がある。そこで、この形態では、ひとつの構成方法として、変電所10Aの変圧器104A、105Aの両方においてすでに説明したような鉄心の飽和値向上を図る。   In this configuration, the direction of power supply may be reversed from the configuration already described. For this reason, in the first substation 10A, the generation of the excitation inrush current or the excitation inrush current by switching the operation of the transformers 104A, 104B. Attraction may occur. Therefore, in this embodiment, as one configuration method, the saturation value of the iron core as already described in both the transformers 104A and 105A of the substation 10A is improved.

または、変圧器104A、105Aの一方を優先運用変圧器として運用するように設定すれば、他方の変圧器のみ鉄心の飽和値向上を図るように構成してもよい。この場合の変圧器104A、105Bの課電切替えは、遮断器62、63を遮断器開閉制御部61で開閉制御することにより行う。その際には、遮断器開閉制御部61は、優先運用変圧器につながった遮断器における開状態から閉状態への切り替えを、通常変圧器につながった遮断器が開状態になっているときに限り行う。   Alternatively, if one of the transformers 104A and 105A is set to operate as a priority operation transformer, only the other transformer may be configured to improve the saturation value of the iron core. In this case, the switching of the voltage application of the transformers 104A and 105B is performed by controlling the circuit breakers 62 and 63 by the circuit breaker switching control unit 61. In that case, the circuit breaker switching control unit 61 switches from the open state to the closed state in the circuit breaker connected to the priority operation transformer, when the circuit breaker connected to the normal transformer is in the open state. Do as long as possible.

この形態では、第1の変電所10Aにおいて、過電圧の発生を防止することができる。この説明における第1の変電所10Aは、電力供給の方向を基準に考えると、機能的に図1中に示した第2の変電所20に相当していると言える。なお、図8においては、機能説明上分かりやすいように、第2の変電所20Aに実際は備えられる遮断器31〜34、および遮断器開閉制御部41Aについては、図示省略している。   In this embodiment, overvoltage can be prevented from occurring in the first substation 10A. The first substation 10A in this description can be said to functionally correspond to the second substation 20 shown in FIG. 1 in view of the direction of power supply. In FIG. 8, the circuit breakers 31 to 34 and the circuit breaker switching control unit 41 </ b> A actually provided in the second substation 20 </ b> A are not shown for easy understanding in the explanation of the function.

(第4の実施形態)
次に、図9は、実施形態4の送電システムの構成を示しており、説明の簡潔化のため3相のうちの単相相当分のみの図示になっている。図9において、すでに説明した図中に示したものと同一のものには同一符号を付し、その説明は省略する。この形態は、電力系統の構成が図1に示したものと異なり、かつ、第1の変電所10がない構成である。
(Fourth embodiment)
Next, FIG. 9 shows the configuration of the power transmission system according to the fourth embodiment, and only a portion corresponding to a single phase of the three phases is shown for the sake of simplicity of explanation. In FIG. 9, the same components as those shown in the already described drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In this form, the configuration of the power system is different from that shown in FIG. 1 and the first substation 10 is not provided.

すなわち、送電ケーブル11、12は、変電所を介さず、発電所71と送電線72とによる電力系統、発電所101と送電線102とによる電力系統、および発電所73と送電線74とによる電力系統の、3つの電力系統に直接に接続されている。この場合には、系統の共振周波数を求めるとき、第1の変電所にある変圧器の漏れインダクタンスが要素として取り除かれる。   That is, the power transmission cables 11 and 12 do not go through the substation, the power system by the power plant 71 and the power transmission line 72, the power system by the power plant 101 and the power transmission line 102, and the power by the power plant 73 and the power transmission line 74. It is directly connected to the three power systems of the system. In this case, when determining the resonant frequency of the system, the leakage inductance of the transformer in the first substation is removed as an element.

つまり共振周波数は、電源系統のインダクタンスと、送電ケーブル11、12のインダクタンスおよび静電容量とで決まることになるが、それでもやはり電力周波数の低次の高調波に一致する可能性が十分にある点は変わらない。図9では電源系統は3つあり、そのインダクタンスの組合せは7種類あり、送電ケーブル11、12が2回線であることと組み合わせると14種類の共振周波数が存在する。したがって、共振周波数を電力周波数の低次の高調波周波数から外す設計は現実味がない。   That is, the resonance frequency is determined by the inductance of the power supply system and the inductance and capacitance of the power transmission cables 11 and 12, but there is still a possibility that the resonance frequency coincides with the lower harmonics of the power frequency. Will not change. In FIG. 9, there are three power supply systems, and there are seven types of combinations of inductances. When the power transmission cables 11 and 12 are combined with two lines, there are 14 types of resonance frequencies. Therefore, a design that removes the resonance frequency from the lower harmonic frequency of the power frequency is not realistic.

この形態においても、第2の変電所20Aの構成によれば、通常変圧器21〜24に起因する、それ自体の励磁突入電流の発生、および他の変圧器に対する励磁突入電流の誘引という現象がなく、これにより、第2の変電所20Aの1次側に歪んだ過電圧が発生することもない。したがって、通常変圧器21〜24を原因として、送電システム用の機器の損壊、送電ケーブル11、12の過熱、これらの機器・設備の高調波障害、需要地への供給電圧の不安定化を招くなどの問題を生じさせない。   Also in this embodiment, according to the configuration of the second substation 20A, the phenomenon of generation of its own magnetizing inrush current due to the normal transformers 21 to 24 and the induction of the magnetizing inrush current to other transformers are caused. Thus, a distorted overvoltage does not occur on the primary side of the second substation 20A. Therefore, the transformers 21 to 24 usually cause damage to the equipment for the power transmission system, overheating of the power transmission cables 11 and 12, harmonic disturbance of these equipment and facilities, and unstable supply voltage to the demand area. Do not cause problems such as.

(第5の実施形態)
次に、図10は、実施形態5の送電システムの構成を示しており、説明の簡潔化のため3相のうちの単相相当分のみの図示になっている。図10において、すでに説明した図中に示したものと同一のものには同一符号を付し、その説明は省略する。この形態は、離島の側の変電所が複数設けられたものである。
(Fifth embodiment)
Next, FIG. 10 shows the configuration of the power transmission system according to the fifth embodiment, and only a portion corresponding to a single phase of the three phases is shown for the sake of simplicity. In FIG. 10, the same components as those shown in the already described drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In this form, a plurality of substations on the remote island side are provided.

すなわち、図10において、第2の変電所20Aの母線107から送電線85、86を介して第3の変電所81および第4の変電所82にそれぞれ接続がなされている。ここで変電所81、82にある変圧器においても、変電所20Aにある変圧器21〜24と同様な構成を採用する。これによれば、第3、第4の変電所81、82において、その通常変圧器に起因する、それ自体の励磁突入電流の発生、および他の変圧器に対する励磁突入電流の誘引という現象がなくなり、これにより、それらの変電所の1次側に歪んだ過電圧の発生を防止できる。   That is, in FIG. 10, the bus 107 of the second substation 20A is connected to the third substation 81 and the fourth substation 82 via the power transmission lines 85 and 86, respectively. Here, the transformers in the substations 81 and 82 also adopt the same configuration as the transformers 21 to 24 in the substation 20A. According to this, in the third and fourth substations 81 and 82, the phenomenon of generation of its own inrush current due to the normal transformer and the induction of the inrush current of the other transformer are eliminated. Thus, it is possible to prevent the occurrence of overvoltage distorted on the primary side of those substations.

したがって、通常変圧器を原因として、送電システム用の機器の損壊、送電ケーブル11、12の過熱、これらの機器・設備の高調波障害、需要地への供給電圧の不安定化を招くなどの問題を生じさせない。   Therefore, problems such as damage to the equipment for the power transmission system, overheating of the power transmission cables 11 and 12, harmonic disturbance of these equipment and facilities, and instability of the supply voltage to the demand area due to the normal transformer. Does not cause.

(第6の実施形態)
次に、図11は、実施形態6の送電システムの構成を示しており、説明の簡潔化のため3相のうちの単相相当分のみの図示になっている。図11において、すでに説明した図中に示したものと同一のものには同一符号を付し、その説明は省略する。この形態では、第1の変圧器10の低圧側母線106に送電線96を介して変電所91を接続している。
(Sixth embodiment)
Next, FIG. 11 shows a configuration of the power transmission system of the sixth embodiment, and only a portion corresponding to a single phase of the three phases is shown for the sake of simplicity of explanation. In FIG. 11, the same reference numerals are given to the same components as those shown in the already described drawings, and the description thereof is omitted. In this embodiment, a substation 91 is connected to the low-voltage bus 106 of the first transformer 10 via a power transmission line 96.

このように、送電ケーブル11、12の一端が接続されている第1の変圧器10の低圧側母線106に送電線96を介して変電所91が接続されていても、第2の変電所20に適用されている構成による効果については何ら変わるところはない。   Thus, even if the substation 91 is connected via the power transmission line 96 to the low voltage side bus 106 of the first transformer 10 to which one end of the power transmission cables 11 and 12 is connected, the second substation 20 There is no change in the effect of the configuration applied to the.

以上説明のように、各実施形態の送電システムによれば、変圧器群のうちの多くてもひとつが優先運用変圧器とされ、残りは通常変圧器である。ここで、通常変圧器それぞれの鉄心における飽和磁束の値Φとこの鉄心における定格運用時の磁束波高値Φとの関係として、Φ≧2.55Φが満たされている。すなわち、一般に、飽和磁束の値から見た定格運用時の磁束波高値は0.80〜0.90程度の比に設定されるところ、この比が0.392(=1/2.55)以下に設定されるこの送電システムは、定格運用での励磁から磁束が飽和するまでの間に大きな余裕を持たせている。 As described above, according to the power transmission system of each embodiment, at least one of the transformer groups is a priority operation transformer, and the remaining is a normal transformer. Here, Φ S ≧ 2.55Φ P is satisfied as the relationship between the saturation magnetic flux value Φ S in each iron core of each normal transformer and the magnetic flux peak value Φ P during rated operation in the iron core. That is, generally, the peak value of the magnetic flux at the rated operation as seen from the value of the saturation magnetic flux is set to a ratio of about 0.80 to 0.90, and this ratio is 0.392 (= 1 / 2.55) or less. This power transmission system set to 大 き な has a large margin between excitation in rated operation and saturation of magnetic flux.

このように設定することにより、通常変圧器に残留磁束がありかつ課電開始の投入位相が最悪の条件の場合であっても、課電開始時に鉄心は磁気飽和しなくなる。したがって、大きな励磁突入電流の発生を防止できる。これにより、課電された変圧器と並列に位置してすでに運用中の変圧器(優先運用変圧器を含む)が存在する場合にもそれらの変圧器に過大な励磁突入電流が誘引されることがない。したがって、第2の変電所の1次側に歪んだ過電圧が発生することが防止され、送電ケーブルが長距離の場合であっても過電圧の発生を防止することができる。   By setting in this way, the iron core will not be magnetically saturated at the start of voltage application even if the transformer normally has residual magnetic flux and the application phase at the start of voltage application is the worst condition. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a large magnetizing inrush current. As a result, excessive transformer inrush current is induced even when there are transformers that are already in operation (including priority operation transformers) in parallel with the transformers that have been charged. There is no. Therefore, the distorted overvoltage is prevented from occurring on the primary side of the second substation, and the occurrence of the overvoltage can be prevented even when the power transmission cable is a long distance.

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。これらの新規な実施形態は、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ともに、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。   As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel 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 modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10…変電所(第1の変電所)、10A…変電所、11,12…送電ケーブル、20,20A…変電所(第2の変電所)、21A…優先運用変圧器、21,22,23,24…通常変圧器、31,32,33,34…遮断器、41,41A…遮断器開閉制御部、51…対地静電容量、61…遮断器開閉制御部、62,63…遮断器、64…負荷、65…送電線、66,68…太陽光発電所、67,69…送電線、71,73…発電所、72,74…送電線、81,82…変電所、85,86…送電線、91…変電所、96…送電線、101…発電所、102…送電線、103…高圧側母線、104,105…変圧器、104A,105A…変圧器、106…低圧側母線、107…高圧側母線、108…低圧側母線。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Substation (1st substation), 10A ... Substation, 11,12 ... Transmission cable, 20, 20A ... Substation (2nd substation), 21A ... Preferential operation transformer, 21,22,23 24, a normal transformer, 31, 32, 33, 34 ... circuit breaker, 41, 41A ... circuit breaker switching control unit, 51 ... ground capacitance, 61 ... circuit breaker switching control unit, 62, 63 ... circuit breaker, 64 ... Load, 65 ... Transmission line, 66, 68 ... Solar power plant, 67, 69 ... Transmission line, 71, 73 ... Power plant, 72, 74 ... Transmission line, 81, 82 ... Substation, 85, 86 ... Transmission line, 91 ... substation, 96 ... transmission line, 101 ... power plant, 102 ... transmission line, 103 ... high voltage side bus, 104, 105 ... transformer, 104A, 105A ... transformer, 106 ... low voltage side bus, 107 ... high-voltage bus, 108 ... low-voltage bus.

Claims (6)

発電所が存在する側の変電所である第1の変電所が出力する変電電圧に一端が接続され得、需要地が存在する側の変電所である第2の変電所への前記第1の変電所からの電力供給のため他端が該第2の変電所に接続された、長さが10km以上の送電ケーブルが複数互いに電気的に並列に接続された送電ケーブル群と、
前記第2の変電所に設けられた、前記送電ケーブル群からの供給電力を変圧するための変圧器が複数互いに電気的に並列に接続された変圧器群と、を具備し、
前記変圧器群の中に互いに運用の優先関係が設けられていない通常変圧器と、前記通常変圧器よりも優先して運用されるひとつの優先運用変圧器とが存在し、
前記通常変圧器それぞれの巻回数Nと前記優先運用変圧器の巻回数N とが等しく、
前記通常変圧器それぞれの鉄心における定格運用時の磁束波高値Φ と、前記優先運用変圧器の鉄心における定格運用時の磁束波高値Φ P1 とが等しく、
前記優先運用変圧器が、該優先運用変圧器の鉄心における飽和磁束の値Φ S1 と、該優先運用変圧器の鉄心における定格運用時の磁束波高値Φ P1 との関係として、0.80Φ S1 ≦Φ P1 ≦0.90Φ S1 を満たしており、
前記通常変圧器が、それぞれ、該通常変圧器それぞれの鉄心における飽和磁束の値Φと該鉄心における定格運用時の磁束波高値Φとの関係として、Φ≧2.55Φを満たしている送電システム。
One end can be connected to the substation voltage output from the first substation that is the substation on the side where the power plant exists, and the first substation to the second substation that is the substation on the side where the demand area exists A transmission cable group in which the other end is connected to the second substation for power supply from the substation, and a plurality of transmission cables having a length of 10 km or more are electrically connected in parallel to each other;
Wherein provided on the second converter station, anda transformer group connected in parallel to the plurality from one another electrically are transformer to transform the electric power supplied from the power transmission cable group,
In the transformer group, there is a normal transformer that does not have a priority relationship of operation with each other, and one priority operation transformer that is operated in preference to the normal transformer,
The normal transformer and each winding number N the priority management transformer windings N 1 are equal,
The magnetic flux peak value Φ P at the rated operation in the iron core of each normal transformer and the magnetic flux peak value Φ P1 at the rated operation in the iron core of the priority operation transformer are equal,
The priority operation transformer has a relationship between the saturation magnetic flux value Φ S1 in the iron core of the priority operation transformer and the magnetic flux peak value Φ P1 at the rated operation in the iron core of the priority operation transformer , 0.80Φ S1 ≦ Φ P1 ≦ 0.90Φ S1 is satisfied,
The through normal transformer, respectively, as the relationship between the magnetic flux peak value [Phi P at the rated operation in the normal transformers each core saturation flux value [Phi S and iron center in satisfies Φ S ≧ 2.55Φ P Power transmission system.
記値Φと前記値ΦS1との関係として、Φ≧2.30ΦS1が満たされている請求項1記載の送電システム。 Transmission system of the prior Symbol value [Phi as the relation S and the value Φ S1, Φ S ≧ 2.30Φ S1 is claim 1 are met. 記通常変圧器それぞれの鉄心の断面積Sおよび該通常変圧器それぞれの巻回数Nと、前記優先運用変圧器の鉄心の断面積Sおよび該優先運用変圧器の巻回数Nとの関係として、SN≧2.30Sが満たされている請求項1記載の送電システム。 Before Symbol Normal sectional area S and the normal transformer each winding number N of the transformer each core, the priority management transformer core cross-sectional area S 1 and the priority management transformer relationship between the number of turns N 1 of The power transmission system according to claim 1 , wherein SN ≧ 2.30S 1 N 1 is satisfied. 前記送電ケーブル群と前記変圧器群の各変圧器との間それぞれに電気的に位置するように前記第2の変電所に設けられた遮断器群を備え、
前記通常変圧器の鉄心での、前記遮断器群のうちの該通常変圧器につながった遮断器が閉状態から開状態にされたときに残留する残留磁束ΦRRと、前記値Φとの比ΦRR/Φをkで表わしたとき、Φ≧1.11(2+k)Φを満たしている請求項1記載の送電システム。
A circuit breaker group provided in the second substation so as to be electrically located between each of the power transmission cable group and each transformer of the transformer group;
In the iron core of the normal transformer, and residual magnetic flux [Phi RR remaining when breaker led to the normal transformer of the circuit breaker group is from a closed state to an open state, and the value [Phi P The power transmission system according to claim 1, wherein when the ratio Φ RR / Φ P is represented by k, Φ S ≧ 1.11 (2 + k) Φ P is satisfied.
前記送電ケーブル群と前記変圧器群の各変圧器との間それぞれに電気的に位置するように前記第2の変電所に設けられた遮断器群と、
前記遮断器群のうちの前記優先運用変圧器につながった遮断器における開状態から閉状態への切り替えを、前記遮断器群のうちの前記通常変圧器につながった遮断器のすべてが開状態になっているときに限り行うように制御する遮断器開閉制御部
をさらに具備する請求項1記載の送電システム。
A circuit breaker group provided in the second substation so as to be electrically located between each of the power transmission cable group and each transformer of the transformer group;
In the circuit breaker group, switching from the open state to the closed state in the circuit breaker connected to the priority operation transformer, all the circuit breakers connected to the normal transformer in the circuit breaker group are in the open state. The power transmission system according to claim 1, further comprising: a circuit breaker switching control unit that performs control so as to be performed only when it is configured.
発電所が存在する側の変電所である第1の変電所が出力する変電電圧に一端が接続され得、需要地が存在する側の変電所である第2の変電所への前記第1の変電所からの電力供給のため他端が該第2の変電所に接続された、長さが10km以上の送電ケーブルが複数互いに電気的に並列に接続された送電ケーブル群と、前記第2の変電所に設けられた、前記送電ケーブル群からの供給電力を変圧するための変圧器が複数互いに電気的に並列に接続された変圧器群と、を具備する送電システムによる送電方法であって、
前記変圧器群の中に互いに運用の優先関係が設けられていない通常変圧器と、前記通常変圧器よりも優先して運用されるひとつの優先運用変圧器とが存在し、
前記通常変圧器それぞれの巻回数Nと前記優先運用変圧器の巻回数N とが等しく、
前記通常変圧器それぞれの鉄心における定格運用時の磁束波高値Φ と、前記優先運用変圧器の鉄心における定格運用時の磁束波高値Φ P1 とが等しく、
前記優先運用変圧器を、該優先運用変圧器の鉄心における飽和磁束の値Φ S1 と、該優先運用変圧器の鉄心における定格運用時の磁束波高値Φ P1 との関係として、0.80Φ S1 ≦Φ P1 ≦0.90Φ S1 を満たすように運用し、
前記通常変圧器を、それぞれ、該通常変圧器それぞれの鉄心における飽和磁束の値Φ 該鉄心における定格運用時の磁束波高値Φ との関係として、Φ ≧2.55Φ を満たすように定格運用する送電方法。
One end can be connected to the substation voltage output from the first substation that is the substation on the side where the power plant exists, and the first substation to the second substation that is the substation on the side where the demand area exists A transmission cable group in which the other end is connected to the second substation for power supply from the substation, and a plurality of transmission cables having a length of 10 km or more are electrically connected to each other in parallel; A transformer group provided in a substation, and a transformer group in which a plurality of transformers for transforming power supplied from the power transmission cable group are electrically connected to each other , and a power transmission method using a power transmission system,
In the transformer group, there is a normal transformer that does not have a priority relationship of operation with each other, and one priority operation transformer that is operated in preference to the normal transformer,
The normal transformer and each winding number N the priority management transformer windings N 1 are equal,
The magnetic flux peak value Φ P at the rated operation in the iron core of each normal transformer and the magnetic flux peak value Φ P1 at the rated operation in the iron core of the priority operation transformer are equal,
The priority operation transformer has a relationship of 0.80Φ S1 Saturation magnetic flux value Φ S1 in the iron core of the priority operation transformer and magnetic flux peak value Φ P1 in the rated operation in the iron core of the priority operation transformer. Operate to satisfy Φ P1 ≦ 0.90Φ S1 ,
The communication normal transformer, respectively, as the relationship between the magnetic flux peak value [Phi P at the rated operation in the normal transformers each core saturation flux value [Phi S and iron center in satisfies Φ S 2.55Φ P Power transmission method to be rated operation
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