JPH05292660A - 交直変換装置の地絡検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、中性線の片端を接地し、他
端を非接地としている双極直流送電系統において、非接
地端側変換器の中性線側の地絡の発生を検出する地絡検
出装置提供することにある。 【構成】 中性線の片端を接地し、他端を非接地として
いる双極直流送電系統におい、非接地端の地絡極の変換
器の中性線側の電流と本線側の電流が等しくない条件で
出力を発生する比較手段と、地絡極が停止し正常極が運
転している条件で出力を発生する手段と、当該手段と前
記比較手段の出力信号が印加されるアンド回路とから成
る交直変換装置の地絡検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は双極直流連系設備の交直
変換装置の地絡の発生を検出する交直変換装置の地絡検
出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】直流送電系統としては、図２に示すよう
な正、負の２極からなる双極構成の直流送電系統が知ら
れている。図２において、１，３は図示しない同一の交
流系統に連系され交流を直流または直流を交流に変換す
る交直変換器、２，４は交直変換器１，３が連系されて
いる交流系統とは異る別の同一交流系統に連系され交流
を直流または直流を交流に変換する交直変換器である。
５乃至７は送、受電端の交直変換器相互間を連系する直
流線路、８〜１１は送、受電端側の直流線路５、７に設
けられた直流リアクトルである。

【０００３】今、図２に示す双極構成の直流送電系統に
おいて、交直変換器１、３を順変換器とし、又交直変換
器２、４を逆変換器とする。従って、直流線路５の電圧
は正であるため、順変換器１、直流リアクトル８、直流
線路５、直流リアクトル９、逆変換器２及び直流線路６
で構成される極を正極と呼び、また、順変換器３、直流
リアクトル１０、直流線路７、直流リアクトル１１、逆
変換器４及び直流線路６で構成される極を負極と呼ぶ。
ここで、直流線路６は中性線と呼ばれ、諸外国では逆変
換器２と４の間のＰも接地し、大地帰路とすることによ
り中性線を省略する例が多いが我が国では通信障害、大
地電流による地下埋設設備（水道管等）の電蝕等の問題
により中性線を設け、片端のみ接地し、他端は非接地と
するのが一般的である。

【０００４】図３に一般的に用いられている変換器回り
の地絡事故検出方法を示す。電流検出器１２Ａ及び１３
Ａで検出される変換器２の高圧側の直流電流ＩdHと、低
圧側の直流電流ＩdLを直流差動継電器１４Ａで監視し、
２つの値に差が生じたことで判断する方法である。保護
操作として、地絡検出により当該極を停止している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図４に、双極運転中に
第１極の非接地端変換器２の中性線側で地絡（Ｂ点）が
発生した場合の電流の流れを示す。

【０００６】第１極は前述の図３に示されている地絡事
故検出方法によって、地絡検出されると保護停止する
が、第２極は運転を継続する。この時、接地端のＡ点か
らＢ点へという大地帰路の電流ル―プ（Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ
→Ａ）が形成される（点線は大地を流れる電流を示
す）。これは中性線の抵抗が大地の抵抗よりも大きいの
で分流してしまうためである。この大地帰路の電流ル―
プにより、接地点の電流が流れ続け当該極が停止しても
地絡電流は流れ続けることになる。一方、地絡事故が検
出され第１極は保護停止となり、変換器１，２がゲ―ト
ブロックされた後に後続の保護動作によって、図示して
いない第１極の非接地端変換器２の中性線側に設けられ
ている断路器が開放されるが、この時、前述のように地
絡電流は流れ続けていると、断路器等に損傷を与えるこ
とになる。

【０００７】更に、地絡事故検出されてから所定時間後
にＡ点に電流が流れていることと、中性線６に電流が流
れていないことの条件で、図示しない中性線保護装置が
動作し運転極も保護停止に至る。双極システムダウンに
至る上に、実質には中性線事故でないにも拘らず中性線
事故であると誤判断するため復旧にも時間がかかる。本
発明の目的は、前記従来例の持つ不具合を解決するため
になされたものであって、双極直流連系設備で、非接地
端の変換器の中性線側の地絡の発生を検出する地絡検出
装置提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明よれば上記目的
は、中性線の片端を接地し、他端を非接地としている双
極直流送電系統におい、前記非接地端の第１極の変換器
の中性線側の電流を検出する第１の電流検出器と、本線
側の電流を検出する第２の電流検出器と、前記非接地端
の第２極の変換器の中性線側の電流を検出する第３の電
流検出器と、本線側の電流を検出する第４の電流検出器
と、前記第１、第２の電流検出器の出力を比較し両者が
等しくないとき出力信号を発生する第１の比較手段と、
前記第３、第４の電流検出器の出力を比較し両者が等し
くないとき出力信号を発生する第２の比較手段と、双極
の運転状態を監視し第１極が停止第２極が運転状態での
下で前記第１の比較手段の出力が有ることで前記非接地
端の第１極の変換器の中性線側の地絡を検出する手段
と、双極の運転状態を監視し第２極が停止第１極が運転
状態での下で前記第２の比較手段の出力が有ることで前
記非接地端の第２極の変換器の中性線側の地絡を検出す
る手段を具備することによって達成出来る。

【０００９】

【作用】前述のように構成された、双極直流連系設備に
おいて、いずれかの極の非接地端変換器の中性線側に地
絡が発生すれば、当該極を運転停止しても、図４に示し
たように、地絡電流が流れるため、事故極が停止で正常
極が運転状態での下で停止極の非接地端変換器の中性線
側の電流と、停止極の非接地端変換器の本線側の電流が
等しくならない条件が成立するため停止極の非接地端変
換器の中性線側の地絡と判断することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図２と同一部に同
一符号を付して示す図１の構成図を参照して説明する。
図１において、変換器１，２から構成される極を第１極
とし、変換器３，４から構成される極を第２極とする。

【００１１】図１において、地絡検出装置１００は、変
換器制御装置２０Ａ，２０Ｂの運転状態を監視し第１極
が停止し第２極が運転していることで論理信号の「１」
を出力するアンド回路４０Ａと、第１極の非接地端変換
器２の中性線側の電流検出器１３Ａの出力値と第１極の
非接地端変換器２の本線側の電流検出器１２Ａの出力値
が等しくないときに論理信号の「１」を出力する比較器
３０Ａと、アンド回路４０Ａと比較器３０Ａの出力信号
が印加されるアンド回路４１Ａと、変換器制御装置２０
Ａ，２０Ｂの運転状態を監視し第２極が停止し第１極が
運転していることで論理信号の「１」を出力するアンド
回路４０Ｂと、第２極の非接地端変換器の中性線側の電
流検出器の出力値と第２極の非接地端変換器４の本線側
の電流検出器１２Ｂの出力値が等しくない時に論理信号
の「１」を出力する比較器３０Ｂと、アンド回路４０Ｂ
と比較器３０Ｂの出力信号が印加されるアンド回路４１
Ｂとから構成している。

【００１２】前述のように構成することにより、第１極
の非接地端変換器２の中性線側で地絡事故が発生し第１
極が停止した場合には、図４に示すように電流が流れる
ためアンド回路４０Ａの出力が「１」、比較器３０Ａの
出力が「１」となるため、アンド回路４１Ａの出力が
「１」となり、第１極の非接地端変換器２の中性線側の
地絡事故を検出することができる。

【００１３】地絡事故が検出されると、第２極も運転を
停止し、その後に第１極の図示しない断路器を開放すれ
ば、断路器で地絡電流を遮断することはない。又、第２
極を再運転する場合には、第２極の運転停止は地絡事故
によるものであることが知られているため、再運転に時
間を要しない。

【００１４】同様にして、第２極の非接地端変換器の中
性線側で地絡事故が発生し第２極が停止した場合には、
アンド回路４０Ｂの出力が「１」、比較器３０Ｂの出力
が、「１」となるため、アンド回路４１Ｂの出力が
「１」となり、第２極の非接地端変換器４の中性線側の
地絡事故を検出することができる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明のように本発明によれば、双極
運転中に非接地端の変換器の中性線側で地絡事故が発生
した場合に、発生極を保護停止し、中性線保護装置が動
作する以前に地絡場所を判断できるので、健全極を一旦
停止し地絡電流を切ってから再起動するなどの保護操作
を行うことができるので、地絡電流が流れている時に断
路器を開路することを防止でき、更に、復旧に時間がか
かることを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す地絡検出装置の構成
図。

【図２】本発明を適用する双極構成の直流送電系統を示
す概略構成図。

【図３】一般的な変換器の地絡検出装置の構成図。

【図４】地絡が発生した場合の地絡電流のル―プを説明
するための図。

【符号の説明】

１，２，３，４…交直変換器、５，７…直流線路、６…
中性線、８，９，１０，１１…直流リアクトル、１２
Ａ，１３Ａ，１２Ｂ，１３Ｂ…電流検出器、１４Ａ…直
流差動継電器、２０Ａ，２０Ｂ…変換器制御装置、３０
Ａ，３０Ｂ…比較器４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ…
アンド回路、１００…地絡検出装置、１１０，１２０，
１３０，４１０，４２０…直流電流検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中性線の片端を接地し、他端を非接
   地としている双極直流送電系統におい、前記非接地端の
   第１極の変換器の中性線側の電流を検出する第１の電流
   検出器と、本線側の電流を検出する第２の電流検出器
   と、前記非接地端の第２極の変換器の中性線側の電流を
   検出する第３の電流検出器と、本線側の電流を検出する
   第４の電流検出器と、前記第１、第２の電流検出器の出
   力を比較し両者が等しくないとき出力信号を発生する第
   １の比較手段と、前記第３、第４の電流検出器の出力を
   比較し両者が等しくないとき出力信号を発生する第２の
   比較手段と、双極の運転状態を監視し第１極が停止第２
   極が運転状態での下で前記第１の比較手段の出力が有る
   ことで前記非接地端の第１極の変換器の中性線側の地絡
   を検出する手段と、双極の運転状態を監視し第２極が停
   止第１極が運転状態での下で前記第２の比較手段の出力
   が有ることで前記非接地端の第２極の変換器の中性線側
   の地絡を検出する手段を具備して成る交直変換装置の地
   絡検出装置。