JPH0775256A - ガス絶縁交直変換所 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 交直変換所の構成機器をガス絶縁化し、交直
変換所の所要スペースの縮小化及び環境保護の向上を図
る。 【構成】 下段ブリッジ側で変換器用変圧器２、サイリ
スタバルブ群５７、バルブアレスタ６ａが直線状に配置
され、上段ブリッジ側でも変換器用変圧器３、サイリス
タバルブ群５８、バルブアレスタ６ｂ、直流リアクトル
７が直線状に配置されている。なお、これら交直変換所
の主要機器であるサイリスタバルブ４，５、下段ブリッ
ジ用変換器用変圧器２，上段ブリッジ用変換器用変圧器
３、直流リアクトル７、バルブアレスタ６は、それぞれ
ガス絶縁化され、それぞれを接続する導体もガス絶縁管
路母線により構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直流送電における交直
変換所に係り、特に、主要機器をガス絶縁方式によって
構成し、これに伴って機器の配置及び構造に改良を施し
たガス絶縁交直変換所に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、大容量、長距離送電及び異周波連
系等、系統運用上、多くのメリットを有する直流送電が
多方面で使用され、一部地域において、系統を連系する
２５０ｋｖ直流送電が実施されている。また、この様な
直流送電は、今後さらに大容量、高電圧化することが予
想されている。

【０００３】上記直流送電においては、交流を直流に、
あるいは直流を交流に変換するための交直変換所が設置
される。この交直変換所は、図６に示した様に、交流線
路５１から入力した交流電圧を、変換器用変圧器２，
３、サイリスタバルブ群４９，５０を通して直流電圧に
変換し、直流リアクトル７を介して直流線路４８に送電
するものである。また、前記サイリスタバルブ群４９，
５０を形成するサイリスタバルブ４は、交流電圧を直流
電圧に、あるいは直流電圧を交流電圧に変換する主要素
で、現在のところ、運転実績、保守・点検の面から、空
気絶縁方式によるものが多用されている。

【０００４】図７は、前記空気絶縁方式のサイリスタバ
ルブ、それを収納するバルブホール及び周辺機器の配置
の一例を示したものである。図において、交流線路５１
から入力した交流電圧は、変換器用変圧器５２で適当な
電圧に調整され、壁貫ブッシング５３を介してバルブホ
ール５４内に収納されたサイリスタバルブ５５に送られ
る。そして、サイリスタバルブ５５によって交流から直
流に変換された後、直流壁貫ブッシング５６を介して直
流線路４８に送られる。なお、図に示したバルブアレス
タ６は、サイリスタバルブ５５をサージ電圧から保護す
るものである。また、前記交流線路５１及び直流線路４
８には、それぞれ断路器、遮断器、変成器等の所定の機
器が接続されている。さらに、サイリスタバルブ５５は
その特性上、湿気、ほこり等を嫌うため、前記バルブホ
ール５４はクリーンルーム化されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した様に、現時点
においては、空気絶縁方式のサイリスタバルブが用いら
れ、その送電実績は直流２５０ｋｖまでである。この２
５０ｋｖの直流送電用のサイリスタバルブは約１０ｍ程
度の高さになり、近い将来実用化される５００ｋｖの直
流送電用ではその高さは２０ｍを超える大型器となるこ
とが予想されている。

【０００６】しかしながら、高さが２０ｍを超えるサイ
リスタバルブでは、耐震上の強度が大きな問題となると
共に、サイリスタバルブを収納するバルブホールも大規
模なものにならざるを得ない。このことは、国土面積が
狭く、地震国であるわが国においては非常に大きな問題
であり、直流送電の大容量・高電圧化を進める上で大き
な障害になることが予想される。

【０００７】また、変換器用変圧器５２及び直流リアク
トル７は、現在最も信頼性の高い油絶縁方式によって構
成されているが、この様な油入機器は、常に環境対策を
必要とし、環境保護の面で不利な点がある。

【０００８】本発明は、上述した様な従来技術の問題点
を解決するために提案されたもので、その目的は、構成
機器の縮小化による所要スペースの縮小化及び環境保護
の向上を可能としたガス絶縁交直変換所を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のガス絶縁
交直変換所は、交直変換所を構成するサイリスタバル
ブ、変換器用変圧器、直流リアクトル及びバルブアレス
タをガス絶縁化し、それぞれをガス絶縁管路母線により
接続したことを特徴とするものである。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載のガス絶縁交直変換所において、変換器用変圧器、サ
イリスタバルブ群、バルブアレスタ及び直流リアクトル
を直線状に配置すると共に、サイリスタバルブ群を形成
する１アーム分のサイリスタバルブを横置きに配置し、
さらに、それぞれ別列に配置される上段側ブリッジ用サ
イリスタバルブ群と下段側ブリッジ用サイリスタバルブ
群の相互間距離を、前記サイリスタバルブの長さ以上に
なるように構成したことを特徴とするものである。

【００１１】さらに、請求項３記載の発明は、請求項１
記載のガス絶縁交直変換所において、サイリスタバルブ
を縦型に構成し、また、上下段ブリッジを形成するサイ
リスタバルブをそれぞれ２列並列に配置し、下段側ブリ
ッジを形成するサイリスタバルブ群の一端側に下段ブリ
ッジ用変換器用変圧器を配設し、さらに、上段側ブリッ
ジを形成するサイリスタバルブ群の一端側に上段ブリッ
ジ用変換器用変圧器を配設し、他端側には直流リアクト
ルを配設したことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】本発明のガス絶縁交直変換所によれば、バルブ
ホールが不要になるとともに、変換器用変圧器、直流リ
アクトルとサイリスタバルブとの結合部分のブッシング
を絶縁スペーサに変えることができるため、機器の縮小
化が可能となる。また、サイリスタバルブの点検につい
ても、内部要素を外部に引き出すことで比較的容易にで
き、しかも上下段ブリッジ群のサイリスタバルブの点検
を同一場所でできるようにしたことでスぺースロスを最
小にすることができ、交直変換所の所要スぺースを従来
の空気絶縁方式に比べ著しく縮小できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２を参
照して説明する。なお、図６に示した従来型と同一の部
材には同一の符号を付して、説明は省略する。

【００１４】本実施例においては、図１に示した様に、
下段ブリッジ側（図中、左側）で変換器用変圧器２、サ
イリスタバルブ群５７、バルブアレスタ６ａが直線状に
配置され、同様に、上段ブリッジ側（図中、右側）で変
換器用変圧器３、サイリスタバルブ群５８、バルブアレ
スタ６ｂ、直流リアクトル７が直線状に配置されてい
る。なお、これら交直変換所の主要機器であるサイリス
タバルブ４，５、下段ブリッジ用変換器用変圧器２，上
段ブリッジ用変換器用変圧器３、直流リアクトル７、バ
ルブアレスタ６は、それぞれガス絶縁化され、それぞれ
を接続する導体もガス絶縁管路母線を使用して構成され
ている。

【００１５】また、サイリスタバルブ群５７，５８を形
成する１アーム分のサイリスタバルブ４，５は横置きに
配置され、それぞれ別列に配置される下段側ブリッジ用
サイリスタバルブ群５７と上段側ブリッジ用サイリスタ
バルブ群５８の相互間距離が、各サイリスタバルブ４，
５の長さ以上になるように構成されている。これは、両
サイリスタバルブ群５７，５８間のスペースを、サイリ
スタバルブ４，５の点検用スぺースとするためである。

【００１６】なお、前記変換器用変圧器２，３はガス絶
縁形交流開閉装置１に接続され、直流リアクトル７はガ
ス絶縁形直流開閉装置８に接続されている。これらの接
続は、ガス絶縁管路母線にてなされている。また、変換
器用変圧器２，３とサイリスタバルブ４，５との接続及
び直流リアクトル７とサイリスタバルブ５との接続も、
ガス絶縁管路母線によりなされている。これらのガス絶
縁管路母線１１ａ，１１ｂ，１３は、サイリスタバルブ
４，５の上部に配置されている。

【００１７】図２は、前記横置き型のサイリスタバルブ
の内部構造を示したものである。即ち、このサイリスタ
バルブは、絶縁ガス（ＳＦ₆ ガス）２８を充気したタン
ク２６内に、サイリスタ素子、コンデンサ、抵抗など、
サイリスタバルブを構成する部品を一単位としたモジュ
ール３０ａ，３０ｂを収納して構成されている。以下、
サイリスタバルブの内部構造について詳細に説明する。

【００１８】前記モジュール３０ａ，３０ｂは、絶縁支
え２９によって支持されたモジュール固定板３２上に、
相互間距離を等しく並べて固定されている。なお、この
相互間距離は沿面絶縁距離により決まるもので、ガス絶
縁の場合、空気絶縁の場合に比べて、塵埃、湿気などの
影響を考慮しなくてもよいので、１／５〜１／１０程度
に縮小することができる。つまり、サイリスタバルブそ
のものを大幅に縮小することができる。

【００１９】また、モジュール３０ａ，３０ｂの端部に
は、電界緩和用としてシールド２７が取り付けられてい
る。これにより、モジュールとタンク２６間の絶縁距離
を縮小することができる。さらに、モジュール３０ａ，
３０ｂの上部は、絶縁支え板４０によって固定され、こ
の絶縁支え板４０は、支え３３とタンク蓋４６に止め具
３６，４４を利用して固定されている。また、前記支え
３３にはワイヤ掛け３５が取り付けられ、さらに、支え
３３の周囲にはエンドタンク３４が取り付けられてい
る。

【００２０】この様に構成されたサイリスタバルブの入
出力は、管路３８，４２、絶縁スペーサ３７，４１、導
体３９，４３で構成されたガス絶縁管路母線を、サイリ
スタバルブの両端に近い位置に連結し、それぞれの両端
のモジュール３０ａ，３０ｂに導体を接続することによ
ってなされている。また、前記サイリスタバルブの点検
時及び部品交換時には、モジュール３０ａ，３０ｂをタ
ンク外に引き出して作業を行うように構成されている。
即ち、エンドタンク３４を取り外し、支え３３、絶縁支
え板４０、モジュール固定板３２をそれぞれタンク２６
から切り離し、ワイヤ掛け３５にワイヤーをかけ、重機
を利用してモジュール３０ａ，３０ｂを図中右方向に引
き出して点検作業を行うように構成されている。

【００２１】なお、モジュールの引出し作業がスムーズ
に行えるように、モジュール固定板３２の下部には転が
り装置３１が設けられている。また、モジュールを引き
出す方向（図中、右方向）とは、図１における下段ブリ
ッジ群のサイリスタバルブの場合は上段ブリッジ群側、
上段ブリッジ群のサイリスタバルブの場合は下段ブリッ
ジ群側になる。この様に、両ブリッジ群のサイリスタバ
ルブを、それらの中間に設けたスペースに引き出すこと
で、点検用スぺースを確保することによるスぺースロス
を最小にすることができる。

【００２２】以上のように、交直変換所の主要機器をガ
ス絶縁化することで、ガス絶縁交直変換所を得ることが
できる。また、変換器用変圧器、直流リアクトルとサイ
リスタバルブとの結合部分に配設されていたブッシング
を絶縁スペーサに変えることができるため、機器の縮小
化が可能となり、従来の空気絶縁方式に比べて所要スぺ
ースを大幅に縮小することができる。さらに、バルブホ
ールも不必要になるので建設費を削減することもでき
る。また、タンク形構造とした場合に難しいと懸念され
ていたサイリスタバルブの点検についても、モジュール
を外部に引き出すことで比較的容易に行うことができ、
しかも大きなスぺースロスを伴わないという利点もあ
る。

【００２３】また、ガス絶縁は湿気、塵埃の影響が無い
ため、空気絶縁より絶縁安定性に優れ、各機器の絶縁安
定性が向上する。さらに、従来、油入機器であった変換
器用変圧器、直流リアクトルをガス絶縁化することによ
り、環境対策面での問題が少なくなるという利点もあ
り、今後の高電圧、大容量化にも容易に対応することが
できる。

【００２４】ところで、直流送電系統では、需要増大に
伴って、同じ変換所を利用して系統の増設が行われるこ
とが多いが、本発明のガス絶縁交直変換所によれば、こ
の様な増設にも比較的容易に対応できる。以下、この点
について説明する。

【００２５】図３は、直流送電系統を増設したときの変
換所のレイアウトを示したものである。図に示した様
に、増設分の変換器用変圧器１４，１５、サイリスタバ
ルブ群１８，１９及び直流リアクトル２１を、増設前の
機器の配置（図中、左側）と同様のレイアウトにするこ
とにより、容易に系統を増設することができる。

【００２６】また、ガス絶縁サイリスタバルブは縦型に
構成することもできる。即ち、図４に示した様に、下段
ブリッジを形成するサイリスタバルブ２２が２列並列
に、また、上段ブリッジを形成するサイリスタバルブ２
３が２列並列に設置されている。そして、下段側ブリッ
ジを形成するサイリスタバルブ群の一端側に、下段ブリ
ッジ用変換器用変圧器２が配設され、さらに、上段側ブ
リッジを形成するサイリスタバルブ群の一端側に、上段
ブリッジ用変換器用変圧器３が配設され、他端側には、
直流リアクトル７が配設されている。また、前記変換器
用変圧器２，３は、ガス絶縁形交流開閉装置１に接続さ
れ、前記直流リアクトル７は、ガス絶縁形直流開閉装置
８に接続されている。

【００２７】さらに、変換器用変圧器２，３とサイリス
タバルブ２２，２３との接続及び直流リアクトル７とサ
イリスタバルブ２３との接続及びサイリスタバルブ間の
接続は、ガス絶縁管路母線を用いてなされている。な
お、縦型サイリスタバルブでは、前記ガス絶縁管路母線
はサイリスタバルブの側面に配置される。これは、縦型
サイリスタバルブの点検時に、内部のみを上部に引き出
して点検作業を行うこととしたためで、ガス絶縁管路母
線を取り外すことなく内部の引き出しを可能としたこと
による。この点が前記横置き形のサイリスタバルブと異
なる点である。

【００２８】以上の様に、縦型のサイリスタバルブを使
用した場合でも、ガス絶縁交直変換所を得ることができ
る。この構成による効果は、上述した横置き形のサイリ
スタバルブを使用した場合とほぼ同様になり、従来の空
気絶縁方式の交直変換所に比べて大幅なスぺースの縮小
化が可能になるとともに、直流送電系統の増設にも容易
に対応することができる。

【００２９】また、図５は、直流リアクトル７の設置位
置を変換器用変圧器側、すなわち変換器用変圧器と同列
のサイリスタバルブ群の一端側に配置した実施例を示し
たものである。この様に構成することにより、ガス絶縁
変換器用変圧器２、３とガス絶縁直流リアクトル７の冷
却系を兼用することができるという利点がある。

【００３０】なお、上述した縦型及び横型のサイリスタ
バルブにおいては、上段ブリッジを形成するサイリスタ
バルブの内部ガス圧力を、下段ブリッジを形成するサイ
リスタバルブの内部ガス圧力より高くする。これは、上
段ブリッジ側が下段ブリッジ側より、対タンク電圧が高
くなることに対処するものである。もちろん、絶縁上影
響がなければ、同じガス圧力でも支障ない。

【００３１】また、前記サイリスタバルブ内において、
タンク内部ガス圧力を高電圧側ほど高く設定する。この
場合は、タンク内でガス区分用の絶縁壁を設ける必要が
ある。これは、高電圧側ほど高ガス圧力に対して高い耐
圧性を有するようにするためである。もちろんこの場合
も、絶縁上影響がなければ、同一タンク内は同ガス圧力
でも支障ない。

【００３２】さらに、上述した実施例においては、絶縁
ガスとしてＳＦ₆ ガスを用いたが、絶縁ガスはこれに限
定されず、高圧空気、窒素など他の絶縁ガスでも良い。
また、ガス絶縁変換器用変圧器、ガス絶縁直流リアクト
ルの絶縁方式、冷却方式、ガス圧力については、とくに
限定されない。さらに、ガス絶縁サイリスタバルブのガ
ス圧力、冷却方式についても、とくに限定されない。

【００３３】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明のガス絶縁交
直変換所によれば、交直変換所を構成するサイリスタバ
ルブ、変換器用変圧器、直流リアクトル及びバルブアレ
スタをガス絶縁化し、それぞれをガス絶縁管路母線によ
り接続することにより、構成機器を縮小化することがで
き、交直変換所の所要スペースの縮小化及び環境保護の
向上を可能としたガス絶縁交直変換所を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス絶縁交直変換所の一実施例を示す
平面図

【図２】本発明のガス絶縁交直変換所に用いられる横置
き型サイリスタバルブの内部構造を示す図

【図３】本発明の他の実施例を示す構成図

【図４】縦置き型のサイリスタバルブを用いた場合のガ
ス絶縁交直変換所の一実施例を示す平面図

【図５】縦置き型のサイリスタバルブを用いた場合のガ
ス絶縁交直変換所の他の実施例を示す平面図

【図６】一般的な交直変換所の単線結線図

【図７】空気絶縁方式のサイリスタバルブを用いた従来
の交直変換所の一例を示す斜視図

【符号の説明】

１…ガス絶縁形交流開閉装置 ２，３…変換器用変圧器 ４，５…サイリスタバルブ ６…バルブアレスタ ７…直流リアクトル ８…ガス絶縁形直流開閉装置 ９…サイリスタバルブ点検用スペース １４，１５…変換器用変圧器 １８，１９…サイリスタバルブ群 ２１…直流リアクトル ２２，２３…ガス絶縁サイリスタバルブ（縦型） ２６…タンク ２７…シールド ２８…絶縁ガス ３０ａ，３０ｂ…モジュール ４８…直流線路 ５１…交流線路 ５２…変換器用変圧器 ５４…バルブホール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交直変換所を構成するサイリスタバル
   ブ、変換器用変圧器、直流リアクトル及びバルブアレス
   タをガス絶縁化し、それぞれをガス絶縁管路母線により
   接続したことを特徴とするガス絶縁交直変換所。
2. 【請求項２】 交直変換所を構成する変換器用変圧器、
   サイリスタバルブ群、バルブアレスタ及び直流リアクト
   ルを直線状に配置すると共に、サイリスタバルブ群を形
   成する１アーム分のサイリスタバルブを横置きに配置
   し、さらに、それぞれ別列に配置される上段側ブリッジ
   用サイリスタバルブ群と下段側ブリッジ用サイリスタバ
   ルブ群の相互間距離を、前記サイリスタバルブの長さ以
   上になるように構成したことを特徴とする請求項１記載
   のガス絶縁交直変換所。
3. 【請求項３】 交直変換所を構成するサイリスタバルブ
   を縦型に構成し、また、上下段ブリッジを形成するサイ
   リスタバルブをそれぞれ２列並列に配置し、下段側ブリ
   ッジを形成するサイリスタバルブ群の一端側に下段ブリ
   ッジ用変換器用変圧器を配設し、さらに、上段側ブリッ
   ジを形成するサイリスタバルブ群の一端側に上段ブリッ
   ジ用変換器用変圧器を配設し、他端側には直流リアクト
   ルを配設したことを特徴とする請求項１記載のガス絶縁
   交直変換所。