JPH1189022A - サイリスタ制御直列コンデンサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小形化、信頼性ならびに美観の向上が可能な
サイリスタ制御直列コンデンサ装置を提供する。 【解決手段】 リアクトル３２と短絡用開閉器３３の直
列体、非直線抵抗体３４、電圧変成器３５およびリアク
トル２９とサイリスタ制御装置３０の直列体と並列接続
されたコンデンサ３１を、送電線間に接続させてなる直
列コンデンサ装置の各構成機器を、接地された各容器内
にそれぞれ収納するとともに各構成機器間を、各容器間
を連結し絶縁性ガスが充填された母線容器内に往復配置
された母線５６、５７および５８、５９により接続させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、送電線路中に接
続され送電線のリアクタンスを補償しサイリスタ制御装
置により位相制御されるサイリスタ制御直列コンデンサ
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は例えば平成９年電気学会全国大会
論文１５１３で紹介された従来のサイリスタ制御直列コ
ンデンサ装置の回路構成を示す単線図、図１０および図
１１は図９におけるサイリスタ制御直列コンデンサ装置
の構成を模式的に示す側面図および平面図である。図に
おいて、１は接続線２、３を介して送電線（図示せず）
に接続されるコンデンサ、４は直列接続された短絡用開
閉器５と共にコンデンサ１に並列接続された抑制リアク
トル、６はコンデンサ１に並列接続された非直線抵抗
体、７はコンデンサ１に並列接続された放電コイルを兼
ねる電圧変成器、８は直列接続されたリアクトル９と共
にコンデンサ１に並列接続されたサイリスタ制御装置、
１０、１１は変流器、１２はこれら各構成機器１〜１１
が載置される架台、１３は支持碍子、１４は冷却水用碍
子、１５は光ファイバ用碍子、１６は電圧変成器、１７
は制御箱である。

【０００３】従来のサイリスタ制御直列コンデンサ装置
は、図９に示すようにコンデンサ１が、短絡用開閉器５
と直列接続された抑制リアクトル４、非直線抵抗体６、
電圧変成器７およびリアクトル９と直列接続されたサイ
リスタ制御装置８とそれぞれ並列接続されるとともに、
両接続線２、３を介して送電線間に接続され、送電線の
リアクタンスと直列に接続されることによりこれを補償
する役割を果たしており、又、サイリスタ制御装置８は
送電線に流れる電流を、コンデンサ１のみの場合の進相
電流の２００％程度から遅相電流１００％程度まで高速
制御することにより、電力系統の安定度向上に大きな役
割を果たしている。

【０００４】そして、このコンデンサ１は送電線のリア
クタンスを補償するためには大きな容量を必要とするた
め大形化し、関連機器を含めて接続線が複雑になるとと
もに、耐震性を得るためには支持碍子１３を極めて頑丈
にしなければならず、又、サイリスタ制御装置８には光
制御方式が適用されているため、光ファイバ用碍子１５
およびサイリスタ冷却用の冷却水用碍子１４等が必要と
なるため、装置自体の大形化は勿論のこと価格が大幅に
高くなる。

【０００５】又、支持碍子１３で絶縁されて、コンデン
サ１、抑制リアクトル４、短絡用開閉器５、非直線抵抗
体６、電圧変成器７、サイリスタ制御装置８およびリア
クトル９等が架台１２上に配置され多数の接続部が高い
位置で気中に露出されているため、降雪や台風等気象の
影響を受けやすく、定期的な点検ならびに部品交換等の
保守に手間を要し、外観的に美観上もあまり好ましくな
く、コンデンサ１等の故障検出精度の確保も困難であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のサイリスタ制御
直列コンデンサ装置は以上のように構成されているの
で、寸法的に大きく、価格が高く、環境の影響を受けや
すく、保守点検の手間を要し、美観上好ましくない等と
いう問題点があった。

【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、小形化、低価格化、信頼性の向
上ならびに美観の向上が可能なサイリスタ制御直列コン
デンサ装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るサイリスタ制御直列コンデンサ装置は、リアクトルと
短絡用開閉器の直列体、非直線抵抗体、電圧変成器およ
びリアクトルとサイリスタ制御装置の直列体と並列接続
されたコンデンサを、送電線間に接続させてなる直列コ
ンデンサ装置の各構成機器を、接地された各容器内にそ
れぞれ収納するとともに各構成機器間を、各容器間を連
結し絶縁性ガスが充填された母線容器内に往復配置され
た母線により接続させたものである。

【０００９】又、この発明の請求項２に係るサイリスタ
制御直列コンデンサ装置は、リアクトルと短絡用開閉器
の直列体、非直線抵抗体、電圧変成器およびリアクトル
とサイリスタ制御装置の直列体と並列接続されたコンデ
ンサを、送電線間に接続させてなる直列コンデンサ装置
の各構成機器を、接地され絶縁性ガスが充填された各容
器内にそれぞれ収納するとともに各構成機器間を、各容
器間を連結し絶縁性ガスが充填された母線容器内に往復
配置された母線により接続させたものである。

【００１０】又、この発明の請求項３に係るサイリスタ
制御直列コンデンサ装置は、請求項２において、サイリ
スタ制御装置が収納された容器は熱交換器と連結され、
充填された絶縁性ガスが循環するように構成されたもの
である。

【００１１】又、この発明の請求項４に係るサイリスタ
制御直列コンデンサ装置は、請求項２において、リアク
トルとサイリスタ制御装置の直列体は同一容器内に収納
され、容器は熱交換器に連結され充填された絶縁性ガス
が循環するように構成されたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態を図に基づ
いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１における
サイリスタ制御直列コンデンサ装置の回路構成を示す単
線図、図２および図３は図１におけるサイリスタ制御直
列コンデンサ装置の構成を示す平面図および正面図であ
る。

【００１３】図において、１８は一端側にブッシング１
９が設けられ、他端側が主母線２０に接続された従来よ
り適用されている通常のガス絶縁開閉装置、２１、２２
は一対のブッシング、２３、２４、２５、２６、２７、
２８は断路器、２９、３０は直列接続されたリアクトル
およびサイリスタ制御装置、３１はコンデンサ、３２、
３３は直列接続された抑制リアクトルおよび短絡用開閉
器、３４は非直線抵抗体、３５は放電コイルを兼ねた電
圧変成器で、これら２９〜３５は並列接続されている。

【００１４】３６、３７は避雷器、３８、３９は電圧変
成器、４５、４６、４７、４８は断路器、４９、５０、
５１、５２、５３、５４、５５は変流器で、これら各要
素２３〜５５はそれぞれ絶縁ガスが充填された容器内に
収納され、各母線５６、５７、５８、５９により図１に
示すように接続されている。そして、各一対の母線５
６、５７および５８、５９は各容器間を連結する母線容
器内で往復配置、すなわち、母線５６、５７および５
８、５９をそれぞれ流れる電流の向きが逆方向となるよ
うに配置されており、これら２１〜５９はサイリスタ制
御直列コンデンサ装置１００を構成している。６０は両
ブッシング１９、２２間を接続する接続線、６１はブッ
シング２１が接続される送電線、６２は引留鉄塔、６３
は碍子である。

【００１５】次に、上記のように構成されたサイリスタ
制御直列コンデンサ装置１００の動作について説明す
る。図１において、まず全ての接地開閉器４５〜４８を
開、断路器２４、２６を開、残りの断路器２３、２５、
２７、２８を閉、短絡用開閉器３３を開の状態にする
と、電力系統の負荷電流は送電線６１、ブッシング２
１、母線５６を介して断路器２３、母線５９を介して断
路器２８、コンデンサ３１、母線５８を介して断路器２
７、母線５７を介して断路器２５、ブッシング２２、接
続線６０、ガス絶縁開閉装置１８内および主母線２０を
流れる。

【００１６】そして、送電線６０のリアクタンスにコン
デンサ３１およびリアクトル２９、サイリスタ制御装置
３０の直列体が直列に挿入されて、送電線６０のリアク
タンスの補償が行われる。又、サイリスタ制御装置３０
の位相制御により、コンデンサ３１およびリアクトル２
９、サイリスタ制御装置３０の直列体に流れる電流は、
通常のコンデンサに流れる進相電流の２００％ないし遅
相電流１００％程度の範囲で高速に制御されるため、異
常時の高速系統制御が可能となり電力系統の安定度の向
上が図られる。

【００１７】このように上記実施の形態１によれば、例
えばコンデンサ３１、短絡用開閉器３３等の構成要素の
全てがガス絶縁化された容器内に収納され、重量物が地
上に近い低い位置に配置されているので、小形化されて
耐震性に優れ、雪や台風等の気象条件の影響を受けず、
美観上も好ましく、接続部が容器内のガス中に置かれて
いるので点検等の手間も不要となる。又、各一対の母線
５６、５７および５８、５９が母線容器内で往復配置と
なり、それぞれ流れる電流の向きが逆方向となっている
ので、それぞれの電流による磁束同士が打ち消し合うた
め外部への影響がなくなり、容器の材料を非磁性とする
必要もなく普通の鉄鋼材が適用できるため、容器を経済
的に製造することができる。さらに又、図３に示すよう
にサイリスタ制御直列コンデンサ装置１００は、ガス絶
縁開閉装置１８が運転後、必要に応じて新設、増設をす
ることも容易となる。

【００１８】なお、上記構成では各要素２３〜５５がそ
れぞれ絶縁ガスが充填された容器内に収納された場合に
ついて説明したが、各一対の母線５６、５７および５
８、５９が配置される母線容器内は絶縁ガスを充填し、
各要素２３〜５５はそれぞれ適宜絶縁油等が充填された
容器内に収納された場合にも適用し得ることは言うまで
もない。

【００１９】実施の形態２．図４はこの発明の実施の形
態２におけるサイリスタ制御直列コンデンサ装置の回路
構成を示す単線図、図５は図４におけるサイリスタ制御
直列コンデンサ装置の構成を示す平面図である。図にお
いて、上記実施の形態１におけると同様な部分は同一符
号を付して説明を省略する。２００はサイリスタ制御直
列コンデンサ装置１００に接続して増設される二期増設
分の直列コンデンサ装置、３００は直列コンデンサ装置
２００に続いてさらに増設される三期増設分のサイリス
タ制御直列コンデンサ装置である。

【００２０】上記のように構成された実施の形態２によ
れば、送電容量の小さい時期に送電を停止して、断路器
２３、２５を開いて断路器２４および接地開閉器４５、
４６を閉じると、母線５６、５７が電力系統から切り離
されるため、二期増設分の直列コンデンサ装置２００お
よび三期増設分のサイリスタ制御直列コンデンサ装置３
００を必要に応じて接続することができる。すなわち、
電力系統の送電容量を順次増やす必要がある場合、送電
容量の増加に応じて補強度を増強することができるの
で、全体の費用が最適となるように建設工事を進めるこ
とができ非常に経済的となる。

【００２１】尚、上記構成では図５に示すように、各直
列コンデンサ装置１００、２００、３００をガス絶縁開
閉装置１８の送電線側に配置した場合について説明した
が、これに限定されるものではなく変電所の空いたスペ
ースであればどこに配置してもよい。又、各直列コンデ
ンサ装置２００、３００は直列に増設する場合を示して
いるが、電流定格を増やす時には並列に増設すればよ
い。

【００２２】実施の形態３．図６はこの発明の実施の形
態３におけるサイリスタ制御直列コンデンサ装置の要部
の構成を示す断面図である。図において、上記実施の形
態１におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省
略する。６４は絶縁性ガスが充填され上部にマンホール
６４ａが設けられた容器、６５、６６はこの容器６４内
に絶縁支持部材６７、６８を介して絶縁支持され、複数
個の光点弧サイリスタ素子の逆並列接続およびスナバ回
路等により構成されるサイリスタモジュールで、光密封
端子６９を介して外部に接続される光ファイバ７０、７
１により光制御されサイリスタ制御装置３０を構成して
いる。

【００２３】７２は両サイリスタモジュール６５、６６
を取り囲むように設けられたシールド、７３、７４はサ
イリスタ制御装置３０と母線５９およびリアクトル２９
との間を接続する導体、７５は容器６４の側壁から分岐
して形成される冷却通路、７６はこの冷却通路７５内に
設けられたブロア、７７は冷却通路７５を取り囲むよう
に設けられた熱交換器、７８はファンである。

【００２４】上記のように構成される実施の形態３にお
けるサイリスタ制御直列コンデンサ装置においては、サ
イリスタ制御装置３０で発生する熱は、ブロア７６によ
り循環される絶縁性ガスにより冷却され、この絶縁性ガ
スは図中矢印で示すように冷却通路７５を通り、熱交換
器７７およびファン７８で効率的に冷却される。このよ
うにサイリスタモジュール６５、６６の発熱量が余り大
きくないことにより、ガス絶縁強制風冷方式が実現でき
る。

【００２５】尚、サイリスタ制御直列コンデンサ装置
は、平常時系統電流を流さないようにするとサイリスタ
制御装置３０の損失を下げることができるので、効率的
な運用が可能となり、又、水冷却関連の設備が不要とな
るためスペースの縮減が可能となり、コストの低減がで
きる。さらに又、サイリスタモジュール６５、６６内の
サイリスタ素子等の交換が必要になった場合には、マン
ホール６４ａを開けて行うことができ、この作業はほぼ
地上位置の作業となるため、作業効率が良く保守上も有
利となる。

【００２６】実施の形態４．図７はこの発明の実施の形
態４におけるサイリスタ制御直列コンデンサ装置の要部
の構成を示す断面図である。図において、上記実施の形
態１におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省
略する。７９は絶縁性ガスが充填され上部にマンホール
７９ａが設けられた容器、８０、８１はこの容器７９内
に配置されたコイルおよび鉄心でリアクトル２９を構成
している。８２、８３はリアクトル２９と母線５８およ
びサイリスタ制御装置３０との間を接続する導体、８４
は容器７９の側壁から分岐して形成される冷却通路、８
５はこの冷却通路８４の側方に設けられたファン、８６
は冷却通路８４内に設けられたブロアである。

【００２７】上記のように構成される実施の形態４にお
けるサイリスタ制御直列コンデンサ装置においては、リ
アクトル２９を絶縁性ガスが充填された容器７９内に配
置し、リアクトル２９を構成するコイル８０および鉄心
８１で発生する熱は、図中矢印で示すようにブロア８６
によって循環される絶縁性ガスで効率的に冷却を行って
いるため、絶縁油、シリコン油等の油入方式による一般
的なリアクトルと比較し、軽量化、不燃化を図ることが
可能になる。

【００２８】実施の形態５．図８はこの発明の実施の形
態５におけるサイリスタ制御直列コンデンサ装置の要部
の構成を示す断面図である。図において、上記各実施の
形態３、４におけると同様な部分は同一符号を付して説
明を省略する。８７は絶縁性ガスが充填され上部にマン
ホールが設けられた容器で、内部にはリアクトル２９お
よびサイリスタ制御装置３０が直列接続されて配置され
ている。８８は容器８７の側壁から分岐して形成される
冷却通路、８９はこの冷却通路８８内に設けられたブロ
ア、９０は冷却通路８８を取り囲むように設けられた熱
交換器、９１はファンである。

【００２９】上記のように構成される実施の形態５にお
けるサイリスタ制御直列コンデンサ装置においては、上
記各実施の形態３、４におけるリアクトル２９およびサ
イリスタ制御装置３０を同一容器８７内に配置し、リア
クトル２９およびサイリスタ制御装置３０で発生する熱
は、ブロア８９により循環される絶縁性ガスにより冷却
され、この絶縁性ガスは図中矢印で示すように冷却通路
８８を通り、熱交換器９０およびファン９１で効率的に
冷却を行っているため、水冷却関連の設備が不要となり
スペースの縮減が図れることは勿論のこと、共通の熱交
換器９０で両リアクトル２９およびサイリスタ制御装置
３０の冷却を行うことができるため、低価格化が可能と
なる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、リアクトルと短絡用開閉器の直列体、非直線抵抗
体、電圧変成器およびリアクトルとサイリスタ制御装置
の直列体と並列接続されたコンデンサを、送電線間に接
続させてなる直列コンデンサ装置の各構成機器を、接地
された各容器内にそれぞれ収納するとともに各構成機器
間を、各容器間を連結し絶縁性ガスが充填された母線容
器内に往復配置された母線により接続させたので、小形
化、低価格化、信頼性の向上ならびに美観の向上が可能
なサイリスタ制御直列コンデンサ装置を提供することが
できる。

【００３１】又、この発明の請求項２によれば、リアク
トルと短絡用開閉器の直列体、非直線抵抗体、電圧変成
器およびリアクトルとサイリスタ制御装置の直列体と並
列接続されたコンデンサを、送電線間に接続させてなる
直列コンデンサ装置の各構成機器を、接地され絶縁性ガ
スが充填された各容器内にそれぞれ収納するとともに各
構成機器間を、各容器間を連結し絶縁性ガスが充填され
た母線容器内に往復配置された母線により接続させたの
で、小形化、低価格化、信頼性の向上ならびに美観の向
上が可能なサイリスタ制御直列コンデンサ装置を提供す
ることができる。

【００３２】又、この発明の請求項３によれば、請求項
２において、サイリスタ制御装置が収納された容器を熱
交換器と連結し、充填された絶縁性ガスが循環するよう
に構成したので、小形化、低価格化、信頼性の向上なら
びに美観の向上が可能なサイリスタ制御直列コンデンサ
装置を提供することができる。

【００３３】又、この発明の請求項４によれば、請求項
２において、リアクトルとサイリスタ制御装置の直列体
を同一容器内に収納するとともにこの容器を熱交換器に
連結して充填された絶縁性ガスが循環するように構成し
たので、小形化、低価格化、信頼性の向上ならびに美観
の向上が可能なサイリスタ制御直列コンデンサ装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１におけるサイリスタ
制御直列コンデンサ装置の回路構成を示す単線図であ
る。

【図２】 図１におけるサイリスタ制御直列コンデンサ
装置の構成を示す平面図である。

【図３】 図１におけるサイリスタ制御直列コンデンサ
装置の構成を示す側面図である。

【図４】 この発明の実施の形態２におけるサイリスタ
制御直列コンデンサ装置の回路構成を示す単線図であ
る。

【図５】 図４におけるサイリスタ制御直列コンデンサ
装置の構成を示す平面図である。

【図６】 この発明の実施の形態３におけるサイリスタ
制御直列コンデンサ装置の要部の構成を示す断面図であ
る。

【図７】 この発明の実施の形態４におけるサイリスタ
制御直列コンデンサ装置の要部の構成を示す断面図であ
る。

【図８】 この発明の実施の形態５におけるサイリスタ
制御直列コンデンサ装置の要部の構成を示す断面図であ
る。

【図９】 従来のサイリスタ制御直列コンデンサ装置の
回路構成を示す単線図である。

【図１０】 図９におけるサイリスタ制御直列コンデン
サ装置の構成を模式的に示す側面図である。

【図１１】 図９におけるサイリスタ制御直列コンデン
サ装置の構成を模式的に示す平面図である。

【符号の説明】

１８ ガス絶縁開閉装置、１９，２１，２２ ブッシン
グ、２３，２４，２５，２６，２８ 断路器、２９ リ
アクトル、３０ サイリスタ制御装置、３１ コンデン
サ、３２ 抑制リアクトル、３３ 短絡用開閉器、３４
非直線抵抗体、３５ 電圧変成器、５６，５７，５
８，５９ 母線、６０ 接続線、６１ 送電線、６４，
７９，８７ 容器、６５，６６ サイリスタモジュー
ル、７５，８４，８８ 冷却通路、７７，９０ 熱交換
器。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リアクトルと短絡用開閉器の直列体、非
   直線抵抗体、電圧変成器およびリアクトルとサイリスタ
   制御装置の直列体と並列接続されたコンデンサを、送電
   線間に接続させてなる直列コンデンサ装置の上記各構成
   機器を、接地された各容器内にそれぞれ収納するととも
   に上記各構成機器間を、上記各容器間を連結し絶縁性ガ
   スが充填された母線容器内に往復配置された母線により
   接続させたことを特徴とするサイリスタ制御直列コンデ
   ンサ装置。
2. 【請求項２】 リアクトルと短絡用開閉器の直列体、非
   直線抵抗体、電圧変成器およびリアクトルとサイリスタ
   制御装置の直列体と並列接続されたコンデンサを、送電
   線間に接続させてなる直列コンデンサ装置の上記各構成
   機器を、接地され絶縁性ガスが充填された各容器内にそ
   れぞれ収納するとともに上記各構成機器間を、上記各容
   器間を連結し絶縁性ガスが充填された母線容器内に往復
   配置された母線により接続させたことを特徴とするサイ
   リスタ制御直列コンデンサ装置。
3. 【請求項３】 サイリスタ制御装置が収納された容器は
   熱交換器と連結され、充填された絶縁性ガスが循環する
   ように構成されていることを特徴とする請求項２記載の
   サイリスタ制御直列コンデンサ装置。
4. 【請求項４】 リアクトルとサイリスタ制御装置の直列
   体は同一容器内に収納され、上記容器は熱交換器に連結
   され充填された絶縁性ガスが循環するように構成されて
   いることを特徴とする請求項２記載のサイリスタ制御直
   列コンデンサ装置。