JPS5825015B2 - コウアツチヨクリユウソウデンケイトウノキドウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高圧直流送電系統の起動方法に係り、特に、変
換器のゲート信号に狭幅パルスを使用したときに好適な
起動方法に関する。

順変換器と逆変換器が直流リアクトルを介して送電線で
結ばれた高圧直流送電系統の正常運転時は、ブリッジを
構成する６個のサイリスクは定められた順序で６０°の
電気間隔をおいて順次点弧され、各サイリスクは１２０
°の間導通の後、次のサイリスクに転流し電流は連続し
て流れる。

したがってこのとき順変換器と逆変換器との間には特定
の位相関係または同期をとる必要はない。

しかし、起動の瞬間には線路電流が存在しないので順変
換器ブリッジ中２個のサイリスクと逆変換器ブリッジ中
２個のサイリスクとを同時に点弧し起動動作を厳密に同
期させなければならない。

このため従来このような系統ではゲートパルスとして１
２００の幅をもったいわゆる広幅のゲートパルスをサイ
リスクに印加することによって順変換器と逆変換器とを
同期して起動しなくても任意の瞬間に起動できるように
しているが、ここで、狭幅のゲートパルスを使うことが
できれば所要の制御電力が少なくで済み、かつ系統の経
費を下げながらその効率を良くすることができるのでよ
り望ましい。

このため狭幅のゲートパルスを用いた場合には起動時に
順、逆変換器の起動動作を厳密同期させて起動する方法
が考えられているが、特に直流送電線が長くなった場合
などには両変換器間で起動信号の伝送の遅れとか、伝送
途中の雑音等により正確な情報を送ることが難しく実際
的でない。

つまり、バイパスペアあるいはデ゛ブロックについての
コード化された信号の伝送については、ノイズの影響に
ついての対策、伝送遅延時間の補償による厳密な同期化
、アンサーバック信号による処理状況あるいは（中央指
令装置からの指令信号の）受信状態の確認などが必要で
ありこれを高精度で行なうための伝送設備が必要である
。

本発明の目的は上記し７た従来技術の欠点を除き、制御
電力が少なくて済む狭幅のゲートパルスを用いて順、逆
変換器間の起動動作の複雑な手段によって厳密な同期を
とることなく円滑な起動の行い得る高圧直流送電系統の
起動方法を提供するにある。

第１図は高圧直流送電系統の一般的な系統構成図で、図
に従って説明すると、Ｇ１．Ｇ２は交流発電機、ＡＬｌ
、ＡＬ２は交流線路、ＴＲ１，ＴＲ２は変圧器、Ｃ０Ｎ
１．ＣＯＮ、２は直流を交流または交流を直流ｔこ変換
する変換器、ＤＣＬｌ、ＤＣＬ２は直流系統を流れる電
流を平滑するための直流リアクトル、Ｆｌ、Ｆ２は直流
電流に含まれる高調波成分を吸収するための直流フィル
タ、Ｃｃは送電線の線路キャパシタンス、Ｌｌ、Ｌ２は
直流送電線路である。

上図の如く一般に直流送電線路には直流フィルタＦ１．
Ｆ２、線路キャパシタンスＣｃ等のキャパシタンスが存
在し、このためこのような系統の起動時にはこれらキャ
パシタンスへの充電電流が期待できるのでゲートパルス
に狭幅のパルスを用いた場合でも線路電流のないときの
ように必ずしも順、逆変換器の起動動作を同期させる必
要はない。

すなわち、一端の変換器を順変換器としで運転するよう
ｔこゲート信号を与え（以下アブロックと称す）、これ
らのキャパシタンスを負荷として充電する。

しかる後過大な短絡電流が流れない程度の充電電圧とな
った適当な時点で他端でバイパスペアを入れることによ
りキャパシタンスに充電された電流がバイパスペアを通
しで流れ、同時にデブロックされた変換器からも断続し
ない程度の最小の設定値に対する電流が供給されるので
バイパスペアには連続して電流が流れることになる。

したがってこの後他端のバイパスペアをアブロックする
ことにより該系統の起動が行える。

第２図は本発明となる高圧直流送電系統の起動方法の一
実施例を示した図で、第１図と同じ記号のものは同じも
のを示すので新しい記号についでのみ説明すると、Ｃは
直流線路間ｔこ存在するキャパシタンスを総合した全キ
ャパシタンス、ＳＣＲはサイリスク、ＢＰＰは変換器ｌ
相の正側と負荷上下２コのサイリスクよりなる起動時バ
イパスペア指令により直流線路を短絡するバイパスペア
である。

この起動の方法を第２図中のタイムチャートで説明する
と、まず起動の指令でもって順変換器運転を行なう一端
の変換器Ｃ０Ｎ１のデ゛ブロックを行なう（ｄ図）、こ
れにより線路間のキャパシタンスＣが充電されこの端子
電圧は時間とともにｂ図のようＥこ上昇する。

このキャパシタンスＣが適当に充電され、バイパスペア
が投入されたとき過大電流が流れない程度の充電時間経
過後他端逆変換器のバイパスペアを入れる。

これにより直流線路が短絡されるのでキャパシタンスＣ
に充電された電圧Ｖｏは直流回路のインダクタンスＬ分
とキャパシタンス０分で決まる時定数２πＬＣで放電す
る。

一方バイパスペアによる直流線路短絡により他端変換器
Ｃ０Ｎ１からも電流が流れこみ直流回路は変換器Ｃ０Ｎ
１、直流線路Ｌ１．Ｌ２バイパスペアＣＯＮ２で開回路
できるので電流は連続して流れることになる（０図）。

従ってここで変換器ＣＯＮ２をアブロックすれば（ｆ図
）狭幅のゲートパルスでもつでこのような系統の起動が
行える。

第３図はこのときの変換器のゲート論理回路のブロック
線図で、図中ＣＵは制御回路、ＳＵは起動指令回路、Ｂ
Ｕはバイパスペア指令回路、ＡＰは前記制御回路の出力
（制御電圧）をうけ、該出力の値に比例した位相の狭幅
のゲート信号を出力する自動パルス移相器、ＴＩは前記
起動指令回路ＳＵの指令信号をうけ、この信号よりある
時間遅れてデブロック指令を出力するタイマーＡＮＤ１
゜ＡＮＤ２はアンド（論理積）回路、ＯＲはオア（論理
和）回路である。

この動作を第２図と照らし合せて説明すると、起動指令
回路ＳＵより変換器ＣＯＮ、の１ブロツク指令（起動指
４−）が時刻ｔ。

に出るとすると、タイマーＴＩによって変換器ＣＯＮ２
のデブロック指令は設定時間経過後時刻ｔ２に出力され
る。

このブロック指令が出る以前ｔ。（ｔｏ＜ｔｌ＜ｔ２）
においでバイパスペア投入指令がはいるとアンド回路Ａ
ＮＤ２より出力が出、オア回路ＯＲよりバイパスペアの
点弧信号が出力される。

今、たとえばＰｓがＵ相の同期信号であればＵ相の点弧
パルスが出力される。

このときアンド回路ＡＮＤ１はＴＩが零であるので出力
はでない。

時刻ｔ２で変換器ＣＯＮ２のデブロック指令が出ると、
アンド回路ＡＮＤ１が動作し、制御電圧にみあったゲー
トパルスがオア回路ＯＲより出力され、該系統は定常運
転にはいる。

それと同時にアンド回路Ａ Ｎ Ｄ２の出力は零となり
、したがってアンド回路ＡＮＤ３の出力も零となりバイ
パスペアの点弧信号は出なくなる。

第４図は変換器ＣＯＮ２のバイパスペア投入の時点を説
明するための図でａ図は変換器ＣＯＮ２を構成する３相
サイリスクブリツジの全サイリスクがオフ時（起動前）
の状態を表わす図である。

図中ＣｏはＡ−に間コンデンサ、ＲｏはＡ−に間抵抗で
このコンデ゛ンサＣ８と抵抗Ｒ８はサイリスクに並夕１
に接続され、サイリスクｔこかかる異常電圧の吸収を行
なうものである。

このインピーダンスにより３相ブリツジの全サイリスク
がオフしているときは直流線路Ｌ１．Ｌ２の電位は電源
の中性点の電位となり、従って各サイリスクには電源の
相電圧が印加され、相電圧が正のときには図中上段のサ
イリスクが、負のときには下段のサイリスクが逆バイア
スされる。

ｂ図はこの様子を示したものである。

ここでサイリスクが点弧できるためにはゲートがはいる
時点でこのサイリスクが順方向にバイアスされでいるこ
とが必要である。

この場合においで、このような条件は線路間のキャパシ
タンスの充電電圧が低いときは相電圧の零点近傍におい
てのみ満足され、この時点でバイパスペアをつける必要
がある。

第３図にはこのための回路も含まれている。

アンド回路ＡＮＤ３がそのための回路でＰｓには後述す
るこの相電圧零点の同期パルスが含まれている。

尚、十分な時間経過したのちにバイパスペアとするとき
には充電電圧が十分に高く従ってこのような対策を必要
としない。

第５図はこの相電圧の零点を検出するためのブロック線
路でＣＯＭは入力である同期信号■ｓが比較電圧ｖｂよ
りも高いとき”ｌ ９１となり低いとき”−１′”とな
る比較器、ＩＮはこの比較器ＣＯＭの出力をうけこの信
号の符号を反転する符号反転器、ＤＡは微分回路、ＯＲ
はオア回路である。

この動作を第６図と第７図を用いで説明する第６図は第
５図の具体的実施回路、第７図はこの回路の動作説明の
ための波形図である。

第６図において、Ｒ１−Ｒ４は抵抗、ＶＲは比較電圧ｖ
ｂを設定するための可変抵抗器、Ｃ１はコン１ンサ、Ｄ
ｌはダイオード、ＯＡは演算増巾器でこれと抵抗Ｒ１〜
Ｒ３、比較電圧ｖｂにより比較器を構成する。

この入出力の波形が第７図ａ、ｂである。

Ｃは符号反転器ＩＮの出力波形、第６図中コ／デ゛ンサ
Ｃ１と抵抗Ｒ４とは微分回路を構成する。

２コのダイオードＤ１はオア回路ＯＲを構成し、微分回
路よりえられた微分パルスの正側のみを出力する。

この波形を第７図ｄに示す。

図から明らかなようにこの微分パルスは相電圧の零点ｌ
こ同期しでおり、第３図中の同期信号Ｐｓとして使用で
きることは明らかである。

以上本発明の高圧直流送電系統の起動の具体的実施方法
について説明したが、ここでキャパシタＣの初期充電量
は順変換器の流しうる充電電流および一端の変換器Ｃ０
Ｎ１がデ′ブロックされてから他端の変換器ＣＯＮ２の
バイパスペアがはいるまでの時間によって決まるが、こ
れが大きいとバイパスペアを入れ直流線路を短絡した時
に過大な電流が流れるおそれがあるため、変換器の電流
設定値は電流が断続しない程度の最小の値（例えば制御
角で８０°位）となるように設定するのがよい。

また順変換器側のデ゛ブロックの時点についでは、逆変
換器の交流側相電圧の零点の直前で行なうのが良い。

従ってこのためには一端の変換器交流側相電圧の零点の
常時他端の順変換器に伝送することが必要となる。

尚、この際の零点についてのパルスの伝送は従来のバイ
パスペアあるいはガブ田ツク信号の伝送よりも容易であ
る。

つまり、零点パルスの周期は一定であるから、この周期
の監視により雑音との区別は容易であり、パルス信号で
あるから伝送系統も簡単なものでよい。

そして厳密に零点である必要はなく、電圧低下点をとら
れられればよい。

また、本実施例ではバイパスペアスイッチとして特定の
Ｕ相についで説明を行なったが、■相。

Ｗ相についでも同様に行なえ、順変換器をデ′ブロック
し、これより最も早く現われる相電圧の零点の相をバイ
パスペアとして選んでもよいことは明らかである。

また本発明の起動方法では一端で線路キャパシタンスを
充電し、他端のバイパスペアをつけ起動する方法につい
て述べたが、線路キャパシタンスが充電された状態で直
接他端をデ゛ブロックしでも連続して電流を流すことが
できるので同様に起動することができる。

なお、この場合他端デ゛ブロック時の最初の狭幅ゲート
パルスは３相すイリスクブリッジ上下２コ同時に入れる
必要があり、これにより電流が流れ閉ループができると
３相独立な狭幅パルスを使用する方法を採るようにすれ
ばよい。

以上のように本発明によれば、狭幅のゲートパルスを用
いで運転し、かつ順変換器と逆変換器との起動を厳密に
同期しで行う必要がないので、電力消費量が少なく、簡
単かつ円滑に起動、運転が行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は高圧直流送電系統の一般的な回路結線図、第２
図は本発明となる高圧直流送電系統の起動方法を説明す
るための図、第３図はゲート論理回路のブロック線図、
第４図はバイパスペアの投入時点を説明するための図、
第５図は相電圧の零点を検出するためのブロック図、第
６図は第４図の具体的回路図、第７図は第５図の動作を
説明するための波形図である。 Ｇ１．Ｇ２・・・・・・交流発電機、Ａ Ｌｌ ｔ Ａ
Ｌ２・・・・・・交流線路、ＴＲ１，ＴＲ２・・・・
・・変圧器、Ｃ０Ｎ１゜ＣＯＮ２・・・・・・変換器、
ＤＣＬｌ、ＤＣＬ２・・・・・・直流リアクトル、Ｆｌ
、Ｆ２・・・・・・直流フィルタ、Ｃｅ・・・・・・線
路キャパシタンス、Ｌｌ、Ｌ２・・・・・・直流送電線
路、ＣＵ・・・・・・制御回路、ＳＵ・・・・・・起動
信号指令回路、ＢＵ・・・・・・バイパスペア指令回路
、ＡＰ・・・・・山動パルス移相器、ＴＩ・・・・・・
タイマー、ＡＮＤ１〜ＡＮＤ３・・・・・・アンド回路
、ＯＲ・・・・・・オア回路、ｐｓ・・・・・・同期パ
ルス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ それぞれ１つまたは複数個のグレーツ結線されたサ
   イリスクブリッジで構成される順変換器と逆変換器が直
   流リアクトルを介して送電線で接続された高圧直流送電
   系統において、該系統の起動に際し一端の変換器を順変
   換器として運転するようにゲート信号を与えた後他端の
   変換器のサイリスクをバイパスペアとし次いでこれを逆
   変換器として起動することを特徴とする狭幅のゲートパ
   ルスを用いた高圧直流送電系統の起動方法。