JPS59209016A - 直流送電線の保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 架空送電線を有する直流送電系統は、送電線、あるいは
鉄塔への雷撃によって、送電線のアーク地絡あるし・は
線間短絡事故が発生する可能性をもっている。一度、ア
ーク地絡あるいはアーク短絡が発生すると、送電線電圧
及びアーク電流を、アークの維持される電圧、電流以下
に下げない限り、アークは消滅せず、事故が継続して送
電不能となる。このため、従来はアーク事故が発生する
と、一旦変換器の動作を停止して送電線を無電圧状態と
し、アークによって生じたイオンの拡散を待って再び変
換器を起動して送電を再開する対策がとられていた。第
１図を用いて従来技術を説明する。

図において、１，２はサイリスタ／（ルプある℃・は水
銀整流器などで構成され、電力を交流から直流へ又はそ
の逆へ変換する変換器、３，４は変換器１，２の交流電
圧を変圧する変圧器、５，６は変換器１，２から交流側
へ発生する高調波を取り除くフィルタ、７，８は変換器
１，２が交・直変換動作をする時に必要とする無効電力
を供給するシャントキャパシタ、９．１０は交流系統、
１１．１２は模式的に表わした交流系統９，１０のイン
ピーダンス、１３〜１６はフィルタ５，６およびシャン
トキャパシタ７．８を開閉するための開閉器、１７．１
８はフィルタで、変換器１，２から平滑用のりアクドル
１９．２０を経て直流線路２１へ流出する高調波電流を
除去するためのものである。

このような構成の直流送電系統は、周知のように正常な
運転がなされても、変換の際有効電力の６０％から７０
％にあたる無効電力が消費される。

即ち、無効電力が交流系統９，１００インピーダンス１
１および１２を流れることによって変圧器３．４の交流
側の電圧が低下してしまうが、この電圧低下を補償する
ためには無効電力発生器が必要となる。しかし、通常変
換器１，２が必要とする無効電力の一部はフィルタ５，
６より供給され、残りの不足分はシャントキャパシタ７
．８から供給される。このため、直流送電系統が正常に
運転されているときは、変換器１．２が消費する無効電
力と、フィルタ５，６およびシャントキャノくシタ７．
８かも供給される無効電力とがほぼノ（ランスし、イン
ピーダンス１１．１２による電圧低下はほとんど問題に
ならない値となる。

次に直流送電線２１が雷撃などによりアーク地絡となっ
た場合を考えると、地絡の発生により直流送電線２１の
電圧はほぼ零となるが、変換器１．２が直流送電線２１
を介して直流電流な地絡アークへ供給し続けるので地絡
アークは継続する。

この地絡アークを消滅させるためには、まず変換器１，
２の動作を停止して直流送電線２１を流れる電流を零に
し、地絡アークのイオンを消滅させ、その１００ミリ秒
〜数１００ミリ秒後に再び変換器１，２を動作させるこ
とによって事故の回復をはかる。ところが、変換器１，
２を停止すると、変換器１，２の無効電力の消費も零と
なるので、フィルタ５，６及びシャントキャノくシタ７
．８力玉交流系統９，１０につながった一ｊニー１ｍに
なって℃・ろと、無効電力が余ることになり変圧器３．
４の交流側の電圧が上昇し、交流系統９，１００インピ
ーダンス１１．１２が十分小さくブよ〜・ときし１、交
流回路の絶縁をおびやかす程の電圧上昇となる場合があ
る。例えば交流系統９，１００等価インピーダンス１１
が大きく、直流送電電力と交流系統９．１００短絡容量
の比が１対２程度であり、変換器１，２の必要とする無
効電力（直流送電電力の約６０％）をフィルタ５とシャ
ントキャノくシタ７．８で補償している場合、変換器１
が停止すると、フィルタ５およびシャントキャノ（シタ
１の接続点における交流電圧は３０チ近くも通常イ直よ
り上昇することになる。このように大きな交流電圧は、
許容しがたい。これを発生させないためには遮断器１３
．１５を開放して無効電力の供給を絶ってしまうか、あ
るいは交流の無効電力を電圧上昇に応じて吸収する装置
を別途設置する必要があった。しかし、遮断器１３．１
５を開放して無効電力の供給を絶った場合は、直流線路
２１の事故復旧後に再び交換器１，２を起動するときに
遮断器１３および１５を投入する必要があるが、フィル
タ５．６あるいはシャントキャパシタ７．８を交流系統
９，１０に投入すると、過渡的に大きな電圧歪な発生さ
せる。特に、インピーダンス１１が大きい場合は、歪か
らの回復が遅くなる傾向があるので、変換器１，２を再
起動して再び事故前の送電電力に達するには遮断器１３
．１５の投入及び送を電力の増加を時間的にゆっくり行
ってやる必要がある。

従って、送′亀電力の回復時間が長（なるために交流系
統９，１００安定度に悪影響を及ぼすことがあった。ま
た、同期調相機のような交流の無効電力を電圧上昇に応
じて吸収する装置を別途設置すれば、フィルタ５，６あ
るいはシャントキャノくシタ１，８を再投入時の交流電
圧歪みの問題はなくなるが、装置自体がかなり高価なも
のになる欠点があった。

本発明は、上記のような従来のものの欠点を改善するた
めになされたもので、直流線路に事故回復用の遮断器を
設けることにより、直流線路に事故が発生しても交流電
圧の上昇を伴うことなく事故をすみやかに回復でき、交
流系統の安定度に対する影響を小さくできる直流送電線
の保護装置を提供することを目的とする。

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第２
図において、１〜２１までの部分は第１図と同様であり
、３０．３１は変換器１，２及びリアクトル１９．２０
を介して並列接続され、直流電流をバイパスするための
遮断器である。

直流送電１１ｊ２１が雷撃などにより地絡した場合に遮
断器３０．３１を投入すると、変換器１，２から直流線
路２１へ流れていた電流は遮断器３０および３１に転流
する。このため、直流線路２１を通って事故点へ流れて
いた電流が側路され、地絡アークが消滅する。この間、
変換器１，２は停止せずに運転を継続して直流電流を流
し続けているが、直流側が短絡されているので、有効電
力の変換動作はしない。しかし、無効電力は消費され続
けるため、−交流電圧の上昇を伴わないのでフィルタ５
，６やシャントキャパシタ７．８を開放する必要がない
。次に、地絡アークが消滅したと考えられろ時間後に遮
断器３０および３１を開放すれば、遮断器３０．３１に
流れていた電流を再び直流送電線２１へ転流させること
ができ、直ちに有効電力の送電が可能となり、急速に事
故前の状態へ復帰させることができる。

なお、遮断器３０．３１を開くとき、直流電流が完全に
直流線路２１に転流するまで、変換器１．２０発生する
直流電圧が高くならないように、変換器１．２を制御す
ると、遮断器３０．３１に加わる再起電圧を低く抑える
ことができ、容易に直流電流を遮断することができるの
で、遮断器３０゜３１には比較的安価なものを用いるこ
とができる。

なお、実施例では遮断器３０．３１を直流送電線２１０
両端に接続する場合を説明したが、どちらか一方だけで
も良く、もちろん双極送電線にも適用できることは言う
までもないことであり、いずれも上記実施例と同様な効
果を奏する。

以上のように、この発明によれば、遮断器を送電線の端
部に備え、変換器からの電流をノくイノくスするように
したので、送を線にアークによる地絡事故が発生しても
、これを容易に消滅させることができ、速やかに事故か
ら回復することが可能であると共に、このような回復作
業を交流系統の安定度を損うことなく行なうことができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の直流送電線の保護装置の構成を示す接続
図、第２図はこの発明の一実施例による直流送電線の保
護装置の構成を示す接続図である。 １．２・・・変換器、３，４・・・変圧器、５　、６．
１７゜１８・−フィルタ、７，８・−シャント自キャパ
シタ、９．１０・・・交流系統、１３〜１６・・・開閉
器、３０゜３１・・・遮断器。 なお、図中の同一符号は同一部分を示す。 代理人　大岩増雄 −に

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電力を交流から直流へ、その逆へ変換する変換器を両端
   に有する直流送電線の保護装置において、上記直流送電
   −線の端部に接続され、上記直流送電線に事故が発生し
   たときに上記変換器の直流端を一時接地するようにした
   遮断器を備えたことを特徴とする直流送電線の保護装置
   。