JPS5949775B2 - 電力送電系統の安定化装置 - Google Patents

電力送電系統の安定化装置

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JPS5949775B2
JPS5949775B2 JP52060210A JP6021077A JPS5949775B2 JP S5949775 B2 JPS5949775 B2 JP S5949775B2 JP 52060210 A JP52060210 A JP 52060210A JP 6021077 A JP6021077 A JP 6021077A JP S5949775 B2 JPS5949775 B2 JP S5949775B2
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power transmission
line
braking resistor
series
braking
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敬 大塚
政道 茂原
純男 横川
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Fuji Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/06Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric generators; for synchronous capacitors

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電力送電系統の安定度を向上させるための制
動抵抗器を用いた安定化装置に関する。
近年は、電源開発の立地が遠隔化するとともに電源容量
が増大するのにともない長距離大容量の送電線により送
電する傾向にあるため、電力送電系統の安定度の向上が
ーー段と強<要求される。電力送電系統の安定度向上策
としては、種々あるが、その効果および経済性の点から
、送電系統の接地事故等による故障が発生した時に発電
機の端子に抵抗器を挿入して、発電機の加速を抑制する
ことにより、系統の過渡安定度を向上させるようにした
、いわゆる制動抵抗方式が注目されつつある。しかして
、従来の制動抵抗器を用いた系統安定化装置は、第1図
に示すように、1台または複数台の発電機を含む電源系
統Gにそれぞれ回線しや断器LCB、、LCB。を介し
て2回線の送電回線L、、L。を接続した電力送電系統
において、電源系統Gの出力端子に送電回線L、、L。
に共通に、抵抗投入用しや断器RCBを介して、制動抵
抗器DBRを並列に接続して構成させる。このような従
来装置においては、送電回線L、、L、の何れかにおい
て故障が発生すると、第1図には図示されない保護装置
により当該故障回線の回線しや断器LCB、またはLC
B。をしや断し、故障回線を電源系統Gから分離すると
ともに、抵抗投入用しや断器RCBを投入し、電源系統
Gの端子に制動抵抗器DBRを並列に挿入する。このよ
うにすれば、故障回線の分離によつて生じる電源系統の
出力変動分が制動抵抗器DBRによつて補償されるので
、電源系統に含まれる発電機の加速が抑制され、電力送
電系統の安定な運転が維持される。しかし、このような
従来の安定化装置は、制動抵抗器を送電回線に並列に投
人する方式であるため、制動抵抗器は故障回線のしや断
後に投入しなければ安定度向上の効果は得られない。
このため、高速で動作する保護装置の主保護継電器が正
常に動作する場合には故障発生から短時間で制動抵抗器
の投入が行なわれるので問題はないが、主保護継電気が
動作不能となつた場合には、動作時刻を著しく遅らせて
ある保護装置の後備保護継電器によつて回線しや断が行
なわれた後に制動抵抗器の投入が行なわれるので、故障
発生から制動抵抗器の投入までに時間がかかりすぎて、
安定度向上効果が損われる欠点がある。本発明は、上記
にかんがみて、主保護継電器が動作不能のため後備保護
継電器により回線しや断が行なわれた場合にも、安定度
向上効果が損われることのない新規な制動抵抗器を用い
た電力送電系統の安定化装置を得ることを目的とするも
のである。
本発明は、送電回線の故障発生時にこの送電回線の電源
端側に制動抵抗器を投入して電力送電系統の安定化をは
かるものにおいて、1つの電源系統に接続された1回線
または複数回線の各送電回線の電源端側にそれぞれ制動
抵抗器を直列および並列に切換投入可能にして接続し、
故障の発生し.た送電回線ごとに、故障発生の検出と同
時に前記制動抵抗器を当該送電回線に直列に投入し、当
該送電回線がしや断された後に前記制動抵抗器を当該送
電回線に並列に切換投入するように構成することにより
上記目的を達成するものである。
以下、本発明を図面に示す実施例について説明する。第
2図は、本発明の実施例を示す単線結線図である。
この図において、Gはl台または複数台の発電機で構成
された電源系統、L,および土。はそれぞれ回線しや断
器LCB,およびLCB。を介して電源系統Gに接続し
た2回線の送電回線、DBRs,,DBRp,は送電回
線L,の電源端側に直・並列に切換投入可能に接続した
送電回線L,用の容量調整が可能な制動抵抗器、RCB
s,,RCBp,はそれぞれ制動抵抗器DBRs,およ
びDBRp,の直・並列投入用のしや断器、DBRs。
,DBRp。はDBRs,,DBRp,と同様に構成さ
れた送電回線L。用の容量調整が可能な制動抵抗器、R
CBs。,RCBp,は、制動抵抗器DBRs。および
DBRp。の直・並列投入用のしや断器、PRT,およ
びPRT。は、それぞれ送電回線L,および土。の故障
を検出して、それぞれの回線しや断器LCB,およびL
CB。Iにしや断指令を与える主保護継電器(MPR,
,MPR。)および後備保護継電器(BPR,,BPR
。)を備えた保護装置、RC,およびRC。は、それぞ
れ送電回線L,およびL。の送電電力に応じて、制動抵
抗器DBRsl,DBRp,およびDBRs2,DBR
p2の容量をこの送電電力に等しくなるように調整する
抵抗調整器、AD,およびAD。は、それぞれ回線L,
およびL。の故障を検出して、直・並列投入用のしや断
器RCBs,,RCBp,およびRCBs,,RCBp
。に開閉指令を与える故障検出器である。各回線の直列
抵抗器DBRs,,(DBRs。)と並列抵抗器DBR
p,,(DBRp。)とは互に連動して容量が調整され
、常に等しい容量を示す。しかして、各送電回線が正常
な場合は、直列投入用のしや断器RCBs,およびRC
Bs,は閉成され、直列抵抗器DBRs,およびDBR
s。
を短絡し、並列投入用のしや断器RCBp,およびRC
Bp,は開成され、並列抵抗器DBRp,およびDBR
p。をしや断する。このため、各送電回線が正常な状態
では、制動抵抗器RCBsl,RCBplおよびRCB
s2,RCBp2は、回線L,およびL。からしや断さ
れている。第3図は、本発明に使用する回線しや断器L
CBおよび制動抵抗器の直・並列投入用しや断器RCB
s,RCBpの開閉制御回路を示すものである。
この図において、PRTは主保護継電器MPRおよび後
備保護継電器BPRを備えた系統保護装置、ADは過電
流継電器、不足電圧継電器等よりなる送電回線の故障検
出器、RECは再閉路条件設定器、TMは時限素子、L
CBTおよびLCBCは回線しや断器LCBの開放機構
および投入機構、RCBsTぉよびRCBsCは直列投
入用しや断器RCBsの開放機構および投入機構、RC
BpTおよびRCBpCは並列投入用しや断器RCBp
の開放機構および投入機構、0Rはオア回路、A,〜A
。はアンド回路である。このような制御回路は、各送電
回線ごとに設けられる。送電回線に接地および短絡等の
故障が発生すると、保護装置PRTおよび故障検出器A
Dが動作し、故障を検出する。
これにより保護装置においては、主保護継電器MPRが
動作し、オア回路0Rを介して回線しや断器LCBの開
放機構LCBTに開放指令を与える。この主保護継電器
MPRが何らかの原因で故障検出に失敗した場合は、後
備保護継電器BPRが動作し、オア回路0Rを介して回
線しや断器LCBの開放機構LCBTに開放指令を与え
る。故障検出器ADは、送電回線の故障を検出すると直
ちに制動抵抗器直列投入用のしや断器RCBsの開放機
構RCBsTに開放指令を与える。制動抵抗器並列投入
用のしや断器RCBpの投入機構RCBpCには、アン
ド回路A1により前記しや断器LCBおよびRCBsの
開放機構LCBTおよびRCBsTの動作信号とRCB
sTへの開放指令とのアンド条件をとり、かつ時限素子
TMによりアンド回路A1の出力信号を一定時間遅らせ
て投入指令が与えられる。そして、再閉路条件設定器R
ECは回線しや断器LCBに開放機構LCBTから開放
動作信号が与えられた時点から計時し、再閉路条件が成
立する時間に達したところで再閉路指令を発する。この
再閉路指令は、並列投入用しや断器RCBpの開放機構
RCBpT、直列投入用しや断器RCBsの投入機構R
CBsTおよび回線しや断器LCBの投入機構LCBC
に順次、間にアンド回路A2,A3を介して与えられる
。アンド回路A2およびA3は、再閉路の際にそれぞれ
RCBpTとRCBsC相互およびRCBsCとLCB
C相互のインタ畦ソク作用を行なこのようなしや断器開
閉制御回路を備えた第2図の本発明装置において、送電
回線に故障が発生した場合の動作を次に説明する。第4
図のT。
時点において、第2図に図示するように、送電回線L1
のA点で接地事故が発生したものとすると、主保護継電
器MPRlが正常に動作する場合にはこの主保護継電器
MPRlおよび故障検出器ADlがT。時点からほぼ1
サイクル以内にこれを検出し、それぞれ回線しや断器L
CBlおよび直列投入用しや断器RCBslにほぼ同時
に開放指令を与える。直列投入用しや断器RCBslに
、投入および開放動作が約1サイクル以内に行なわれる
高速度しや断器を使用すれば、第4図RCBslに示す
ようにT。時点から2サイクルの時点t1で、このしや
断器RCBslは回線しや断器LCBlより早く開放す
る。これにより、直列投入用制動抵抗器DBRslは、
短絡が解かれ、回線L1に直列に投入される。
電源系統Gの出力は、送電回線L1の接地事故により、
減少するが、回線L1に制動抵抗器DBRslが直列投
入されることにより、この抵抗器が事故点Aを通して電
源系統Gの出力の一部を吸収する。この場合、制動抵抗
器DBRslの容量は、抵抗調整器RClにより、事故
発生前の送電回線L1の送電電力とほぼ等しい値に調整
されているので、送電回線L1が負担していた電源系統
Gの出力がこの制動抵抗器DBRslによつて補償され
る。このため、送電回線L1の事故によつて発生する電
源系統Gの急激な出力減少が事故発生から極めて短時間
内に送電回線L1に直列に投入された制動抵抗器DBR
slによつて補償されるので、電源系統Gにおける出力
変動を僅小にすることができ、したがつて電源系統Gに
含まれる発電機または発電機群の加速を抑えることがで
き、電源系統Gが不安定になるのが抑制される。保護装
置PRTlの主保護継電器MPRlが正常に動作した場
合には、これから回線しや断器LCBlに開放指令が与
えられているので、事故発生からほぼ3サイクル後のT
2時点(第4図)で回線しや断器LCBlが開放し、回
線L1を電源系統Gからしや断する。
しや断器LCBlのしや断により、直列に投入された制
動抵抗器DBRslの効果は失なわノれる。しかして、
しや断器LCBlがしや断されたT2時点でアンド回路
A1(第3図)のアンド条件が成立するので時限素子T
Mが動作を開始し、これに設定された一定の時間が経過
するとこの時限素子・TM(第3図)から並列投入用の
しや断器RCBplに投入指令が与えられるので、T3
時点でしや断器RCBplが投入され、送電回線L1に
制動抵抗器DBRplが並列に投入され、再び電源系統
Gの出力の吸収を始める。
この場合、制動抵抗器DBRplの容量も、制動抵抗器
DBRslと同様に送電回線L1の事故前の送電電力と
ほぼ等しい値に調整されているので、電源系統Gにおけ
る出力変動は僅少となり、電源系統Gに含まれる発電機
の加速力弓1続き抑制され、安定な運転が維持される。
回線しや断器LCB,への開放動作とともに動作を開始
する再閉路条件設定器REC(第3図)が、しや断器L
CB,のしや断から所定時間経過したT,。
時点において再閉路条件が整うので、再閉路指令を発す
る。この再閉路指令は、並列投入用しや断器RCBp,
の開放機構、直列投入用しや断器RCBs,の投入機構
および回線しや断器LCB,の投入機構に順次与えられ
るので、しや断器RCBp,がT,。
時点で開放され、引続きしや断器RCBs,およびLC
B,がT,,時点およびT,。時点で順次投入される。
これにより制動抵抗器DBRs,,DBRp,が回線L
,からしや断された上で、送電回線L,が再閉路される
。以上の動作は、保護装置PRTの主保護継電器MPR
が正常動作した場合で、この場合には、直列制動抵抗器
DBRs,は、回線しや断器LCB,のしや断されるわ
ずか1サイクル前にしか投入されないので、制動抵抗器
を送電回線に直・並列に切換えるようにした本発明によ
る安定化効果は従来の制動抵抗器を並列にだけ投人する
ようにした安定化装置と同程度である。
これに対して主保護継電器MPRが事故発生の検出に失
敗するなどして正常に動作しなかつた場合には、後備保
護継電器BPRが動作するまで回線しや断器LCB,が
しや断されないので、直列制動抵抗器DBRs,の安定
化効果は顕著となる。すなわち、後備保護継電器BPR
の動作は、主保護継電器MPRの動作に比して動作時刻
を著しく遅らせてあるので、後備保護継電器BPRによ
り送電回線のしや断が行なわれる場合は、事故発生から
回線しや断までに約16サイクル程度かかるが、直’1
j11fh!l動抵抗器DBRs,は、事故の発生から
2サイクル以内に回線L,に投入され、回線しや断器L
CB,のしや断が遅れても、この回線しや断器LCB,
がしや断されるまでこの直列制動抵抗器DBRs,が電
源系統Gにおける出力変動を僅小に抑えることができる
このため、後備保護継電器BPRによる回線しや断が行
なわれる場合にも電源系統Gに含まれる発電機の加速を
抑制でき、安.定な運転を維持できる。主保護継電器M
PR,が動作せず、後備保護継電器BPR,により故障
回線のしや断が行なわれる場合の各しや断器の動作は、
第4図に点線で示す通りであり、事故発生時点T。
から約16サイクル経過したT。′時点において、回線
しや断器LCB,が開放して回線L,をしや断し、これ
により一定時間後のT。′時点で並列投入用しや断器R
CBp,が投入され閉成する。そして、回線しや断器L
CB,のしや断後再閉路条件成立に必要な時間が経過し
たT,。′時点で再閉路指令が与えられ、並列投人用し
や断器RCBp,がT,。′時点で開放し、引続き直列
投入用しや断器RCBs,および回線しや断器LCB,
がT,,’時点およ’びT,。′時点で順次投入され、
再閉路が完了する。このような本発明において、並列投
入用のしや断器RCBp,は、回線しや断器LCB,の
しや断時点から所定時間遅れて投入されるが、これは、
事故発生後に投入する直列制動抵抗器DBRs,のわず
かな投入遅れによる電源系続出力の変動を補償するため
に行なうものであり、その遅れ時間は、電源系統Gおよ
び送電回線の過渡特性等に基づいて定めることができる
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、各送
電回線毎に送電回線の事故発生時に、しや断器により制
動抵抗器を直・並列に切換投入することにより、主保護
しや断のみならず、後備保護しや断時にも、回線しや断
器のしや断前から故障回線に制動抵抗器が投入されるの
で、電源系統に含まれる発電機または発電機群の加速を
抑制でき、過渡安定度を向上させることができる。
また、1つの電源系統に、n回線の送電回線を接続した
場合、個々の回線に設ける制動抵抗器の容量は、電源系
統の総合出力容量の1/nでよく、n回線合計の制動抵
抗器容量を電源系統の出力容量と等しくすればよいので
経済的となる。さらにまた、本発明においては、各回線
毎に制動抵抗器を設けるので、一つの回線における故障
発生に対する保護動作が残りの健全な回線に影響するこ
とを防止することができ、また各制動抵抗器を3相独立
に投入、しや断できるように構成すれば、各送電回線の
l相地絡、2相地絡等の不平衡故障時に、当該故障相の
みに選択的に制動制動抵抗器を投入することにより、不
平衡故障時も同様に安定度を向上させることができる効
果がある。この場合は、各送電回線の回線しや断器も3
相の各相を独立して投人し、しや断できるように構成す
る必要がある。さらに、制動抵抗器の容量を送電回線の
そのつどの送電電力に応じた値に調整するので、負荷の
軽量にかかわらず、広い負荷範囲で安定度を向上できる
効果もある。前記本発明の実施例装置においては、制動
抵抗器が各別の直列制動抵抗器と並列制動抵抗器とによ
り構成されるが、直・並列投入用の2つのしや断器の接
続をわずかに変更すると、直列用と並列用の制動抵抗器
を共通の1つの制動抵抗器で済ませることができるよう
になる。
第5図にこのような本発明の実施例を示す。
この第5図において、DBRlおよびDBR2は、直・
並列用に共通の制動抵抗器であり、その他の第2図と同
一符号のものはこれと同一のものを示す。第5図の装置
においては、並列投入用のしや断器RCBplおよびR
CBp2を制動抵抗器DBRlおよびDBR2の負荷側
(回線しや断器側)端子に接続している点が、第2図の
場合と異なる。このような構成において、各送電回線が
正常な状態では、第2図の装置と同様に直列投入用しや
断器RCBsl,RCBs2は、閉成し、並列投入用し
や,断器RCBpl,RCBp2は開成しているので、
制動抵抗器DBRlおよびDBR2はそれぞれ送電回線
L1およびL2からしや断されている。
しかして、送電回線に故障が発生すると、故障の発生し
た送電回線L1(L2)において回線しや断器LCBl
・(LCB2)がしや断される前に直列投入用しや断器
RCBsl(RCBs2)をしや断することにより、制
動抵抗器DBRl(DBR2)が当該送電回線L1(L
2)に直列に投入される。これにより、制動抵抗DBR
l(DBR2)は送電回線L1(L2)の故障点を通し
て電源系統Gの出力を吸収する。そして、第5図には図
示しない保護装置PRTによつて回線しや断器LCBl
(LCB2)がしや断された後に、並列投入用しや断器
RCBpl(RCBp2)を投入すると、制動抵抗器D
BRl(DBR2)は、負荷側端子.がしや断器RCB
pl(RCBp2)を介して接地されるので、電源系統
Gに並列に投入され、電源系統Gの出力の一部を吸収す
る。回線しや断器LCBl(LCB2)を再投入して回
線L1(L2)を再閉路する際は、回線しや断器LCB
l(LCB2)の再投入直前に直列および並列投入用し
や断器RCBsl(RCBs2)およびRCBpl(R
CBp2)を元に戻せば制動抵抗器DBRl(DBR2
)は回線L1(L2)からしや断される。このように第
5図の実施例装置においても各しや断器の開閉制御は第
2図の装置と全く同様に行なうことができるので、この
実施例においても第3図に示すようなしや断器の開閉制
御回路を使用できる。
この装置においても、事故発生時に制動抵抗器が各回線
のしや断前に直列に投入され、しや断後に並列に投入さ
れるので、回線しや断前から回線の故障による急激な電
源系統の出力変動を有効に補償できる。したがつて、第
2図の装置と同様に電源系統Gに含まれる発電機の加速
を抑制し、安定な運転を維持でき、電力送電系統の安定
度を向上できる。しかして、この装置によれば、1つの
制動抵抗器を直・並列に切換えて使用するので、第2図
の装置に比して制動抵抗器の価格を低減できるので経済
的に有利となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の安定化装置を示す回路構成図、第2図は
本発明の一実施例を示す回路構成図、第3図は本発明に
使用するしや断器の開閉制御回路を示すプロツタ線図、
第4図は本発明における各しや断器の動作状態を示す線
図、第5図は本発明の異なる実施例を示す回路構成図で
ある。 G;電源系統、L1・し;送電回線、DBR・DBRl
・DBRsl・DBRpl・DBR2・DBRs2・D
BRp2;制動抵抗器、LCBl・LCB2;回線しや
断器、RCB−RCBsl・RCBpl・RCBs2R
CBp2;制動抵抗器投入用しや断器、PRT・PRT
l・PRT2;保護装置、MPR−MPRl・MPR2
;主保護継電器、BPR−BPRl・BPR2;後備保
護継電器、AD−ADl・AD2;故障検出器、RCl
・RC2;抵抗調整器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 1つの電源系統にそれぞれ回線遮断器を介して接続
    された複数の送電回線のそれぞれにおいて回線遮断器手
    前の電源端側で直列ないし並列に制動抵抗器を切換投入
    可能に接続構成しておき、故障の発生した各送電回線ご
    とに、制動抵抗器の直列投入は故障検出と同時に高速に
    て行なうとともに、制動抵抗器の並列投入は回線遮断器
    により当該送電回線が遮断された後に行なうことを特徴
    とする電力送電系統の安定化装置。 2 特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記各
    送電回線にそれぞれ直列に第1の制動抵抗器を挿入接続
    し、この第1の制動抵抗器の両端子間に第1の遮断器を
    並列接続するとともに、前記第1の制動抵抗器の一方端
    子と大地間に第2の遮断器を直列に介して第2の制動抵
    抗器を接続したこをを特徴とする電力送電系統の安定化
    装置。 3 特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記各
    送電回線のそれぞれに、制動抵抗器を1個直列に挿入接
    続し、この制動抵抗器の両端子間に並列に第1の遮断器
    を接続するとともに、制動抵抗器の負荷側端子と大地間
    に第2の遮断器を接続したことを特徴とする電力送電系
    統の安定化装置。
JP52060210A 1977-05-24 1977-05-24 電力送電系統の安定化装置 Expired JPS5949775B2 (ja)

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Cited By (1)

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