JPS61157231A

JPS61157231A - 交直変換器の制御方法

Info

Publication number: JPS61157231A
Application number: JP59274714A
Authority: JP
Inventors: 清司大久保
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-12-28
Filing date: 1984-12-28
Publication date: 1986-07-16

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】〔発明の技術分野〕本発明は、直流送電や周波数変換の目的で交流電力系統
に交直変換設備が接続されている場合に交流電力系統の
一端に事故が生じた際の交直変換器の制御方法に関する
。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

第３図に従来の直流送電系統の変換装置における制御装
置の概略ブロック図を示す。

直流送電系統の変換装置は、変換器７Ａ。

ＩＢの直流側はそれぞれ直流リアクトル２人。

２Ｂを介して直流送電線路３によって接続され各変換器
ＩＡ、ＩＢの交流側は変換器用変圧器４Ａ、４Ｂ、Ｌヤ
断器ｓｋ、５Ｂを介して、それぞれの交流系統６Ａ、６
Ｂに接続されるように構成されている。

従来、変換器ＩＡ、ＩＢには定電圧制御回路１１に、Ｊ
ＩＢ定電流制御回路１３Ａ、１３Ｂが具備されており、
定電圧制御回路１１人。

ＪＩＢは、変換器の最小余裕角を設定している余裕角設
定器１ｓｋ、１ｓＢの出力である、最小余裕角基準値と
、変換装置として必要な定無効電力制御回路４８の出力
とが加算器１７Ａ。

１７Ｂで加算された余裕角基準値に、変換器ＪＡ、ＪＢ
の余裕角を追従させるように動作する。又、定電力制御
回路４４の出力である電流基準値と、直流電流を直流電
流検出器２１人。

２１Ｂで検出し、制御回路として取扱い易い値に変換さ
れた直流電流検出値とが加算回路２３Ａ。

２３Ｂに入力され、その差が定電流制御回路１３に、１
３Ｂに入力されることで直流送電線路３に流れる直流電
流が前記電流基準値に追従するように制御されることに
なる。

スイッチ２４に、２４Ｂは、逆変換器として運転する変
換器に対応する方のみが閉となり、電流マージン設定器
２’５に、２５Ｂの出力である電流マージンが前記加算
回路２３Ａ　、　２３　Ｂに入力される。この電流マー
ジンの機能と、前記定電圧制御回路１１Ａ、ＩＩＢ、前
記定電流制御回路１３に、１３Ｂの出力のうち変換器の
制御進み角を、より進ませる側の出力をその出力として
選択する制御進み角優先回路２ｇ１Ｌ。

２ｓＢの機能とにより、今、仮りにスイッチ２４Ｂが閉
でスイッチ２４ｈが開になっているとすると、前記制御
進み角優先回路２．８　Ａには、前記定電流制御回路１
３Ａの出力が与えられ、更に、前記制御進み角優先回路
２８１３には、前記余裕角制御回路１１Ｂの出力が与え
られる。

（以後の説明は説明の便宜上、スイッチ２４Ａが開でス
イッチ２４Ｂが閉として説明する。）それぞれ前記制御
進み角優先回路２ｓＡ、２ｓＢの出力は位相制御回路２
９Ａ、２９Ｂに入力され、ここで変換器ＩＡ、ＩＢの点
弧タイミングを決めるパルス信号に変換され、パルス増
幅回路３０ｈ、３０Ｂを介して変換器ＪＡ、７Ｂにゲー
トパルス信号として与えられるように構成されている。

又、スイッチ５９に、５９Ｂは交流電力系統において、
順変換器側の交流系統事故に際し、事故検出信号をもっ
て逆変換器側の制御回路に加えられている電流マージン
信号を切離し安定な系統運用を図るものである。

以上説明したような変換器の制御回路を構成することは
、公知の技術である。

さて、いま交流系統６Ａに事故が発生し、交流系統６Ａ
の電圧が大巾に低下したとする。このとき変換器ＩＡは
他励の変換装置であるから転流できなくなる。それ故上
記交流系統６Ａの事故を、例えば交流不足電圧継電器等
により検出し、変換器ＩＡの同じアームに接続されたパ
ルプを通電させ、交流系統６Ａの事故が除去された後、
例えば上記交流不足電圧継電器が復帰した後再び正規の
運転に戻すという操作が行なえる。

尚、前記同じアーノ、に接続されたバルブを通電させる
操作は通常バイパスペア操作と呼ばれるもので、以下Ｂ
ＰＰ　　と略記する。

さて、このＢＰＰ　　操作は、変換装置の直流電圧は零
で直流電流だけが流れている状態であるから無効電力の
みを消費する運転である。従って事故の発生していない
健全な交流系統６Ｂが強い系統、換言すれば変換装置の
容量に対する交流系統６Ｂの短絡容量との比、つまり短
絡容量比が大きい場合、変換器運用上、それ種の問題は
生じない。しかし、短絡容量比が小さい場合は交流系統
６Ｂに大巾な電圧変動を引き起こし、ひいては交流系統
６Ｂのシステム崩壊を招くという問題を内在している。

次に、上述した欠点を防止することを目的として構成さ
れた回路例を第２図に示す。

尚、第２図において第３図と同一要素は、同一符号で示
し説明を省略する。

第３図においては、定電力制御回路４４の出力は直接加
算回路２．９Ａ、２３Ｂに加えられていたが、第２図に
おいては交流系統事故時に開となるスイッチ５０を介し
て加算回路２３Ａ。

２３Ｂに入力される。５１に、５１Ｂはそれぞれ交流系
統の電圧を検出する為の交流電圧検出器であり、その出
力信号は電圧設定器５２Ａ。

５２Ｂとともに加算回路５３Ａ、５３Ｂへ入力され、そ
の偏差はそれぞれの定電圧制御回路５４に、　５４Ｂに
与えられる。その増幅された出力信号は、スイッチ５５
に、ｓｓＢを介して加算回路；２３Ａ、２３Ｂに加えら
れ定電流制御回路１３Ａ、１３Ｂの電流基準値となるよ
うに構成されている。

第２図において、例えば交流系統６Ａで３相地絡等の事
故が発生したとする。このときは前述したごとく、この
交流系統事故を不足電圧継電器等で検出し、その出力信
号により、スイツチ５ｓＴ３を閉、スイッチ５０を開と
する。すると、定電圧制御回路、５４　Ｂの出力信号が
健全端交流系統６Ｂの電圧を一定に維持するように変化
し、その値は定電流制御回路１３Ｂの電流基準値となる
ので、健全端交流系統６Ｂの電圧変動に応じて、直流電
流を制御する。従って、交流系統の無効電力が変換装置
ＩＡによって制御されることになる。即ち、もし健全端
交流系統６Ｂが過電圧となれば定電圧制御回路５４Ｉ３
は直流電流を増加させ、すなわち、変換装置によって無
効電力の消費を増加させることにより前記過電圧を抑制
し、逆に健全端交流系統６Ｂの電圧が低下すれば直流電
流を減少させ、すなわち、変換装置による無効電力の消
費を減少させることで前記電圧低下を抑制することにな
る。

何故ならば、交流電圧の変化分は無効電力の変化分と交
流系統のりアクタンス分の積にほぼ等しいので、無効電
力を制御することで、交流電圧を制御することができる
からである。

尚、もし第２図（・ておりて交流系統６Ｂで事故が発生
した場合には、スイッチ５５１Ｌが閉、スイッチ５θが
開となりこの場合には健全交流系統６Ａに対する電圧制
御が動作することになり、以下、交流系統６Ａに係る事
故の場合と同様に変換装置は作用する。

しかし乍ら、今仮に変換装置ＪＡ、ＪＢがそれぞれ定電
力制御回路及び定余裕角制御回路の出力によって運転し
ている状態で、交流系統６Ａに系統事故が発生したとす
ると、変換装置は健全な交流系統６Ｂの安定化のため、
制御モードを変更し定電圧制御回路５４Ｂの出力によっ
て運転する。

つまり、定電流制御回路１３Ｂの電流基準が、定電力制
御回路４４の出力信号から健全端交流系統の定電圧制御
回路５４Ｂの出力信号へと切換る訳である。このような
切換を行なった場合には、この定電圧制御回路の動作遅
れに起因する一時的な電流基準の低下が、変換装置で消
費　　　　ｉされる無効電力の減少を来たし、結果とし
て交流系統６Ｂに過渡的な過電圧を発生することになる
。

〔発明の目的〕

従って、本発明の目的は前述した欠点をなくすためにな
されたものであって健全な交流系統及び事故側の交流系
統に与える影響を最小とし、かつ交直変換装置の安定な
運転を維持するための交直変換器の制御方法を提供する
ものである。

〔発明の概要〕本発明は上記目的を達成するために、定電力制御回路よ
り出力されていた電流基準信号を事故検出信号によって
健全端の交流系統の定電圧制御回路が出力する電流基準
信号に切換える場合に切換え時間を任意に時間設定する
ことにより、無効電力の急激な変化がもたらす交流系統
の動揺を防止するものである。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。以
下、第１図における回路構成について説明する。尚、第
１図において、第２図、第３図と同一要素は同一符号で
示し、説明は省略する。回路６０は交流不足電圧継電器
などの事故検出回路である０ＡＮＤ　　回路６２．タイ
マー回路ｔ；　ｓ　、　ＢＰＰ　指令回路６６より構成
されている。

次に、この回路における動作説明を行なう。

例えば、変換器ＩＡは定電力制御回路４４の出力信号を
基準値として、更に、定電流制御回路Ｊ、９Ａの出力信
号が優先された状態で順変換器として運転し、一方、変
換器ＩＢは定無効電力制御回路４８の出力信号と余裕角
設定器１８Ｂの出力が、加算器１７Ｂで加算された出力
を余裕角基準値として、定余裕角制御回路１１Ｂの出力
が優先された逆変換器運転状態であるとする。ここで、
アンド回路６２の入力信号Ｂは、変換器ＩＡが順変換器
であることを示す信号で、変換器ＩＡが順変換器の場合
に、「正」論理となる信号である。前記説明した運転状
態において、今仮りに交流系統６Ａに事故を生じ、交流
電圧の低下によって交流不足電圧継電器等の事故検出回
路６０が動作したとすると、ＢＰＰ　操作目路６６は瞬
時に事故端側の系統に接続されている変換器ＩＡを順変
換器運転からＢＰＰ　状態へ操作する。この場合ＢＰＰ
　　操作された変換器ＩＡは直流電流の制御を行なうこ
とが出来なくなるだめ、変換器ＩＢは定余裕角制御回路
１１Ｂによる制御から定電圧制御回路５４Ｂによる出力
を電流基準値とした定電流制御回路１３Ｂの制御による
零力率運転状態へ、移行する。

一方、変換器ＩＡがＢ　Ｐ　Ｐ　操作されるのと同時に
アンド回路６２の出力条件が成立するので、この出力信
号をもって、タイマー回路６３で設定した時間後に、定
電力制御回路４４による制御から定電圧制御回路５４Ｂ
による制御へ制御移行させる操作を行なっている。この
操作によれは、定電圧制御回路５４Ｂがすでに応動した
後に制御移行を行なっているため移行に伴って生じる電
流基準値の動揺を最小とすることが出来、変換器で消費
している変動電力の動揺も極小化できるため、交流系統
６Ｂにおける電圧動揺の発生も防止できる。

〔発明の効果〕

以上説明のように、本発明によれば交流電力系統の一端
に事故を発生した場合に無効電力の急激な変化がもたら
す交流系統の動揺を防止出来る。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の要部のみを示す概略ブロック図、第２
図は交流系統の事故時における制御方式の概略ブロック
図、第３図は従来の直流送電系統の変換装置の制御装置
の概略ブロック図を示す。７Ａ、ＩＢ・・・変換器、２Ａ、、２Ｂ−・、直流リア
クトル、３・・・直流送電線路、４Ａ、４Ｂ・・・変換
器用変圧器、５Ａ、５Ｂ・・・しゃ断器、６Ａ。６Ｂ・・・交流系統、Ｉｌｋ、ＪＩＢ・・・定余裕角制
御回路、１３Ａ、１３Ｂ・・・定電流制御回路、１７に
、１７Ｂ、、２３に、２３Ｂ、４２．４６・・・加算回
路、１８Ａ、ＩｇＢ・・・最小余裕角設定器、２４Ａ−
，２４Ｂ、５９Ａ、５９Ｂ・・・スイッチ、ｚ５に、２
ｓＴ３・・・電流マージン設定器、２１　Ａ、　２１　
Ｂ・・・直流電流検出器、２２Ａ。２２　Ｂ・・・電流電圧変換回路、２Ｂ！Ｌ、２８Ｂ・
・・制御進み角優先回路、２９　Ａ　、　２９　Ｂ・・
・位相制御回路、３０　Ａ　、　３０　Ｂ・・・パルス
増巾回路、４ノ・・・電力設定器、４３・・・電力検出
器、４４・・・定電力制御回路、４５・・・無効電力設
定器、４７・・・無効電力検出器、４８・・・定無効電
力制御回路、５θ、　５５　Ａ　、　ｓ　ｓ　１１・・
・スイッチ、５１に、５１Ｂ・・・交流電圧検出回路、
５２Ａ。５２Ｂ・・・電力設定器、５３に、、５３Ｂ・・・加算
回路、５４　Ａ　、　５４　Ｂ・・・定電圧制御回路、
６０・・・事故検出回路、６２・・・アンド回路、６３
・・・タイマー回路、６６・・・ＢＰＰ　操作回路。

Claims

【特許請求の範囲】

交直変換装置の接続された交流電力系統において、順変
換器側の交流系統事故に際し、事故検出信号をもって定
電力制御されていた変換器の電流基準値を健全端側変換
器の定電圧制御回路の出力する電流基準値へ切換える場
合所定の時間だけ遅らせることを特徴とした交直変換器
の制御方法。