JPS61224831A - 直流送電系統の制御装置 - Google Patents
直流送電系統の制御装置Info
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- JPS61224831A JPS61224831A JP60065416A JP6541685A JPS61224831A JP S61224831 A JPS61224831 A JP S61224831A JP 60065416 A JP60065416 A JP 60065416A JP 6541685 A JP6541685 A JP 6541685A JP S61224831 A JPS61224831 A JP S61224831A
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- power
- generator
- power factor
- transmission system
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
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。
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、交流発電機と負荷側交流系統との間が、それ
ぞれ順変換器、直流線路、および逆変換器を含んで構成
される並列接続の複数極の単位直流送電系統を介して連
系されると共に、前記順変換器の消費無効電力を、補償
する調相容量可変の調相設備と、前記発電機を駆動する
タービンを異常゛ 加速から保護する継電手段とを備え
た直流送電系統の制御装置、とくに直流系統の故障発生
時に発電所が不要停止しないように前記調相設備の調相
容量を制ｔ１１′？ｌる制御装置に関するものである。
ぞれ順変換器、直流線路、および逆変換器を含んで構成
される並列接続の複数極の単位直流送電系統を介して連
系されると共に、前記順変換器の消費無効電力を、補償
する調相容量可変の調相設備と、前記発電機を駆動する
タービンを異常゛ 加速から保護する継電手段とを備え
た直流送電系統の制御装置、とくに直流系統の故障発生
時に発電所が不要停止しないように前記調相設備の調相
容量を制ｔ１１′？ｌる制御装置に関するものである。
電力系統の規模が拡大されるに従い、建設される発電所
も大容量・°遠隔地化し、長距離・大容量送電を行う必
要性が高まってきている。交流系統による長距離・大容
量送電は系統安定度に問題があるだけでなく、送電線の
建設費も膨大となるが、直流送電によれば系統安定度の
問題はなく、電力ｎ失・送電線の建設費の点でも交流送
電に比較して有利となる。
も大容量・°遠隔地化し、長距離・大容量送電を行う必
要性が高まってきている。交流系統による長距離・大容
量送電は系統安定度に問題があるだけでなく、送電線の
建設費も膨大となるが、直流送電によれば系統安定度の
問題はなく、電力ｎ失・送電線の建設費の点でも交流送
電に比較して有利となる。
そのような直流送電系統の２極構成の一例を第４図に示
す。第４図において、交流発電１１１Ｇ １ 。
す。第４図において、交流発電１１１Ｇ １ 。
０２の発生交流電力をそれぞれ昇圧変圧器５ＴＲ１，５
ＴＲ２を介して変換器母線ＢＬＪＳＩに導き、これらの
交流電力の一部を変換器用変圧器ＣＴＲ１１、ＣＴＲ１
２を介して接続された順変換器Ｃ０ＮＩ １．Ｃ０Ｎ１
２により交直変換し、直流リアクトルＤＣＲ１１，ＤＣ
Ｒｌ ２、直流線路Ｌ１．Ｌ２、直流リアクトルＤＣＲ
２１，ＤＣＲ２２を介して直流電力を負荷需要地まで送
電し、さらに逆変換器ＣＯＮ２１．０ＯＮ２２および変
換器用変圧器ＣＴＲ２１，ＣＴＲ２２により直流電力を
交流電力に再変換し、変換器母１！ＢＵＳ２を介して交
流系統ＡＣに電力を供給する。ここで、便宜上、順変換
器Ｃ０Ｎ１１、直流線路Ｌ１、逆変換器ＣＯＮ２１の側
の単位直流送電系統を極１と称し、順変換器Ｃ０Ｎｌ２
、直流線路Ｌ２、逆変換器ＣＯＮ２２の側の単位直流送
電系統を極２と称することにする。
ＴＲ２を介して変換器母線ＢＬＪＳＩに導き、これらの
交流電力の一部を変換器用変圧器ＣＴＲ１１、ＣＴＲ１
２を介して接続された順変換器Ｃ０ＮＩ １．Ｃ０Ｎ１
２により交直変換し、直流リアクトルＤＣＲ１１，ＤＣ
Ｒｌ ２、直流線路Ｌ１．Ｌ２、直流リアクトルＤＣＲ
２１，ＤＣＲ２２を介して直流電力を負荷需要地まで送
電し、さらに逆変換器ＣＯＮ２１．０ＯＮ２２および変
換器用変圧器ＣＴＲ２１，ＣＴＲ２２により直流電力を
交流電力に再変換し、変換器母１！ＢＵＳ２を介して交
流系統ＡＣに電力を供給する。ここで、便宜上、順変換
器Ｃ０Ｎ１１、直流線路Ｌ１、逆変換器ＣＯＮ２１の側
の単位直流送電系統を極１と称し、順変換器Ｃ０Ｎｌ２
、直流線路Ｌ２、逆変換器ＣＯＮ２２の側の単位直流送
電系統を極２と称することにする。
直流送電系統では図示のように２つ以上の極によって送
電するのが一般的であり、たとえば第４図のＦｌに示す
ような直流線路Ｌ１の故障が発生して極１が送電不能と
なった場合でも、残りの極２により全電力の半分以上の
電力を送電できるようにしている。また、変換器が発生
する高調波をとり除くために、容積ごとに変換器母線Ｂ
ＵＳ１に遮断器ＣＢ１．ＣＢ２を介して交流フィルタＡ
ＣＦ１．ＡＣＦ２を設置し、変換器が消費する無効電力
を補償するために調相用変圧器ＴＲＩ。
電するのが一般的であり、たとえば第４図のＦｌに示す
ような直流線路Ｌ１の故障が発生して極１が送電不能と
なった場合でも、残りの極２により全電力の半分以上の
電力を送電できるようにしている。また、変換器が発生
する高調波をとり除くために、容積ごとに変換器母線Ｂ
ＵＳ１に遮断器ＣＢ１．ＣＢ２を介して交流フィルタＡ
ＣＦ１．ＡＣＦ２を設置し、変換器が消費する無効電力
を補償するために調相用変圧器ＴＲＩ。
ＴＲ２および遮断器ＣＢ２．ＣＢ４を介し調相用コンデ
ンサＳＣ１，ＳＧ２を変換器母線ＢＵＳ１に接続する。
ンサＳＣ１，ＳＧ２を変換器母線ＢＵＳ１に接続する。
さらに軽負荷時に交流フィルタＡＣＦ１．ＡＣＦ２から
の余剰無効電力を相殺するために調相リアクトルＳＲ１
，ＳＲ２をそれぞｈ［［１圧３ＴＲ１，ＴＲ２に：！Ｉ
ＩＦｉ器ＣＢ５゜ＣＢ６を介して接続する。
の余剰無効電力を相殺するために調相リアクトルＳＲ１
，ＳＲ２をそれぞｈ［［１圧３ＴＲ１，ＴＲ２に：！Ｉ
ＩＦｉ器ＣＢ５゜ＣＢ６を介して接続する。
このように構成された直流送電系統において発１１ｉ１
１Ｇ１が大容量タービン発電機である場合は、負荷が急
に遮断された時に速度が上昇してタービンが破損しない
ようにタービン加速度検出継電器〜 （以下ＰＬＵという）ＲＹｌ、ＲＹ２が電流変成器ＣＴ
１．ＣＴ２を介して検出される発電機出力電流を入力と
して設置されており、所定量以上の負荷が遮断された時
タービンが破損しないように運転を停止するように構成
されている。このＰＬＵＲＹｌ、ＲＹ２が動作すると、
長時間にわたって送電電力が完全にゼロになる。とくに
原子力発電所の場合は、原子炉をスクラムさせるため復
旧に非常に時間がかかることになる。
１Ｇ１が大容量タービン発電機である場合は、負荷が急
に遮断された時に速度が上昇してタービンが破損しない
ようにタービン加速度検出継電器〜 （以下ＰＬＵという）ＲＹｌ、ＲＹ２が電流変成器ＣＴ
１．ＣＴ２を介して検出される発電機出力電流を入力と
して設置されており、所定量以上の負荷が遮断された時
タービンが破損しないように運転を停止するように構成
されている。このＰＬＵＲＹｌ、ＲＹ２が動作すると、
長時間にわたって送電電力が完全にゼロになる。とくに
原子力発電所の場合は、原子炉をスクラムさせるため復
旧に非常に時間がかかることになる。
ＰＬＵは第５図に示すように発電機の３相出力電流を整
流回路ＡＢＳ１．ＡＢＳ２．ＡＢＳ３により整流し、加
算器Ｓ（ＪＭＩによりこれらを加算し、この値が所定量
以上、かつ所定の変化率以上で減少した時に動作するよ
うに構成されている。
流回路ＡＢＳ１．ＡＢＳ２．ＡＢＳ３により整流し、加
算器Ｓ（ＪＭＩによりこれらを加算し、この値が所定量
以上、かつ所定の変化率以上で減少した時に動作するよ
うに構成されている。
すなわち、定格時の出力から加算器ＳＬＩＭ１の出力を
加算器ＳＵＭ２により差し引いた値が所定値すを超える
か否かを比較器Ｃ２で判定すると共に、加算器ＳＬＪＭ
１の出力を演算回路Ｄｉ（この例では不完全微分回路）
を介し、減少率が所定値ａを超えることを比較器Ｃ１に
より判定し、両比較器Ｃ１，Ｃ２の出力がともに“１″
となった時にアンド回路ＡＮＤ１の出力が“１パとなる
。
加算器ＳＵＭ２により差し引いた値が所定値すを超える
か否かを比較器Ｃ２で判定すると共に、加算器ＳＬＪＭ
１の出力を演算回路Ｄｉ（この例では不完全微分回路）
を介し、減少率が所定値ａを超えることを比較器Ｃ１に
より判定し、両比較器Ｃ１，Ｃ２の出力がともに“１″
となった時にアンド回路ＡＮＤ１の出力が“１パとなる
。
通常、このＰＬｔＪは発電機定格出力電流の４０％以上
が１０ミリ秒以内に減少した時に動作するよう設定され
ている。今、第４図に示すように直流送電系統が２極で
構成され、定格運転をしている時に、極１にＦｌのよう
な直流線路故障が時刻ｔ１に発生すると、極１の直流電
圧は第６図に示すようにゼロとなり、直流電流は一度過
電流となるが順変換器Ｃ０Ｎ１１の定電流制御機能によ
り再ひもとの直流電流値にもどる。さらに直流線路故障
を図示していない直流線路故障検出継電器により検出し
て順変換器Ｃ０Ｎ１１および逆変換器ＣＯＮ２１を時刻
ｔ２で保護停止し、所定の無電圧時間経過後、時刻ｔ３
で極１を再起動する。極２は極１の故障中も運転を継続
するが、通常は極１の停止期間中に短ｖＩＩｆｉｌの過
負荷運転をして送電電力の低下を最小限に押え、発電橢
の周波数上昇も極力抑制するよう制御される。このよう
に、極１の再起動が成功すれば、たとえ２極中の１極が
故障しても速やかに事故前の送電電力を回復できるのが
望ましい。
が１０ミリ秒以内に減少した時に動作するよう設定され
ている。今、第４図に示すように直流送電系統が２極で
構成され、定格運転をしている時に、極１にＦｌのよう
な直流線路故障が時刻ｔ１に発生すると、極１の直流電
圧は第６図に示すようにゼロとなり、直流電流は一度過
電流となるが順変換器Ｃ０Ｎ１１の定電流制御機能によ
り再ひもとの直流電流値にもどる。さらに直流線路故障
を図示していない直流線路故障検出継電器により検出し
て順変換器Ｃ０Ｎ１１および逆変換器ＣＯＮ２１を時刻
ｔ２で保護停止し、所定の無電圧時間経過後、時刻ｔ３
で極１を再起動する。極２は極１の故障中も運転を継続
するが、通常は極１の停止期間中に短ｖＩＩｆｉｌの過
負荷運転をして送電電力の低下を最小限に押え、発電橢
の周波数上昇も極力抑制するよう制御される。このよう
に、極１の再起動が成功すれば、たとえ２極中の１極が
故障しても速やかに事故前の送電電力を回復できるのが
望ましい。
ところが、発電機の事前の運転状態によっては、事故発
生とともにＴＬｔＪが動作し、全通［１力がただちにゼ
ロになってしまうこともある。以下具体例をあげて説明
する。
生とともにＴＬｔＪが動作し、全通［１力がただちにゼ
ロになってしまうこともある。以下具体例をあげて説明
する。
第６図において、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間、極１の有
効電力Ｐはゼロとなるが、順変換器Ｃ０ＮＩＩの浦費す
る無効電力Ｑは変換器が零力率運転をするために事故前
の値の約２倍に増える。
効電力Ｐはゼロとなるが、順変換器Ｃ０ＮＩＩの浦費す
る無効電力Ｑは変換器が零力率運転をするために事故前
の値の約２倍に増える。
この有効電力Ｐ１無効電力Ｑの計算式は式（１）１式（
２）のとおりである。
２）のとおりである。
・・・・・・（１）
ここで
Ｅｌ、：変換器用変圧器ＣＴＲ１１の２次無負荷電圧（
線間実効値） （Ｘ ： ［９１１器ＣＯＮ １１ ｆ）！１７ａ角Ｕ
：順変換器Ｃ０Ｎ１１の重なり角 Ｉｄ：直流電流 事故前にＰ＝１．０Ｄｕで運転している時は、α＝１９
．７°、ｕ＝２２．４°、Ｑ＝０．ｅ３ｐｕであるが、
定格電流で零力率運転をすると、Ｐ＝Ｑｐｕ、（Ｚ＝８
４．３” 、ｕ＝１１．５″′、Ｑ＝１．２ｐｕとなる
。
線間実効値） （Ｘ ： ［９１１器ＣＯＮ １１ ｆ）！１７ａ角Ｕ
：順変換器Ｃ０Ｎ１１の重なり角 Ｉｄ：直流電流 事故前にＰ＝１．０Ｄｕで運転している時は、α＝１９
．７°、ｕ＝２２．４°、Ｑ＝０．ｅ３ｐｕであるが、
定格電流で零力率運転をすると、Ｐ＝Ｑｐｕ、（Ｚ＝８
４．３” 、ｕ＝１１．５″′、Ｑ＝１．２ｐｕとなる
。
時刻ｔ１からｔ２の間の発電１ＩＩＩＩＩｉ流の動きは
、事前の発電機が発生する無効電力ωに大きく依存する
。今、説明の便宜上、第４図の発電機Ｇ１と発電機Ｇ２
とはまったく同じ運転とするとし、発電１１ＧＩは極１
と極２の電力の合計の半分を分担しているとする。発電
１１ＧＩが事故前に進相運転をしていたとすると、時刻
ｔ１からｔ２の間の発電１１１［の変化は第７図に示す
ようになる。すなわち、事故前では皮相電力ＳはＳ＝Ｐ
＋ｊＱ−１，０＋ｊ０．３で、皮相電力の大きさは＋３
１−１．０４１）ｕであったものが、事故後は順変換器
Ｃ０Ｎ１１が零力率運転するため有効電力Ｐが５０％に
減少し、変換器の消費無効電力はΔＱ＝（１，２−０，
６３）／２＝０．２９ｐｕだけ増加するため、発電機の
進相電流も０．０１ρＵに減少し、皮相電力Ｓ′の絶対
（ｉｆｌｌｓ’ｌは０．５ｐｕと大幅に減少する。すな
わち１０ミリ秒以内に５４％もの発電機電流の減少が検
出され、第４図のＰＬＵが動作し、発電機を保護停止さ
せるため、この時点で送電電力はゼロとなってしまう。
、事前の発電機が発生する無効電力ωに大きく依存する
。今、説明の便宜上、第４図の発電機Ｇ１と発電機Ｇ２
とはまったく同じ運転とするとし、発電１１ＧＩは極１
と極２の電力の合計の半分を分担しているとする。発電
１１ＧＩが事故前に進相運転をしていたとすると、時刻
ｔ１からｔ２の間の発電１１１［の変化は第７図に示す
ようになる。すなわち、事故前では皮相電力ＳはＳ＝Ｐ
＋ｊＱ−１，０＋ｊ０．３で、皮相電力の大きさは＋３
１−１．０４１）ｕであったものが、事故後は順変換器
Ｃ０Ｎ１１が零力率運転するため有効電力Ｐが５０％に
減少し、変換器の消費無効電力はΔＱ＝（１，２−０，
６３）／２＝０．２９ｐｕだけ増加するため、発電機の
進相電流も０．０１ρＵに減少し、皮相電力Ｓ′の絶対
（ｉｆｌｌｓ’ｌは０．５ｐｕと大幅に減少する。すな
わち１０ミリ秒以内に５４％もの発電機電流の減少が検
出され、第４図のＰＬＵが動作し、発電機を保護停止さ
せるため、この時点で送電電力はゼロとなってしまう。
ＰＬＵが動作しなければ、前述したように健全極である
極２の短時間過負荷と極１の再起動により、発電所の保
護停止に至ることなく送電を継続できるのであるから、
この場合ＰＬＵが動作しないようにすることが望ましい
。第７図は発電機が進相運転するという比較的特殊な場
合であったが、第８図に示すように事前の運転が力率１
．０の場合であっても、極１が零力率運転をすると発電
ｉ電流は４２％減少してしまい、ＰＬＬＪが動作する。
極２の短時間過負荷と極１の再起動により、発電所の保
護停止に至ることなく送電を継続できるのであるから、
この場合ＰＬＵが動作しないようにすることが望ましい
。第７図は発電機が進相運転するという比較的特殊な場
合であったが、第８図に示すように事前の運転が力率１
．０の場合であっても、極１が零力率運転をすると発電
ｉ電流は４２％減少してしまい、ＰＬＬＪが動作する。
２極中、１極の故障というのは比較的頻麿の高い故障で
あり、このような故障のたびに発電機が保護停止するの
は好ましくない。このような事態となる原因は、発電機
の事前の運転状態が、直流系統の故障に対し有効電力の
減少に加え、無効電力も減少するか、または増加団が少
なくなるようになっていたためである。第４図において
、発電機Ｇ１．Ｇ２の一方が運転を休止している時は他
方の発電機が２極分の交流フィルタＡＣＦＩ。
あり、このような故障のたびに発電機が保護停止するの
は好ましくない。このような事態となる原因は、発電機
の事前の運転状態が、直流系統の故障に対し有効電力の
減少に加え、無効電力も減少するか、または増加団が少
なくなるようになっていたためである。第４図において
、発電機Ｇ１．Ｇ２の一方が運転を休止している時は他
方の発電機が２極分の交流フィルタＡＣＦＩ。
ＡＣＦ２からの無効電力により進相運転する可能性は高
く、何らかの対策を講じないと上記のような不都合が発
生する危険性は高い。
く、何らかの対策を講じないと上記のような不都合が発
生する危険性は高い。
〔発明の目的）
本発明は、このように発電所の発生電力を、複数極から
構成される直流送電系統で送電する際、直流系統の故障
に対し極力発電機を保護停止させないようにする直流送
電系統の制御装置を提供することを目的とするものであ
る。
構成される直流送電系統で送電する際、直流系統の故障
に対し極力発電機を保護停止させないようにする直流送
電系統の制御装置を提供することを目的とするものであ
る。
上記目的を達成するために本発明は、交流発電機の運転
力率を検出する力率検出手段と、この力率検出手段によ
って検出された運転力率が予め設定された所定の範囲か
ら外れた状態が所定時間継続した時前記運転力率が前記
所定の範囲内に入るように調相設備の調相容量を調整す
る手段とを具備したことを特徴とするものである。
力率を検出する力率検出手段と、この力率検出手段によ
って検出された運転力率が予め設定された所定の範囲か
ら外れた状態が所定時間継続した時前記運転力率が前記
所定の範囲内に入るように調相設備の調相容量を調整す
る手段とを具備したことを特徴とするものである。
第１図は本発明の一実施例を示すものである。
第４図と同一要素には同一符号を付しである。変換器母
線ＢＵＳＩの電圧Ｖを電圧変成器ＰＴ１により検出し、
変換器母線ＢＵＳ１に各発電ｌｌＧ１゜Ｇ２から流れ込
む電流１．１２を電流変成器ＣＴ３、ＣＴ４により検出
し、変換器母線５ＵＳ１に流れ込むそれぞれの有効電力
、無効電力を演算回路ＡＩ、Ａ２により求める。ここで
無効電力の極性は遅れ無効電力を正として考える。発ｆ
ｆｉ機Ｇ１からの変換養母１１ＢｕＳＩ側での電力がＰ
１＋ｊＱ１’であるとすると、発電１１ＧＩ側では昇圧
変圧器５ＴＲ１（短絡インピーダンスＸ）での無効電力
損失を加えなければならないのでそれを演算回路Ａ３に
より、Ｉｌｌ １Ｘとして演算し、この値を加算回路Ｓ
ＵＭ３で０１′に加えて発電機側での無効電力Ｑ１を求
める。同様に発電１１Ｇ２に対しても演算回路Ａ４、加
算回路ＳＵＭ４により発電機Ｇ２側での無効電力Ｑ２を
求める。各発電機の力率に相当する値（ここではｔａｎ
θ＝ Ｑ／Ｐを便宜上考える）をそれぞれ演算回路Ａ５
．Ａ６で求め、雨音の最大値を最大値選択回路ＭＡＸ１
で、最小値を最小値選択回路ＭＩＮ１で求める。レベル
検出３ＬＤ１は最大値選択回路ＭＡＸＩの出力（＝ ｔ
ａｎθ）が発電機の定格力率、たとえばＣＯＳθ＝０．
９以下に相当する値ｔａｎθ＝０．４８４以上であった
ら出力“１”を出す（第２図参照）。アンド回路ＡＮＤ
２はレベル検出器ＬＤＩの出力が“１”で、後述するレ
ベル検出器ＬＤ２の出力がＯ′″の時に出力が１”とな
る。この状態は発電機の力率が悪すぎるのであるから、
時限回路ＴＤ１によりアンド回路ＡＮＤ２の出力が所定
時間以上連続して“１”であることを確認して調相用リ
アクトルＳＲ１またはＳＲ２を開放するか、調相用コン
デンサＳＣＩまたはＳＧ２を投入するかの指令Ｓ１を出
す。一方、レベル検出器１０２は、最小値選択回路ＭＩ
Ｎ１の出力ｔａｎθがたとえば力率ＣＯＳθ＝０．９６
以上に相当するｔａｎθ＝０．２９２以下であったら“
１”を出力しく第２図参照）、アンド回路ＡＮＤ３はレ
ベル検出器ＬＤ２の出力が“１”でレベル検出器ＬＤＩ
の出力が１１０ Ｉ９の時“１”を出力し、時限回路Ｔ
Ｄ２はアンド回路ＡＮＤ３の出力が所定時間以上“１”
である時、発電機力率を下げるために調相用コンデンサ
ＳＣ１またはＳＣ２を開放するか、調相用リアクトルＳ
Ｒ１またはＳＲ２を投入するかの指令Ｓ２を出す。なお
、発電１１Ｇ１またはＧ２が停止していると、有効電力
Ｐ１またはＲ２がゼロとなるため、ｔａｎθが計算でき
なくなる。したがってこのような場合は演算回路Ａ１ま
たはＡ２においてレベル検出器ＬＤ１．ＬＤ２の出力が
“１”とならないような値、たとえばｔａｎθ＝０．３
５程度に出力を設定するなどの対策が必要である。
線ＢＵＳＩの電圧Ｖを電圧変成器ＰＴ１により検出し、
変換器母線ＢＵＳ１に各発電ｌｌＧ１゜Ｇ２から流れ込
む電流１．１２を電流変成器ＣＴ３、ＣＴ４により検出
し、変換器母線５ＵＳ１に流れ込むそれぞれの有効電力
、無効電力を演算回路ＡＩ、Ａ２により求める。ここで
無効電力の極性は遅れ無効電力を正として考える。発ｆ
ｆｉ機Ｇ１からの変換養母１１ＢｕＳＩ側での電力がＰ
１＋ｊＱ１’であるとすると、発電１１ＧＩ側では昇圧
変圧器５ＴＲ１（短絡インピーダンスＸ）での無効電力
損失を加えなければならないのでそれを演算回路Ａ３に
より、Ｉｌｌ １Ｘとして演算し、この値を加算回路Ｓ
ＵＭ３で０１′に加えて発電機側での無効電力Ｑ１を求
める。同様に発電１１Ｇ２に対しても演算回路Ａ４、加
算回路ＳＵＭ４により発電機Ｇ２側での無効電力Ｑ２を
求める。各発電機の力率に相当する値（ここではｔａｎ
θ＝ Ｑ／Ｐを便宜上考える）をそれぞれ演算回路Ａ５
．Ａ６で求め、雨音の最大値を最大値選択回路ＭＡＸ１
で、最小値を最小値選択回路ＭＩＮ１で求める。レベル
検出３ＬＤ１は最大値選択回路ＭＡＸＩの出力（＝ ｔ
ａｎθ）が発電機の定格力率、たとえばＣＯＳθ＝０．
９以下に相当する値ｔａｎθ＝０．４８４以上であった
ら出力“１”を出す（第２図参照）。アンド回路ＡＮＤ
２はレベル検出器ＬＤＩの出力が“１”で、後述するレ
ベル検出器ＬＤ２の出力がＯ′″の時に出力が１”とな
る。この状態は発電機の力率が悪すぎるのであるから、
時限回路ＴＤ１によりアンド回路ＡＮＤ２の出力が所定
時間以上連続して“１”であることを確認して調相用リ
アクトルＳＲ１またはＳＲ２を開放するか、調相用コン
デンサＳＣＩまたはＳＧ２を投入するかの指令Ｓ１を出
す。一方、レベル検出器１０２は、最小値選択回路ＭＩ
Ｎ１の出力ｔａｎθがたとえば力率ＣＯＳθ＝０．９６
以上に相当するｔａｎθ＝０．２９２以下であったら“
１”を出力しく第２図参照）、アンド回路ＡＮＤ３はレ
ベル検出器ＬＤ２の出力が“１”でレベル検出器ＬＤＩ
の出力が１１０ Ｉ９の時“１”を出力し、時限回路Ｔ
Ｄ２はアンド回路ＡＮＤ３の出力が所定時間以上“１”
である時、発電機力率を下げるために調相用コンデンサ
ＳＣ１またはＳＣ２を開放するか、調相用リアクトルＳ
Ｒ１またはＳＲ２を投入するかの指令Ｓ２を出す。なお
、発電１１Ｇ１またはＧ２が停止していると、有効電力
Ｐ１またはＲ２がゼロとなるため、ｔａｎθが計算でき
なくなる。したがってこのような場合は演算回路Ａ１ま
たはＡ２においてレベル検出器ＬＤ１．ＬＤ２の出力が
“１”とならないような値、たとえばｔａｎθ＝０．３
５程度に出力を設定するなどの対策が必要である。
以上の構成によれば、発電機の力率はレベル検出器ＬＤ
１．ＬＤ２の作用により、たとえば０．９から０．９６
の間に維持される（第２図ハツチング領域）。発電機が
たとえば力率０．９６の遅相運転をしている時は、第３
図に示すように第４図の極１にＦｌのような地絡故障が
発生し、順変換器Ｃ０Ｎ１１が省力率運転しても、発電
機電流の絶対値は１．０１ｕから０．７７ｐｕにしが減
少せず、その減少幅は２７％であるがらＰＬＵは動作し
ない。この理由は、極１の省力率運転により有効電力は
半分にｔ【っても、発電機が遅れ力率で運転していれば
極１の無効電力の消費の増加が発電機の無効電力増加に
つながり、皮相電力としてはさほど減少しないためであ
る。すなわち、有効電力の減少を無効電力の増加が補っ
ているからである。したがって、この時点では第５図の
比較３Ｃ１もＣ２も出力が“０″であり、アンド回路Ａ
ＮＤ１も出力は“０”のままなので発電機は保護停止し
ない。
１．ＬＤ２の作用により、たとえば０．９から０．９６
の間に維持される（第２図ハツチング領域）。発電機が
たとえば力率０．９６の遅相運転をしている時は、第３
図に示すように第４図の極１にＦｌのような地絡故障が
発生し、順変換器Ｃ０Ｎ１１が省力率運転しても、発電
機電流の絶対値は１．０１ｕから０．７７ｐｕにしが減
少せず、その減少幅は２７％であるがらＰＬＵは動作し
ない。この理由は、極１の省力率運転により有効電力は
半分にｔ【っても、発電機が遅れ力率で運転していれば
極１の無効電力の消費の増加が発電機の無効電力増加に
つながり、皮相電力としてはさほど減少しないためであ
る。すなわち、有効電力の減少を無効電力の増加が補っ
ているからである。したがって、この時点では第５図の
比較３Ｃ１もＣ２も出力が“０″であり、アンド回路Ａ
ＮＤ１も出力は“０”のままなので発電機は保護停止し
ない。
故障を検出して時刻ｔ２で順変換器Ｃ０Ｎ１１が保護停
止すると、順変換器Ｃ０Ｎ１１の無効電力の消費がゼロ
となるが、皮相電力は０．７７ｐｕから最低でも０．５
ｐｕにしか減少しないわけであるから、その減少幅は３
５％以下と少なく、第５図の比較器Ｃ２は出力が“１″
となるものの、比較器Ｃ１は“０″のままであり、アン
ド回路ＡＮＤ１も出力は０″のままで発電機は保護停止
しない。あとは健全槽である極２の過負荷運転と、故障
極である極１の再起動成功により発電機の周波数上昇が
所定値以内に抑制されれば直流送電系統は事故前の送電
電力を回復することができる。なお、レベル検出器ＬＤ
Ｉ、ＬＤ２の設定値は発電機の定格力率と過渡状態での
発電ｌｌ！！電流の動きも考慮して決定される。
止すると、順変換器Ｃ０Ｎ１１の無効電力の消費がゼロ
となるが、皮相電力は０．７７ｐｕから最低でも０．５
ｐｕにしか減少しないわけであるから、その減少幅は３
５％以下と少なく、第５図の比較器Ｃ２は出力が“１″
となるものの、比較器Ｃ１は“０″のままであり、アン
ド回路ＡＮＤ１も出力は０″のままで発電機は保護停止
しない。あとは健全槽である極２の過負荷運転と、故障
極である極１の再起動成功により発電機の周波数上昇が
所定値以内に抑制されれば直流送電系統は事故前の送電
電力を回復することができる。なお、レベル検出器ＬＤ
Ｉ、ＬＤ２の設定値は発電機の定格力率と過渡状態での
発電ｌｌ！！電流の動きも考慮して決定される。
時刻ｔ から時刻ｔ２の間は発電機の力率が非常に悪く
なるが、この間（通常３０〜５０ミリ秒）では調相設備
の容量をあわてて変更しないように時限回路ＴＤＩまた
はＴＤ２が管理しているため、時刻ｔ の直後に発電機
の力率を調相設備を制御することにより改善し、ＰＬＵ
が不要に動作することのないようにしている。
なるが、この間（通常３０〜５０ミリ秒）では調相設備
の容量をあわてて変更しないように時限回路ＴＤＩまた
はＴＤ２が管理しているため、時刻ｔ の直後に発電機
の力率を調相設備を制御することにより改善し、ＰＬＵ
が不要に動作することのないようにしている。
発電機Ｇ１とＧ２が並列運転している通常時は、発電Ｉ
Ｇ１と０２の力率はほぼ同一に制御されるため、レベル
検出器ＬＤ１とＬＤ２が同時に出力“１″を出すことは
ないが、万一そのような時は発電機に指令を送り同じ力
率で運転するようにする必要がある。たとえレベル検出
器ＬＤＩとＬＤ２がともに出力“１″となっても、アン
ド回路ＡＮＤ２とＡＮＤ３の出力は“０°°のままであ
るから相反する指令Ｓ１と８２が同時に出ることはない
。
Ｇ１と０２の力率はほぼ同一に制御されるため、レベル
検出器ＬＤ１とＬＤ２が同時に出力“１″を出すことは
ないが、万一そのような時は発電機に指令を送り同じ力
率で運転するようにする必要がある。たとえレベル検出
器ＬＤＩとＬＤ２がともに出力“１″となっても、アン
ド回路ＡＮＤ２とＡＮＤ３の出力は“０°°のままであ
るから相反する指令Ｓ１と８２が同時に出ることはない
。
第１図の実施例では発電機の力率を変換器母線側の検出
値をちとに求めているが、発電機そのものの有効電力お
よび無効電力の検出値をもとにして求めてもよく、また
発電機出力の力率が直接容易に求められる場合はそれを
直接求めても良い。
値をちとに求めているが、発電機そのものの有効電力お
よび無効電力の検出値をもとにして求めてもよく、また
発電機出力の力率が直接容易に求められる場合はそれを
直接求めても良い。
さらに順変換器の有効電力および無効電力の検出値と交
流フィルタを含めた調相設備の遮断器の開閉状態から求
まる無効電力量とから発電機の有効電力、無効電力また
は力率を求めても良い。
流フィルタを含めた調相設備の遮断器の開閉状態から求
まる無効電力量とから発電機の有効電力、無効電力また
は力率を求めても良い。
以上の説明では発電機台数が２台、直流送電系統の極数
が２極の場合であったが、本発明は発電機台数が何台で
あっても、また直流送電系統が３極以上の場合でも適用
することができる。
が２極の場合であったが、本発明は発電機台数が何台で
あっても、また直流送電系統が３極以上の場合でも適用
することができる。
以上のように本発明によれば、直流送電系統につながる
発電機の力率が、直流送電系統の故障に対しＰＬＵが動
作しにくい範囲内になるように直流送電系統の調相設備
容量が制御されるため、直流送電系統の一部の極に故障
が発生しても不要に発電機を保護停止することなく安定
な送電を継続することが可能となる。
発電機の力率が、直流送電系統の故障に対しＰＬＵが動
作しにくい範囲内になるように直流送電系統の調相設備
容量が制御されるため、直流送電系統の一部の極に故障
が発生しても不要に発電機を保護停止することなく安定
な送電を継続することが可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図におけるレベル検出器のレベル設定値を示す線図
、第３図は本発明の詳細な説明するための電力ベクトル
図、第４図は本発明を適用する直流送電系統の一構成例
を示す結線図、第５図は第４図におけるタービン加速度
検出継電器の一構成例を示すブロック図、第６図は直流
送電系統の一部に故障が発生した場合の直流電圧および
直流電流の挙動を示す特性図、第７図および第８図は第
６図における故障発生時の従来制御方式による発電機出
力の挙動を示す電力ベクトル図である。 Ｇ１．Ｇ２・・・交流発電機、５ＴＲ１，５ＴＲ２・・
・背圧変圧器、ＢＵＳｌ、ＢＵＳ２・・・変換器母線、
ＣＴＲＩ １．ＣＴＲ１２，ＣＴＲ２１，ＣＴＲ２２・
・・変換器用変圧器、Ｃ０Ｎ１１．Ｃ０Ｎ１２・・・順
変換器、ＣＯＮ２１．ＣＯＮ２２・・・逆変換器、ＤＣ
ＲＩ １．ＤＣＲｌ ２．ＤＣＲ２１，ＤＣＲ２２・・
・直流リアクトル、Ｌｌ、Ｌ２・・・直流線路、ＣＢ１
．ＣＢ２．ＣＢ３．ＣＢ４．ＣＢ５゜ＣＢ ６ ・＊
ＩｇｉＷ、Ａ ＣＦ １ 、 Ａ Ｇ Ｆ ２ ・−交
流フィルタ、ＴＲ１，ＴＲ２・・・調相用変圧器、８０
１゜ＳＣ２・・・調相用コンデンサ、ＳＲＩ、ＳＲ２・
・・調相用リアクトル、ＡＣ・・・交流負荷系統、ＰＴ
ｌ・・・電圧変成器、ＣＴ１．ＣＴ２．ＣＴ３．ＣＴ４
・・・電流変成器、ＲＹｌ、ＲＹ２・・・タービン加速
度検出継電器（ＰＬＵ） 、Ａ１．Ａ２．Ａ３．Ａ４゜
Ａ５．Ａ６．ＤＩ・・・演算回路、ＳＵＭｌ、ＳＵＭ２
、ＳｔＪＭ３．ＳＵＭ４−・・加算回路、Ｍ Ａ Ｘ
１−・・最大値選択回路、ＭＩＮｌ・・・最小値選択回
路、ＬＤＩ、ＬＤ２・・・レベル検出器、ＴＤｌ、ＴＤ
２・・・時限回路、ＡＮＤｌ、ＡＮＤ２．ＡＮＤ３・・
・アンド回路、ＡＢＳｌ、ＡＢ２．ＡＢＳ３・・・整流
回路、Ｃ１，Ｃ２−・・比較器。 出願人代理人 猪 股 項第１図 第２図 第３図 第ろ園 第６０
第１図におけるレベル検出器のレベル設定値を示す線図
、第３図は本発明の詳細な説明するための電力ベクトル
図、第４図は本発明を適用する直流送電系統の一構成例
を示す結線図、第５図は第４図におけるタービン加速度
検出継電器の一構成例を示すブロック図、第６図は直流
送電系統の一部に故障が発生した場合の直流電圧および
直流電流の挙動を示す特性図、第７図および第８図は第
６図における故障発生時の従来制御方式による発電機出
力の挙動を示す電力ベクトル図である。 Ｇ１．Ｇ２・・・交流発電機、５ＴＲ１，５ＴＲ２・・
・背圧変圧器、ＢＵＳｌ、ＢＵＳ２・・・変換器母線、
ＣＴＲＩ １．ＣＴＲ１２，ＣＴＲ２１，ＣＴＲ２２・
・・変換器用変圧器、Ｃ０Ｎ１１．Ｃ０Ｎ１２・・・順
変換器、ＣＯＮ２１．ＣＯＮ２２・・・逆変換器、ＤＣ
ＲＩ １．ＤＣＲｌ ２．ＤＣＲ２１，ＤＣＲ２２・・
・直流リアクトル、Ｌｌ、Ｌ２・・・直流線路、ＣＢ１
．ＣＢ２．ＣＢ３．ＣＢ４．ＣＢ５゜ＣＢ ６ ・＊
ＩｇｉＷ、Ａ ＣＦ １ 、 Ａ Ｇ Ｆ ２ ・−交
流フィルタ、ＴＲ１，ＴＲ２・・・調相用変圧器、８０
１゜ＳＣ２・・・調相用コンデンサ、ＳＲＩ、ＳＲ２・
・・調相用リアクトル、ＡＣ・・・交流負荷系統、ＰＴ
ｌ・・・電圧変成器、ＣＴ１．ＣＴ２．ＣＴ３．ＣＴ４
・・・電流変成器、ＲＹｌ、ＲＹ２・・・タービン加速
度検出継電器（ＰＬＵ） 、Ａ１．Ａ２．Ａ３．Ａ４゜
Ａ５．Ａ６．ＤＩ・・・演算回路、ＳＵＭｌ、ＳＵＭ２
、ＳｔＪＭ３．ＳＵＭ４−・・加算回路、Ｍ Ａ Ｘ
１−・・最大値選択回路、ＭＩＮｌ・・・最小値選択回
路、ＬＤＩ、ＬＤ２・・・レベル検出器、ＴＤｌ、ＴＤ
２・・・時限回路、ＡＮＤｌ、ＡＮＤ２．ＡＮＤ３・・
・アンド回路、ＡＢＳｌ、ＡＢ２．ＡＢＳ３・・・整流
回路、Ｃ１，Ｃ２−・・比較器。 出願人代理人 猪 股 項第１図 第２図 第３図 第ろ園 第６０
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 交流発電機と負荷側交流系統との間が、それぞれ順変換
器、直流線路、および逆変換器を含んで構成される並列
接続の複数極の単位直流送電系統を介して連系されると
共に、前記順変換器の消費無効電力を補償する調相容量
可変の調相設備と、前記発電機を駆動するタービンを異
常加速から保護する継電手段とを備えた直流送電系統の
制御装置において、 前記交流発電機の運転力率を検出する力率検出手段と、
この力率検出手段によつて検出された運転力率が予め設
定された所定の範囲から外れた状態が所定時間継続した
時前記運転力率が前記所定の範囲内に入るように前記調
相設備の調相容量を調整する手段とを具備したことを特
徴とする直流送電系統の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60065416A JPS61224831A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 直流送電系統の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60065416A JPS61224831A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 直流送電系統の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61224831A true JPS61224831A (ja) | 1986-10-06 |
Family
ID=13286416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60065416A Pending JPS61224831A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 直流送電系統の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61224831A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001145373A (ja) * | 1999-11-16 | 2001-05-25 | Kaihatsu Denki Kk | 交直変換装置の制御装置 |
| US11355932B2 (en) | 2017-09-05 | 2022-06-07 | Nr Electric Co., Ltd | Control system and control method for parallel converter system |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP60065416A patent/JPS61224831A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001145373A (ja) * | 1999-11-16 | 2001-05-25 | Kaihatsu Denki Kk | 交直変換装置の制御装置 |
| JP4515568B2 (ja) * | 1999-11-16 | 2010-08-04 | 電源開発株式会社 | 交直変換装置の制御装置 |
| US11355932B2 (en) | 2017-09-05 | 2022-06-07 | Nr Electric Co., Ltd | Control system and control method for parallel converter system |
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