JPS62236328A - 直流送電系統の運転制御装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、双極構成系統の中性線事故時に安定運転する
直流送電系統の運転制御装置に関する。

（従来の技術） 一般に、金属帰路方式の双極直流送電系統（２端子系統
）は、第７図に示す如く、一端の中性点ａが接続され、
他端゛の中性点すは非接地であり。

サージキャパシタＣ８や図示しないサージアレスターで
過電圧抑制される構成が多い。第７図に於いて、性ｔ４
ｉＰ１を構成する交直変換器Ｖｌ、Ｖ２は制御装置ｆｆ
ｃ１．Ｃ２で運転され、制御装ｆｆ１ｃ１゜Ｃ２の間は
破線で示す通信系で結ばれ、協調制御を行なっている。

負極Ｐ２も同様に交直変換器Ｖ３、ｖ４が制御装置Ｃ３
により協調制御されている。今、交直変換器Ｖ１．Ｖ３
を順変換運転、交直変換器Ｖ２．Ｖ４を逆変換運転とす
る。各端子の制御回路は第９図に示し、一般に定電流制
御。

定電圧制御および定余裕角制御が備えられ、順変換端で
は制御選択回路１１により定電流制御回路１２が、逆変
換端では定電圧制御回路１３が選択させて、位相制御回
路１５に入力されている。定電力制御回路１６は各極い
ずれかの端子に設けられている。このような系統の定常
の運転状況を制御特性上に表わしたのが第１０図及び第
１１図である。第１０図は例えば正極Ｐ１とすれば、第
１１図は負極Ｐ２の制御特性である。正極の順変換は制
御特性２１で、逆変換は制御特性２２で運転され、両特
性の交点２３が動作点で、直流電流Ｉｄ１で平衡運転し
ていることを、１　　　　示す６同様に負極Ｐ２は順変
換が制御特性３１．逆変換が３２．及び動作点３３で運
転され、そのときの直流電流がＩｄ２であることを示し
ている。

このような、運転状態のとき、第８図のＸ印に示すよう
中性線の途中Ｆで断線を生じると、流れていた中性線電
流（Ｉｄよ−Ｉｄ２）は強制的に零となる。Ｉｄｉ：＞
ｒｄ、で運転していたとすると、直流電流Ｉｄ、は減少
方向に、直流電流Ｉｄ２は増加方向にずれ、正極、負極
が等しい値の直流電流（Ｉｄ’）となり（Ｉｄ１坤１ｄ
’、Ｉｄ、ａｄｄ　’）、見掛は上、直流電流は両極を
環流する。この時の制御特性上の動作点の変動を第１２
図および第１３図に示す。

第１２図は正極特性で、順変換値は直流電流Ｉｄ。

が直流電流Ｉｄ’の方向Ａに減少する為、定電流制御の
作用により電圧が上昇し、制御特性２１は矢印の方向に
ずれ、　直流電流Ｉｄ’に対応した点２４の電圧となる
。一方逆変換の側は減少する直流電流を支える為、逆変
換の制御特性２２の動作点は定電流制御の作用により矢
印Ｂの方向に出力電圧を下げ、直流電流Ｉｄ’に対応し
た点２５に至る。点２５の電圧は極性反転しており、逆
変換端も、順変換領域に入っていることを示している。

第１３図は負極の制御特性を示している。負極Ｐ２は■
ｄ２−＞Ｉｄ’へ増加傾向を示し、順変換側は制御特性
３１の定電流制御特性の作用で、動作点は３３から点３
４と直流電流Ｉｄ’に対応した点に移るが、点３４は電
圧極性が反転しており、逆変換領域にあることを意味す
る。又、逆変換側は、電流増加にともない動作点は点３
３から点３５に移動するが、出力電圧はほとんど変らな
い６ 従って、上記特性をまとめると、正極は両端順変換領域
の運転、負極は逆変換領域の運転となり。

直流送電としての運転形態である片端；順変換。

片端；逆変換の対向を保っておらず運転不能と考えて良
い。以上は少し極端な例を示したが中性線断線により制
御平衡が崩れると、このような傾向になりがちである。

又、このような状態では非接地端が浮いていることから
電位平衡が崩れ、中性点すの電位が上昇することもｊ！
！念される。従って、従来はこのような運転状態を継続
させないよう、両極とも直流送電系統を停止して処置す
る為、長時間送電停止となる不具合が合った。

（発明が解決しようとする問題点） 金属帰路方式双極直流送電系統で中性線が断線すると、
制御バランスがくずれ、実質的に運転不能になったり、
過電圧発生という不具合を生じるため、従来は、一旦、
永久故障停止とし、停止してから処置を施していた。

本発明は、上記不具合に鑑みなされたもので、その目的
とするところは、中性線断線時に発生する不具合を抑制
し、直流系統を永久停止させることなく、安全に運転継
続させる手段を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 第１図に、本発明の基本構成を示す。第１図に於いて、
ＧＳＷは接地開閉器で、中性線断線が検出されたときに
指令されて、非接地端の中性点すを接地するよう投入さ
れる。Ｂは補正制御回路であり、交直変換器Ｖｌ、Ｖ３
が順変換運転（又は親制御局）と考えて、中性線断線時
、検出器からの指令を受けて、正極Ｐ１．負ｔｌＰ２の
変換器の制御装置Ｃ１，Ｃ３に作用して、両極の直流電
流Ｉｄい、Ｉｄ２がほぼ等しくなるよう制御指令をする
。

中性線が断線すると、それを検知した検出器出力指令に
より、接地開閉器ＧＳＷを投入して、大地帰路として、
事故前中性線に流れていた電流を、大地側に流し、正、
負両極の制御平衡を回復させる。併せて、補正制御回路
Ｂを機能させて、正極。

負極の運転直流電流が等しくなるよう両極の制御装置に
電流設定値を与えて制御し、直流回路の接地回路電流を
ほぼ零に保ちつつ、制御平衡を崩すことなく運転を継続
させる。

（作用） 上述の如き手段を備えた本発明の作用は以下の通りであ
る。即ち、第１図に示す如く、正極の直流電流Ｉｄよ、
及び負極の直流電流Ｉｄ２で両極が運転中、ｘ印で示す
ように中性線の途中Ｆで断線が発生したことを検出器で
検知し、その指令を受けて、接地開閉器ＧＳＷを投入し
、主回路を大地帰、ｉ　　　　　やａｔ＜ｓ。−カ、ゆ
、よ、。ヨや、。よ０、カヤするスイッチにより、補正
制御回路を機能させる。

第１図に於ける接地スイッチＧＳＷを投入し。

大地帰路とすると、事故前、中性線ａ　−ｂに流れてい
た直流電流（Ｉｄｌ−Ｉｄ、）は、点ａ−大地−接地ス
イッチＧＳＷ一点すの閉路で流れる為、制御平衡が回復
し、中性線断線により、運転継続が可能となる。しかし
、この場合、接地点電流、大地電流が流れ、接地電極の
損耗、地中埋設物のＷ蝕等が発生するので短時間の運転
しか許容されない。

一方、補正制御回路Ｂが機能すると、第２図及び第３図
に示す如く、両極の運転特性は、　Ｉｄ１→Ｉｄ“、Ｉ
ｄ、→Ｉｄ’へ移行し、順変換／逆変換とも正規の電圧
で安定動作点を得て、かつ直流電流は両極等しい。従っ
て、両極間の差電流を生じることなく、見掛は上、直流
電流が両極間を還流する形で安定した運転継続が可能と
なる。しかし、この補正制御回路Ｂによる制御平衡にの
み頼ることは、系統動揺、その他の影響で、一時的に平
衡を崩すことも考えられ、最終的には安定状に戻るが、
過電圧の発生その他、決して安心できる運転状態ではな
い。

これらの問題を解決するためには、前述２つの条件、即
ち、中性線断線時、検出回路からの指令により、接地開
閉器ＧＳＷを投入するとともに、補正制御回路Ｂを生か
して、制御平衡をとることを併用する。これにより、制
御平衡は定常時にとれているので接地開閉器ＧＳＷを介
した接地電流はほとんど流れない、又、非接地端中性点
は大地に電位固定されるので、制御平衡の崩れから、交
流変換器Ｖｌ、Ｖ３の側が過電圧になることも避けられ
る。

（実施例） 第４図は第１図に示す補正制御回路の具体例を示してい
る。第４図に於いて、正極Ｐ１の電流設定値Ｉ　ｄ、１
および負極Ｐ２の電流設定値Ｉｄ□を加算器４１にて、
それらの差をとり乗算器４２で、加算器４１の出力値に
、配分率ｋを掛ける。ここで、に＝０．５である。乗算
器４２の出力は中性線断線時に、図示しない検出器から
の指令を受けて閉路するスイッチ４３を介して、加算器
４４．４５に入力される。

この入力は、加算器４１で電流設定値Ｉｄ□、ＩｄＰ□
の差をとるときの入力極性とは逆極性である。即ち、加
算器４４は負、加算器４５は正極性である。そして加算
器４４で電流設定値工ｄｐ１　との差をとり正極の制御
装置Ｃ１の定電流制御の電流設定値Ｉｄ、、’となり、
又加算器４５では電流設定値Ｉｄ、。

との和をとり負極の制御装置Ｃ３の定電流制御の電流設
定値工ｄＰ２′となる。

このとき、下式の如く、Ｉｄ□′＝工ｄＰｚ′となる。

従って、補正制御回路Ｂが機能すると、両極の直流電流
Ｉｄ１とＩｄ、に等しくなるよう制御される。

第５図は第１図の補正制御回路Ｂの他の実施例である。

中性線断線時、第４図の補正制御回路の考え右同様、正
負両極の電流平衡を制御するものであるが、比較器５１
により１両極の、例えば電流設定値Ｉｄｐ□＋ＩｄＰｚ
のいずれか小さい方を選択するようスイッチＳ１を機能
させ、断線検出回路からの指令により、スイッチＳ２を
動作させ、スイッチＳ１で、予め選択されたｔｔｔＡ指
令値を、正極Ｐｌ、負極Ｐ２の両極の制御回路に与え、
運転直流電流を等しい値に制御するものである。

第６図は第４図と同じ考え方であるが、電流設定値を直
接入力するのではなく、両極の定電力設定値Ｉ　ｄｐｘ
　ｒ　Ｉ　ｄｐｘを入力とし、両極の変換電力が、中性
線断線時等しくなるよう制御し、変換器用の制御装置Ｃ
１，Ｃ３に電力設定値として与えて、定電力制御回路１
６Ａ、１６Ｂを介して、両極の直流電流をほぼ同じ値に
制御する電力補正制御回路である。又、第５図に対応し
た電力補正制御回路も可能である。

又、応用例として、第１図に於いて、一方の極（例えば
負極）を停止し、１極（例えば正極）でのみ中性線を使
って運転しているときに、中性線断線を生じたとき接地
開閉器ＧＳＷを投入、併せて、補正制御回路Ｂを機能さ
せると同時に停止棒（前述負極）を起動し、補正制御回
路Ｂからの電流膜７１．　　　　　定値で運転すれば、
正極は永久故障停止することなく、運転継続ができるこ
とになる。

〔発明の効果〕

本発明により中性線断線時に発生する不具合を抑制し、
直流系統を永久停止させることなく、安全に運転継続さ
せる手段を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す運転制御装置の構成図
、第２図及び第３図は第１図の作用説明び第８図は従来
の直流送電系統の構成図、第９図は各端子の制御回路を
示す構成図、第１０図乃至第１３図は第７図の特性説明
図である。 ０１〜Ｃ４・・・制御装置 ■１〜ｖ４・・・交流変換器 Ｂ・・・補正制御回路 １１Ａ、ＩＩＢ・・・位相制御選択回路１２Ａ、１２Ｂ
・・・定電流制御回路 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　三俣弘文 Ｉｄ１ 第隻図 、、、、Ｊ 第２図 第８図 第４図 ７．１ 第６図 第７図 第８図 第９図 第ｔ１図 一−−−−二２５Ｌ−−−−− 第１３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）順変換器制御のための定電流制御回路と、逆変換
   器制御のための定電圧制御回路又は定余裕角制御回路又
   は定電流制御回路と、順変換器側は定電流制御回路によ
   り、又、逆変換器側は定電圧制御回路又は定余裕角制御
   回路により運転する共通主回路部分としての中性線と、
   非接地の中性点を接地する為の接地開閉装置と、双極夫
   々の極の順変換器測定電流制御回路の電流設定値入力回
   路又は直流電流検出入力回路に作用して、両極の直流電
   流をほぼ等しく制御する直流電流補正制御回路と、前記
   中性線の断線を検出し、指令されたときに前記接地開閉
   装置を投入するとともに前記直流電流補正制御回路を機
   能させる制御装置とを備え、直流送電系統を停止させる
   ことなく運転継続し、かつ接地回路電流を極力流さない
   ように制御することを特徴とした直流送電系統の運転制
   御装置。
2. （２）前記直流電流補正制御回路を定電力制御回路の電
   力設定値入力回路又は電力検出値入力回路に作用して、
   両極の夫々の定電力制御回路の出力が等しくするよう機
   能する電力補正制御回路とした特許請求の範囲第１項記
   載の直流送電系統の運転制御装置。