JPS6350812B2 - - Google Patents

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JPS6350812B2
JPS6350812B2 JP57175612A JP17561282A JPS6350812B2 JP S6350812 B2 JPS6350812 B2 JP S6350812B2 JP 57175612 A JP57175612 A JP 57175612A JP 17561282 A JP17561282 A JP 17561282A JP S6350812 B2 JPS6350812 B2 JP S6350812B2
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JP
Japan
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voltage
energy absorbing
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energy
converter
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JP57175612A
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English (en)
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JPS5966023A (ja
Inventor
Tooru Tamagawa
Satoru Yagiu
Takumi Funabashi
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は直流送電線に介挿される直流しや断器
に係り、特にしや断時に発生するエネルギの吸収
手段に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 近年、電力系統において輸送電力が超電圧大容
量化されるに伴つて、直流送電方式が注目されて
いる。このような直流送電電流をしや断する直流
しや断器は第1図のように接続される。 すなわち、図中1,2はほぼ同一構成の交直変
換器であり、これら一対の交直変換器1,2の高
圧側どうしは直流リアクトル3,4を途中に介在
させた高圧側送電線5にて接続されており、低圧
側どうしは低圧側送電線6にて接続されている。
直流しや断器は上記高圧側送電線5のリアクト
ル3と4との中間位置に介挿されている。 上記各交直変換器1,2の各両端間には直流送
電線の高調波を吸収するための直流フイルター
8,9が接続されており、低圧側はサージ吸収用
コンデンサ10を介して接地されている。 前記直流しや断器は、前記高圧側送電線5に
しや断部12を介挿しこのしや断部11における
電流しや断動作を容易にするための転流装置13
を上記しや断部12と並行に接続している。さら
に、上記しや断部12の両端子14,15をそれ
ぞれ非直線抵抗体又は再発弧形のギヤツプを有す
る避雷器等で構成されたエネルギ吸収装置16,
17を介して大地に接地してものとなつている。 このような構成の直流しや断器にて、送電中
の直流電流をしや断する場合、まず、しや断部1
2を適当な距離だけ開極し、転流装置13にて強
制的に高周波電流を作り、上記しや断部12に流
れる電流を零にして、上記直流電流をしや断す
る。 一方、直流電流がしや断される前には、直流リ
アクトル3,4に、そのインダクタンスをL、直
流送電の定格電流をIdとすると、 W=1/2L(Id2 となる非常に大きなエネルギが蓄積されている。
今仮に交直変換器1から交直変換器2へ電力を送
電しているとすると、上記直流電流がしや断され
た後に、直流リアクトル3に蓄積された上記の巨
大な流磁エネルギは、エネルギ吸収装置16を介
して、直流リアクトル3−エネルギ吸収装置16
−交直変換器1の回路で大地に放出される。他
方、直流リアクトル4のエネルギはエネルギ吸収
装置17を介して直流リアクトル4−交直変換器
2−エネルギ吸収装置17の経路で大地に放出さ
れる。 この場合、各エネルギ吸収装置16,17の制
限電圧を適当に設定することによつて(一般には
直流送電の定格電圧Edの1.7倍)、高圧側送電線5
に上記エネルギに起因する過大なサージ電圧が発
生することを防止している。このようにして上記
高圧側送電線5に接続された交直変換器1,2等
の電力機器をサージ電圧から保護している。 なお、直流フイルター8,9、サージ吸収用コ
ンデンサ10に蓄積されたエネルギも上記とほぼ
同じ経路で大地に放出されるが、これらのエネル
ギ量は上記直流リアクトル3,4のそれに比較し
て少いので説明は省略する。 このような構成の従来の直流しや断器にあつ
ては、前記した二つの放電回路、すなわち、図中
3−16−1と4−2−17の放電回路の極性が
互いに逆向である。したがつて、しや断部12の
両端子14,15間には、各エネルギ吸収装置1
6,17の制限電圧の2倍の電圧、すなわち最大
3.4Edの電圧差が生じる。このため、しや断部1
2および転流装置13の絶縁耐圧を上昇させなけ
ればならないので、直流しや断器全体が大型化
したり、高価格になる問題があつた。 上記の問題を解決すべく第2図に示すように、
しや断部12と並列に補助エネルギ吸収装置18
を接続した直流しや断器が考えられている。 このような構成の直流しや断器であれば、直流
リアクトル3に蓄積された前記の巨大エネルギは
第1図と同様にエネルギ吸収装置16を介して放
電する。一方、直流リアクトル4のエネルギは、
前記補助エネルギ吸収装置18の制限電圧を適当
に設定すれば、上記補助エネルギ吸収装置18を
介して4−2−1−3−18の回路で放電する。
したがつて、前記しや断部12の両端子14,1
5間に過大な電位差が生じることを防止できる。
この場合、エネルギ吸収装置17には放電電流は
流れない。 しかしながら、直流送電においては、随時潮流
反転が行なわれるので、交直変換器2から交直変
換器1へ電力を送電する場合には、直流リアクタ
ンス4のエネルギはエネルギ吸収装置17を介し
て放電される。一方、エネルギ吸収装置16には
放電電流は流れない。 したがつて、エネルギ吸収装置16,17を常
に二台共設置しなければならないので、直流しや
断器全体が、大型化したり、高価格になる問題が
ある。 ところで、一般に、直流送電系統の交直変換器
は、第3図に示すような負荷特性になるように制
御される。今仮に交直変換器1を送電側とする
と、この交直変換器1の負荷特性は図中Aで示さ
れ、受電側の交直変換器2のそれはBで示され
る。そして、通常は、定格電圧Ed、定格電流Id
運転されている。 ここで、直流しや断器によつて電流がしや断
されると、交直変換器1の端子電圧は定格電圧
Edから開放電圧E1に上昇し、交直変換器2の端
子電圧は定格電圧Edから負極性の開放電圧E2
変化する。 したがつて、エネルギ吸収装置16,17の制
限電圧を定格電圧Edに対する制限電圧以上に設
定しなければならない。上記制限電圧の設定値を
上昇させると、エネルギ吸収装置16,17が大
型化したり、製造費が増大することになる。 〔発明の目的〕 本発明は、このような事情に基づきなされたも
のであり、その目的とするところは、補助エネル
ギ吸収装置を設けることなくしや断部の両端に発
生する電位差を低下でき、小型化および低価格化
を図れる直流しや断器を提供することにある。 〔発明の概要〕 上記の目的を達成するために、本発明の直流し
や断器においては、直流しや断部に第1および第
2のエネルギ吸収装置の直列回路と転流装置とを
並列接続し、上記第1および第2のエネルギ吸収
装置の接続点と大地との間に第3のエネルギ吸収
装置を接続し、かつ第1、第2、第3のエネルギ
吸収装置を同一の非直線性電圧−電流特性を有す
る非直線抵抗体で構成している。 〔発明の実施例〕 第4図は本発明の一実施例に係る直流しや断器
を設置した直流送電系統の概略構成図であり、第
1図と同一部分には同一符号を付してある。した
がつて重複する部分の説明は省略する。 この実施例の直流しや断器21では、接点すな
わちしや断部12の両端子14,15間に非直線
性の優れた酸化亜鉛(ZnO)を主成分とする非直
線抵抗体で構成され制限電圧が定格電圧Edに設
定された第1および第2エネルギ吸収装置22,
23の直列回路が接続されている。これら第1お
よび第2のエネルギ吸収装置の接続端子24は上
記第1および第2のエネルギ吸収装置と同一制限
電圧を有する第3のエネルギ吸収装置25を介し
て大地に接地されている。 さらに、しや断部12における電流のしや断動
作を容易にするための転流装置13は、たとえば
第5図に示すように構成されている。 今仮に第1図と同様に交直変換器1から交直変
換器2へ電力を送電している場合において、定格
電流Idをしや断するには、まずしや断部12を両
電極間が適当なギヤツプ長になるまで開く。次
に、あらかじめ他の電源26にて充電されている
コンデンサ27から転流始動スイツチ28を投入
することによつて高周波の電流をコンデンサ27
−変圧器29−転流始動スイツチ28の放電回路
に流す。この高周波電流により上記変圧器29の
高圧巻線側には高周波の誘導電流が発生し、この
高周波電流は上記変圧器29−コンデンサ30−
しや断部12の放電回路に流れる。このため、上
記しや断部12では定格電流Id上記高周波電流が
重畳し、強制的に電流零点が形成され、結局、上
記定格電流Idはしや断される。 上記のようにして直流電流がしや断された後
に、直流リアクトル3に蓄積されたエネルギは、
直流リアクトル3−第1のエネルギ吸収装置22
−第3のエネルギ吸収装置25−交直変換器1の
経路で大地に放出される。他方、直流リアクトル
4のエネルギは、直流リアクトル4−交直変換器
2−第3のエネルギ吸収装置25−第2のエネル
ギ吸収装置23の経路で大地に放出される。した
がつて、高圧側送電線5に過大なサージ電圧が発
生するのを防止できる。 このように本実施例の直流しや断器21におい
ては、直流電流Idしや断後の第3のエネルギ吸収
装置25には、直流リアクタンス3および4のエ
ネルギによる放電電流が互いに逆向に打消すよう
に流れることになる。説明を簡単にするために、
直流リアクトル3,4を蓄積されるエネルギが等
しいとみなすと、上記第3のエネルギ吸収装置2
5に流れる電流を見かけ上零とみなし得る。 したがつて、各電流リアクタンス3,4のエネ
ルギが放流中におけるしや断部12の両端子1
4,15間に発生する電位差は、最大第1および
第2のエネルギ吸収装置22,23の制限電圧の
2倍である。したがつて、上記制限電圧を適当に
設定することによつて、前記端子14,15間の
印加電圧を第1図に示す従来の直流しや断器に比
較して低減させることができる。 特に本実施例では、上記制限電圧を定格電圧
Edと等しく設定しているので、上記端子間電圧
を従来の3.4Edから2.0Edへ低減することができ、
しや断部12、転流装置13の絶縁耐圧を低下で
きる。したがつて直流しや断器21の製造費を低
減できる。 また、直流リアクタンス3,4のエネルギが放
出された後の交直変換器1の開放電圧E1に対す
る対地制限電圧は、第1および第3のエネルギ吸
収装置22,25の制限電圧の合計値、すなわち
2.0Edとなる。一方、交直変換器2の開放電圧E2
に対する対地制限電圧は、第2および第3のエネ
ルギ吸収装置23,25の制限電圧の合計値、す
なわち2.0Edとなる。上記開放電圧E1,E2は定格
電圧Edの2倍値より十分小さい値であるので、
各エネルギ吸収装置22,23,25に電流が流
れることはない。 次に前記の状態における接続端子24の対地電
位は、各エネルギ吸収装置の非直線性が優れてお
り、交直変換器2の開放電圧E2に起因する電圧
降下を無視できるので、開放電圧E1のみによつ
て決まり、0.5E1となる。したがつて、しや断部
12の両端子14,15間の電位差は(0.5E1
E2)となる。E2は負値でありE1より十分小さい
値であるので、上記電位差はエネルギ放出中の最
大印加電圧2.0Edより十分小さい値である。した
がつて、前述したようにしや断部12、転流装置
13の絶縁耐圧を低下できる。 さらに、実施例においては、各エネルギ吸収装
置22,23,25の制限電圧を定格電圧Ed
等しく設定しているので、各エネルギ吸収装置1
6,17,18の制限電圧を1.7Edに設定した第
2図に示す従来の直流しや断器に比較して、製造
費を廉価なものとすることができる。したがつ
て、直流しや断器全体の製造費を低減することが
可能である。 また、各エネルギ吸収装置22,23,25の
制限電圧を上記のように設定すれば、直流しや断
21の作動前においては、上記各エネルギ吸収
装置22,23,25の両端には制限電圧の50%
の電圧しか印加されないので、従来の直流しや断
の1.0Ed/1.7Ed×100≒59%に比較してもれ
電流を低減させることができる。したがつて、エ
ネルギ吸収装置の劣化を抑制でき、直流しや断器
全体の長寿命化を図ることもできる。特に、本実
施例では、エネルギ吸収装置を非直線性の優れた
酸化亜鉛を主成分とする非直線低抗体で構成して
いるので、上述の効果をさらに向上させることが
できる。 なお、本発明は上述した実施例に限定されるも
のではない。実施例では第1、第2および第3の
エネルギ吸収装置の制限電圧を定格電圧Edと同
じ値に設定したが、本発明の主旨を変更しない範
囲で設定してもよい。 また、実施例では各エネルギ吸収装置の各制限
電圧を全部同じ値に設定したが、第1のエネルギ
吸収装置22と第2のエネルギ吸収装置23の制
限電圧を若干異つた値に設定してもよい。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、しや断
部の両端子間に、直列接続された二つのエネルギ
吸収装置を接続し、この接続点を第3のエネルギ
吸収装置を介して大地に接地するようにしている
ので、直流しや断器の作動時に、二つの直流リア
クトルに蓄積された巨大エネルギを上記3つのエ
ネルギ吸収装置を介して大地に放出させることが
できる。したがつて直送電線に過大サージ電圧が
発生することを防止できる。さらに、しや断部の
両端子間に発生する電位差を従来のしや断器より
低下させることが可能であるので、しや断部、転
流装置等の絶縁耐圧を低下でき、しや断器全体の
製作費を低減できる。 また、前記3つのエネルギ吸収装置の制限電圧
を従来のしや断器より低下させることが可能なの
で、各エネルギ吸収装置の製作費を低減でき、前
述の効果をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の直流しや断器を設置した直流送
電系統の概略構成図、第2図は従来の別の直流し
や断器の概略構成図、第3図は交直変換器の負荷
特性図、第4図は本発明の一実施例に係る直流し
や断器の概略構成図、第5図は同直流しや断器の
転流装置の回路構成図である。 1,2……交直変換器、3,4……直流リアク
トル、,21……直流しや断器、12……しや
断部、13……転流装置、22……第1のエネル
ギ吸収装置、23……第2のエネルギ吸収装置、
25……第3のエネルギ吸収装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 しや断部に同一非直線性電圧−電流特性を有
    する非直線抵抗体で構成された第1のエネルギ吸
    収装置と第2のエネルギ吸収装置との直列回路と
    転流装置とを並列接続し、上記第1のエネルギ吸
    収装置と第2のエネルギ吸収装置との接続点と大
    地との間に上記第1および第2のエネルギ吸収装
    置と同一構成の第3のエネルギ吸収装置を接続し
    たことを特徴とする直流しや断器。
JP17561282A 1982-10-06 1982-10-06 直流しや断器 Granted JPS5966023A (ja)

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JPS5966023A JPS5966023A (ja) 1984-04-14
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5782919A (en) * 1980-11-12 1982-05-24 Tokyo Shibaura Electric Co Dc breaker
JPS57118324A (en) * 1981-01-16 1982-07-23 Hitachi Ltd Dc breaker for dc transmission system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5782919A (en) * 1980-11-12 1982-05-24 Tokyo Shibaura Electric Co Dc breaker
JPS57118324A (en) * 1981-01-16 1982-07-23 Hitachi Ltd Dc breaker for dc transmission system

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JPS5966023A (ja) 1984-04-14

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