JPS5915257B2 - 高電圧直流送電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高電圧直流送電装置に関する。

送電側の整流局が制御されない整流素子で作られる直流
送電では、直流は正常な動作の際には受電側のインバー
タ局によつて制御される。

従つて、９０インバータ局が電圧破壊したり線路に短絡
が生じた場合、送電装置は過電流に対して保証されねば
ならない。本発明は、送電側の整流局へ供給する交流の
電圧制御と電流制御との組合せ及び、これらの間の９５
優先回路を有する整流局を備え、前記整流局と前記イン
バータ局とが平常運転の間には、前記優先回路が電圧制
御を選択し、前記整流局が過電流状態では電流制御を前
記優先回路が選択することとにより送電装置を制御する
こととした。

このように送電装置の制御が過電流に対して保証できる
ことは、平滑リアクトルのインダクタンス及び、その他
のインダクタンスが高いので整流局の電圧制御により、
電圧及び電流を適正値に維持できる時間のあることを示
している。従つて、整流局の電圧は、インバータ局の電
圧に関連して常に正確に維持され、直流線路３０の電圧
降下などの騒乱の場合にも維持される。本発明は自らの
発電機から直接給電される整流局に最適であり、その場
合、発電機の比較的迅速な電圧制御が本発明の目的であ
る。

装置のインダクタンスの限流効果は、互に位相をずらせ
て１２パルス接続とした２つの６パルスのグループの整
流素子を有する整流局において、これらの６パルス群を
一部共通の転流リアクタンスを有するように一緒に接続
することによつて増大することができる。

なぜならば、この方法では整流器の電圧が転流間の重な
りにより過電流の場合に大きく低下するからである。以
下、添付の図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第１図は電力送電用の直流線路３０によつて接続された
送電側の整流局１と受電側のインバータ局２を有する直
流送電装置を示す。

整流部は、静止変換変圧器３ａおよび３ｂをそれぞれ有
する直列接続された２つのダイオード・ブリツヂ１ａ，
１ｂを有する。

変圧器３ａ，３ｂはフイーダ６に接続される界磁巻線５
を有する発電機４から給電される。したがつて発電機の
電圧については、２個の制御回路、即ち、第１制御回路
７〜１０と第２ｆｙＪ御回路１３〜１６とで制御する。
第１制御回路７〜１０は電圧制御回路で、第２制御回路
１３〜１６は電流制御回路である。第１制御回路７〜１
０である電圧制御回路には直流線路３０に接続される分
圧器７が設けられ、該分圧器７から得られる電圧と加算
器８の端子２８に接続される電圧基準値Ｕｒｅｆとが比
較される。両者の差は加算器２７を経て電圧調整器９に
送られる。第２制御回路１３〜１６である電流制御回路
には電流測定装置１３が設けられ、加算器１４に卦いて
該電流測定装置１３の出力値と例えばインバータ局から
送られ端子２９に接続される電流基準値Ｊｒｅｆとが比
較される。

両者の和信号は加算器２４を経て電流調整器１５ＶＣ送
られる。なお、分圧器７に接続される制限装置１７の働
きにより、基準電流は少なくとも一部線路電圧に追従す
るよう電圧依存する。電流制御回路用の微分回路２３に
おいて、該微分回路２３の出力をｙとするとＤ ｙ＝ｋ・一・Ｊｄとなる。

Ｄｔ ここでＪｄは直流線路３０に流れ込む電流である。

この電流の変化がすばやい場合（簡単な例として、回路
がシヨートした場合）には、！・Ｊｄは鋭くなる。そし
て、八・Ｊｄは加算器２４で加算され、正の導関数が電
流調整器１５１１Ｃ供給されて電流は増大する。電流調
整器１５が迅速に作動して整流局１への入力電圧を降下
させる。微分回路２３を用いることによつて、回路のシ
ョートあるいは同等の状態における直流電流の最大値を
相当減少させることができる。微分回路２３は，加算器
２４を介して電流測定装置１３と同じ極性に接続されて
いる。電圧制御回路用の微分回路２５は、分圧器７から
の信号と反対の極性が加算器２７に加わるよう制限回路
２６を介して接続される。

制限回路２６は、ある大きさの負の導関数のみが通過す
るように信号を負の値に制限する。負の導関数は直流線
路３０上の急速な電圧降下を示し、これは、例えば線路
故障あるいはインバータ局２の破壊に起因する騒乱に基
づくものである。電圧調整器９および電流調整器１５は
優先回路１１の入力端子１０及び１６にそれぞれ接続さ
れ、優先回路１１の出力信号は出力端子１２を通して発
電機電圧を制御するためのフイーダ６ＶＣ送られる。

インバータ局２の電流制御が基準電流値Ｊｒ８ｆに等し
い所望の直流を保証する正常動作の際には、電流調整器
１５からの信号はゼロになつたり少なくとも小さい信号
となり、従つて第１制御回路７〜１０である電圧制御回
路が制御を支配することになる。この効果は、電流基準
値を低い線路電圧では減少させ、すなわち発電機の電圧
を減少させる信号を増幅する回路１７によつて強化する
ことができる。インバータ局２には、交流網３２に接続
される変換変圧器３１ａと３１ｂを持つ２個の制御整流
ブリツジ２ａと２ｂがある。

これらが直流線路に著しい過電流を生じる前に交流網３
２の電圧減少をすみやかに検出するため、整流局の基準
電圧値Ｕ，ｅｆは変圧器３３と加算器とを介して交流網
３２から適当に得られるが、この場合電圧値は所要の電
圧マージンを減じる。電圧基準値Ｕ，８ｆは、通信線（
図示しない）を介して整流局の端子２８に送られる。

このように、局間の所望電圧マージンは線路電圧が変化
する場合に保証される。第１図では、整流局は発電機４
から直接給電され、従つてその電圧制御は線路電圧制御
用に利用される。

もし整流局が外部から命令される電圧制御によつてより
大きな交流網に接続されるならば、その代わりに整流局
は変圧器３ａと３ｂまたは整流局全体用の主変圧器のタ
ツプ切換器によつて制御される。その場合、優先回路１
１はタツプ切換器に接続される。第２図ぱ優先回路１１
の設計例を示した図である。

この図には入力端１０，１６および出力端子１２が示さ
れている。電圧制御回路及び電流制御回路の各回路には
、それぞれ増幅器２１と増幅器１８とがあり、電圧制御
回路には入力抵抗器２０がある。電流制御回路の増幅器
１８は、ダイオード１９によつて電圧制御回路の増幅器
２１の入力に接続される。次に、優先回路１１の機能に
ついて説明する。

優先回路１１は整流局１への交流供給電圧を制御するた
めに、電圧調整器９の出力あるいは電流調整器１５の出
力のいずれかの出力を選択することにある。優先回路１
１は、平常運転時（過電流状態でない）には、電圧調整
器９の出力を選択してフイーダ６に変換し、それによつ
てフイーダ６で直流線路３０電圧を基準電圧値Ｕｒｅｆ
になるようにする。平常運転から突然過電流状態になつ
た時には、直流線路３０の電流ＪＤと基準電流値Ｊｒｅ
ｆは反転し（Ｊｄ＞Ｊｒｅｆ）し、電流調整器１５から
の出力は増大し、優先回路１１は電流調整器１５の出力
を選択し、この出力を変換して過電流に応答するように
設計されている。

即ち、平常運転（平常電流）では増幅器１８の入力端子
１６への入力はゼロに近く、インバータ局２は線路電流
（Ｊｄ）を基準電流値Ｊｒｅｆに近づける。

一方、入力端子１０への入力（Ｕ，ｒｅｆ一Ｕｄ）は、
電圧調整器９の働きで同様にゼロ近くになる。ダイオー
ド１９により電流調整器１５は電圧変動の影響を受けな
い。これらは、電圧調整器９で作成され、入力端子１０
を経て、抵抗２０、増幅器２Ｌ制御増幅器２２、出力端
子１２を通して、フイーダ６、界磁巻線５、発電機４の
経路で作動する。過電流のとき（Ｊｄ＞Ｊｒ８ｆ）のと
き、増幅器１８の入力端子１６への入力が反転し、この
結果、増幅器１８からの反転出力がダイオード１９を通
して伝達する。

入力端子１６及び電流調整器１５でこの変換制御を完全
にする。抵抗２０によつて電圧調整器９の影響を変換制
御の間は無視してもよい。このように、正常運転時の制
御は、第１制御回路７〜１０である電圧制御回路で、過
電流時の制御は、第２制御回路１３〜１６である電流制
御回路で、優先回路１１が選択しつつ制御する。

上述の状況は、整流側とインバータ側の電流一電圧特性
１およびをそれぞれ示す第３図において説明されている
。整流特性は先ず、まつすぐな少し傾斜する部分ａを有
し、そして、電流がより大きくなると転流間の重なりの
ために急激に低下する部分を有する。１２パルス動作で
は、この低下は曲線ｃに沿う６パルス動作の場合よりも
ずつと早くなり、曲線ｂに従う。

従つて、１２パルス動作の際の共通転流リアクタンスに
より、整流局の自動電圧減少が得られる。この電圧減少
は大きく、直流を制限する特定の平滑リアクトルを省略
し得るので、直流リツプルを平滑にするためインバータ
局に平清リアクトル３５のみを必要とする。整流局力珀
らの発電機を持たない場合、即ち、他の発電機からの供
給を受ける場合には、この整流器の接続は、第４ａ図に
示すような２個の整流素子用巻線を持つ共通変圧器３′
、又は第４ｂ図に示すような交流リアクトル３６の手段
により行なう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による直流送電装置を示す。 第２図は整流局の一部である優先回路を示す。第３図は
両局の電流一電圧特性を示す。第４図は整流局の２個の
整流素子プリツヂを一緒に接続する種種の方法を示す。
符号の説明、１・・・・・・整流局、１ａ，１ｂ・・・
・・撫制御整流素子（ダイオード・ブリツジ）、２・・
・・・・インバータ局、２ａ，２ｂ・・・・・・整流素
子、４・・・・・・発電機、５・・・・・・界磁巻線、
６・・・・・・フイーダ（制御装置）、７・・・・・・
分圧器、８，１４，２４，２７，３４・・・・・・加算
器、９・・・・・・電圧調整器、１１・・・・・・優先
回路、１３・・・・・・電流測定装置、１５・・・・・
・電流調整器、２３，２５・・・・・・微分回路、７〜
１０・・・・・・第１制御回路（電圧制御回路）、１３
〜１６・・・・・・第２制御回路（電流制御回路）、Ｊ
ｒ８ｆ・・・・・・基準電流値、Ｕｒｅｆ・・・・・・
基準電圧値、Ｕｍｒｇ・・・・・・電圧マージン、Ｊｄ
・・・・・・直線線路電流。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電力送電用の直流線路によつて相互に接続される受
   電側のインバータ局と送電側の整流局とを備え、整流局
   は無制御整流素子と該無制御整流素子へ供給する交流電
   圧を制御するための装置とを有し、前記制御装置は前記
   交流電圧を制御するための第１制御回路と第２制御回路
   とを有し、前記第１制御回路は直流線路の電圧に依存し
   て制御され、前記第２制御回路は直流線路の電流に依存
   して制御され、前記第２制御回路は先に設定された基準
   電流値に応答し、さらに前記直流線路の電圧に一致させ
   るために基準電流値を調整する手段を有し、該手段によ
   つて前記基準電流値を直流線路電圧の降下とともに減少
   させ、前記整流局と前記インバータ局とが、平常運転の
   間は第１制御回路を選択し、過電流状態の運転では第２
   制御回路を選択する優先回路と、を含む高圧直流送電装
   置。 ２ 電力送電用の直流線路によつて相互に接続される受
   電側のインバータ局と送電側整流局とを備え、整流局は
   無制御整流素子と該無制御整流素子へ供給する交流電圧
   を制御するための装置とを有し、前記制御装置は前記交
   流電圧を制御するための第１制御回路と第２制御回路と
   を有し、前記第１制御回路は直流線路の電圧に依存して
   制御され、前記第２制御回路は直流線路の電流に依存し
   て制御され、前記第２制御回路は先に設定された基準電
   流値に応答し、さらに前記直流線路の電圧に一致させる
   ために基準電流値を調整する手段を有し、該手段によつ
   て前記基準電流値を直流線路電圧の降下とともに減少さ
   せ、前記整流局と前記インバータ局とが、平常運転の間
   は第１制御回路を選択し、過電流状態の運転では第２制
   御回路を選択する優先回路と、前記第１制御回路である
   電圧制御回路の基準電圧（Ｕ＿ｒ＿ｅ＿ｆ）が、前記イ
   ンバータ局の出力交流電圧に比例した電圧から先に設定
   されたマージン電圧（Ｕ＿ｍ＿ｒ＿ｇ）を差引くことに
   より形成されることを特徴とする高圧直流送電装置。