JPS6240931B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自励インバータと電力系統との連系運
転システムにおいて、自励インバータと電力系統
のいずれが故障か判別し得ない場合の保護方法に
関する。

現在実用に供されている直流送電においては、
直流から交流への変換には他励インバータが用い
られている。これは、他励インバータが自励イン
バータに比べ経済的に有利であることと、より信
頼性があることに起因している。しかし他励式イ
ンバータは電力系統が正常な状態でないと運転が
できないこと、インバータの容量に比べ系統の容
量が数倍以上大きくないと不安定に陥いり易いこ
と、及び電力系統が遅相電力を供給する必要があ
ることなどの欠点がある。一方、自励インバータ
は上述の制約がなく、電力系統なしに単独運転も
可能である。更に進相、遅相いずれの電力も供給
が可能である為に系統の安定化にも効果が期待さ
れ、且つインバータの信頼性も向上してきている
ことから、自励インバータによる系統連系が実現
する可能性がでてきた。

ところで、自励インバータと他励インバータと
では上述のように基本的な特性に差異があること
から判るように、系統連系においても当然従来の
技術とは異なる技術が必要となることは明らかで
ある。例えば系統が異常をきたすと他励インバー
タによる場合は共倒れとなるが、自励インバータ
による場合は系統を切り離して自励インバータの
みで負荷への電力系統が可能であり、逆に自励イ
ンバータが異常の場合はこれを切り離して系統だ
けで負荷への電力供給を行なわせることは無論可
能である。ここで、明らかにどちらが異常である
かが分れば、異常な方を切り離すことが解決でき
るが、原因によつては異常な部分を見つけ出すこ
とが困難な場合もある。

一般に二つの交流電源を並列にして負荷へ電力
を供給する場合、二つの交流電源の電圧に位相差
があると位相の進んだ電源から位相の遅れた電源
に有効電力の横流が流れる。又電圧の振幅に差が
あると電圧の高い方から低い方の電源へ遅相の無
効電力の横流が流れる。自励インバータの系統と
電力系統間は電力を適正に分担するように常に制
御しているが、この連系運転制御回路が異常を来
すと個々の系統は単独では正常であつても連系運
転は不可能となる。

本発明の目的はそのような場合の問題を解決
し、負荷への給電を停止させないようにした自励
インバータと電力系統との連系運転における保護
方法を提供することにある。

以下、本発明を図に示す一実施例を参照して説
明する。図において、１は直流電源、２は自励イ
ンバータ、３は電力系統と接続する連系用リアク
トル、４と１３はしや断器、５と１４は電圧異常
検出器、１１は電力系統、１２は系統インピーダ
ンス、２２は負荷をそれぞれ表している。１の直
流電源としては交流直流変換装置が利用されるの
が普通である。自励インバータ２と電力系統とは
図示しない連系運転制御回路によつて制御され、
連系点２１の電圧が所定の電圧範囲内で且つ自励
インバータの容量を超えないようにして運転され
ている。しや断器４はとくに高速度の開閉動作が
必要となる為サイリスタしや断器が使用される。

このような構成において、しや断器４と１３は
共に閉で自励インバータと電力系統が並列に運転
している状態で、自励インバータか電力系統で異
常が発生した場合の保護連動を次のように行な
う。インバータ内部又は電力系統で明らかに異常
が発生したことが明確な場合、即ちインバータが
転流失敗した場合とか、電力系統で地絡が検出さ
れた場合のように発生箇所が明確な場合は、それ
が生じた側に接続されたしや断器４又は１３をし
や断すればよいことは明らかである。しかし前述
の連系運転制御回路の異常や連系点２１の近くで
地絡が生じ連系点２１の電圧が異常となつた場合
のように、何が異常であるかを直ぐには判定する
ことが不可能なときは次の手順により不具合箇所
を摘出することができる。

今連系点２１の電圧が異常に低下したとすると
電圧異常検出器５と１４が作動するので、二つの
しや断器４と１３を開放し連系運転を中断する。
その結果、二つのしや断器４と１３の入力点の電
圧V₁とV₂の電圧の状態は次の四つの状態に分け
られる。(i)V₁、V₂共に正常、(ii)V₁は異常、V₂は
正常、(iii)V₁正常、V₂は異常、(iv)V₁、V₂共に異
常。

まず(i)の場合は、連系運転制御回路の異常によ
つて自励インバータと電力系統間でいわゆる横流
が生じ電圧異常が発生したと見なすことができ
る。従つて連系運転を行なわなければ負荷への給
電が可能となる公算が大きいので、しや断器４の
みを開放状態に保ちしや断器１３を投入し電力系
統１１より負荷２２へ給電する。もし電力系統の
容量が負荷の必要とする容量に比し小さいとき
は、図示しない過負荷検出器が動作してしや断器
１３も開放することがあるが、一般の電力系統で
行なわれているように自動再閉路が行なわれる。

次に(ii)の場合は、自励インバータの電圧制御回
路の異常であるから自励インバータは使用せずし
や断器１３を再投入し電力系統のみを使つて負荷
へ給電する。(iii)の場合は電力系統の異常であるか
らしや断器１３を開放のまましや断器４を再投入
する。(iv)の場合は同時に二つの電源が悪いときで
あるが、回復を待つて遂次しや断器１３と４を再
投入する。

図の回路ではしや断器４と１３の電源供給側に
設けた電圧異常検出器により連系点２１の電圧異
常検出を兼ねているが、勿論連系点２１に別の電
圧異常検出器を設けてもよい。又図では二つのし
や断器はその出力端子を直接接続した図が示され
ているが、この間に変圧器などが接続されていて
も本発明の適用には差しつかえない。

以上のように、本発明によつて、自励インバー
タと電力系のいずれが不良なのか不明の場合、又
連系運転制御回路が不良の場合の故障判別が可能
となり、連系運転システムの運転の信頼性を向上
させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明が適用される系統連系システムの一
例を示す図である。 １……直流電源、２……自励インバータ、３…
…連系用リアクトル、４，１３……しや断器、
５，１４……電圧異常検出器、１１……電力系
統、１２……系統のインピーダンス、２１……連
系点、２２……負荷。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 自励インバータの出力側に直列接続された連
   系用リアクトルとしや断器及び電力系統の電力供
   給側に直列接続される他のしや断器とをそれぞれ
   備え、それぞれのしや断器の出力側を互いに接続
   した連系点から負荷へ給電するように構成された
   交流連系システムにおいて、前記自励インバータ
   と前記電力系統のそれぞれに電圧異常検出器を設
   け、連系中に前記連系点の電圧異常が検出された
   場合は二つのしや断器を共に開放し、それによつ
   て１つの電源電圧が正常に復帰した場合にはその
   正常に復帰した電源側に接続された前記しや断器
   を再投入し、また２つの電源電圧が正常に復帰し
   た場合には前記自励インバータか前記電力系統の
   いずれか容量の大きい側のしや断器を再投入する
   ことを特徴とする自励インバータと電力系統との
   連系運転における保護方法。