JPH0154930B2 - - 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
で負荷への電力供給が可能であり、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、明らかにどちらかが異常である
ことが分れば異常な方を切り離すことで解決でき
るが、原因によつては異常な部分を見つけ出すこ
とが不可能な場合もある。

本発明の目的は、前述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、電力系統側の諸設備に手を加えることな
く実施する方法を提供することにある。

以下、図を参照して本発明を説明する。図は本
発明の一実施例であつて、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は系統のイン
ピーダンス、２１は連系点、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
変換位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
の電圧範囲内にて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。しや断器の４
はとくに高速度の開閉動作が必要となるためサイ
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の系統と電力系統が並列
に運転している状態で、インバータか電力系統に
異常が発生した場合の保護運動は次のように行な
われる。インバータ内部２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、電力系統のどこかで
短絡が生じそれが系統内のどこかの点で検出され
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。しかし連系運
転制御回路の異常や電力系統の地絡で連系点２１
の電圧が異常となつた場合のように、何か異常で
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。

いま連系点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のうち動作時間の早
い５が先に動作し、しや断器４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は正常、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
つてインバータ２と電力系統の間でいわゆる横流
が流れて電圧異常が発生したものと見なすことが
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電力系統１１より負荷２
２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、インバータの電圧制御回路の
異常であるからインバータは使用せず、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を直ちに開放
し、その後しや断器４を閉じる。この際注意する
ことは、V₂が異常となつた原因が負荷であつた
場合には図示しない過負荷検出器で検出するの
で、その場合はしや断器を１３から４へ切換えな
い。もしくは負荷の一部を切り離した後にしや断
器を１３から４へ切換える。(iv)の場合、明らかに
両方共悪いときには一旦しや断器１３も開放し、
次に再閉路する。又自励インバータが異常で切り
離された結果、今度は過負荷の為にV₂が異常と
なることも予想されるので(iii)と同様に処置する。

図の回路ではしや断器４と１３の電力供給側に
設けた電圧異常検出器５，１４により連系点２１
電圧異常の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、電力系統側のしや断器１３は
連系用に新たに設けたものではなく、既に設置さ
れたものと考えてよいし、連系点としや断器１３
の間には変圧器などが接続されていてもよい。電
圧異常検出器１４は電力系統の監視のために通常
しや断器１３と共に設置されているものであつて
自励インバータ２との連系のために新たに設けた
ものではない。

以上は電圧異常を検出した後、自励インバータ
側のしや断器４を開放する場合を説明した。これ
は通常インバータ側が系統側に比べ容量が小さ
く、過負荷耐量が低いという前提に立つて述べた
ものであつて、もし系統側の容量がインバータ側
の容量に比べ小さいときは、逆に系統側のしや断
器１３を先に開放して電圧異常検出器５と１４の
状態判別を行なうことの方が、負荷への給電を極
力維持する為には妥当である。しや断器４と１３
はサイリスタ等の半導体しや断器を使用すること
が望ましいが、高価となるので異常時先に開閉す
る方のしや断器のみを半導体しや断器とし、他方
は機械的なしや断器とすればより経済性の高いシ
ステムが構成できる。

以上のように本発明によれば、自励インバータ
と電力系統との連系運転にあたり、既存の電力系
統側のしや断器や電圧異常検出器に手を加えるこ
となく、自励インバータと電力系統のいずれかが
もしくは連系の為の連系運転制御回路が不良とな
つたか不明のまま連系点の電圧が異常を来した場
合、可能な限り負荷への給電を維持しながら故障
部分を発見し切り離すことができるので、電力系
統の運転の信頼性を向上す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 電力系統の電力供給側に設けられた第１のし
   や断器と負荷側を結ぶ系統に、第２のしや断器と
   連系用リアクトルを介して自励インバータが接続
   された交流連系システムにおいて、前記電力供給
   側および前記自励インバータ側にそれぞれ独立し
   て電圧異常検出器を設け、前記電力供給側および
   前記自励インバータ側のうち容量の小さい方の前
   記異常検出器の動作時間を速くし、前記電力供給
   側あるいは前記自励インバータ側のうち容量の小
   さい方のしや断器を先に開放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。