JP2016226174A - 直流送電システム、その中央サーバ、及び直流送電経路の事故後の復旧方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示すように、直流送電システム1は交流系統100間に設けられる。この直流送電システム1は、一方の交流系統100から他方の交流系統100へ直流送電する。直流送電システム1の経路2は分岐又は合流しており、直流送電システム1は、一つの交流系統100から複数の交流系統100へ、又は複数の交流系統100から一つの交流系統100へ直流電流が送電可能となっている。すなわち、直流送電システム1は、経路2内に分岐点又は合流点を有する。以下、分岐点又は合流点を単に分岐点21という。
図7のタイムチャートに基づき、図1の直流送電システム1の例と図5の開閉器6の例に係る半導体遮断器63を備える開閉器6に対する事故発生から復旧までの制御と、検出される電流を説明する。分岐点21で分岐した一方の経路2のうち、送電線5の区間で事故が発生したものとする。
このように、本実施形態では、複数経路に分岐又は合流して成る直流送電経路に対し、事故発生を検出すると、第1に、事故区間23を直流送電経路から切り離すように開閉器6を遮断動作させ、第2に、遮断動作後、遮断動作させた開閉器6のうち一つの開閉器6を投入動作させ、第3に、一つの開閉器6の投入動作後、事故の継続を検出すると、投入動作させた開閉器6を再遮断動作させ、第4に、一つの開閉器6の投入動作後、事故の存在を検出しなければ、事故区間23を直流送電経路から切り離すために遮断動作させた全ての開閉器6を投入状態に戻すことによって前記事故区間を復旧動作させるようにした。
以下、直流送電経路の他の各例、開閉器6の他の各例、及び転流装置65の他の例を挙げる。これら直流送電経路、開閉器6、及び転流装置65も本実施形態の直流送電システム1の範囲に含まれる。
図9に示すように、直流送電システム1は、第1の交流系統100と第2の交流系統100を結ぶ経路2を有する。この経路2は、2つの送電線5の区間で区分される。送電線5の区画間には分岐点21が設けられる。分岐点21から第3の交流系統100を結ぶ経路2を更に有する。分岐点21から第3の交流系統100を結ぶ経路2は、一区画の送電線5により成る。開閉器6は、変圧器3と変換器4の間、送電線5と分岐点21との間に設けられる。すなわち、変換器4と送電線5は、1つの区間に含められ、この区間の両側に開閉器6が設けられる。
図10に示すように、直流送電システム1は、第1の交流系統100と第2の交流系統100を結ぶ経路2を有する。この経路2は、2区画の送電線5で区分され、送電線5の区画間に分岐点21を有する。分岐点21から第3の交流系統100を結ぶ経路2が更に形成され、この経路2は一区画の送電線5により成る。開閉器6は、変圧器3と変換器4の間と、変換器4と送電線5の間に設けられる。すなわち、送電線5の3区画と分岐点21は、開閉器6によって区分けされずに1区間となっている。
図11に示すように、直流送電システム1は、第1の交流系統100と第2の交流系統100を結ぶ経路2を有する。この経路2に分岐点21が設けられ、分岐点21から第3の交流系統100へ至る経路2を更に有する。各経路2は、それぞれ1区画の送電線5により成る。分岐点21は、送電線5と変換器4との間のうちの1箇所に設けられる。開閉器6は、変圧器3と変換器4との間、変換器4と分岐点21との間、分岐点21と送電線5との間、送電線5と変換器4との間に設けられる。
図12に示すように、直流送電システム1は、第1の交流系統100と第2の交流系統100を結ぶ経路2を有する。この経路2に分岐点21が設けられ、分岐点21から第3の交流系統100へ至る経路2を更に有する。各経路2は、それぞれ1区画の送電線5により成る。分岐点21は、送電線5と変換器4との間のうちの1箇所に設けられる。開閉器6は、変圧器3と変換器4との間、分岐点21と送電線5との間に設けられる。変換器4と分岐点21とは一区間に含められ、この区間の両側に開閉器6が設けられる。
図13に示すように、直流送電システム1は、第1の交流系統100と第2の交流系統100と第3の交流系統100をトライアングル状に接続する。すなわち、直流送電システム1は、第1の交流系統100と第2の交流系統100を結ぶ経路2と、第1の交流系統100と第3の交流系統100を結ぶ経路2と、第2の交流系統100と第3の交流系統100を結ぶ経路2とを有する。開閉器6は、変換器4と変圧器3の間、変換器4と各送電線5との間に設けられる。
図14に示す態様の開閉器6も適用可能である。図14に示すように、この開閉器6は、機械式断路器61と機械式遮断器62を直列に接続し、直流送電システム1の経路2上に設置して成る。機械式断路器61と機械式遮断器62には、半導体遮断器63と転流装置65が直列に接続された回路が並列に接続される。また半導体遮断器63にはサージアブソーバ66が並列に接続されている。
図15に示す態様の開閉器6も適用可能である。図15に示すように、この開閉器6は、機械式断路器61と機械式遮断器62を直列に接続し、直流送電システム1の経路2上に設置して成る。転流装置65を備える転流回路64を機械式遮断器62と並列に接続する。また、機械式断路器61と機械式遮断器62の一連に対して並列になるように、半導体遮断器63を接続する。半導体遮断器63と転流回路64は並列の関係にある。また半導体遮断器63にはサージアブソーバ66が並列に接続されている。
図16に示す態様の開閉器6も適用可能である。図16に示すように、この開閉器6は、機械式断路器61と機械式遮断器62と転流装置65を直列に接続し、直流送電経路2上に設置する。機械式断路器61と機械式遮断器62と転流装置65の一連の回路に対して、半導体遮断器63が並列に接続される。また半導体遮断器63にはサージアブソーバ66が並列に接続されている。
図17に示す態様の開閉器6も適用可能である。図17に示すように、機械式断路器61と電流転流用の半導体遮断器63aを直列に接続し、直流送電経路2上に設置する。機械式断路器61と半導体遮断器63aの一連に対して、半導体遮断器63を並列に設置する。また半導体遮断器63にはサージアブソーバ66が並列に接続されている。
開閉器6は、機械式と半導体遮断器63のハイブリッド形に限定されず、図18に示すように、機械式断路器61と機械式遮断器62を直列に接続して、直流送電経路2上に設置した機械式であってもよい。機械式遮断器62には転流装置65が並列に接続される。また機械式断路器61と機械式遮断器62にはサージアブソーバ66が並列に接続されている。開閉器6の遮断時は転流装置65が駆動し、機械式遮断器62に対して通電電流が零を横切る点を生成する。同時に機械式断路器61と機械式遮断器62を遮断動作することで、サージアブソーバ66に電流を転流させる。サージアブソーバ66で送電線5に蓄積された電磁エネルギーを消費することで、電流を遮断する。この開閉器6であっても、両側または複数の端部の開閉器6のうち一つの開閉器6を投入及び遮断させることで、事故の継続及び終息の判定が可能となる。但し、事故区間の両側または複数の端部の開閉器6のうち、一つの開閉器6は、半導体遮断器63を備えることが望ましい。
また、開閉器6は、図19に示すように、半導体遮断器63を直流送電経路2上に設置したタイプであってもよい。また半導体遮断器63にはサージアブソーバ66が並列に接続されている。この開閉器6において、半導体遮断器63に常時通電させると、発熱の問題が生じるが、例えば冷却装置を併設することで解消可能である。
また、転流装置65としてHブリッジユニットを例示したが、図20に示すように、リアクトル65eとコンデンサ65dとスイッチ65fを直列に接続した転流装置65であってもよい。
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
2 経路
21 分岐点
22 事故点
23 事故区間
3 変圧器
4 変換器
5 送電線
6 開閉器
61 機械式断路器
62 機械式遮断器
63 半導体遮断器
63a 半導体遮断器
64 転流回路
65 転流装置
65a Hブリッジ回路
65b スイッチング素子
65c ダイオード
65d コンデンサ
65e リアクトル
65f スイッチ
66 サージアブソーバ
7 保護継電器
71 事故検出部
72 リレー側制御部
73 通信中継部
81 変流器
82 計器用変圧器
9 中央サーバ
91 状態検出部
92 事故状態監視部
93 復旧処理部
100 交流系統
Claims (12)
- 複数経路に分岐又は合流して成る直流送電経路と、
前記直流送電経路を各区間に区切るように設置される各開閉器と、
事故の存在を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づき、前記開閉器の開閉を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記検出部が事故発生を検出すると、前記事故区間を前記直流送電経路から切り離すように前記開閉器を遮断動作させ、
前記遮断動作後、前記事故発生により遮断動作させた前記開閉器のうち一つの開閉器を投入動作させ、
前記一つの開閉器の前記投入動作後、前記検出部が事故の継続を検出すると、前記投入動作させた前記一つの開閉器を再遮断動作させ、
前記一つの開閉器の前記投入動作後、前記検出部が事故の継続を検出しなければ、前記事故区間を前記直流送電経路から切り離すために遮断動作させた全ての前記開閉器を投入状態に戻すことによって前記事故区間を復旧動作させること、
を特徴とする直流送電システム。 - 少なくとも前記一つの開閉器は、単独で前記事故区間の遮断が可能に配置された自己消弧能力を有する半導体遮断器を含み、
前記制御部は、
前記一つの開閉器の前記半導体遮断器に前記投入動作及び前記再遮断動作をさせること、
を特徴とする請求項1記載の直流送電システム。 - 少なくとも前記一つの開閉器は、
前記半導体遮断器と並列な金属接点を有する機械式遮断器を含み、
前記制御部は、前記検出部が事故の継続を検出しなければ、前記機械式遮断器を更に投入して前記復旧動作させること、
を特徴とする請求項2記載の直流送電システム。 - 前記制御部は、
前記検出部を含み、前記事故の存在の検出に基づき、前記遮断動作及び前記再遮断動作させる保護継電器と、
前記保護継電器による前記遮断動作及び前記再遮断動作の制御の有無に応じて、前記投入動作及び前記復旧動作を前記保護継電器に指令する中央サーバと、
を含むこと、
を特徴とする請求項1乃至3の何れか記載の直流送電システム。 - 前記中央サーバは、
前記投入動作の指令後、遮断が完了したことを示す信号が前記開閉器から発せられなければ、前記復旧動作の指令を前記保護継電器に出力すること、
を特徴とする請求項4記載の直流送電システム。 - 前記直流送電経路の末端に設置され、交流と直流を相互に変換する変換器を備え、
前記直流送電経路の末端を含む前記区間は、交流系統と前記変換器との間に設置された交流遮断器により区切られ、
前記制御部によって制御される前記開閉器のうち少なくとも一つの前記開閉器は、前記交流遮断器であること、
を特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の直流送電システム。 - 前記直流送電経路の末端に設置され、交流と直流を相互に変換する変換器を備え、
前記直流送電経路の末端を含む前記区間は、前記変換器と送電線の間に設置された直流遮断器により区切られ、
前記制御部によって制御される前記開閉器のうち少なくとも一つの前記開閉器は、前記直流遮断器であること、
を特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の直流送電システム。 - 前記検出部は、前記区間の導通電流、電流変化、電圧変化、又はこれらの組み合わせに基づき、前記事故発生及び継続を検出すること、
を特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の直流送電システム。 - 前記検出部は、
前記区間に事故が発生していない場合の直流電流値よりも高い事故発生検出電流閾値と、前記区間の充電電流よりも高く、前記区間に事故が発生していない場合の直流電流値よりも低い事故継続又は終息確認用の電流閾値を予め記憶していること、
を特徴とする請求項8記載の直流送電システム。 - 前記検出部は、
前記区間に事故が発生した際の電流変化よりも緩慢、且つ前記区間の充電電流が流れる際の電流変化よりも急峻な電流変化の閾値を予め記憶していること、
を特徴とする請求項8及び9記載の直流送電システム。 - 複数経路に分岐又は合流して成る直流送電経路の電流遮断及び導通を制御する中央サーバであって、
前記直流送電経路を各区間に区切るように設置される各開閉器を制御する保護継電器と信号伝送路により接続され、
前記保護継電器が事故の存在を検出し、前記事故区間を前記直流送電経路から切り離すように前記開閉器を遮断動作させると、当該遮断動作後、前記事故発生により遮断動作させた前記開閉器のうち一つの開閉器を投入動作させる信号を前記保護継電器に出力し、
前記一つの開閉器の前記投入動作後、前記保護継電器が事故の継続を検出しなければ、前記事故区間を前記直流送電経路から切り離すために遮断動作させた全ての前記開閉器を投入状態に戻すことによって前記事故区間を復旧動作させる信号を前記保護継電器に出力すること、
を特徴とする中央サーバ。 - 複数経路に分岐又は合流して成る直流送電経路の事故後の復旧方法であって、
事故の存在を検出し、
前記事故の存在を検出すると、前記事故区間を前記直流送電経路から切り離すように前記開閉器を遮断動作させ、
前記遮断動作後、前記事故発生により遮断動作させた前記開閉器のうち一つの開閉器を投入動作させ、
前記一つの開閉器の前記投入動作後、前記検出部が事故の継続を検出すると、前記投入動作させた前記一つの開閉器を再遮断動作させ、
前記一つの開閉器の前記投入動作後、前記検出部が事故の継続を検出しなければ、前記事故区間を前記直流送電経路から切り離すために遮断動作させた全ての前記開閉器を投入状態に戻すことによって前記事故区間を復旧動作させること、
を特徴とする直流送電経路の事故後の復旧方法。
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