JP6822977B2 - 直流または直流に関する保護方式の改善 - Google Patents
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Description
使用時にDC電力伝送媒体に結合される保護デバイスであって、DC電力伝送媒体を電気的障害から保護するように動作可能な保護デバイスと、
DC電力伝送媒体の少なくとも1つの電気的性質を選択的に測定する測定装置と、
(i)測定された電気的性質または測定された各電気的性質、例えば電圧または電流から導出された順方向進行波と逆方向進行波とを比較することによって、電気的障害の方向を判定し、
(ii)測定された電気的性質または測定された各電気的性質から導出された第1の周波数成分と第2の周波数成分とを比較することによって、電気的障害が内部障害であるか外部障害であるかを判定し、ここで第1の周波数成分は第2の周波数成分よりも高く、
(iii)電気的障害の方向の判定および/または電気的障害が内部障害であるか外部障害であるかの判定が所定の基準を満たす場合、保護デバイスを動作させてDC電力伝送媒体を保護する
ようにプログラムされたコントローラと
を備える。
・進行波ノルム値のいずれかが、障害の存在を示す所定の閾値を超える場合、
電気的障害の方向の判定は、所定の基準を満たし得る。
・測定された電気的性質または測定された各電気的性質の周波数成分、
・測定された電気的性質または測定された各電気的性質から変換されたシーケンス成分の周波数成分、
・測定された電気的性質または測定された各電気的性質から導出された順方向または逆方向進行波の周波数成分、または
・測定された電気的性質または測定された各電気的性質から導出された正またはゼロシーケンスの順方向または逆方向進行波の周波数成分
であってもよい。
(i)測定された電圧および電流から導出された順方向進行波と逆方向進行波とを比較することによって電気的障害の方向を判定し、
(ii)第1の周波数成分の周波数が第2の周波数成分の周波数よりも高い場合に、測定された電圧および電流から導出される第1の周波数成分と第2の周波数成分とを比較することによって、電気的障害が内部障害であるか外部障害であるかを判断し、
(iii)電気的障害の方向の判定および電気的障害が内部障害であるか外部障害であるかの判定が所定の基準を満たす場合に、第1の保護デバイス14を動作させてDC電力伝送媒体16を保護する
ようにプログラムされている。
Ts=1/96000秒
で求められてもよい。
ここで、fm1は正シーケンスの順方向進行電圧波または電流波であって、
bm1は正シーケンスの逆方向電圧波または電流波であって、
fm0はゼロシーケンスの順方向進行電圧波または電流波であって、
bm0はゼロシーケンスの逆方向進行電圧波または電流波であって、
ここで、
R1およびR0はそれぞれDC電力伝送媒体16の長さ当たりの正シーケンスの抵抗およびゼロシーケンスの抵抗であって、
L1およびL0はそれぞれDC電力伝送媒体16の長さ当たりの正シーケンスのインダクタンスおよびゼロシーケンスのインダクタンスであって、
C1およびC0はそれぞれDC電力伝送媒体16の長さ当たりの正シーケンスの容量およびゼロシーケンスの容量である。
y(n)=x(n)−x(n−W)
ここで、
xは進行波fm、bm;である入力信号であって、
yは修正された進行波Δfm、Δbmである出力信号であって、
Wは時間窓長であって、例えば時間窓が0.5ミリ秒で、サンプリング周期Tsが上記のように1/96000である場合、時間窓長は
W=0.0005/(1/96000)=48
で求められる。
yは取得されたRMS値ΔFm、ΔBmである出力信号であって、
Wはここでも時間窓長である。
・所与の測定された電圧uP、uNまたは電流iP、iN、
・所与の測定された電圧uP、uNまたは電流iP、iNの正またはゼロシーケンス成分um1、um0、im1、im0、
・所与の順方向または逆方向進行波fm、bm、または
・所与の正およびゼロシーケンスの順方向または逆方向進行波fm1、fm0、bm1、bm0
の形態の入力信号の周波数成分であってもよい。
σ1=500はf1の減衰係数であって、
Z2=exp(j×2p×f2×Ts−σ2×Ts)は高周波数f2の極であり、例えばf2=12kHzであって、
σ2=250はf2の減衰係数である。
ΔbmH(n)=bm(n)−bm(n−1)+b1ΔbmH(n−1)−b2ΔbmH(n−2)
図4の符号43に示すように、各内部障害検出サブユニット36は、次に高周波数成分ΔbmHおよび低周波数成分ΔbmLから周波数成分ノルム値ΔBmH、ΔBmLを取得する。ここでも、各周波数成分ノルム値ΔBmH、ΔBmLは、二乗平均平方根(RMS)値、絶対平均値または別の次数ノルム値であってもよい。
yは取得されたRMS値ΔBmH、ΔBmLである出力信号であって、
Wはここでも時間窓長である。
14 第1の保護デバイス
16 DC電力伝送媒体
18 第1のコントローラ
20 第1の端子
24 障害方向検出ユニット
26 障害方向検出サブユニット
32 トリップロジックブロック
34 内部障害検出ユニット
36 内部障害検出サブユニット
38 高周波数バンドパスフィルタ
40 低周波数バンドパスフィルタ
44 第2の端子
46 第3の端子
48 第1の電力変換器
50 第2の電力変換器
52 第3の電力変換器
54 第1のACネットワーク
56 第2のACネットワーク
58 第3のACネットワーク
110 第2のDC保護方式
114 第2の保護デバイス
116 DC電力伝送媒体
118 第2のコントローラ
210 第3のDC保護方式
214 第3の保護デバイス
216 DC電力伝送媒体
218 第3のコントローラ
310 第4のDC保護方式
314 第4の保護デバイス
318 第4のコントローラ
410 第5のDC保護方式
414 第5の保護デバイス
418 第5のコントローラ
510 第6のDC保護方式
514 第6の保護デバイス
518 第6のコントローラ
Claims (15)
- DC電力ネットワーク内のDC電力伝送媒体(16、116、216)を保護するためのDC保護方式(10、110、210、310、410、510)であって、
使用時に前記DC電力伝送媒体(16、116、216)に結合される保護デバイス(14、114、214、314、414、514)であって、前記DC電力伝送媒体(16、116、216)を電気的障害から保護するように動作可能な前記保護デバイス(14、114、214、314、414、514)と、
前記DC電力伝送媒体(16、116、216)の少なくとも1つの電気的性質を選択的に測定する測定装置と、
コントローラ(18、118、218、318、418、518)であって、
(i)前記測定された電気的性質または前記測定された各電気的性質から導出された順方向進行波と逆方向進行波とを比較することによって、前記電気的障害の方向を判定し、
(ii)前記測定された電気的性質または前記測定された各電気的性質から導出された第1の周波数成分と第2の周波数成分とを比較することによって、前記電気的障害が内部障害であるか外部障害であるかを判定し、ここで前記第1の周波数成分は前記第2の周波数成分よりも高く、
(iii)前記電気的障害の方向の判定および前記電気的障害が前記内部障害であるか前記外部障害であるかの判定が所定の基準を満たす場合、前記保護デバイス(14、114、214、314、414、514)を動作させて前記DC電力伝送媒体(16、116、216)を保護する
ようにプログラムされた前記コントローラ(18、118、218、318、418、518)と
を備える、DC保護方式(10、110、210、310、410、510)。 - 前記コントローラ(18、118、218、318、418、518)は、前記測定された電気的性質または前記測定された各電気的性質を前記DC電力伝送媒体(16、116、216)のサージインピーダンスまたはアドミッタンスと組み合わせることによって、前記測定された電気的性質または前記測定された各電気的性質から各進行波を導出するようにプログラムされている、請求項1に記載のDC保護方式(10、110、210、310、410、510)。
- 前記コントローラ(18、118、218、318、418、518)は、前記測定された電気的性質または前記測定された各電気的性質を正およびゼロシーケンス成分に変換することによって、また、前記正およびゼロシーケンス成分を、前記DC電力伝送媒体(16、116、216)の正およびゼロシーケンスの前記サージインピーダンスまたは前記アドミッタンスとそれぞれ組み合わせることによって、前記測定された電気的性質または前記測定された各電気的性質から前記各進行波を導出するようにプログラムされている、請求項2に記載のDC保護方式(10、110、210、310、410、510)。
- 前記コントローラ(18、118、218、318、418、518)は、前記測定された電気的性質または前記測定された各電気的性質から導出された順方向および逆方向進行波ノルム値を取得するようにプログラムされ、前記コントローラ(18、118、218、318、418、518)は、取得された前記順方向および前記逆方向進行波ノルム値の比較を行って、前記電気的障害の方向を判定するようにプログラムされている、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のDC保護方式(10、110、210、310、410、510)。
- 前記取得された順方向および逆方向進行波の進行波ノルム値の比較は、各進行波が前記DC電力伝送媒体(16、116、216)の一端から前記DC電力伝送媒体(16、116、216)の他端まで伝搬するのに要する時間の2倍の持続時間内に行われる、請求項4に記載のDC保護方式(10、110、210、310、410、510)。
- 前記コントローラ(18、118、218、318、418、518)は、前記各進行波を修正して障害前成分を取り除くようにプログラムされ、前記コントローラ(18、118、218、318、418、518)は、前記修正された順方向および逆方向進行波から前記進行波ノルム値を取得するようにプログラムされている、請求項4または請求項5に記載のDC保護方式(10、110、210、310、410、510)。
- ・前記順方向進行波の進行波ノルム値と前記逆方向進行波の進行波ノルム値との比が、順方向の障害の存在を示す所定の閾値を超える場合、および/または
・前記進行波ノルム値のいずれかが、障害の存在を示す所定の閾値を超える場合、
前記電気的障害の方向の判定が所定の基準を満たす、請求項4乃至6のいずれか1項に記載のDC保護方式(10、110、210、310、410、510)。 - 前記順方向および逆方向進行波は、進行電圧波または進行電流波である、請求項1乃至7のいずれか1項に記載のDC保護方式(10、110、210、310、410、510)。
- 前記コントローラ(18、118、218、318、418、518)は、前記測定された電気的性質または前記測定された各電気的性質から導出された前記第1の周波数成分および前記第2の周波数成分の周波数成分ノルム値を取得するようにプログラムされ、前記コントローラ(18、118、218、318、418、518)は、前記取得された周波数成分ノルム値の比較を行って、前記電気的障害が前記内部障害であるか前記外部障害であるかを判定するようにプログラムされている、請求項1乃至8のいずれか1項に記載のDC保護方式(10、110、210、310、410、510)。
- 前記電気的障害が前記内部障害であるか前記外部障害であるかの判定は、前記第1の周波数成分の周波数成分ノルム値と前記第2の周波数成分の周波数成分ノルム値との比が、前記内部障害の存在を示す所定の閾値を超える場合に、所定の基準を満たす、請求項9に記載のDC保護方式(10、110、210、310、410、510)。
- 請求項1乃至10のいずれか1項に記載のDC保護方式(10、110、210、310、410、510)であって、各周波数成分は、
・前記測定された電気的性質または前記測定された各電気的性質の周波数成分、
・前記測定された電気的性質または前記測定された各電気的性質から変換されたシーケンス成分の周波数成分、
・前記測定された電気的性質または前記測定された各電気的性質から導出された前記順方向または逆方向進行波の周波数成分、または
・前記測定された電気的性質または前記測定された各電気的性質から導出された前記正またはゼロシーケンスの前記順方向または逆方向進行波の周波数成分
である、DC保護方式(10、110、210、310、410、510)。 - 各ノルム値が二乗平均平方根値または絶対平均値である、請求項4乃至7、請求項9乃至10のいずれか1項に記載のDC保護方式(10、110、210、310、410、510)。
- 前記電気的障害の方向の判定と、前記電気的障害が前記内部障害であるか前記外部障害
であるかの判定は、前記電気的障害が前記順方向の障害および/または前記内部障害として識別される場合に、前記所定の基準を満たす、請求項1乃至12のいずれか1項に記載のDC保護方式(10、110、210、310、410、510)。 - 前記コントローラ(18、118、218、318、418、518)は、前記内部障害の存在を示す外部信号を受信したときに、前記保護デバイス(14、114、214、314、414、514)を動作させて、前記DC電力伝送媒体(16、116、216)を保護するようにさらにプログラムされている、請求項1乃至13のいずれか1項に記載のDC保護方式(10、110、210、310、410、510)。
- 請求項1乃至14のいずれか1項に記載の複数のDC保護方式(10、110、210、310、410、510)を備えるDC電力ネットワーク。
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