抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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高電圧直流(HVDC)システムの増殖は,より低いコスト,非同期相互接続,および減少した電力損失[1]における長距離バルク電力配送のようなその明確な技術的利点のために急速に成長している。HVDCシステムの保護システムは,故障の下にある成分のみを分離することによってシステムを安定させるために,故障を迅速に検出し,同定し,分離する必要があり,一方,運転中のネットワークの残りを残している。しかし,低電圧と電圧導関数保護システムの基準は,故障した[3],[4]からの鋭い過渡電流により生じるHVDC送電線間の電磁結合により,健全な送電線に大きな電圧降下/変動が生じるので失敗する可能性がある。このように,健康な系統は誤って同定されて,分離されて,更なる破壊をもたらして,システム回復時間を遅らせることができた。故障したものから健全なHVDC送電線を区別するために,周波数スペクトル相関に基づく故障線同定技術を本論文で開発した。最初に,単一回路HVDCシステムの等価回路を図1(a)において確立して,それぞれ正(U_p,I_p)と負(U_n,I_n)極性の電圧と電流に基づくHVDC送電線間の電磁結合を解析した(図1(a))。このように,1つの送電線の電圧は,(例として負の極性の電圧を取る),(3)[数式:原文を参照]は線抵抗(自己インダクタンス),[数式:原文を参照]はそれらの相互インダクタンス,[数式:原文を参照]は[数式:原文を参照]から[数式:原文を参照]までの時間内の電流変化率である。EqのFourier変換を行うことにより,これらの問題を解決(1)電圧の周波数スペクトル(£(U_n_m(t_2)))は,この電圧変化が電流変化によって引き起こされると,変化する電流の1つ(dI_p/d_t)と類似のパターンを示す。例えば,負送電線の接地短絡(0.03秒後)後の測定点(U_p_m,U_p_n)における線電流(I_p,I_n)と電圧の周波数スペクトルを図1(b)で解析した。正極の電圧変化が負極の電流変化によって引き起こされるので,正極(U_p_m)の電圧の周波数スペクトルは負のI_nの電流と高い類似性を示すが,正極I_pの電流による負極(U_n_m)の電圧はそうではない。したがって,線の電圧と電流の間の周波数スペクトルの類似度は,電圧変動が電磁結合または故障によって引き起こされるかどうかを確実に同定するために用いることができ,その結果,保護システムの誤った操作を避けることができる。この技術を検証するために,図2(a)で示されたようにPSCAD/EMTDC[5]において単一回路HVDCシステムを確立した。接地短絡故障を,2kA定格電流の下で正常状態で動作するシステムでシミュレーションした。周波数スペクトル相関係数C_1は,正極性の電圧と負極性の電流の間のスペクトル類似性を記述し,そして,故障が計算された(図2(b)および(c))後に,C_2は逆である。結果は,正の極性の電圧と負の極性の電流が非常に相関しているC_1が,1.00sで起こる後に大きく,C_2が急激に低下することを示している。この電圧は短絡故障そのものよりもむしろ負の極性の電流変化によって誘発される。このように,正極性の大きな電圧変動が電磁結合によって生じたという事実にもかかわらず,この健全な線は故障線として同定されない。0.01,0.005,0.001sのサンプリングウィンドウを比較することによって,周波数スペクトル解析のためのより短い時間窓がより高いスペクトル分解能[6]に基づくより速い応答時間を提供することができることを観察することができた。2つの平行誘導棒から成る容量結合および磁場センシング支援プラットフォームと両端における磁気センサのアレイを,以前に[7],[8]で開発し,架空線電圧と電流を測定することができた。Copyright 2018 The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】
