JPH01170328A

JPH01170328A - 直列補償型電圧変動補償装置

Info

Publication number: JPH01170328A
Application number: JP62325035A
Authority: JP
Inventors: Tomoo Shiraishi; 白石　知男; Yoshiya Ogiwara; 荻原　義也; Tomoshi Tada; 多田　知史
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 1987-12-21
Filing date: 1987-12-21
Publication date: 1989-07-05
Anticipated expiration: 2010-11-13
Also published as: JPH07106032B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、系統側電源と負荷との間に直列に介挿され
て系統側電源の電圧変動を直列補償する直列補償型電圧
変動補償装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、配電系統の電圧変動に対する補償装置として
、瞬時電圧低下補償装置が実用化されている。

瞬時電圧低下補償装置は、第４図に示すように、系統側
電源１の電圧Ｖ、を全波整流して直流電力を得る整流回
路２と、整流回路２から供給される直流電力でもって充
電される補償用電力蓄積用の直流コンデンサ、例えば大
容量の電解コンデンサ３と、この電解コンデンサ３より
電力供給されて系統側電源１の電圧Ｖ、の電圧低下分を
補償するための補償電圧Ｖ！を発生するインバータ４と
、このインバータ４の出力電圧ｖ１が一次巻線に印加さ
れ二次巻線を系統側ｔｉｔと負荷７との間に介挿した直
列補償用の結合トランス５と、結合トランス５の二次巻
線の両端間を短絡するバイパススイッチ６とを主要構成
要素としている。なお、インバータ４は、系統側電源ｌ
の電圧Ｖ、の電圧低下分を検出する制御回路８によって
制御される。

また、系統側電源１の１０％を超える低下幅の電圧低下
は、電圧低下検出回路９によって検出され、この電圧低
下検出回路９の出力でもってインバータ４の作動・不作
動およびバイパススイッチ６の導通・遮断が制御される
。

この瞬時電圧低下補償装置は、系統側電源１の正常時に
おいて、系統側電源１の電圧Ｖ、を整流回路２で全波整
流して直流電力を得、この直流電力でもって電解コンデ
ンサ３を常時充電し、またバイパススイッチ６を導通さ
せて系統側電源１の電圧■、がそのまま負荷７に印加さ
れるようにしている。

そして、系統側電源１に瞬時電圧低下が発生して系統側
型ａ］Ｘ１の電圧Ｖ、が例えば低下幅１０％を超えて瞬
時電圧低下したときに、バイパススイッチ６を遮断する
−とともに、電解コンデンサ３に蓄積された直流電力で
もってインバータ４を作動させて系統側電源１の電圧Ｖ
、の低下分に相当する補償電圧ｖ１を発生させ、この補
償電圧ｖ１を直列補償用の結合トランス５を介し系統側
電源１の電圧ｖｓに加算して負荷７に印加することによ
り、系統側電源１の電圧Ｖ、の瞬時電圧低下にかかわら
ず負荷７の両端の負荷電圧ｖＬが常に一定になるように
している。

第５図は、上記瞬時電圧低下補償装置による電圧補償の
様子を示す電圧波形図である。

第５図１ａｌの実線は、微少な電圧変動および瞬時電圧
低下の発生時の系統側電源１の電圧Ｖ、の波形図を示し
ている。同図（ａ）では、時刻１）〜１２間に瞬時電圧
低下以外の１０％以下の変動幅の微少な電圧変動が発生
し、時刻ｔ２以後に１０％を超える低下幅の瞬時電圧低
下が発生していることを示している。同図（ａｌの破線
は正常時の電圧ｖ、１の波形を示している。

第５図山）は、上記第５１ｇ（ａｌの電圧Ｖ、の変動に
対して、インバータ４から出力される補償電圧ｖ１の波
形図を示している。同図（ｂｌでは、時刻１）〜１２間
にはインバータ４から補償電圧ｖ１が出力されず、時刻
ｔ２以後インバータ４から補償電圧ｖ１が出力されてい
ることを示している。

第５図１ａｌは、負荷７に印加される負荷電圧ｖＬの波
形図を示している。同図（Ｃ）では、時刻１）〜１２間
は、インバータ４から補償電圧ｖ１が出力されないので
、負荷電圧■、が破線で示す正常時の電圧ｖＬ′より低
くなり、時刻ｔ２以後は、インバータ４から補償電圧■
１が出力されるので、負荷電圧■、が正常になっている
ことを示している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、この瞬時電圧低下補償装置は、系統側電源ｌ
の電圧Ｖ、が低下幅ｌＯ％を超えて低下したときに初め
てバイパススイッチ６を遮断するとともに、インバータ
４を作動させて補償電圧ｖ１を発生するようにしている
ので、瞬時電圧低下等の低下幅１０％を超える変動量の
大きい電圧変動は補償することができるが、瞬時電圧低
下以外の低下幅１０％を下回る変動量の小さい電圧変動
、例えば波形歪、フリッカ等に対する補償は行えなかっ
た。

したがって、この発明の目的は、変動幅の大きい電圧変
動を補償するだけでなく、変動幅の小さい電圧変動をも
合わせて補償することができる直列補償型電圧変動補償
装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の直列補償型電圧変動補償装置は、系統側電源
の電圧の変動分に応じた補償電圧を常時発生する補償用
電源を前記系統側電源と負荷との間に加算極性に直列介
挿したことを特徴とする。

〔作用〕

この発明の構成によれば、系統側電源の電圧の変動分に
相当する補償電圧を常時発生する補償用電源を、系統側
電源から負荷への給電経路中に加算極性に直列介挿した
ので、系統側電源の電圧と補償電圧とを加算した電圧が
負荷に印加されることになる。この際、系統側電源の電
圧の変動分に相当する電圧が補償用電源から補償電圧と
して出力され、系統側電源の電圧の変動が補償電圧の変
動で補償されることになる。したがって、系統側電源の
瞬時電圧低下等の変動幅の大きい電圧変動を補償するだ
けでなく、波形歪、フリッカ等の変動幅の小さい電圧変
動をも合わせて補償することができる。

〔実施例〕

この発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づいて説
明する。この直列補償型電圧変動補償装置は、第１図に
示すように、系統側電源１の電圧Ｖ、の変動分に応じた
補償電圧ｖＨを常時発生する補償用電源１０を系統側電
源１と負荷７との間に加算極性に直列介挿したことを特
徴とする。

以下、この直列補償型電圧変動補償装置を詳しく説明す
る。この直列補償型電圧変動補償装置は、系統側電源１
の電圧Ｖ、を全波整流して直流電力を得る整流回路２と
、整流回路２から供給される直流電力でもって充電され
る補償用電力蓄積用の直流コンデンサ、例えば大容量の
電解コンデンサ３と、この電解コンデンサ３より電力供
給されて常時運転され系統側電源１の電圧Ｖ、の電圧変
動分を補償するための補償電圧■１を常時発生するイン
バータ４と、このインバータ４の出力電圧■１が一次巻
線に印加され二次巻線を系統側型ｒＡｌと負荷７との間
に介挿した直列補償用の結合トランス５とを主要構成要
素としている。

なお、インバータ４は、系統側電源１の電圧■。

の電圧変動分を検出する制御回路８によって制御される
。また、電解コンデンサ３は、低下幅が５０％以上で持
続時間が０．１秒以上の瞬時電圧低下を補償できるよう
な補償用電力を蓄積できるように、容量を設定している
。また、結合トランス５の巻数比は１対１またはその他
の値に設定され、１対１の場合は、補償電圧ｖ１と補償
電圧■□とが等しくなる。

以上に述べた構成により、この直列補償型電圧変動補償
装置は、系統側型Ｂ１の電圧Ｖ、を整流回路２で全波整
流し、この整流回路２の出力で補償用電力蓄積用の電解
コンデンサ３を充電し、この電解コンデンサ３よりイン
バータ４に給電して系統側電源１の電圧■、の変動分に
相当する補償電圧■１をインバータ４から常時発生させ
、この補償電圧■１を結合トランス５を介して系統側電
源１の電圧Ｖ、に加算して負荷７に印加することになる
。

この結果、系統側電源ｌに瞬時電圧低下が発生して系統
側電源１の電圧■、が例えば低下幅１０％を超えて瞬時
電圧低下したときに、電解コンデンサ３に蓄積された直
流電力でもってインバータ４が作動して系統側電源１の
電圧ｖｓの低下分に相当する補償電圧■１を発生し、こ
の補償電圧ｖ１が直列補償用の結合トランス５を介し系
統側電源１の電圧■、に加算されて負荷７に印加される
ことになる。この際、系統側電源１の電圧■、の変動分
に相当する電圧がインバータ４から補償電圧■１として
出力され、系統側電源１の電圧Ｖ、の変動が補償電圧Ｖ
、の変動で補償されることになる。したがって、系統側
電源ｌの電圧Ｖ、の瞬時電圧低下にかかわらず負荷７の
両端の負荷電圧ｖＬが常に一定になる。

また、系統側電源１の電圧Ｖ、に変動幅１０％以下の電
圧変動、例えば波形歪、フリッカ等が発生したときにも
、上記と同様に電解コンデンサ３に蓄積された直流電力
でもってインバータ４が作動して系統側電源ｌの電圧ｖ
ｓの低下分に相当する補償電圧ｖ１を発生し、この補償
電圧ｖ１が直列補償用の結合トランス５を介し系統側電
源１の電圧Ｖ、に加算されて負荷７に印加されることに
なり、上記と同様の作用で系統側型ａｌの電圧■。

の変動幅の小さい電圧変動にかかわらず負荷７の両端の
負荷電圧ｖＬが常に一定になる。

ここで、制御回路８の具体構成およびその動作を第２図
に基づいて説明する。この制御回路８は、系統側電源１
の電圧Ｖ、を計器用変圧器１）で検出し、計器用変圧器
１）の二次電圧ｖ、１に基づいて位相同期回路１２が系
統側電源ｌの電圧Ｖ。

に同期した同期信号を作成し、この同期信号に基づいて
基準正弦波発生回路１３が系統側電源ｌの電圧Ｖ、の正
常時の値に相当する振幅の基準正弦波電圧ｖＲを発生す
るようになっている。この基準正弦波電圧ｖＲは、負荷
７に与えるべき電圧の目標値となる。

そして、減算器１４により基準正弦波電圧ｖＲと二次電
圧ＶＳｔとの差が演算され、得られた差電圧ＶＤがパル
ス幅変調回路１５に加えられ、このパルス幅変調回路１
５でもって例えば三角波と比較され、パルス幅変調回路
１５から差電圧■。

に相当するパルス幅変調電圧Ｖ、が出力され、このパル
ス幅変調電圧Ｖ、がインバータ４のベースドライブ回路
（図示せず）に加えられることになる。この結果、イン
バータ４から基準正弦波電圧ｖＲと計器用変圧器１）の
二次電圧ＶＳＩとの差電圧■。に相当する補償電圧ｖ１
、すなわち系統側電源１の電圧Ｖ、の変動分に相当する
補償電圧ｖ１が出力され、この補償電圧■１が結合トラ
ンス５を介して系統側電源１の電圧Ｖ、に加算されて負
荷７に印加されることになり、負荷７の両端に現れる負
荷電圧■Ｌは、基準正弦波電圧ｖＲに対応する値となる
。

第３図は、上記直列補償型電圧変動補償装置による電圧
補償の様子を示す電圧波形図である。

第３図１ａｌの実線は、微少な電圧変動および瞬時電圧
低下の発生時の系統側電源１の電圧■、の波形図を示し
ている。同図（ａｌでは、時刻ｔ１〜ｔ２間に瞬時電圧
低下以外の１０％以下の変動幅の微少な電圧変動が発生
し、時刻ｔ２以後に１０％を超える低下幅の瞬時電圧低
下が発生していることを示している。同図１ｍｌの破線
は正常時の電圧■、′の波形を示している。

第３図山）は、上記第３図Ｔａｌの電圧■、の変動に対
して、インバータ４から出力される補償電圧■１の波形
図を示している。同図（ｂｌでは、時刻ｔ１〜ｔ２間に
はインバータ４から微少な電圧変動に応じた補償電圧■
１が出力され、時刻ｔ２以後はインバータ４から瞬時電
圧低下に応じた補償電圧Ｖ。

が出力されていることを示している。

第３図（ｃｌは、負荷７に印加される負荷電圧■１の波
形図を示している。同図（Ｃ）では、時刻ｔ１〜ｔ２問
および時刻ｔ２以後において、インバータ４から補償電
圧Ｖ１が出力され、系統側電源１の電圧変動にかかわら
ず、負荷電圧ｖＬが正常になっていることを示している
。

この実施例の直列補償型電圧変動補償装置は、系統偏重
ａ１の電圧Ｖ、の変動分に相当する補償電圧ＶＩをイン
バータ４から常時発生させ、この補償電圧ｖ１を結合ト
ランス５を介して系統偏重ａｌの電圧■、に加算して負
荷７に印加するようにしているので、系統側電源ｌの電
圧Ｖ、と補償電圧ｖＨとを加算した電圧ｖＬが負荷７に
印加され、系統側１）ｔａｌｌの電圧Ｖ、の変動分に相
当する電圧がインバータ４からから補償電圧ｖ１として
出力され、系統側電源ｌの電圧ｖ３の変動が補償電圧ｖ
１の変動で補償されることになる。したがって、系統側
電源ｌの瞬時電圧低下等の変動幅の大きい電圧変動を補
償するだけでなく、波形歪。

フリッカ等の変動幅の小さい電圧変動をも合わせて補償
することができる。

また、この実施例の直列補償型電圧変動補償装置は、瞬
時最大定格としては、負荷定格相当の容量が必要である
が、連続して生じる微少な電圧変動は、その変動幅が高
々１０％以下であるので、連続定格は小さいものでよい
。したがって、装置容量および運転損失の大幅な低減を
図りつつ、瞬時電圧低下も含めた電圧変動を補償するこ
とができる。

なお、上記実施例では、インバータ４から出力される補
償電圧ｖＩを系統側電源１の電圧Ｖ、に加算するために
、結合トランス５を設けているが、系統側電源ｌと整流
回路２との間に絶縁型の変圧器を設けてあれば、上記の
結合トランス５は省略することができる。

〔発明の効果〕

この発明の直列補償型電圧変動補償装置によれば、系統
側電源の電圧の変動分に相当する補償電圧を常時発生す
る補償用電源を、系統側電源から負荷への給電経路中に
加算極性に直列介挿したので、系統側電源の電圧と補償
電圧とを加算した電圧が負荷に印加されることになり、
系統側電源の電圧の変動分に相当する電圧が補償用電源
から補償電圧として出力されるので、系統側電源の電圧
の変動が補償電圧の変動で補償されることになる。

したがって、系統側電源の瞬時電圧低下等の変動幅の大
きい電圧変動を補償するだけでなく、波形歪、フリッカ
等の変動幅の小さい電圧変動をも合わせて補償すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は第１図の要部の具体構成を示すブロック図、第
３図は第１図の各部の波形図、第４図は従来例の構成を
示すブロック図、第５図は第４図の各部の波形図である
。１・・・系統側電源、２・・・整流回路、３・・・電解
コンデンサ、４・・・インバータ、５・・・結合トラン
ス、７・・・負荷、８・・・制御回路、ｌＯ・・・補償
用電源第１図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）系統側電源の電圧の変動分に応じた補償電圧を常
時発生する補償用電源を前記系統側電源と負荷との間に
加算極性に直列介挿したことを特徴とする直列補償型電
圧変動補償装置。
（２）前記補償用電源は、前記系統側電源の電圧を整流
する整流回路と、この整流回路の出力で充電されて前記
系統側電源の電圧の低下幅が５０％以上で継続時間が０
．１秒以上の間前記負荷に電力を供給できるだけのエネ
ルギーを蓄積する直流コンデンサと、この直流コンデン
サより給電されて前記系統側電源の電圧の変動分に相当
する補償電圧を常時発生するインバータと、一次巻線に
前記インバータから出力される補償電圧が印加され二次
巻線を前記系統側電源から負荷への給電経路中に直列介
挿した結合トランスとで構成されている特許請求の範囲
第（１）項記載の直列補償型電圧変動補償装置。