JPH01231626A - 電力系統の無効電力補償制御装置 - Google Patents

電力系統の無効電力補償制御装置

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JPH01231626A
JPH01231626A JP63054688A JP5468888A JPH01231626A JP H01231626 A JPH01231626 A JP H01231626A JP 63054688 A JP63054688 A JP 63054688A JP 5468888 A JP5468888 A JP 5468888A JP H01231626 A JPH01231626 A JP H01231626A
Authority
JP
Japan
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phase
voltage
maximum value
group
power system
Prior art date
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Pending
Application number
JP63054688A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroo Konishi
小西 博雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH01231626A publication Critical patent/JPH01231626A/ja
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation

Landscapes

  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

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〕 本発明は電力系統の無効電力補償制御装置しこ係り、特
に、系統で不平衡事故が発生したとき番こ、系統の過電
圧を抑制する好適な電力系統の無効電力補償制御装置に
関する。
〔従来の技術〕
電力系統においては、負荷に対する無効電力を補償する
ために、系統に遮断器を介してキャノ(シタを挿入し、
負荷の変動に応じて遮断器を開閉し、負荷に対する無効
電力を補償する制御が行なわれている。即ち、負荷に供
給される有効電力に対して無効電力は遅れ成分となるた
め、キャパシタに進み電流を流すことによって無効電力
成分を少なくする補償が行なわれている。ところが遮断
器を開閉する操作では、遮断器の応答遅れによって無効
電力の補償制御が円滑にできないという不具合が生じた
。
そこで、系統に一定容量のキャパシタを挿入し、キャパ
シタと並列にリアクトルを介してサイリスタなどのスイ
ッチング素子群を挿入したいわゆる静止型無効電力補償
装置が用いられている。この装置によれば、スイッチン
グ素子の制御角を変えることによってリアクトルに流れ
る電流を調整し、負荷に対する無効電力を補償する制御
が行なわれている。即ち、キャパシタの容量を一定とし
、サイリスタの制御角を大きくすることによってリアク
トルに流れる電流を小さくし、コンデンサに流れる進み
電流とリアクトルに流れる遅れ電流との総和に従って負
荷に対する無効電力を補償する制御が行なわれている。
従来のこの種の装置としては、特公昭55−32104
号公報に記載されているものが知られている。この装置
によれば、三相電力系統の各相の電圧を検出すると共に
、この検出値から三相の平均電圧を求め、この平均電圧
と設定電圧との偏差を求め、この偏差を零に制御するた
めの制御角を算出し、この制御角に従って各相のスイッ
チング素子を順次点弧する制御が行なわれている。
又、サイリスタを点弧するに際しては、サイリスタから
発生する非理論高調波である偶数次の高調波信号を少な
くするために、各相のサイリスタに対する制御角を同一
とし、同一の制御角で各相のサイリスタを順次制御する
ことが行なわれている。このため、従来の制御方式によ
れば、系統に流れる無効電力を一定にすることができる
と共に系統の電圧を一定に保つことができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、三相の平均値の電圧と設定電圧との偏差を求め
、偏差に基づいてスイッチング素子を点弧する方式では
、電力系統で一線地絡事故などによる不平衡事故が発生
した場合には健全な相の電圧が高くなり、過電圧によっ
て系統の各機器に悪影響を与える恐れがある。即ち、不
平衡事故により一相の電圧が低下すると三相電圧の平均
値が低下するため、制御系としては三相電圧の平均値を
上昇する方向に機能するため、各相の電圧が急激に高く
なる。このため健全な相の電圧が定常時の電圧よりも高
くなり、過電圧によって系統の各種機器に悪影響を与え
る恐れがある。
本発明の目的は、三相電力系統の不平衡事故時は各相に
過電圧が発生するのを抑制することができる電力系統の
無効電力補償制御装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
前記目的を達成するために、本発明は、三相電力系統の
負荷に対する無効電力を補償するキャパシタ群とリアク
トル群のうち各相のリアクトルに流れる電流を制御角に
応じて制御するスイッチング素子群と、各相の電圧のう
ち最大値の電圧を検出する最大値検出手段と、最大値検
出手段の検出出力と設定電圧との偏差に応じた補償指令
信号を出力する補償指令手段と、補償指令信号を受け、
前記偏差を零に抑制するための制御角を算出し1、この
制御角に従って各相のスイッチング素子を順次点弧する
位相制御手段とを有する電力系統の無効電力補償制御装
置を構成したものである。又、最大値検出手段は、三相
電力系統の各相をそれぞれ多相に変換する多相変換回路
群と、各多相変換回路の出力信号をそれぞれ整流する整
流回路群と、各整流回路の出力信号から最大値の出力信
号を検出して出力する最大値検出回路とから構成したも
のである。又最大値検出手段は、三相電力系統の各相の
それぞれ多相に変換する多相変換回路群と、各多相変換
回路群の出力信号をそれぞれ整流する整流素子群を有し
、各多相変換回路用整流素子群をそれぞれブリッジ接続
してなる整流回路群とを有するもので構成したものであ
る。又さらに最大値検出手段は、三相電力系統の各相の
電圧を検出する電圧検出手段と、電圧検出手段の出力を
デジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換手段と
、アナログ−デジタル変換手段の出力から各相の電圧の
うち最大値の電圧を算出する最大値算出手段と、最大値
算出手段の算出値をアナログの電圧信号に変換するデジ
タル−アナログ変換手段とを有するもので構成したもの
である。
〔作用〕
各相のスイッチング素子群を制御するに際して、各相の
電圧のうち最大値の電圧を検出し、この最大値の電圧と
設定電圧との偏差を求め、この偏差を零にするための制
御角を算出し、この制御角に従って各相のスイッチング
素子を同じ制御角で順次点弧する。このため、系統で不
平衡事故が発生し、−相の電圧が下がり他の相の電圧が
上がっても、上がった電圧を基準として各相のスイッチ
ング素子の制御角が算出される。即ち、最大値の電圧が
上がったときに最大値の電圧を下げる制御角が求められ
、この制御角に従ってスイッチング素子が点弧されると
各相の電圧が下がる方向に作用し、各相の電圧が過電圧
となるのが防止される。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図に基づいて説明する。
なお、本実施例においては三相電力系統のうち一相分の
みが示されている。
第1図において、三相電源10はリアクタンス12を含
む送電線14を介して負荷16に接続されている。この
送電線14の線路中には、負荷16に対する無効電力を
補償する固定キャパシタ18とリアクトル20が挿入さ
れている。固定キャパシタ18の容量は無効電力のうち
進相分の無効電力を補償するように設定されており、リ
アクトル20の容量は無効電力のうち遅相分の無効型カ
ーフ− を補償するように設定されている。そしてリアクトル2
0には、リアクトル20の矢印X方向の電流を調整する
ためのサイリスタ22とリアクトル20の矢印Y方向の
電流を調整するサイリスタ24が接続されている。各サ
イリスタ22.24は制御角に応じてリアクトル20に
流れる電流を調整できるようになっている。又、リアク
トル20には、送電線14の電圧を検出する電圧変成器
26が接続されている。電圧変成器26の出力は最大値
検出回路28に接続されており、送電線14の電圧が降
圧されて最大値検出回路28へ供給されるようになって
いる。
、最大値検出回路28は、第2図に示されるように、ト
ランスT1、T2、T3.2φ−3φ変換回路CC1、
CC2、CC3、整流回路RECI、REC2、REC
3、ダイオードD1、D2、D3、可変抵抗R1から構
成されており、可変抵抗R1の出力端Tが加算回路30
に接続されている。
トランスT1、T2、T3は、第3図に示されるように
、各相の電圧の絶縁を取るために二次側中性点付のトラ
ンスで構成されている。そしてトランスT1は第3図に
示されるように二次側の中性点Oが整流回路RECIの
ダイオードD3とダイオードD6との接続点に接続され
、端子aがダイオードD2とダイオードD5との接続点
に接続されている。又、2φ−3φ変換回路CC1は単
相を三相に変換するツーロン回路で構成されており、第
3図に示されるように、端子aと端子すとの間にコンデ
ンサCが挿入され、端子dと端子す間に可変抵抗Rが挿
入されている。そして端子すがダイオードD1とダイオ
ードD4との接続点に接続され、多相変換回路が構成さ
れている。この変換回路CC1は、第4図に示されるよ
うに、可変抵抗Rの端子電圧をVR1中性点の電圧VN
、コンデンサCの端子電圧Vc、トランスT1の二次側
の電圧Vsとした場合、これらの電圧の関係は、第4図
のベクトル図で表わされ、可変抵抗Rを調整することに
よって角aObを60°とすれば、中性点O1端子a、
端子すの電圧が三相の電圧となる。
整流回路RECI、RFe5、RFe5はそれぞれダイ
オードd1〜d6、d7〜d12、d13〜d18から
構成され、各整流回路のダイオードがブリッジ接続され
ている。そして各整流回路RECI〜REC2の出力信
号はダイオードD1、D2、D3を介して可変抵抗R1
に供給されるようになっている。可変抵抗R1、ダイオ
ードD1、D2、D3の出力電圧のうち最大値の電圧の
みが可変抵抗R1を介して加算回路30へ供給される。
即ち、ダイオードD1、D2、D3、可変抵抗R1は最
大値検出回路として構成されている。
又、各相は2φ−3φ変換回路CC1〜CC3によって
多相に変換され、多相回路の出力信号がそれぞれ整流回
路RECI〜REC3によって整流される。このため、
単相回路を余波整流したものよりもリップル分の少ない
直流電圧を出力することができる。即ち、単相電圧をそ
のまま整流した場合には、第5図の(b)に示されるよ
うな整流波形となるが、単相を多相変換したあと整流す
ることによって、第5図の(、)に示されるように、リ
ップル分のきわめて少ない整流信号を出力することがで
きる。
加算回路30には、最大値検出回路28の出力電圧の他
に系統電圧設定値Vpの電圧が供給されており、両者の
電圧の偏差に応じた補償指令信号100を増幅回路32
を介して制御回路34へ出力するように構成されている
。即ち、加算回路30、増幅回路32は補償指令手段と
して構成されている。
位相制御回路34は位相制御手段として構成されており
、増幅回路32からの補償指令信号102を受け、第6
図に示されるように、補償指令信号102から前記加算
回路30の偏差を零に抑制するための制御角を算出し、
この制御角に従った制御信号をサイリスタ22.24へ
出力するように構成されている。即ち、位相制御回路3
4は補償指令信号102を基に加算回路30の偏差を零
にするための制御角を算出し、この制御角に従って各相
のサイリスタを同じ制御角で順次点弧するように構成さ
れている。
以上の構成において、サイリスタ22.24を制御する
に際しては、電圧変成器26を介して各相の電圧のうち
最大値の電圧を検出し、最大値の電圧と設定値Vpとの
偏差を求め、この偏差を零に抑制するための制御角を求
め、この制御角に従って各相のサイリスタを順次点弧す
る。これにより各相の電圧を最大値の電圧以下に維持す
ることができる。このため、電力系統に不平衡事故が発
生し、−相の電圧が下がり他の電圧が上がっても、上が
った相の電圧を基準として各相の電圧を下げる制御が行
なわれるため、各相の電圧が過電圧となるのを防止する
ことができ、電力系統の負荷などを過電圧から保護する
ことができる。
又、本実施例においては、各相のサイリスタ群が同一の
制御角で点弧されるので、各サイリスタを点弧するとき
に、各サイリスタから非理論高調波が発生するのを抑制
することができる。
前記実施例においては、最大値検出回路28にダイオー
ドD1、D2、D3を設けて各相の最大値を検出するも
のについて述べたが、第7図に示されるように、整流回
路RECI〜REC3の各ダイオードがブリッジ接続さ
れているため、ダイオードD1、D2、D3を省略して
も、各相の電圧のうち最大値の電圧のみを検出すること
は可能である。
又前記実施例においては、各相を多相変換して最大値の
電圧を求めるようにしたため、各相を多相変換しないと
きよりも最大値の電圧が速いタイミングで得られ、処理
速度の高速化を図ることが可能である。
又、−各相を多相変換しない場合は、第8図に示される
ように、トランスT1、T2、T3の代わりにトランス
Tll、T12、T13を用い、整流回路RECI〜R
EC3の代わりに整流回路RECII〜REC13を用
いる構成となる。この場合には前記実施例のものよりも
リップル分の多い最大値の電圧が得られるため、前記実
施例のものよりも処理速度の点では劣るが、整流回路を
簡素化することができる。
又、最大値検出手段としては、二相電力系統の各相の電
圧を検出する電圧検出手段と、電圧検出手段の出力をデ
ジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換手段と、
アナログ−デジタル変換手段の出力信号から各相の電圧
のうち最大値の電圧を算出する最大値算出手段と、最大
値算出手段の算出値をアナログの電圧信号に変換するデ
ジタル−アナログ変換手段とを有するもので構成するこ
とも可能である。この場合、アナログ−デジタル変換手
段と最大値算出手段及びデジタル−アナログ変換手段を
マイクロコンピュータなどで構成することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、電力系統の各相
の電圧のうち最大値の電圧と設定値の電圧との偏差を求
め、この偏差を零に抑制するための制御角によってスイ
ッチング素子群を制御するようにしたため、電力系統で
不平衡事故が発生し、−相の電圧が下がり他の相の電圧
が上がっても、上がった相の電圧を基準として各県の電
圧を下げる方向に制御系が作用するので、各相の電圧が
過電圧となるのを抑制することができ、電力系統の各種
機器を過電圧から保護することができる。さらに、各相
を多相変換して最大値を求めるようにしているため、最
大値の算出時間が早まり、処理速度の高速化に寄与する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第2図は
最大値検出回路の具体的構成図、第3図は2φ−3φ変
換回路の具体的回路構成図、第4図は第3図に示す回路
の作用を説明するための図、第5図は多相変換回路の機
能を説明するための図、第6図は補償指令信号と制御角
との関係を示す図、第7図は最大値検出回路の実施例を
示す構成図、第8図は最大値検出回路の他の実施例を示
す構成図である。 1〇 三相電源 14・送電線 16・・・負荷 18・・固定キャパシタ 20 ・リアクトル =15− 22.24・・サイリスタ 26・・・電圧変成器 28・・・最大値検出回路 30・・加算回路 32・・増幅回路 34・・・位相制御回路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、三相電力系統の負荷に対する無効電力を補償するキ
    ャパシタ群とリアクトル群のうち各相のリアクトルに流
    れる電流を制御角に応じて制御するスイッチング素子群
    と、各相の電圧のうち最大値の電圧を検出する最大値検
    出手段と、最大値検出手段の検出出力と設定電圧との偏
    差に応じた補償指令信号を出力する補償指令手段と、補
    償指令信号を受け、前記偏差を零に抑制するための制御
    角を算出し、この制御角に従って各相のスイッチング素
    子を順次点弧する位相制御手段とを有する電力系統の無
    効電力補償制御装置。 2、最大値検出手段は、三相電力系統の各相をそれぞれ
    多相に変換する多相変換回路群と、各多相変換回路の出
    力信号をそれぞれ整流する整流回路群と、各整流回路の
    出力信号から最大値の出力信号を検出して出力する最大
    値検出回路とを有する請求項1記載の電力系統の無効電
    力補償制御装置。 3、最大値検出手段は、三相電力系統の各相をそれぞれ
    多相に変換する多相変換回路群と、各多相変換回路の出
    力信号をそれぞれ整流する整流素子群を有し、各多相変
    換回路用整流素子群をブリッジ接続してなる整流回路群
    とを有する請求項1記載の電力系統の無効電力補償制御
    装置。 4、最大値検出手段は、三相電力系統の各相の電圧を検
    出する電圧検出手段と、電圧検出手段の出力をデジタル
    信号に変換するアナログ−デジタル変換手段と、アナロ
    グ−デジタル変換手段の出力から各相の電圧のうち最大
    値の電圧を算出する最大値算出手段と、最大値算出手段
    の算出値をアナログの電圧信号に変換するデジタル−ア
    ナログ変換手段とを有する請求項1記載の電力系統の無
    効電力補償制御装置。
JP63054688A 1988-03-08 1988-03-08 電力系統の無効電力補償制御装置 Pending JPH01231626A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100361364C (zh) * 2005-08-12 2008-01-09 刘倬云 无功补偿装置过零控制器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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