JPH0340077Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術的分野〕 本考案は電力用高調波フイルタ装置に関する。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

近年サイリスタなどの半導体を利用した電気機
器が増え、これらの機器から流出する高調波電流
により電力回路に高調波が増加し、多くの高調波
障害が発生している。これら半導体応用装置から
発生する高調波を吸収して電力系統に流出するの
を抑制するために、コンデンサとリアクトルおよ
び抵抗などからなる高調波フイルタ装置が使用さ
れている。

高調波フイルタはリアクトルとコンデンサの共
振現象を利用して特定の周波数領域のインピーダ
ンスを小さくして高調波電流を流入させるもので
あり、リアクトルとコンデンサおよび抵抗の組み
合せで構成される。その中でリアクトルと抵抗を
並列に接続し、これにコンデンサを直列に配列し
た回路構成を二次形高調波フイルタという。従来
の二次形高調波フイルタ装置は、第６図に示すよ
うに、三相リアクトル２と三相抵抗３を並列に接
続した回路に三相コンデンサ１を直列に接続して
構成され、三相リアクトル２と三相抵抗３はとも
に星形に結線し、その中性点間を接続線５にて接
続している。

しかして、近時電力機器の小形化のために、機
器の接続母線を油入管路またはガス絶縁管路で構
成した縮小形設備が採用されている。これに併せ
て、前記高調波フイルタ装置にこの構成をとり入
れると、三相コンデンサ１、三相リアクトル２お
よび三相抵抗３の各機器を接続母線で接続するこ
とになるが、この種装置では三相コンデンサ１に
急峻なサージが侵入すると三相リアクトル２や三
相抵抗３の中性点Ｎの電位を上昇させるので、特
に中性点側の絶縁に配慮が必要となる。このた
め、各機器の中性点ブツシングや中性点側の接続
母線に絶縁耐力の高いものを使用しなければなら
ず、機器の絶縁や接続母線が複雑になる欠点があ
つた。

〔考案の目的〕

本考案は、各機器や接続母線の構成を簡素化
し、加えて据付工事や据付スペースの縮少を計つ
た安価な電力用高調波フイルタ装置を提供するこ
とを目的とする。

〔考案の概要〕

本考案による電力用高調波フイルタ装置は、電
源側に三相コンデンサを配置し、さらにこれに接
続される三相リアクトルおよび抵抗をそれぞれ星
形に結線するが、それらの中性点は機器の外部に
導出しないよう構成したことを特徴とするもので
ある。

〔考案の実施例〕

以下本考案を第１図に示す実施例について説明
する。三相コンデンサ１は、一方を電源側端子４
とし、他方を負荷側端子５としてこの負荷側端子
５に三相リアクトル２と三相抵抗３とを並列接続
する。この三相リアクトル２および三相抵抗３は
それぞれ星形に結線されているが、その中性点Ｎ
はそれぞれの機器内にあつて外部には導出しない
ように構成する。このため、この電力用高調波フ
イルタ装置を密閉構造の縮少形設備に構成する場
合には、三相コンデンサ１と三相リアクトル２お
よび三相抵抗３の相互間のみを油入管路の接続母
線で接続することになる。

ここで、三相リアクトル２と三相抵抗３の中性
点Ｎ間を直接に接続しなくても高調波フイルタと
しての特性が変らないことを説明する。

第６図に於いて三相リアクトル２の各相のリア
クタンスＬと三相抵抗３の各相の抵抗Ｒはそれぞ
れ並列となつており、この合成インピーダンスＺ
を計算すると次式となる。

Ｚ＝jωL・Ｒ／Ｒ＋jωL …(1) こゝでωは角速度で周波数をHz、円周率をπ
とすると2πに等しい。

第２図は第１図に示す本考案の高調波フイルタ
装置の等価回路図でコンデンサの一相分の静電容
量をＣ、一相分のリアクタンスをＬ、一相分の抵
抗をＲとして示してある。

この回路をインピーダンスの等しい三角結線に
変換すると第３図となる。第３図で三角結線の一
辺に相当する一相分のリアクタンスをL′、一相分
の抵抗をR′とすると第２図に示す回路と第３図
に示す回路とが等価なインピーダンスとなるため
には、 L′＝3L，R′＝3R …(2) の関係になければならない。

第３図をリアクトルL′と抵抗R′のそれぞれの三
角結線を重ねる様に描くと第４図となる。こゝで
各相のリアクタンスL′と抵抗R′はそれぞれ並列と
なつており、この両者の合成インピーダンスを
Z′とすると次式となる。

Z′＝jωL′・R′／R′＋jωL′ …(3) 第４図でリアクタンスL′と抵抗R′の合成インピ
ーダンスZ′は三角結線であるがこれを等価なイン
ピーダンスを有する星形結線に変換すると第５図
となる。この図で変換された星形結線のインピー
ダンスの一相分をＺとすると、Ｚ＝Z′／３の関係
にある。従つて(2)式と(3)式の関係を用いてＺを求
めると次のようになる。

Ｚ＝Z′／３ ＝jωL′・R′／３（R′＋jωL′） ＝jωL・Ｒ／Ｒ＋jωL …(4) 即ち従来のリアクトル２および抵抗３の中性点
Ｎを接続線６で結んだ構成のインピーダンスであ
る(1)式と本考案の構成のインピーダンスである(4)
式とは同一の値となり、高調波フイルタとしての
特性が変わらないことが判る。

このように、三相リアクトル２および三相抵抗
３の中性点端子Ｎを外部に引出さないため、中性
点ブツシングおよび中性点側接続母線が不要とな
り、しかも急峻なサージの侵入による中性点Ｎの
電位の上昇に対しても機器内部の絶縁で充分に対
応でき、特別に絶縁を強化する部分がなくなる。

さらに中性点Ｎ側には従来のような接続線がな
いため三相リアクトル２と三相抵抗３の配置に自
由度が増し、接続母線の低減と相俟つて据付スペ
ース、据付工事の縮少が図れて安価に構成でき
る。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば、三相コンデンサ
を電源側に配置し、さらに三相リアクトルおよび
三相抵抗をそれぞれ星形結線とし、かつその中性
点を互いに接続しないことにより、中性点の接続
線が不用になることから、機器の絶縁や接続母線
の低減が図れるとともに据付工事や据付スペース
が縮少され安価に構成できる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による電力用高調波フイルタ装
置の一実施例を示す回路図、第２図ないし第５図
は本考案の作用を説明するための種々の等価回路
図、第６図は従来の高調波フイルタ装置を示す回
路図である。 １……三相コンデンサ、２……三相リアクト
ル、３……三相抵抗、４……電源側端子、５……
負荷側端子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 三相リアクトルと三相抵抗を並列に接続しこれ
   と直列に三相コンデンサを接続してなる電力用高
   調波フイルタ装置において、三相コンデンサを電
   源側に配置し、さらに三相リアクトルおよび三相
   抵抗をそれぞれ星形に結線しかつその中性点を互
   に接続しないことを特徴とする電力用高調波フイ
   ルタ装置。