JPH0412484B2 - - Google Patents

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JPH0412484B2
JPH0412484B2 JP57077941A JP7794182A JPH0412484B2 JP H0412484 B2 JPH0412484 B2 JP H0412484B2 JP 57077941 A JP57077941 A JP 57077941A JP 7794182 A JP7794182 A JP 7794182A JP H0412484 B2 JPH0412484 B2 JP H0412484B2
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JP
Japan
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main circuit
power
capacitor
circuit
reactive power
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JP57077941A
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JPS58195433A (ja
Inventor
Masatoshi Takeda
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、変電所等に設置される無効電力補
償装置に関する。
第1図にこの種の無効電力補償装置の従来例を
示す。1,1は発電所の発電機、2,2は電力系
統の2回線送電線、3,3は事故回線を切離す為
のしや断器、4は上記発電所問即ち系統の中間点
(変電所位置)、5は無効電力補償装置である。6
は電力用コンデンサ、7はリアクトル及び8は電
流制御器であつてこの3者により無効電力補償装
置5の主回路が構成される。電流制御器8は位相
制御される逆並列のサイリスタ8aと8bからな
り、リアクトル7に直列接続されている。9は電
圧変成器、10は電圧検出器である。電圧検出器
10は中間点4の電圧(実効値)に対応する大き
さの電圧信号(直流)Vを出力する。11は加算
器であつて電圧信号Vと電圧基準信号Vrefを図
示極性に加算し、電圧偏差信号△V=Vref−V
を位相制御器12に供給する。位相制御器12は
K/1+TSなる伝達関数で表わされる特性を有
し、電圧偏差信号△VをK倍して出力する。ここ
でKはゲイン、Tは時定数である。13はゲート
信号発生器であつて、位相制御器12が出力する
位相制御信号K,△Vに対応する系統電圧の位相
でサイリスタ8a,8bのゲート信号を発生す
る。
即ち、サイリスタ8aと8bの点弧位相は、第
2図に示す如く、中間点4の電圧が電圧基準信号
Vrefのレベルに対応する大きさを持ちV=Vref
である場合には、電力用コンデンサ6がとる進相
無効電力QCとリアリクトル7がとる遅相無効電
力QRとが等しく無効電力補償装置5の主回路に
流れる無効電力QS=QC+QRが零になるように制
御され、またV>Vrefである場合にはQR>QCと
なつて無効電力QSが遅相無効電力になるように
制御され、逆にV<Vrefである場合にはQC>QR
となつて無効電力QSが進相無効電力になるよう
に制御される。
今、第3図a,bに示す時刻t1で2回線送電線
2のF点で3相短絡事故が発生したものと仮定す
ると、中間点4の電圧が低下しようとするので、
位相制御信号K・△Vが大きくなつてリアクトル
7に流れる遅れ無効電力が減小し、電力用コンデ
ンサ6に流れる進み無効電力が対向して増大する
ので、主回路の取る無効電力QSが第2図の進相
領域となり、中間点4の電圧の電圧降下が抑制さ
れ、系統は安定に運転される。他方、上記短絡事
故は図示しない保護継電器によつて直ちに検出さ
れ、系統周波数の数サイクル後の時刻t2において
しや断器3,3が働いて事故回線が除去されるこ
とにより、中間点4の電圧が回復し始める。この
為、主回路に流れていた大きな進相無効電力QS
=QCが電力系統の要求する無効電力QOに追ずい
して振動しながら減すいし、比較的低レベルの定
常値に達する。
しかしながら、この従来装置では、電力系統に
起るであろう最大の系統じよう乱に対して対処し
うる大きさの容量の電力用コンデンサ6を用意し
てこれを、常時、電力系統に接続しておく必要が
あり、リアクトル7も電流制御器8も電力用コン
デンサ6の容量と等しい大容量を持たせなくては
ならない上に第2図の遅相領域でも運転されるか
らその分だけより容量を大きくする必要がある
為、主回路に要する費用が高く、しかも上記の如
く主回路は、常時電力系統に接続して定常時でも
コンデンサ6には進相無効電力を取らせ、リアク
トル7にはこの進相無効電力に見合う遅相無効電
力を取られる必要がある為、電気的損失が大きい
という欠点があつた。
この発明は、上記した従来の欠点を除去する為
になされたもので、無効電力を連続的に制御可能
で電力系統に常時接続される第1の主回路と、無
効電力を段階的に制御可能で電力系統が要求する
無効電力量が第1の主回路の補償能力を超えた場
合に該電力系統の投入される第2の主回路に分
け、過補償時には第2の主回路をある時間の経過
毎に段階的に解放せしめる構成とすることによ
り、従来に比し、主回路にかかる費用と定常時の
電気的損失を大巾に低下することができる無効電
力補償装置を提供することを目的とする。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。
第4図において、20は第1の主回路、30は
第2の主回路であつて両者は第1図で説明した電
力系統の中間点4に対して並列に挿入される。第
1の主回路20はリアクトル21とこれに流れる
電流を制御する為の電流制御器22を具える回路
に電力用コンデンサ23が並列接続された構成と
なつており、この実施例では、無効電力補償装置
に課せられた全補償容量±Qsmaxの1/4を分担す
る(但し、+及び−符号は無効電力の進相分及び
遅相分を夫々表わす)。この為、電力用コンデン
サ23の最大容量は+0.25Qsmaxに選定されて
いる。電流制御器22はリアクトル21の遅相容
量の−0.25Qsmax(連続定格)に相当する電流範
囲を連続定格時の制御範囲(定常時制御範囲)と
し、短時間定格でリアクトル21の遅相容量−
Qsmax(短時間定格)に相当する電流範囲まで制
御可能な特性を持たせてある。
第2の主回路30はコンデンサバンクであつ
て、最大容量が電力用コンデンサ23のそれと等
しい電力用コンデンサ31,32及び33を具
え、各コンデンサ31,32及び33は夫々開閉
器34,35及び36を介して中間点4に接続可
能となつている。
41は不感帯回路装置であつて、電流制御器2
2の定常時制御範囲の上限値を与える位相制御信
号K・△Vの値VDを不感帯巾として設定されて
おり、位相制御器12の出力を受けて、K・△V
>VDである場合に超過分信号ε=K・△V−VD
を出力する。42は積分器であつて超過分信号ε
を積分して比較器43へ送出する。比較器43は
入力される積分値∫εdtが所定値Eに達すると出力
し、該出力は制御器44に入力されると同時に積
分器42にリセツト信号として供給される。この
実施例の制御器44はシフトレジスタで構成され
ており、そのUP端子に比較器43の出力が入力
され、該入力を受けるたびに1段づゝシフトアツ
プされて出力端子A1,A10及びA100から順次、コ
ンデンサ投入信号S31,S32及びS33を出力する。
コンテンサ投入信号S31,S32及びS33による開閉
器34,35及び36が夫々閉路される。41〜
44は第2の主回路の制御回路を構成する。51
は電流変成器であつて、リアクトル21を流れる
電流を検出して過負荷検出器52に入力する。過
負荷検出器52は電流変成器51の出力を受け、
該出力がサイリスタ22a,22bの連続定格電
流値以外である場合に所定時間毎にコンデンサ投
入解除信号Soffを出力する。この信号Soffはシフ
トレジスタである制御器44のdown端子に入力
される。制御器44はコンデンサ投入解除信号
Soffによつて、1段づゝシフトダウンされ出力端
子A1,A10及びA100の出力が順次消減する。51
〜52は制御量監視回路を構成する。なお、第1
の主回路は9〜13により構成される。
制御回路によつて第1図について説明したのと
同様に連続的に制御される。
次に、この装置の動作を第5図a及びbを参照
して説明する。
中間点4の電圧が電圧基準値Vrefに対応する
電圧Vである間(時刻t1以前の状態)はリアクト
ル21とコンデンサ23には夫々QR=
0.25Qsmaxの遅相無効電力とQC=0.25Qsmaxの
進相無効電力が流れ、全体として無効電力QSは
零である。またVD>△V(但し、Vref<V)の範
囲にあるような中間点4の電圧変動に対しては超
過分信号εの大きさが零であるので、第1の主回
路の無効電力だけが、第1の制御回路9〜13に
より、位相制御信号K・△Vの大きさに対応して
0〜+0.25Qsmaxの範囲で制御され、中間点4
の電圧を一定に維持する。即ち、電力系統の微小
じよう乱による電圧変動に対しては、第2の主回
路のコンデンサバンクは電力系統に投入されず、
第1の主回路だけで対処する。
時刻t1において前記した3相短絡が発生し、こ
の電力系統の大じよう乱による電圧変動を抑制す
る為に該電力系統が第5図aに点線で示す進相無
効電力QOを必要とするものと仮定する。この系
統じよう乱により位相制御信号K・△Vの大きさ
が時刻t2において、不感帯巾VDを超え、超過分
信号εが出力される。
積分器28の出力∫εdtが時刻t2で設定値Eに達
すると、即ち、第1の主回路に流れる無効電力が
+0.25Qsmaxに達すると、制御器44がコンデ
ンサ投入信号S31を出力し、開閉器34が閉路さ
れてコンデンサ31が中間点4に接続される。コ
ンデンサ31が中間点4に接続されても、超過分
信号εが存在する為、続いてコンデンサ投入信号
S32が出力されてコンデンサ32が時刻t3で電力
系統に投入され、更に同様の理由でコンデンサ投
入信号S33が出力されてコンデンサ33が時刻t4
で中間点4に接続される。かくして、中間点4の
電圧を維持する為に電力系統側が要求する無効電
力QO(進相)が第1の主回路及び第2の主回路の
コンデンサ23,31〜33により補償される。
他方、上記3相短絡は図示しない保護継電器によ
り直ちに検出される。時刻t5において前記した如
くしや断器3,3が開いて事故回線が除去される
とすると、中間点4の電圧は時刻t5から回復し始
める。この為、無効電力QO(進相)は第5図aに
示す如く振動的に減すいし比較的低レベルの低常
値に落ちつく。
無効電力QOが減すいし始めても、第2の主回
路30が中間点4に接続されたままであることに
より、Qsmax−QOの進相無効電力が余剰となる
ので、この余剰分を打消す為に、第5図bに示す
如く、リアクトル21及び電流制御器22の回路
は定格値を超える遅相無効電力をとり過負荷状態
となるが、該過負荷状態は過負荷検出器52で検
出され、時刻t5より一定時間TO後の時刻t6でコン
デンサ投入解除信号Soffが制御器44に入力され
る。
この結果、コンデンサ投入信号S33が消減して
開閉器36が開路してコンデンサ33が中間点4
から切離される。以後も同様にして過負荷状態が
生じない範囲まで一定時間TOの経過毎に第2の
主回路30の余分なコンデンサが切離され、リア
クトル21と電流制御器22が過負荷状態から解
放される。
電流制御器22が、遅相無効電力0〜−
Qsmaxの範囲に相当する範囲の電流を制御する
必要のある上記過負荷状態の期間は、第2の主回
路30が電力系統に投入されている期間だけであ
つて、この期間は一般には短く、第2の主回路3
0が投入されていない定常時には、電流制御器2
2の制御範囲は0〜0.25Qsmaxの遅相無効電力
の範囲に相当する電流範囲であるから、電流制御
器22及びリアクトル21は連続定格として
0.25Qsmaxの遅相無効電力に相当する電流容量
を有し、短時間定格としてQsmaxの遅相無効電
力に相当する電流容量を有していればよい。ま
た、上記のように第2の主回路が中間点4に接続
されている時間が短いから、リアクトル21が
Qsmaxの遅相無効電力をとる期間は短く、定常
時にとる無効電力は0.25Qsmaxであるから、電
気的損失は小さい。
この実施例では、第2の主回路30が電力系統
に投入され該電力系統が要求する無効電力QOが
減すいし始めても、以後の無効電力QOの減衰に
応じて開閉器34〜36を開閉するようなことを
避け、該減衰変動に対しては電流制御器22の過
負荷運転制御で対処し、第2の主回路30の解放
はリアクトル21と電流制御器22の回路の過負
荷状態を監視しながら行われるので、電力系統の
じよう乱抑制効果は高く、全補償範囲を電流制御
器22により連続的に制御する従来の場合と同様
に無効電力QOの振動的な減すいに対し滑らかに
速応する補償作用が得られる。このように、第2
の主回路30は、無効電力QOの変動に追ずいし
て解放されるのではなく、無効電力QOがほヾ定
常値に落ちつき始めるのを持つて解放されるか
ら、開閉器34〜36は高速閉路するものであれ
ばよく、開路速度が遅くてもよいから、応答時間
に対する制約が厳しくなり、それだけ安価なもの
を用いることができる。
なお、上記実施例では、第1の主回路20の無
効電力補償量をリアクトル21側に挿入したサイ
リスタ22a,22bで制御する構成としてある
が、第6図に示す如く、電力用コンデンサ23側
にも、サイリスタ24a,24bからなる電流制
御器24を挿入して、両電流制御器22,24で
上記補償量を制御するようにしてもよい。
また、制御量監視回路は、電流制御器22の制
御量の蓄積状態を検出する機能を有するものであ
ればよい。
以上の如く、この発明によれば、リアクトルと
電力用コンデンサを有し遅相領域から進相領域ま
で連続的に無効電力を制御可能で常時電力系統に
接続される第1の主回路の他に、複数の電力用コ
ンデンサからなり、これらを電力系統に対して段
階的に投入、解放可能な第2の主回路を設け、該
第2の主回路の投入が、電力系統の要求する無効
電力が上記第1の主回路の補償範囲を超えた場合
に行われる構成としたことにより、電力系統に常
時接続される上記第1の主回路該電力系統を安定
化する為に必要な最大補償容量と分数容量を分担
すればよく、リアクトルと電流制御器には上記最
大補償容量に見合う容量を短時間過負荷定格とし
て持たせておけばよいので、従来に比してリアク
トルと電流制御器にかゝる費用を大巾に下げるこ
とができる上、定常時の電気的損失を大巾に低減
することができ、無効電力の減衰変動に対して
は、電流制御器の過負荷運転で対処するので、す
ぐれたじよう乱制御作用を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の無効電力補償装置のブロツク構
成図、第2図は無効電力補償装置が具える補償特
性図、第3図イ,ロは電力系統じよう乱時におけ
る上記従来の装置の動作を説明する為の図、第4
図はこの発明による無効電力補償装置実施例のブ
ロツク構成図、第5図a〜bは上記実施例の動作
を説明する為の図、第6図は上記実施例における
第1の主回路の他の例を示す回路図である。 図において、9……電圧変成器、10……電圧
検出器、11……加算器、12……位相制御器、
13……ゲート信号発生器、20……第1の主回
路、21……リアクトル、22,24……電流制
御器、22a,22b,24a,24b……サイ
リスタ、23……電力用コンデンサ、30……第
2の主回路、31〜32……電力用コンデンサ、
34〜36……開閉器、41……不感帯回路装
置、42……積分値、43……比較器、44……
制御器、51……電流変成器、52……過負荷検
出器。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分
を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 電力用コンデンサと過負荷定格のリアクトル
    及び電流制御器を具え常時電力系統に接続される
    第1の主回路、1もしくは複数の電力用コンデン
    サを具え夫々が開閉器を介して上記電力系統に段
    階的に投入可能な第2の主回路、系統電圧の変動
    量に対応して上記電流制御器を制御する第1の制
    御回路、上記系統電圧の変動量が設定レベルを超
    えた場合にその超過分の積分値を設定値に達する
    毎に上記第2の主回路の電力コンデンサを投入す
    る為のコンデンサ投入信号を上記開閉器の対応す
    る夫々に送出する第2の制御回路、及び過補償時
    に上記リアクトルを流れる電流が上記電流制御器
    の定常時制御範囲内に低下するまで上記第2の主
    回路を段階的に解放する為のコンデンサ投入解除
    信号を上記第2の制御回路に送出する制御量監視
    回路を有し、上記設定レベルが上記第1の主回路
    の定常時補償容量に対応することを特徴とする無
    効電力補償装置。
JP57077941A 1982-05-07 1982-05-07 無効電力補償装置 Granted JPS58195433A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6015286B2 (ja) * 1978-07-19 1985-04-18 協和醗酵工業株式会社 ユリ種苗の大量増殖法
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