JPH0571969B2 - - Google Patents
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- JPH0571969B2 JPH0571969B2 JP57229433A JP22943382A JPH0571969B2 JP H0571969 B2 JPH0571969 B2 JP H0571969B2 JP 57229433 A JP57229433 A JP 57229433A JP 22943382 A JP22943382 A JP 22943382A JP H0571969 B2 JPH0571969 B2 JP H0571969B2
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- phase
- load
- reactive power
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- voltage
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 4
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 229910001219 R-phase Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000018199 S phase Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は独立した単相負荷を各相間に接続した
三相回路において、各相の等価無効電力を検知し
て各相のコンデンサなどの無効電力発生装置を開
閉して無効電力制御を行なう無効電力制御装置に
関するものである。
三相回路において、各相の等価無効電力を検知し
て各相のコンデンサなどの無効電力発生装置を開
閉して無効電力制御を行なう無効電力制御装置に
関するものである。
第１図は従来の無効電力制御装置の回路図を示
したものであり、１１，１２，１３は三相Ｒ，
Ｓ，Ｔの各相間に接続された単相負荷である。
したものであり、１１，１２，１３は三相Ｒ，
Ｓ，Ｔの各相間に接続された単相負荷である。
従来一般にはそれぞれの負荷１１，１２，１３
に接続された変流器（以下CTという）２１ａ，
２２ａ，２３ａにより負荷電流を検知し、これに
より制御部３１，３２，３３を介して半導体スイ
ツチ４１，４２，４３を操作し、各相間に接続さ
れたコンデンサ５１，５２，５３を開閉して無効
電力の制御が行なわれていた。
に接続された変流器（以下CTという）２１ａ，
２２ａ，２３ａにより負荷電流を検知し、これに
より制御部３１，３２，３３を介して半導体スイ
ツチ４１，４２，４３を操作し、各相間に接続さ
れたコンデンサ５１，５２，５３を開閉して無効
電力の制御が行なわれていた。
しかし、例えば溶接機のように比較的小容量で
低下率の負荷が多数広い分散配置されているよう
な工場の場合は、各々の負荷にCTを接続して
各々結線しなければならないことや、各々の動作
確認試験にたいへんな手間を必要としていた。
低下率の負荷が多数広い分散配置されているよう
な工場の場合は、各々の負荷にCTを接続して
各々結線しなければならないことや、各々の動作
確認試験にたいへんな手間を必要としていた。
本発明はこのような多数の単相負荷が分散され
ている場合に、三相フイーダーの送出し側にて各
相毎の無効電力を検知してコンデンサなどの無効
電力発生装置を制御することを特徴とする無効電
力制御装置を提供しようとするものである。
ている場合に、三相フイーダーの送出し側にて各
相毎の無効電力を検知してコンデンサなどの無効
電力発生装置を制御することを特徴とする無効電
力制御装置を提供しようとするものである。
本発明の実施例の主な構成を第２図により説明
する。
する。
１１，１２，１３は各相に接続された単相負荷
であり、２１ｂ，２２ｂ，２３ｂは各相の線電流
検出用のCTであり、６１，６２，６３は各相の
電圧検出用の計器用変圧器（以下PTという）で
あり、３１，３２，３３はこのCT，PTの２次出
力により演算を行う制御装置である。
であり、２１ｂ，２２ｂ，２３ｂは各相の線電流
検出用のCTであり、６１，６２，６３は各相の
電圧検出用の計器用変圧器（以下PTという）で
あり、３１，３２，３３はこのCT，PTの２次出
力により演算を行う制御装置である。
５１，５２，５３は各相間に接続されたコンデ
ンサであり、これは制御装置３１，３２，３３に
より制御される半導体スイツチ４１，４２，４３
により開閉される。
ンサであり、これは制御装置３１，３２，３３に
より制御される半導体スイツチ４１，４２，４３
により開閉される。
第３図は制御装置内の構成を示し、例えばＲ−
Ｓ相に接続された場合、PTはＲ−Ｓ線間電圧、
CTはＲ相の線電流を検出するが、流入する電流
としてはＲ−Ｓ接続負荷とＴ−Ｒ接続負荷があ
り、前者のみに応答することを目的とする。
Ｓ相に接続された場合、PTはＲ−Ｓ線間電圧、
CTはＲ相の線電流を検出するが、流入する電流
としてはＲ−Ｓ接続負荷とＴ−Ｒ接続負荷があ
り、前者のみに応答することを目的とする。
すなわち、本発明の無効電力制御装置は、独立
した単相負荷を各相間に接続した三相回路におい
て、各相の単相負荷の無効電力を検知して各相の
コンデンサなどの無効電力発生装置を開閉して無
効電力制御を行うもので、例えば、Ｒ相線電流検
出において、Ｒ−Ｓ相負荷に対してのみ検出し、
Ｔ−Ｒ相負荷電流のＲ相流入電流に対しては検出
しないで、Ｒ−Ｓ相分無効電力を制御しなければ
ならない。
した単相負荷を各相間に接続した三相回路におい
て、各相の単相負荷の無効電力を検知して各相の
コンデンサなどの無効電力発生装置を開閉して無
効電力制御を行うもので、例えば、Ｒ相線電流検
出において、Ｒ−Ｓ相負荷に対してのみ検出し、
Ｔ−Ｒ相負荷電流のＲ相流入電流に対しては検出
しないで、Ｒ−Ｓ相分無効電力を制御しなければ
ならない。
本発明の無効電力制御装置を設置する負荷の一
例として自動車の車体のスポツト溶接ラインがあ
り、三相変圧器の２次側には単相スポツト抵抗溶
接機が各相に数台〜数百台接続されている。上記
溶接ラインにおいて、溶接機通電時の電流波形を
測定して負荷の力率を決定したり、また過去の経
験から負荷の種類によつて力率を予測する。な
お、抵抗溶接機の力率は0.4程度である。
例として自動車の車体のスポツト溶接ラインがあ
り、三相変圧器の２次側には単相スポツト抵抗溶
接機が各相に数台〜数百台接続されている。上記
溶接ラインにおいて、溶接機通電時の電流波形を
測定して負荷の力率を決定したり、また過去の経
験から負荷の種類によつて力率を予測する。な
お、抵抗溶接機の力率は0.4程度である。
ところで負荷の力率がわかつていても、その力
率が悪いと皮相電力が大きくなる。例えば単相、
440V、100kV、力率0.4の時、皮相電力は
250kVA、皮相電流は568Aである。しかしコン
デンサを投入して進相無効電力を供給し、負荷の
力率を1.0にすれば、皮相電力は100kVA、皮相
電流は227Aとなり、負荷の力率を向上せしめる
と皮相電力、皮相電流は低減する。したがつて溶
接ラインなどの配線の損失低減や電圧降下が低減
できる。また負荷の力率を0.85（85％）以上にす
ると、電力料金が割引されるために力率改善が行
われる。
率が悪いと皮相電力が大きくなる。例えば単相、
440V、100kV、力率0.4の時、皮相電力は
250kVA、皮相電流は568Aである。しかしコン
デンサを投入して進相無効電力を供給し、負荷の
力率を1.0にすれば、皮相電力は100kVA、皮相
電流は227Aとなり、負荷の力率を向上せしめる
と皮相電力、皮相電流は低減する。したがつて溶
接ラインなどの配線の損失低減や電圧降下が低減
できる。また負荷の力率を0.85（85％）以上にす
ると、電力料金が割引されるために力率改善が行
われる。
Ｒ−Ｓ線間電圧は移相回路１により、Ｔ−Ｒ接
続負荷の力率より予め予測したＲ相線電流の位相
角に対して90゜移相し、この移相後の電圧とＲ相
の線電流を演算回路２で掛算し、その値を検出回
路３により判定させて各相の識別を行うものであ
る。
続負荷の力率より予め予測したＲ相線電流の位相
角に対して90゜移相し、この移相後の電圧とＲ相
の線電流を演算回路２で掛算し、その値を検出回
路３により判定させて各相の識別を行うものであ
る。
識別の原理をベクトル図で説明すると、
第４図イは一般の無効電力検出方式で、Ｒ−Ｓ
電圧ER−Ｓを90゜移相した電圧E′R-SとＲ−Ｓ接続
負荷電流IRSおよびＴ−Ｒ接続負荷電流I′TRの掛算
において、両者ともに正の出力となるため、各相
の識別は不可能となる。
電圧ER−Ｓを90゜移相した電圧E′R-SとＲ−Ｓ接続
負荷電流IRSおよびＴ−Ｒ接続負荷電流I′TRの掛算
において、両者ともに正の出力となるため、各相
の識別は不可能となる。
すなわち、第５図イは従来の単相無効電力検出
方式の電圧、電流関係を示す一例のベクトル図
で、Ｒ−Ｓ線間電圧ER-Sに対し、90位相した電圧
E′R-SとＲ−Ｓ接続負荷電流（線電流）IRSおよび
Ｔ−Ｒ相負荷のＲ相流入線電流I′TRにより検出さ
れた無効電力は次のようになる。
方式の電圧、電流関係を示す一例のベクトル図
で、Ｒ−Ｓ線間電圧ER-Sに対し、90位相した電圧
E′R-SとＲ−Ｓ接続負荷電流（線電流）IRSおよび
Ｔ−Ｒ相負荷のＲ相流入線電流I′TRにより検出さ
れた無効電力は次のようになる。
ER-SとIRS分の無効電力QR-Sは、
QR-S＝ER-S・IRS・sin66゜
＝E′R-S・IRS・cos24゜
＝0.91・E′R-S・IRS
ER-SとI′TR分の無効電力Q′R-Sは、
Q′R-S＝ER-S・I′TR・sin126゜
＝E′R-S・I′TR・cos36′
＝0.81・E′R-S・I′TR
となり、無効電力QR-SとQ′R-Sは正の同程度の出
力となり、識別は不可能で、各相負荷ごとに無効
電力を補償できない。
力となり、識別は不可能で、各相負荷ごとに無効
電力を補償できない。
次に第４図ロは本発明の実施方式で、Ｔ−Ｒ接
続負荷電流I′TRのＲ相流入位相（この負荷の力率
より予め予測したもの）に対して90゜移相したＲ
−Ｓ線間隔電圧E′R-Sと各々の電流を掛算した場
合、Ｒ−Ｓ接続負荷電流IRSは正の出力を得るが、
Ｔ−Ｒ接続負荷電流I′TRは出力０のために各相の
識別は可能となり、各単相負荷ごとに無効電力を
補償できることになる。
続負荷電流I′TRのＲ相流入位相（この負荷の力率
より予め予測したもの）に対して90゜移相したＲ
−Ｓ線間隔電圧E′R-Sと各々の電流を掛算した場
合、Ｒ−Ｓ接続負荷電流IRSは正の出力を得るが、
Ｔ−Ｒ接続負荷電流I′TRは出力０のために各相の
識別は可能となり、各単相負荷ごとに無効電力を
補償できることになる。
すなわち、第５図ロは本発明の単相無効電力検
出方式の電圧、電流関係を示す一実施例のベクト
ル図で、Ｔ−Ｒ接続負荷電流（線電流）I′TRのＲ
相流入位相に対して、90゜位相の関係になるよう
にＲ−Ｓ線間電圧E′RSを移相させる。
出方式の電圧、電流関係を示す一実施例のベクト
ル図で、Ｔ−Ｒ接続負荷電流（線電流）I′TRのＲ
相流入位相に対して、90゜位相の関係になるよう
にＲ−Ｓ線間電圧E′RSを移相させる。
上記電圧と電流により検出された無効電力は次
にようになる。
にようになる。
ER-SとIRS分の等価無効電力QR-Sは
QR-S＝E′R-S・IRS・cos30゜
＝0.87・E′R-S・IRS
ER-SとI′TR分の等価無効電力Q′R-Sは
Q′R-S＝E′R-S・I′TR・sin90゜
＝０
となり、等価無効電力QR-Sは正の出力となり、等
価無効電力Q′R-Sは出力０となり、両者の識別は
可能で、各単相負荷ごとに無効電力を補償でき
る。
価無効電力Q′R-Sは出力０となり、両者の識別は
可能で、各単相負荷ごとに無効電力を補償でき
る。
本発明によれば、単相の多数の負荷が分散設置
されている場合、フイーダーの送り出し口にて電
圧、電流を検知するのみで、負荷の無効電力の状
況をとらえてコンデンサを制御することができる
ので、個々の負荷電流を計測する設備を設ける必
要がなく、設備が簡略化され、また負荷の配置換
え、改造が容易になる利点がある。
されている場合、フイーダーの送り出し口にて電
圧、電流を検知するのみで、負荷の無効電力の状
況をとらえてコンデンサを制御することができる
ので、個々の負荷電流を計測する設備を設ける必
要がなく、設備が簡略化され、また負荷の配置換
え、改造が容易になる利点がある。
単相負荷は不平衡負荷となるので、平衡するよ
うに内線規程（JEAC8001）に定められている。
それ故、一般に単相負荷を三相回路に分配接続し
ている。
うに内線規程（JEAC8001）に定められている。
それ故、一般に単相負荷を三相回路に分配接続し
ている。
すなわち、二つの相の負荷を同時に通電するこ
とがなければ、相電流によつて負荷電流を検出す
ることができるので、入力電源として単相を用い
ればよいが、現実には配線上の都合や各相の負荷
の平準化による電源機器（三相機器）の各相の使
用率の平準化をはかるため、同時通電されること
の殆どない単相負荷でも三相回路の各相に分散し
て設置している。この種の無効電力制御装置を設
置する場合、単相負荷を一つの相にまとめるため
に配線変更することもあるが、しかし配線変更は
現実に容易でないため、三相回路方式による無効
電力制御装置を用いた。
とがなければ、相電流によつて負荷電流を検出す
ることができるので、入力電源として単相を用い
ればよいが、現実には配線上の都合や各相の負荷
の平準化による電源機器（三相機器）の各相の使
用率の平準化をはかるため、同時通電されること
の殆どない単相負荷でも三相回路の各相に分散し
て設置している。この種の無効電力制御装置を設
置する場合、単相負荷を一つの相にまとめるため
に配線変更することもあるが、しかし配線変更は
現実に容易でないため、三相回路方式による無効
電力制御装置を用いた。
上記の実施例としてコンデンサを開閉する構成
を示したが、進相コンデンサと分路リアクトルを
並列接続し、分路リアクトルを位相制御または開
閉制御を行う方式を用いてもよい。
を示したが、進相コンデンサと分路リアクトルを
並列接続し、分路リアクトルを位相制御または開
閉制御を行う方式を用いてもよい。
叙上のように本発明の無効電力制御装置は計測
設備が簡略化でき、かつ安価に製作でき、かつ設
備の変更も容易にでき、工業上極めて有益なもの
である。
設備が簡略化でき、かつ安価に製作でき、かつ設
備の変更も容易にでき、工業上極めて有益なもの
である。
第１図は従来の無効電力制御装置の回路図、第
２図および第３図は本発明の無効電力制御装置の
一実施例の回路図およびブロツク図、第４図は三
相回路の電圧、電流関係を示すベクトル図で、イ
は従来の場合、ロは本発明の場合、第５図は単相
無効電力検出方式の電圧、電流関係を示すベクト
ル図で、イは従来の一例の場合、ロは本発明の一
実施例の場合である。 １１，１２，１３：単相負荷 ２１ｂ，２２
ｂ，２３ｂ：線電流の検知するための変流器 ３
１，３２，３３：制御部 ４１，４２，４３：半
導体スイツチ ５１，５２，５３：コンデンサ
６１，６２，６３：計器用変圧器。
２図および第３図は本発明の無効電力制御装置の
一実施例の回路図およびブロツク図、第４図は三
相回路の電圧、電流関係を示すベクトル図で、イ
は従来の場合、ロは本発明の場合、第５図は単相
無効電力検出方式の電圧、電流関係を示すベクト
ル図で、イは従来の一例の場合、ロは本発明の一
実施例の場合である。 １１，１２，１３：単相負荷 ２１ｂ，２２
ｂ，２３ｂ：線電流の検知するための変流器 ３
１，３２，３３：制御部 ４１，４２，４３：半
導体スイツチ ５１，５２，５３：コンデンサ
６１，６２，６３：計器用変圧器。
Claims (1)
- １ 各相間に力率が略同程度の単相負荷を接続し
た三相回路において、検出相変流器の相と次相の
線間電圧をその相と次々相間負荷に流れる負荷電
流の位相角に対して90゜の位置に移相する移相回
路と、その移相後の電圧と検出相変流器の電流を
掛算し、その移相後の電圧と上記検出相変流器の
相と次相間負荷に流れる負荷電流、上記検出相変
流器の相と次々相間負荷に流れる負荷電流とのそ
れぞれの掛算出力値の相違により負荷の接続相を
識別する回路を有し、各相間に接続した無効電力
発生装置を各相制御することを特徴とする無効電
力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57229433A JPS59123428A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 無効電力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57229433A JPS59123428A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 無効電力制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59123428A JPS59123428A (ja) | 1984-07-17 |
| JPH0571969B2 true JPH0571969B2 (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=16892147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57229433A Granted JPS59123428A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 無効電力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59123428A (ja) |
-
1982
- 1982-12-28 JP JP57229433A patent/JPS59123428A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59123428A (ja) | 1984-07-17 |
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