JPH09140063A - 交流フイルタ装置 - Google Patents
交流フイルタ装置Info
- Publication number
- JPH09140063A JPH09140063A JP7296971A JP29697195A JPH09140063A JP H09140063 A JPH09140063 A JP H09140063A JP 7296971 A JP7296971 A JP 7296971A JP 29697195 A JP29697195 A JP 29697195A JP H09140063 A JPH09140063 A JP H09140063A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- harmonic
- reactor
- parallel
- resonance
- series
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- Pending
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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
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の交流フイルタ装置は、半導体変換装
置などの高調波を多量に発生する負荷設備に並列接続し
て高調波電流を吸収抑制し、電源系統を高調波障害から
保護するものである。 【構成】 複数組の並列回路からなる異なる周波数の共
振調波を有するコンデンサと共振リアクトルの夫々の直
列回路の、夫々の所要共振調波に対するリアクタンスを
容量性とし、該回路に補助リアクトルを直列に設けて電
源系統に接続してなる交流フイルタ装置である。
置などの高調波を多量に発生する負荷設備に並列接続し
て高調波電流を吸収抑制し、電源系統を高調波障害から
保護するものである。 【構成】 複数組の並列回路からなる異なる周波数の共
振調波を有するコンデンサと共振リアクトルの夫々の直
列回路の、夫々の所要共振調波に対するリアクタンスを
容量性とし、該回路に補助リアクトルを直列に設けて電
源系統に接続してなる交流フイルタ装置である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、近年急増した半導体変
換装置などの高調波を多量に発生する負荷設備に並列接
続して高調波電流を吸収抑制し、電源系統を高調波障害
から保護するために用いる交流フイルタ装置に関するも
のである。
換装置などの高調波を多量に発生する負荷設備に並列接
続して高調波電流を吸収抑制し、電源系統を高調波障害
から保護するために用いる交流フイルタ装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】上記交流フイルタ装置は、コンデンサと
共振リアクトルを直列接続して複数の分路を形成し、吸
収すべき高調波周波数に対して直列共振させて回路を低
インピーダンス化し、これを抑圧したい目的の高調波次
数に合わせて設け、電源系統に並列接続して構成してい
る。
共振リアクトルを直列接続して複数の分路を形成し、吸
収すべき高調波周波数に対して直列共振させて回路を低
インピーダンス化し、これを抑圧したい目的の高調波次
数に合わせて設け、電源系統に並列接続して構成してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】負荷設備の増大などに
伴って交流フイルタ装置の増設を必要とする場合がしば
しばある。通常この場合は、既存フイルタ装置を利用し
てこれに新規フイルタ装置を並列接続して増設する方法
が要求される。
伴って交流フイルタ装置の増設を必要とする場合がしば
しばある。通常この場合は、既存フイルタ装置を利用し
てこれに新規フイルタ装置を並列接続して増設する方法
が要求される。
【０００４】上記交流フイルタ装置の各分路は、コンデ
ンサと共振リアクトルを直列共振させ、抑圧すべき目的
の高調波次数の周波数に対して共振点が合致するように
している。このため、吸収抑制したい目的の調波（周波
数）に対する回路インピーダンスが極めて低くなって、
フイルタ素子となるコンデンサや共振リアクトルの製作
上で生じる僅かな容量とリアクタンスの誤差によって大
きくインピーダンス差（比率）を生じ、上記分路を複数
並列接続して運転したとき、各分路の高調波電流の不均
衡を生じて低インピーダンスとなった分路に過電流が流
れ、特にリアクトルを過熱焼損するなどの障害を生じて
いた。
ンサと共振リアクトルを直列共振させ、抑圧すべき目的
の高調波次数の周波数に対して共振点が合致するように
している。このため、吸収抑制したい目的の調波（周波
数）に対する回路インピーダンスが極めて低くなって、
フイルタ素子となるコンデンサや共振リアクトルの製作
上で生じる僅かな容量とリアクタンスの誤差によって大
きくインピーダンス差（比率）を生じ、上記分路を複数
並列接続して運転したとき、各分路の高調波電流の不均
衡を生じて低インピーダンスとなった分路に過電流が流
れ、特にリアクトルを過熱焼損するなどの障害を生じて
いた。
【０００５】上記の理由から従来は、各分路を並列運転
する場合には、各分路の共振点を故意にずらせて回路の
極端な低インピーダンス化を避けるようにし、あるいは
各交流フイルタ装置に限流リアクトルを直列接続して高
調波電流が各分路になるべく均等に流れるように対策し
ていた。しかし、このような対策を講じた場合は、各次
調波に対するインピーダンスが増大して高調波電流の吸
収効果が大きく低下すると共に装置が大形化してコスト
高になるなどの問題点を生じていた。
する場合には、各分路の共振点を故意にずらせて回路の
極端な低インピーダンス化を避けるようにし、あるいは
各交流フイルタ装置に限流リアクトルを直列接続して高
調波電流が各分路になるべく均等に流れるように対策し
ていた。しかし、このような対策を講じた場合は、各次
調波に対するインピーダンスが増大して高調波電流の吸
収効果が大きく低下すると共に装置が大形化してコスト
高になるなどの問題点を生じていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、コンデンサと
共振リアクトルを直列接続して構成した交流フイルタの
各分路の共振調波に於けるリアクタンスを、目的とする
調波に対して容量性にして各分路を並列接続し、これに
補助リアクトルを直列接続する手段と、また上記回路を
更に複数並列接続する場合には、補助リアクトルと各分
路の接続端も並列接続する手段とで各分路の高調波電流
の均等化を図るものであって、
共振リアクトルを直列接続して構成した交流フイルタの
各分路の共振調波に於けるリアクタンスを、目的とする
調波に対して容量性にして各分路を並列接続し、これに
補助リアクトルを直列接続する手段と、また上記回路を
更に複数並列接続する場合には、補助リアクトルと各分
路の接続端も並列接続する手段とで各分路の高調波電流
の均等化を図るものであって、
【０００７】（１）複数組の並列回路からなる異なる周
波数の共振調波を有するコンデンサＣ１／Ｃ２／・・と
共振リアクトルＬ１／Ｌ２／・・の夫々の直列回路の、
夫々の所要共振調波に対するリアクタンスを容量性と
し、該回路に補助リアクトルＬ０を直列接続して電源系
統ｅに接続してなる交流フイルタ装置であり、
波数の共振調波を有するコンデンサＣ１／Ｃ２／・・と
共振リアクトルＬ１／Ｌ２／・・の夫々の直列回路の、
夫々の所要共振調波に対するリアクタンスを容量性と
し、該回路に補助リアクトルＬ０を直列接続して電源系
統ｅに接続してなる交流フイルタ装置であり、
【０００８】（２）複数組の並列回路を構成するコンデ
ンサＣ１／Ｃ２／・・と共振リアクトルＬ１／Ｌ２／・
・の夫々の直列回路を並列接続し、該回路と直列に補助
リアクトルＬ０を接続し、これを複数組電源系統ｅに並
列接続するとともに、上記補助リアクトルの負荷側端と
共振リアクトルの入力側端の接続点を夫々並列接続する
手段を構じてなる上記（１）記載の交流フイルタ装置で
ある。
ンサＣ１／Ｃ２／・・と共振リアクトルＬ１／Ｌ２／・
・の夫々の直列回路を並列接続し、該回路と直列に補助
リアクトルＬ０を接続し、これを複数組電源系統ｅに並
列接続するとともに、上記補助リアクトルの負荷側端と
共振リアクトルの入力側端の接続点を夫々並列接続する
手段を構じてなる上記（１）記載の交流フイルタ装置で
ある。
【０００９】
【作用】電源系統に対して並列接続されるコンデンサと
共振リアクトルとの直列回路からなる交流フイルタの、
各分路の各調波に対する共振点リアクタンスの値を容量
性となるように設定しておけば、該分路に直列接続され
た補助リアクトルの誘導性リアクタンスによってリアク
タンス分を誘導性に導きこれを相殺することができる。
共振リアクトルとの直列回路からなる交流フイルタの、
各分路の各調波に対する共振点リアクタンスの値を容量
性となるように設定しておけば、該分路に直列接続され
た補助リアクトルの誘導性リアクタンスによってリアク
タンス分を誘導性に導きこれを相殺することができる。
【００１０】上記、複数組の並列回路を構成するコンデ
ンサと共振リアクトルの夫々の直列回路を並列接続し、
該回路と直列に補助リアクトルを接続し、これを複数組
電源系統に並列接続し、上記補助リアクトルの負荷側端
と共振リアクトルの入力側端の各接続点間を並列接続す
れば、各分路に流れる高調波電流を均等化できる。
ンサと共振リアクトルの夫々の直列回路を並列接続し、
該回路と直列に補助リアクトルを接続し、これを複数組
電源系統に並列接続し、上記補助リアクトルの負荷側端
と共振リアクトルの入力側端の各接続点間を並列接続す
れば、各分路に流れる高調波電流を均等化できる。
【００１１】
【実施例１】図１は本発明の一実施例を示す回路図で、
以下図１の回路によって本願発明の詳細を説明する。図
１において、例えばコンデンサＣ１と共振リアクトルＬ
１で構成する直列回路を交流フイルタの第５調波用一分
路とし、またコンデンサＣ２と共振リアクトルＬ２の直
列回路を第７調波用の他の一分路とし、該２回路を並列
接続してこれに補助リアクトルＬ０を直列接続して電源
系統ｅに接続し、第５調波と第７調波に対応した交流フ
イルタ装置を設ける。
以下図１の回路によって本願発明の詳細を説明する。図
１において、例えばコンデンサＣ１と共振リアクトルＬ
１で構成する直列回路を交流フイルタの第５調波用一分
路とし、またコンデンサＣ２と共振リアクトルＬ２の直
列回路を第７調波用の他の一分路とし、該２回路を並列
接続してこれに補助リアクトルＬ０を直列接続して電源
系統ｅに接続し、第５調波と第７調波に対応した交流フ
イルタ装置を設ける。
【００１２】ここで、各コンデンサＣ１／Ｃ２と共振リ
アクトルＬ１／Ｌ２とで構成されるフイルタ分路の、コ
ンデンサＣ１の容量を規準容量１００（％）として各調
波に対する各分路の基本波リアクタンス（％）を設定す
ると、 コンデンサＣ１ （第５調波用分路コンデンサ） ：１００（％） 共振リアクトルＬ１（第５調波用分路共振リアクトル）： ３（％） コンデンサＣ２ （第７調波用分路コンデンサ） ：２００（％） 共振リアクトルＬ２（第７調波用分路共振リアクトル）： ３.６（％） 補助リアクトルＬ０ ： ０.９（％）
アクトルＬ１／Ｌ２とで構成されるフイルタ分路の、コ
ンデンサＣ１の容量を規準容量１００（％）として各調
波に対する各分路の基本波リアクタンス（％）を設定す
ると、 コンデンサＣ１ （第５調波用分路コンデンサ） ：１００（％） 共振リアクトルＬ１（第５調波用分路共振リアクトル）： ３（％） コンデンサＣ２ （第７調波用分路コンデンサ） ：２００（％） 共振リアクトルＬ２（第７調波用分路共振リアクトル）： ３.６（％） 補助リアクトルＬ０ ： ０.９（％）
【００１３】上記条件において、先ず第５調波に対する
各分路のリアクタンスを算出する。
各分路のリアクタンスを算出する。
【００１４】第５調波分路は
【００１５】
【数１】
【００１６】第７調波分路は
【００１７】
【数２】
【００１８】第５、第７調波分路の第５調波に対する合
成リアクタンスは
成リアクタンスは
【００１９】
【数３】
【００２０】上記結果から、補助リアクトルの第５調波
に対するリアクタンスは０.９（％）×５＝４.５
（％）。そして、回路の第５調波に対する合成リアクタ
ンスは４.５−４.０７＝０.４３（％）となり充分小さ
な値とすることができ、第５調波を効率的に吸収するこ
とができる。
に対するリアクタンスは０.９（％）×５＝４.５
（％）。そして、回路の第５調波に対する合成リアクタ
ンスは４.５−４.０７＝０.４３（％）となり充分小さ
な値とすることができ、第５調波を効率的に吸収するこ
とができる。
【００２１】次に、第７調波に対する各分路のリアクタ
ンスを算出する。
ンスを算出する。
【００２２】第５調波分路は
【００２３】
【数４】
【００２４】第７調波分路は
【００２５】
【数５】
【００２６】第５、第７調波分路の第７調波に対する合
成リアクタンスは
成リアクタンスは
【００２７】
【数６】
【００２８】上記結果から、補助リアクトルの第７調波
に対するリアクタンスは０.９（％）×７＝６.３
（％）、そして、回路の第７調波に対する合成リアクタ
ンスは６.３−６.９＝−０.６（％）となり第７調波に
対しても充分小さな値にでき、第７調波を効率的に吸収
することができる。
に対するリアクタンスは０.９（％）×７＝６.３
（％）、そして、回路の第７調波に対する合成リアクタ
ンスは６.３−６.９＝−０.６（％）となり第７調波に
対しても充分小さな値にでき、第７調波を効率的に吸収
することができる。
【００２９】なお、本実施例では第５および第７調波に
対する２組のフイルタ分路について示したが、目的とす
る調波次数が多数におよぶ場合にはこれに応じてフイル
タ分路を設ければよい。
対する２組のフイルタ分路について示したが、目的とす
る調波次数が多数におよぶ場合にはこれに応じてフイル
タ分路を設ければよい。
【００３０】
【実施例２】図２は本発明の請求項２の一実施例で、上
記実施例１の回路を並列接続して構成したもので、各補
助リアクトルＬ０の負荷側端と各分路の接続端間をそれ
ぞれ並列接続して各分路に流れる高調波電流の均等化を
図るようにしたものである。以下図２の回路によってそ
の詳細を説明する。
記実施例１の回路を並列接続して構成したもので、各補
助リアクトルＬ０の負荷側端と各分路の接続端間をそれ
ぞれ並列接続して各分路に流れる高調波電流の均等化を
図るようにしたものである。以下図２の回路によってそ
の詳細を説明する。
【００３１】図２の回路においては、実施例１の交流フ
イルタ装置が並列運転されるが、第５調波分路の第５調
波に対するリアクタンスは−５（％）、第７調波分路の
第７調波に対するリアクタンスは−３.４（％） と何れ
も容量性で充分大きく、製作上の誤差によるコンデンサ
とリアクトルのリアクタンスに若干の差異があったとし
ても高調波電流の流入量に大きな不均衡を生じることは
ない。そして、上記回路に於ける合成リアクタンスは、
各補助リアクトルＬ０によって相殺され、第５調波及び
第７調波に対する合成リアクタンスを充分低下させるこ
とができ、装置の並列運転上に支障を生じることがな
い。なお、本実施例では２組の交流フイルタの並列回路
を示したが複数組並列接続しても問題ない。
イルタ装置が並列運転されるが、第５調波分路の第５調
波に対するリアクタンスは−５（％）、第７調波分路の
第７調波に対するリアクタンスは−３.４（％） と何れ
も容量性で充分大きく、製作上の誤差によるコンデンサ
とリアクトルのリアクタンスに若干の差異があったとし
ても高調波電流の流入量に大きな不均衡を生じることは
ない。そして、上記回路に於ける合成リアクタンスは、
各補助リアクトルＬ０によって相殺され、第５調波及び
第７調波に対する合成リアクタンスを充分低下させるこ
とができ、装置の並列運転上に支障を生じることがな
い。なお、本実施例では２組の交流フイルタの並列回路
を示したが複数組並列接続しても問題ない。
【００３２】
【実施例３】図３は本発明の他の実施例を示すもので、
補助リアクトルと共振リアクトルを一体化して中間タッ
プを設けた中間タップ付リアクトルＬＸを設け、これに
コンデンサＣ１を直列接続して構成した分路と、該中間
タップ付リアクトルＬＸの中間タップに共振リアクトル
Ｌ２とコンデンサＣ２とを直列接続した分路を設けて構
成したもので、本回路は等価的に実施例１の回路に等し
く、上記実施例１、実施例２の回路をシンプル化したも
のとして実用化できる。
補助リアクトルと共振リアクトルを一体化して中間タッ
プを設けた中間タップ付リアクトルＬＸを設け、これに
コンデンサＣ１を直列接続して構成した分路と、該中間
タップ付リアクトルＬＸの中間タップに共振リアクトル
Ｌ２とコンデンサＣ２とを直列接続した分路を設けて構
成したもので、本回路は等価的に実施例１の回路に等し
く、上記実施例１、実施例２の回路をシンプル化したも
のとして実用化できる。
【００３３】
【発明の効果】本発明の手段によれば、各次調波に対す
る交流フイルタ回路を構成するコンデンサと共振リアク
トルの共振点リアクタンスを予め容量性に設定しておく
ことによって、上記フイルタに直列接続する補助リアク
トルのリアクタンスでこれを相殺することができ、吸収
すべき目的の調波における合成リアクタンスを最適値に
低減し、各調波に応じて設定したフイルタ回路を複数回
路並列接続して運転しても各フイルタ回路に流入する高
調波電流の不均衡流入は生じることなく、過電流による
共振リアクトル等の焼損事故の心配を解消することがで
きる。
る交流フイルタ回路を構成するコンデンサと共振リアク
トルの共振点リアクタンスを予め容量性に設定しておく
ことによって、上記フイルタに直列接続する補助リアク
トルのリアクタンスでこれを相殺することができ、吸収
すべき目的の調波における合成リアクタンスを最適値に
低減し、各調波に応じて設定したフイルタ回路を複数回
路並列接続して運転しても各フイルタ回路に流入する高
調波電流の不均衡流入は生じることなく、過電流による
共振リアクトル等の焼損事故の心配を解消することがで
きる。
【００３４】上記のことから本願発明の交流フイルタ装
置は、負荷の増大などに伴って要求される既存交流フイ
ルタ装置への並列増設が容易になるなど工業的、実用的
にその価値は極めて大なるものがある。
置は、負荷の増大などに伴って要求される既存交流フイ
ルタ装置への並列増設が容易になるなど工業的、実用的
にその価値は極めて大なるものがある。
【図１】図１は、コンデンサと共振リアクトルとの直列
回路を並列接続し、これに補助リアクトルを直列接続し
た本発明の交流フイルタ装置の一実施例を示す回路図で
ある。
回路を並列接続し、これに補助リアクトルを直列接続し
た本発明の交流フイルタ装置の一実施例を示す回路図で
ある。
【図２】図２は、図１の回路を電源系統に複数回路並列
接続し、各補助リアクトルの負荷側端と、共振リアクト
ルの入力側端の接続点を夫々並列接続した本願発明の交
流フイルタ装置の一実施例を示す回路図である。
接続し、各補助リアクトルの負荷側端と、共振リアクト
ルの入力側端の接続点を夫々並列接続した本願発明の交
流フイルタ装置の一実施例を示す回路図である。
【図３】図３は、本発明の他の実施例で、補助リアクト
ルと共振リアクトルを一体化して中間タップを設けた中
間タップ付リアクトルにコンデンサを直列接続して構成
した分路と、該中間タップ付リアクトルの中間タップに
共振リアクトルとコンデンサとを直列接続した分路を設
けて構成した回路図である。
ルと共振リアクトルを一体化して中間タップを設けた中
間タップ付リアクトルにコンデンサを直列接続して構成
した分路と、該中間タップ付リアクトルの中間タップに
共振リアクトルとコンデンサとを直列接続した分路を設
けて構成した回路図である。
【図４】図４は、コンデンサと共振リアクトルの直列回
路に於ける共振点付近のリアクタンス特性を示すグラフ
である。
路に於ける共振点付近のリアクタンス特性を示すグラフ
である。
ｅ：電源系統 Ｃ１、Ｃ２・・：コンデンサ Ｌ１、Ｌ２・・：共振リアクトル ＬＸ：中間タップ付リアクトル Ｌ０：補助リアクトル ｆ０：共振点
Claims (2)
- 【請求項１】 複数組の並列回路からなる異なる周波数
の共振調波を有するコンデンサ（Ｃ１／Ｃ２／・・）と
共振リアクトル（Ｌ１／Ｌ２／・・）の夫々の直列回路
の、夫々の所要共振調波に対するリアクタンスを容量性
とし、該回路に補助リアクトル（Ｌ０）を直列接続して
電源系統（ｅ）に接続する手段で構成することを特徴と
する交流フイルタ装置。 - 【請求項２】 複数組の並列回路を構成するコンデンサ
（Ｃ１／Ｃ２／・・）と共振リアクトル（Ｌ１／Ｌ２／
・・）の夫々の直列回路を並列接続し、該回路と直列に
補助リアクトル（Ｌ０）を接続し、これを複数組電源系
統（ｅ）に並列接続するとともに、上記補助リアクトル
の負荷側端と共振リアクトルの入力側端の接続点を夫々
並列接続する手段で構成することを特徴とする請求項１
記載の交流フイルタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7296971A JPH09140063A (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | 交流フイルタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7296971A JPH09140063A (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | 交流フイルタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09140063A true JPH09140063A (ja) | 1997-05-27 |
Family
ID=17840579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7296971A Pending JPH09140063A (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | 交流フイルタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09140063A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103269076A (zh) * | 2013-05-29 | 2013-08-28 | 温州职业技术学院 | 一种动态谐波滤波方法 |
| CN115498645A (zh) * | 2022-10-13 | 2022-12-20 | 费莱(浙江)科技有限公司 | 一种降低系统阻抗间危险谐振的方法及系统 |
-
1995
- 1995-11-15 JP JP7296971A patent/JPH09140063A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103269076A (zh) * | 2013-05-29 | 2013-08-28 | 温州职业技术学院 | 一种动态谐波滤波方法 |
| CN115498645A (zh) * | 2022-10-13 | 2022-12-20 | 费莱(浙江)科技有限公司 | 一种降低系统阻抗间危险谐振的方法及系统 |
| CN115498645B (zh) * | 2022-10-13 | 2023-08-08 | 费莱(浙江)科技有限公司 | 一种降低系统阻抗间危险谐振的方法及系统 |
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