JPS5854845Y2

JPS5854845Y2 - ３相負荷の補償装置

Info

Publication number: JPS5854845Y2
Application number: JP1976121008U
Authority: JP
Inventors: 洋太郎宮崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1976-09-08
Filing date: 1976-09-08
Publication date: 1983-12-14
Also published as: JPS5338641U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は３相回路の補償装置に係り、特に各相が各別に
不規則変化する負荷の補償装置に関する。

従来の３相回路の補償装置として、たとえば第１図に示
すようなものがある。

すなわち、３相トランス１の２次側に変動負荷２が接続
されており、またトランス１の１次側にはコンデンサ３
、およびリアクトル４とサイリスタ５との直列接続され
た回路が接続されている。

そして、トランス１の流入電流が変流器６および補助変
流器６′を介して、また線間電圧が計器用変圧器７を介
して共に位相制御回路８に与えられ、この位相制御回路
８がサイリスタ５の点弧制御を行う。

この装置は例えば製鋼用アーク炉等にフリッカ補償装置
として使用されている。

アーク炉負荷は入接続であす、人の各相が不規則に変動
する。

この場合、アーク炉と受電点との間には炉用Ｉ・ランス
が挿入されているが受電点から負荷側をみると各線間
が独立して不規則に変動していることになる。

したがって、受電点で総合的かつ最も効果的に負荷変動
を補償しようとすれば、補償装置は各線間を独立して制
御するように接続されなければならない。

電流の検出は、各線の変流器により、また電圧は線間電
圧により検出するとか一般的である。

ただし、この検出法では線間の無効電力が直接検出でき
ない。

そこで従来は各相対地間の電圧を計器用変成器により検
出し、これと線電流とにより各相の無効電力、有効電力
を検出し、さらにこれを線間無効電力に変換して、線間
無効電力を検出する方法がとられている。

しかしながら、この方法では検出に当然時間遅れが生じ
る。

特にアーク炉用の場合、この検出遅れは致命的となるこ
とがあるので、できるだけ瞬時に変動量を検出しなけれ
ばならない。

本考案は上述の点に鑑みてなれさたもので、多相回路の
不規則変動負荷の無効電力を瞬時に検出し、この検出量
に基いて負荷変動を補償する装置の提供を目的とする。

この目的達成のため、本考案では、負荷の線電流と線間
電圧とを検出して所定の演算を行うことにより線間無効
電力を検出し、この検出信号に基いて無効電力源を制御
することにより補償を行う装置を構成したものである。

ここで、無効電力のみを検出するのは、変動負荷によっ
て生じる電源系統の電圧変動は電源系統の抵抗骨がリア
クタンス分に比べ非常に小さいためである。

そして、電源系統の電圧変動を補償するには、変動負債
の無効電力のみを補償すればよい。

以下第２図乃至第４図を参照して本考案の実施例を説明
する。

第２図は３相回路における線電流と相電流との関係を示
したものである。

すなわちＩ・ランスが２巻線を有する場合、線電流が与
えられれば相電流を求めることができる。

ここで、線電流をＩＲ，Ｉｓ。ＩＴとし、相電流をＩ
Ｒ５，ＩＳＴ、ＩＴＲとすると、である。

したがってこの（１）式から（２）式を引いて工□−”
Ｂ＝３”ＲＢ−Ｃ”ＲＦｌ＋よりＴ”ＴＲ）とすること
ができる。

４巻線内で゛はＩＲ５＋ＩＳＲ＋ＩＴＲ＝Ｏで
゛あるからにより相電流ＩＲ５が求められる。

同様にしてにより相電流ＩＳＴ、ＩＴＲも求められる。

第３図ａ、ｌ）は、ＩＲ相が抵抗負荷のときＲ３相、Ｓ
Ｔ相、ＩＲ相の４巻線内の電流の流れ、および電流波形
を示したものである。

いま仮に変圧器の巻線比を１：ｌにすると負荷ＲにＩ
（Ａ）が流れたとき変圧器巻線にはが流れることになる。

各線間電力はＲ３，ＳＴ、ＴＲ各線間についてそれぞれ
ＶＨ２ＩＲ５、Ｖｓ□■５□；”’Ｖ”ｒＲＩ□、で
ある。

したがってＴＲ相負荷Ｒにかかる電力ＶＩ（Ｗ）は変
圧器１次側からミタ線間電力ＶＲ５ＩＲ５（ＶＡ）
、ＶｓｌｌＳＴ（ＶＡ）。

ＶＴＲＩＴＳ（ＶＡＩＩと等価テアル。

この第３図ａに示すように、ＩＲ相に抵抗負荷があると
きの変圧器１次からみた各線間電力は、となる。

第４図ａ、ｌ）はＩＲ相の負荷の位相角ψを変えたとき
の変圧器１次からみた各線間の有効電力および無効電力
を示したものである。

これに関しては、ＩＲ相をＲ３相、ＳＴ相に置換えても
同様である。

このように２巻線を利用して線電流から線間電流を求め
ることか゛できる。

電圧と電流から瞬時に無効電力を検出するには次のよう
に行う。

すなわち、無効電力は電圧の瞬時値がゼロとなるときの
電流の瞬時値に比例する。

そこで゛、となる。

この第４図に示すように、負荷の力率が０から１まで変
化する場合、各線間の無効電力補償は、進相容量ＣＶ■
から遅相容量ＶＩまで必要となる。

しかし、アーク炉のように定常状態で力率７５％程度で
、アーク短絡（Ｒ＝Ｏ）による無効電力変動を補償する
場合、第４図から分るように進相容量は殆んと必要とし
ない。

したがって、製鋼アーク炉用フリッカ対策に用いる場合
、補償装置としては遅れ容量のみをもたせておけばよい
。

また、本考案の応用例としては、３相不衡負荷を平衡化
させる場合も挙げられる。

すなわちインダクトタンスとキャパシタンスとにより単
相負荷を３相平衡化させることは公知であり、この場合
、各線間負荷を力率１００％になるように補償すれば、
他の２線間にＧＫＷのインダクタンスまたはキャパシタ
ンスを入れることにより３相平衡化することができる。

たとえばＲ３相Ｐ（ＫＷ）のとき、ＳＴ相にはＰ／ｖ
’３（ＫＶＡ）のコンテ゛ンサ、ＴＲ相にはＰ／、／
”ｍ（ＫＶＡＲ）のりアクドルを入れる。

このように、各線間の無効電力が検出できれば直ちに各
線間に必要なりアクドルまたはコンデンサが検出され、
３相平衡を図ることができる。

本考案は上述のように、線電流と線間電圧とを検出して
この検出電気量に基いて所定の演算を行うことにより線
間無効電力を検出し、この検出信号に基いて無効電力源
を制御するようにしたため、極めて円滑に負荷変動に応
動することができる。

しかもこの検出は幾分の誤差は伴うが瞬時に行われるか
ら負荷変動に迅速に対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の無効電力補償装置を示す回路図、第２図
は３相回路における線電流と相電流との関係を示す説明
図、第３図ａ、ｌ）にある線間負荷が抵抗である場合の
電流の流れ、および電流波形図、第４図ａ、ｂは各線間
の無効電力および有効電力の変化特性例を示す図である
。 ■・・・・・・電流、■・・・・・・電圧。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】負荷線電流（ＩＲ，ＩＳ，ＩＴ）を検出する装置と、こ
れら先電流から式に基き相電流ＩＲ５，ＩＳ□、ＩＴＲを求める装置と、
負荷相電圧を検出する装置と、前記相電流および相電圧
に基き線間無効電力を求める装置と、この線間無効電力
に基いて前記負荷の無効電力を補償する装置とをそなえ
た３相負荷の補償装置。