JPS5858833A - 静止型無効電力補償装置 - Google Patents

静止型無効電力補償装置

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Publication number
JPS5858833A
JPS5858833A JP57159024A JP15902482A JPS5858833A JP S5858833 A JPS5858833 A JP S5858833A JP 57159024 A JP57159024 A JP 57159024A JP 15902482 A JP15902482 A JP 15902482A JP S5858833 A JPS5858833 A JP S5858833A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
network
thyristor
voltage
alternating current
Prior art date
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Pending
Application number
JP57159024A
Other languages
English (en)
Inventor
マイケル・ビ−・ブレンネン
ラズロ・ギユギ−
エリツク・ジエイ・ステイシ−
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Westinghouse Electric Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of JPS5858833A publication Critical patent/JPS5858833A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/18Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H02J3/1821Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators
    • H02J3/1835Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control
    • H02J3/1864Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control using reactive elements connected in series with semiconductor switches, e.g. static VAR compensators [SVC], thyristor-controlled reactors [TCR] or thyristor-switched capacitors [TSC]
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/10Flexible AC transmission systems [FACTS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 W盟例妻1 この発明は、一般に靜止戯無効電力補償装置(g@ne
rator )、特にそのl!4動作時に交流回路網か
ら静止型無効電力補償装置を切り離すための補助停止(
εh4#4tdown )点弧パルス発生器を有する靜
止飄無効電力補償装置に関するものである。
先行技術の説明 停止性能を確保するためには、無効電力補償装置の停止
中サイリスタで位相制御されるインダクタに全インダク
タ電流が常に維持されなければならない、現存の無効電
力補償装置では。
位相制御パルスの点弧瞬間は数段の電力系統電圧から導
出される。最初に、変圧器は入力信号を位相ロック屋同
期タイミング回路へ供給する。
この同期タイミング回路はサイリスタ位相角制御回路の
ために必要な情報を提供する。最後に。
位相制御は必要な全電流位相制御点弧パルスの点弧瞬間
を決定する。得られた位相制御パルスは位相制御回路か
ら発光ダイオード・ドライブ兼保護回路へ伝送される0
位相制御パルスを受ける時に1位相制御されるインダク
タの高圧サイリスタ・アレイ中の光結合された点弧回路
をターン・オンする光パルスをLEDドライブ回路が発
生する。全インダクタ電流を上手く得るために、上述し
た全ての回路は動作しなければならない。静止型無効電
力補償装置の供給者および使用者の両方にとって主な関
心のlっは、装置の長い寿命と信頼できる動作とを保証
することである。若干の場合、無効電力補償装置の内部
故障による停止は、系統全体を停止させる必要があるか
もしれない、停止接衝の一例は米国特許路4401I7
,097号に見い出される。
無効電力補償装置の電力回路は、基本的には、固定コン
デンサ・バンクおよびサイリスタで制御されるインダク
タ・バンクから成る。コンデンサ・バンクおよびインダ
クタ・バンクが両方共交[i源の両端間に接続される時
に、コンデンサ電流とインダクタ電流は互に打ち消し合
うので結合されたバンクへ供給された寛カ線電流は実際
には零になる。この零電流は、無効電力補償装置の正常
な停止中主回路しゃ断器によって簡単で過渡状態の無い
態様でしゃ断されることができる。停止中の任意の時点
においてサイリスタで制御されるインダクタが不動作状
態にあるならば、主回路しゃ断器は過電圧のせむ1でコ
ンデンサをひどく破損させるアークを抑制する可能性を
持って容量性放電々流をしゃ断しなければならない。主
回路しゃ断器が開いてコンデンサ・バンクを消勢する時
に、主回路しゃ断器の両端間の初期電圧は零である。系
統電圧が極性反転した半サイクル後にかつコンデンサ電
圧が主回路しゃ断器の開き始めと同じ状態にまだある時
に、主回路しゃ断器の両端間の電圧は一倍になる。もし
主回路しゃ断器がこの1倍電圧に再び出会うならば、大
きい振動電流が流れる。この[6は電圧が一倍になって
いるので大きい。
発明の要約 無効電力補償装置の制御回路が故障した場合に、上述し
た停止のために最大インダクタ電流となるゲート・パル
スを維持する補助停止点弧パルス発生器がこの発明によ
って提案された。
所望の補助バックアップ点弧機能を実施するために、サ
イリスタ・アレイへ送られるゲート・パルスはバックア
ップ制御回路によって連続的に監視される。もし喪失パ
ルスが検出されるならば、最大電i要錆が行なわれ、交
流回路網から無効電力補償装置を切り離す時に容量性放
電々流を制限するのに必要な全インダクタ電流用ゲート
・パルスを発生させる。補助バックアップ点弧回路の信
頼性を増すために、サイリスタ・アレイの点弧のためi
ト充分な点弧エネルギーが入手できることを示す最少の
検知回路を使用することによって停止パルスが導出され
る。
望ましい実施例の説明 第1図はこの発明の静止型無効電力補償装置を示す0図
面にはl相しか示さないが、この図面は多相系統のJ相
全部を代表する。交流回路網のl相の両端間に接続され
たコンデンサ・バンクCと高調波フィルタLが図示され
ている。
補償用インダクタLBは逆並列のサイリスタ・アレイT
HRによって交流回路網へ接続されている。交流回路網
の状態を連続的に監視してその状態を表わす制御信号’
VCMを供給するための電圧/電流測定回路IOがこれ
もまた交流回路網の両端間に接続されている。制御信号
VCMは同期タイミング回路l/へ供給される。この同
期タイミング回路/lの主な機能は、補償用インダクタ
すなわちサイリスタで制御されるインダクタLSカ交流
回路網電圧と同期して作動されることを確保するために
適幽なタイミング波を供給することである。この同期タ
イミング回路l/は、米国特許第2??″q、ii’y
号明細書に記載されたものと同じであって良い。電圧/
電流測定回路ioからの制御信号VCMは無効寛カデマ
ンド制御回路lコへも入力される。この無効電カデマン
ド制御回路lコは制御信号VeMに含まれた電圧情報お
よび電流情報を分析して誘導性電流の量を決定する。こ
の誘導性電流は、交流回路網を補償してその電圧変動を
特定の限界内に保つように切り換えられなければならな
い。
誘導性電流の全ての切り換えが変流回路網電圧と確実に
同期するようにするために、同期タイミング回路/lか
ら無効電カデマンド制御回路ンド制御回路lコからの信
号’I/DCは、後でもつと詳しく説明する補助停止制
御回路13へ入力される。この補助停止制御回路/Jに
この発明の原理が組み込まれる。補助停止制御回路/3
の出力信号ABCはLIDドライブ・モジュール141
へ入力される。このIIDドライブ・モジュールl参は
、一連のLED・(発光ダイオード)をターン・オンさ
せるのに充分な値までパルスを増幅する。上述したL[
Dは、高圧サイリスタ・アレイの光感店屋ゲート点弧回
路FCC/にへ光結合される。 LRDドライブ・モジ
ュールから信号を受ける時にサイリスタが点弧されて交
流回路網を補償するのに必要な所定菫の誘導性電流を流
すように、 FCCI!内に充分なエネルギーが貯えら
れなければならない。しかしながら。
FCC/!から点弧パルスを発生させる前に、電圧基準
切り換え回路lりは、サイリスタ・アレ    □イの
ために使用できるエネルギー1t(FCCに貯えた)を
監視しかつこのエネルギーがサイリスタの瞬時点弧を確
実にするのに充分であることを示す信号を補助停止制御
回路/J詔よびLEDIDドライブジュールl参へ供給
する。主回路しゃ断器MCBは、静止型無効電力補償装
置を交流回路網へ接続するために設けられている。
第2図は、補助停止制御回路/Jの基本的なブロック図
を示す。電圧基準切り換え回路17からの入力は正と負
の使用可能入力から成り、これらは図示のような切り換
え電圧点弧使用可能インターフェイス/lへ供給される
。正、負の使用可能入力はそれぞれ正、負の系統電圧ピ
ークでサイリスタの点弧を可能にする。正、負の系統電
圧ピークに相当する入力はそれぞれ正、負の点弧可能回
路−一、コJへ供給される。これらの点弧可能回路は、
個々のFCCが系統電圧から充電されること、およびF
CCがそれぞれのサイリスタ・アレイ中の各サイリスタ
の同時ターン・オンの用意をと\のえることを確認する
FCCが充電されたことが一度確gされると、“点弧角
”αで表わされた点弧瞬間(これは、サイリスタで制御
されるインダクタの両端間の各電圧ピークから測定され
る。)は、既知の逆方向非線型点弧角/基本インダクタ
電流の機能に応じて選ばれなければならない。全インダ
クタ電流(各半サイクル毎の導通角φ=/10°)を得
るために1点弧パルスは理想的にはα;ooすなわち線
間電圧の丁度ピークで発生されるべきテアル、一般に、
定常状態では、点弧パルスは電圧ピーク以前に発生され
るべきでない、その理由は、既に導通しているサイリス
タが点弧される時には何の効果も無いからである。その
ような早目の点弧パルスとは無関係に、導通中のサイリ
スタは次のインダクタ電流零交差後に従前通りターン・
オフする。しかしながら、電圧ピーク以前の点弧で特定
のインダクタ電流が流れる時には、過渡状態がもしサイ
リスタで制御されるインダクタが全電流(零電流を含む
)よりも小さい電苑で動作するならば、サイリスタは電
圧ピーク以前に既にターン・オフされる。
サイリスタが導通していない時には点弧パルスが導通を
開始させるので、この場合のサイリスタは電圧ピーク以
前番こターン・オンされることができる。正または負の
ピーク以前にターン・オンされたかどうかによって、得
られるインダクタ電流はそれぞれ正または負の直流分を
伝える。
第3図は正の直流分を示す。早目の点弧の測定およびそ
の結果得られた直流電流の値は、典型的な例では公称電
圧値の大体hoesに選ばれた電圧基準切り換え信号に
よって表わされる。これは、第1サイクルの対応するφ
(−)=bo0で正′I4i流導通角をφ(+)=3o
o”とする。もし電圧基準切り換え回路が公称電圧の!
θチよりも高い電圧で作動されると、インダクタ電流の
直流分は算出できる非線型態様で減少するsit圧基準
切り換え信号での点弧が選ばれたのは、サイリスタで制
御されるインダクタを切り換える際に位相制御されたタ
イミングのための電圧基準切り換え信号を補助停止制御
回路が使用する時のケースを表わすためである。そのよ
うな全電流位相制御が不所望な直流インダクタ電流分と
なるが、この技術の主な利点は極めて簡単なために信頼
度が高いことである。それは1位相ロックされたα関数
発生器または他の同期タイミング兼ゲーティング回路無
しに作動する。それは、また、全電流点弧パルスを時限
化するための信号を使用する。すなわち既に現存の光結
合されたサイリスタ・アレイ点弧回路の主要部である。
第一図を参照すれば、正常状態での上述した原理に基づ
き、補助停止制御回路iJは全インダクタ電流モードに
ある。α被制御パルスが無効電力デマンド制御回路/コ
から送られる時に、正、負のサイリスタ点弧信号はそれ
ぞれ正、負の喪失パルス監視用単安定回路/テ、コ0で
検出される。α被制御パルスは、これらの単安定回路に
よって作動された全電fi/待機切り換え論理ゲートコ
lを通して基本全電流パルスを無効にする。補助停止回
路7.7は一待機モードにある時に、正、負の点弧可能
回路−一、コJへのそれぞれ正、負の使用可能入力を使
用禁止にすることによって点弧パルスの供給を停止する
。これは、FCC/!が充電されていることを示す。待
機状態への切り換えによって全電流点弧パルスの短絡に
よる小さい点弧パルスを防止するために、正、負のパル
ス幅タイマλ亭、Jjはm1tl止制御回路/Jが一定
長さの非しゃ断点弧パルスを供給するのに用いられる。
パルス幅タイマにはそれぞれ適当な正、負のパルス増幅
器コロ。
λ7および正、負の故障アインレータコf、Jデが続き
、故障アイソレータは補助停止制御回路13が故障した
場合にα制御パルスを出させる。
再び第2図を参照すれ+2外部ゲート・パルス抑制信号
インターフェイスSOは、 停止中(7):ffンデン
サ・バンクとフィルダ・バンクの自己発振を終らせるた
めに、主回路しゃ断器MCBが開いた後停止用ゲート・
パルスを禁止する。一般に、サイリスタ・アレイの点弧
は所定値よりも下がる前に終らされなければならない、
サイリスタ・アレイ中の光結合された個々のサイリスタ
点弧回路へ必要な点弧エネルギーを供給するには、サイ
リスタ・アレイの両端間に約jθ饅の電圧が必要である
0点弧回路自体はサイリスタ・アレイの両端間の系統電
圧から規定のエネルギーを得る。ゲート・パルス抑制化
゛号GP8は、全電流点弧パルスを停止するために補助
停止制御回路へ伝送されなければならない。更に、第1
II目のα制御パルスが供給されてそれぞれの喪失パル
ス監視用単安定回路で検出される前に、起動時の単一の
全tWLパルスを防止するために、ゲート・パルス抑制
信号は補助停止制御回路中で大体!サイクル遅れて除か
れなければならない。
外部最大電流賛祠信号インターフェイス、7/が第一図
に示されている。停止中この外−最大型tit * i
#信号MCRは、喪失パレス監挑用単安定回路をリセッ
トすることによってα−御パルスを無効にする。停止パ
ルスの発生は、α制御パルスの存在とは無関係に働かさ
れる。
外部最大電flt賛錆談たは外部ゲート・パルス抑制に
よって無効とされないならば、サイリス夕電圧レベル・
センサだけに基づいた全インダクタ電流位相制御パルス
および適当な固定時間遅れを与える新規な補助停止点弧
パルス発生器がこの発明によって提供されたことが容易
に理解できる。
特定の実施例を図示して説明したが、これは−例にすぎ
ず、この発明の精神および範囲から逸脱しない限り当業
者は種々変更したり変型したりすることが容易に理解で
きる。
【図面の簡単な説明】
#I1図はこの発明の原理を組み込んだ靜止臘無効電力
袖偵装−を示すブロック図、#r4−図はこの発明の原
理を組み込んだ補助停止点弧パルス発生器のための基本
回路のブロック図、第3図は全インダクタ′−流波形、
サイリスタ・アレイの両端間の電圧波形および電圧基準
切り換え回路からの点弧信号を示す波形図である。 Cはコンデンサ・バンク、Lは高112フイルタ、IO
は電圧/電流測定回路、lコは無効電力デマンド制御回
路、/Jは補助停止制御回路。 T)IRはサイリスタ・アレイ、LSはサイリスタで制
御されるインダクタ、/デと一〇は喪失パルス監視用単
安定回路である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 l 交流回路網へ接続するために配置された容量性電流
    手段と、 前記交filiffl路網へ接続され、その容量性電流
    の必要条件を監視するための監視手段と。 前記容量性電流手段上よび前記監視手段へ接続され、前
    記交流回路網の無効必要条件に応答して前記交流回路網
    へ前記容量性電流手段を接続させるための制御手段と、 前記容量性電流手段を前記交流回路網へ接続するための
    スイッチング手段と。 前記監視手段または前記制御手段が故障した場合に、過
    渡状態を改めさせること無く前記スイッチング手段をし
    て前記交流回路網から前記容量性電流手段を切り離させ
    るために配置された補助停止手段と、 を備えた静止型無効電力補償装置。 1 補助停止手段は、交flL回路網中の容量性電流手
    段を打ち消すのにサイリスタで制御される誘導性%派手
    段を挿入するために点弧角αを測定するように配置され
    た補助点弧回路から一般に構成され、前記点弧角αは前
    記サイリスタで制御される銹導性電流手段の両端間の電
    圧の関数として測定され、前記補助点弧回路は、前記交
    流回路網中の容量性を流子段を制御する制御手段の制御
    信号を監視して前記制御手段が故障した場合に前記補助
    点弧回路を作動させるために配置された正および負のパ
    ルス監視手段を更に含む特許61i7求の範囲第1項記
    載の静止型無効電力補償装置。
JP57159024A 1981-09-15 1982-09-14 静止型無効電力補償装置 Pending JPS5858833A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US302349 1981-09-15
US06/302,349 US4394614A (en) 1981-09-15 1981-09-15 Static VAR generators

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Publication Number Publication Date
JPS5858833A true JPS5858833A (ja) 1983-04-07

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ID=23167384

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JP (1) JPS5858833A (ja)
BE (1) BE894415A (ja)
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BE894415A (fr) 1983-03-15
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CA1171458A (en) 1984-07-24

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