JPS6325862Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は三相交流フイルタ設備のコンデンサ内
部故障検出装置に係わるものである。

〔従来の技術〕

例えば、サイリスタ変換装置のように高調波を
発生する機器を含む系統においては高調波フイル
タ設備が接続されるが、この高調波フイルタに用
いられるコンデンサに故障が生じることがあるの
で、常時コンデンサが正常動作状態にあるかどう
か監視のもとに置く必要がある。

このため、例えば第１図に示すようなコンデン
サ内部故障検出装置が提案されている。

図は特定な次数の高調波フイルタを示し、１は
リアクトル、２，３はコンデンサであり、５は変
流器、４は検出リレーである。

各相にリアクトル１とコンデンサ２および３に
よるフイルタが形成されるが、コンデンサはコン
デンサ２と３に分割されており、分割されたコン
デンサ２と３の並列回路がリアクトル１と直列接
続され、所定の高調波に対して分路を形成してい
る。コンデンサ２，３は所定の容量を得るため、
多数の罐型コンデンサを用いて結線され、同じ容
量に設定される。

コンデンサ２による各相およびコンデンサ３に
よる各相端末はそれぞれ接続されて中性点０を形
成し、両中性点０間は更に接続され、二重中性点
を形成している。そして前記中性点０−０間の接
続線に変流器５が接続され、その二次側に検出リ
レー４が接続される。

このような回路において、各相インピーダンス
が平衡し、平衡電流が流れる場合は、変流器５に
電流が生じないが、コンデンサ２，３のうちいず
れかの相のコンデンサが故障を発生するとインピ
ーダンスの変化で、コンデンサ２と３に流入して
いた電流の分担が変化し、変流器５に電流が流
れ、検出リレー４でこれを検出する。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、このような検出装置を構成するに
は、前記のようにコンデンサを２，３と分割して
中性点間を結ぶ必要があるため、リアクトル１は
電源側に接続されることになるが、リアクトル１
以後に発生する短絡事故時の流入電流に対して、
リアクトルが耐え得るように設計する必要があ
り、またコンデンサに罐型コンデンサを用い、各
単器ごとにヒユーズを設ける場合は、コンデンサ
の結線方式により最低限必要な並列個数が決定さ
れるが、図の結線方式の場合、群容量が小さいと
コンデンサ単器容量を小さくする必要があり、不
経済となる。

そして、変流器、検出リレーは設置される各高
調波次数分だけ必要であり、不経済である。

〔問題を解決するための手段〕

本考案は上記問題点を解決する目的でなされた
ものであつて、次数の異なる２組以上の高調波フ
イルタ分路の中性点間を接続し、この間に変流器
および基本波電流のみ検出する検出リレーを接続
して三相交流フイルタ設備のコンデンサ内部故障
検出装置を構成するものである。

以下第２図に示す実施例について説明する。図
において１１はコンデンサ、１２はリアクトルで
ある。各相ごとのコンデンサ１１とリアクトル１
２により特定高調波、例えば第５高調波に対する
フイルタを形成する。

また、１３，１５および１４および１６はそれ
ぞれコンデンサおよびリアクトルであり、各相ご
と、コンデンサ１３とリアクトル１４、コンデン
サ１５とリアクトル１６で、例えば第７、第11高
調波に対するフイルタ分路を形成する。そして前
記各フイルタ回路の中性点O₁，O₂，O₃の接続線
に変流器１７が接続され、変流器１７の２次側に
基本周波数のみで動作する検出リレー１８が接続
される。

この種フイルタ設備の各次高調波フイルタ分路
の共振周波数はその高調波フイルタを経済的に設
計するため、所定の高次高調波次数よりずらして
ある。

次に第３図に示す第５、第７高調波のフイルタ
分路を基にその動作をみてみる。この場合、例え
ばアーク炉電流のように３相不平衡の高調波電流
が生じ、これにより歪波電流が上記フイルタ分路
に流入するものとする。又各フイルタ分路の共振
周波数は第５図に示すようにαだけずらしてあ
る。

このような状態で、例えばＡ相に上記歪波電流
が流れたとして、そのうちの第５高調波について
考えれば、第５フイルタ分路のＡ相フイルタ回路
は第５高調波に対して共振周波数はずれているの
で、有限インピーダンスをもつて、この第５高調
波による電流I₅が流れる。

次に、この電流I₅の帰路についてＡ相を対象に
第４図で説明する。この電流I₅は第５フイルタ分
路のＢ相、Ｃ相のインピーダンスZ₅を介して電源
に帰る電流I₅₁，I₅₂と第７フイルタ分路のＢ相、
Ｃ相のインピーダンスZ₇（但し、Z₇＞Z₅）を介し
て電源に帰る電流I₅₃，I₅₄とに分流され、このI₅₃，
I₅₄がCTを通ることになる。但し、各フイルタの
Ｑは第５図に示すようになつているので、第７フ
イルタ分路のＡ相にも第５高調波による電流I₇が
流れ（位相は異なる）、CTにはこれら電流の差分
（ベクトル和）が流れる。

このように、歪波電流のある高調波電流に対し
て各分路はいくらかのインピーダンスをもつの
で、高調波電流が分流され、その差が中性点間の
CTへ流入する。

従つて、この高調波電流によつて検出リレーが
動作することを防止するため、基本周波数だけで
動作する検出リレーを用いる。具体的には、ハイ
パスフイルタを検出リレーに設けることで上記検
出リレーを構成してもよい。

一方、前記歪波電流には高調波電流とともに基
本周波数電流も含まれるので、各フイルタ分路の
Ｑに沿つた基本周波数電流もCTに流入する。こ
の状態で、いずれかのフイルタ分路のコンデンサ
に故障が発生すると、上記歪波電流による基本波
電流とコンデンサの故障による基本周波数電流が
CTに流れるのでこれを検出する。

なお、事故時、基本周波数電流は各高調波電流
とともにCTに流れるので、CTの容量は大きくし
ておく必要がある。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、変流器
および検出リレーは多数のフイルタ分路に対して
１組でよく、経済的であり、リアクトルは各分路
共中性点側に挿入することができ、耐短絡電流強
度は格別に考慮する必要はなくなり、又罐形コン
デンサにヒユーズを接続するような方式において
も、コンデンサ単器の容量を小さくする必要がな
いので、経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の三相交流フイルタ設備のコンデ
ンサ内部故障検出装置を示す。第２図は、本考案
の実施例を示す。第３図、第４図は、第２図実施
例回路における高調波電流説明図である。第５図
は、各次高調波フイルタ特性を示す。 １，１２，１４，１６……リアクトル、２，
３，１１，１３，１５……コンデンサ、４……検
出リレー、５，１７……変流器、１８……基本周
波数電流だけで動作する検出リレー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数の三相交流フイルタ分路の中性点を接続
   し、前記中性点の接続線に変流器を接続し、その
   ２次側に基本周波数電流だけで動作する検出リレ
   ーを接続してなる三相交流フイルタ設備のコンデ
   ンサ内部故障検出装置。