CN100342611C - 电压波动补偿装置 - Google Patents

Abstract

在具有监视电力系统中的电压下降并基于此控制供电的检测控制部，抑制供给电压波动的电压波动补偿装置中，以廉价小型化方式，实现高精度的电压补偿。电力系统上串联连接有把具有各自不同的充电电压(最小电压的约2^K倍(K＝0、1、2、…))的电容器(11)中存储的直流电压转换成交流输出的多个电压补偿电路(P1～P3、N1～N3)，系统电压下降时，从电压补偿电路(P1～P3、N1～N3)之中选择期望的组合，其输出电压的总和作为补偿电压，正常时，用高速机械式的稳定短路开关(8)旁路，降低装置损耗。

Description

电压波动补偿装置

本申请是申请号为02107690.1，申请日为2002年3月29日，发明名称为“电压波动补偿装置”专利申请的分案申请。

技术领域

本发明是有关一种供给负载的电力系统电压瞬时性下降时，将其测出并补偿电压下降的电压波动补偿装置。

技术背景

因雷电等使电力系统的电压瞬时性下降，工厂等的精密设备之类误动作或暂时停止，有时候会招致生产线上很大的损害。为了防止这样的损害，监视电力系统的瞬时电压下降等的电压波动，并使用补偿电压下降的电压波动补偿装置。

图22示出现有电压波动补偿装置的示意构成图。如图所示，从输电线1来的电力，用变压器2降压，通过电压波动补偿装置连接到用户(负载)3而供给电力。电压波动补偿装置由直流电源4、换流器5、平滑滤波器6和大容量变压器7构成。

以下示出有关这种现有电压波动补偿装置，在系统电压瞬时下降时(以下，称为瞬低时)的电压补偿动作。

图23分别表示系统电压瞬低时的系统电压、电压波动补偿电路输出、和供给用户3的电压。如图所示，一旦系统电压上发生瞬时性电压下降，在监视电压波动的检测部(图未示出)就测出电压下降，通过基于此进行供电控制，电压波动补偿装置中，采用由直流电源4和换流器5发生交流电压，经过平滑滤波器6和大容量变压器7跟电力系统串联连接的办法，补偿电力系统的电压下降。因此，将电压波动补偿装置来的输出电压加到电压下降后的系统电压上，大致以正常的电压向用户3供给电力。

发明内容

现有的电压波动补偿装置构成如以上那样，因为系统电压即使正常时，也通过变压器7使相当部分的负荷电流流过换流器5，因此，在正常情况下也发生变压器7和换流器5的损耗，需要大型的冷却装置。

并且，系统电压的瞬低时，由于通过平滑滤波器6和变压器7向电力系统供给电压，所以平滑滤波器6或变压器7的容量将增大，存在装置大型化的问题。

本发明就是为了解决上述这个问题而研发的，其目的在于获得一种可在系统电压瞬低时进行高精度电压补偿，装置整体便宜并能小型化构成的电压波动补偿装置。

本发明的第1方面所述的电压波动补偿装置是：具备分别存储不同电压的能量存储装置，把该能量存储装置存储的直流电压转换成交流，并把输出的多个电压补偿电路串联连接到电力系统上，上述电力系统的电压下降时，从上述多个电压补偿电路中选择要求的组合，以其输出电压总和补偿上述电力系统的电压下降。

并且本发明的第2方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面，分别存储于多个电压补偿电路内的能量存储装置的不同电压绝对值是对最小的该电压补偿电路输出电压(绝对值)大致2^K倍(K＝0、1、2、...)。

并且本发明的第3方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面或2，在一个或串联连接的多个上述电压补偿电路的每个输出端上具备用于使电压补偿电路旁路的高速机械式短路开关，电力系统的电压正常时，接通全部该短路开关使全部上述电压补偿电路旁路，上述电力系统的电压下降时断开全部该短路开关，由上述电压补偿电路来的电压输出补偿上述电力系统的电压下降。

并且本发明的第4方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面或2，在由串联连接的全部电压补偿电路构成的全部补偿电路的输出端，跟该全补偿电路并联具备用于使电压补偿电路旁路的高速机械式短路开关，电力系统的电压正常时，接通全部该短路开关使上述电压补偿电路旁路，上述电力系统的电压下降时断开该短路开关，由上述全部补偿电路来的电压输出补偿上述电力系统的电压下降。

并且本发明的第5方面所述的电压波动补偿装置是，根据第4方面，因电力系统的电压下降引起短路开关的断开开始时，在由全补偿电路和上述短路开关构成的闭合回路中，随着从上述全部补偿电路内的规定能量存储装置流出放电电流，对于流过上述短路开关的商用频率交流电流形成强制性电流零点，瞬时遮断该交流电流。

并且本发明的第6方面所述的电压波动补偿装置是，根据第5方面，进行电力系统中电压下降的监视、和基于此进行供电控制的检测控制部具备：上述电力系统的电压下降时，检测流过上述短路开关的电流极性的装置；及控制选择要求的电压补偿电路，从该电压补偿电路内的能量存储装置流过跟上述短路开关流动的电流相反极性的放电电流的装置。

并且本发明的第7方面所述的电压波动补偿装置是，具备能量存储装置，把该能量存储装置存储的直流电压转换成交流输出的电压补偿电路串联连接在电力系统上，并与上述电压补偿电路并联连接高速机械式短路开关，上述电力系统的电压正常时，闭合该短路开关使上述电压补偿电路旁路，上述电力系统的电压下降时，断开该短路开关，由来自上述电压补偿电路的电压输出，补偿上述电力系统的电压下降。

并且本发明的第8方面所述的电压波动补偿装置是，根据第7方面，因电力系统的电压下降引起短路开关的断开开始时，在由电压补偿电路和上述短路开关构成的闭合回路中，随着从上述电压补偿电路内的能量存储装置流出放电电流，对于流过上述短路开关的商用频率交流电流形成强制性电流零点，瞬时遮断该交流电流。

并且本发明的第9方面所述的电压波动补偿装置是，根据第3方面、4和7任一项，短路开关具备高速换向装置，以便在电力系统的电压下降引起该短路开关的断开开始时，随供给与该电流相反方向的电流，瞬时遮断流过该短路开关的电流。

并且本发明的第10方面所述的电压波动补偿装置是，根据第3方面～9任一项，短路开关是将电磁推斥力用于接点断开操作断开的机械式开关。

并且本发明的第11方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面～4任一项，各电压补偿电路具备用于把能量存储装置上存储的电压接入电力系统的补偿开关和并联连接到该电压补偿电路输出端的转换开关，上述补偿开关和上述转换开关，分别由反向并联连接二极管的半导体开关元件构成。

并且本发明的第12方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面～4任一项，各电压补偿电路分别具备由反向并联连接二极管的4个半导体开关元件构成的全桥式变换器，根据电力系统电压下降时的极性，按正负二者之一的极性，输出能量存储装置上存储的电压。

并且本发明的第13方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面～4任一项，各电压补偿电路具备分别反向并联连接二极管的2个半导体开关元件进行反方向串联连接，且并联连接该电压补偿电路输出端的转换开关、和由分别反向并联连接二极管的2个半导体开关元件构成的半桥式变换器，根据电力系统的电压下降时的极性，输出存储于输出正负电压的一对能量存储装置二者之一的电压。

并且本发明的第14方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面～13任一项，能量存储装置是用充电用变压器和充电用二极管充电的电容器。

并且本发明的第15方面所述的电压波动补偿装置是，根据第14方面，在由充电用变压器次级线圈、充电用二极管和电容器构成的充电用闭合回路内插入电流限制用电阻。

并且本发明的第16方面所述的电压波动补偿装置是，根据第11方面，能量存储装置是用上述充电用变压器和充电用二极管充电的电容器，并通过上述充电变压器的共同次级线圈对多个电压补偿电路的上述电容器充电。

并且本发明的第17方面所述的电压波动补偿装置是，根据第16方面，具备全部电压补偿电路的电容器分别跟要求的充电电压对应的电阻并联连接并使该全部电容器一并充电的充电用变压器次级线圈，在该充电用变压器次级线圈的正极、负极侧两个端子的中间点与该正极侧端子之间，输出电压全部串联连接正极性的电容器，在上述中间点与上述负极侧端子之间，输出电压全部串联连接负极性的电容器，在上述正极性的电容器与上述负极性的电容器的连接点上，连接上述充电用变压器次级线圈的中间点来的输出，按照并联连接的上述电阻之比分压的充电电压，向上述电容器充电。

并且本发明的第18方面所述的电压波动补偿装置是，根据第17方面，在充电用变压器次级线圈的中间点和正极性的电容器与负极性的电容器的连接点之间，跟并联连接各电容器的电阻比较，插入充分小的电流限制用电阻。

并且本发明的第19方面所述的电压波动补偿装置是，根据第14方面～18的任一项，给电容器充电的充电用变压器是初级侧连接电力系统。

并且本发明的第20方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面～19的任一项，为了进行电力系统中电压下降的监视和基于此进行供电控制的检测控制部动作，用初级侧连接在电力系统上的降压用变压器和连接在该降压用变压器的次级侧并由整流电路和电容器构成的转换电路构成直流电源装置，将来自上述转换电路的直流电压供给上述检测控制部。

并且本发明的第21方面所述的电压波动补偿装置是，根据第20方面，在补偿电力系统的电压下降的动作时间内，增大电容器容量，设定从该电容器向转换电路输出部的放电时间常数比规定值大，使得从直流电源装置来的输出电压下降变成规定的允许值以下。

并且本发明的第22方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面～19的任一项，为了使进行电力系统中电压下降的监视和基于此进行供电控制的检测控制部动作，用上述电力系统以外的系统构成的直流电源向上述检测控制部供给直流电压。

并且本发明的第23方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面或2，在由串联连接的全部电压补偿电路构成的全补偿电路输出端具备跟该全补偿电路并联旁路用开关。

并且本发明的第24方面所述的电压波动补偿装置是，根据第4方面或23，在全部补偿电路的两侧，从与短路开关或旁路用开关的连接点向该全部补偿电路侧插入断路开关。

并且本发明的第25方面所述的电压波动补偿装置是，根据第4方面，在并联连接全部补偿电路和短路开关的电路两端串联连接断路开关，并将两侧该断路开关的外侧作为连接点，具备上述全部补偿电路和跟上述短路开关并联旁路用开关。

并且本发明的第26方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面～4的任一项，靠近电力系统上连接的电压波动补偿装置在该电力系统的上游侧，具备欠压继电器，检测上述电力系统的一定电压下降以上，并配备遮断电路的电力系统保护断路器，用电压补偿电路来的输出电压补偿上述电力系统电压下降的动作中，具备阻止电路，使变成上述欠压继电器输出的电路断开指令的电压下降检测信号不传送到上述电力系统保护断路器。

并且本发明的第27方面所述的电压波动补偿装置是，靠近该电压波动补偿装置在上述电力系统的上游侧，具备欠压继电器，检测上述电力系统的一定以上电压下降，并配备遮断电路的电力系统保护断路器，在补偿电压的输出中，具备阻止电路，使变成上述欠压继电器输出的电路断开指令的电压下降检测信号不传送到上述电力系统保护断路器。

附图说明

图1是本发明实施例1的电压波动补偿装置构成图。

图2表示本发明实施例1的电压瞬低控制电路的详细电路图。

图3是说明本发明实施例1的电压波动补偿装置动作波形图。

图4是本发明实施例1的另一例电压波动补偿装置构成图。

图5是本发明实施例1的另一例电压补偿电路构成图。

图6是本发明实施例2的电压补偿电路构成图。

图7是本发明实施例3的电压波动补偿装置构成图。

图8是本发明实施例4的电压波动补偿装置构成图。

图9是本发明实施例5的电压波动补偿装置构成图。

图10是说明本发明实施例5的稳定短路开关的换向动作图。

图11表示本发明实施例5的电压波动补偿装置在电压补偿动作时的电流电压波形图。

图12表示本发明实施例5的短路开关构造剖面图。

图13是本发明实施例6的电压波动补偿装置示意构成图。

图14是本发明实施例6的断路开关构造图。

图15是本发明实施例7的电压波动补偿装置示意构成图。

图16是本发明实施例7的另一例电压波动补偿装置示意构成图。

图17是本发明实施例7的另一例全部补偿电路构成图。

图18是本发明实施例8的电压波动补偿装置构成图。

图19表示本发明实施例8的直流电源装置输出图。

图20是本发明实施例8的另一例电压波动补偿装置构成图。

图21是本发明实施例9的电压波动补偿装置示意构成图。

图22是现有的电压波动补偿装置示意构成图。

图23是说明现有电压波动补偿装置的电压补偿动作图。

具体实施方式

实施例1

以下，详细说明有关本发明的实施例1。

图1是本发明实施例1的电压波动补偿装置构成图。

从输电线1来的电力，用变压器2降压，经过电压波动补偿装置100连接到用户3(负荷)，供应电力。

关于电压波动补偿装置100，如图所示，电力系统上，多个串联连接有由根据电压极性选择的2个电压补偿电路P、N构成的补偿单元110。由该串联连接的多个(这时6个)的电压补偿电路N1、P1、N2、P2、N3、P3构成的全部补偿电路120，具备高速机械式的稳定短路开关8，其输出端与全补偿电路120并联。

各电压补偿电路P1～P3、N1～N3内，具备：在输出端并联具备的瞬低转换开关9、瞬低补偿开关10、作为能量存储装置的充电电容器11和用于给充电电容器11充电的充电用二极管12和充电用变压器200的次级线圈14，充电电容器11的充电电压通过串联连接于该充电电容器11的瞬低补偿开关10接到电力系统上。并且，瞬低转换开关9和瞬低补偿开关10由反向并联连接二极管的半导体开关元件，例如IGB T构成。另外，半导体开关元件就是IGB T以外的自消弧型元件也无妨。

充电电容器11用充电用二极管12和充电用变压器200的次级线圈14充上电压，充电用变压器初级线圈13跟电力系统连接。另外，15是充电用变压器200的铁芯。

一个补偿单元110内的2个电压补偿电路P、N，分别执掌正·负的电压发生。即，借助于2个充电用二极管12p、12n的作用，利用共同的次级线圈14，各自相反极性的电压相同大小，给充电电容器11p和充电电容器11n充电。

设定向补偿单元110内的充电电容器11(11p1、11n1)(11p2、11n2)(11p3、11n3)充电的电压比为2的乘方比。即，满足以下关系。

Vn3＝2×Vn2＝2×2×Vn1    (p也同样)

稳定短路开关8、瞬低转换开关9、瞬低补偿开关10连接到作为检测控制部的电压瞬低控制电路16上。并且，系统电压也输入到电压瞬低控制电路16。以下说明有关该电压瞬低控制电路16的构成和动作。

图2是表示电压瞬低控制电路16的详细电路图。并且，图3是表示图1中示出的电压波动补偿装置100产生的电压补偿动作与电压瞬低控制电路16控制动作的关系波形图。

如图2所示，系统电压输入到电压瞬低控制电路16并与目标电压25比较。这时目标电压25设为正常时的系统电压。用误差放大电路26放大两者之差，进而施行绝对值变换以后，在A/D变换器27转换成3位数字信号(D1～D3)。当系统电压与目标电压25之差变成跟充电电容器11p1的充电电压Vp1相等时，仅使A/D变换器27来的输出信号中最低位变成1，即变成“001”的方式，预先调整误差放大电路26的增益。

只要D1～D3信号的任一个变成1，就通过NOR电路28，用信号Z(＝0)断开稳定短路开关8。

另一方面，输入电压瞬低控制电路16的系统电压也输入到极性判定电路29，并判定极性。其次，系统电压的极性根据正·负的情况，经由AND电路30和反相器31，选择由数字信号D1～D3变成激活信号Yp或Yn、Xp或Xn。Xp、Xn是瞬低补偿开关10的驱动信号，Yp、Yn是瞬低转换开关9的驱动信号，瞬低转换开关9和瞬低补偿开关10由反相器31构成，往往使其以相反极性动作。

系统电压正常时，即数字信号D1～D3全0时，稳定短路开关8处于接通(信号Z为1)、瞬低转换开关9处于接通(信号Y为1)、瞬低补偿开关10处于断开(信号X为0)，电流流过稳定短路开关8。这时，充电电容器11借助于充电用变压器200充电至一定电压。由于充电用变压器200只是对充电电容器11进行充电的工作，所以小容量变压器就办得到。

其次，按照图3说明瞬低时的补偿动作。

在时刻t0，假如系统电压上发生瞬时的电压下降。时刻t0以后，误差放大电路26的输出发生误差电压。由此，A/D变换器27的输出上，对应于该误差电压也发生数字信号D1～D3。与此同时，信号Z变成0，并使稳定短路开关8断开。

时刻t0～t1，因为系统电压的极性为正，数字信号D1～D3分别传送到p侧元件。最低位的信号D1为1时，电压补偿电路P1中，Xp1变成1、Yp1变成0，瞬低补偿开关10p1接通，瞬低转换开关9p1断开，充电电容器11p1的电压Vp1由瞬低补偿开关10p1输出。当信号D2为1时，电压补偿电路P2中，Xp2变成1、Yp2变成0，瞬低补偿开关10p2接通，瞬低转换开关9p2断开，充电电容器11p2的电压Vp2由瞬低补偿开关10p2输出。同样，最高位的信号D3为1时，电压补偿电路P3中输出充电电容器11p3的电压Vp3。另外，关于各数字信号D1～D3之中变成0的信号，例如最低位的信号D1为0时，电压补偿电路P1中Xp1为0和Yp1为1，因而随着瞬低转换开关9p1短路其输出端，来自电压补偿电路P1的输出大约为0。这些输出由系统进行组合，可以产生“000”～“111”的8个等级输出电压，最大补偿电压变成7×Vp1。

直到t1～t2，系统电压的极性为负以后，数字信号D1～D3分别传送到n侧元件，在电压补偿电路N1～N3中，同样输出补偿电压，最大补偿电压变成7×Vn1。

上述实施例1中，由串联连接的多个电压补偿电路N1、P1、N2、P2、N3、P3构成的全补偿电路120因为直接与电力系统串联连接，所以不需要现有的那种大型变压器。并且，跟全补偿电路120并联，具备高速机械式的稳定短路开关8，系统电压正常时，稳定短路开关8导通并使电流旁路，因此正常时的装置损耗几乎为0，冷却装置小容量就行，整个装置能廉价小型化。

并且，在系统电压瞬时下降时，通过数字等级控制，选择组合具有各自不同充电电压的充电电容器11的多个电压补偿电路N1、P1、N2、P2、N3、P3，以输出电压的总和方式进行电压补偿，因而可能进行极其精细的电压补偿，以至可以不用或用小型输出滤波器。并且，一般在使用PWM控制等场合，与在输出滤波器频带部分产生相当的响应延迟相比较，控制方式由于是数字等级式控制，所以可实时补偿电压，进而可以更精确补偿电压。

并且，设定对各电压补偿电路P1～P3、N1～N3的充电电容器11充电的电压为Vn3＝2×Vn2＝2×2×Vn1(p也同样)，因此可以等间隔高精度按等级控制补偿电压。

而且，充电电容器11通过连接于电力系统的充电用变压器200，系统电压正常时可以充分充电，因而充电用变压器200用小容量就足够，充电电路将小型而便宜起来。并且，为了自动进行充电，装置也简单了。

另外，在上述实施例1中，在全部补偿电路120的输出端，虽然备有一个跟全部补偿电路120并联的稳定短路开关8，但是如图4所示，也可以在各电压补偿电路P1～P3、N1～N3的每个输出端并联配备。并且，由一对电压补偿电路P、N构成的补偿单元110每个输出端上，备有稳定短路开关8，图5示出这时的各补偿单元110的构成图。或者在其它的多个电压补偿电路P1～P3、N1～N3的每个输出端，备有稳定短路开关8也行。这样，即使备有多个稳定短路开关8，控制方式也与一个的情况同样，正常时闭合全部稳定短路开关8，使全部电压补偿电路P1～P3、N1～N3旁路，电力系统的电压下降时，断开全部稳定短路开关8，按照电压补偿电路P1～P3、N1～N3来的电压输出补偿电力系统的电压下降。

实施例2

图6(a)和图6(b)是本发明实施例2电压波动补偿装置的电压补偿电路构成图。

上述实施例1中，虽然用一对电压补偿电路P、N构成补偿单元110，但是本实施例2所示2个例子中，输出正负电压的各补偿单元110由一个电压补偿电路PN构成。以下，说明有关对应于上述实施例的电压补偿电路P1和电压补偿电路N1的电压补偿电路PN1。

在图6(a)示出的第1例中，电压补偿电路PN1具备由反向并联连接二极管的4个半导体开关元件17a～17d构成的全桥式转换器、作为能量存储装置的充电电容器18、以及用于充电电容器18充电的充电用二极管12和充电用变压器200的次级线圈14，充电电容器18的充电电压Vpn1，按照半导体开关元件17a～17d的接通/断开控制正或负的极性连接到电力系统上。并且，在电压补偿电路PN1的输出端，设置与电压补偿电路PN1并联稳定短路开关8。

这时，也与上述实施例1同样，将备有各自充电电压不同的充电电容器18的电压补偿电路PN1和电压补偿电路PN2、PN3(图未示出)串联连接到电力系统上。并且，设定各电压补偿电路PN1、PN2、PN3内的充电电容器18被充电的电压比为2的乘方比。即，满足以下的关系。

Vpn3＝2×Vpn2＝2×2×Vpn1

其次，说明有关动作。正常时，即数字信号D1～D3全为0时，稳定短路开关8为接通状态，电流流过稳定短路开关8。这时，假定半导体开关元件17a～17d之中上臂一侧17a、17b或下臂一侧17c、17d的一方为接通状态，则另一方为断开状态。

并且电力系统的电压下降时，按照由误差电压产生的数字信号D1～D3选择的各电压补偿电路PN1、PN2、PN3，当电力系统的极性为正时，由于使开关元件17b、17c导通，开关元件17a、17d截止，通过开关元件17b、17c就以正极性输出充电电压。并且当电力系统的极性为负时，由于使开关元件17a、17d导通，开关元件17b、17c截止，通过开关元件17a、17d就以负极性输出充电电压。另外，至于各数字信号D1～D3之中变成0的信号，例如最低位的信号D1为0时，电压补偿电路PN1中因为上臂一侧17a、17b或下臂一侧17c、17d的哪一方为导通则另一方为截止，所以输出端短路，从电压补偿电路PN1来的输出几乎为0。因此，跟上述实施例1同样，进行电压补偿。

这样构成的电压补偿电路PN1、PN2、PN3中，各自用一个充电用二极管12和充电电容器18，就能输出与正负两个极性对应的补偿电压，因而达到小型化和降低成本。

接着，说明有关在图6(b)示出的第2例。

如图所示，电压补偿电路PN1具备：由反向并联连接二极管的2个半导体开关元件19p1、19n1构成的半桥式转换器、把由反向并联连接二极管的2个半导体开关元件20p1、20n1反向串联连接，在电压补偿电路PN1输出端并联连接瞬低转换开关、作为能量存储装置的充电电容器21p1、21n1、以及用于充电电容器21p1、21n1的充电用二极管12和充电用变压器200的次级线圈14。

并且，在电压补偿电路PN1的输出端，与电压补偿电路PN1并联设置稳定短路开关8。

这时也跟上述实施例1同样，具有各自充电电压不同的充电电容器21的电压补偿电路PN1和电压补偿电路PN2、PN3(图未示出)都串联连接到电力系统上。

这时，由上述实施例1的图2所示的电压瞬低控制电路16产生的同样控制信号X、Y、Z进行控制，例如在图中所示电压补偿电路PN1，分别把信号Xp1送给开关元件19p1，信号Xn1送给开关元件19n1，信号Yp1送给开关元件20p1，信号Yn1送给开关元件20n1，信号Z送给稳定短路开关8。因此，电力系统的电压下降时，例如当极性为正，最低位的信号D1为1时，电压补偿电路PN1中，Xp1变成1、Yp1变成0，由开关元件19p1输出充电电容器21p1的电压Vp1。当极性为负时，Xn1变成1、Yn1变成0，由开关元件19n1输出充电电容器21n1的电压Vn1。信号D1为0时也跟上述实施例1同样，因为构成瞬低转换开关的转换开关20p1、20n1导通，所以输出端短路，从电压补偿电路PN1来的输出几乎为0。因此进行上述实施例1的图3中示出的同样电压补偿动作。

这样，在构成的电压补偿电路PN1、PN2、PN3中，可用共同的充电路径给正极、负极的充电电容器21p、21n充电，充电用二极管12可以是一个，充电用变压器次级线圈14的抽头少至一个就成，因而实现小型化和低成本化。

实施例3

接着，说明有关本发明的实施例3。

图7是本发明实施例3的电压波动补偿装置构成图。

上述实施例1中，用一对电压补偿电路P、N构成补偿单元110，而在本实施例3中，分别解决产生正极电压的电压补偿电路P和产生负极电压的电压补偿电路N，例如如图所示，顺序串联连接电压补偿电路P3、电压补偿电路P2、电压补偿电路P1、电压补偿电路N1、电压补偿电路N2、电压补偿电路N3构成全部补偿电路120，并具备高速机械式的稳定短路开关8，其输出端与全部补偿电路120并联。

各电压补偿电路P1～P3、N1～N3，跟上述实施例1同样，在输出端备有并联配备的瞬低转换开关9、瞬低补偿开关10、作为能量存储装置的充电电容器11。

各充电电容器11分别并联连接跟要求的充电电压相应的电压设定用电阻22，并且具备一并对全部充电电容器11充电的充电用变压器次级线圈14。把充电用变压器次级线圈14的中间抽头接到电压补偿电路P1与电压补偿电路N1的连接点，并在正极侧和负极侧分别具备充电用二极管12，用正侧充电用路径和负侧充电路径，按照并联连接的电压设定用电阻22之比分压的充电电压，对各充电电容器11充电。

各电阻22大致选定如下(n与p同样)。

(22p3的电阻)＝2×(22p2的电阻)

＝2×2×(22p1的电阻)。

这样一来，可以与上述实施例1同样设定各充电电容器11的电压。

并且，跟并联连接各充电电容器11的电压设定用电阻22比较，把足够小的电流限制用电阻23插入充电用变压器次级线圈14的中间抽头与电压补偿电路P1、N1的连接点之间。

另外，本构成中，跟充电电容器11的充电路径不同，不能经由电流限制用电阻23和瞬低转换开关9阻止流动电流。因此，本构成中，系统电压在正常时，稳定短路开关8处于导通状态的时候，要控制各瞬低转换开关9，使其也都变成断开状态。另外，除这时以外的控制都与上述实施例1同样。

即，在图3的t0以前和t2以后，要控制瞬低转换开关9，强制性地使其成为断开状态。因此，充电路径跟系统断开，防止充电电压向系统泄漏。然而，在稳定短路开关8变成断开的图3的时刻t0～t2的期间，因为瞬低转换开关9任一个变成接通，充电电压都会通过瞬低转换开关9泄漏出去。这时，从中间抽头，经由瞬低转换开关9、充电用二极管12流过充电用变压器200泄漏电流，借助于电流限制用电阻23加以限制，因此可以防止充电用变压器200的破坏。这样，电流限制用电阻23就是抑制瞬低补偿时(t0～t2)泄漏电流的元件，并与电压设定用电阻22之间成立以下的关系的话，使充电电容器11充电时，就将电流限制用电阻23电压降控制在不成问题的程度。

(电压设定用电阻22p1的电阻)>>

(电流限制用电阻23的电阻)

本实施例中，由于用充电用变压器200的共同次级线圈14使充电电容器11充电，所以次级线圈14只用中间点一个抽头的结构就行，能够极其简单，达到电压波动补偿装置100的小型化和低成本化。

另外，上述实施例1～3中，串联连接电压补偿电路P1～P3、N1～N3，或电压补偿电路PN1～PN3，即采用3个补偿单元110，然而不限于此，补偿单元110个数越多，进行电压补偿越精细。

实施例4

接着，按图8说明本发明的实施例4。

上述实施例1、2示出的电压波动补偿装置100中，充电用变压器14、充电电容器11、充电用二极管12构成充电环路，电压补偿动作结束后，上述充电环路内，流动着变压器次级线圈14→充电电容器11→充电用二极管12方向的充电电流。在这里，电压补偿动作期间长，充电电容器11的电压下降大的情况下，该充电电流将增加，有发生次级线圈14烧损、充电用二极管12的破坏等担心。于是，本实施例4中，在充电环路内设置电流限制用电阻24。因此可以防止充电时，充电环路内流动过载电流，能够防止构成充电环路的电路部件异常发热、破坏等。

实施例5

接着，关于以上述实施例1的图1示出同样构成的电压波动补偿装置100，按照图9详细说明有关全部补偿电路120输出端并联设置的稳定短路开关8。

如图所示，在由全补偿电路120和稳定短路开关8构成并联电路连接的电力系统的电源侧或负荷侧，配置测量电流或电压等的测量部35a。并且在流过稳定短路开关8的电流路径上也配置测量部35b。

根据从这些测量部35(35a、35b)来的电信息，电压瞬低控制电路16以适当时间控制上述各电压补偿电路P1～P3、N1～N3和稳定短路开关8。

然后以稳定短路开关8的动作为中心，说明有关电压波动补偿装置100的动作。该电压波动补偿装置100，在电力系统的电压下降的情况等，为了补偿其电压，向负荷侧(用户3)送出正常电压，首先，系统电压正常时，稳定短路开关8处于接通状态，电流流过该稳定短路开关8。因此电压波动补偿装置100的电力损耗极其之小。

其次说明有关系统电压发生瞬低等的异常情况。虽然对电压的下降进行补偿是本装置的目的，但是此前使流到稳定短路开关8的电流转向全补偿电路120，即需要迅速遮断流入稳定短路开关8的电流。图10是说明这种转向动作图，并且，图11中，。典型性示出包括电力系统的电压下降和而后的上述转向动作，由电压波动补偿装置100补偿动作引起的电流电压波形变化。

用电源侧的测量部35a经常监视电压和电流，如图11所示，在时刻t1，发生电压异常并将其测出。电压瞬低控制电路16马上给稳定短路开关8送出断开指令。如果时刻t1电源侧电压(系统电压)V1下降，随之稳定短路开关电流I2也就下降。根据断开指令，稳定短路开关8的接点，在时刻t1a离开并发生电弧，然而一般照样一直到电流自然零点，稳定短路开关8内电流不继续流完以前不能进行电压补偿动作。因而，在稳定短路开关8的接点间发生电弧，而后至可转换的接点间距离的时刻t2，如图10所示，将全补偿电路120例如电压补偿电路N1的补偿开关10n1成为接通，其它的电压补偿电路N2、N3、P1～P3的瞬低转换开关9变成接通。于是充电电容器11n1内预先充电的电荷，跟流过稳定短路开关8的电流相反极性流到作为通过稳定短路开关8的闭合回路的瞬时断路用闭合环路36。另外，所谓至可转换的接点间距离的时刻t2，是指转换完毕时对加到接点间的电压直到能承受的距离前，接点离开的时刻。

流到上述瞬时断路用闭环36的充电电容器11n1来的放电电流37的频率由充电电容器11n1的静电容量和该闭合环路36的阻抗决定，例如50Hz、60Hz这样的商用频率就足够高。因而，在流过稳定短路开关8的商用频率电流上重叠瞬时断路用闭环36的高频电流(放电电流)37，在时刻t3，对稳定短路开关电流I2形成强制性电流零点38。在该强制电流零点38，稳定短路开关8遮断电流，然后变成系统的电流流到全部补偿电路120。

如图11所示，在时刻t2～t3，稳定短路开关电流I2减少，相反全部补偿电路电流I3在增加。该增加的比率按照由上述瞬时断路用闭环36的充电电容器11n1静电容量和阻抗决定的频率来决定。

电流转换到全部补偿电路120上刚刚结束以后，全补偿电路120根据电压瞬低控制电路16来的控制，进行与上述实施例1同样的补偿动作。

尽管，稳定短路开关8在系统电压瞬低时，为了在可能的极限瞬时补偿电压，需要极快地断开。

图12是由利用电磁推斥力的真空开关装置构成高速机械式的稳定短路开关8时的剖面图。图中，41是开闭电路接点部的真空管，42是连接真空管41的固定侧端子，43是可动侧端子，系统电流流入由固定侧端子42-真空管41-可动侧端子43构成的电路。图未示出的是真空管41中固定接点和可动接点。44是用于开闭真空管41接点的驱动部的电磁推斥部，45是用于使接点接触的接触力和保持接点的断开状态的弹簧机构部。这样构成的稳定短路开关8中，自送出断开指令以后约1ms左右，可以脱离真空管41中的接点，可以说是一种适合瞬时遮断的构造。并且是机械式的接点，但是通电时的损耗极小。

上述实施例5中，稳定短路开关8断路开始时，从全补偿电路120的充电电容器11流出放电电流37，使稳定短路开关电流产生强制性电流零点38，会瞬时遮断稳定短路开关电流。因而，在电压发生异常后，瞬时就能够开始电压下降的补偿动作。并且，用于产生强制电流零点的装置或控制装置不需要另外的办法，以适合小型化、低价格的构造，获得可靠性高的电压波动补偿装置。

另外，上述实施例中，虽然从全补偿电路120内的充电电容器11n1流出放电电流37，但是只要放电电流37的极性相同，通过其它充电电容器11n2、11n3或其组合，也可以流出放电电流37。

并且，上述实施例中示出稳定短路开关8的转换动作，即使全补偿电路120上并联连接稳定短路开关8的上述实施例3也能同样应用，并且不仅串联连接多个电压补偿电路P1～P3、N1～N3的电压波动补偿装置100，而且用一个电压补偿电路构成电压波动补偿装置串联连接到电力系统上时，也同样可以应用。

进而，上述实施例中，稳定短路开关8断开开始时，从全补偿电路120内的充电电容器11n1流出放电电流37，遮断流过稳定短路开关8的电流，然而由于供给与该电流反向的电流，可使流过稳定短路开关8的电流瞬时遮断，也可以使用其它的转换装置。

实施例6

接着，说明有关本发明的实施例6。

图13是本发明实施例6的电压波动补偿装置示意构成图。

如图所示，在全部串联连接多个电压补偿电路P、N的全补偿电路120输出端上，跟全部补偿电路120并联高速机械式稳定短路开关8的电压波动补偿装置中，全补偿电路120的两端各自断开开关51、52串联连接到全部补偿电路120上。该断开开关51、52配置在全补偿电路120侧靠近全部补偿电路120与稳定短路开关8的接点53、54。

接着说明有关动作。全补偿电路120在系统电压下降等异常时，应该补偿其不足的电压，可是电压正常时，稳定短路开关8在接通状态，从接点53到接点54的电路阻抗，稳定短路开关8侧电路方比断开开关51、52和全补偿电路120构成的电路要低，因而电流大部分流入稳定短路开关8，大大抑制电压波动补偿装置100正常时的损耗。这时，断开开关51、52为接通状态。由该状态一旦发生系统电压下降等异常，就使稳定短路开关8断开，如上述实施例1说过的那样，全补偿电路120进行补偿电压不足部分的动作。

尽管，在该全补偿电路120中，需要检查或修理时，正常时因为电流流过稳定短路开关8，所以断开断开开关51、52进行全补偿电路120的检测、修理。

并且系统电压下降时正在全补偿电路120进行电源补偿动作之中，进行全补偿电路120的检测或修理时，使稳定短路开关8接通并断开断开开关51、52。

上述实施例中，全补偿电路120的两端，各自具备断开开关51、52。检查或修理全补偿电路120之际，接通稳定短路开关8而将断开开关51、52断开。因而，照样从初级侧端子(电源侧)向次级侧(负荷侧)供给电力，而负荷侧不会发生停电，电压下降时如果不能补偿就变成可连续地供电。并且这时，由于将断开开关51、52断开，全补偿电路120变成无电压状态，并不担心触电，可以进行检查或修理。

另外，本实施例中，所用的断开开关51、52，例如如图14所示，采用由接头凸端子61a和接头凹端子61b构成的接头61，把底板62上配备车轮63在可动状态下载置的全补偿电路120，从电力系统抽出，绝缘地进行离开必要距离的动作时，也可以在接头61处电气上跟系统断开。

实施例7

图15是本发明实施例7的电压波动补偿装置示意构成图。

如图所示，在全部串联连接多个电压补偿电路P、N的全补偿电路120输出端，具备跟全补偿电路120并联的高速机械式稳定短路开关8的电压波动补偿装置100中，全补偿电路120的两端，分别跟全补偿电路120串联连接有断开开关51、52。该断开开关51、52配置于外侧(与全补偿电路120相反侧)，靠近全补偿电路120与稳定短路开关8的连接点53、54，进而在外侧的连接点53、54上，与并联连接全补偿电路120和稳定短路开关8的电路并联连接有旁路用开关57。

接着说明有关动作。全补偿电路120是系统电压下降等异常时补偿其不足电力的，然而电压正常时，稳定短路开关8为接通状态，连接点53到连接点54的电路阻抗，由于稳定短路开关8侧电路一方低于由全补偿电路120构成的电路，电流大部分流过稳定短路开关8，并大大抑制电压波动补偿装置100的正常时的损耗。这时，断开开关51、52为接通状态，旁路用开关57为断开状态。由该状态一旦发生系统电压下降等异常，就使稳定短路开关8断开，如上述实施例1说过的一样，进行全补偿电路120补偿电压不足部分的动作。

尽管，在该全补偿电路120或稳定短路开关8中，出现需要检查或修理时，就把旁路用开关57接通，并使断开开关51、52断开。

这种电压波动补偿装置100中，即使对全补偿电路120和稳定短路开关8进行检查修理时，照样从初级侧(电源侧)向次级侧(负荷侧)供给电力而不会在负荷侧发生停电，电压下降时如果不能补偿就变成可连续地供电。并且这时，由于将断开开关51、52断开，全补偿电路120变成无电压状态，并不担心触电，仍可以检查或修理。

另外，如图16(a)、图16(b)所示，在没有配备稳定短路开关8的情况下，正常时，旁路用开关57为断开状态，电流流过图17中所示全补偿电路120的瞬低转换开关9的开关元件和跟其并联连接的二极管的电路，系统电压下降时，用全补偿电路120进行上述实施例同样的补偿动作。

这时也与上述实施例7同样，全补偿电路120中出现需要检查或修理时，把旁路用开关57接通，进行检查和修理。这时图16(a)中，采用将断开开关51、52断开的办法，使全补偿电路120变成无电压状态，并不担心触电，可以进行检查或修理。

实施例8

接着，说明有关本发明实施例8。

图18是本发明实施例8的电压波动补偿装置构成图。

如图所示，在上述实施例1中，这时用图4示出的电压波动补偿装置100中，设置用于使电压瞬低控制电路16动作的直流电源装置70。该直流电源装置70由初级侧连接电力系统的降压用变压器71和连接降压用变压器71次级侧并由整流电路72和电容器73组成的换流器电路74构成。

接着，说明有关直流电源装置70的动作。

控制电路用的直流电源装置70，从作为进行电压补偿对象的输电线1引入电源，在连接输电线1的降压变压器71，转换成用于电压瞬低控制电路16的电压。降压用变压器71的次级侧连接着换流器电路74，把交流转换成直流。由设置于换流器电路74输出部分的电容器73使输出电压稳定，并将控制电路用直流电压V_DC供给电压瞬低控制电路16。

尽管，因为从作为进行电压补偿对象的输电线1引入电源，输电线1的电力系统电压下降并进行补偿动作之际，供给电压瞬低控制电路16的输出电压也下降。因而，增大换流器电路74电容器73的放电时间常数，以便确保电压瞬低控制电路16正常动作的输出电压。

系统电压上发生瞬低时，换流器电路74的输出电压V_DC，如图19所示，随时间下降。例如在电压波动补偿装置100的补偿动作时间t内，换流器电路74的输出只下降ΔV。在这里，如果把电压瞬低控制电路16要求的直流电压供给最小电压设为Vmin，一旦ΔV变成大于(V_DC-Vmin)，补偿动作中供给电压瞬低控制电路16的电压会变成Vmin以下，电压瞬低控制电路16将无法正常工作。因此，本实施例中，由电压波动补偿装置100的补偿动作时间t1和电压瞬低控制电路16要求的直流电压供给最小电压Vmin，求出容许的电压下降部分ΔVa，使换流器电路74的输出电压下降率成为ΔVa/t1以下。这里，可以继续增大电容器73容量，使换流器电路74输出部分的电容器73放电时间常数成为规定值以上。

本实施例中，即使系统电压下降中也能向电压瞬低控制电路16供给需要的直流电压，能够防止电压瞬低控制电路16的动作出现异常，并提高电压波动补偿装置100的可靠性。

另外，在上述实施例中，虽然示出了从作为进行电压补偿对象的输电线1引入电源的直流电源装置70，如图20所示，但是也可以使用连接到电压补偿对象的输电线1以外的电力系统的直流电源75。这时，所谓电压波动补偿装置100电压补偿的电力系统，从连接另外系统的直流电源75向电压瞬低控制电路16供给直流电压，因而即使补偿对象的电力系统上发生瞬低时也不受其影响，能够稳定地向电压瞬低控制电路16提供直流电压，直流电源75也可以采用电池组、太阳能电池、风力发电装置等，可以获得同样的效果。

实施例9

接着，说明本发明实施例9。

一般地说，电力系统中备有保护功能，借助于过流继电器和欠压继电器检测系统的异常，由此保护遮断器断开电路。这样构成保护遮断器，只要过流继电器或欠压继电器哪一方的异常信号就进行遮断动作。其电力系统中发生短路事故时，因大电流流过而且短路事故发生电压下降，所以监视过电流和电压下降两者，是因为哪一方继电器故障也能根据从另一方继电器来的异常信号，正确测出事故来。

在本发明的实施例9，按照图21以下说明有关具有上述这种通常保护功能的电力系统中，导入上述实施例1示出的电压波动补偿装置的情况。

如图所示，输电线1来的电力用变压器2降压，首先通过保护遮断器80，由电路81a输入到电压波动补偿装置100，电压波动补偿装置100的输出，通过电路81b连接各用户3并供给电力。保护遮断器80，在系统事故时作为电压源从变压器2切断电路81b，因而在该保护遮断器80正下面的电路81a，设置为过流检测用的过流继电器82的电流计83和为欠压检测用的欠压继电器84的电压计85。

电路81a的电流一超过规定值，过流继电器82就输出信号「1」、此值以下则输出信号「0」，并且输出信号成为OR电路86的第1输入。另一方面，欠压继电器84如果电路81a的电压小于规定值就输出信号「1」、此值以上则输出信号「0」，其输出信号将成为电压波动补偿装置100输出部分具备的AND电路88的第1输入。在电压波动补偿装置100中，例如将图2所示电压瞬低控制电路16来的信号Z的NO T信号输入AND电路88。即，电压补偿动作中输出信号「0」、电压补偿动作停止中输出「1」，并且该输出信号为AND电路88的第2输入。AND电路88的输出为OR电路86的第2输入，OR电路86的输出作为电路遮断指令89输入保护遮断器80。电路遮断指令89为「0」时保护遮断器80不动作，为「1」时进行遮断动作。

图21中，输电线1的电力系统正常，下游的系统也无异常时，过流继电器82和欠压继电器84的输出都为「0」，并且因为电压补偿动作停止，电压波动补偿装置100的输出为「1」。「0」、「1」输入AND电路88中，其输出变成「0」。于是，「0」、「0」输入到OR电路86中，其输出变成「0」，保护遮断器80无遮断动作。

因输电线1的事故系统电压下降，电压波动补偿装置100瞬间进入补偿动作，输出表示电压补偿动作中的信号「0」。另一方面，之所以使欠压继电器84的响应延迟，测出电路81a的电压下降，欠压继电器84输出电压下降检测信号87，即信号「1」，是为了在电压波动补偿装置100动作开始以后。并且，过电流继电器82的输出变成「0」。于是，向AND电路88输入「0」、「1」，输出变成「0」，从而向OR电路86输入「0」、「0」，输出变成「0」，保护遮断器80不进行遮断动作。因此电压波动补偿装置100进行欠电压的补偿动作，给用户3提供电力。

这样，在电压波动补偿装置100的输出部分配置AND电路88，电压补偿动作中，要使其阻止而使从欠压继电器84输出的电压下降检测信号87不传送到电力系统的保护遮断器80。

即，变成保护遮断器80的电路遮断指令89从欠压继电器84来的电压下降检测信号87，在电压波动补偿装置100的电压补偿动作中不起电路遮断指令89作用，使保护遮断器80不进行遮断动作。因而，电压波动补偿装置100在系统电压瞬低时，能够进行可靠性良好的电压补偿动作，可将补偿后的电压送给负荷用户3。

另外，本实施例中，表示在供电系统的输出部分设置电压波动补偿装置100的情况，但是在用户3内部设置的情况也同样。

并且本实施例中，作成一种欠压继电器84的电压下降检测信号87，在电压波动补偿装置100的电压补偿动作中不传送到保护遮断器80的构成，然而也可以在电压补偿动作中使欠压继电器84不动作。

并且，上述实施例中，采用上述实施例1所示的电压波动补偿装置，然而在连接电力系统，按照电力系统电压下降的监视，通过供电控制输出补偿电压的电压波动补偿装置也都可以应用。

在上述各实施例中虽然各补偿装置内充电电容器的充电电压比设定为约2的乘方比，但也可使用其它电压比的组合。电压比为约2的乘方比，其组合不产生可供给电压值的重复，最为适合。

在各实施例中，虽然储能装置是使用电容器来表示的，但是也可用其它的，例如使用蓄电池等。

发明效果

如以上所述，本发明的第1方面所述的电压波动补偿装置是：具备分别存储不同电压的能量存储装置，把该能量存储装置上存储的直流电压转换成交流电压输出的多个电压补偿电路串联连接到电力系统上，上述电力系统的电压下降时，从上述多个电压补偿电路中选择要求的组合，以其输出电压总和补偿上述电力系统的电压下降，因而能够廉价构成促进小型化的装置，同时使极细的高精度电压补偿成为可能。

并且本发明的第2方面所述的电压波动补偿装置，根据第1方面，分别存储于多个电压补偿电路内的能量存储装置的不同电压绝对值是对最小的该电压补偿电路输出电压(绝对值)大致2^K倍(K＝0、1、2、…)，因而可按等间隔等级控制补偿电压，进而高精度进行电压补偿。

并且本发明的第3方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面或2，在一个或串联连接的多个上述电压补偿电路的每个输出端上具备用于使电压补偿电路旁路的高速机械式短路开关，电力系统的电压正常时，接通全部该短路开关使全部上述电压补偿电路旁路，上述电力系统的电压下降时，断开全部该短路开关，由上述电压补偿电路来的电压输出补偿上述电力系统的电压下降，因而可以减少正常时的损耗，冷却装置用小容量就行，可使整个装置廉价小型化。

并且本发明的第4方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面或2，在由串联连接的全部电压补偿电路构成的全补偿电路输出端，跟该全补偿电路并联具备用于使电压补偿电路旁路的高速机械式短路开关，电力系统的电压正常时，接通全部该短路开关使上述电压补偿电路旁路，上述电力系统的电压下降时断开该短路开关，由上述全补偿电路来的电压输出补偿上述电力系统的电压下降，因而可以减少正常时的损耗，冷却装置用小容量就行，并且短路开关的个数可以只要一个，因此可使整个装置廉价小型化。

并且本发明的第5方面所述的电压波动补偿装置是，根据第4方面，因电力系统的电压下降引起短路开关的断开开始时，由全补偿电路和上述短路开关构成的闭合回路中，随着从上述全补偿电路内的规定能量存储装置流出放电电流，对于流过上述短路开关的商用频率交流电流形成强制性电流零点，瞬时遮断该交流电流，因而，由于全补偿电路的一部分流动的放电电流，在电压发生异常后瞬间开始电压下降的补偿动作，使高可靠性的电压补偿成为可能。

并且本发明的第6方面所述的电压波动补偿装置是，根据第5方面，进行对电力系统上电压下降的监视、和基于此进行供电控制的检测控制部具备：上述电力系统的电压下降时，检测流过上述短路开关的电流极性的装置；及要控制选择要求的电压补偿电路，从该电压补偿电路内的能量存储装置，流动跟上述短路开关流动的电流相反极性的放电电流的装置，因而是廉价促进小型化的装置构成，使高可靠性的电压补偿成为可能。

并且本发明的第7方面所述的电压波动补偿装置是，具备能量存储装置，把该能量存储装置存储的直流电压转换成交流输出的电压补偿电路串联连接到电力系统上，并与上述电压补偿电路并联连接高速机械式短路开关，上述电力系统的电压正常时，闭合该短路开关使上述电压补偿电路旁路，上述电力系统的电压下降时，断开该短路开关，由上述电压补偿电路来的电压输出，补偿上述电力系统的电压下降，因而，可减少正常时的损耗，使以廉价、小型化构成电压补偿成为可能。

并且本发明的第8方面所述的电压波动补偿装置是，根据第7方面，因电力系统的电压下降引起短路开关的断开开始时，在由电压补偿电路和上述短路开关构成的闭合回路中，随着从上述电压偿电路内的能量存储装置流出放电电流，对于流过上述短路开关的商用频率交流电流形成强制性电流零点，瞬时遮断该交流电流，因而由于使用电压补偿电路的一部分流动的放电电流，可在电压发生异常后瞬间开始电压下降的补偿动作，使高可靠性的电压补偿成为可能。

并且本发明的第9方面所述的电压波动补偿装置是，根据第3方面、4和7任一项，短路开关具备高速换向装置，以便在电力系统的电压下降引起该短路开关的断开开始时，随供给与该电流相反方向的电流，瞬时遮断流过该短路开关的电流，因而电压下降的补偿动作可在电压发生异常后瞬间开始，使高可靠性的电压补偿成为可能。

并且本发明的第10方面所述的电压波动补偿装置是，根据第3方面～9任一项，短路开关是将电磁推斥力用于接点断开操作断开的机械式开关，因而通电时的损耗极小，并成为适合瞬间遮断构造的短路开关，准确进行可靠性高的电压补偿。

并且本发明的第11方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面～4任一项，各电压补偿电路具备用于把能量存储装置上存储的电压接入电力系统的补偿开关和并联连接到该电压补偿电路输出端的转换开关，上述补偿开关和上述转换开关，分别由反向并联连接二极管的半导体开关元件构成，因而准确进行精度良好的电压补偿。

并且本发明的第12方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面～4任一项，各电压补偿电路分别具备由反向并联连接二极管的4个半导体开关元件构成的全桥式变换器，根据电力系统的电压下降时的极性，按正负二者之一的极性，输出能量存储装置上存储的电压，准确进行精度良好的电压补偿。

并且本发明的第13方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面～4任一项，各电压补偿电路具备分别反向并联连接二极管的2个半导体开关元件进行反方向串联连接，且并联连接该电压补偿电路输出端的转换开关、和由分别反向并联连接二极管的2个半导体开关元件构成的半桥式变换器，根据电力系统的电压下降时的极性，输出存储于输出正负电压的一对能量存储装置二者之一的电压，因而准确进行精度良好的电压补偿。

并且本发明的第14方面所述的电压波动补偿装置，根据第1方面～13任一项，能量存储装置是用充电用变压器和充电用二极管充电的电容器，因而会准确输出补偿电压。

并且本发明的第15方面所述的电压波动补偿装置是，根据第14方面，在由充电用变压器次级线圈、充电用二极管和电容器构成的充电用闭合回路内插入电流限制用电阻，因而充电时，可防止充电用闭合电路内过电流流动，可防止电路部件异常发热和破坏。

并且本发明的第16方面所述的电压波动补偿装置是，根据第11方面，能量存储装置是用上述充电用变压器和充电用二极管充电的电容器，并通过上述充电变压器的共同次级线圈对多个电压补偿电路的上述电容器充电，因而简化了装置构成。

并且本发明的第17方面所述的电压波动补偿装置是，根据第16方面，具备全部电压补偿电路的电容器分别跟要求的充电电压对应的电阻并联连接并使该全部电容器一并充电的充电用变压器次级线圈，在该充电用变压器次级线圈的正极、负极侧两个端子的中间点与该正极侧端子之间，输出电压全部串联连接正极性的电容器，在上述中间点与上述负极侧端子之间，输出电压全部串联连接负极性的电容器，在上述正极性的电容器与上述负极性的电容器的连接点上，连接上述充电用变压器次级线圈的中间点来的输出，按照并联连接的上述电阻之比分压的充电电压，向上述电容器充电，因而大幅度简化充电用变压器的次级线圈，以廉价促进小型化的装置构成，准确进行精度良好的电压补偿。

并且本发明的第18方面所述的电压波动补偿装置是，根据第17方面，在充电用变压器次级线圈的中间点和正极性的电容器与负极性的电容器的连接点之间，与各电容器上并联连接的电阻相比，插入充分小的电流限制用电阻，因而能以良好可靠性限制充电电压的泄漏电流，可防止充电用变压器遭破坏。

并且本发明的第19方面所述的电压波动补偿装置是，根据第14方面～18的任一项，给电容器充电的充电用变压器是初级侧连接电力系统上，因而电容器在系统电压正常时，可以自动地慢慢充电，并使装置小型简单。

并且本发明的第20方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面～19的任一项，为了进行电力系统中电压下降的监视和基于此进行供电控制的检测控制部动作，用电力系统上连接初级侧的降压用变压器和连接该降压用的次级侧并由整流电路和电容器构成的转换电路构成直流电源装置，由于从上述转换电路来的直流电压供给上述检测控制部，可将控制性能好的直流电压供给检测控制部分。

并且本发明的第21方面所述的电压波动补偿装置是，根据第20方面，在补偿电力系统的电压下降的动作时间内，增大电容器容量，设定从该电容器向转换电路输出部的放电时间常数比规定值大，使得从直流电源装置来的输出电压下降变成规定的允许值以下，因而能够使检测控制部稳定动作，提高电压波动补偿装置的可靠性。

并且本发明的第22方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面～19的任一项，为了使电力系统中电压下降的监视和由此进行供电控制的检测控制部动作，由上述电力系统以外的系统构成的直流电源向上述检测控制部供给直流电压，因而能够使检测控制部稳定动作，提高电压波动补偿装置的可靠性。

并且本发明的第23方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面或2，在由串联连接全部的电压补偿电路构成的全补偿电路输出端，具备跟该全补偿电路并联的旁路用开关，因而维修、检查时通过旁路用开关向负荷供给电力。

并且本发明的第24方面所述的电压波动补偿装置是，根据第4方面或23，在全补偿电路的两侧，从短路开关与旁路用开关的连接点，向该全补偿电路侧插入转换开关，因而一边向负荷供给电力一边在无电压状态下安全进行全补偿电路的维修、检查。

并且本发明的第25方面所述的电压波动补偿装置是，根据第4方面，在并联连接全补偿电路和短路开关的电路两端串联连接转换开关，并将两侧该转换开关的外侧作为连接点，具备上述全补偿电路和跟上述短路开关并联旁路用开关，因而在维修、检查时通过旁路用开关，一边向负荷供给电力一边在无电压状态下安全进行全补偿电路和短路开关的维修、检查。

并且本发明的第26方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面～4的任一项，靠近电力系统上连接的电压波动补偿装置在该电力系统的上游侧，具备欠压继电器，检测上述电力系统的一定电压下降以上，并配备遮断电路的电力系统保护断路器，用电压补偿电路来的输出电压补偿上述电力系统电压下降的动作中，具备要阻止电路，使变成上述欠压继电器输出的电路断开指令的电压下降检测信号不传送到上述电力系统保护断路器，因而电压波动补偿装置在系统电压下降时能够可靠性良好地进行电压补偿动作，并将补偿后的电压供给负荷。

并且本发明的第27方面所述的电压波动补偿装置是，靠近该电压波动补偿装置在上述电力系统的上游侧，具备欠压继电器，检测上述电力系统的一定以上电压下降，并配备遮断电路的电力系统保护断路器，在补偿电压的输出中，具备阻止电路，使变成上述欠压继电器输出的电路断开指令的电压下降检测信号不传送到上述电力系统保护断路器，因而电压波动补偿装置在系统电压下降时，能够可靠性良好地进行电压补偿动作，并将补偿后的电压供给负荷。

Claims (10)

1.一种电压波动补偿装置，具备进行电力系统中电压下降的监视和基于此进行供电控制的检测控制部，并抑制供给负荷的电压波动，其特征是：具备能量存储装置，把该能量存储装置上存储的直流电压转换成交流输出的电压补偿电路串联连接在上述电力系统上，与上述电压补偿电路并联连接高速机械式的短路开关，上述电力系统的电压正常时，接通该短路开关使上述电压补偿电路旁路，上述电力系统的电压下降时，断开该短路开关，用来自上述电压补偿电路的电压输出补偿上述电力系统的电压下降。

2.根据权利要求1所述的电压波动补偿装置，其特征是：因电力系统的电压下降引起短路开关的断开开始时，在由电压补偿电路和上述短路开关构成的闭合回路中，随着从上述电压补偿电路内的能量存储装置流出放电电流，对于流过上述短路开关的商用频率交流电流形成强制性电流零点，瞬时遮断该交流电流。

3.根据权利要求1所述的电压波动补偿装置，其特征是：短路开关具备高速换向装置，用于在电力系统的电压下降引起该短路开关的断开开始时，通过供给与流过短路开关的电流相反方向的电流，瞬时遮断流过该短路开关的电流。

4.根据权利要求1所述的电压波动补偿装置，其特征是：短路开关是在接点断开操作中利用电磁推斥力进行断开的机械式开关。

5.根据权利要求1所述的电压波动补偿装置，其特征是：能量存储装置是由充电用变压器和充电用二极管进行充电的电容器。

6.根据权利要求5所述的电压波动补偿装置，其特征是：在由充电用变压器次级线圈、充电用二极管和电容器构成的充电用闭合回路内插入电流限制用电阻。

7.根据权利要求5所述的电压波动补偿装置，其特征是：对电容器充电的充电用变压器的初级侧连接到电力系统上。

8.根据权利要求1所述的电压波动补偿装置，其特征是：为了使进行电力系统中电压下降的监视和基于此进行供电控制的检测控制部动作，用初级侧连接在电力系统上的降压用变压器和连接在该降压用变压器的次级侧并由整流电路和电容器组成的转换电路构成直流电源装置，将来自上述转换电路的直流电压供给上述检测控制部。

9.根据权利要求8所述的电压波动补偿装置，其特征是：在补偿电力系统的电压下降的动作时间内，增大电容器电容，将从该电容器向转换电路输出部的放电时间常数设定为比规定值大，使得来自直流电源装置的输出电压下降变成规定的允许值以下。

10.根据权利要求1所述的电压波动补偿装置，其特征是：为了使进行电力系统中电压下降的监视和基于此进行供电控制的检测控制部动作，从由上述电力系统以外的系统构成的直流电源向上述检测控制部供给直流电压。

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