JP2001112175A - 無効電力補償装置の制御装置 - Google Patents

無効電力補償装置の制御装置

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JP2001112175A
JP2001112175A JP28592899A JP28592899A JP2001112175A JP 2001112175 A JP2001112175 A JP 2001112175A JP 28592899 A JP28592899 A JP 28592899A JP 28592899 A JP28592899 A JP 28592899A JP 2001112175 A JP2001112175 A JP 2001112175A
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thyristor
voltage
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circuit
controller
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Tatsunori Nakamura
辰徳 中村
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Nissin Electric Co Ltd
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Nissin Electric Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 系統事故による電圧低下が発生した場合、サ
イリスタスイッチを速やかにOFFさせ得る無効電力補
償装置の制御装置を提供することにある。 【解決手段】 電力系統に発生する無効電力変動を抑制
するTSC方式の無効電力補償装置のサイリスタスイッ
チTS1 〜TSn をON・OFFさせる制御装置11で
あって、系統事故による電圧低下の発生時、その系統事
故による電圧低下を検出し、前記サイリスタスイッチT
1 〜TSn の点弧パルスP1 〜Pn を停止させてその
サイリスタスイッチTS1 〜TSn をOFFさせるため
の検出信号S1 を出力する電圧低下検出回路12を組み
込む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は無効電力補償装置の
制御装置に関し、詳しくは、無効電力補償装置のゲート
制御素子をON・OFFさせる制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、電力系統では、無効電力変動に
より系統電圧変動を引き起こす大容量のアーク炉、電鉄
負荷、鉄鋼圧延負荷などの変動負荷に対しては、系統電
源とその負荷との間に負荷変動により発生する無効電力
変動を抑制する無効電力補償装置(SVC)を設けてい
る。例えば、TSC(Thyristor Switched Capacitor)
方式の無効電力補償装置は、複数の進相コンデンサの投
入数をサイリスタスイッチのON・OFFでもって増減
制御することにより、無効電力変動を補償して電圧変動
を抑制するようにしている。
【0003】この無効電力補償装置は、具体的に、図3
に示すように系統電源1と負荷2との間に降圧トランス
3を介して接続されたn群の進相コンデンサC1 〜Cn
及びサイリスタスイッチTS1 〜TSn とで構成されて
いる。サイリスタスイッチTS1 〜TSn と進相コンデ
ンサC1 〜Cn との間には、フィルタ機能を持たせるた
めに小容量のリアクトルL1 〜Ln が直列に接続されて
いる。
【0004】各進相コンデンサC1 〜Cn の補償容量は
それぞれ固定値であるため、n群の進相コンデンサC1
〜Cn の投入数をそれぞれの補償容量の組み合わせでも
って増減制御することにより、その進相コンデンサC1
〜Cn の投入数に応じて無効電力を段階的に補償するよ
うにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した無
効電力補償装置では、地絡などの系統事故により急峻な
電圧低下が発生すると、地絡による系統インピーダンス
の低下でもってサイリスタスイッチTS1 〜TSn に進
相コンデンサC1 〜Cn の放電電流が流れる。この進相
コンデンサC1 〜Cn の放電電流による振動電流がサイ
リスタ過電流レベルを超えて、サイリスタスイッチTS
1 〜TSn を破壊することになる。
【0006】このサイリスタスイッチTS1 〜TSn
破壊を未然に防止するため、従来、系統に変圧器4を介
して保護継電器5を設けている。この保護継電器5は、
サイリスタスイッチTS1 〜TSn の点弧パルスP1
n を発生させる点弧パルス発生回路6と、サイリスタ
スイッチTS1 〜TSn の点弧パルスP1 〜Pn を停止
させる停止指令信号S0 を点弧パルス発生回路6に出力
するゲートブロック回路7とを具備した制御装置8に接
続され、保護継電器5の出力がゲートブロック回路7に
入力されている。
【0007】地絡などの系統事故による電圧低下を保護
継電器5により検出すると、その保護継電器5から出力
される検出信号SV に基づいて、ゲートブロック回路7
から出力される停止指令信号S0 により、点弧パルス発
生回路6から出力されていたサイリスタスイッチTS1
〜TSn の点弧パルスP1 〜Pn を停止するようにして
いる。この点弧パルスP1 〜Pn の停止によるサイリス
タスイッチTS1 〜TSn のOFFにより、系統事故に
よる電圧低下で、進相コンデンサC1 〜Cn の放電電流
による振動電流がサイリスタ過電流レベルを超えてサイ
リスタスイッチTS1 〜TSn が破壊されることを未然
に防止している。
【0008】しかしながら、制御装置8に接続された保
護継電器5は、機械式リレーであるため、系統事故によ
る電圧低下を検出し、その後、サイリスタスイッチTS
1 〜TSn の点弧パルスP1 〜Pn を停止させてそのサ
イリスタスイッチTS1 〜TSn をOFFするまでに、
100ms程度の応答時間を必要とする。その結果、系
統事故による電圧低下の発生から、サイリスタスイッチ
TS1 〜TSn がOFFするまでに時間がかかりすぎ、
その間に、進相コンデンサC1 〜Cn の放電電流による
振動電流がサイリスタ過電流レベルを超えて、サイリス
タスイッチTS 1 〜TSn を破壊する可能性があるとい
う問題があった。
【0009】そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提
案されたもので、その目的とするところは、系統事故に
よる電圧低下が発生した場合、サイリスタスイッチを即
座にOFFさせ得る無効電力補償装置の制御装置を提供
することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの技術的手段として、本発明は、電力系統に発生する
無効電力変動を抑制する無効電力補償装置のゲート制御
素子をON・OFFさせる制御装置であって、系統事故
による電圧低下の発生時、その系統事故による電圧低下
を検出し、前記ゲート制御素子の点弧パルスを停止させ
てそのゲート制御素子をOFFさせるための検出信号を
出力する検出回路を組み込んだことを特徴とする。
【0011】本発明では、系統事故による電圧低下を検
出する検出回路を制御装置に組み込んだことにより、系
統事故による電圧低下を電気的な信号処理で検出するよ
うにしたことから、高速な検出が実現できてゲート制御
素子の点弧パルスを速やかに停止させ、そのゲート制御
素子を即座にOFFさせることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明に係る無効電力補償装置の
制御装置の実施形態を以下に詳述する。なお、図3と同
一部分には同一参照符号を付す。
【0013】図1に示す実施形態は、TSC(Thyristo
r Switched Capacitor)方式の無効電力補償装置に適用
した場合を示す。ただし、本発明は、このTSC方式に
限らず、TCR(Thyristor Controlled Reactor)方式
やSCC(Self CommutatedConverter )方式にも適用
可能である。
【0014】本発明を適用するTSC方式の無効電力補
償装置は、具体的に、図1に示すように系統電源1と負
荷2との間に降圧トランス3を介して接続されたn群の
進相コンデンサC1 〜Cn 及びゲート制御素子、例えば
サイリスタスイッチTS1 〜TSn とで構成されてい
る。サイリスタスイッチTS1 〜TSn と進相コンデン
サC1 〜Cn との間には、フィルタ機能を持たせるため
に小容量のリアクトルL 1 〜Ln が直列に接続されてい
る。
【0015】各進相コンデンサC1 〜Cn の補償容量は
それぞれ固定値であるため、n群の進相コンデンサC1
〜Cn の投入数をそれぞれの補償容量の組み合わせでも
って増減制御することにより、その進相コンデンサC1
〜Cn の投入数に応じて無効電力を段階的に補償するよ
うにしている。
【0016】ところで、前述した無効電力補償装置で
は、地絡などの系統事故により急峻な電圧低下が発生す
ると、地絡による系統インピーダンスの低下でもってサ
イリスタスイッチTS1 〜TSn に進相コンデンサC1
〜Cn の放電電流が流れる。この進相コンデンサC1
n の放電電流による振動電流がサイリスタ過電流レベ
ルを超えて、サイリスタスイッチTS1 〜TSn を破壊
することになる。
【0017】このサイリスタスイッチTS1 〜TSn
破壊を未然に防止するため、本発明の制御装置11は、
以下の回路構成を具備する。
【0018】この制御装置11は、サイリスタスイッチ
TS1 〜TSn の点弧パルスP1 〜Pn を発生させる点
弧パルス発生回路6と、サイリスタスイッチTS1 〜T
nの点弧パルスを停止させる停止指令信号S0 を点弧
パルス発生回路6に出力するゲートブロック回路7と、
地絡などの系統事故による電圧低下を検出する第1の検
出回路12と、系統事故の復帰による電圧上昇を検出す
る第2の検出回路13とを主要部として構成される。
【0019】第1の検出回路12及び第2の検出回路1
3はともにコンパレータで回路構成され、そのコンパレ
ータの入力が変圧器4を介して系統母線に接続され、出
力がゲートブロック回路7に接続されている。
【0020】第1の検出回路12は、系統電圧VS と停
止動作電圧レベルVa とを比較し、その結果、系統電圧
S が低下して停止動作電圧レベルVa に達した時点
で、ゲートブロック回路7にサイリスタスイッチTS1
〜TSn の点弧パルスP1 〜P n を停止させるための検
出(ハイレベル)信号S1 を出力する。
【0021】この第1の検出回路12の停止動作電圧レ
ベルVa は、地絡などの系統事故による系統電圧VS
低下でサイリスタスイッチTS1 〜TSn の点弧パルス
1〜Pn を停止させるべきレベルであり、制御装置1
1の操作盤又は設定器などにより予め固定値に設定され
る。
【0022】第2の検出回路13は、系統電圧VS と復
帰動作電圧レベルVb とを比較し、その結果、系統電圧
S が上昇して復帰動作電圧レベルVb に達した時点
で、サイリスタスイッチTS1 〜TSn の点弧パルスP
1 〜Pn を開始させるための検出信号S2 を出力する。
【0023】この第2の検出回路13の復帰動作電圧レ
ベルVb は、系統事故からの復帰による系統電圧VS
上昇でサイリスタスイッチTS1 〜TSn の点弧パルス
1〜Pn を開始させるべきレベルであり、前述した停
止動作電圧レベルVa と同様、制御装置11の操作盤又
は設定器などにより予め固定値に設定される。
【0024】前述した第1の検出回路12における停止
動作電圧レベルVa と、第2の検出回路13における復
帰動作電圧レベルVb とを異なる値に設定してヒステリ
シスを持たせることにより、電圧降下及び電圧復帰時の
電圧値の変動を確実に検出することができる。また、個
々に検出レベルを設定することが可能である。
【0025】以下、地絡などの系統事故の発生時、及び
その系統事故の復帰時における本発明の制御装置11の
動作を、図2の波形図を参照しながら詳述する。
【0026】まず、制御装置11における第1の検出回
路12では、系統電圧VS を監視しながらその系統電圧
S と停止動作電圧レベルVa とを比較している。地絡
などの系統事故により系統電圧VS が低下して停止動作
電圧レベルVa に達すると、第1の検出回路12から出
力される検出信号S1 に基づいてゲートブロック回路7
から、サイリスタスイッチTS1 〜TSn の点弧パルス
1 〜Pn を停止させる停止指令(ハイレベル)信号S
0 が出力され、その停止指令信号S0 に基づいて点弧パ
ルス発生回路6から出力されていた点弧パルスP1 〜P
n を停止させる。
【0027】この点弧パルスP1 〜Pn の停止によるサ
イリスタスイッチTS1 〜TSn のOFFにより、系統
事故による電圧低下で、進相コンデンサC1 〜Cn の放
電電流による振動電流がサイリスタ過電流レベルを超え
てサイリスタスイッチTS1〜TSn が破壊されること
を未然に防止している。
【0028】本発明では、系統事故による電圧低下を検
出する第1の検出回路12を制御装置11に組み込んだ
ことにより、系統事故による電圧低下を電気的な信号処
理で検出するようにしたことから、高速な検出が実現で
きてサイリスタスイッチTS 1 〜TSn の点弧パルスP
1 〜Pn を即座に停止させ、そのサイリスタスイッチT
1 〜TSn を迅速にOFFさせることができる。
【0029】次に、制御装置11における第2の検出回
路13では、前記の系統事故発生後の系統電圧VS を監
視しながらその系統電圧VS と復帰動作電圧レベルVb
とを比較している。地絡などの系統事故からの復帰によ
り系統電圧VS が上昇して復帰動作電圧レベルVb に達
すると、第2の検出回路13から出力される検出信号S
2 に基づいて後述のタイマー回路14を介してゲートブ
ロック回路7から、サイリスタスイッチTS1 〜TSn
の点弧パルスP1 〜Pn を開始させる復帰指令(ロウレ
ベル)信号S0 が出力され、その復帰指令信号S0 に基
づいて点弧パルス発生回路6から点弧パルスP1 〜Pn
が出力開始される。この点弧パルスP1〜Pn の開始に
よるサイリスタスイッチTS1 〜TSn のONにより、
進相コンデンサC1 〜Cn による補償動作が開始され
る。
【0030】第2の検出回路13とゲートブロック回路
7との間には、タイマー回路14が挿入接続されてい
る。第2の検出回路13から出力される検出信号S2
基づいてタイマー回路14を作動させ、そのタイマー回
路14の出力信号S3 をゲートブロック回路7に入力す
る。タイマー回路14では、系統事故の復帰時点から、
サイリスタスイッチTS1 〜TSn の点弧パルスP1
n を開始させるまでの所定の待機時間t(例えば0.
7秒程度)が設定されている。
【0031】このタイマー回路14の出力信号S3 によ
り、地絡などの系統事故からの復帰により系統電圧VS
が上昇して復帰動作電圧レベルVb に達した時点から所
定の待機時間tだけ遅延させて、ゲートブロック回路7
から出力される復帰指令(ロウレベル)信号S0 によ
り、サイリスタスイッチTS1 〜TSn の点弧パルスP
1 〜Pn を開始させてサイリスタスイッチTS1 〜TS
n をONする。
【0032】このように系統事故の復帰時点で即座にサ
イリスタスイッチTS1 〜TSn をONさせずに、所定
の待機時間tの経過後にサイリスタスイッチTS1 〜T
nをONさせているのは、系統事故からの復帰後に系
統が安定しているか否かを監視するためである。
【0033】なお、無効電力補償装置は、n群の進相コ
ンデンサC1 〜Cn 及びサイリスタスイッチTS1 〜T
n から構成されているので、これらn群のサイリスタ
スイッチTS1 〜TSn は、所定の待機時間(例えば1
00ms程度)だけ順次ずらしてONするように設定す
れば、安定した動作が得られて好適である。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、電力系統に発生する無
効電力変動を抑制する無効電力補償装置のゲート制御素
子をON・OFFさせる制御装置であって、系統事故に
よる電圧低下の発生時、その系統事故による電圧低下を
検出し、前記ゲート制御素子の点弧パルスを停止させて
そのゲート制御素子をOFFさせるための検出信号を出
力する検出回路を組み込んだことにより、系統事故によ
る電圧低下を電気的な信号処理で検出するようにしたこ
とから、高速な検出が実現できてゲート制御素子の点弧
パルスを速やかに停止させ、そのゲート制御素子を迅速
にOFFさせることができてゲート制御素子の破壊を未
然に防止することができ、信頼性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る無効電力補償装置の制御装置の実
施形態を示す回路図
【図2】図1の制御装置における各構成回路の入出力信
号を示す波形図
【図3】従来の無効電力補償装置の制御装置を示す回路
【符号の説明】
11 制御装置 12 (第1の)検出回路 TS1 〜TSn ゲート制御素子(サイリスタスイッ
チ) C1 〜Cn 進相コンデンサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力系統に発生する無効電力変動を抑制
    する無効電力補償装置のゲート制御素子をON・OFF
    させる制御装置であって、系統事故による電圧低下の発
    生時、その系統事故による電圧低下を検出し、前記ゲー
    ト制御素子の点弧パルスを停止させてそのゲート制御素
    子をOFFさせるための検出信号を出力する検出回路を
    組み込んだことを特徴とする無効電力補償装置の制御装
    置。
JP28592899A 1999-10-06 1999-10-06 無効電力補償装置の制御装置 Withdrawn JP2001112175A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017200424A (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. 無効電力補償装置の制御装置及びその制御方法
JP2017221104A (ja) * 2016-06-07 2017-12-14 エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. 無効電力補償システムの損失測定装置

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US10530158B2 (en) 2016-04-28 2020-01-07 Lsis Co., Ltd. Control device for static var compensator and control method thereof
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Effective date: 20070109