JP2002101576A - Instant voltage drop compensating device - Google Patents
Instant voltage drop compensating deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は瞬時電圧低下補償装
置に関し、例えば無停電電源システム（ＵＰＳ）等に適
用され、系統電源に停電を含む瞬時電圧低下が発生した
時、インバータの直流エネルギー蓄積部に充電された直
流電圧により負荷電圧を補償する瞬時電圧低下補償装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an instantaneous voltage drop compensating device, which is applied to, for example, an uninterruptible power supply system (UPS) and the like. The present invention relates to an instantaneous voltage drop compensating device for compensating a load voltage by a DC voltage charged in a battery.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、ＣＰＵを用いた各種制御装置の普
及により、落雷などによる瞬時電圧低下（停電を含む）
による障害が問題となっている。このため、銀行のオン
ライン、交通管制、コンピュータ制御や産業用製造設
備、計測・制御用電源などの重要な負荷設備では、系統
電源に発生した瞬時電圧低下（以下、単に瞬低と称す）
を速やかに検出して負荷設備に供給すべき電源電圧（以
下、負荷電圧と称す）を補償する無停電電源システム
（ＵＰＳ）等が導入されている。2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of various control devices using a CPU, an instantaneous voltage drop due to a lightning strike (including a power failure).
Is a problem. For this reason, in critical load facilities such as bank online, traffic control, computer control and industrial manufacturing facilities, and power supplies for measurement and control, the instantaneous voltage drop generated in the system power supply (hereinafter simply referred to as sag)
An uninterruptible power supply (UPS) or the like that detects power supply voltage (hereinafter referred to as load voltage) to be supplied to load equipment promptly by detecting the power supply voltage has been introduced.
【０００３】瞬低の発生時に負荷電圧を補償する装置と
して、例えば図３に示すような構成のものがある。この
瞬低補償装置は、同図に示すように電力系統に接続され
た負荷１に電力供給する系統電源２に瞬低が発生した
時、例えば電解コンデンサ３に充電された直流電圧を負
荷１に供給することにより瞬低前の負荷電圧を補償する
インバータ４を具備する。As a device for compensating for a load voltage when an instantaneous voltage drop occurs, for example, there is a device as shown in FIG. The instantaneous sag compensator, when an instantaneous sag occurs in a system power supply 2 that supplies power to a load 1 connected to an electric power system, as shown in the figure, for example, applies a DC voltage charged in an electrolytic capacitor 3 to the load 1. An inverter 4 is provided for compensating the load voltage before the sag by supplying.
【０００４】系統電源２と負荷１との間には、瞬低発生
時、系統電源２を電力系統から切り離すための主サイリ
スタスイッチ５が設けられ、また、インバータ４の異常
発生時にインバータ４を電力系統から切り離すための保
護用サイリスタスイッチ６が設けられている。この保護
用サイリスタスイッチ６とインバータ４との間には、フ
ィルタ用リアクトル７及びコンデンサ８が設けられてい
る。[0004] A main thyristor switch 5 is provided between the system power supply 2 and the load 1 to disconnect the system power supply 2 from the power system when an instantaneous voltage drop occurs. A protection thyristor switch 6 for disconnecting from the system is provided. A filter reactor 7 and a capacitor 8 are provided between the protection thyristor switch 6 and the inverter 4.
【０００５】この瞬低補償装置では、定常時、主サイリ
スタスイッチ５をＯＮにした状態で系統電源２から負荷
１に電力を供給しているが、この負荷１への電力供給と
同時に、保護用サイリスタスイッチ６をＯＮにした状態
でインバータ４をコンバータ運転することにより電解コ
ンデンサ３を充電する。In this instantaneous sag compensator, power is supplied from the system power supply 2 to the load 1 in a steady state with the main thyristor switch 5 turned on. The electrolytic capacitor 3 is charged by performing the converter operation of the inverter 4 with the thyristor switch 6 turned on.
【０００６】一方、何等かの原因により系統電源２に瞬
低が発生すると、主サイリスタスイッチ５をＯＦＦして
負荷１への電力供給を停止する。この主サイリスタスイ
ッチ５のＯＦＦと同時に前述した電解コンデンサ３に充
電された直流電圧をインバータ４により交流変換し、そ
のインバータ４の交流出力を負荷１に供給することによ
り、電解コンデンサ３に充電された直流電圧により瞬低
前の負荷電圧を補償するようにしている。On the other hand, when an instantaneous voltage drop occurs in the system power supply 2 for some reason, the main thyristor switch 5 is turned off to stop supplying power to the load 1. At the same time as the main thyristor switch 5 is turned off, the DC voltage charged in the electrolytic capacitor 3 is converted to AC by the inverter 4 and the AC output of the inverter 4 is supplied to the load 1 to charge the electrolytic capacitor 3. The load voltage before the sag is compensated by the DC voltage.
【０００７】従来の瞬低補償装置では、系統電源２の瞬
低を検出する手段として、系統母線９に計器用変圧器１
０（ＰＴ）を設け、その計器用変圧器１０により検出さ
れた系統電圧ＶSに基づいて瞬低検出部１１で系統電源
２の瞬低を監視し、瞬低発生時、前記瞬低検出部１１か
ら出力される制御信号Ｓ1，Ｓ2に基づいて前記主サイリ
スタスイッチ５をＯＦＦすると共にインバータ４を起動
するようにしている。In the conventional sag compensator, the instrument transformer 1 is connected to the system bus 9 as means for detecting the sag of the system power supply 2.
0 (PT) and provided, that based on the detected system voltage V S by potential transformer 10 in sag detection unit 11 monitors the instantaneous drop of the system power source 2, when the instantaneous drop occurs, the voltage sag detector The main thyristor switch 5 is turned off and the inverter 4 is started based on the control signals S 1 and S 2 output from the controller 11.
【０００８】一方、瞬低発生により系統電源２が開放さ
れた場合、インバータ４が運転されていると、前記主サ
イリスタスイッチ５が有するサージ吸収用ＣＲアブソー
バ（図示せず）を介して系統電源側を励磁するため、計
器用変圧器１０により検出される系統電圧ＶSに基づい
て系統電源２の瞬低を検出することができないことにな
る。On the other hand, when the system power supply 2 is opened due to the occurrence of a sag, when the inverter 4 is operated, the system power supply side is connected via a surge absorbing CR absorber (not shown) of the main thyristor switch 5. , The instantaneous sag of the system power supply 2 cannot be detected based on the system voltage V S detected by the instrument transformer 10.
【０００９】そこで、系統電源２と主サイリスタスイッ
チ５との間には、コンデンサ１２および抵抗１３からな
る入力フィルタ部１４が設けられている。この入力フィ
ルタ部１４により、瞬低発生時、インバータ４の運転に
より主サイリスタスイッチ５のサージ吸収用ＣＲアブソ
ーバ（図示せず）を介して系統電源側が励磁されること
を防止し、計器用変圧器１０により検出される系統電圧
ＶSに基づいて系統電源２の瞬低を確実に検出できるよ
うにしている。Therefore, an input filter section 14 including a capacitor 12 and a resistor 13 is provided between the system power supply 2 and the main thyristor switch 5. The input filter unit 14 prevents the system power supply from being excited via the surge absorbing CR absorber (not shown) of the main thyristor switch 5 by the operation of the inverter 4 when an instantaneous voltage drop occurs. and to be able to reliably detect the instantaneous drop of the system power source 2 based on the system voltage V S that is detected by 10.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】ところで、系統電源２
に瞬低が発生した時、系統電源２に接続された負荷１が
軽負荷であり、その負荷１が容量性を有する場合、系統
電源側にある入力フィルタ部１４のコンデンサ１２によ
る静電容量が影響して、図４に示すように計器用変圧器
１０により検出される系統電圧ＶSについて直流成分の
残留電圧ａが現出する。この瞬低発生時に残留電圧ａが
存在すると、その残留電圧ａにより瞬低検出部１１で系
統電源２の瞬低を検出するタイミングが遅れてしまい、
その結果、インバータ４の起動が遅れることになり、イ
ンバータ４による負荷１への電力供給が遅れることにな
るという問題があった。The system power supply 2
When an instantaneous voltage drop occurs, when the load 1 connected to the system power supply 2 is a light load and the load 1 has a capacitance, the capacitance due to the capacitor 12 of the input filter unit 14 on the system power supply side is reduced. As a result, as shown in FIG. 4, a residual voltage a of a DC component appears with respect to the system voltage V S detected by the instrument transformer 10. If the residual voltage a is present at the time of the occurrence of the sag, the timing at which the sag detection unit 11 detects the sag of the system power supply 2 is delayed by the residual voltage a,
As a result, there is a problem that the activation of the inverter 4 is delayed, and the power supply to the load 1 by the inverter 4 is delayed.
【００１１】そこで、本発明は前記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、系統電源の瞬
低発生時、系統電圧に残留電圧が現出しないようにして
系統電源の瞬低を正確かつ迅速に検出し得る瞬低補償装
置を提供することにある。Therefore, the present invention has been proposed in view of the above problems, and an object of the present invention is to prevent a residual voltage from appearing in a system voltage when an instantaneous voltage drop occurs in the system power supply, thereby making the system power supply of the system power supply difficult. It is an object of the present invention to provide a sag compensator capable of accurately and quickly detecting a sag.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の技術的手段として、本発明は、電力系統に接続された
負荷に電力供給する系統電源に発生した瞬低を検出し、
その瞬低検出に基づいてインバータの直流エネルギー蓄
積部に充電された直流電圧を前記インバータで電力変換
して前記負荷に供給することにより瞬低前の負荷電圧を
補償する瞬低補償装置において、コンデンサおよび抵抗
からなる入力フィルタ部を系統電源側に設け、前記瞬低
の検出を、前記入力フィルタ部の抵抗電圧を測定するこ
とにより行うことを特徴とする。As a technical means for achieving the above object, the present invention detects a sag occurring in a system power supply for supplying power to a load connected to a power system,
An instantaneous sag compensator for compensating for a load voltage before sag by converting a DC voltage charged in a DC energy storage part of an inverter based on the sag detection and supplying the DC voltage to the load by the inverter. And an input filter section including a resistor is provided on the system power supply side, and the detection of the sag is performed by measuring a resistance voltage of the input filter section.
【００１３】本発明に係る瞬低補償装置では、入力フィ
ルタ部の抵抗電圧を測定することにより、系統電源の瞬
低発生時、前記入力フィルタ部の抵抗電圧には系統電圧
の残留電圧が現出しないのでその残留電圧をカットする
ことができ、系統電源の瞬低を正確かつ迅速に検出する
ことが実現容易となる。また、コンデンサおよび抵抗の
分圧から系統電源の瞬低を検出するようにしたことか
ら、従来のように計器用変圧器を用いなくても、系統電
圧を適切な検出電圧に絶縁降圧させることができる。In the instantaneous sag compensator according to the present invention, by measuring the resistance voltage of the input filter unit, when an instantaneous sag of the system power supply occurs, the residual voltage of the system voltage appears in the resistance voltage of the input filter unit. Therefore, the residual voltage can be cut, and it becomes easy to accurately and quickly detect the instantaneous sag of the system power supply. In addition, since the sag of the system power supply is detected from the voltage division of the capacitor and the resistor, it is possible to insulate and reduce the system voltage to an appropriate detection voltage without using an instrument transformer as in the past. it can.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】本発明に係る瞬低補償装置の実施
形態を以下に詳述する。なお、図３と同一又は相当部分
には同一参照符号を付す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the sag compensator according to the present invention will be described in detail below. The same or corresponding parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.
【００１５】図１に示す実施形態の瞬低補償装置は、例
えば、無停電電源システム（ＵＰＳ）等に利用され、電
力系統に接続された負荷１に電力供給する系統電源２に
瞬低が発生した時、直流エネルギー蓄積部、例えば電解
コンデンサ３に充電された直流電圧を負荷１に供給する
ことにより瞬低前の負荷電圧を補償するインバータ４を
具備する。The instantaneous sag compensator of the embodiment shown in FIG. 1 is used, for example, in an uninterruptible power system (UPS), and causes an sag in a system power supply 2 that supplies power to a load 1 connected to an electric power system. In this case, a DC energy storage unit, for example, an inverter 4 for supplying a DC voltage charged in the electrolytic capacitor 3 to the load 1 to compensate for the load voltage before the sag is provided.
【００１６】系統電源２と負荷１との間には、瞬低発生
時、系統電源２を電力系統から切り離すための主サイリ
スタスイッチ５が設けられ、また、インバータ４の異常
発生時にインバータ４を電力系統から切り離すための保
護用サイリスタスイッチ６が設けられている。この保護
用サイリスタスイッチ６とインバータ４との間には、フ
ィルタ用リアクトル７及びコンデンサ８が設けられてい
る。A main thyristor switch 5 is provided between the system power supply 2 and the load 1 for disconnecting the system power supply 2 from the power system when an instantaneous voltage drop occurs. A protection thyristor switch 6 for disconnecting from the system is provided. A filter reactor 7 and a capacitor 8 are provided between the protection thyristor switch 6 and the inverter 4.
【００１７】この瞬低補償装置では、定常時、主サイリ
スタスイッチ５をＯＮにした状態で系統電源２から負荷
１に電力を供給しているが、この負荷１への電力供給と
同時に、保護用サイリスタスイッチ６をＯＮにした状態
でインバータ４をコンバータ運転することにより電解コ
ンデンサ３を充電する。In this instantaneous sag compensator, power is supplied from the system power supply 2 to the load 1 in a steady state with the main thyristor switch 5 turned on. The electrolytic capacitor 3 is charged by performing the converter operation of the inverter 4 with the thyristor switch 6 turned on.
【００１８】一方、何等かの原因により系統電源２に瞬
低が発生すると、主サイリスタスイッチ５をＯＦＦして
負荷１への電力供給を停止する。この主サイリスタスイ
ッチ５のＯＦＦと同時に前述した電解コンデンサ３に充
電された直流電圧をインバータ４により交流変換し、そ
のインバータ４の交流出力を負荷１に供給することによ
り、電解コンデンサ３に充電された直流電圧により瞬低
前の負荷電圧を補償するようにしている。On the other hand, when an instantaneous voltage drop occurs in the system power supply 2 for some reason, the main thyristor switch 5 is turned off to stop supplying power to the load 1. At the same time as the main thyristor switch 5 is turned off, the DC voltage charged in the electrolytic capacitor 3 is converted to AC by the inverter 4 and the AC output of the inverter 4 is supplied to the load 1 to charge the electrolytic capacitor 3. The load voltage before the sag is compensated by the DC voltage.
【００１９】一方、系統電源２と主サイリスタスイッチ
５との間には、コンデンサ１２および抵抗１３からなる
入力フィルタ部１４が設けられている。この入力フィル
タ部１４により、瞬低発生時、インバータ４の運転によ
り主サイリスタスイッチ５のサージ吸収用ＣＲアブソー
バ（図示せず）を介して系統電源側が励磁されることを
防止し、系統電源２の瞬低を確実に検出できるようにし
ている。On the other hand, between the system power supply 2 and the main thyristor switch 5, an input filter section 14 including a capacitor 12 and a resistor 13 is provided. The input filter unit 14 prevents the system power supply from being excited via the surge absorbing CR absorber (not shown) of the main thyristor switch 5 by the operation of the inverter 4 when a voltage sag occurs. The sag can be reliably detected.
【００２０】この実施形態の瞬低補償装置では、系統電
源２の瞬低を検出する手段として、コンデンサ１２およ
び抵抗１３からなる入力フィルタ部１４の抵抗電圧を測
定するようにしている。つまり、入力フィルタ部１４の
コンデンサ１２と抵抗１３との分圧点に瞬低検出部１１
を接続し、入力フィルタ部１４の抵抗電圧ＶRを前記瞬
低検出部１１により測定し、その抵抗電圧ＶRに基づい
て系統電源２の瞬低を瞬低検出部１１で監視する。系統
電源２の瞬低発生時、前記瞬低検出部１１から出力され
る制御信号Ｓ1，Ｓ2により主サイリスタスイッチ５をＯ
ＦＦすると共にインバータ４を起動する。In the instantaneous sag compensator of this embodiment, as means for detecting the sag of the system power supply 2, the resistance voltage of the input filter unit 14 including the capacitor 12 and the resistor 13 is measured. That is, the voltage sag detecting unit 11 is connected to the voltage dividing point between the capacitor 12 and the resistor 13 of the input filter unit 14.
Connect the resistor voltage V R of the input filter section 14 as measured by the sag detector 11 monitors the instantaneous drop of the system power source 2 by the instantaneous drop detection unit 11 based on the resistance voltage V R. When the sag of the system power supply 2 occurs, the main thyristor switch 5 is turned off by the control signals S 1 and S 2 output from the sag detector 11.
FF is performed and the inverter 4 is started.
【００２１】このように前記瞬低補償装置では、入力フ
ィルタ部１４の抵抗電圧ＶRを測定することにより、そ
の入力フィルタ部１４のコンデンサ１２に直流成分が残
り、抵抗１３には交流成分のみとなるので、系統電源２
の瞬低発生時、図２に示すように前記瞬低検出部１１で
測定される抵抗電圧ＶRには系統電圧の残留電圧ａが現
出せずにカットされる。As described above, in the instantaneous sag compensator, the DC voltage remains in the capacitor 12 of the input filter unit 14 by measuring the resistance voltage V R of the input filter unit 14, and only the AC component remains in the resistor 13. Power supply 2
When the voltage sag occurs, the resistor voltage V R to be measured by the sag detector 11 as shown in FIG. 2 is cut without revealing residual voltage a of the system voltage.
【００２２】その結果、瞬低検出部１１で系統電源２の
瞬低を検出するタイミングが遅れることはなく、系統電
源２の瞬低を正確かつ迅速に検出することができ、イン
バータ４を瞬低発生と同時に起動させることができるの
で、インバータ４による負荷１への電力供給が遅れるこ
とはない。As a result, the timing of detecting the sag of the system power supply 2 by the sag detector 11 is not delayed, and the sag of the system power supply 2 can be accurately and quickly detected. Since the power can be started at the same time as the occurrence, the supply of power to the load 1 by the inverter 4 is not delayed.
【００２３】また、コンデンサ１２および抵抗１３の分
圧から系統電源２の瞬低を検出するようにしているの
で、コンデンサ１２と抵抗１３の回路インピーダンスを
適正に選定すれば、系統電圧を適切な検出電圧に絶縁降
圧させることができて、従来のような計器用変圧器が不
要となる。Further, since the instantaneous voltage drop of the system power supply 2 is detected from the divided voltage of the capacitor 12 and the resistor 13, if the circuit impedance of the capacitor 12 and the resistor 13 is properly selected, the system voltage can be appropriately detected. Since the voltage can be insulated and stepped down to a voltage, a conventional instrument transformer is not required.
【００２４】[0024]
【発明の効果】本発明によれば、入力フィルタ部の抵抗
電圧を測定することにより、系統電源の瞬低発生時、前
記入力フィルタ部の抵抗電圧には系統電圧の残留電圧が
現出しないのでその残留電圧をカットすることができ、
系統電源の瞬低を正確かつ迅速に検出することが実現容
易となり、信頼性の高い瞬低補償装置を提供することが
できる。According to the present invention, the residual voltage of the system voltage does not appear in the resistance voltage of the input filter section when the instantaneous voltage drop of the system power supply occurs by measuring the resistance voltage of the input filter section. The residual voltage can be cut,
It is easy to accurately and quickly detect the sag of the system power supply, and a highly reliable sag compensator can be provided.
【００２５】また、コンデンサおよび抵抗の分圧から系
統電源の瞬低を検出するようにしたことから、従来のよ
うに計器用変圧器を用いなくても、系統電圧を適切な検
出電圧に絶縁降圧させることができるので、安価な瞬低
補償装置を提供できる。Further, since the instantaneous voltage drop of the system power supply is detected from the voltage division of the capacitor and the resistor, the system voltage is isolated and stepped down to an appropriate detection voltage without using a transformer for an instrument as in the prior art. Therefore, an inexpensive sag compensator can be provided.
【図１】本発明に係る瞬低補償装置の実施形態を示す回
路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a sag compensator according to the present invention.
【図２】本発明の瞬低補償装置において検出される系統
電圧を示す波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram showing a system voltage detected in the sag compensation device of the present invention.
【図３】従来の瞬低補償装置を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional sag compensator.
【図４】従来の瞬低補償装置において検出される系統電
圧を示す波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram showing a system voltage detected in a conventional sag compensator.
１ 負荷 ２ 系統電源 ３ 直流エネルギー蓄積部（電解コンデンサ） ４ インバータ １２ コンデンサ １３ 抵抗 １４ 入力フィルタ部 ＶR 抵抗電圧1 Load 2 system power supply 3 DC energy storage unit (electrolytic capacitor) 4 inverter 12 capacitor 13 resistor 14 input filter section V R the resistor voltage
Claims (1)
る系統電源に発生した瞬時電圧低下を検出し、その瞬時
電圧低下検出に基づいてインバータの直流エネルギー蓄
積部に充電された直流電圧を前記インバータで電力変換
して前記負荷に供給することにより瞬時電圧低下前の負
荷電圧を補償する瞬時電圧低下補償装置において、コン
デンサおよび抵抗からなる入力フィルタ部を系統電源側
に設け、前記瞬時電圧低下の検出を、前記入力フィルタ
部の抵抗電圧を測定することにより行うことを特徴とす
る瞬時電圧低下補償装置。An instantaneous voltage drop occurring in a system power supply for supplying power to a load connected to a power system is detected, and the DC voltage charged in a DC energy storage unit of an inverter is detected based on the instantaneous voltage drop detection. In an instantaneous voltage drop compensating device for compensating for a load voltage before an instantaneous voltage drop by converting the power by an inverter and supplying the load to the load, an input filter unit including a capacitor and a resistor is provided on a system power supply side to reduce the instantaneous voltage drop. An instantaneous voltage drop compensator, wherein the detection is performed by measuring a resistance voltage of the input filter unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000288965A JP2002101576A (en) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | Instant voltage drop compensating device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000288965A JP2002101576A (en) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | Instant voltage drop compensating device |
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| JP2000288965A Pending JP2002101576A (en) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | Instant voltage drop compensating device |
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- 2000-09-22 JP JP2000288965A patent/JP2002101576A/en active Pending
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050510 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050915 |