JP2003289625A - 電圧変動補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 系統に直列に接続して負荷に供給する電圧低
下を補償する電圧変動補償装置において、系統の負荷側
事故時に発生する過電流を増大させることなく、過電流
による被害を抑制して、電力系統および電圧変動補償装
置自身を保護する。 【解決手段】 系統電圧が低下しても過電流が系統に流
れるのが検出されたときは、補償電圧を発生させず、替
わりに正常時の系統電圧と逆極性の過電流抑制電圧を出
力して、系統電圧に重畳することで過電流を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、負荷に供給され
る電力系統の電圧が瞬時的に変動した際に、それを検出
して電圧変動を補償する電圧変動補償装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】雷などにより電力系統の電圧が瞬時的に
低下し、工場などの精密機器などが誤作動や一時停止す
ることにより、生産ラインで多大な被害を被ることがあ
る。このような被害を防ぐために、電力系統の瞬時的電
圧低下などの電圧変動を監視して、電圧低下を補償する
電圧変動補償装置が用いられている。例えば特開昭６１
−１１６９３４号公報に記載された従来の直列接続型電
圧変動補償装置は、電力系統に直列に接続し、系統電圧
が低下した時に不足電圧分だけを系統電圧に重畳し負荷
への供給電圧を一定に保つもので、概略構成図を図１１
に示す。図に示すように、電圧変動補償装置１は系統電
圧検出部２、制御部３および補償電圧発生部４から成
る。制御部３では系統電圧検出部２にて検出した系統電
圧Vrと正常時の系統電圧（系統の定格電圧）を模擬する
基準電圧発生部５の電圧Vsとの差異電圧、すなわち系統
の不足電圧Viを検出する不足電圧検出部６と、制御信号
発生部７とを備える。信号発生部７は、補償電圧発生部
４が出力する補償電圧Voが不足電圧検出部６の出力であ
る不足電圧Viになるように、補償電圧発生部４に対して
補償制御信号を発生する。

【０００３】このような電圧変動補償装置１は、電力系
統の電源側８と負荷側９との間に補償電圧発生部４を直
列接続し、系統の電源側８の地絡事故などで系統電圧Vr
が低下すると補償電圧発生部４の出力補償電圧Voを系統
電圧Vrに重畳し、（１）式に示すように負荷１０の電圧
Vlを基準電圧Vsに保つ。ただし、系統インピーダンスに
よる電圧降下は無視した。 Vl＝Vr＋Vo＝Vr＋Vi＝Vr＋（Vs−Vr）＝Vs （１） この結果、系統電圧が変動しても負荷に一定の電圧を供
給することが出来る。

【０００４】電力系統においては、電圧変動補償装置１
の負荷側９での短絡のような事故も起こり得る。このよ
うな場合、図１２に示すように、補償電圧発生部４の負
荷側９に保護遮断器１１を設置して短絡電流を遮断する
ことにより、系統保護を行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の電圧変動補償装
置は、以上のように構成されているため、系統の負荷側
９での事故時に短絡電流のような過電流が流れる場合、
以下のような問題が発生するものであった。電圧変動補
償装置１の電源側８のインピーダンスZs、負荷側９の短
絡事故点までのインピーダンスZlとする。負荷側９で短
絡事故が起こった瞬時では系統電圧は低下するが、未だ
電圧変動補償装置１は電圧補償動作をしていない、即ち
補償電圧を出力していないため、この短絡事故の発生瞬
時に流れる短絡電流Ifは、（２）式となる。 If＝Vs／（Zs＋Zl） （２） このとき、電圧変動補償装置１の系統電圧検出部２が検
出する系統電圧Vrは、（３）式に示すように系統の基準
電圧Vs（定格電圧）から系統電源側８のインピーダンス
Zsによる電圧降下分を引いた値となる。 Vr＝Vs−Zs・If （３）

【０００６】この結果、系統電圧Vrが基準電圧Vsより低
下していることが検出され、電圧変動補償装置１は電圧
補償動作を開始する。すなわち系統電圧Vrの不足電圧Vi
（＝Zs・If）が補償電圧Voとして系統電圧に重畳され、
負荷側９の系統電圧は基準電圧Vsに保たれる。この場合
の短絡電流If_ａは（４）式となる。 If_ａ＝（Vs＋Vo）／（Zs＋Zl）＞If （４） すなわち、負荷側事故時で短絡電流のような過電流が流
れる場合、電圧変動補償装置１が電圧補償動作すること
により短絡電流が増加する。この短絡電流の増加により
系統電圧はさらに低下し、これに伴って出力補償電圧Vo
も変化し、最終的には Vo＝Zs・If_ａ If_ａ＝Vs／Zl となる。このように、電圧変動補償装置１が電圧補償動
作することにより負荷側事故による過電流を増大させ、
過電流による被害の増加や、電圧変動補償装置１自体が
過電流により破壊されるという問題点があった。また、
負荷側９の系統を保護する保護遮断器１１が過電流を遮
断できずに系統保護が出来なくなることもあり、新たな
系統保護機器の設置など短絡電流増大対策が必要であっ
た。

【０００７】この発明は、上記のような問題点を解消す
るために成されたものであって、負荷に供給する電圧低
下を補償する電圧変動補償装置において、系統の負荷側
事故時に発生する過電流を増大させることなく、過電流
による被害を抑制して、電力系統および電圧変動補償装
置自身を保護することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項１
記載の電圧変動補償装置は、電力系統における電圧低下
を検出する系統電圧検出部と、該系統電圧検出部からの
電圧低下検出信号を入力として電圧補償制御信号を出力
する制御部と、上記電力系統に直列に接続され、上記電
圧補償制御信号により補償電圧を発生させる補償電圧発
生部とを備えて、系統電圧低下時に上記補償電圧発生部
にて発生させた上記補償電圧を該系統電圧に重畳して、
負荷に供給される電圧変動を抑える装置構成であって、
上記補償電圧発生部が直列接続された上記系統に流れる
過電流を検出して過電流検出信号を上記制御部に出力す
る過電流検出部を備え、上記制御部では、上記過電流検
出信号の入力時には、上記電圧低下信号が入力されても
上記電圧補償制御信号を出力せず、上記補償電圧発生部
にて上記補償電圧を発生させないものである。

【０００９】またこの発明に係る請求項２記載の電圧変
動補償装置は、請求項１において、系統電圧検出部にて
電圧低下が検出されない正常時に補償電圧発生部をバイ
パスするために、短絡スイッチを該補償電圧発生部に並
列に接続して備え、制御部は、上記短絡スイッチが閉極
状態で過電流検出信号が入力されずに電圧低下検出信号
が入力されると、該短絡スイッチに開極指令を出力して
開極した後、電圧補償制御信号を出力し、上記短絡スイ
ッチが閉極状態で上記過電流検出信号が入力されると該
短絡スイッチを閉極状態に維持し、上記短絡スイッチが
開極状態で上記過電流検出信号が入力されると該短絡ス
イッチに閉極指令を出力して閉極し、上記補償電圧発生
部をバイパスさせるものである。

【００１０】またこの発明に係る請求項３記載の電圧変
動補償装置は、請求項１において、制御部に過電流検出
信号が入力されると、上記制御部は電圧補償制御信号の
替わりに過電流抑制制御信号を出力し、該過電流抑制制
御信号を入力として補償電圧発生部は、系統電圧と逆極
性の過電流抑制電圧を発生して上記系統電圧に重畳させ
るものである。

【００１１】またこの発明に係る請求項４記載の電圧変
動補償装置は、請求項３において、補償電圧発生部が直
列接続された系統の負荷側に保護遮断器を備え、過電流
検出部からの過電流検出信号を保持し、該保持した過電
流検出信号により上記保護遮断器を遮断させるものであ
る。

【００１２】またこの発明に係る請求項５記載の電圧変
動補償装置は、請求項３または４において、補償電圧発
生部から発生される過電流抑制電圧は、正常な系統電圧
と逆極性でほぼ同じ大きさである。

【００１３】またこの発明に係る請求項６記載の電圧変
動補償装置は、請求項３または４において、補償電圧発
生部は、直流電源と、該直流電源の両側あるいは片側に
配されて該直流電源を電力系統に接続し、ダイオードが
逆並列に接続された自己消弧型の半導体スイッチング素
子とから成り、上記直流電源に接続される上記ダイオー
ドは、該直流電源の正極側では該ダイオードの負極が接
続され、該直流電源の負極側では該ダイオードの正極が
接続され、制御部から過電流抑制制御信号が入力される
と、上記全ての半導体スイッチング素子をオフにして、
上記直流電源の電圧を逆極性の過電流抑制電圧として上
記ダイオードにより系統電圧に重畳するものである。

【００１４】またこの発明に係る請求項７記載の電圧変
動補償装置は、請求項３〜５のいずれかにおいて、系統
電圧検出部にて電圧低下が検出されない正常時に補償電
圧発生部をバイパスするために該補償電圧発生部に並列
に接続された短絡スイッチを備え、上記短絡スイッチが
閉極状態で、過電流検出信号あるいは電圧低下検出信号
が制御部に入力されると、該制御部は、上記短絡スイッ
チに開極指令を出力し、該短絡スイッチが開極状態にな
った後、過電流抑制制御信号あるいは電圧補償制御信号
を出力して補償電圧発生部にて電圧を発生させるもので
ある。

【００１５】またこの発明に係る請求項８記載の電圧変
動補償装置は、請求項３〜５のいずれかにおいて、系統
電圧検出部にて電圧低下が検出されない正常時に補償電
圧発生部をバイパスするために、短絡スイッチを該補償
電圧発生部に並列に接続して備え、上記短絡スイッチが
閉極状態で、過電流検出信号が制御部に入力されると、
該制御部は過電流抑制制御信号を出力せず上記短絡スイ
ッチは閉極状態を維持し、上記短絡スイッチが閉極状態
で、過電流検出信号は入力されずに電圧低下検出信号の
み制御部に入力されると、該制御部は、上記短絡スイッ
チに開極指令を出力して開極した後、電圧補償制御信号
を出力するものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図について説明する。図１は、この発明
の実施の形態１による電圧変動補償装置の概略構成図で
ある。図に示すように、電圧変動補償装置１００は系統
電圧検出部２、過電流検出部１２、制御部３１および補
償電圧発生部４から成る。制御部３１では系統電圧検出
部２にて検出した系統電圧Vrと正常時の系統電圧（系統
の定格電圧）を模擬する基準電圧発生部５の電圧Vsとの
差異電圧、すなわち系統の不足電圧Viを検出する不足電
圧検出部６と、制御信号発生部７とを備え、不足電圧検
出部６と信号発生部７との間には信号遮断部１３を設け
る。また、補償電圧発生部４は、電力系統の電源側８と
負荷側９との間に直列に接続され、制御信号発生部７か
らの電圧補償制御信号により、補償電圧Voをその大きさ
が不足電圧Viとなるように出力して系統電圧Vrに重畳
し、負荷１０に供給する系統電圧を基準電圧Vsに保つ。
また補償電圧発生部４の負荷側９に保護遮断器１１を設
置し、短絡電流などの過電流を遮断する。

【００１７】過電流検出部１２は、補償電圧発生部４が
直列接続された系統を流れる過電流を検出すると過電流
検出信号を制御部３１の信号遮断部１３に出力する。信
号遮断部１３は、過電流検出信号が入力されない場合は
不足電圧検出部６の出力を信号発生部７に通し、過電流
検出信号が入力された場合は不足電圧検出部６の出力を
信号発生部７に通さないように信号路を遮断する。従っ
て、電源側８の地落事故等により系統電圧が低下した場
合は過電流が流れないため不足電圧検出部６の検出した
不足電圧Viは、電圧低下検出信号として信号遮断部１３
を通り、信号発生部７で補償電圧発生部４の出力補償電
圧VoをViにするよう制御する電圧補償制御信号が発生さ
れ、電圧変動補償装置１００は系統電圧を補償する。負
荷側９の短絡事故等で過電流が発生して系統電圧が低下
した場合、不足電圧検出部６が不足電圧を検出しても、
同時に過電流検出部１２が過電流検出信号を信号遮断部
１３に送るため、信号遮断部１３は不足電圧検出部６の
出力である電圧低下検出信号を遮断し信号発生部７に送
らない。この結果、信号発生部７は補償電圧を発生させ
る電圧補償制御信号を発生しない、即ち不足電圧Vi＝０
として補償電圧発生部４の出力補償電圧Voが零になるよ
うな指令を補償電圧発生部４に送り、系統電圧に補償電
圧が重畳されること無く、過電流は増大しない。このた
め、系統電圧の変動を抑制する電圧変動補償装置１００
を設置しても、過電流を増大させることがなく、通常の
保護遮断器１１以外の新たな系統保護機器の設置など短
絡電流増大対策を要することなく、過電流による被害を
抑制して、電力系統および電圧変動補償装置自身を保護
できる。

【００１８】実施の形態２．上記実施の形態１では、過
電流を検出した場合に不足電圧を補償電圧として系統に
重畳させないものとしたが、この実施の形態２では、過
電流検出時に、正常時の系統電圧（基準電圧Vs）と逆極
性の電圧を過電流抑制電圧として系統電圧に重畳して過
電流を抑制する。図２に示すように、制御部３２では、
図１での信号遮断部１３の替わりに信号切替部１４およ
び反転増幅部１５を設け、信号発生部７への入力を信号
切替部１４によって切り替える。信号切替部１４は２つ
の入力端子を持ち、不足電圧検出部６の信号あるいは基
準電圧発生部５の電圧Vsを反転増幅部１５を通した信号
のいずれかを、過電流検出信号の入力により選択する。
過電流検出信号が信号切替部１４に入力されない場合
は、不足電圧検出部６の信号は信号切替部１４を介して
信号発生部７に入力され、系統電圧低下時には信号発生
部７からの電圧補償制御信号により補償電圧発生部４は
不足電圧を出力して系統電圧を補償する。

【００１９】過電流検出器１２が過電流を検出し、過電
流検出信号が信号切替部１４に入力されると、信号発生
部７には、反転増幅部１５から基準電圧Vsの極性を反転
させた信号が信号切替部１４を介して入力される。これ
により、信号発生部７は補償電圧発生部４の出力電圧
を、正常時の系統電圧と絶対値が等しく極性が逆の過電
流抑制電圧とするように制御する過電流抑制制御信号を
発生し、補償電圧発生部４から出力される過電流抑制電
圧は系統電圧に重畳される。この時の短絡電流（過電
流）If_ｂは、補償電圧発生部４の出力電圧Voを−Vsに等
しいと置けば、 If_ｂ＝（Vs＋Vo）／（Zs＋Zl）＝（Vs＋（−Vs））／（Zs＋Zl）＝０ （５） となり、過電流は零に抑えられる。なお、電圧変動補償
装置１の電源側８のインピーダンスZs、負荷側９の短絡
事故点までのインピーダンスZlとする。

【００２０】補償電圧発生部４が発生する過電流抑制電
圧は、正常時の系統電圧と絶対値が等しく逆極性の電圧
でなくとも、系統電圧と逆極性の電圧であれば、過電流
を抑制する効果はある。従って、負荷側事故により系統
に流れる過電流を抑制できるため、通常の保護遮断器１
１以外の新たな系統保護機器の設置など短絡電流増大対
策を要することなく、過電流による電力系統の損傷や事
故の被害を低減でき、電圧変動補償装置１００自身の損
傷も避けることができる。なお、正常時の系統電圧と逆
極性の過電流抑制電圧を重畳する方式は、補償電圧発生
部４の負荷側事故に対してのみ為されるもので、電源側
事故には対応できない。

【００２１】またこの実施の形態では図２に示すよう
に、過電流検出部１２で発生した過電流検出信号を保持
し、その信号により負荷側系統９の保護遮断器１１を遮
断させる構成にした。負荷側事故による過電流は電圧変
動補償装置１００で抑制されるため、保護遮断器１１の
過電流リレー（図示せず）が動作しなかったり動作が遅
れたりすることがあるが、上述したように、保護遮断器
１１を過電流検出信号で遮断させる構成にしたことによ
り、過電流が抑制されても確実に保護遮断器１１を遮断
して事故系統を切り離せる効果を有する。

【００２２】実施の形態３．上記実施の形態２では、過
電流検出時に、正常時の系統電圧（基準電圧Vs）と逆極
性の電圧を過電流抑制電圧として系統電圧に重畳する電
圧変動補償装置１００を示したが、系統電圧と逆極性の
過電流抑制電圧を系統電圧に重畳する電圧変動補償装置
１００の回路構成の１形態を図３に示す。図に示すよう
に、補償電圧発生部４ａ内のコンデンサ１６などの直流
電圧源を系統に直列に挿入して、系統に電圧を重畳す
る。コンデンサ１６を系統に接続したり、切離したりす
るために自己消弧型の４個のスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ
４から成るインバータが用いられる。ここでは、PWMイ
ンバータ方式を用い、系統に重畳する電圧を制御するた
めに、制御部３３から各スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ４の
ON、OFFを制御するゲート信号Ｇ１〜Ｇ４を出力して、
コンデンサ１６を断続的に系統に直列に接続し、接続時
間すなわち電圧パルス幅を制御して必要な電圧を重畳す
る。なお、複数個のコンデンサ（図示せず）を備えて必
要な電圧に応じて直列接続させるコンデンサの組合せを
選択し、その出力電圧の総和を系統に重畳する方式を用
いても良い。また、この例では補償電圧発生部４ａを直
接系統に直列接続しているが、トランスを介して系統に
接続しても良い。また高調波除去のためのフィルターは
図示を省略した。いずれの方式でも自己消弧型スイッチ
ング素子Ｔ１〜Ｔ４には逆向きの電流を流せるように逆
並列にダイオードＤ１〜Ｄ４が接続される。これは系統
に繋がれている負荷１０が純抵抗の場合は直列に接続さ
れたコンデンサ１６の極性の向き（コンデンサ１６の電
圧を重畳する電圧の向き）にしか電流が流れないため必
要無いが、負荷１０が純抵抗以外の場合はコンデンサ１
６の電圧の向きと電流の向きとが異なる場合があるた
め、この電流を流すためにスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ４
には逆並列ダイオードＤ１〜Ｄ４が必要となる。

【００２３】このように、コンデンサ１６を系統に直列
に接続するスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ４には逆並列のダ
イオードＤ１〜Ｄ４が接続されているため、コンデンサ
１６は常にダイオードＤ１〜Ｄ４を介して系統に接続さ
れる。そしてコンデンサ１６の極性の向きと逆方向の電
流を流す向きにダイオードＤ１〜Ｄ４は接続され、すな
わち図に示すように、コンデンサ１６の正極はダイオー
ドＤ１、Ｄ４の負極に接続されて系統に繋がれ、コンデ
ンサ１６の負極はダイオードＤ２、Ｄ３の正極に接続さ
れて系統に繋がれて、コンデンサ１６は系統電圧と逆極
性になるように接続される。

【００２４】制御部３３では、信号発生部７の出力と過
電流検出部１２の出力の反転信号との論理積を判別部１
７にて演算し、各スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ４のON、OF
Fを制御するゲート信号Ｇ１〜Ｇ４を出力する。ここ
で、ゲート信号Ｇ１〜Ｇ４が「Ｈ」でスイッチング素子
Ｔ１〜Ｔ４はON、「Ｌ」でスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ４
はOFFとし、過電流検出部１２の出力である過電流検出
信号は、過電流を検出した場合は「Ｈ」、過電流を検出
しない場合は「Ｌ」信号とする。

【００２５】不足電圧検出部６が系統電圧の不足電圧を
検出すると、補償電圧発生部４ａが不足電圧に等しい補
償電圧を出力するように信号発生部７が各ゲート信号を
発生する。この時に過電流検出部１２が過電流を検出し
ていなければ、過電流検出信号は「Ｌ」であり信号発生
部７からのゲート信号はそのまま補償電圧発生部４ａの
スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ４を制御し、補償電圧を発生
する。一方、過電流を検出すると過電流検出信号は
「Ｈ」となり、信号発生部７からの出力が何であれ過電
流検出信号の反転信号との論理積は全て「Ｌ」となり、
過電流抑制制御信号としてスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ４
は全てOFFとなる。この場合、系統とコンデンサ１６は
ダイオードＤ１〜Ｄ４を介して繋がっているが、系統電
圧の極性に拘わらず、常にコンデンサ１６が系統に挿入
される電圧極性は一定であり、コンデンサ１６を充電す
る方向、すなわち系統電圧とは逆極性となる。

【００２６】図４に、負荷側短絡事故時の電圧電流波形
を示す。図４（ａ）は過電流抑制電圧を発生させない場
合の比較例を示し、負荷側短絡事故により、大きな短絡
電流が過電流として流れることが判る。図４（ｂ）はこ
の実施の形態による電圧変動補償装置１００により過電
流抑制電圧を発生させたときの、電圧電流波形である。
以下、図４（ｂ）に基づいて、過電流の抑制動作につい
て説明する。系統負荷側９の短絡事故等に起因する過電
流を検出してスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ４が全てOFFに
なると、補償電圧発生部４ａは、コンデンサ１６のその
時点の充電電圧を過電流抑制電圧としてダイオードＤ
３、Ｄ４を介して出力する。コンデンサ１６は充電する
向きに接続されているため、充電電流が流れるが、コン
デンサ１６が充電されるに従って充電電流は減少し、系
統正常電圧のピークまでコンデンサ１６が充電される
と、流れる充電電流は零となり、即ち、電流は流れず過
電流は抑制される。系統電圧が反転した場合は、コンデ
ンサ１６はダイオードＤ１、Ｄ２を介して系統に接続さ
れるが、この向きもコンデンサ１６を充電する向きであ
り、コンデンサ１６が既に正常電圧ピークまで充電され
ていれば電流は流れない。PWMインバータで系統の電圧
低下を１００％補償するには、コンデンサ１６の充電電
圧はほぼ系統電圧のピーク値が必要であり、従って電流
は流れないことになる。コンデンサ１６の充電電圧が系
統電圧のピーク値より小さい時でも、上述したように、
系統にコンデンサ１６の電圧が過電流抑制電圧として逆
極性に重畳され、さらにコンデンサ１６が充電されるに
従ってコンデンサ電圧は系統のピーク電圧に近づくため
過電流は抑制されることになる。

【００２７】この実施の形態では、過電流検出で発生さ
れた過電流抑制制御信号によりスイッチング素子Ｔ１〜
Ｔ４を全てOFFにすることにより、コンデンサ１６の充
電電圧が、スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ４に逆並列に接続
されたダイオードＤ１〜Ｄ４を介して系統電圧に逆極性
となるように重畳される。即ち、コンデンサ１６の充電
電圧を系統電圧と逆極性の過電流抑制電圧として用い、
過電流を抑制することができる。

【００２８】なお、この実施の形態では、補償電圧発生
部４ａには、それぞれダイオードＤ１〜Ｄ４が逆並列に
接続された４個の半導体スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ４か
ら成るフルブリッジインバータを用いたが、これに限る
ものではない。即ち、ダイオードが逆並列に接続された
半導体スイッチング素子をコンデンサの両側あるいは片
側に配してコンデンサ１６を電力系統に接続し、コンデ
ンサに接続される上記ダイオードは、コンデンサの正極
側であれば負極が、コンデンサの負極側であれば正極が
接続されるようにすればよい。

【００２９】実施の形態４．次に、この実施の形態４に
よる電圧変動補償装置について図５に基づいて説明す
る。上記実施の形態２では、過電流検出時に、正常時の
系統電圧（基準電圧Vs）と逆極性の電圧を過電流抑制電
圧として系統電圧に重畳する電圧変動補償装置１００を
示したが、このような電圧変動補償装置１００に、図５
に示すように、補償電圧発生部４と並列に接続された短
絡スイッチ１８と、この短絡スイッチ１８に流れる電流
を検出する電流検出部１９とを設ける。ところで、直列
接続型の電圧変動補償装置１００では、系統電圧に電圧
低下が発生しない正常時にも電流を補償電圧発生部４を
通すと、補償電圧を発生しなくとも（零電圧を発生）ス
イッチング素子やダイオードなどの複数の半導体素子を
電流が通るため、常時損失が大きい。このため、補償電
圧発生部４に短絡スイッチ１８を並列接続して、系統電
圧が正常で補償電圧発生部４が補償電圧を発生する必要
のない時は、電流を短絡スイッチ１８を介して負荷１０
に送り、系統電圧が低下した時に短絡スイッチ１８を遮
断し電流を補償電圧発生部４を介して（不足電圧を重畳
して）負荷１０に送る。短絡スイッチ１８として機械式
スイッチを用いれば常時の損失はほとんど無く、また半
導体スイッチを用いても補償電圧発生部４を通すよりは
損失は少なくなる。

【００３０】短絡スイッチ１８は入力信号によってON、
OFFし、過電流検出部１２は短絡スイッチ１８の系統へ
の接続点より外側に配置して、短絡スイッチ１８を通る
電流でも補償電圧発生部４を通る電流でも系統を流れる
電流を検出する。正常時は短絡スイッチ１８はONであ
り、系統電流は短絡スイッチ１８を流れている。系統の
負荷側９で短絡事故が発生した場合、過電流検出部１２
が過電流を検出し過電流検出信号を制御部３０に送る。
制御部３０では過電流検出信号により短絡スイッチ１８
に開極指令を送り短絡スイッチ１８をOFFして、流れる
電流を遮断する。短絡スイッチ１８の電流が遮断される
と系統電流は補償電圧発生部４に転流される。また、短
絡スイッチ１８に流れる電流が零になると電流検出部１
９が電流零検出信号を制御部３０に送る。制御部３０で
は電流零検出信号を受けてから、補償電圧発生部４に過
電流抑制制御信号を出力し、過電流抑制電圧を発生させ
るよう制御する。

【００３１】このように、制御部３０は、短絡スイッチ
１８の電流が遮断された後に、補償電圧発生部４に過電
流抑制電圧を出力させるため、正常時の電圧変動補償装
置１００の損失を低減させる短絡スイッチ１８を用いた
場合でも、補償電圧発生部４が発生する過電流抑制電圧
が短絡スイッチ１８で短絡されることなく、過大な電流
が補償電圧発生部４を流れて素子を損傷させることはな
い。このため、信頼性良く過電流を抑制することがで
き、系統の被害を低減できる。また短絡スイッチ１８と
して機械式スイッチを採用し、例えば特開平１１−１１
１１２３号公報に示す方式で、交流自然電流零点前に強
制的に遮断する場合、強制遮断可能な電流値は自然電流
零点での遮断可能な電流値より小さい。過電流を検出し
た時、まず強制遮断を行うように短絡スイッチ１８に指
令を出すが遮断電流が強制遮断領域を越えた場合は自然
電流零点で遮断することになる。このような場合でも短
絡スイッチ１８に流れる電流を検出し短絡スイッチ１８
が電流を遮断したことを確認してから過電流抑制電圧を
発生させているので、短絡スイッチ１８で過電流抑制電
圧が短絡されることは無い。なお、系統の電源側８の事
故により系統電圧が低下した時にも、制御部３０は、短
絡スイッチ１８を開極指令により遮断し、電流検出部１
９からの電流零検出信号を受けた後、補償電圧発生部４
に電圧補償制御信号を出力し、補償電圧を発生させるよ
う制御する。

【００３２】実施の形態５．上記実施の形態４を、図２
で示した回路構成に適用した形態例を図６に示す。図に
示すように、この構成では信号切替部１４の出力端子と
信号発生部７との間に信号遮断部１３を設け、また不足
電圧検出部６の出力を入力する電圧低下検出部２０を設
ける。信号遮断部１３には短絡スイッチ１８に流れる電
流を検出する電流検出部１９の電流零検出信号が入力さ
れる。電流零検出信号は電流が零の時は「Ｈ」、電流が
流れている時は「Ｌ」とする。電圧低下検出部２０は不
足電圧が設定電圧を超えると電圧低下検出信号として
「Ｈ」、電圧低下を検出しなければ「Ｌ」信号を出力す
る。信号遮断部１３は入力信号「Ｈ」でON、「Ｌ」でOF
Fとする。系統の過電流を検出する過電流検出部１２は
過電流を検出すれば過電流検出信号として「Ｈ」、過電
流を検出しなければ「Ｌ」信号を出力する。過電流検出
部１２の出力は信号切替部１４の制御入力に入力され、
信号切替部１４の出力端子は、制御入力が「Ｈ」の場合
は基準電圧Vsの極性を反転させる反転増幅部１５の出力
に、制御入力が「Ｌ」の場合は不足電圧検出部６の出力
に繋がれる。過電流検出部１２の出力は同時に信号合成
部２１で電圧低下検出部２０の出力と論理和が取られ、
信号合成部２１の出力が短絡スイッチ１８の制御入力に
入力される。短絡スイッチ１８は制御信号「Ｈ」で開
極、「Ｌ」で閉極とする。

【００３３】系統電圧が正常で負荷１０に電流が流れて
いる場合は電圧低下検出部２０の出力は「Ｌ」、過電流
検出部１２の出力も「Ｌ」、電流検出部１９の出力も
「Ｌ」であり、信号合成部２１の出力は「Ｌ」のため短
絡スイッチ１８は閉極状態で電流は補償電圧発生部４を
通らず短絡スイッチ１８を流れる。また信号遮断部１３
は制御入力が「Ｌ」のためOFFであるので、信号発生部
７には不足電圧が零と入力され補償電圧発生部４は電圧
出力しない（零電圧出力）。また信号切替部１４への制
御入力は「Ｌ」のため、出力端子は不足電圧検出部６の
出力に繋がれている状態である。系統電源側８で事故が
起こり系統電圧が低下すると、電圧低下検出部２０の出
力が「Ｈ」となり、信号合成部２１の出力も「Ｈ」、従
って短絡スイッチ１８の制御入力が「Ｈ」になるため短
絡スイッチ１８は開極し電流遮断を行う。短絡スイッチ
１８の電流が遮断され電流零となると電流検出部１９の
出力は「Ｈ」となり信号遮断部１３の制御入力が「Ｈ」
となるため、信号遮断部１３はONとなる。過電流検出部
１２の出力は「Ｌ」のままなので信号切替部１４の出力
端子も不足電圧検出部６の出力に繋がれたままで、不足
電圧検出部６の出力は信号発生部７に入力され、補償電
圧発生部４は不足電圧を補償電圧として発生し、系統電
圧が補償される。

【００３４】一方、系統負荷側９で事故が起こり過電流
と系統電圧低下とが発生すると、信号合成部２１の出力
が「Ｈ」となり短絡スイッチ１８は開極して電流遮断を
行うと共に、信号切替部１４の制御入力も「Ｈ」となり
出力端子は基準電圧Vsの極性を反転させる反転増幅部１
５の出力に繋がれる。短絡スイッチ１８の電流が遮断さ
れ零になると信号遮断部１３は制御入力が「Ｈ」となり
ONとなるため、信号発生部７には系統定格電圧（基準電
圧Vs）に絶対値が等しく極性が逆の電圧が入力される。
従って、補償電圧発生部４は系統電圧に対して逆極性の
電圧を発生し過電流を抑制できる。この結果、補償電圧
発生部４の発生する過電流抑制電圧は短絡スイッチ１８
で短絡されることなく、即ち補償電圧発生部４に過大な
電流が流れることなく過電流抑制電圧が系統に重畳され
るため過電流による被害を低減できる。

【００３５】なお、短絡スイッチ１８の電流遮断は実際
に電流を検出することで確認しているが、予め短絡スイ
ッチ１８の遮断時間を測定しておき、短絡スイッチ１８
への開極指令から短絡スイッチ１８の遮断時間経過後に
信号遮断部１３にON指令を出力するように構成しても良
い。

【００３６】実施の形態６．実施の形態３の図３で示し
た回路構成に、短絡スイッチ１８とこの短絡スイッチ１
８に流れる電流を検出する電流検出部１９とを設けたも
のを図７に示す。上述したように、過電流を抑制するた
めの過電流抑制電圧の発生は、補償電圧発生部４ａのコ
ンデンサ１６と系統を接続しているスイッチング素子Ｔ
１〜Ｔ４を全てOFFにすることで行う。系統電圧がコン
デンサ１６の電圧より小さければコンデンサ１６はダイ
オードＤ１〜Ｄ４の働きにより系統から切離された状態
であり、系統電圧がコンデンサ１６の電圧より大きくな
ると系統電圧と逆極性にコンデンサ１６が系統に接続さ
れる。このような過電流抑制機能を持つ構成の電圧変動
補償装置１００に常時損失低減用の短絡スイッチ１８を
設けた場合、過電流検出時に短絡スイッチ１８に開極指
令と全てのスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ４に過電流抑制制
御信号となるOFF指令を同時に出しても、短絡スイッチ
１８が電流遮断するまでは補償電圧発生部４ａに印加さ
れる系統電圧は短絡スイッチ１８で短絡されるためほぼ
零となり、コンデンサ１６は系統から切離された状態で
不都合は起こらない。短絡スイッチ１８が電流遮断した
後に自動的に過電流抑制電圧が系統に重畳されることに
なる。従って、補償電圧発生部４ａに過電流抑制電圧を
発生させるための制御を短絡スイッチ１８の電流遮断に
関係無く行うことができ、短絡スイッチ１８が閉極状態
では過電流抑制電圧の発生が無く、短絡スイッチ１８が
開極状態になると過電流抑制電圧が発生できる。

【００３７】系統の電源側８の事故で電圧低下が発生し
た時は、短絡スイッチ１８の電流遮断完了後に補償電圧
を重畳しなければならない。しかし、過電流検出部１２
が過電流を検出した時は、短絡スイッチ１８に開極指令
を出すのと同時にスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ４を全てOF
Fにする指令を出して良い。信号合成部２１で過電流検
出信号（過電流検出時「Ｈ」）と電圧低下検出部２０の
出力（電圧低下検出時「Ｈ」）との論理和を取り、短絡
スイッチ１８の制御信号とすれば良い。補償電圧発生部
４ａがコンデンサ１６とそれぞれダイオードＤ１〜Ｄ４
を逆並列されたスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ４とから構成
されていれば、回路構成に関係なく、短絡スイッチ１８
が開極状態になってから自動的に過電流抑制電圧が系統
に重畳されることになり、補償電圧発生部４ａに過大な
電流が流れることなく過電流抑制ができる。

【００３８】実施の形態７．上記実施の形態５、６で
は、短絡スイッチ１８への開極指令は電圧低下検出部２
０の出力信号（電圧低下時「Ｈ」）と過電流検出部１２
の出力信号（過電流検出時「Ｈ」）を信号合成部２１で
論理和を取り少なくとも一方が起こった時（電圧低下、
過電流）に短絡スイッチ１８を遮断するようにしたが、
この実施の形態では、短絡スイッチ１８に通電されてい
る状態では、過電流が発生しても短絡スイッチ１８を遮
断しないようにするもので、図８に示すような信号合成
部２１ａが用いられる。図に示すように、過電流検出部
１２の出力（過電流検出時「Ｈ」）と電圧低下検出部２
０の出力（電圧低下検出時「Ｈ」）の論理積と、過電流
検出部１２の出力の反転信号と電流検出部１９の出力
（電流が流れてない時「Ｈ」）の論理積との論理和を出
力とし、短絡スイッチ１８の制御信号とすれば良い。こ
のようにすると、過電流を検出しない時か過電流を検出
しても短絡スイッチ１８に電流が流れていない時以外は
系統電圧低下を検出しても短絡スイッチ１８へは開極指
令が送られない。即ち、短絡スイッチ１８に通電されて
いる状態では、過電流が発生しても短絡スイッチ１８は
閉極状態を維持し電流を遮断しないため、過電流遮断能
力の無い短絡スイッチ１８でも、遮断不能を起こさずに
使用することができる。

【００３９】また短絡スイッチ１８が開極状態で過電流
が流れた時は過電流抑制ができ、閉極状態で過電流が流
れた場合でも、少なくとも過電流を増加させるような補
償電圧を系統に重畳することは無い。また、短絡スイッ
チ１８に過電流遮断能力は有るが、補償電圧発生部４の
過電流耐量が小さい場合にも有効であり、以下に説明す
る。短絡スイッチ１８に通電されている状態で過電流を
検出したときに、短絡スイッチ１８の電流を遮断する
と、その後過電流が補償電圧発生部４に転流されてから
過電流抑制が始まるまでは抑制されていない過電流が補
償電圧発生部４を流れ続ける。この時間は短絡スイッチ
１８の遮断時間、電流検出部１９の電流零検出時間、制
御部３の制御時間に依存し、短絡スイッチ１８が開極状
態で過電流を検出した場合より長くなる。補償電圧発生
部４の過電流耐量が小さい場合、過電流が流れる継続時
間が長いと補償電圧発生部４が損傷することがある。こ
のため、上述したように、短絡スイッチ１８に通電され
ている状態では、過電流が発生しても短絡スイッチ１８
は閉極状態を維持し過電流を補償電圧発生部４に転流さ
せないように制御することは補償電圧発生部４の保護に
有効となる。

【００４０】実施の形態８．上記実施の形態７では、短
絡スイッチ１８に通電されている状態で過電流が発生し
ても短絡スイッチ１８を閉極状態に維持させたが、この
実施の形態では、過電流が発生した時は直ちに短絡スイ
ッチ１８を閉極状態にし、過電流を補償電圧発生部４に
流さないようにするもので、図９に示すような信号合成
部２１ｂが用いられる。図に示すように、電圧低下検出
部２０の出力と過電流検出部１２の出力の反転信号との
論理積を取り、短絡スイッチ１８の制御信号とすればよ
い。このように、過電流を補償電圧発生部４に流さない
ように制御するため、補償電圧発生部４に過電流通電能
力の無い場合でも用いることができ、補償電圧発生部４
を保護できる。

【００４１】図９に示す信号合成部２１ｂを適用した電
圧変動補償装置１００の構成図を図１０に示す。電源側
８、負荷側９が正常な場合は、電圧が低下していないた
め電圧低下検出部２０の出力は「Ｌ」、過電流が流れて
いないため過電流検出部１２の出力は「Ｌ」、このため
短絡スイッチ１８の制御信号となる信号合成部２１ｂの
出力は「Ｌ」となり短絡スイッチ１８は閉極状態とな
る。したがって正常時には負荷側９への電力は短絡スイ
ッチ１８を介して送られる。電源側８で事故が発生し系
統電圧が低下すると電圧低下検出部２０の出力が「Ｈ」
となる。電源側８の事故のため過電流は流れていないた
め過電流検出部１２の出力は「Ｌ」、したがって信号合
成部２１ｂの出力は「Ｈ」となり短絡スイッチ１８は開
極し電流遮断を行う。短絡スイッチ１８の電流が遮断さ
れると電流検出部１９からの出力は「Ｈ」となり、信号
遮断部１３が「ON」となり不足電圧を補償電圧として系
統に重畳するように補償電圧発生部４が制御される。し
たがって過電流が流れていない状況では系統電圧補償動
作を行い負荷１０に正常な電圧を供給することができ
る。

【００４２】一方、負荷側９の事故により系統電圧が低
下すると電圧低下検出部２０の出力は「Ｈ」、過電流が
流れるため過電流検出部１２の出力は「Ｈ」、したがっ
て信号合成部２１ｂの出力は「Ｌ」となり、短絡スイッ
チ１８は閉極となる。電源側８、負荷側９が正常で短絡
スイッチ１８が閉極状態の場合に負荷側９で事故が起こ
ると短絡スイッチ１８は閉極状態を維持し、過電流は短
絡スイッチ１８に流れる。また電源側８の事故により系
統電圧が低下し系統電圧補償動作中の場合に負荷側９で
も事故が発生し過電流が流れると、過電流検出部１２の
出力が「Ｌ」から「Ｈ」になるため短絡スイッチ１８は
閉極し過電流は短絡スイッチ１８を流れる。また短絡ス
イッチ１８が遮断されないため、電流検出部１９の信号
により信号遮断部１３は「OFF」であり過電流を増大さ
せる補償電圧も発生しない。即ち、過電流を検出した時
は常に短絡スイッチ１８が閉極状態になるように制御さ
れて、補償電圧発生部４を過電流から保護できる。また
少なくとも過電流を増加させるような補償電圧を系統に
重畳することは無い。なお、この場合、補償電圧発生部
４ａにPWMインバータを用いた例を示したが、これに限
らず、他の回路構成であっても良い。

【００４３】

【発明の効果】この発明に係る請求項１記載の電圧変動
補償装置は、電力系統における電圧低下を検出する系統
電圧検出部と、該系統電圧検出部からの電圧低下検出信
号を入力として電圧補償制御信号を出力する制御部と、
上記電力系統に直列に接続され、上記電圧補償制御信号
により補償電圧を発生させる補償電圧発生部とを備え
て、系統電圧低下時に上記補償電圧発生部にて発生させ
た上記補償電圧を該系統電圧に重畳して、負荷に供給さ
れる電圧変動を抑える装置構成であって、上記補償電圧
発生部が直列接続された上記系統に流れる過電流を検出
して過電流検出信号を上記制御部に出力する過電流検出
部を備え、上記制御部では、上記過電流検出信号の入力
時には、上記電圧低下信号が入力されても上記電圧補償
制御信号を出力せず、上記補償電圧発生部にて上記補償
電圧を発生させないため、過電流を増大させることがな
く、過電流による被害を抑制して、電力系統および電圧
変動補償装置自身を保護できる。また電圧変動補償装置
の設置に伴い新たな系統保護機器などの短絡電流増大対
策を要することなく装置構成の簡略化が図れる。

【００４４】またこの発明に係る請求項２記載の電圧変
動補償装置は、請求項１において、系統電圧検出部にて
電圧低下が検出されない正常時に補償電圧発生部をバイ
パスするために、短絡スイッチを該補償電圧発生部に並
列に接続して備え、制御部は、上記短絡スイッチが閉極
状態で過電流検出信号が入力されずに電圧低下検出信号
が入力されると、該短絡スイッチに開極指令を出力して
開極した後、電圧補償制御信号を出力し、上記短絡スイ
ッチが閉極状態で上記過電流検出信号が入力されると該
短絡スイッチを閉極状態に維持し、上記短絡スイッチが
開極状態で上記過電流検出信号が入力されると該短絡ス
イッチに閉極指令を出力して閉極し、上記補償電圧発生
部をバイパスさせるため、過電流を補償電圧発生部に流
さないように制御でき、過電流通電能力の無い補償電圧
発生部であっても適用でき、補償電圧発生部を保護でき
る。

【００４５】またこの発明に係る請求項３記載の電圧変
動補償装置は、請求項１において、制御部に過電流検出
信号が入力されると、上記制御部は電圧補償制御信号の
替わりに過電流抑制制御信号を出力し、該過電流抑制制
御信号を入力として補償電圧発生部は、系統電圧と逆極
性の過電流抑制電圧を発生して上記系統電圧に重畳させ
るため、過電流を抑制でき、過電流による被害がさらに
低減でき、電力系統および電圧変動補償装置自身を保護
できる。また電圧変動補償装置の設置に伴い新たな系統
保護機器などの短絡電流増大対策を要することなく装置
構成の簡略化が図れる。

【００４６】またこの発明に係る請求項４記載の電圧変
動補償装置は、請求項３において、補償電圧発生部が直
列接続された系統の負荷側に保護遮断器を備え、過電流
検出部からの過電流検出信号を保持し、該保持した過電
流検出信号により上記保護遮断器を遮断させるため、過
電流が抑制されても確実に保護遮断器を遮断して事故系
統を切り離せる。

【００４７】またこの発明に係る請求項５記載の電圧変
動補償装置は、請求項３または４において、補償電圧発
生部から発生される過電流抑制電圧は、正常な系統電圧
と逆極性でほぼ同じ大きさであるため、過電流を効果的
に低減できてほぼ零にでき、過電流による被害をさらに
低減できる。

【００４８】またこの発明に係る請求項６記載の電圧変
動補償装置は、請求項３または４において、補償電圧発
生部は、直流電源と、該直流電源の両側あるいは片側に
配されて該直流電源を電力系統に接続し、ダイオードが
逆並列に接続された自己消弧型の半導体スイッチング素
子とから成り、上記直流電源に接続される上記ダイオー
ドは、該直流電源の正極側では該ダイオードの負極が接
続され、該直流電源の負極側では該ダイオードの正極が
接続され、制御部から過電流抑制制御信号が入力される
と、上記全ての半導体スイッチング素子をオフにして、
上記直流電源の電圧を逆極性の過電流抑制電圧として上
記ダイオードにより系統電圧に重畳するため、過電流発
生時に、容易で確実に正常な系統電圧と逆極性の過電流
抑制電圧を安定して発生させて系統電圧に重畳でき、効
果的に過電流を抑制できる。

【００４９】またこの発明に係る請求項７記載の電圧変
動補償装置は、請求項３〜５のいずれかにおいて、系統
電圧検出部にて電圧低下が検出されない正常時に補償電
圧発生部をバイパスするために該補償電圧発生部に並列
に接続された短絡スイッチを備え、上記短絡スイッチが
閉極状態で、過電流検出信号あるいは電圧低下検出信号
が制御部に入力されると、該制御部は、上記短絡スイッ
チに開極指令を出力し、該短絡スイッチが開極状態にな
った後、過電流抑制制御信号あるいは電圧補償制御信号
を出力して補償電圧発生部にて電圧を発生させるため、
補償電圧発生部が発生する電圧が短絡スイッチで短絡さ
れることなく、補償電圧発生部を保護できる。

【００５０】またこの発明に係る請求項８記載の電圧変
動補償装置は、請求項３〜５のいずれかにおいて、系統
電圧検出部にて電圧低下が検出されない正常時に補償電
圧発生部をバイパスするために、短絡スイッチを該補償
電圧発生部に並列に接続して備え、上記短絡スイッチが
閉極状態で、過電流検出信号が制御部に入力されると、
該制御部は過電流抑制制御信号を出力せず上記短絡スイ
ッチは閉極状態を維持し、上記短絡スイッチが閉極状態
で、過電流検出信号は入力されずに電圧低下検出信号の
み制御部に入力されると、該制御部は、上記短絡スイッ
チに開極指令を出力して開極した後、電圧補償制御信号
を出力するため、過電流遮断能力の無い短絡スイッチで
も、遮断不能を起こさずに適用できる。また、過電流耐
量の小さな補償電圧発生部を適用しても、確実に保護す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による電圧変動補償
装置の回路構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態２による電圧変動補償
装置の回路構成図である。

【図３】 この発明の実施の形態３による電圧変動補償
装置の回路構成図である。

【図４】 この発明の実施の形態３による系統負荷側事
故時の電圧電流波形を示す図である。

【図５】 この発明の実施の形態４による電圧変動補償
装置の回路構成図である。

【図６】 この発明の実施の形態５による電圧変動補償
装置の回路構成図である。

【図７】 この発明の実施の形態６による電圧変動補償
装置の回路構成図である。

【図８】 この発明の実施の形態７による電圧変動補償
装置の信号合成部を示す図である。

【図９】 この発明の実施の形態８による電圧変動補償
装置の信号合成部を示す図である。

【図１０】 この発明の実施の形態８による電圧変動補
償装置の回路構成図である。

【図１１】 従来の電圧変動補償装置の回路構成図であ
る。

【図１２】 従来の電圧変動補償装置の問題点を説明す
る図である。

【符号の説明】

２ 系統電圧検出部、４，４ａ 補償電圧発生部、７
信号発生部、１０ 負荷、１１ 保護遮断器、１２ 過
電流検出部、１３ 信号遮断部、１４ 信号切替部、１
６ 直流電源としてのコンデンサ、１８ 短絡スイッ
チ、１９ 電流検出部、２１，２１ａ，２１ｂ 信号合
成部、３０，３１，３２，３３，３４，３５ 制御部、
１００ 電圧変動補償装置、Ｔ１〜Ｔ４ 半導体スイッ
チング素子、Ｄ１〜Ｄ４ ダイオード。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小山 健一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 笹尾 博之 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 岩田 明彦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 鈴木 昭弘 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 菊永 敏之 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 羽田野 伸彦 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 Ｆターム(参考） 5G066 DA07 5H007 AA17 BB05 CB02 CB05 FA03 FA14 FA18 FA19

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力系統における電圧低下を検出する系
   統電圧検出部と、該系統電圧検出部からの電圧低下検出
   信号を入力として電圧補償制御信号を出力する制御部
   と、上記電力系統に直列に接続され、上記電圧補償制御
   信号により補償電圧を発生させる補償電圧発生部とを備
   えて、系統電圧低下時に上記補償電圧発生部にて発生さ
   せた上記補償電圧を該系統電圧に重畳して、負荷に供給
   される電圧変動を抑える電圧変動補償装置において、上
   記補償電圧発生部が直列接続された上記系統に流れる過
   電流を検出して過電流検出信号を上記制御部に出力する
   過電流検出部を備え、上記制御部では、上記過電流検出
   信号の入力時には、上記電圧低下信号が入力されても上
   記電圧補償制御信号を出力せず、上記補償電圧発生部に
   て上記補償電圧を発生させないことを特徴とする電圧変
   動補償装置。
2. 【請求項２】 系統電圧検出部にて電圧低下が検出され
   ない正常時に補償電圧発生部をバイパスするために、短
   絡スイッチを該補償電圧発生部に並列に接続して備え、
   制御部は、上記短絡スイッチが閉極状態で過電流検出信
   号が入力されずに電圧低下検出信号が入力されると、該
   短絡スイッチに開極指令を出力して開極した後、電圧補
   償制御信号を出力し、上記短絡スイッチが閉極状態で上
   記過電流検出信号が入力されると該短絡スイッチを閉極
   状態に維持し、上記短絡スイッチが開極状態で上記過電
   流検出信号が入力されると該短絡スイッチに閉極指令を
   出力して閉極し、上記補償電圧発生部をバイパスさせる
   ことを特徴とする請求項１記載の電圧変動補償装置。
3. 【請求項３】 制御部に過電流検出信号が入力される
   と、上記制御部は電圧補償制御信号の替わりに過電流抑
   制制御信号を出力し、該過電流抑制制御信号を入力とし
   て補償電圧発生部は、系統電圧と逆極性の過電流抑制電
   圧を発生して上記系統電圧に重畳させることを特徴とす
   る請求項１記載の電圧変動補償装置。
4. 【請求項４】 補償電圧発生部が直列接続された系統の
   負荷側に保護遮断器を備え、過電流検出部からの過電流
   検出信号を保持し、該保持した過電流検出信号により上
   記保護遮断器を遮断させることを特徴とする請求項３記
   載の電圧変動補償装置。
5. 【請求項５】 補償電圧発生部から発生される過電流抑
   制電圧は、正常な系統電圧と逆極性でほぼ同じ大きさで
   あることを特徴とする請求項３または４記載の電圧変動
   補償装置。
6. 【請求項６】 補償電圧発生部は、直流電源と、該直流
   電源の両側あるいは片側に配されて該直流電源を電力系
   統に接続し、ダイオードが逆並列に接続された自己消弧
   型の半導体スイッチング素子とから成り、上記直流電源
   に接続される上記ダイオードは、該直流電源の正極側で
   は該ダイオードの負極が接続され、該直流電源の負極側
   では該ダイオードの正極が接続され、制御部から過電流
   抑制制御信号が入力されると、上記全ての半導体スイッ
   チング素子をオフにして、上記直流電源の電圧を逆極性
   の過電流抑制電圧として上記ダイオードにより系統電圧
   に重畳することを特徴とする請求項３または４記載の電
   圧変動補償装置。
7. 【請求項７】 系統電圧検出部にて電圧低下が検出され
   ない正常時に補償電圧発生部をバイパスするために該補
   償電圧発生部に並列に接続された短絡スイッチを備え、
   上記短絡スイッチが閉極状態で、過電流検出信号あるい
   は電圧低下検出信号が制御部に入力されると、該制御部
   は、上記短絡スイッチに開極指令を出力し、該短絡スイ
   ッチが開極状態になった後、過電流抑制制御信号あるい
   は電圧補償制御信号を出力して補償電圧発生部にて電圧
   を発生させることを特徴とする請求項３〜５のいずれか
   に記載の電圧変動補償装置。
8. 【請求項８】 系統電圧検出部にて電圧低下が検出され
   ない正常時に補償電圧発生部をバイパスするために、短
   絡スイッチを該補償電圧発生部に並列に接続して備え、
   上記短絡スイッチが閉極状態で、過電流検出信号が制御
   部に入力されると、該制御部は過電流抑制制御信号を出
   力せず上記短絡スイッチは閉極状態を維持し、上記短絡
   スイッチが閉極状態で、過電流検出信号は入力されずに
   電圧低下検出信号のみ制御部に入力されると、該制御部
   は、上記短絡スイッチに開極指令を出力して開極した
   後、電圧補償制御信号を出力することを特徴とする請求
   項３〜５のいずれかに記載の電圧変動補償装置。