JP2010246363A - 無効電力補償装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基本容量の2のn乗の数列に従う容量を有するコンデンサバンク31〜33で構成されたコンデンサバンク部30は、基本容量のコンデンサバンク31と、サブバンク40および41で構成されるコンデンサバンク32と、サブバンク42および43で構成されるコンデンサバンク33とを有し、1つのサブバンクの容量は、基本容量の2のm乗の数列に従う容量に設定され、コンデンサバンク31〜33の何れか1つが故障した場合、故障したコンデンサバンク以後のコンデンサバンクは直前のコンデンサバンクを代替する。
【選択図】 図1
Description
(無効電力補償装置の構成)
図1は、実施の形態1にかかる無効電力補償装置の構成を示す図である。無効電力補償装置50は、主たる構成として、変圧器10、コンデンサバンク部30、開閉器制御回路26、およびサイリスタスイッチ制御回路25を有して構成されている。
各コンデンサバンク31〜33は、第1の開閉器である開閉器1,2a,2b,3a,3bをそれぞれ有して構成されている。また、コンデンサバンク31は、開閉器1とコンデンサ6およびサイリスタスイッチ16で構成されている。
コンデンサバンク31〜33の容量は、それぞれ1:2:4の容量比で分配されており、以下、コンデンサバンク31〜33の構成を詳説する。
図2は、実施の形態1におけるサイリスタスイッチ制御回路の構成を示す図であり、図3は、サイリスタスイッチ選択制御を説明するための図であり、図4は、開閉器選択制御を説明するための図であり、図5は、一部のコンデンサバンクが故障した場合の各コンデンサバンクの容量を示す図である。なお、コンデンサバンクが故障した場合とは、例えば、各コンデンサバンクを構成している開閉器、コンデンサ、およびサイリスタの少なくとも1つが故障したときの状態である。
一方、開閉器制御回路26は、各コンデンサバンクの故障信号を取り込み、図4に示されるような、予め設定した選択ロジックである組み合わせに従って、開放すべき開閉器1〜3bを制御する。例えば、コンデンサバンク31が故障した場合、開閉器2a,2bは、一方の開閉器(例えば開閉器2a)がONとなり、他方の開閉器2bがOFFとなる。開閉器3a,3bは、一方の開閉器(例えば開閉器3a)がONとなり、他方の開閉器3bがOFFとなる。すなわち、各開閉器1〜3bは、各コンデンサ6〜8bに直列に接続され、コンデンサバンク31〜33の何れか1つが故障した場合、予め設定した選択ロジックに従って開閉動作し、図5に示されるようにコンデンサバンク31〜33の容量を調整する。
実施の形態1にかかる無効電力補償装置50では、容量の分割を1:2:4の構成にしていたが、本実施の形態にかかる無効電力補償装置50は、容量の分割を1:2,3などのように、完全な2進数分割ではない不均等分割の容量であっても同様の効果を得ることができるように構成されている。すなわち、互いに異なる容量を有した複数のコンデンサバンク31〜33を組み合わせて、基本容量(例えば1)単位で段階的にコンデンサバンク31〜33の投入または遮断を制御することが可能である。以下、実施の形態1にかかる無効電力補償装置50の各図を用いて、本実施の形態にかかる無効電力補償装置50の構成および動作を説明する。また、実施の形態1と同様の部分については、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
実施の形態1または2にかかる無効電力補償装置50では、3つのコンデンサバンク31〜33で構成されていたが、実施の形態3にかかる無効電力補償装置50は、コンデンサバンク数が4つ以上でも同様の効果を得ることができるように構成されている。以下、実施の形態1と同様の部分については、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
図6は、実施の形態3にかかる無効電力補償装置の構成を示す図である。コンデンサバンク34は、他のコンデンサバンク31〜33と同様に、サイリスタスイッチ19で開閉される。また、コンデンサバンク34は、コンデンサバンク32,33と同様に、開閉器4aおよびコンデンサ9aで構成されたサブバンク44と、開閉器4bおよびコンデンサ9bで構成されたサブバンク45を有して構成されている。
図7において、開閉器制御回路26は、コンデンサバンクの故障の有無に応じて、開放すべき開閉器1〜4bを以下のように選択する。例えば、コンデンサバンク32が故障した場合、開閉器1はONである。開閉器3a,3bは、一方の開閉器(例えば開閉器3a)がONとなり、他方の開閉器3bがOFFとなる。また、開閉器4aおよび開閉器4bは、一方の開閉器(例えば開閉器4a)がONとなり、他方の開閉器4bがOFFとなる。
図8において、例えば、コンデンサバンク32が故障した場合、コンデンサバンク31は容量=1となり、コンデンサバンク33はコンデンサバンク32の容量=2に対応した容量に変わり、コンデンサバンク34はコンデンサバンク33の容量=4に対応した容量に変わり、最大容量は7である。
なお、実施の形態3にかかる無効電力補償装置50は、コンデンサバンクの容量を1:2:4:8以外の不均等分割の容量、例えば1:2:4:7,1:2:4:6,1:2:4:5のように構成しても、同様の効果を得ることが可能である。この場合、コンデンサバンク34を構成しているコンデンサの容量は、コンデンサバンク33の容量=4に対応した容量に変わることができるように、容量=4のコンデンサを含むように構成すればよい。
上記実施の形態1〜3の構成を一般化すれば、以下のとおり説明することができる。すなわち、本実施の形態にかかる無効電力補償装置は、複数のコンデンサバンクが並列接続されたコンデンサバンク部を備え、互いに異なる容量を有した複数のコンデンサバンクを組み合わせて基本容量単位で段階的に投入または遮断を制御して電力系統が供給する無効電力を補償する構成において、コンデンサバンク部は、基本容量に設定された第1のコンデンサバンクと、複数のサブバンクを有して構成される少なくとも1つの第2のコンデンサバンクと、に区分され、第2のコンデンサバンクを構成する各1つのサブバンクの容量は、直前にあるコンデンサバンクの容量に設定され、第1または第2のコンデンサバンクの何れか1つが故障した場合、故障したコンデンサバンク以後の第2のコンデンサバンクは、それぞれ直前のコンデンサバンクを代替するように制御される構成である。
実施の形態3にかかる無効電力補償装置50では、容量の最も大きなコンデンサバンク34を除く他のコンデンサバンク31〜33のうちの何れか1つが故障した場合、故障したコンデンサバンク以後(容量の大きい側)の全てのコンデンサバンクが、それぞれ直前のコンデンサバンクを代替するように制御される構成であったが、実施の形態4にかかる無効電力補償装置50は、容量の最も大きなコンデンサバンク34を除く他のコンデンサバンク31〜33のうちの何れか1つが故障した場合、コンデンサバンク34を構成するサブバンクの少なくとも一つが故障したコンデンサバンクを代替するように制御される構成を開示するものである。なお、この実施の形態は、容量の最も大きなコンデンサバンク34が故障した場合にはそのままの構成で運用を継続できることに着目した実施の形態でもある。
図9は、実施の形態4にかかる無効電力補償装置の構成を示す図である。この実施の形態における第2のコンデンサバンクであるコンデンサバンク31〜33は、第1の開閉器である開閉器1〜3をそれぞれ有して構成されている。コンデンサバンク31は、開閉器1とコンデンサ6およびサイリスタスイッチ16で構成され、コンデンサバンク32は、開閉器2とコンデンサ7およびサイリスタスイッチ17で構成され、コンデンサバンク33は、開閉器3とコンデンサ8およびサイリスタスイッチ18で構成されている。このように、実施の形態4にかかるコンデンサバンク部30では、容量の最も大きなコンデンサバンク34以外のコンデンサバンク31〜33は、それぞれ一の開閉器、一の容量および一のサイリスタスイッチで構成されている。
コンデンサバンク31〜34の容量は、それぞれ1:2:4:8の容量比で分配されており、以下、コンデンサバンク31〜34の構成を詳説する。
6,7,7a,7b,8,8a,8b,9a,9b,9c,9d コンデンサ
16,17,18,19 サイリスタスイッチ
10 変圧器
11 2次側母線
12 電力系統
20 電圧検出回路
21 減算回路
22 電圧制御回路
23 コンデンサバンク選択回路
24 サイリスタスイッチ切り替え回路
25 サイリスタスイッチ制御回路
26 開閉器制御回路
30 コンデンサバンク部
31,32,33,34 コンデンサバンク
40,41,42,43,44,45,46,47,48,49 サブバンク
50 無効電力補償装置
Claims (9)
- 複数のコンデンサバンクが並列接続されて構成されたコンデンサバンク部を備え、互いに異なる容量を有した前記複数のコンデンサバンクを組み合わせて基本容量単位で段階的に投入または遮断を制御して電力系統が供給する無効電力を補償する無効電力補償装置において、
前記コンデンサバンク部は、
前記基本容量に設定された第1のコンデンサバンクと、
複数のサブバンクを有して構成される少なくとも1つの第2のコンデンサバンクと、
に区分され、
前記第2のコンデンサバンクを構成する各1つのサブバンクの容量は、
直前にある前記コンデンサバンクの容量に設定されており、
前記第1または第2のコンデンサバンクの何れか1つが故障した場合、故障したコンデンサバンク以後の前記第2のコンデンサバンクは、それぞれ直前の前記コンデンサバンクを代替すること、
を特徴とする無効電力補償装置。 - 複数のコンデンサバンクが並列接続されて構成されたコンデンサバンク部を備え、互いに異なる容量を有した前記複数のコンデンサバンクを組み合わせて基本容量単位で段階的に投入または遮断を制御して電力系統が供給する無効電力を補償する無効電力補償装置において、
前記コンデンサバンク部は、
前記基本容量に設定された第1のコンデンサバンクと、
複数のサブバンクを有して構成される少なくとも1つの第2のコンデンサバンクと、
に区分され、
前記第2のコンデンサバンクを構成する各1つのサブバンクの容量は、
前記基本容量から始まり、この基本容量の2の自然数乗積の数列に従う容量に設定されており、
前記第1または第2のコンデンサバンクの何れか1つが故障した場合、故障したコンデンサバンク以後の前記第2のコンデンサバンクは、それぞれ直前の前記コンデンサバンクを代替すること、
を特徴とする無効電力補償装置。 - 前記コンデンサバンク部を構成する各コンデンサバンクの容量は、前記基本容量から始まり、この基本容量の2の自然数乗積の数列に従う容量に設定されていることを特徴とする請求項2に記載の無効電力補償装置。
- 前記第2のコンデンサバンクは、
前記サブバンクを構成するコンデンサに直列に接続され、前記コンデンサバンクの何れか1つが故障した場合、所定の選択ロジックに従って開閉動作し、前記コンデンサバンクの容量を調整する第1の開閉器と、
前記コンデンサバンクを投入する信号および前記選択ロジックに基づき、前記コンデンサバンクの投入または遮断を行う第2の開閉器と、
を備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の無効電力補償装置。 - 複数のコンデンサバンクが並列接続されて構成されたコンデンサバンク部を備え、互いに異なる容量を有した前記複数のコンデンサバンクを組み合わせて基本容量単位で段階的に投入または遮断を制御して電力系統が供給する無効電力を補償する無効電力補償装置において、
前記コンデンサバンク部は、
前記複数のコンデンサバンクのうち、最も大きな容量を有する第1のコンデンサバンクと、
前記第1のコンデンサバンクを除いた少なくとも1つの第2のコンデンサバンクと、
に区分され、
前記第1のコンデンサバンクは、少なくとも前記第2のコンデンサバンクの個数分のサブバンクを有すると共に、これらの各サブバンクの容量は、前記基本容量から始まる前記第2のコンデンサバンクの一連の容量に設定されており、
前記第2のコンデンサバンクの何れか1つが故障した場合、故障したコンデンサバンクと同容量のサブバンクを前記第1のコンデンサバンクから選択し、当該選択したサブバンクにて前記故障したコンデンサバンクを代替することを特徴とする無効電力補償装置。 - 複数のコンデンサバンクが並列接続されて構成されたコンデンサバンク部を備え、互いに異なる容量を有した前記複数のコンデンサバンクを組み合わせて基本容量単位で段階的に投入または遮断を制御して電力系統が供給する無効電力を補償する無効電力補償装置において、
前記コンデンサバンク部は、
前記複数のコンデンサバンクのうち、最も大きな容量を有する第1のコンデンサバンクと、
前記第1のコンデンサバンクを除いた少なくとも1つの第2のコンデンサバンクと、
に区分され、
前記第1のコンデンサバンクは、少なくとも前記第2のコンデンサバンクの個数分のサブバンクを有すると共に、これらの各サブバンクの容量は、前記基本容量から始まり、この基本容量の2の自然数乗積の数列に従う一連の容量に設定されており、
前記第2のコンデンサバンクの何れか1つが故障した場合、故障したコンデンサバンクと同容量のサブバンクを前記第1のコンデンサバンクから選択し、当該選択したサブバンクにて前記故障したコンデンサバンクを代替することを特徴とする無効電力補償装置。 - 前記コンデンサバンク部を構成する各コンデンサバンクの容量は、前記基本容量から始まり、この基本容量の2の自然数乗積の数列に従う容量に設定されていることを特徴とする請求項6に記載の無効電力補償装置。
- 前記第1のコンデンサバンクは、
前記サブバンクを構成するコンデンサに直列に接続され、前記第2のコンデンサバンクの何れか1つが故障した場合、所定の選択ロジックに従って開閉動作し、前記コンデンサバンクの容量を調整する第1の開閉器と、
前記コンデンサバンクを投入する信号および前記選択ロジックに基づき、前記コンデンサバンクの投入または遮断を行う第2の開閉器と、
を備えたことを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の無効電力補償装置。 - 前記第2の開閉器は、サイリスタスイッチで構成されていることを特徴とする請求項4または8に記載の無効電力補償装置。
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