JP2014017963A5

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Publication number: JP2014017963A5
Application number: JP2012153550A
Authority: JP
Filing date: 2012-07-09
Publication date: 2015-02-19
Anticipated expiration: 2032-07-09

Description

時刻ｔ２において、ＴＳＣ１０がオフされる。制御装置５０がゲートパルス信号Ｐｇ１，Ｐｇ２をオフした後、サイリスタスイッチ４０を流れるコンデンサ電流ＩＣが０になった時点で、サイリスタスイッチ４０がオフされる。これにより、コンデンサ３０は、三相交流母線５から電気的に切り離される。

同様に、端子ｘ（サイリスタスイッチユニット７０ａ）、端子ｙ（サイリスタスイッチユニット７０ｂ）および端子ｚ（サイリスタスイッチユニット７０ｃ）は、コンデンサ３０ａ，３０ｂ，３０ｃを経由して、三相交流母線５ｂ，５ｃ，５ａと電気的に接続される。

さらに、ｃ相およびａ相間において、端子ｚ−ｘ間の端子間電圧Ｖｚｘは、相間絶縁支持碍子８１および８２の両端に印加される。端子ｗ−ｕ間にも同等の端子間電圧が印加される。以下では、端子ｚ−ｘ間および端子ｗ−ｕ間の距離を、包括的に相間距離Ｄｃａと表記する。

このように、端子ｘ−ｙ間、端子ｙ−ｚ間および端子ｚ−ｘ間のうちのいずれか２つにおいて、最大値３・Ｖｐの電圧差が生じる。いずれの端子間でこの電圧差が生じるかは、ＴＳＣがオフされる位相によって変化するため、ａ相およびｂ相の相間距離Ｄａｂ、ｂ相およびｃ相の相間距離Ｄｂｃ、ならびに、ｃ相およびａ相の相間距離Ｄｃａの各々について、３・Ｖｐの電圧差に対して絶縁が確保できるように、サイリスタバルブを設計する必要がある。

これにより、各相間の絶縁を確保するために、端子ｘ−ｙ間（端子ｕ−ｖ間）、端子ｙ−ｚ間（端子ｖ−ｗ間）および端子ｚ−ｘ間（端子ｗ−ｕ間）の各々の絶縁距離を大きくとる必要が生じる。この結果、碍子を含めたサイリスタバルブの寸法が大きくなり、配置スペースの確保および、高コスト化が問題となる虞がある。

図８を参照して、実施の形態１に従う静止形無効電力補償装置１００は、三相交流母線５ａ，５ｂ，５ｃに対してデルタ接続された三相のＴＳＣ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを含む。

この結果、上記一巡経路に沿った、サイリスタスイッチ４０およびコンデンサ３０の電気的な接続順序は、ａ相（ＴＳＣ１１ａ）およびｃ相（ＴＳＣ１１ｃ）の間でのみ共通である。ａ相（ＴＳＣ１１ａ）およびｂ相（ＴＳＣ１１ｂ）の間、ならびに、ｂ相（ＴＳＣ１１ｂ）およびｃ相（ＴＳＣ１１ｃ）の間では、サイリスタスイッチ４０およびコンデンサ３０の電気的な接続順序は互いに逆である。

同様に、端子ｘ、端子ｙおよび端子ｚについて、ａ相およびｃ相の端子ｘおよび端子ｚがコンデンサ３０ａ，３０ｃを経由して三相交流母線５ｂ，５ａと電気的に接続される一方で、ｂ相の端子ｙは、リアクトル２０ｂを経由して三相交流母線５ｃと電気的に接続される。

ここで、式（７）〜（９）から理解されるように、端子間電圧Ｖｘｙ、Ｖｙｚのピーク値は、ＴＳＣオフ時におけるコンデンサ３０ａ，３０ｃの充電電圧の極性には左右されない。一方で、ａ相およびｃ相のコンデンサ３０ａ，３０ｃが逆の極性で充電される際に、端子間電圧Ｖｚｘのピーク値が最大となる。したがって、ａ相およびｂ相のコンデンサ３０ａ，３０ｂに正極性のピーク値（＋Ｖｐ）が充電され、ｃ相のコンデンサ３０ｃには負極性のピーク値（−Ｖｐ）が充電される例を考えることとする。

Ｖｘｙ（ｐ）＝２・Ｖｐ …（１０）
Ｖｙｚ（ｐ）＝２・Ｖｐ …（１１）
Ｖｚｘ（ｐ）＝３・Ｖｐ …（１２）
図１０および式（１０）〜（１２）から理解されるように、実施の形態１に従う静止形無効電力補償装置１００において、隣接配置されるａ相およびｂ相の間の端子間電圧のピーク値Ｖｘｙ（ｐ）、ならびに、ｂ相およびｃ相の間の端子間電圧のピーク値Ｖｙｚ（ｐ）は、比較例の静止形無効電力補償装置１００♯におけるピーク値（３・Ｖｐ）と比較して、２／３に抑制されている。この結果、絶縁距離についても、２／３に短縮することができるので、静止形無効電力補償装置１００での相間距離ＤａｂおよびＤｂｃについても、静止形無効電力補償装置１００♯に対して、２／３に短縮できる。

なお、ａ相およびｃ相の間では、端子間電圧のピーク値Ｖｚｘ（ｐ）は、比較例と同等の３・Ｖｐであるが、ａ相およびｃ相の相間距離Ｄｃａは、相間距離ＤａｂおよびＤｃａの和となるので、図６の比較例における相間距離Ｄａｂ，Ｄｂｃの４／３倍確保できる。図６における相間距離Ｄａｂ，Ｄｂｃは３・Ｖｐの電圧差に対する絶縁を確保するように設計されるので、図９における相間距離Ｄｃａは、３・Ｖｐのピーク値が印加されても、ａ相およびｃ相の間の絶縁を確保できることが理解できる。

このように、実施の形態１に従う静止形無効電力補償装置１００においては、三相のＴＳＣを構成するサイリスタスイッチユニット７０ａ，７０ｂ，７０ｃについて、相間での端子間距離Ｄａｂ，Ｄｂｃ，Ｄｃａが不均等となるように実装配置されている下で、いずれか一相において、デルタ接続に沿った一巡経路におけるサイリスタスイッチ４０およびコンデンサ３０の電気的な接続順序が他の二相と逆となるようにＴＳＣが構成される。

図１１および図１２に示した第１および第２の例を始めとして、サイリスタスイッチの相間距離が最も短くなる二相間でＴＳＣ中のサイリスタスイッチ４０およびコンデンサ３０の電気的な接続順序が逆となるように、サイリスタスイッチユニット７０ａ，７０ｂ，７０ｃが実装配置される限り、サイリスタバルブの構成は適宜変更することが可能である。このように、サイリスタスイッチユニット７０ａ，７０ｂ，７０ｃを配置することにより、サイリスタバルブの寸法を小さくすることによって、静止形無効電力補償装置を小型化かつ低コスト化することが可能となる。

Claims

前記三相のサイリスタスイッチは、鉛直方向に積層され、
前記三相の直列回路は、物理的に隣接して配置される二相のサイリスタスイッチをそれぞれ含む二相の直列回路の間で、前記電気的な接続順序が互いに逆となるように配置される、請求項１または２記載の静止形無効電力補償装置。
前記三相のうちの二相のサイリスタスイッチは、鉛直方向に積層して配置され、
前記三相の直列回路は、積層された前記二相のサイリスタスイッチをそれぞれ含む二相の直列回路の間で、前記電気的な接続順序が互いに逆になるように配置される、請求項１または２記載の静止形無効電力補償装置。
前記三相のサイリスタスイッチは、水平方向に連続配置され、
前記三相の直列回路は、物理的に隣接して配置される二相のサイリスタスイッチをそれぞれ含む二相の直列回路の間で、前記電気的な接続順序が互いに逆になるように配置される、請求項１または２記載の静止形無効電力補償装置。