JP2538728Y2 - 無効電力補償装置の制御方式 - Google Patents
無効電力補償装置の制御方式Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この考案は、電車線路にき電す
る、き電系統の電圧降下を抑制するため特定変電所に設
置された無効電力補償装置（以下ＳＶＣと呼称する）の
制御を、負荷の無効電力変動に応じて行なうＱ制御と、
給電点の電圧変動に応じて行なうＶ制御に、自動切換え
する制御方式に関する。
る、き電系統の電圧降下を抑制するため特定変電所に設
置された無効電力補償装置（以下ＳＶＣと呼称する）の
制御を、負荷の無効電力変動に応じて行なうＱ制御と、
給電点の電圧変動に応じて行なうＶ制御に、自動切換え
する制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】電鉄負荷にき電する、き電系統は図２に
示すように電車線路１の所定区間（たとえば数１０ｋ
ｍ）おきに変電所Ｅ1 、Ｅ2…を設ける。この場合、負荷
２である電気車は、その性質上始動・停止が頻繁に繰り
返されるので負荷変動が大きい。このような負荷変動に
伴う電圧変動を抑制するため、特定変電所Ｅ1にＳＶＣ
が設けられる。このＳＶＣはサイリスタ制御リアクトル
（以下ＴＣＲと呼称する）とフィルタＦＬを電車線路１
に並列に接続したもので、ＴＣＲに待機電流を流して所
定の遅れ無効電力ＱTCRを発生させておき、負荷変動に
応じてＴＣＲの発生する遅れ無効電力ＱTCRを増減して
電圧変動を抑制し、さらにフィルタＦＬの発生する一定
の進み無効電力ＱFLにより、力率を改善しながら系統の
電圧降下を一律に抑制する。
示すように電車線路１の所定区間（たとえば数１０ｋ
ｍ）おきに変電所Ｅ1 、Ｅ2…を設ける。この場合、負荷
２である電気車は、その性質上始動・停止が頻繁に繰り
返されるので負荷変動が大きい。このような負荷変動に
伴う電圧変動を抑制するため、特定変電所Ｅ1にＳＶＣ
が設けられる。このＳＶＣはサイリスタ制御リアクトル
（以下ＴＣＲと呼称する）とフィルタＦＬを電車線路１
に並列に接続したもので、ＴＣＲに待機電流を流して所
定の遅れ無効電力ＱTCRを発生させておき、負荷変動に
応じてＴＣＲの発生する遅れ無効電力ＱTCRを増減して
電圧変動を抑制し、さらにフィルタＦＬの発生する一定
の進み無効電力ＱFLにより、力率を改善しながら系統の
電圧降下を一律に抑制する。
【０００３】このＳＶＣの制御は、負荷の発生する遅れ
無効電力ＱLの変動に対してＴＣＲの発生する遅れ無効
電力ＱTCRを直接制御するＱ制御と、給電点の電圧変動
に対して電圧変動が抑制されるようにＴＣＲをフィード
バック制御するＶ制御とがあり、Ｑ制御はＳＶＣが設け
られた特定変電所から負荷に電力供給するとき行ない、
Ｖ制御は、この特定変電所から給電せず、他の変電所か
ら負荷に電力供給する延長き電時に行なわれる。
無効電力ＱLの変動に対してＴＣＲの発生する遅れ無効
電力ＱTCRを直接制御するＱ制御と、給電点の電圧変動
に対して電圧変動が抑制されるようにＴＣＲをフィード
バック制御するＶ制御とがあり、Ｑ制御はＳＶＣが設け
られた特定変電所から負荷に電力供給するとき行ない、
Ｖ制御は、この特定変電所から給電せず、他の変電所か
ら負荷に電力供給する延長き電時に行なわれる。
【０００４】上記Ｑ制御を、さらに説明する。Ｑ制御の
動作原理は、ＳＶＣの設置された特定変電所Ｅ1から負
荷に電力供給するとき給電点３の電圧降下が、ΔＶ＝％
Ｘ1・（ＱL＋ＱTCR−ＱFL）で表わされることに基づく
（但し、給電点３の変電所Ｅ1側インピ−ダンスを％Ｚ1
≒％Ｘ1とする）。すなわち、給電点３の電圧降下ΔＶ
が、負荷の無効電力ＱLの変動に対して変化（電圧変
動）しないように、ＴＣＲの発生する遅れ無効電力を増
減する。
動作原理は、ＳＶＣの設置された特定変電所Ｅ1から負
荷に電力供給するとき給電点３の電圧降下が、ΔＶ＝％
Ｘ1・（ＱL＋ＱTCR−ＱFL）で表わされることに基づく
（但し、給電点３の変電所Ｅ1側インピ−ダンスを％Ｚ1
≒％Ｘ1とする）。すなわち、給電点３の電圧降下ΔＶ
が、負荷の無効電力ＱLの変動に対して変化（電圧変
動）しないように、ＴＣＲの発生する遅れ無効電力を増
減する。
【０００５】具体的には、電車線路１の給電点３付近に
接続されたＰＴで得た系統電圧Ｖと、変電所Ｅ1の給電
路に設けたＣＴで得た電流Ｉを、Ｑ検出回路４に与えて
負荷２の無効電力ＱLを知る。この無効電力ＱLをファン
クション回路５によりサイリスタの点弧位相角に線形変
換し、これをトリガパルス発生回路６に与える。ここで
発生したトリガパルスによりＴＣＲのサイリスタ７を位
相制御し、ＴＣＲのリアクトル（高インピ−ダンス変圧
器等）８に流れるＴＣＲ電流が、無効電力ＱLの増加に
対して減少するように制御する。
接続されたＰＴで得た系統電圧Ｖと、変電所Ｅ1の給電
路に設けたＣＴで得た電流Ｉを、Ｑ検出回路４に与えて
負荷２の無効電力ＱLを知る。この無効電力ＱLをファン
クション回路５によりサイリスタの点弧位相角に線形変
換し、これをトリガパルス発生回路６に与える。ここで
発生したトリガパルスによりＴＣＲのサイリスタ７を位
相制御し、ＴＣＲのリアクトル（高インピ−ダンス変圧
器等）８に流れるＴＣＲ電流が、無効電力ＱLの増加に
対して減少するように制御する。
【０００６】ところで、このような電力系統で、負荷に
電力を供給するとき、変電所Ｅ1の変圧器の故障または
点検整備のために、その電力供給を停止する場合があ
る。この場合は変電所Ｅ1の開閉器ＣＢ1を開き、隣接区
間の変電所Ｅ2の開閉器ＣＢ2を閉じて変電所Ｅ2から、
き電する延長き電となる。この時にも電圧変動を抑制す
るため、ＳＶＣの運転を継続するが、このときＳＶＣ
に、数１０ｋｍ以上と、遠く離れた変電所Ｅ2の負荷電
流信号を与えることは事実上不可能なため、上述したＱ
制御は採用できなくなり、ＳＶＣが設置された給電点３
の系統電圧Ｖのみを用いるＶ制御をせざるをえない。こ
のＶ制御は、系統電圧Ｖを検出して設定目標値Ｖref1と
比較し、ＡＶＲ制御にてＴＣＲ電流の増減を行ない（Ｖ
＞Ｖref1のときＴＣＲ電流を大きくし、Ｖ＜Ｖref1のと
きＴＣＲ電流を小さくする）、系統電圧をフイードバッ
ク制御するもので、Ｑ制御のように負荷２の無効電力Ｑ
Lを直接検出していないので、無効電力の発生に起因し
ない電圧降下、例えば変電所設備以外の電圧降下に対し
ても無効電力制御を行ない、実負荷時の電圧変動補償が
不足する等の好ましくない事態も起こり、本来Ｑ制御す
るのが好ましい。
電力を供給するとき、変電所Ｅ1の変圧器の故障または
点検整備のために、その電力供給を停止する場合があ
る。この場合は変電所Ｅ1の開閉器ＣＢ1を開き、隣接区
間の変電所Ｅ2の開閉器ＣＢ2を閉じて変電所Ｅ2から、
き電する延長き電となる。この時にも電圧変動を抑制す
るため、ＳＶＣの運転を継続するが、このときＳＶＣ
に、数１０ｋｍ以上と、遠く離れた変電所Ｅ2の負荷電
流信号を与えることは事実上不可能なため、上述したＱ
制御は採用できなくなり、ＳＶＣが設置された給電点３
の系統電圧Ｖのみを用いるＶ制御をせざるをえない。こ
のＶ制御は、系統電圧Ｖを検出して設定目標値Ｖref1と
比較し、ＡＶＲ制御にてＴＣＲ電流の増減を行ない（Ｖ
＞Ｖref1のときＴＣＲ電流を大きくし、Ｖ＜Ｖref1のと
きＴＣＲ電流を小さくする）、系統電圧をフイードバッ
ク制御するもので、Ｑ制御のように負荷２の無効電力Ｑ
Lを直接検出していないので、無効電力の発生に起因し
ない電圧降下、例えば変電所設備以外の電圧降下に対し
ても無効電力制御を行ない、実負荷時の電圧変動補償が
不足する等の好ましくない事態も起こり、本来Ｑ制御す
るのが好ましい。
【０００７】そのため、ＳＶＣには上述したＱ検出回路
４に加え、図２に示すように給電点３の電圧を検出する
Ｖ検出回路９を設け、これらの出力を切換え回路１０で
切換えてファンクション回路５に与えるようにし、ＳＶ
Ｃの運転の際、各変電所の開閉器ＣＢ1、ＣＢ2の運転条
件を管理者が判断し、シーケンス処理にて、Ｑ制御とＶ
制御を切り換えていた。
４に加え、図２に示すように給電点３の電圧を検出する
Ｖ検出回路９を設け、これらの出力を切換え回路１０で
切換えてファンクション回路５に与えるようにし、ＳＶ
Ｃの運転の際、各変電所の開閉器ＣＢ1、ＣＢ2の運転条
件を管理者が判断し、シーケンス処理にて、Ｑ制御とＶ
制御を切り換えていた。
【０００８】
【考案が解決しようとする課題】しかし、このように人
手を介する方法は非能率的であり、シーケンス処理が複
雑となる問題がある。そこで、本考案は、特定変電所か
ら電力供給するき電状態と、他の変電所から電力供給す
る延長き電状態を、ＳＶＣの制御状態、すなわち系統電
圧、ＴＣＲ電流から自動的に判断させて、ＳＶＣの制御
をＱ制御とＶ制御に切り換える方式を提案することを目
的とする。
手を介する方法は非能率的であり、シーケンス処理が複
雑となる問題がある。そこで、本考案は、特定変電所か
ら電力供給するき電状態と、他の変電所から電力供給す
る延長き電状態を、ＳＶＣの制御状態、すなわち系統電
圧、ＴＣＲ電流から自動的に判断させて、ＳＶＣの制御
をＱ制御とＶ制御に切り換える方式を提案することを目
的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】通常のき電状態の電圧降
下は、１つの変電所Ｅ1の分岐のインピ−ダンス（％
Ｘ1）だけで生じる。しかし、延長き電になると数１０
ｋｍ先の変電所Ｅ2から電力を供給するので、その変電
所Ｅ2の分岐のインピ−ダンス（％Ｘ2≒％Ｘ1）に加え
て、その電車線路の距離に比例した区間インピ−ダンス
（％Ｚ3≒％Ｘ3）分の電圧降下が加わり、給電点の電圧
降下ΔＶは同一負荷２に対して、一般に３〜５倍程度に
もなる。一方、電圧を補償するＴＣＲの容量は、それが
設置された変電所Ｅ1の分岐のインピ−ダンス（％Ｘ1＋
α）に基づき決定するのが一般的であり、自己の変電所
から給電する場合に給電点の電圧降下ΔＶ＝５％までを
補償するＳＶＣでは、延長き電になるとＴＣＲで最大の
補償（ＴＣＲ電流０）を行なっても、系統電圧Ｖは定格
に対して、例えば２０％以上も低下する。
下は、１つの変電所Ｅ1の分岐のインピ−ダンス（％
Ｘ1）だけで生じる。しかし、延長き電になると数１０
ｋｍ先の変電所Ｅ2から電力を供給するので、その変電
所Ｅ2の分岐のインピ−ダンス（％Ｘ2≒％Ｘ1）に加え
て、その電車線路の距離に比例した区間インピ−ダンス
（％Ｚ3≒％Ｘ3）分の電圧降下が加わり、給電点の電圧
降下ΔＶは同一負荷２に対して、一般に３〜５倍程度に
もなる。一方、電圧を補償するＴＣＲの容量は、それが
設置された変電所Ｅ1の分岐のインピ−ダンス（％Ｘ1＋
α）に基づき決定するのが一般的であり、自己の変電所
から給電する場合に給電点の電圧降下ΔＶ＝５％までを
補償するＳＶＣでは、延長き電になるとＴＣＲで最大の
補償（ＴＣＲ電流０）を行なっても、系統電圧Ｖは定格
に対して、例えば２０％以上も低下する。
【００１０】そこで、この給電点の電圧降下ΔＶが所定
値以上になったとき、延長き電の状態であると判断して
Ｑ制御からＶ制御に切り換えることが考えられる。しか
し、ＴＣＲ電流ＩTCRは負荷変動に応じて変化するもの
であり、系統電圧Ｖが一時的に大きく降下しても、ＴＣ
Ｒにこれを回復する余力がある時は切り換えを行なうべ
きではない。むやみに切換えると新たな電圧変動の原因
になるからである。そこで、この考案は、系統電圧Ｖを
監視すると同時にＴＣＲ電流ＩTCRを検出して、系統電
圧Ｖが所定値以上に低下し、そのＴＣＲ電流ＩTCRが、
例えば０.１Ｐ・Ｕ（パワーユニット＝ＴＣＲの定格電
流）以下となると、通常き電から延長き電に変わったと
判断するようにした。
値以上になったとき、延長き電の状態であると判断して
Ｑ制御からＶ制御に切り換えることが考えられる。しか
し、ＴＣＲ電流ＩTCRは負荷変動に応じて変化するもの
であり、系統電圧Ｖが一時的に大きく降下しても、ＴＣ
Ｒにこれを回復する余力がある時は切り換えを行なうべ
きではない。むやみに切換えると新たな電圧変動の原因
になるからである。そこで、この考案は、系統電圧Ｖを
監視すると同時にＴＣＲ電流ＩTCRを検出して、系統電
圧Ｖが所定値以上に低下し、そのＴＣＲ電流ＩTCRが、
例えば０.１Ｐ・Ｕ（パワーユニット＝ＴＣＲの定格電
流）以下となると、通常き電から延長き電に変わったと
判断するようにした。
【００１１】すなわち、この考案は、き電系統の特定変
電所に、電鉄負荷変動による電圧変動を抑制する目的
で、制御可能な遅れ無効電力ＱTCRを発生するサイリス
タ制御リアクトルと一定の進み無効電力ＱFLを発生する
フィルタを設け、特定変電所から負荷に電力供給すると
きは、負荷の無効電力ＱLの変動分に応じてサイリスタ
制御リアクトルの発生する遅れ無効電力ＱTCRを増減す
るＱ制御を行ない、特定変電所から給電しないで、他の
変電所から負荷に電力供給する延長き電時には、特定変
電所の給電点の定格に対する電圧変動分に応じてサイリ
スタ制御リアクトルの発生する遅れ無効電力ＱTCRを増
減するＶ制御に切換える無効電力補償装置において、特
定変電所の給電点における電圧降下ΔＶが所定値より大
きくなったこと、およびサイリスタ制御リアクトルの電
流が所定値以下になったことの同時成立によりＱ制御か
らＶ制御に切り換えるものである。
電所に、電鉄負荷変動による電圧変動を抑制する目的
で、制御可能な遅れ無効電力ＱTCRを発生するサイリス
タ制御リアクトルと一定の進み無効電力ＱFLを発生する
フィルタを設け、特定変電所から負荷に電力供給すると
きは、負荷の無効電力ＱLの変動分に応じてサイリスタ
制御リアクトルの発生する遅れ無効電力ＱTCRを増減す
るＱ制御を行ない、特定変電所から給電しないで、他の
変電所から負荷に電力供給する延長き電時には、特定変
電所の給電点の定格に対する電圧変動分に応じてサイリ
スタ制御リアクトルの発生する遅れ無効電力ＱTCRを増
減するＶ制御に切換える無効電力補償装置において、特
定変電所の給電点における電圧降下ΔＶが所定値より大
きくなったこと、およびサイリスタ制御リアクトルの電
流が所定値以下になったことの同時成立によりＱ制御か
らＶ制御に切り換えるものである。
【００１２】
【作用】上記構成は、具体的には、例えばＳＶＣの設置
点の系統電圧Ｖの定格に対する給電点の電圧降下ΔＶ
に、所定の比率（例えば５倍）をかけた電圧降下信号
と、ＴＣＲ電流を表すＴＣＲ余力信号とを比較し、ＴＣ
Ｒ余力信号が上回っているとき、電圧補償が十分にでき
る通常のき電状態と判断して、Ｑ制御を行い、そうでな
いとき電圧補償に余力のなくなった延長き電の状態と判
断して、Ｖ制御に切り換える。
点の系統電圧Ｖの定格に対する給電点の電圧降下ΔＶ
に、所定の比率（例えば５倍）をかけた電圧降下信号
と、ＴＣＲ電流を表すＴＣＲ余力信号とを比較し、ＴＣ
Ｒ余力信号が上回っているとき、電圧補償が十分にでき
る通常のき電状態と判断して、Ｑ制御を行い、そうでな
いとき電圧補償に余力のなくなった延長き電の状態と判
断して、Ｖ制御に切り換える。
【００１３】
【実施例】この考案方法の具体例を、図１に示して説明
する。Ｅ1はＳＶＣの設置された第１の変電所（特定変
電所）で、分岐線路を含む変電所Ｅ1側のインピ−ダン
ス％Ｚ1≒％Ｘ1、第１の開閉器ＣＢ1を通して、き電線
（電車線路）１に給電している。Ｅ2は第１の変電所Ｅ1
に隣接した区間の変電所で、分岐線路を含む変電所Ｅ2
側インピ−ダンス％Ｚ2≒％Ｘ2、第２の開閉器ＣＢ2を
通して、き電線１に給電している。第２の変電所Ｅ2か
ら第１の変電所Ｅ1までは数１０ｋｍ離れ、この離隔距
離分のき電線１の区間インピ−ダンス％Ｚ3≒％Ｘ3は、
通常、上記変電所側のインピ−ダンス％Ｘ1、％Ｘ2より
２倍以上大きい。２は、き電線から給電される電気車等
の変動負荷、１１は開閉器ＣＢ3を通してき電線１に接
続されたＴＣＲで、高インピ−ダンス変圧器１２と逆並
列接続サイリスタ１３を直列接続して構成される。な
お、この高インピ−ダンス変圧器１２は、通常の変圧器
とリアクトルで構成されていてもよい。１４は開閉器Ｃ
Ｂ4を通して、き電線１に接続されたフィルタＦＬで、
一定の進み無効電力ＱFLをき電線１に与える進相用コン
デンサ１５と、このコンデンサ１５とで高調波を吸収す
る直列リアクトル１６とから構成される。
する。Ｅ1はＳＶＣの設置された第１の変電所（特定変
電所）で、分岐線路を含む変電所Ｅ1側のインピ−ダン
ス％Ｚ1≒％Ｘ1、第１の開閉器ＣＢ1を通して、き電線
（電車線路）１に給電している。Ｅ2は第１の変電所Ｅ1
に隣接した区間の変電所で、分岐線路を含む変電所Ｅ2
側インピ−ダンス％Ｚ2≒％Ｘ2、第２の開閉器ＣＢ2を
通して、き電線１に給電している。第２の変電所Ｅ2か
ら第１の変電所Ｅ1までは数１０ｋｍ離れ、この離隔距
離分のき電線１の区間インピ−ダンス％Ｚ3≒％Ｘ3は、
通常、上記変電所側のインピ−ダンス％Ｘ1、％Ｘ2より
２倍以上大きい。２は、き電線から給電される電気車等
の変動負荷、１１は開閉器ＣＢ3を通してき電線１に接
続されたＴＣＲで、高インピ−ダンス変圧器１２と逆並
列接続サイリスタ１３を直列接続して構成される。な
お、この高インピ−ダンス変圧器１２は、通常の変圧器
とリアクトルで構成されていてもよい。１４は開閉器Ｃ
Ｂ4を通して、き電線１に接続されたフィルタＦＬで、
一定の進み無効電力ＱFLをき電線１に与える進相用コン
デンサ１５と、このコンデンサ１５とで高調波を吸収す
る直列リアクトル１６とから構成される。
【００１４】１７は無効電力Ｑ検出回路で、き電線１に
接続された給電点３付近のＰＴ１８および第１の変電所
Ｅ1の分岐線に結合されたＣＴ１９の２次側に接続され
ている。２０は系統電圧Ｖ検出回路で、ＰＴ１８の２次
側に接続され、系統電圧を１Ｐ・Ｕ（パワーユニット＝
定格電圧）／１０Ｖの電圧に換算したＶ検出信号を出力
する。２１はＶ制御基準電圧設定器２２の出力する目標
電圧ＶSから、Ｖ検出回路２０の出力を減算する第１の
減算器で、Ｖ制御時の目標電圧ＶREF1（定格電圧より小
さい）に対する給電点の電圧降下ΔＶを表わす電圧降下
信号を出力する。２３は比例積分回路で、第１の減算器
２１の出力を積分して平滑化を行なうと同時に、フィー
ドバックの大きさを決める定数Ｋ1で乗算して出力す
る。２４はＱ制御とＶ制御とを切換える切換えリレー
で、Ｑ検出回路１７の出力と比例積分回路２３の出力の
一方を選択的に通過させる。２５は切り替えリレー２４
を通過した制御信号をＴＣＲのサイリスタ１３の点弧位
相角に線形変換するファンクション回路で、Ｑ制御のと
きは入力された無効電力信号が表わす負荷の無効電力の
大きさだけ、ＴＣＲが発生する遅れ無効電力ＱTCRを最
大値から減少させるサイリスタの点弧位相角を出力す
る。２６はＰＴ１８の２次側に接続されたＰＬＬ回路
で、電源電圧の正確なゼロクロスタイミングを検出して
出力する。２７はパルス発生器で、ファンクション回路
２５の出力をＰＬＬ回路２６の０位相信号を基準とし
て、ＴＣＲのサイリスタ１３のトリガパルスを出力す
る。
接続された給電点３付近のＰＴ１８および第１の変電所
Ｅ1の分岐線に結合されたＣＴ１９の２次側に接続され
ている。２０は系統電圧Ｖ検出回路で、ＰＴ１８の２次
側に接続され、系統電圧を１Ｐ・Ｕ（パワーユニット＝
定格電圧）／１０Ｖの電圧に換算したＶ検出信号を出力
する。２１はＶ制御基準電圧設定器２２の出力する目標
電圧ＶSから、Ｖ検出回路２０の出力を減算する第１の
減算器で、Ｖ制御時の目標電圧ＶREF1（定格電圧より小
さい）に対する給電点の電圧降下ΔＶを表わす電圧降下
信号を出力する。２３は比例積分回路で、第１の減算器
２１の出力を積分して平滑化を行なうと同時に、フィー
ドバックの大きさを決める定数Ｋ1で乗算して出力す
る。２４はＱ制御とＶ制御とを切換える切換えリレー
で、Ｑ検出回路１７の出力と比例積分回路２３の出力の
一方を選択的に通過させる。２５は切り替えリレー２４
を通過した制御信号をＴＣＲのサイリスタ１３の点弧位
相角に線形変換するファンクション回路で、Ｑ制御のと
きは入力された無効電力信号が表わす負荷の無効電力の
大きさだけ、ＴＣＲが発生する遅れ無効電力ＱTCRを最
大値から減少させるサイリスタの点弧位相角を出力す
る。２６はＰＴ１８の２次側に接続されたＰＬＬ回路
で、電源電圧の正確なゼロクロスタイミングを検出して
出力する。２７はパルス発生器で、ファンクション回路
２５の出力をＰＬＬ回路２６の０位相信号を基準とし
て、ＴＣＲのサイリスタ１３のトリガパルスを出力す
る。
【００１５】この考案の特徴とする自動切換え回路２８
を説明する。これは通常き電状態と延長き電状態を自動
判定して、上記切換えリレー２４を切換えるものであ
る。２９は系統の定格電圧に相当する信号ＶREF1（１０
Ｖ＝１Ｐ・Ｕ）からＶ検出回路２０の出力を減算する第
２の減算器で、定格電圧に対する電圧降下幅を表わす電
圧降下信号を出力する。３０は係数器で、この電圧降下
信号に所定の係数Ｋ（例えば５倍）を乗算して出力す
る。３１はＴＣＲ電流検出回路で、ＴＣＲ電流ＩTCRを
ＣＴ３２で検出し、これをＴＣＲの定格電流Ｉに対する
比率で表わし、ＴＣＲ余力信号ＶTCR（１Ｐ・Ｕ／１０
Ｖ）として出力する。３３は第３の減算器で、前記ＴＣ
Ｒ余力信号ＶTCRに所定のバイアス電圧ＶREF2（例えば
１Ｖ＝０.１Ｐ・Ｕ）を加えた値から、電圧降下信号を
減算して出力する。３４は第３の減算器３３の出力を
０.１秒程度の時定数で積分すると同時に−Ｋ2倍（例え
ば−１００倍）する比例積分回路で、第３の減算器３３
の出力を平滑化した値が負になったとき切換えリレー２
４に大きな正電圧を与えて励磁動作させＱ制御からＶ制
御に切換え（常開接点を閉にする）、そうでないとき図
示状態のＱ制御に切換える。
を説明する。これは通常き電状態と延長き電状態を自動
判定して、上記切換えリレー２４を切換えるものであ
る。２９は系統の定格電圧に相当する信号ＶREF1（１０
Ｖ＝１Ｐ・Ｕ）からＶ検出回路２０の出力を減算する第
２の減算器で、定格電圧に対する電圧降下幅を表わす電
圧降下信号を出力する。３０は係数器で、この電圧降下
信号に所定の係数Ｋ（例えば５倍）を乗算して出力す
る。３１はＴＣＲ電流検出回路で、ＴＣＲ電流ＩTCRを
ＣＴ３２で検出し、これをＴＣＲの定格電流Ｉに対する
比率で表わし、ＴＣＲ余力信号ＶTCR（１Ｐ・Ｕ／１０
Ｖ）として出力する。３３は第３の減算器で、前記ＴＣ
Ｒ余力信号ＶTCRに所定のバイアス電圧ＶREF2（例えば
１Ｖ＝０.１Ｐ・Ｕ）を加えた値から、電圧降下信号を
減算して出力する。３４は第３の減算器３３の出力を
０.１秒程度の時定数で積分すると同時に−Ｋ2倍（例え
ば−１００倍）する比例積分回路で、第３の減算器３３
の出力を平滑化した値が負になったとき切換えリレー２
４に大きな正電圧を与えて励磁動作させＱ制御からＶ制
御に切換え（常開接点を閉にする）、そうでないとき図
示状態のＱ制御に切換える。
【００１６】上記自動切換え回路２８の切換え条件は、
次のように決められる。一般に、変電所側インピ−ダン
ス％Ｚ1、％Ｚ2と、き電線１の区間インピ−ダンス％Ｚ
3に、％Ｚ1 ≒％Ｚ2＜％Ｚ3の関係があることから、図１
の系統条件として、第１の変電所Ｅ1側のインピ−ダン
スを％Ｚ1＝５％、第２の変電所2側のインピ−ダンスを
％Ｚ2＝５％、き電線１の区間インピ−ダンスを％Ｚ3＝
１０％とする。このときＳＶＣの設けられた第１の変電
所Ｅ1からき電するときのＴＣＲの補償は、５％のイン
ピ−ダンス降下ΔＶ1に対して行い、隣接区間の変電所
Ｅ2から、き電するときのＴＣＲの補償は１５％のイン
ピ−ダンス降下ΔＶ2に対して行なうことになる。この
補償は、夫々の給電時にＴＣＲ電流を絞り込むことによ
り行なうが、上述したように延長き電時のインピ−ダン
ス降下ΔＶ2は大きく、Ｖ制御でも完全な電圧補償がで
きず大きな電圧降下が生じる。
次のように決められる。一般に、変電所側インピ−ダン
ス％Ｚ1、％Ｚ2と、き電線１の区間インピ−ダンス％Ｚ
3に、％Ｚ1 ≒％Ｚ2＜％Ｚ3の関係があることから、図１
の系統条件として、第１の変電所Ｅ1側のインピ−ダン
スを％Ｚ1＝５％、第２の変電所2側のインピ−ダンスを
％Ｚ2＝５％、き電線１の区間インピ−ダンスを％Ｚ3＝
１０％とする。このときＳＶＣの設けられた第１の変電
所Ｅ1からき電するときのＴＣＲの補償は、５％のイン
ピ−ダンス降下ΔＶ1に対して行い、隣接区間の変電所
Ｅ2から、き電するときのＴＣＲの補償は１５％のイン
ピ−ダンス降下ΔＶ2に対して行なうことになる。この
補償は、夫々の給電時にＴＣＲ電流を絞り込むことによ
り行なうが、上述したように延長き電時のインピ−ダン
ス降下ΔＶ2は大きく、Ｖ制御でも完全な電圧補償がで
きず大きな電圧降下が生じる。
【００１７】この電圧降下はＴＣＲの補償状態によって
上下するので、ＴＣＲで完全な補償が可能なとき通常き
電と判断し、完全な補償ができないとき延長き電と判断
するようにした。すなわち、変電所に設置されるＴＣＲ
容量は、その変電所の分岐の変電所側のインピ−ダンス
に対して完全な補償ができるように設定され、それより
大きいインピ−ダンス降下に対しては電圧補償ができな
い。一方Ｖ制御時には２０％程度の電圧降下まで補償で
きれば良いとされているので、２０％降下時の電圧降下
信号と、１００％のＴＣＲ余力信号とを対応させるた
め、係数器３０の係数を５倍とする。さらに、第１の変
電所Ｅ1から給電し、負荷の無効電力が最大になり、Ｑ
制御でＴＣＲが最大の補償を行なうとき（ＴＣＲ電流は
０で電圧降下は０）もＱ制御状態を維持できるように、
第３の減算器３３の出力が通常き電を表わす正出力とな
るように、バイアス電圧ＶREF2を１Ｖ＝０．１Ｐ・Ｕ）
を加えている。
上下するので、ＴＣＲで完全な補償が可能なとき通常き
電と判断し、完全な補償ができないとき延長き電と判断
するようにした。すなわち、変電所に設置されるＴＣＲ
容量は、その変電所の分岐の変電所側のインピ−ダンス
に対して完全な補償ができるように設定され、それより
大きいインピ−ダンス降下に対しては電圧補償ができな
い。一方Ｖ制御時には２０％程度の電圧降下まで補償で
きれば良いとされているので、２０％降下時の電圧降下
信号と、１００％のＴＣＲ余力信号とを対応させるた
め、係数器３０の係数を５倍とする。さらに、第１の変
電所Ｅ1から給電し、負荷の無効電力が最大になり、Ｑ
制御でＴＣＲが最大の補償を行なうとき（ＴＣＲ電流は
０で電圧降下は０）もＱ制御状態を維持できるように、
第３の減算器３３の出力が通常き電を表わす正出力とな
るように、バイアス電圧ＶREF2を１Ｖ＝０．１Ｐ・Ｕ）
を加えている。
【００１８】この条件で、Ｑ制御とＶ制御が切り換えら
れる状態について説明する。始めに、第１の変電所Ｅ1
からＱ制御で、き電していたとする。この状態ではイン
ピ−ダンス降下は５％だけであり、ＴＣＲの容量で十分
に電圧補償ができる。この場合、負荷２の無効電力ＱL
が最大になり、ＴＣＲの補償が最大限度まで行なわれ、
ＴＣＲ電流が０（ＶTCR＝０）になっても、電圧降下は
０（ＶK＝０）であり、第３の減算器３３の出力（ＶTCR
＋ＶREF2−ＶK）はバイアス電圧ＶREF2の存在により、
正状態が保たれ、Ｑ制御状態が維持される。負荷２の無
効電力がこれより減少するときは、電圧降下信号よりＴ
ＣＲ余力信号の方が常に大きいので、Ｑ制御状態は維持
される。
れる状態について説明する。始めに、第１の変電所Ｅ1
からＱ制御で、き電していたとする。この状態ではイン
ピ−ダンス降下は５％だけであり、ＴＣＲの容量で十分
に電圧補償ができる。この場合、負荷２の無効電力ＱL
が最大になり、ＴＣＲの補償が最大限度まで行なわれ、
ＴＣＲ電流が０（ＶTCR＝０）になっても、電圧降下は
０（ＶK＝０）であり、第３の減算器３３の出力（ＶTCR
＋ＶREF2−ＶK）はバイアス電圧ＶREF2の存在により、
正状態が保たれ、Ｑ制御状態が維持される。負荷２の無
効電力がこれより減少するときは、電圧降下信号よりＴ
ＣＲ余力信号の方が常に大きいので、Ｑ制御状態は維持
される。
【００１９】一方Ｑ制御をしているとき系統が延長き電
に切り変わった場合を考える。このとき第１の変電所Ｅ
1からは電力供給がされず、Ｑ検出回路１７の出力は０
であるのでＴＣＲによる電圧補償は行なわれない（Ｖ
TCR＝１０Ｖ）。ところが、延長き電のため１５％の大
きなインピ−ダンス降下が生じ、電圧降下は大きく定格
の２２％以上降下する。したがって第３の減算器３３の
出力（ＶTCR＋ＶREF2−ＶK）は負となり、比例積分回路
３４は正の励磁電圧を切換えリレー２４に送って、常開
接点を閉じさせＶ制御に切換える。
に切り変わった場合を考える。このとき第１の変電所Ｅ
1からは電力供給がされず、Ｑ検出回路１７の出力は０
であるのでＴＣＲによる電圧補償は行なわれない（Ｖ
TCR＝１０Ｖ）。ところが、延長き電のため１５％の大
きなインピ−ダンス降下が生じ、電圧降下は大きく定格
の２２％以上降下する。したがって第３の減算器３３の
出力（ＶTCR＋ＶREF2−ＶK）は負となり、比例積分回路
３４は正の励磁電圧を切換えリレー２４に送って、常開
接点を閉じさせＶ制御に切換える。
【００２０】Ｖ制御に切換わると、電圧降下は補償され
るが、ＴＣＲの容量は延長き電の状態に対して、十分に
補償がされる大きさを持たず、第１の減算器２１の目標
電圧ＶSも定格に比べて小さいので、ＴＣＲが最大に補
償しても（ＶTCR＝０）、系統電圧は定格値から大きく
降下する。したがって第３の減算器３３の出力（ＶTCR
＋ＶREF2−ＶK）は負状態を保ち、Ｖ制御状態は維持さ
れる。
るが、ＴＣＲの容量は延長き電の状態に対して、十分に
補償がされる大きさを持たず、第１の減算器２１の目標
電圧ＶSも定格に比べて小さいので、ＴＣＲが最大に補
償しても（ＶTCR＝０）、系統電圧は定格値から大きく
降下する。したがって第３の減算器３３の出力（ＶTCR
＋ＶREF2−ＶK）は負状態を保ち、Ｖ制御状態は維持さ
れる。
【００２１】次に、延長き電から通常き電に切換わる
と、Ｖ制御していても系統電圧は十分に補償されるの
で、第３の減算器３３の出力（ＶTCR＋ＶREF2−ＶK）は
正となり、切換えリレー２４はＱ制御に再び切り変わ
る。
と、Ｖ制御していても系統電圧は十分に補償されるの
で、第３の減算器３３の出力（ＶTCR＋ＶREF2−ＶK）は
正となり、切換えリレー２４はＱ制御に再び切り変わ
る。
【００２２】
【考案の効果】この考案は、隣接区間の変電所の開閉器
のシーケンス条件を見るまでもなく、電圧降下信号とＴ
ＣＲ余力信号のみで、Ｑ制御からＶ制御に自動切換えで
き、運転効率を向上できる。
のシーケンス条件を見るまでもなく、電圧降下信号とＴ
ＣＲ余力信号のみで、Ｑ制御からＶ制御に自動切換えで
き、運転効率を向上できる。
【図１】ＳＶＣの制御をＱ制御とＶ制御に自動的に切換
える、この考案の構成例を示す。
える、この考案の構成例を示す。
【図２】通常き電と延長き電に対応してＳＶＣの制御を
Ｑ制御とＶ制御に切換える従来構成を示す。
Ｑ制御とＶ制御に切換える従来構成を示す。
１７ Ｑ検出回路 ２０ Ｖ検出回路 ２４ 切換えリレー ２８ 自動切換え回路 ３３ 第３の減算器
Claims (1)
- 【請求項１】 き電系統の特定変電所に、電鉄負荷変動
による電圧変動を抑制する目的で、制御可能な遅れ無効
電力ＱTCRを発生するサイリスタ制御リアクトルと一定
の進み無効電力ＱFLを発生するフィルタを設け、 特定変電所から負荷に電力供給するときは、負荷の無効
電力ＱLの変動分に応じてサイリスタ制御リアクトルの
発生する遅れ無効電力ＱTCRを増減するＱ制御を行な
い、 特定変電所から給電しないで、他の変電所から負荷に電
力供給する延長き電時には、特定変電所の給電点の定格
に対する電圧変動分に応じてサイリスタ制御リアクトル
の発生する遅れ無効電力ＱTCRを増減するＶ制御に切換
える無効電力補償装置において、特定変電所の給電点における 電圧降下ΔＶが所定値より
大きくなったこと、およびサイリスタ制御リアクトルの
電流が所定値以下になったことの同時成立によりＱ制御
からＶ制御に切り換えることを特徴とする無効電力補償
装置の制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4659991U JP2538728Y2 (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 無効電力補償装置の制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4659991U JP2538728Y2 (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 無効電力補償装置の制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH052546U JPH052546U (ja) | 1993-01-14 |
| JP2538728Y2 true JP2538728Y2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=12751768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4659991U Expired - Lifetime JP2538728Y2 (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 無効電力補償装置の制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2538728Y2 (ja) |
-
1991
- 1991-06-20 JP JP4659991U patent/JP2538728Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH052546U (ja) | 1993-01-14 |
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