JP3135600B2 - 不平衡補償装置 - Google Patents
不平衡補償装置Info
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- JP3135600B2 JP3135600B2 JP03114922A JP11492291A JP3135600B2 JP 3135600 B2 JP3135600 B2 JP 3135600B2 JP 03114922 A JP03114922 A JP 03114922A JP 11492291 A JP11492291 A JP 11492291A JP 3135600 B2 JP3135600 B2 JP 3135600B2
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/50—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主に交流電気鉄道シス
テムに適用され、逆相電流を補償する不平衡補償装置に
関する。
テムに適用され、逆相電流を補償する不平衡補償装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】三相交流電源の電圧は、普通大体におい
て対称であるが、変圧器、配電線、負荷などが平衡を欠
くため、端子電圧が三相不平衡となる場合がある。
て対称であるが、変圧器、配電線、負荷などが平衡を欠
くため、端子電圧が三相不平衡となる場合がある。
【０００３】このような三相不平衡対策としては、無効
電力補償装置が使用されている。従来の不平衡補償の方
法は、変動負荷の有効電力、無効電力又は電圧変動を検
出し、その大きさに応じて無効電力補償装置の出力を制
御して電圧不平衡を制御していた。
電力補償装置が使用されている。従来の不平衡補償の方
法は、変動負荷の有効電力、無効電力又は電圧変動を検
出し、その大きさに応じて無効電力補償装置の出力を制
御して電圧不平衡を制御していた。
【０００４】図３は従来の無効電力補償装置を用いた電
圧不平衡抑制の方法を説明するための図である。交流系
統１の電流は変流器２により検出され、交流系統１の電
圧は変圧器４により検出され、この検出電圧は電圧変化
分検出回路５に入力され、またｐ，ｑ検出回路及び制御
回路６に電圧変化分検出回路５からの出力と上記検出電
圧及び上記検出電流が入力されるようになっている。
圧不平衡抑制の方法を説明するための図である。交流系
統１の電流は変流器２により検出され、交流系統１の電
圧は変圧器４により検出され、この検出電圧は電圧変化
分検出回路５に入力され、またｐ，ｑ検出回路及び制御
回路６に電圧変化分検出回路５からの出力と上記検出電
圧及び上記検出電流が入力されるようになっている。
【０００５】ｐ，ｑ検出回路及び制御回路６において、
サイリスタ８の位相制御信号としてサイリスタ８へ出力
し無効電力を補償し、電圧不平衡を補償するように制御
される。尚、３は変動負荷（三相不平衡負荷）、７はリ
アクトル、９は進相固定コンデンさである。
サイリスタ８の位相制御信号としてサイリスタ８へ出力
し無効電力を補償し、電圧不平衡を補償するように制御
される。尚、３は変動負荷（三相不平衡負荷）、７はリ
アクトル、９は進相固定コンデンさである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、交流電
気鉄道システムのように、三相交流電源に単相負荷等の
単相不平衡負荷が接続された場合、三相の電流が不平衡
となり、逆相電流が流れる。この逆相電流は、発電機の
ロータ表面にうず電流を生ぜしめ、ロータ表面を加熱す
る。
気鉄道システムのように、三相交流電源に単相負荷等の
単相不平衡負荷が接続された場合、三相の電流が不平衡
となり、逆相電流が流れる。この逆相電流は、発電機の
ロータ表面にうず電流を生ぜしめ、ロータ表面を加熱す
る。
【０００７】このため、この逆相電流を補償する必要が
あるが、上記従来の無効電力補償装置では、あくまでも
正相分の電圧不平衡は補償できても、逆相電流の補償は
できない。
あるが、上記従来の無効電力補償装置では、あくまでも
正相分の電圧不平衡は補償できても、逆相電流の補償は
できない。
【０００８】そこで、本発明は、上記問題点を鑑み、逆
相電流を補償する不平衡補償装置を提供することを目的
とする。
相電流を補償する不平衡補償装置を提供することを目的
とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、発電機と三相不平衡負荷との間の３相交流系
統で２つの線間に進相コンデンサとサイリスタ位相制御
リアクトルを夫々に接続したシステムにおいて、前記交
流系統に印加される電圧と前記交流系統に流れる電流か
ら瞬時逆相分有効電力を演算し、この瞬時逆相分有効電
力の大きさに応じて前記サイリスタ位相制御リアクトル
の出力を制御し、逆相分有効電力を補償する手段を備え
たものである。
するため、発電機と三相不平衡負荷との間の３相交流系
統で２つの線間に進相コンデンサとサイリスタ位相制御
リアクトルを夫々に接続したシステムにおいて、前記交
流系統に印加される電圧と前記交流系統に流れる電流か
ら瞬時逆相分有効電力を演算し、この瞬時逆相分有効電
力の大きさに応じて前記サイリスタ位相制御リアクトル
の出力を制御し、逆相分有効電力を補償する手段を備え
たものである。
【００１０】
【作用】本発明によれば、瞬時逆相分有効電力を演算
し、この瞬時逆相分有効電力の大きさに応じてサイリス
タ位相制御リアクトルの出力を制御するようにしたの
で、逆相電流を補償することができる。
し、この瞬時逆相分有効電力の大きさに応じてサイリス
タ位相制御リアクトルの出力を制御するようにしたの
で、逆相電流を補償することができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は実施例の概略構成を示す回路図であ
り、発電機１０と三相不平衡負荷３との間の３相交流系
統で２つの線間に進相コンデンサ９とサイリスタ位相制
御リアクトル（以下ＴＣＲと称する）１１を夫々に接続
したシステムを対象としている。このシステムにおい
て、交流系統に印加される電圧を変圧器４で検出し、ま
た交流系統に流れる電流を変流器２で検出し、これらの
検出値を逆相電力検出回路および不平衡補償回路１２に
入力させ、この内部で瞬時逆相分有効電力を演算し、こ
の瞬時逆相分有効電力の大きさに応じてＴＣＲ１１の出
力を制御するように構成し、これにより逆相分有効電力
を補償するようにしたものである。
て説明する。図１は実施例の概略構成を示す回路図であ
り、発電機１０と三相不平衡負荷３との間の３相交流系
統で２つの線間に進相コンデンサ９とサイリスタ位相制
御リアクトル（以下ＴＣＲと称する）１１を夫々に接続
したシステムを対象としている。このシステムにおい
て、交流系統に印加される電圧を変圧器４で検出し、ま
た交流系統に流れる電流を変流器２で検出し、これらの
検出値を逆相電力検出回路および不平衡補償回路１２に
入力させ、この内部で瞬時逆相分有効電力を演算し、こ
の瞬時逆相分有効電力の大きさに応じてＴＣＲ１１の出
力を制御するように構成し、これにより逆相分有効電力
を補償するようにしたものである。
【００１２】逆相電力検出回路および不平衡補償回路１
２は従来の無効電力補償装置のΔＶ、有効電力、無効電
力の代りに逆相分有効電力の検出を行うものである。Ｔ
ＣＲ１１は、リアクトル１４と直列に接続された逆並列
接続のサイリスタ１３とからなっている。コンデンサ９
の構成は、ＴＣＲ１１により発生する高調波の吸収、変
動負荷（三相不平衡負荷）３に含まれる第３次、５次調
波等の吸収が行えるようにフィルタ構成としている。
２は従来の無効電力補償装置のΔＶ、有効電力、無効電
力の代りに逆相分有効電力の検出を行うものである。Ｔ
ＣＲ１１は、リアクトル１４と直列に接続された逆並列
接続のサイリスタ１３とからなっている。コンデンサ９
の構成は、ＴＣＲ１１により発生する高調波の吸収、変
動負荷（三相不平衡負荷）３に含まれる第３次、５次調
波等の吸収が行えるようにフィルタ構成としている。
【００１３】ここで、逆相分有効電力の検出について述
べる。交流電圧の変動が小さい場合には、逆相分有効電
力は逆相有効電流に等しいので、以下では逆相分有効電
流についての計算を示す。交流系統の線電流をＩu ，Ｉ
v，Ｉw を対称座標法にてＶ相を基準にして零相を省略
して展開していくと、 Ｉu ＝ａＩ1 ＋ａ2 Ｉ2 Ｉv ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 Ｉw ＝ａ2 Ｉ1 ＋ａＩ2 ａ＝εj120° ここで、Ｉ1 ：正相電流、Ｉ2 ：逆相電流である。した
がって、正相電流、逆相電流は Ｉ1 ＝Ｉv ＋ａＩw ＋ａ2 Ｉu Ｉ2 ＝Ｉv ＋ａ2 Ｉw ＋ａＩu となる。又、線電流Ｉu ，Ｉv ，Ｉw を瞬時値で表現す
ると Ｉu ＝２1/2 Ｉ1 sin(ωt+φ1 -240°)+２1/2 Ｉ2 sin(ωt+φ2 -120°） となり、Ｉv ，Ｉw についても類似の式となる。
べる。交流電圧の変動が小さい場合には、逆相分有効電
力は逆相有効電流に等しいので、以下では逆相分有効電
流についての計算を示す。交流系統の線電流をＩu ，Ｉ
v，Ｉw を対称座標法にてＶ相を基準にして零相を省略
して展開していくと、 Ｉu ＝ａＩ1 ＋ａ2 Ｉ2 Ｉv ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 Ｉw ＝ａ2 Ｉ1 ＋ａＩ2 ａ＝εj120° ここで、Ｉ1 ：正相電流、Ｉ2 ：逆相電流である。した
がって、正相電流、逆相電流は Ｉ1 ＝Ｉv ＋ａＩw ＋ａ2 Ｉu Ｉ2 ＝Ｉv ＋ａ2 Ｉw ＋ａＩu となる。又、線電流Ｉu ，Ｉv ，Ｉw を瞬時値で表現す
ると Ｉu ＝２1/2 Ｉ1 sin(ωt+φ1 -240°)+２1/2 Ｉ2 sin(ωt+φ2 -120°） となり、Ｉv ，Ｉw についても類似の式となる。
【００１４】逆相瞬時電力を計算するため、各線間電圧
Ｖv とＶw を２４０°進めたａ2 Ｖw とＶu を１２０°
進めたａＶu を各線電流値と乗じたものの和を算出す
る。ただし、各相電圧は変動が小さいとし、Ｖv ＝Ｖw
＝Ｖu ＝１puとする。逆相瞬時電力は ＩP2＝３÷２1/2 ×Ｉ2 cos φ2 −３÷２1/2 ×Ｉ1 cos （２ωｔ＋φ1 ） となる。本式の直流分３÷２1/2 ×Ｉ2 cos φ2 が逆相
分有効電力である。この大きさに応じてサイリスタの位
相制御を行う。図２に図１の実施例のＵ−Ｗ間に抵抗負
荷が接続された場合のベクトル図を示す。このベクトル
図からＩ2 ＝３1/2 ÷２×ＩULなので、ＩP2＝３÷２
1/2 ×３1/2 ÷２×ＩULとなる。このＩP2に応じて各相
の固定コンデンサ９とＴＣＲ１１との合成出力を
Ｖv とＶw を２４０°進めたａ2 Ｖw とＶu を１２０°
進めたａＶu を各線電流値と乗じたものの和を算出す
る。ただし、各相電圧は変動が小さいとし、Ｖv ＝Ｖw
＝Ｖu ＝１puとする。逆相瞬時電力は ＩP2＝３÷２1/2 ×Ｉ2 cos φ2 −３÷２1/2 ×Ｉ1 cos （２ωｔ＋φ1 ） となる。本式の直流分３÷２1/2 ×Ｉ2 cos φ2 が逆相
分有効電力である。この大きさに応じてサイリスタの位
相制御を行う。図２に図１の実施例のＵ−Ｗ間に抵抗負
荷が接続された場合のベクトル図を示す。このベクトル
図からＩ2 ＝３1/2 ÷２×ＩULなので、ＩP2＝３÷２
1/2 ×３1/2 ÷２×ＩULとなる。このＩP2に応じて各相
の固定コンデンサ９とＴＣＲ１１との合成出力を
【００１５】ＩUSUC＝Ｋ・ＩP2、ＩWSUC＝−Ｋ・ＩP2と
するように位相制御すれば、ベクトル図に示すように逆
相分をキャンセルし、このようにすると発電機からの電
流は各相平衡させることができる。
するように位相制御すれば、ベクトル図に示すように逆
相分をキャンセルし、このようにすると発電機からの電
流は各相平衡させることができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、逆相電流を補償する不
平衡補償装置を提供することができる。
平衡補償装置を提供することができる。
【図１】本発明の不平衡補償装置の一実施例を示す概略
回路図。
回路図。
【図２】図１の一実施例に基づくベクトル図。
【図３】従来の無効電力補償装置の一例を示すブロック
図。
図。
２…変流器、３…変動負荷、４…変圧器、９…進相コン
デンサ、１０…発電機、１１…サイリスタ位相制御リア
クトル（ＴＣＲ）、１２…逆相分検出回路および不平衡
補償回路。
デンサ、１０…発電機、１１…サイリスタ位相制御リア
クトル（ＴＣＲ）、１２…逆相分検出回路および不平衡
補償回路。
Claims (1)
- 【請求項１】 発電機と三相不平衡負荷との間の３相交
流系統で２つの線間に進相コンデンサとサイリスタ位相
制御リアクトルを夫々に接続したシステムにおいて、前
記交流系統に印加される電圧と前記交流系統に流れる電
流から瞬時逆相分有効電力を演算し、この瞬時逆相分有
効電力の大きさに応じて前記サイリスタ位相制御リアク
トルの出力を制御し、逆相分有効電力を補償する手段を
備えた不平衡補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03114922A JP3135600B2 (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 不平衡補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03114922A JP3135600B2 (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 不平衡補償装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04344128A JPH04344128A (ja) | 1992-11-30 |
| JP3135600B2 true JP3135600B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=14649988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03114922A Expired - Fee Related JP3135600B2 (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 不平衡補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3135600B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05292671A (ja) * | 1992-04-06 | 1993-11-05 | Kazumori Ide | 基準設定値追従制御による三相定電圧電力平衡装置 |
| KR20170135324A (ko) * | 2016-05-31 | 2017-12-08 | 엘에스산전 주식회사 | 무효 전력 보상 시스템 및 그 방법 |
| CN109167375B (zh) * | 2018-10-23 | 2022-06-14 | 兰州理工大学 | 电动汽车充电站三相电压自动平衡充电系统及充电方法 |
-
1991
- 1991-05-20 JP JP03114922A patent/JP3135600B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04344128A (ja) | 1992-11-30 |
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Legal Events
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