JP3332027B2 - リアクトル過負荷率測定装置 - Google Patents
リアクトル過負荷率測定装置Info
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、直列リアクトルを備
えるコンデンサ設備において、リアクトルの過負荷率を
測定する装置に関する。
えるコンデンサ設備において、リアクトルの過負荷率を
測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、力率改善用のコンデンサ設備に
は、コンデンサに直列に直列リアクトルが接続されてい
る。この直列リアクトルは、高調波源に対し合成リアク
タンスを誘導性として高調波を抑制し、コンデンサ投入
時の突入電流を抑制し、また、コンデンサ開放時の再点
弧を防止する。また、三相系統では負荷が平衡している
限り、３の倍数高調波は、Δ結線の変圧器巻線により短
絡還流して線路に現れず、第５，第７，・・・等の高調
波に比較して小さい。そのため、第５調波に対してコン
デンサ設備の合成インピーダンスを誘導性とするため、
コンデンサリアクタンスに対する直列リアクトルのリア
クタンス（リアクトル率）を４％以上、通常は６％に設
定して、第４調波に同調させている。
は、コンデンサに直列に直列リアクトルが接続されてい
る。この直列リアクトルは、高調波源に対し合成リアク
タンスを誘導性として高調波を抑制し、コンデンサ投入
時の突入電流を抑制し、また、コンデンサ開放時の再点
弧を防止する。また、三相系統では負荷が平衡している
限り、３の倍数高調波は、Δ結線の変圧器巻線により短
絡還流して線路に現れず、第５，第７，・・・等の高調
波に比較して小さい。そのため、第５調波に対してコン
デンサ設備の合成インピーダンスを誘導性とするため、
コンデンサリアクタンスに対する直列リアクトルのリア
クタンス（リアクトル率）を４％以上、通常は６％に設
定して、第４調波に同調させている。
【０００３】前記直列リアクトルは、必要とされる定格
容量および定格電流を持つものが使用されるが、直列リ
アクトルに加わる負荷は、流入する高調波電流の成分に
よって変化する。
容量および定格電流を持つものが使用されるが、直列リ
アクトルに加わる負荷は、流入する高調波電流の成分に
よって変化する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】リアクトルの過負荷率
を求めるためには、リアクトルに流入する電流を測定
し、高調波分析を行わなければならない。しかし、通常
のコンデンサ設備には変流器（ＣＴ）が設けられておら
ず、ケーブルが太いため、クランプコイルをつけること
ができず、クランプＣＴを用いることもできない場合が
多い。従来、このような場合には、リアクトルとコンデ
ンサの合計端子電圧を測定して、その端子電圧からリア
クトル流入電流を求め、リアクトル過負荷率を求めてい
た。しかし、そのためにはコンデンサ容量とリアクトル
のインダクタンス、各高調波の周波数および端子電圧か
ら実数計算により求めなければならず、手計算による計
算量が膨大であった。そのため、短時間周期でリアクト
ル過負荷率の変動を計測するようなことは不可能であっ
た。
を求めるためには、リアクトルに流入する電流を測定
し、高調波分析を行わなければならない。しかし、通常
のコンデンサ設備には変流器（ＣＴ）が設けられておら
ず、ケーブルが太いため、クランプコイルをつけること
ができず、クランプＣＴを用いることもできない場合が
多い。従来、このような場合には、リアクトルとコンデ
ンサの合計端子電圧を測定して、その端子電圧からリア
クトル流入電流を求め、リアクトル過負荷率を求めてい
た。しかし、そのためにはコンデンサ容量とリアクトル
のインダクタンス、各高調波の周波数および端子電圧か
ら実数計算により求めなければならず、手計算による計
算量が膨大であった。そのため、短時間周期でリアクト
ル過負荷率の変動を計測するようなことは不可能であっ
た。
【０００５】この発明の目的は、変流器やクランプＣＴ
を用いることなく、リアクトルとコンデンサの合計端子
電圧を測定するだけで、リアクトル過負荷率を容易に測
定できるようにした、リアクトル過負荷率測定装置を提
供することにある。
を用いることなく、リアクトルとコンデンサの合計端子
電圧を測定するだけで、リアクトル過負荷率を容易に測
定できるようにした、リアクトル過負荷率測定装置を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、コンデンサ
にリアクトルを直列接続してなるコンデンサ設備におけ
るリアクトルの過負荷率を測定する装置であって、リア
クトルとコンデンサの合計端子電圧を測定する手段と、
前記リアクトルとコンデンサの合計端子電圧を高調波分
析して各次数の高調波電圧を求める高調波分析手段と、
前記コンデンサ設備のリアクトル率を入力する手段と、 高調波次数をｎ前記高調波分析手段で求めた ｎ次高調波電圧をＶｎ 基本波電圧をＶ１ リアクトル率をｘ 定数をα として、
にリアクトルを直列接続してなるコンデンサ設備におけ
るリアクトルの過負荷率を測定する装置であって、リア
クトルとコンデンサの合計端子電圧を測定する手段と、
前記リアクトルとコンデンサの合計端子電圧を高調波分
析して各次数の高調波電圧を求める高調波分析手段と、
前記コンデンサ設備のリアクトル率を入力する手段と、 高調波次数をｎ前記高調波分析手段で求めた ｎ次高調波電圧をＶｎ 基本波電圧をＶ１ リアクトル率をｘ 定数をα として、
【０００７】
【数１】
【０００８】に基づいてリアクトルの過負荷率を算出す
る手段と、を備え、 前記リアクトルとコンデンサの合計
端子電圧を測定して、前記式によりリアクトル過負荷率
を求める。
る手段と、を備え、 前記リアクトルとコンデンサの合計
端子電圧を測定して、前記式によりリアクトル過負荷率
を求める。
【０００９】
【作用】この発明のリアクトル過負荷率測定装置では、
コンデンサにリアクトルを直列接続してなるコンデンサ
設備のリアクトルとコンデンサの合計端子電圧を測定し
て、リアクトルとコンデンサの合計端子電圧が高調波分
析され、各次数における高調波電圧が求められる。ま
た、コンデンサ設備のリアクトル率、すなわちコンデン
サリアクタンスに対するリアクトルのリアクタンスの比
率が外部から入力され、〔数１〕に示す数式によって直
接リアクトル過負荷率が算出される。
コンデンサにリアクトルを直列接続してなるコンデンサ
設備のリアクトルとコンデンサの合計端子電圧を測定し
て、リアクトルとコンデンサの合計端子電圧が高調波分
析され、各次数における高調波電圧が求められる。ま
た、コンデンサ設備のリアクトル率、すなわちコンデン
サリアクタンスに対するリアクトルのリアクタンスの比
率が外部から入力され、〔数１〕に示す数式によって直
接リアクトル過負荷率が算出される。
【００１０】〔数１〕の導出は次の通りである。
【００１１】直列リアクトル高調波電流許容限度の目安
は、基本波電流１００％の時〔数２〕で与えられる。
は、基本波電流１００％の時〔数２〕で与えられる。
【００１２】
【数２】
【００１３】ここで、 ｎ：流入高調波次数 Ｉｎ：流入高調波電流 Ｉ１：基本波定格電流 α：定数（＜２．０） である。次に、コンデンサのインピーダンスをＺC 、リ
アクトルのインピーダンスをＺL 、合成インピーダンス
をＺとすれば、Ｚ＝ＺC −ＺL ここでリアクトル率ｘはｘ＝（ＺL ／ＺC ）×１００
であるから、Ｚ＝ＺC −ＺC ・ｘ／１００ となる。
アクトルのインピーダンスをＺL 、合成インピーダンス
をＺとすれば、Ｚ＝ＺC −ＺL ここでリアクトル率ｘはｘ＝（ＺL ／ＺC ）×１００
であるから、Ｚ＝ＺC −ＺC ・ｘ／１００ となる。
【００１４】また、ｎ次高調波に対するインピーダンス
は、Ｚｎ＝ＺC ／ｎ−ｎＺC ・ｘ／１００ となる。
は、Ｚｎ＝ＺC ／ｎ−ｎＺC ・ｘ／１００ となる。
【００１５】したがって、
【００１６】
【数３】
【００１７】
【数４】
【００１８】の関係が成り立ち、基本波定格電流Ｉ１に
対する流入高調波電流Ｉｎの比率は、
対する流入高調波電流Ｉｎの比率は、
【００１９】
【数５】
【００２０】となる。〔数２〕に〔数５〕を代入するこ
とによって〔数１〕が導出される。
とによって〔数１〕が導出される。
【実施例】この発明の実施例であるコンデンサ設備およ
びリアクトル過負荷率測定装置の構成を図１に示す。図
１においてＳＣは静止型コンデンサ、ＳＲは直列リアク
トル、ＰＴはリアクトルＳＲとコンデンサＳＣの合計端
子電圧を計測する計器用変圧器である。測定部１は計器
用変圧器ＰＴの二次出力電圧を入力して、その高調波分
析を行うとともにリアクトル過負荷率を算出する。キー
入力部２は測定部１に対してリアクトル率ｘを入力する
際等に用いられる。プリント部３および表示部４は測定
結果を出力する。
びリアクトル過負荷率測定装置の構成を図１に示す。図
１においてＳＣは静止型コンデンサ、ＳＲは直列リアク
トル、ＰＴはリアクトルＳＲとコンデンサＳＣの合計端
子電圧を計測する計器用変圧器である。測定部１は計器
用変圧器ＰＴの二次出力電圧を入力して、その高調波分
析を行うとともにリアクトル過負荷率を算出する。キー
入力部２は測定部１に対してリアクトル率ｘを入力する
際等に用いられる。プリント部３および表示部４は測定
結果を出力する。
【００２１】次に、リアクトル過負荷率測定装置の具体
的な構成を図２〜図４に示す。図２は同装置のブロック
図である。図２において１０は前置増幅回路であり、計
器用変圧器の二次出力電圧を所定レベルの電圧信号に変
換する。ローパスフィルタ１１は折り返し誤差を防止す
るため、サンプリング周波数より高域をカットする。サ
ンプルホールド回路１２はサンプリングタイミング信号
に同期して入力信号をホールドし、Ａ／Ｄコンバータ１
３はそれをディジタルデータに変換する。ＰＬＬ回路１
４は入力信号に含まれる基本波周波数１周期のたとえば
１／２５６の周期でサンプリングタイミング信号を発生
する。ＣＰＵ１５はＲＯＭ１６に予め書き込まれている
プログラムを実行して、高調波分析およびリアクトル過
負荷率の演算等を行う。ＲＡＭ１７はサンプリングデー
タ、高調波成分値、リアクトル率およびリアクトル過負
荷率等を一時記憶する。キースイッチ１９はリアクトル
率ｘ等の入力に用いられ、ＣＰＵ１５はインターフェイ
ス１８を介してキースイッチの操作内容を読み込む。プ
リンタ２１は測定結果を印字出力し、ＣＰＵ１５はイン
ターフェイス２０を介して印字データを出力する。表示
器２３は測定結果を表示出力し、ＣＰＵ１５はインター
フェイス２２を介して表示データを出力する。
的な構成を図２〜図４に示す。図２は同装置のブロック
図である。図２において１０は前置増幅回路であり、計
器用変圧器の二次出力電圧を所定レベルの電圧信号に変
換する。ローパスフィルタ１１は折り返し誤差を防止す
るため、サンプリング周波数より高域をカットする。サ
ンプルホールド回路１２はサンプリングタイミング信号
に同期して入力信号をホールドし、Ａ／Ｄコンバータ１
３はそれをディジタルデータに変換する。ＰＬＬ回路１
４は入力信号に含まれる基本波周波数１周期のたとえば
１／２５６の周期でサンプリングタイミング信号を発生
する。ＣＰＵ１５はＲＯＭ１６に予め書き込まれている
プログラムを実行して、高調波分析およびリアクトル過
負荷率の演算等を行う。ＲＡＭ１７はサンプリングデー
タ、高調波成分値、リアクトル率およびリアクトル過負
荷率等を一時記憶する。キースイッチ１９はリアクトル
率ｘ等の入力に用いられ、ＣＰＵ１５はインターフェイ
ス１８を介してキースイッチの操作内容を読み込む。プ
リンタ２１は測定結果を印字出力し、ＣＰＵ１５はイン
ターフェイス２０を介して印字データを出力する。表示
器２３は測定結果を表示出力し、ＣＰＵ１５はインター
フェイス２２を介して表示データを出力する。
【００２２】図３は図２に示したＲＡＭ１７の一部構成
図である。図３においてＭ１はリアクトル率ｘの記憶領
域、Ｍ２はたとえば２５６点分のサンプリングデータ記
憶領域、Ｍ３は基本波電圧Ｖ１からｎ次高調波電圧Ｖｎ
までの高調波分析結果の記憶領域、Ｍ４は最終的に求め
たリアクトル過負荷率の記憶領域である。
図である。図３においてＭ１はリアクトル率ｘの記憶領
域、Ｍ２はたとえば２５６点分のサンプリングデータ記
憶領域、Ｍ３は基本波電圧Ｖ１からｎ次高調波電圧Ｖｎ
までの高調波分析結果の記憶領域、Ｍ４は最終的に求め
たリアクトル過負荷率の記憶領域である。
【００２３】図４は図２に示したＣＰＵ１５の処理手順
を表すフローチャートである。ＣＰＵはサンプリングタ
イミング毎に割り込み処理によって、Ａ／Ｄ変換された
サンプリングデータを順次サンプリングデータ記憶領域
に蓄積する。サンプリングデータの蓄積以外のタイミン
グでは、一周期分のサンプリングデータが揃った時点で
ＦＦＴ演算を行うことによって、各次数の高調波電圧を
求める（ｎ１）。続いて既に述べた〔数１〕の演算を行
ってリアクトル過負荷率を算出し、その結果を出力する
（ｎ２→ｎ３）。但し、共振点の次数（リアクトル率ｘ
＝６％のとき、第４次近傍）については、〔数１〕のｎ
ｘ−１００／ｎ≒０となるため、その次数は演算から除
外する。以上のステップｎ１〜ｎ３の処理を繰り返すこ
とによって、リアクトル過負荷率をほぼ連続的に監視す
ることができる。
を表すフローチャートである。ＣＰＵはサンプリングタ
イミング毎に割り込み処理によって、Ａ／Ｄ変換された
サンプリングデータを順次サンプリングデータ記憶領域
に蓄積する。サンプリングデータの蓄積以外のタイミン
グでは、一周期分のサンプリングデータが揃った時点で
ＦＦＴ演算を行うことによって、各次数の高調波電圧を
求める（ｎ１）。続いて既に述べた〔数１〕の演算を行
ってリアクトル過負荷率を算出し、その結果を出力する
（ｎ２→ｎ３）。但し、共振点の次数（リアクトル率ｘ
＝６％のとき、第４次近傍）については、〔数１〕のｎ
ｘ−１００／ｎ≒０となるため、その次数は演算から除
外する。以上のステップｎ１〜ｎ３の処理を繰り返すこ
とによって、リアクトル過負荷率をほぼ連続的に監視す
ることができる。
【００２４】なお、図２〜図４に示した例では、高調波
分析を行った結果から直接リアクトル過負荷率を求める
ようにしたが、測定部と解析部を分離して、測定部でデ
ータサンプリングと高調波分析および分析結果のＩＣメ
モリへの格納を行い、解析部でＩＣメモリからのデータ
の読み出しとリアクトル過負荷率演算および、その結果
の出力を行うようにしてもよい。
分析を行った結果から直接リアクトル過負荷率を求める
ようにしたが、測定部と解析部を分離して、測定部でデ
ータサンプリングと高調波分析および分析結果のＩＣメ
モリへの格納を行い、解析部でＩＣメモリからのデータ
の読み出しとリアクトル過負荷率演算および、その結果
の出力を行うようにしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】この発明によれば、リアクトル流入電流
の測定ができない場合であっても、リアクトルとコンデ
ンサの合計端子電圧からリアクトル過負荷率を直接求め
ることができる。そのため、従来のように手計算による
膨大な計算処理が不要となり、短時間周期でリアクトル
過負荷率を求めることも可能となる。
の測定ができない場合であっても、リアクトルとコンデ
ンサの合計端子電圧からリアクトル過負荷率を直接求め
ることができる。そのため、従来のように手計算による
膨大な計算処理が不要となり、短時間周期でリアクトル
過負荷率を求めることも可能となる。
【図１】この発明の実施例であるリアクトル過負荷率測
定装置とコンデンサ設備の構成を示す図である。
定装置とコンデンサ設備の構成を示す図である。
【図２】リアクトル過負荷率測定装置のブロック図であ
る。
る。
【図３】ＲＡＭの一部構成図である。
【図４】ＣＰＵの処理手順を表すフローチャートであ
る。
る。
ＳＲ−直列リアクトル ＳＣ−静止コンデンサ ＰＴ−計器用変圧器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−165581（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−46764（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05F 1/70 G01R 27/26 H02H 7/00
Claims (1)
- 【請求項１】コンデンサにリアクトルを直列接続してな
るコンデンサ設備におけるリアクトルの過負荷率を測定
する装置であって、リアクトルとコンデンサの合計端子電圧を測定する手段
と、 前記リアクトルとコンデンサの 合計端子電圧を高調波分
析して各次数の高調波電圧を求める高調波分析手段と、 前記コンデンサ設備のリアクトル率を入力する手段と、 高調波次数をｎ前記高調波分析手段で求めた ｎ次高調波電圧をＶｎ 基本波電圧をＶ１ リアクトル率をｘ 定数をα として、 【数１】 に基づいてリアクトルの過負荷率を算出する手段と、を
備え、 前記リアクトルとコンデンサの合計端子電圧を測定し
て、前記式によりリアクトル過負荷率を求め るリアクト
ル過負荷率測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37299099A JP3332027B2 (ja) | 1993-12-22 | 1999-12-28 | リアクトル過負荷率測定装置 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP068599U JPH0741610U (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | リアクトル過負荷率測定装置 |
| JP37299099A JP3332027B2 (ja) | 1993-12-22 | 1999-12-28 | リアクトル過負荷率測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000163143A JP2000163143A (ja) | 2000-06-16 |
| JP3332027B2 true JP3332027B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=13378423
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP068599U Pending JPH0741610U (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | リアクトル過負荷率測定装置 |
| JP37299099A Expired - Fee Related JP3332027B2 (ja) | 1993-12-22 | 1999-12-28 | リアクトル過負荷率測定装置 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP068599U Pending JPH0741610U (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | リアクトル過負荷率測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JPH0741610U (ja) |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP068599U patent/JPH0741610U/ja active Pending
-
1999
- 1999-12-28 JP JP37299099A patent/JP3332027B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000163143A (ja) | 2000-06-16 |
| JPH0741610U (ja) | 1995-07-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |