JP3457476B2 - 無効電力調整装置 - Google Patents

無効電力調整装置

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば三相の
電力系統の無効電力調整装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】図5は、従来の無効電力調整装置の構成
を示す。図5において、1は第1のリアクトル、2は第
2のリアクトル、3はコンデンサを示し、第1のリアク
トル1,第2のリアクトル2およびコンデンサ3は直列
に縦続接続されている。第1のリアクトル1と第2のリ
アクトル2の接続点にはサイリスタ4が構成され線路間
にΔ接続されている。 【0003】このような構成の無効電力調整装置は、開
閉器5を通じて三相の電力系統へ接続し、サイリスタ4
の点弧角を位相制御して無効電力調整装置の無効電力量
を制御し、無効電力調整装置の動作を終了した場合には
開閉器5を開放して三相の電力系統から切り離す。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかし、開閉器5の開
閉時に過渡現象により、サイリスタ4やコンデンサ3等
の端子間に過渡電圧が発生するので、サイリスタ4等は
その過渡電圧に十分耐え得る耐電圧設計が必要である。
また開閉器5の開放時において、開閉器5の電流遮断能
力が劣化してくると再点弧現象により、図6に示すよう
に更に大きい過渡電圧が発生し、そのためこの過渡電圧
に対する耐電圧設計を行なう必要があった。図6はその
無効電力調整装置の開閉器5の閉成状態から時点Tで開
放した時に時点T1 で再点弧が発生した場合のオシログ
ラムの1例を示し、(a)は電流波形、(b)はコンデ
ンサの端子間電圧波形、(c)はサイリスタ端子間の電
圧波形を示している。 【0005】例えば、開閉器5の開放時に再点弧が発生
すると、通常サイリスタ4およびコンデンサ3にかかる
電圧の3倍近い電圧が過渡的に加わる。そのため、サイ
リスタ4およびコンデンサ3の耐電圧性能としては、そ
の過渡的に加わる電圧に対して十分耐え得る耐電圧性能
をもつサイリスタ4を選定する必要があった。その結
果、サイリスタ4およびコンデンサ3ともにコストが高
くなり、大型化した。 【0006】したがって、この発明の目的は、サイリス
タおよびコンデンサを小型化できコスト安にできる無効
電力調整装置を提供することである。 【0007】 【課題を解決するための手段】請求項1記載の無効電力
調整装置は、電力系統との接続を開閉する開閉器と、こ
の開閉器に、第1のリアクトル、第2のリアクトルおよ
コンデンサを順に直列接続し、また第1および第2の
リアクトルおよびコンデンサの電流を位相制御するサイ
リスタを、第1および第2のリアクトルの接続点に接続
した無効電力調整手段と、開閉器の開閉時および開閉器
の開放時の再点弧発生時において無効電力調整手段に印
加される一定以上の電圧でオン動作する避雷器を、第2
のリアクトルおよびコンデンサ間に接続した電圧抑制手
段とを備え、電圧抑制手段は、開閉器の開閉時および開
閉器の開放時の再点弧発生時にサイリスタおよびコンデ
ンサに加わる過電圧を抑制するものである。 【0008】請求項1記載の無効電力調整装置によれ
ば、開閉器の開閉や、開閉器の開放時の再点弧により過
電圧が発生しても、一定電圧以上になると電圧抑制手段
がオンとなるのでサイリスタおよびコンデンサに加わる
電圧が抑制される。このため、電圧抑制手段のない場合
よりもサイリスタおよびコンデンサの耐電圧性能を大幅
に低減でき、電圧抑制手段の追加によるコストアップを
吸収して、従来に比してコストの低減および小型化が可
能となる。また、この無効電力調整装置は電圧の調整に
も適用することができる。 【0009】 【発明の実施の形態】この発明の第1の実施の形態を図
1および図2により説明する。図1は、この発明の第1
の実施の形態の無効電力調整装置の構成を示す。従来例
を示す図5と同一の部分には同一符号を付与している。
また図1において、6は電圧抑制手段である避雷器を示
す。 【0010】すなわち、この無効電力調整装置の起動用
の開閉器5は3相の電力系統を開閉するものである。無
効電力調整手段は、この開閉器5に縦続接続されたリア
クトルおよびコンデンサ3を有し、リアクトルは開閉器
5に直列に接続された第1のリアクトル1および第1の
リアクトル1に直列に接続された第2のリアクトル2か
らなり、第2のリアクトル2にコンデンサ3の一端が直
列に接続され、コンデンサ3の第2のリアクトル2と反
対側の端部は相互に接続している。また無効電力調整手
段はリアクトルおよびコンデンサ3の電流を位相制御す
るサイリスタ4を有し、これは第1のリアクトル1と第
2のリアクトル2の接続点の三相間にΔ接続されて、サ
イリスタ4の点弧角を位相制御することにより進み無効
電力から遅れ無効電力まで制御することができる。 【0011】電圧抑制手段である避雷器6は、酸化亜鉛
型等を用い、開閉器5の開閉時および開閉器5の開放時
の再点弧発生時において、無効電力調整手段に印加され
る一定以上の電圧でオン動作してサイリスタ4およびコ
ンデンサ3に加わる過電圧を抑制する。すなわち、避雷
器6の制限電圧は、サイリスタ4およびコンデンサ3に
加えられる平常時の印加電圧よりも高く設定している。 【0012】図2は図6に対応して、無効電力調整装置
の開閉器5が閉成状態から開放状態に変化し、かつ開閉
器5の開放時に再点弧を発生した場合の波形図であり、
(a)は電流波形、(b)はコンデンサ端子間電圧波
形、(c)はサイリスタ端子間電圧波形を示している。
Tは開閉器5が閉から開になった時点であり、T1 は再
点弧が発生した時点である。また開放前のサイリスタ電
圧のピーク値100に対するサイリスタ端子間電圧の開
放後のピーク電圧比およびコンデンサ端子間電圧の開放
後のピーク電圧比について、従来例および第1の実施の
形態を比較した結果、表1のようになった。この表1の
結果から、第1の実施の形態はサイリスタ4およびコン
デンサ3に加えられる電圧が従来の構成に対し大幅に低
減していることがわかり、また後述の図3による構成の
無効電力調整装置より低い。 【0013】このように、従来例ではサイリスタ4およ
びコンデンサ3には開閉器5の正常な動作時と比較して
大幅に高い電圧が加えられることになるが、第1の実施
の形態では、図2および表1から明らかなようにサイリ
スタ4およびコンデンサ3に印加する電圧が抑制され、
これらの耐電圧性能を低減できることがわかる。この実
施の形態によれば、開閉器1の開閉や、開閉器1の開放
時の再点弧により過電圧が発生しても、一定電圧以上に
なると避雷器6がオンとなるのでサイリスタ等に加わる
電圧が抑制される。すなわち、避雷器6の電圧制限効果
により避雷器6のもつバリスタ電圧を超える電圧が避雷
器6に加えられると避雷器6に電流が流れ電圧が制限さ
れる。無効電力調整装置を構成するサイリスタ4および
コンデンサ3の端子間に加えられる電圧も避雷器6によ
り制限されたその分だけ緩和される。さらに無効電力調
整装置の回路構成によりサイリスタ4の電圧はコンデン
サ3の電圧より低減される。 【0014】このため、避雷器6のない場合よりもサイ
リスタ4およびコンデンサ3の耐電圧性能を大幅に低減
でき、避雷器6の追加によるコストアップを吸収して、
耐電圧設計上大幅なコスト軽減が図れ小形化につなが
る。さらに後述の図3に示す比較例の避雷器6の構成に
比較して、避雷器6に電流制限のために流れる電圧を制
限するためのエネルギーも少なく軽減されるため、同一
の避雷器6を用いた場合に避雷器6に余裕があり信頼性
を高める要因となる。 【0015】この発明の比較例を図3および図4に基づ
いて説明する。図3は避雷器6の接続の他の例を示し、
同一符号を付与したものは図1の無効電力調整装置と同
じ部分を示している。図4は、図3の無効電力調整装置
の開閉器5が開放時に再点弧発生した場合の図4と同一
条件下におけるオシログラムを示し、(a)は電流波
形、(b)はコンデンサ端子間電圧波形、(c)はサイ
リスタ端子間電圧波形を示し、Tは開閉器5が開成した
時点、T1 は再点弧が発生した時点である。また、避雷
器6は第1の実施の形態と同一性能のものを使用してい
る。 【0016】この無効電力調整装置は、第1の実施の形
態において、避雷器6を第1のリアクトル1と第2のリ
アクトル2の接続点の三相間にΔ接続すなわちサイリス
タ4に並列に接続したものである。この比較例による各
部の波形は図4のようになり、また開閉器5の開放前の
電圧ピーク値に対する開放後の端子間電圧比は表1のよ
うになり、従来例よりも低くなっていることがわかる。 【0017】 【表1】 【0018】なお、第1の実施の形態を100とした避
雷器6の通電エネルギー比は、第1の実施の形態の1.
10倍になった。比較例によれば、開閉器1の開閉や、
開閉器1の開放時の再点弧により過電圧が発生しても、
一定電圧以上になると避雷器6がオンとなるのでサイリ
スタ等に加わる電圧が抑制される。このため第1の実施
の形態と同様に、避雷器6のない場合よりもサイリスタ
4およびコンデンサ3の耐電圧性能を大幅に低減でき、
避雷器6の追加によるコストアップを吸収して、耐電圧
設計上大幅なコスト軽減が図れ小形化につながる。 【0019】 【発明の効果】請求項1記載の無効電力調整装置によれ
ば、開閉器の開閉や、開閉器の開放時の再点弧により過
電圧が発生しても、一定電圧以上になると電圧抑制手段
がオンとなるのでサイリスタおよびコンデンサに加わる
電圧が抑制される。このため、電圧抑制手段のない場合
よりもサイリスタおよびコンデンサの耐電圧性能を大幅
に低減でき、電圧抑制手段の追加によるコストアップを
吸収して、従来に比してコストの低減および小型化が可
能となる。また、この無効電力調整装置は電圧の調整に
も適用することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】この発明の第1の実施の形態の無効電力調整装
置の回路図である。 【図2】その開閉器の開放時に再点弧が発生した場合の
オシログラムを示し、(a)は電流波形、(b)はコン
デンサ端子間電圧波形、(c)はサイリスタ端子間電圧
波形である。 【図3】比較例の無効電力調整装置の回路図である。 【図4】その開閉器の開放時に再点弧が発生した場合の
オシログラムを示し、(a)は電流波形、(b)はコン
デンサ端子間電圧波形、(c)はサイリスタ端子間電圧
波形である。 【図5】従来例の無効電力調整装置の回路図である。 【図6】その開閉器の開放時に再点弧が発生した場合の
オシログラムを示し、(a)は電流波形、(b)はコン
デンサ端子間電圧波形、(c)はサイリスタ端子間電圧
波形である。 【符号の説明】 1 第1のリアクトル 2 第2のリアクトル 3 コンデンサ 4 サイリスタ 5 開閉器 6 電圧抑制手段である避雷器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−69333(JP,A) 特開 平9−182286(JP,A) 特開 昭56−25336(JP,A) 実開 昭58−153598(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 3/00 - 5/00 H02H 7/00 H02H 9/04

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 電力系統との接続を開閉する開閉器と、
    この開閉器に、第1のリアクトル、第2のリアクトルお
    よびコンデンサを順に直列接続し、また前記第1および
    第2のリアクトルおよび前記コンデンサの電流を位相制
    御するサイリスタを、前記第1および第2のリアクトル
    の接続点に接続した無効電力調整手段と、前記開閉器の
    開閉時および前記開閉器の開放時の再点弧発生時におい
    て前記無効電力調整手段に印加される一定以上の電圧で
    オン動作する避雷器を、第2のリアクトルおよびコンデ
    ンサ間に接続した電圧抑制手段とを備え、前記電圧抑制
    手段は、前記開閉器の開閉時および前記開閉器の開放時
    の再点弧発生時に前記サイリスタおよび前記コンデンサ
    に加わる過電圧を抑制する無効電力調整装置。
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CN101635463B (zh) * 2009-06-23 2013-07-10 上海申瑞继保电气有限公司 变电站电容器组容量的无功配置方法
CZ307538B6 (cs) * 2013-02-06 2018-11-21 Saltek S.R.O. Zapojení hybridního omezovače napětí a přepěťové ochrany

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