JP3833994B2 - 進相コンデンサ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンデンサ、直列リアクトル、及び放電コイルを絶縁油入りタンクに収納した進相コンデンサ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力系統における無効電力を補償するコンデンサ設備は、コンデンサと、このコンデンサに直列に接続されて、コンデンサを電力系統に接続する際に流れる過大な投入過度電流を抑制するための直列リアクトルと、コンデンサを電力系統から切り離した後の残留電荷を放電させるための放電コイルとによって構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２６２８３号公報（第２、３頁、第１、４図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の進相コンデンサ装置では、負荷の変動に応じてコンデンサ容量を増減する場合、増加する負荷に見合ったコンデンサ容量を有する独立した別個の進相コンデンサ装置を設け、負荷減となる場合はそれに見合った独立したコンデンサ容量を有する独立した進相コンデンサ装置を切り離していた。このため、外部接続ケーブルの取り外し、取付などの作業が必要である。また、コンデンサ容量を増加する場合には、複数の独立した進相コンデンサ装置を設けるため、直列リアクトル、放電コイル、ブッシング等の機器の部品がその分多くなり、据え付けスペースが大きくなると共に、装置全体が高価となる等の問題点があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解消するために成されたものであって、簡略で安価な装置構成で、コンデンサ容量を容易に増減できる進相コンデンサ装置の構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る進相コンデンサ装置は、コンデンサ、該コンデンサと直列接続された直列リアクトル、及び該コンデンサの電荷を放電させる放電コイルを絶縁油入りタンクに収納し、上記コンデンサの容量を調節するコンデンサ切換器と、上記直列リアクトルのリアクタンスをタップを用いて調節するリアクトル切換器とを備える。そして、上記コンデンサの容量に応じて上記直列リアクトルのリアクタンスを調節するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
一般に、電動機や変圧器などの電磁誘導機器の使用が伴う電力回路においては、機器の運転時に多くの遅相無効電力が発生し、これらの遅相無効電力を極力低減し電力の有効利用を図るために電力回路内に進相コンデンサ装置を設置する。
図１は、この発明の実施の形態１による進相コンデンサ装置の構成図である。
図に示すように、進相コンデンサ装置は、第１のコンデンサ群３８と第２のコンデンサ群３９、４０と、これらのコンデンサ群３８、３９、４０に蓄積された電荷を放電させる放電コイル４１、４２と、コンデンサ群３８〜４０の電源側に直列接続された１つの直列リアクトル３１とを備え、これらを絶縁油４５が密封されたタンク４４に収納し、ブッシング端子４３（端子Ｕ、Ｖ）を介して線路や負荷に並列接続する。
【０００８】
複数のコンデンサ群３８〜４０は、電荷を蓄積し、流れる電流は印加された電圧に対し９０度位相が進み、コンデンサ切換器３４、３５を備えて、並列接続されるコンデンサ群３８〜４０を切換選択してコンデンサ容量（設備容量）を調節する。直列リアクトル３１は、巻線の途中にタップ３２を設け、このタップ３２を用いてリアクタンスを切り替えるリアクトル切換器３３を備え、コンデンサ容量に応じてリアクタンスを調節する。なお、コンデンサ切換器３４、３５およびリアクトル切換器３３は、同軸（共通軸３６）で回転するように構成され、ハンドル３７にて共通軸３６を駆動することにより、それぞれの可動コンタクト３４ａ、３５ａ、３３ａを同時に切り換える。
【０００９】
ところで、直列リアクトルは、コンデンサを電力回路に接続するときに発生する突入電流を抑制するものであるが、その他に以下のような働きがある。送配電系統には種々の原因による高調波源が存在しているので、コンデンサのみを使用すると高調波源に対して電源系統のリアクタンスと共振回路を形成し、高調波電流を増大させて回路電圧波形を悪くする。これを避けるために直列リアクトルをコンデンサと直列に接続することで、高調波に対しコンデンサ設備の合成リアクタンスを誘導性とする。一般に、直列リアクトルのリアクタンスは、系統に存在する最低次数の高調波に対してコンデンサと直列リアクトルとの合成リアクタンスが誘導性となるように選定する。
このため、負荷の変動に応じてコンデンサ容量を増減する場合、コンデンサ容量に応じて直列リアクトルのリアクタンスも調節する必要がある。
【００１０】
図１の状態では、コンデンサ切換器３４、３５およびリアクトル切換器３３の可動コンタクト３４ａ、３５ａ、３３ａは、切り換え番号１に設定されている。これにより、直列リアクトル３１はタップ３２の接続点がリアクトル切換器３３を介してコンデンサ群３８〜４０に接続され、直列リアクトル３１のタップ３２から図中の左側部分が用いられる。また、コンデンサ群３９とコンデンサ群４０とはコンデンサ切換器３４、３５を介して直列に接続されて第２のコンデンサ群３９、４０を構成し、第１のコンデンサ群３８と第２のコンデンサ群３９、４０とが並列接続されて用いられる。
【００１１】
次に、コンデンサ容量を切り換える際の動作について説明する。
まず、例えば、線路に接続されているブッシング端子４３（端子Ｕ、Ｖ）を、一旦線路から切り離す。次に、コンデンサ切換器３４、３５およびリアクトル切換器３３を同時に切り換え操作するハンドル３７を回し、可動コンタクト３４ａ、３５ａ、３３ａを所定の切り換え番号に設定する。切り換え番号２になるようにハンドル３７を回すと、コンデンサ切換器３４、３５によりコンデンサ群３９とコンデンサ群４０とが切り離されて第２のコンデンサ群３９、４０は回路から切り離され、直列リアクトル３１は図中の右端がリアクトル切換器３３を介して第１のコンデンサ群３８に接続され、第１のコンデンサ群３８のみが用いられる。この後、ブッシング端子４３（端子Ｕ、Ｖ）を線路に接続して復帰させる。
このように、各切換器３３〜３５を切り換え番号２に切り換えることにより、コンデンサ容量は、切り換え番号１の場合の容量６０００kvarから容量３０００kvarとなる。
【００１２】
このように、この実施の形態では、直列リアクトル３１のリアクタンスをタップ３２を用いて調節するリアクトル切換器３３を備えて、コンデンサ容量に応じて直列リアクトル３１のリアクタンスを調節するようにしたので、複数種のコンデンサ容量に見合うリアクタンスを有する直列リアクトルをそれぞれ備える必要が無く、装置が簡略化でき設置スペースも低減できる。
また、複数のコンデンサ群３８〜４０の中から並列接続される組み合わせをコンデンサ切換器３４、３５により切換選択して容量を調節し、直列リアクトル側でも１つの直列リアクトル３１内でリアクタンスを調節するため、独立した進相コンデンサ装置を増設したり、切り離したりしてコンデンサ容量を調節していた従来のものに比して、外部接続ケーブルの取り外し、取付などの作業も不要であり、装置構成を格段と簡略化でき、小型で安価な進相コンデンサ装置が得られる。
さらに、コンデンサ切換器３４、３５およびリアクトル切換器３３を、同軸（共通軸３６）で回転するように構成したため、ハンドル３７にて共通軸３６を駆動して切り換え操作することにより、容易に同時切り換えできる。これにより、直列リアクトル３１がコンデンサ容量の切り換えと同時に、容量に見合ったリアクタンスに容易で確実に切り換えられる。
【００１３】
なお、上記実施の形態１では、直列リアクトル３１、コンデンサ群３８〜４０及び放電コイル４１、４２等を１つの絶縁油入りタンク４４に収納したが、図２に示すように、直列リアクトル３１のみを絶縁油５０入りの第１のタンク４８に収納し、コンデンサ群３８〜４０、放電コイル４１、４２、及び各切換器３３〜３５等、直列リアクトル３１以外の部分を第１のタンク４８とは別の絶縁油５１入りの第２のタンク４９に収納しても良い。なお、４６、４７は第１、第２のタンク４８、４９間に配されたブッシングであって、４６は直列リアクトル３１のタップ３２をリアクトル切換器３３に接続するブッシング、４７は直列リアクトル３１の端部をリアクトル切換器３３に接続するブッシングである。このように、直列リアクトル３１のみを別のタンク４８に収納することで、直列リアクトル３１の発熱がコンデンサ群３８〜４０を含む他の部品へ伝達されるのが防止でき、進相コンデンサ装置の信頼性が向上する。また、冷却装置（図示せず）は発熱源となる直列リアクトル３１のみを考慮して設置することができるため、冷却装置が縮小され、タンク内の絶縁油の膨張縮小のコンサベータ（図示せず）を小型化できる。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る進相コンデンサ装置は、コンデンサの容量を調節するコンデンサ切換器と、直列リアクトルのリアクタンスをタップを用いて調節するリアクトル切換器とを備え、上記コンデンサの容量に応じて上記直列リアクトルのリアクタンスを調節するため、複数種のコンデンサ容量に見合うリアクタンスを有する直列リアクトルをそれぞれ備える必要が無く、装置が簡略化でき、小型で安価な進相コンデンサ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による進相コンデンサ装置の構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１の別例による進相コンデンサ装置の構成図である。
【符号の説明】
３１ 直列リアクトル、３２ タップ、３３ リアクトル切換器、
３４，３５ コンデンサ切換器、３６ 共通軸、３８ 第１のコンデンサ群、
３９，４０ 第２のコンデンサ群、４１，４２ 放電コイル、４４ タンク、
４５ 絶縁油、４８ 第１のタンク、４９ 第２のタンク、
５０，５１ 絶縁油。

Claims (4)

1. コンデンサ、該コンデンサと直列接続された直列リアクトル、及び該コンデンサの電荷を放電させる放電コイルを絶縁油入りタンクに収納した進相コンデンサ装置において、上記コンデンサの容量を調節するコンデンサ切換器と、上記直列リアクトルのリアクタンスをタップを用いて調節するリアクトル切換器とを備え、上記コンデンサの容量に応じて上記直列リアクトルのリアクタンスを調節することを特徴とする進相コンデンサ装置。
2. 上記コンデンサは、複数のコンデンサを備えて該複数のコンデンサの中から並列接続される組み合わせを上記コンデンサ切換器により切換選択することにより、容量を調節することを特徴とする請求項１記載の進相コンデンサ装置。
3. 上記コンデンサ切換器および上記リアクトル切換器は、同軸で回転する切換器にて構成されることを特徴とする請求項１または２記載の進相コンデンサ装置。
4. 上記絶縁油入りタンクとして、互いに分離された第１、第２の２個のタンクを備え、上記第１のタンクに上記直列リアクトルを収納し、上記第２のタンクに、上記コンデンサ、上記放電コイル、上記コンデンサ切換器、及び上記リアクトル切換器を収納したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の進相コンデンサ装置。

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