JP4239073B2 - 無効電力補償装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電鉄用交流き電変電所に設置される無効電力補償装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図６に示すように、電鉄用交流き電変電所５１には、第１の特別高圧（例えば１５４ＫＶ）を第２の特別高圧（例えば６６ＫＶ）に変換し、負荷（列車）５２に交流電力を供給するき電用変圧器が設置されている。そして、交流き電回路には、回路の無効電力を補償し、負荷５２の力率を改善するため、従来から並列進相設備５３が設けられている。この場合、並列進相設備５３は、直列リアクトルＬ、コンデンサＣ等で構成されている。なお、５６は、停電時にコンデンサＣの電荷を放電するための特別高圧に対応した放電コイルである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記並列進相設備５３は、直列リアクトルＬ、コンデンサＣ等で構成されているが、これらは特別高圧６６ＫＶに耐用するための絶縁設計が必要である。このため、直列リアクトルＬ及びコンデンサＣは大型のものを必要とし、ブッシングも大きなものとなる。また、この並列進相設備５３では、無効電力補償容量が設備設置時の負荷５２の力率（例えば０．８）に対して設定されるため、設備を設置した後年数が経過し、負荷（列車）５２自体の力率が改善（例えば０．９）された場合には過補償になることになって、適正に無効電力を補償することが困難になる欠点がある。
【０００４】
そのため、無効電力を適正に補償するためには補償容量を変更した特別高圧用の大型設備（直列リアクトル及びコンデンサ）への置き換え（変更）が必要となり、設備の交換作業が大掛かりとなると共に、あらたに設置する設備コストも嵩むという問題がある。また、停電時における安全上の考慮からコンデンサの電荷を放電するために、この図６に示すように、特別高圧に対応した放電コイル５６を必要としていた。このため、コスト高を招いていた。
【０００５】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、負荷の力率が変更された場合、大掛かりな設備の変更等を行うことなく，容易に補償容量を調整することができ、適正に交流き電回路の無効電力を補償することができる無効電力補償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】
そこで請求項１の無効電力補償装置は、交流き電用変圧器の２次側に設けられた補償用変圧器１３と、この補償用変圧器１３の２次側に並列に設けられたコンデンサＣとを具備し、上記補償用変圧器１３の１次側及び２次側に電圧を切換えるタップ１４、１５を設け、このタップ１４、１５を切換えた場合に、変圧器１３の漏れインピーダンスがほぼ同じになるように変圧器１３の巻数比や巻き方等を予め調整することにより、漏れインピーダンスとコンデンサＣのリアクタンスのリアクタンス比を一定にしながらタップ１４、１５により電圧を切換えるように構成したことを特徴としている。
【０００７】
上記請求項１の無効電力補償装置では、負荷１２の力率の改善等の変更により無効電力補償に必要な進相容量が変化した場合、タップ１４、１５を切換えることにより、大掛かりな設備の変更等を行うことなく補償容量を調整することができる。
【０００８】
請求項２の無効電力補償装置は、交流き電用変圧器の２次側に設けられた補償用の第１の変圧器２１と、この第１の変圧器２１と並列に設けられた補償用の第２の変圧器２２と、第１の変圧器２１の２次側２３または第２の変圧器２２の２次側２４に並列に接続されるコンデンサＣとを具備し、上記第１及び第２の変圧器２１、２２は２次電圧は異なるが漏れインピーダンスはほぼ同じになるように巻数比や巻き方等が予め調整されており、負荷１２の力率に対応して上記コンデンサＣの接続を切換えることで、各変圧器２１、２２の漏れインピーダンスとコンデンサＣのリアクタンスのリアクタンス比を一定にしながら電圧を切換えるように構成したことを特徴としている。
【０００９】
上記請求項２の無効電力補償装置では、負荷１２の力率が改善等の変更がなされた場合、コンデンサＣの接続を切換えることによって、上記請求項１の無効電力補償装置と同様に、大掛かりな設備の変更等を行うことなく容易に補償容量を調整する（切換える）ことができる。
【００１０】
請求項３の無効電力補償装置は、交流き電用変圧器の２次側に設けられた補償用変圧器３０と、この補償用変圧器３０の２次側に設けられた第１及び第２の巻線３２、３３と、この第１及び第２の巻線３２、３３のうちの一方の巻線３２に並列に接続されたコンデンサＣとを具備し、上記第１及び第２の巻線３２、３３は２次電圧は異なるが漏れインピーダンスはほぼ同じになるように巻数比や巻き方等が予め調整されており、負荷１２の力率に対応して上記コンデンサＣの接続を他方の巻線３３に切換えることで、変圧器３０の漏れインピーダンスとコンデンサＣのリアクタンスのリアクタンス比を一定にしながら電圧を切換えるように構成したことを特徴としている。
【００１１】
上記請求項３の無効電力補償装置では、負荷１２の力率が改善等の変更がなされた場合、コンデンサＣの接続を切換えることによって、上記請求項１及び請求項２の無効電力補償装置と同様に、大掛かりな設備の変更等を行うことなく容易に補償容量を調整する（切換える）ことができる。
【００１２】
請求項４の無効電力補償装置は、交流き電用変圧器の２次側に設けられた補償用変圧器４０と、この補償用変圧器４０の２次側に設けられた複数の巻線４２・・と、この複数の巻線４２・・それぞれに並列に接続可能な複数のコンデンサＣ・・とを具備し、上記補償用変圧器４０の１次巻線４１と２次側の各巻線４２、４３、４４は漏れインピーダンスがほぼ同じになるように巻数比や巻き方等が予め調整されており、負荷１２の力率に対応して少なくとも一組の巻線４２とコンデンサＣとを接続状態から非接続状態に、または非接続状態から接続状態に切換えるように構成したことを特徴としている。
【００１３】
請求項４の無効電力補償装置では、接続されている巻線４２・・とコンデンサＣ・・の複数の組のうち少なくとも一組の巻線４２とコンデンサＣとを非接続状態とすれば、補償装置としての全体のコンデンサの容量（補償容量）を小とすることができ、また、逆に、非接続状態の巻線４２とコンデンサＣとを接続状態とすれば、補償装置としての全体のコンデンサの容量（補償容量）を大にすることができる。このため、負荷１２の力率に対応して、少なくとも一組の巻線４２とコンデンサＣとを接続状態から非接続状態に、または非接続状態から接続状態に切換えることによって、補償容量を調整することができる。
【００１４】
請求項５の無効電力補償装置は、交流き電用変圧器の２次側に設けられた補償用変圧器１３と、この補償用変圧器１３の２次側に並列に設けられたコンデンサＣとを具備し、上記補償用変圧器１３の１次側及び２次側のどちらか一方に電圧を切換えるタップ１４を設け、このタップ１４を切換えた場合に、変圧器１３の漏れインピーダンスがほぼ同じになるように変圧器１３の巻数比や巻き方等を予め調整することにより、漏れインピーダンスとコンデンサＣのリアクタンスのリアクタンス比を一定にしながらタップ１４により電圧を切換えるように構成したことを特徴としている。
【００１５】
上記請求項５の無効電力補償装置では、負荷１２の力率の改善等の変更により無効電力補償に必要な進相容量が変化した場合、補償用変圧器１３の１次側及び２次側のどちらか一方のタップ１４、１５を切換えることにより、大掛かりな設備の変更等を行うことなく補償容量を調整することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、この発明のコンデンサの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、この発明による無効電力補償装置の簡略回路図である。この場合、電鉄用交流き電変電所１１には交流き電用変圧器（図示省略）が設置され、１次電圧（例えば１５４ＫＶ）を２次電圧（例えば６６ＫＶ）に変換して負荷（列車）１２に交流電力を供給するようになされている。そして、無効電力補償装置は、交流き電変圧器の２次側に設けられた補償用変圧器１３と、補償用変圧器１３の２次側に並列に設けられたコンデンサＣとを備える。また、このコンデンサＣに放電抵抗Ｒが並列に接続されている。上記補償用変圧器１３は、通常の並列コンデンサ設備における直列リアクトルの代わりとなるものであって、車両（列車１２）から発生する高調波に対して、車両に接続されている系統とこの補償装置とが並列共振することを防ぐために使用するものである。そして、この補償用変圧器１３は、特別高圧（例えば６６ＫＶ）を通常の高圧（例えば３０００Ｖ〜６６００Ｖ）に電圧変換する。
【００１７】
ところで、この無効電力補償装置は、接続されているコンデンサＣを変えないで、無効電力補償容量を変更できるのが特徴である。コンデンサＣが変わらないので、コンデンサＣのリアクタンスとリアクトルのリアクタンスの比（以下、リアクタンス比という。）を変わらないようにする必要がある。この場合、リアクタンス比を一定に保つためには、補償用変圧器１３の１次側及び２次側の巻数比を調整する必要がある。このため、補償用変圧器１３の１次側及び２次側に電圧を切換えるタップ（中間タップ）１４、１５を設けている。これは、通常の変圧器では、このように等価直列リアクタンス分を一定にして、電圧を変更するためには、１次側又は２次側のどちらか一方のみに中間タップ(電圧を切換えるタップ)を設けるだけでは困難であり、１次側及び２次側を同時に切換える必要があるからである。なお、一般的な並列コンデンサ設備では無効電力補償容量を低下させるためには、コンデンサの容量を小さくするので、コンデンサのリアクタンスが大きくなり、それに伴って直列リアクトルも大きくしなければリアクタンス比が一定にならない。
【００１８】
また、通常の変圧器ではタップにより２次電圧を下げる（２次側巻数を減らす）とリアクタンスが小になりリアクタンス比が低下することになる。リアクタンス比を低下させると余分な高調波がコンデンサに流入することになり、設備が過負荷傾向になる。このため余分な過負荷耐量を設計上の余裕として考慮する必要があり、設備が大きくなる。このためにも、リアクタンス比を一定に維持させる必要がある。
【００１９】
ところで、上記図６に示す従来のものでは、リアクトルＬとしてリアクタンス比αが、例えば１５％のものが用いられる。このリアクタンス比αは（ＺL／ＺC）×１００となる。この場合、ＺCはコンデンサＣのリアクタンスであり、ＺLはリアクトルＬのリアクタンスである。そして、この図１に示す無効電力補償装置においては、負荷の力率が変化しても従来と等価な補償をするために、リアクタンス比αを従来と同じ１５％にしておく必要がある。そこで、この無効電力補償装置では、変圧器１３の漏れインピーダンス（内部インピーダンス）分で図６のリアクトルＬの作用をさせている。このため、このリアクタンス比αは（Ｚ´L／Ｚ´C）×１００であり、これを一定（例えば１５％）にする必要がある。この場合、Ｚ´CはコンデンサＣのリアクタンスであり、Ｚ´Lは漏れインピーダンス（リアクタンス）である。
【００２０】
また、補償用変圧器１３の％Ｘ（パーセントインピーダンス）は（Ｚ´L／ＺT）×１００である。この場合、ＺTは補償用変圧器１３の電源側インピーダンスである。さらに、Ｚ´C＝ＺT＋Ｚ´Lであるので、％Ｘとαとの関係は次の数１の式となる。
【００２１】
【数１】
【００２２】
そして、このリアクタンス比αを一定にするためには、補償用変圧器１３の％Ｘを変えないようにすればよい。例えば、αが１５％のときには％Ｘが１７．６となり、この％Ｘ＝１７．６が変化しないように、中間タップ１４、１５を切換えれば、リアクタンス比αは変わらず、適正に無効電力を補償することができる。
【００２３】
すなわち、負荷１２の力率向上等により、無効電力補償に必要な進相容量が減少した場合、中間タップ１４、１５を、補償用変圧器１３の等価直列リアクタンスとコンデンサＣのリアクタンスとの比（リアクタンス比）が変わらないように切換える。これによって、α％直列リアクトル付きの進相設備と等価にすることができ、表１に示すように、リアクタンス比を変えずに、無効電力補償のための進相容量を調節することができる。
【００２４】
【表１】
【００２５】
この表１から明らかなように、必要進相容量が１０００ＫＶＡでは、従来の無効電力補償装置でも、この実施形態の無効電力補償装置でも進相容量は１０００ＫＶＡであるが、負荷の力率が改善されて必要進相容量が７５０ＫＶＡに減少した場合、従来のものでは、進相容量は１０００ＫＶＡのままであり、過補償となっている。これに対して、この無効電力補償装置を備えたものでは、進相容量が７５０ＫＶＡとなって、適正に無効電力を補償することができる。
【００２６】
このように、図１のような無効電力補償装置では、負荷１２の力率の変更（改善等）により無効電力補償に必要な進相容量が変化した場合、中間タップ１４、１５を切換えることにより、リアクタンス比を変えずに補償容量を調整することができる。これによって、必要とする進相容量が変化（減少）した際に、進相容量を安定して調整することができ、無効電力を確実に補償することができる。しかも、設備の置き換え（設備の変更）等を行うことなく、容易に補償容量を調整することができ、低コスト化を図ることができる。
【００２７】
次に、図２は他の実施形態を示し、この場合、補償用の変圧器２０は並列接続された第１の変圧器２１と第２の変圧器２２を備える。そして、第１の変圧器２１の２次側２３または第２の変圧器２２の２次側２４にコンデンサＣが並列に接続される。さらに、このコンデンサＣに放電抵抗Ｒが並列に接続されている。また、この変圧器２１、２２の２次電圧は異なるが、漏れインピーダンスはほぼ同じであるように設定される。この際、このコンデンサＣは当初（設備設置時）においては第１の変圧器２１の２次側２３に接続されている。そして、負荷１２の力率が改善された場合に、第２の変圧器２２の２次側２４に接続されるようにその接続が切換えられる。
【００２８】
このように、この図２の無効電力補償装置においても、負荷１２の力率が変更（改善等）されて、無効電力補償に必要な進相容量が減少した場合に、コンデンサＣの接続を切換えることによって、上記図１の無効電力補償装置と同様に、容易に補償容量を調整することができ、過補償となることを防止できる。
【００２９】
また、図３は別の実施形態を示し、この場合、補償用変圧器３０は、その一次側に一つ巻線３１が設けられるのに対して、その２次側に第１巻線３２、及び第２巻線３３が設けられている。そして、第１及び第２巻線の３２、３３のうちの一方の第１巻線３２にコンデンサＣが並列に接続され、さらにこのコンデンサＣに放電抵抗Ｒが並列に接続されている。また、この第１及び第２巻線３２、３３において、２次電圧はそれぞれ異なるが漏れインピーダンスは変わらないように設定される。なお、この補償用変圧器３０も、上記実施の形態と同様、電鉄用交流き電変電所１１の交流き電用変圧器の２次側に設けられている。
【００３０】
そして、この図３に示す無効電力補償装置において、負荷１２の力率が変更（改善等）されて、無効電力補償に必要な進相容量が減少した場合に、コンデンサＣの接続を第１巻線３２から第２巻線３３に切換える。これによって、上記図１の無効電力補償装置等と同様に、負荷１２の力率が変更（改善等）された場合に、リアクタンス比を変えないで補償容量を調整することができ、過補償となることを防止できる。
【００３１】
図４はさらに別の実施形態を示し、この場合、補償用変圧器４０の２次側に複数の２次巻線４２、４３、４４が設けられ、各２次巻線４２、４３、４４にコンデンサＣ・・がそれぞれ並列に接続されている。また、各コンデンサＣ・・に放電抵抗Ｒが並列に接続されている。この際、１次巻線４１と第１巻線４２の漏れインピーダンスとコンデンサＣのリアクタンス比、１次巻線４１と第２巻線４３の漏れインピーダンスとコンデンサＣのリアクタンス比、１次巻線４１と第３巻線４４の漏れインピーダンスとコンデンサＣのリアクタンス比はそれぞれほぼ同じに設定される。ただし、必要に応じて２次巻線４２、４３、４４相互間が磁気的に結合されないように、第１及び第２巻線４２、４３間に磁気遮蔽部材Ｓ１を介在させ、第２及び第３巻線４３、４４間に磁気遮蔽部材Ｓ２を介在させている。なお、この補償用変圧器４０も、上記実施の形態と同様、電鉄用交流き電変電所１１の交流き電用変圧器の２次側に設けられている。
【００３２】
そして、第１巻線４２に接続されるコンデンサＣの容量をＣ１とし、第２巻線４３に接続されるコンデンサＣの容量をＣ２とし、第３巻線４４に接続されるコンデンサＣの容量をＣ３とすれば、負荷１２の力率が変更（改善）された場合、例えばコンデンサＣと第１巻線４２の接続を例えば端子４５において切り離すことにより、補償装置としてのコンデンサの容量が、（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）から（Ｃ２＋Ｃ３）になり、補償容量を少なくすることができる。このとき、コンデンサの容量が（Ｃ２＋Ｃ３）になるとコンデンサのリアクタンスが大になり、また、並列接続の各巻線４２、４３、４４のうち第１巻線４２が作用しなくなるので変圧器４０の漏れインピーダンス（リアクタンス）は大になり、リアクタンス比が変わらない。逆に、この非接続状態からコンデンサＣと第１巻線４２を端子４５において接続状態にすれば補償容量を大にすることができる。
【００３３】
また、同様に、コンデンサＣと第２巻線４３の接続を例えば端子４６において切り離すことにより、補償装置としてのコンデンサの容量が、（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）から（Ｃ１＋Ｃ３）になり、補償容量を少なくすることができ、コンデンサＣと第３巻線４４の接続を例えば端子４７において切り離すことにより、補償装置としてのコンデンサの容量が、（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）から（Ｃ１＋Ｃ２）になり、補償容量を少なくすることができる。
【００３４】
このように、接続状態にあるコンデンサ数を増せば補償容量を大にでき、接続状態にあるコンデンサ数を減らせば補償容量を小にできる。このため、この図４に示す無効電力補償装置においても、負荷１２の力率に対応して、少なくとも一組の２次巻線４２、４３、４４とコンデンサＣとを接続状態から非接続状態に、または非接続状態から接続状態に切換えることによって、補償容量を調整することができ、過補償または補償不足となることを防止できる。
【００３５】
図５には、さらに別の実施形態を示している。この無効電力補償装置は、図１に示した実施形態において、補償用変圧器１３の２次側の電圧切替用の中間タップ１５を省略して実施したものである。すなわちこの場合、電圧切替用の中間タップ１４は、補償用変圧器１３の１次側にだけ設けている。なお、この実施形態において、図１と同一の機能部分は同一の符号で示し、その説明を省略する。また、この実施形態と同様なものとして、補償用変圧器１３の１次側の電圧切替用の中間タップ１４を省略し、電圧切替用の中間タップ１５を、補償用変圧器１３の２次側にだけ設けるようにしてもよい。これらの場合、等価直列リアクトル分を一定に保つため、補償用変圧器１３の１次側又は２次側の巻数比や巻き方等が調整されており、これにより補償用変圧器１３の１次側又は２次側の電圧を切換えても、リアクタンス比が変わらないようにされているのである。
【００３６】
このように、図５の無効電力補償装置においても、負荷１２の力率の変更（改善等）により無効電力補償に必要な進相容量が変化した場合、中間タップ１４、又は中間タップ１５を切換えることにより、リアクタンス比を変えずに補償容量を調整することができる。これによって、必要とする進相容量が変化（減少）した際に、進相容量を安定して調整することができ、無効電力を確実に補償することができる。しかも、設備の置き換え（設備の変更）等を行うことなく、容易に補償容量を調整することができ、低コスト化を図ることができる。
【００３７】
ところで、図６に示す従来のものでは、停電時における安全上の考慮からコンデンサＣの電荷を放電するために特別高圧に応じた放電コイル５６を必要としていたが、図１〜図５に示す各無効電力補償装置では、コンデンサＣが高圧コンデンサとなるので、必要に応じて放電抵抗ＲをコンデンサＣに内蔵し、この抵抗ＲをとおしてコンデンサＣの電荷を放電させることができる。このため、この図１〜図５に示す無効電力補償装置では、このような放電コイルは特に必要ない。また、この実施形態では、コンデンサとしては、通常の高圧耐用のものを使用でき、コンデンサの絶縁設計が容易である利点がある。
【００３８】
以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、変圧器の１次、２次巻線の直並列構成や方法など種々変更してよい。また、各実施形態において補償容量が大になるようタップまたはコンデンサの接続を切換えることができる。さらに、図４に示す無効電力補償装置において、補償用変圧器４０の２次側の巻線数としては、２個であっても、４個以上であってもよい。さらに、接続状態から非接続状態への切換えや非接続状態から接続状態への切換えは、一組の巻線とコンデンサに限るものではない。また、変圧器の１次、２次間の移行電圧の影響が大きい場合には、１次、２次間に静電シールドを設置することや、２次側にアレスタを設置することは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１の無効電力補償装置によれば、負荷の力率の変更（改善等）により無効電力補償に必要な進相容量が変化した場合、例えば、負荷の力率向上等により、無効電力補償に必要な進相容量が減少した場合、タップを切換えることにより、無効電力補償のための進相容量を調節することができる。これによって、過補償等となることを防止でき、適正に無効電力を補償することができる。しかも、大掛かりな設備の変更を行うことなく容易に補償容量を調整することができ、低コスト化を図ることができる。また、必要に応じて放電抵抗をとおしてコンデンサの電荷が放電されるので、放電コイル等を必要としない。このため、この無効電力補償装置の回路構成の簡略化を図って、低コスト化を達成することができる。さらに、コンデンサとしては、通常の高圧耐用のものを使用できて、コンデンサの絶縁設計が容易である利点がある。
【００４０】
請求項２の無効電力補償装置によれば、負荷の力率が変更（改善等）された場合、コンデンサの接続を切換えることによって、補償容量を調整することができて、適正に交流き電回路の無効電力を補償することができる。しかも、上記請求項１の無効電力補償装置と同様に、大掛かりな設備の変更を行うことなく容易に補償容量を調整することができると共に、放電コイル等を必要とせず回路構成の簡略化を図って、低コスト化を達成することができる。さらに、コンデンサの絶縁設計が容易である利点もある。
【００４１】
請求項３の無効電力補償装置によれば、負荷の力率が変更（改善等）された場合、コンデンサの接続を切換えることによって、過補償等となることを防止でき、適正に無効電力を補償することができる。しかも、上記請求項１及び請求項２の無効電力補償装置と同様に、容易に補償容量を調整することができると共に、回路構成の簡略化を図って、低コスト化を達成することができ、さらには、コンデンサの絶縁設計が容易である利点もある。
【００４２】
請求項４の無効電力補償装置によれば、負荷の力率に対応して巻線とコンデンサとを接続状態から非接続状態に、または非接続状態から接続状態に切換えることによって、補償容量を調整することができ、適正に無効電力を補償することができる。しかも、上記請求項１〜請求項３の無効電力補償装置と同様に、容易に補償容量を調整することができると共に、回路構成の簡略化を図って、低コスト化を達成することができ、さらには、コンデンサの絶縁設計が容易である利点もある。
【００４３】
請求項５の無効電力補償装置によれば、負荷の力率の変更（改善等）により無効電力補償に必要な進相容量が変化した場合、例えば、負荷の力率向上等により、無効電力補償に必要な進相容量が減少した場合、タップを切換えることにより、無効電力補償のための進相容量を調節することができる。これによって、過補償等となることを防止でき、適正に無効電力を補償することができる。しかも、上記請求項１〜請求項４の無効電力補償装置と同様に、容易に補償容量を調整することができると共に、回路構成の簡略化を図って、低コスト化を達成することができ、さらには、コンデンサの絶縁設計が容易である利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の無効電力補償装置の実施形態を示す簡略回路図である。
【図２】この発明の無効電力補償装置の他の実施形態を示す簡略回路図である。
【図３】この発明の無効電力補償装置の別の実施形態を示す簡略回路図である。
【図４】この発明の無効電力補償装置のさらに別の実施形態を示す簡略回路図である。
【図５】この発明の無効電力補償装置のさらに別の実施形態を示す簡略回路図である。
【図６】従来の無効電力補償装置の簡略回路図である。
【符号の説明】
１２ 負荷
１３ 補償用変圧器
１４ タップ
１５ タップ
２１ 変圧器
２２ 変圧器
２３ ２次側
２４ ２次側
３０ 補償用変圧器
３２ 第１の巻線
３３ 第２の巻線
４０ 補償用変圧器
４２ 巻線
Ｃ コンデンサ
【発明の属する技術分野】
この発明は、電鉄用交流き電変電所に設置される無効電力補償装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図６に示すように、電鉄用交流き電変電所５１には、第１の特別高圧（例えば１５４ＫＶ）を第２の特別高圧（例えば６６ＫＶ）に変換し、負荷（列車）５２に交流電力を供給するき電用変圧器が設置されている。そして、交流き電回路には、回路の無効電力を補償し、負荷５２の力率を改善するため、従来から並列進相設備５３が設けられている。この場合、並列進相設備５３は、直列リアクトルＬ、コンデンサＣ等で構成されている。なお、５６は、停電時にコンデンサＣの電荷を放電するための特別高圧に対応した放電コイルである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記並列進相設備５３は、直列リアクトルＬ、コンデンサＣ等で構成されているが、これらは特別高圧６６ＫＶに耐用するための絶縁設計が必要である。このため、直列リアクトルＬ及びコンデンサＣは大型のものを必要とし、ブッシングも大きなものとなる。また、この並列進相設備５３では、無効電力補償容量が設備設置時の負荷５２の力率（例えば０．８）に対して設定されるため、設備を設置した後年数が経過し、負荷（列車）５２自体の力率が改善（例えば０．９）された場合には過補償になることになって、適正に無効電力を補償することが困難になる欠点がある。
【０００４】
そのため、無効電力を適正に補償するためには補償容量を変更した特別高圧用の大型設備（直列リアクトル及びコンデンサ）への置き換え（変更）が必要となり、設備の交換作業が大掛かりとなると共に、あらたに設置する設備コストも嵩むという問題がある。また、停電時における安全上の考慮からコンデンサの電荷を放電するために、この図６に示すように、特別高圧に対応した放電コイル５６を必要としていた。このため、コスト高を招いていた。
【０００５】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、負荷の力率が変更された場合、大掛かりな設備の変更等を行うことなく，容易に補償容量を調整することができ、適正に交流き電回路の無効電力を補償することができる無効電力補償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】
そこで請求項１の無効電力補償装置は、交流き電用変圧器の２次側に設けられた補償用変圧器１３と、この補償用変圧器１３の２次側に並列に設けられたコンデンサＣとを具備し、上記補償用変圧器１３の１次側及び２次側に電圧を切換えるタップ１４、１５を設け、このタップ１４、１５を切換えた場合に、変圧器１３の漏れインピーダンスがほぼ同じになるように変圧器１３の巻数比や巻き方等を予め調整することにより、漏れインピーダンスとコンデンサＣのリアクタンスのリアクタンス比を一定にしながらタップ１４、１５により電圧を切換えるように構成したことを特徴としている。
【０００７】
上記請求項１の無効電力補償装置では、負荷１２の力率の改善等の変更により無効電力補償に必要な進相容量が変化した場合、タップ１４、１５を切換えることにより、大掛かりな設備の変更等を行うことなく補償容量を調整することができる。
【０００８】
請求項２の無効電力補償装置は、交流き電用変圧器の２次側に設けられた補償用の第１の変圧器２１と、この第１の変圧器２１と並列に設けられた補償用の第２の変圧器２２と、第１の変圧器２１の２次側２３または第２の変圧器２２の２次側２４に並列に接続されるコンデンサＣとを具備し、上記第１及び第２の変圧器２１、２２は２次電圧は異なるが漏れインピーダンスはほぼ同じになるように巻数比や巻き方等が予め調整されており、負荷１２の力率に対応して上記コンデンサＣの接続を切換えることで、各変圧器２１、２２の漏れインピーダンスとコンデンサＣのリアクタンスのリアクタンス比を一定にしながら電圧を切換えるように構成したことを特徴としている。
【０００９】
上記請求項２の無効電力補償装置では、負荷１２の力率が改善等の変更がなされた場合、コンデンサＣの接続を切換えることによって、上記請求項１の無効電力補償装置と同様に、大掛かりな設備の変更等を行うことなく容易に補償容量を調整する（切換える）ことができる。
【００１０】
請求項３の無効電力補償装置は、交流き電用変圧器の２次側に設けられた補償用変圧器３０と、この補償用変圧器３０の２次側に設けられた第１及び第２の巻線３２、３３と、この第１及び第２の巻線３２、３３のうちの一方の巻線３２に並列に接続されたコンデンサＣとを具備し、上記第１及び第２の巻線３２、３３は２次電圧は異なるが漏れインピーダンスはほぼ同じになるように巻数比や巻き方等が予め調整されており、負荷１２の力率に対応して上記コンデンサＣの接続を他方の巻線３３に切換えることで、変圧器３０の漏れインピーダンスとコンデンサＣのリアクタンスのリアクタンス比を一定にしながら電圧を切換えるように構成したことを特徴としている。
【００１１】
上記請求項３の無効電力補償装置では、負荷１２の力率が改善等の変更がなされた場合、コンデンサＣの接続を切換えることによって、上記請求項１及び請求項２の無効電力補償装置と同様に、大掛かりな設備の変更等を行うことなく容易に補償容量を調整する（切換える）ことができる。
【００１２】
請求項４の無効電力補償装置は、交流き電用変圧器の２次側に設けられた補償用変圧器４０と、この補償用変圧器４０の２次側に設けられた複数の巻線４２・・と、この複数の巻線４２・・それぞれに並列に接続可能な複数のコンデンサＣ・・とを具備し、上記補償用変圧器４０の１次巻線４１と２次側の各巻線４２、４３、４４は漏れインピーダンスがほぼ同じになるように巻数比や巻き方等が予め調整されており、負荷１２の力率に対応して少なくとも一組の巻線４２とコンデンサＣとを接続状態から非接続状態に、または非接続状態から接続状態に切換えるように構成したことを特徴としている。
【００１３】
請求項４の無効電力補償装置では、接続されている巻線４２・・とコンデンサＣ・・の複数の組のうち少なくとも一組の巻線４２とコンデンサＣとを非接続状態とすれば、補償装置としての全体のコンデンサの容量（補償容量）を小とすることができ、また、逆に、非接続状態の巻線４２とコンデンサＣとを接続状態とすれば、補償装置としての全体のコンデンサの容量（補償容量）を大にすることができる。このため、負荷１２の力率に対応して、少なくとも一組の巻線４２とコンデンサＣとを接続状態から非接続状態に、または非接続状態から接続状態に切換えることによって、補償容量を調整することができる。
【００１４】
請求項５の無効電力補償装置は、交流き電用変圧器の２次側に設けられた補償用変圧器１３と、この補償用変圧器１３の２次側に並列に設けられたコンデンサＣとを具備し、上記補償用変圧器１３の１次側及び２次側のどちらか一方に電圧を切換えるタップ１４を設け、このタップ１４を切換えた場合に、変圧器１３の漏れインピーダンスがほぼ同じになるように変圧器１３の巻数比や巻き方等を予め調整することにより、漏れインピーダンスとコンデンサＣのリアクタンスのリアクタンス比を一定にしながらタップ１４により電圧を切換えるように構成したことを特徴としている。
【００１５】
上記請求項５の無効電力補償装置では、負荷１２の力率の改善等の変更により無効電力補償に必要な進相容量が変化した場合、補償用変圧器１３の１次側及び２次側のどちらか一方のタップ１４、１５を切換えることにより、大掛かりな設備の変更等を行うことなく補償容量を調整することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、この発明のコンデンサの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、この発明による無効電力補償装置の簡略回路図である。この場合、電鉄用交流き電変電所１１には交流き電用変圧器（図示省略）が設置され、１次電圧（例えば１５４ＫＶ）を２次電圧（例えば６６ＫＶ）に変換して負荷（列車）１２に交流電力を供給するようになされている。そして、無効電力補償装置は、交流き電変圧器の２次側に設けられた補償用変圧器１３と、補償用変圧器１３の２次側に並列に設けられたコンデンサＣとを備える。また、このコンデンサＣに放電抵抗Ｒが並列に接続されている。上記補償用変圧器１３は、通常の並列コンデンサ設備における直列リアクトルの代わりとなるものであって、車両（列車１２）から発生する高調波に対して、車両に接続されている系統とこの補償装置とが並列共振することを防ぐために使用するものである。そして、この補償用変圧器１３は、特別高圧（例えば６６ＫＶ）を通常の高圧（例えば３０００Ｖ〜６６００Ｖ）に電圧変換する。
【００１７】
ところで、この無効電力補償装置は、接続されているコンデンサＣを変えないで、無効電力補償容量を変更できるのが特徴である。コンデンサＣが変わらないので、コンデンサＣのリアクタンスとリアクトルのリアクタンスの比（以下、リアクタンス比という。）を変わらないようにする必要がある。この場合、リアクタンス比を一定に保つためには、補償用変圧器１３の１次側及び２次側の巻数比を調整する必要がある。このため、補償用変圧器１３の１次側及び２次側に電圧を切換えるタップ（中間タップ）１４、１５を設けている。これは、通常の変圧器では、このように等価直列リアクタンス分を一定にして、電圧を変更するためには、１次側又は２次側のどちらか一方のみに中間タップ(電圧を切換えるタップ)を設けるだけでは困難であり、１次側及び２次側を同時に切換える必要があるからである。なお、一般的な並列コンデンサ設備では無効電力補償容量を低下させるためには、コンデンサの容量を小さくするので、コンデンサのリアクタンスが大きくなり、それに伴って直列リアクトルも大きくしなければリアクタンス比が一定にならない。
【００１８】
また、通常の変圧器ではタップにより２次電圧を下げる（２次側巻数を減らす）とリアクタンスが小になりリアクタンス比が低下することになる。リアクタンス比を低下させると余分な高調波がコンデンサに流入することになり、設備が過負荷傾向になる。このため余分な過負荷耐量を設計上の余裕として考慮する必要があり、設備が大きくなる。このためにも、リアクタンス比を一定に維持させる必要がある。
【００１９】
ところで、上記図６に示す従来のものでは、リアクトルＬとしてリアクタンス比αが、例えば１５％のものが用いられる。このリアクタンス比αは（ＺL／ＺC）×１００となる。この場合、ＺCはコンデンサＣのリアクタンスであり、ＺLはリアクトルＬのリアクタンスである。そして、この図１に示す無効電力補償装置においては、負荷の力率が変化しても従来と等価な補償をするために、リアクタンス比αを従来と同じ１５％にしておく必要がある。そこで、この無効電力補償装置では、変圧器１３の漏れインピーダンス（内部インピーダンス）分で図６のリアクトルＬの作用をさせている。このため、このリアクタンス比αは（Ｚ´L／Ｚ´C）×１００であり、これを一定（例えば１５％）にする必要がある。この場合、Ｚ´CはコンデンサＣのリアクタンスであり、Ｚ´Lは漏れインピーダンス（リアクタンス）である。
【００２０】
また、補償用変圧器１３の％Ｘ（パーセントインピーダンス）は（Ｚ´L／ＺT）×１００である。この場合、ＺTは補償用変圧器１３の電源側インピーダンスである。さらに、Ｚ´C＝ＺT＋Ｚ´Lであるので、％Ｘとαとの関係は次の数１の式となる。
【００２１】
【数１】
そして、このリアクタンス比αを一定にするためには、補償用変圧器１３の％Ｘを変えないようにすればよい。例えば、αが１５％のときには％Ｘが１７．６となり、この％Ｘ＝１７．６が変化しないように、中間タップ１４、１５を切換えれば、リアクタンス比αは変わらず、適正に無効電力を補償することができる。
【００２３】
すなわち、負荷１２の力率向上等により、無効電力補償に必要な進相容量が減少した場合、中間タップ１４、１５を、補償用変圧器１３の等価直列リアクタンスとコンデンサＣのリアクタンスとの比（リアクタンス比）が変わらないように切換える。これによって、α％直列リアクトル付きの進相設備と等価にすることができ、表１に示すように、リアクタンス比を変えずに、無効電力補償のための進相容量を調節することができる。
【００２４】
【表１】
この表１から明らかなように、必要進相容量が１０００ＫＶＡでは、従来の無効電力補償装置でも、この実施形態の無効電力補償装置でも進相容量は１０００ＫＶＡであるが、負荷の力率が改善されて必要進相容量が７５０ＫＶＡに減少した場合、従来のものでは、進相容量は１０００ＫＶＡのままであり、過補償となっている。これに対して、この無効電力補償装置を備えたものでは、進相容量が７５０ＫＶＡとなって、適正に無効電力を補償することができる。
【００２６】
このように、図１のような無効電力補償装置では、負荷１２の力率の変更（改善等）により無効電力補償に必要な進相容量が変化した場合、中間タップ１４、１５を切換えることにより、リアクタンス比を変えずに補償容量を調整することができる。これによって、必要とする進相容量が変化（減少）した際に、進相容量を安定して調整することができ、無効電力を確実に補償することができる。しかも、設備の置き換え（設備の変更）等を行うことなく、容易に補償容量を調整することができ、低コスト化を図ることができる。
【００２７】
次に、図２は他の実施形態を示し、この場合、補償用の変圧器２０は並列接続された第１の変圧器２１と第２の変圧器２２を備える。そして、第１の変圧器２１の２次側２３または第２の変圧器２２の２次側２４にコンデンサＣが並列に接続される。さらに、このコンデンサＣに放電抵抗Ｒが並列に接続されている。また、この変圧器２１、２２の２次電圧は異なるが、漏れインピーダンスはほぼ同じであるように設定される。この際、このコンデンサＣは当初（設備設置時）においては第１の変圧器２１の２次側２３に接続されている。そして、負荷１２の力率が改善された場合に、第２の変圧器２２の２次側２４に接続されるようにその接続が切換えられる。
【００２８】
このように、この図２の無効電力補償装置においても、負荷１２の力率が変更（改善等）されて、無効電力補償に必要な進相容量が減少した場合に、コンデンサＣの接続を切換えることによって、上記図１の無効電力補償装置と同様に、容易に補償容量を調整することができ、過補償となることを防止できる。
【００２９】
また、図３は別の実施形態を示し、この場合、補償用変圧器３０は、その一次側に一つ巻線３１が設けられるのに対して、その２次側に第１巻線３２、及び第２巻線３３が設けられている。そして、第１及び第２巻線の３２、３３のうちの一方の第１巻線３２にコンデンサＣが並列に接続され、さらにこのコンデンサＣに放電抵抗Ｒが並列に接続されている。また、この第１及び第２巻線３２、３３において、２次電圧はそれぞれ異なるが漏れインピーダンスは変わらないように設定される。なお、この補償用変圧器３０も、上記実施の形態と同様、電鉄用交流き電変電所１１の交流き電用変圧器の２次側に設けられている。
【００３０】
そして、この図３に示す無効電力補償装置において、負荷１２の力率が変更（改善等）されて、無効電力補償に必要な進相容量が減少した場合に、コンデンサＣの接続を第１巻線３２から第２巻線３３に切換える。これによって、上記図１の無効電力補償装置等と同様に、負荷１２の力率が変更（改善等）された場合に、リアクタンス比を変えないで補償容量を調整することができ、過補償となることを防止できる。
【００３１】
図４はさらに別の実施形態を示し、この場合、補償用変圧器４０の２次側に複数の２次巻線４２、４３、４４が設けられ、各２次巻線４２、４３、４４にコンデンサＣ・・がそれぞれ並列に接続されている。また、各コンデンサＣ・・に放電抵抗Ｒが並列に接続されている。この際、１次巻線４１と第１巻線４２の漏れインピーダンスとコンデンサＣのリアクタンス比、１次巻線４１と第２巻線４３の漏れインピーダンスとコンデンサＣのリアクタンス比、１次巻線４１と第３巻線４４の漏れインピーダンスとコンデンサＣのリアクタンス比はそれぞれほぼ同じに設定される。ただし、必要に応じて２次巻線４２、４３、４４相互間が磁気的に結合されないように、第１及び第２巻線４２、４３間に磁気遮蔽部材Ｓ１を介在させ、第２及び第３巻線４３、４４間に磁気遮蔽部材Ｓ２を介在させている。なお、この補償用変圧器４０も、上記実施の形態と同様、電鉄用交流き電変電所１１の交流き電用変圧器の２次側に設けられている。
【００３２】
そして、第１巻線４２に接続されるコンデンサＣの容量をＣ１とし、第２巻線４３に接続されるコンデンサＣの容量をＣ２とし、第３巻線４４に接続されるコンデンサＣの容量をＣ３とすれば、負荷１２の力率が変更（改善）された場合、例えばコンデンサＣと第１巻線４２の接続を例えば端子４５において切り離すことにより、補償装置としてのコンデンサの容量が、（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）から（Ｃ２＋Ｃ３）になり、補償容量を少なくすることができる。このとき、コンデンサの容量が（Ｃ２＋Ｃ３）になるとコンデンサのリアクタンスが大になり、また、並列接続の各巻線４２、４３、４４のうち第１巻線４２が作用しなくなるので変圧器４０の漏れインピーダンス（リアクタンス）は大になり、リアクタンス比が変わらない。逆に、この非接続状態からコンデンサＣと第１巻線４２を端子４５において接続状態にすれば補償容量を大にすることができる。
【００３３】
また、同様に、コンデンサＣと第２巻線４３の接続を例えば端子４６において切り離すことにより、補償装置としてのコンデンサの容量が、（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）から（Ｃ１＋Ｃ３）になり、補償容量を少なくすることができ、コンデンサＣと第３巻線４４の接続を例えば端子４７において切り離すことにより、補償装置としてのコンデンサの容量が、（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）から（Ｃ１＋Ｃ２）になり、補償容量を少なくすることができる。
【００３４】
このように、接続状態にあるコンデンサ数を増せば補償容量を大にでき、接続状態にあるコンデンサ数を減らせば補償容量を小にできる。このため、この図４に示す無効電力補償装置においても、負荷１２の力率に対応して、少なくとも一組の２次巻線４２、４３、４４とコンデンサＣとを接続状態から非接続状態に、または非接続状態から接続状態に切換えることによって、補償容量を調整することができ、過補償または補償不足となることを防止できる。
【００３５】
図５には、さらに別の実施形態を示している。この無効電力補償装置は、図１に示した実施形態において、補償用変圧器１３の２次側の電圧切替用の中間タップ１５を省略して実施したものである。すなわちこの場合、電圧切替用の中間タップ１４は、補償用変圧器１３の１次側にだけ設けている。なお、この実施形態において、図１と同一の機能部分は同一の符号で示し、その説明を省略する。また、この実施形態と同様なものとして、補償用変圧器１３の１次側の電圧切替用の中間タップ１４を省略し、電圧切替用の中間タップ１５を、補償用変圧器１３の２次側にだけ設けるようにしてもよい。これらの場合、等価直列リアクトル分を一定に保つため、補償用変圧器１３の１次側又は２次側の巻数比や巻き方等が調整されており、これにより補償用変圧器１３の１次側又は２次側の電圧を切換えても、リアクタンス比が変わらないようにされているのである。
【００３６】
このように、図５の無効電力補償装置においても、負荷１２の力率の変更（改善等）により無効電力補償に必要な進相容量が変化した場合、中間タップ１４、又は中間タップ１５を切換えることにより、リアクタンス比を変えずに補償容量を調整することができる。これによって、必要とする進相容量が変化（減少）した際に、進相容量を安定して調整することができ、無効電力を確実に補償することができる。しかも、設備の置き換え（設備の変更）等を行うことなく、容易に補償容量を調整することができ、低コスト化を図ることができる。
【００３７】
ところで、図６に示す従来のものでは、停電時における安全上の考慮からコンデンサＣの電荷を放電するために特別高圧に応じた放電コイル５６を必要としていたが、図１〜図５に示す各無効電力補償装置では、コンデンサＣが高圧コンデンサとなるので、必要に応じて放電抵抗ＲをコンデンサＣに内蔵し、この抵抗ＲをとおしてコンデンサＣの電荷を放電させることができる。このため、この図１〜図５に示す無効電力補償装置では、このような放電コイルは特に必要ない。また、この実施形態では、コンデンサとしては、通常の高圧耐用のものを使用でき、コンデンサの絶縁設計が容易である利点がある。
【００３８】
以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、変圧器の１次、２次巻線の直並列構成や方法など種々変更してよい。また、各実施形態において補償容量が大になるようタップまたはコンデンサの接続を切換えることができる。さらに、図４に示す無効電力補償装置において、補償用変圧器４０の２次側の巻線数としては、２個であっても、４個以上であってもよい。さらに、接続状態から非接続状態への切換えや非接続状態から接続状態への切換えは、一組の巻線とコンデンサに限るものではない。また、変圧器の１次、２次間の移行電圧の影響が大きい場合には、１次、２次間に静電シールドを設置することや、２次側にアレスタを設置することは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１の無効電力補償装置によれば、負荷の力率の変更（改善等）により無効電力補償に必要な進相容量が変化した場合、例えば、負荷の力率向上等により、無効電力補償に必要な進相容量が減少した場合、タップを切換えることにより、無効電力補償のための進相容量を調節することができる。これによって、過補償等となることを防止でき、適正に無効電力を補償することができる。しかも、大掛かりな設備の変更を行うことなく容易に補償容量を調整することができ、低コスト化を図ることができる。また、必要に応じて放電抵抗をとおしてコンデンサの電荷が放電されるので、放電コイル等を必要としない。このため、この無効電力補償装置の回路構成の簡略化を図って、低コスト化を達成することができる。さらに、コンデンサとしては、通常の高圧耐用のものを使用できて、コンデンサの絶縁設計が容易である利点がある。
【００４０】
請求項２の無効電力補償装置によれば、負荷の力率が変更（改善等）された場合、コンデンサの接続を切換えることによって、補償容量を調整することができて、適正に交流き電回路の無効電力を補償することができる。しかも、上記請求項１の無効電力補償装置と同様に、大掛かりな設備の変更を行うことなく容易に補償容量を調整することができると共に、放電コイル等を必要とせず回路構成の簡略化を図って、低コスト化を達成することができる。さらに、コンデンサの絶縁設計が容易である利点もある。
【００４１】
請求項３の無効電力補償装置によれば、負荷の力率が変更（改善等）された場合、コンデンサの接続を切換えることによって、過補償等となることを防止でき、適正に無効電力を補償することができる。しかも、上記請求項１及び請求項２の無効電力補償装置と同様に、容易に補償容量を調整することができると共に、回路構成の簡略化を図って、低コスト化を達成することができ、さらには、コンデンサの絶縁設計が容易である利点もある。
【００４２】
請求項４の無効電力補償装置によれば、負荷の力率に対応して巻線とコンデンサとを接続状態から非接続状態に、または非接続状態から接続状態に切換えることによって、補償容量を調整することができ、適正に無効電力を補償することができる。しかも、上記請求項１〜請求項３の無効電力補償装置と同様に、容易に補償容量を調整することができると共に、回路構成の簡略化を図って、低コスト化を達成することができ、さらには、コンデンサの絶縁設計が容易である利点もある。
【００４３】
請求項５の無効電力補償装置によれば、負荷の力率の変更（改善等）により無効電力補償に必要な進相容量が変化した場合、例えば、負荷の力率向上等により、無効電力補償に必要な進相容量が減少した場合、タップを切換えることにより、無効電力補償のための進相容量を調節することができる。これによって、過補償等となることを防止でき、適正に無効電力を補償することができる。しかも、上記請求項１〜請求項４の無効電力補償装置と同様に、容易に補償容量を調整することができると共に、回路構成の簡略化を図って、低コスト化を達成することができ、さらには、コンデンサの絶縁設計が容易である利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の無効電力補償装置の実施形態を示す簡略回路図である。
【図２】この発明の無効電力補償装置の他の実施形態を示す簡略回路図である。
【図３】この発明の無効電力補償装置の別の実施形態を示す簡略回路図である。
【図４】この発明の無効電力補償装置のさらに別の実施形態を示す簡略回路図である。
【図５】この発明の無効電力補償装置のさらに別の実施形態を示す簡略回路図である。
【図６】従来の無効電力補償装置の簡略回路図である。
【符号の説明】
１２ 負荷
１３ 補償用変圧器
１４ タップ
１５ タップ
２１ 変圧器
２２ 変圧器
２３ ２次側
２４ ２次側
３０ 補償用変圧器
３２ 第１の巻線
３３ 第２の巻線
４０ 補償用変圧器
４２ 巻線
Ｃ コンデンサ
Claims (5)
- 交流き電用変圧器の２次側に設けられた補償用変圧器（１３）と、この補償用変圧器（１３）の２次側に並列に設けられたコンデンサ（Ｃ）とを具備し、上記補償用変圧器（１３）の１次側及び２次側に電圧を切換えるタップ（１４）（１５）を設け、このタップ（１４）（１５）を切換えた場合に、変圧器（１３）の漏れインピーダンスがほぼ同じになるように変圧器（１３）の巻数比や巻き方等を予め調整することにより、漏れインピーダンスとコンデンサ（Ｃ）のリアクタンスのリアクタンス比を一定にしながらタップ（１４）（１５）により電圧を切換えるように構成したことを特徴とする無効電力補償装置。
- 交流き電用変圧器の２次側に設けられた補償用の第１の変圧器（２１）と、この第１の変圧器（２１）と並列に設けられた補償用の第２の変圧器（２２）と、第１の変圧器（２１）の２次側（２３）または第２の変圧器（２２）の２次側（２４）に並列に接続されるコンデンサ（Ｃ）とを具備し、上記第１及び第２の変圧器（２１）（２２）は２次電圧は異なるが漏れインピーダンスはほぼ同じになるように巻数比や巻き方等が予め調整されており、負荷（１２）の力率に対応して上記コンデンサ（Ｃ）の接続を切換えることで、各変圧器（２１）（２２）の漏れインピーダンスとコンデンサ（Ｃ）のリアクタンスのリアクタンス比を一定にしながら電圧を切換えるように構成したことを特徴とする無効電力補償装置。
- 交流き電用変圧器の２次側に設けられた補償用変圧器（３０）と、この補償用変圧器（３０）の２次側に設けられた第１及び第２の巻線（３２）（３３）と、この第１及び第２の巻線（３２）（３３）のうちの一方の巻線（３２）に並列に接続されたコンデンサ（Ｃ）とを具備し、上記第１及び第２の巻線（３２）（３３）は２次電圧は異なるが漏れインピーダンスはほぼ同じになるように巻数比や巻き方等が予め調整されており、負荷（１２）の力率に対応して上記コンデンサ（Ｃ）の接続を他方の巻線（３３）に切換えることで、変圧器（３０）の漏れインピーダンスとコンデンサ（Ｃ）のリアクタンスのリアクタンス比を一定にしながら電圧を切換えるように構成したことを特徴とする無効電力補償装置。
- 交流き電用変圧器の２次側に設けられた補償用変圧器（４０）と、この補償用変圧器（４０）の２次側に設けられた複数の巻線（４２・・）と、この複数の巻線（４２・・）それぞれに並列に接続可能な複数のコンデンサ（Ｃ・・）とを具備し、上記補償用変圧器（４０）の１次巻線（４１）と２次側の各巻線（４２）（４３）（４４）は漏れインピーダンスがほぼ同じになるように巻数比や巻き方等が予め調整されており、負荷（１２）の力率に対応して少なくとも一組の巻線（４２）とコンデンサ（Ｃ）とを接続状態から非接続状態に、または非接続状態から接続状態に切換えるように構成したことを特徴とする無効電力補償装置。
- 交流き電用変圧器の２次側に設けられた補償用変圧器（１３）と、この補償用変圧器（１３）の２次側に並列に設けられたコンデンサ（Ｃ）とを具備し、上記補償用変圧器（１３）の１次側及び２次側のどちらか一方に電圧を切換えるタップ（１４）を設け、このタップ（１４）を切換えた場合に、変圧器（１３）の漏れインピーダンスがほぼ同じになるように変圧器（１３）の巻数比や巻き方等を予め調整することにより、漏れインピーダンスとコンデンサ（Ｃ）のリアクタンスのリアクタンス比を一定にしながらタップ（１４）により電圧を切換えるように構成したことを特徴とする無効電力補償装置。
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