JPH0246962B2 - Furitsukaboshisochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は母線電圧を検出して電圧安定化装置
を制御するフリツカ防止装置に関する。

［従来の技術］ 近年、抵抗溶接機やアーク炉等の変動負荷の使
用が盛んになり、この負荷変動が電力系統の電圧
変動となり、系統のフリツカ発生の原因となつて
いる。このため、この種電力系統にはフリツカ防
止装置を設けるなどして前記フリツカを低減又は
抑制するようにしている。

ところで、この種フリツカ防止装置としては、
母線電圧をある一定の基準値と比較してその誤差
を検出増幅し、この誤差を最小にならしめるよう
に安定化装置を制御する閉ループ制御方式を採用
したものがある。

そしてこの閉ループ制御によれば制御結果をフ
イードバツクし、常にその結果を判定しつつ制御
するので、ループのゲインを高く保つておけば高
い制御精度が得られる。

反面、誤差検出、増幅、制御の各部で生ずる時
間遅れによつてループでハンチングが発生し、こ
れを避けるため安定化要素（例えば積分要素）を
附加するところから、速い変化に対しては応答で
きない欠点がある。

これを第１図に基づいて説明する。

無負荷時の電源電圧VDは母線電圧VBと等し
いが、変動負荷電流ILが流れることによつて母
線電圧VBは電源電圧VDに比べΔVL＝IL・ZSだ
け電圧降下する。（ここで、ZSは母線から見た電
源側のインピーダンスであつて、以下電源インピ
ーダンスと称す） この母線電圧VBは計器用変圧器（以下PTと
称す）を介して検出され、この検出された電圧と
基準電圧VSと比較してその差があれば制御装置
に制御電圧VCとして出力し、安定化装置を駆動
させる。このとき負荷電流ILによる上記母線電
圧VBの電圧降下ΔVLを補償するような補償電流
ICを生ずる。

補償電流ICに基づく補償電圧ΔVC＝IC・ZSは
母線電圧VBの電圧を持ち上げる方向に作用し
て、このフイードバツクの結果として母線電圧
VBの電圧降下は回復してPTを介して検出した
電圧と基準電圧VSが一致し、その差が零となる
ので制御電圧VCが零となり安定化装置の駆動が
停止される。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、この構成によると前述のような抵抗
溶接器やアーク炉は頻繁且つ急激な負荷電流の変
動を生ずる負荷であるので、運用時の特性は第２
図に示すようになる。

即ち、負荷電流ILが流れることによつて母線
電圧VBに電圧降下が生じる。このとき、上述の
通り補償電流ICが流れて上記電圧降下を補償す
るが、補償電流ICは制御回路に積分要素が附加
されている関係上、負荷電流ILに対して時間遅
れを有する。従つて、母線電圧VBの電圧降下は
この時間遅れを有する補償電流ICに基づいて補
償される。

また、負荷電流ILが流れなくなつた場合は、
上記時間遅れによつて補償電流ICは負荷電流IL
がない状態でも流れることになり母線電圧VBが
逆に上昇してしまう。

即ち、負荷電流ILの頻繁且つ急激な変動に対
しては、その応答遅れのため第２図に示すように
母線電圧VBの安定化の目的が達せられない外、
余分な電圧変動を生じてしまう不都合がある。

一方、この応答遅れをなくすため制御回路から
積分要素を除去することが考えられる。

このようにすれば、補償電流ICは負荷電流IL
に即応し、母線電圧VBの電圧降下を直ちに補償
するようになるが、ループでハンチングを生じる
ことになる。

即ち、補償電流ICは負荷電流ILに即応して流
れ、この補償電流ICによつて生ずる補償電圧
ΔVCは母線電圧VBを持ち上げる方向に作用する
ので、母線電圧VBの電圧降下ΔVLを直ちに補償
する。

しかしながら、これはPTを介して検出される
母線電圧と基準電圧VSとの差が零となり制御電
圧VCが零となるので補償電流ICを零にする指令
に相当するので、補償電流ICは直ちに零になつ
てしまう。

そうすると、負荷電流ILはまだ流れているの
で、再び母線電圧VBの電圧降下ΔVLが現れ、再
び補償電流ICを発生させるといつた動作が繰り
返され、ループでハンチング現象が生じることに
なる不都合がある。

この発明は上述の点に鑑み、応答遅れ並びにハ
ンチング現象をなくして、制御精度が良くかつ応
答性に優れたフリツカ防止装置を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明は、母線電圧を検出して電圧安定化装
置を制御するフリツカ防止装置において、電圧安
定化装置を流れる補償電流を検出する変流器の二
次側に電源インピーダンスに比例した補償インピ
ーダンスを設け、この補償インピーダンスの端子
電圧と基準電圧とを母線の検出電圧から差引いた
制御電圧で電圧安定化装置の制御を行なうことを
特徴としたものである。

［作用］ この構成によれば負荷電流に即応して補償電流
が流れ母線電圧の電圧降下を直ちに補償させるこ
とができる外、負荷電流が流れている間、補償電
流を継続して流し続けることができループでのハ
ンチング現象を防止させることができる。

［実施例］ 以下、第３図に示す一実施例に基づいて説明す
る。第３図において、１は電源、２は電源インピ
ーダンス、３は変動負荷４によりフリツカを生
じ、かつ電流調整可能なリアクトルなどを利用し
た電圧安定化装置５により電圧を安定化させたい
補償対象となる母線である。

なお、前記電圧安定化装置５の例として、第４
図に示す如きものがある。すなわち、ａはリアク
トルＬと開閉要素Ｓ（例えばサイリスタ）を直列
に接続して遅相電力を供給できるようにしたもの
であり、ｂはａに示されるものに更にコンデンサ
Ｃを並列接続し進相電力を供給できるようにした
ものである。

６は母線３の電圧を検出するPT、７は電圧安
定化装置５に流れる電流を検出するための変流器
（以下CTと称す）、８はこのCT７の二次側に接続
された補償インピーダンスで、前記電源インピー
タンス２に比例した値を有する。具体的にはZC
＝nc・ZS／npに設定されている。ここにZCは補
償インピーダンス８の値、ncはCT７の変流比、
npはPT６の変圧比である。

９は制御装置であつて、これには積分要素等の
時間遅れを生ずる要素はなく、電圧安定化装置５
のサイリスタを制御する。

これらによつて、フリツカ防止装置が構成され
ている。

第５図は、この発明のフリツカ防止装置の動作
を説明するためのブロツク図でΔVHは補償電流
ICとCT７の二次側に設けた補償インピーダンス
ZCによつて発生する電圧、ｖは母線電圧VBを
PTで検出した電圧VB／npと基準電圧VSとの差
電圧である。

ここで、前述のように負荷電流ILにより母線
電圧VBにΔVLなる電圧降下が生じたとき、一方
では、負荷電流ILに即応した補償電流ICが発生
し補償電圧ΔVCで母線電圧VBの電圧降下は
ΔVC−ΔVL≒０となり直ちに補償される。

そして他方では、補償電流ICの発生に伴つて
直ちにΔVH＝ZC・IC／ncなる電圧が発生する。

補償電流ICによる補償電圧ΔVC＝ZS・ICは
PTの変圧比npにてZS・IC／npに低減されて制
御回路に加えられる。

一方、ΔVHは補償インピーダンスZCがnc・
ZS／npで設定されているので、ΔVH＝ZS・
IC／np＝ΔVC／npとなる。

従つて、このΔVHなる電圧を前記差電圧ｖに
対して負符号で加算することにより母線電圧VB
において補償された電圧降下は制御電圧VCのレ
ベルでは補償電流ICによる補償前の電圧降下が
そのまま維持される。

この点を詳述すると以下の通りとなる。

即ち、第５図において母線電圧VBをPTで検
出した電圧と基準電圧VSとの差電圧ｖは ｖ＝VB／np−VS ｖ＝（VD−ΔVL＋ΔVC）／np−VS ここで、VS＝VD／npであるので ｖ＝（−ΔVL＋ΔVC）／npとなる。

一方、制御装置９を制御する制御電圧VCは VC＝ｖ−ΔVH VC＝（−ΔVL＋ΔVC）／np−ΔVH ここで、ΔVH＝ΔVC／npであるので VC＝（−ΔVL＋ΔVC−ΔVC）／np VC＝−ΔVL／np となり制御電圧VCには−ΔVL／npなる電圧が生
じ母線電圧に電圧降下が生じている時と同様な状
態が維持される。

この状態の主な電流・電圧波形を第６図に示
す。

上記式並びに第６図から明らかな通り、補償電
流ICは負荷電流ILが続く限り発生し続けるので、
ループでのハンチング現象を防止することができ
る。

なお、第５図においては２つの加算器で説明し
たが、これが１つであつても上記同様な結果が得
られることは勿論である。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば母線電圧
を検出して電圧安定化装置を制御するように構成
したフリツカ防止装置において、応答遅れを生ず
る積分要素を除去し且つ、負荷電流が続く限り補
償電流を継続させハンチング現象を防止するの
で、頻繁且つ急激な変動負荷によつて生ずるフリ
ツカに対しても正確かつ迅速に応答することがで
き効果的に補償することができるといつた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を説明するためのブロツク図、
第２図は従来例の特性を示す波形図、第３図はこ
の発明の一実施例を示す電気回路図、第４図は電
圧安定化装置の構成を示す電気回路図、第５図は
この発明のフリツカ防止装の動作を説明するため
のブロツク図、第６図はこの発明の特性を示す波
形図である。 １：電源、２：電源インピーダンス、３：母
線、４：変動負荷、５：電圧安定化装置、６：計
器用変圧器、７：変流器、８：補償インピーダン
ス、９：制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 変動負荷を接続した母線の電圧を検出し、こ
   の検出電圧を基準電圧と比較して前記基準電圧と
   の差をなくすように電圧安定化装置を制御するフ
   リツカ防止装置において、前記電圧安定化装置を
   流れる補償電流を検出する変流器の二次側に前記
   母線から見た電源側のインピーダンスに比例した
   補償インピーダンスを設け、この補償インピーダ
   ンスの端子電圧と前記基準電圧とを前記母線の検
   出電圧から差引いた制御電圧で前記電圧安定化装
   置の制御を行なうことを特徴とするフリツカ防止
   装置。