JPH0324607A - 無効電力補償装置 - Google Patents

無効電力補償装置

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JPH0324607A
JPH0324607A JP1159040A JP15904089A JPH0324607A JP H0324607 A JPH0324607 A JP H0324607A JP 1159040 A JP1159040 A JP 1159040A JP 15904089 A JP15904089 A JP 15904089A JP H0324607 A JPH0324607 A JP H0324607A
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JP
Japan
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reactive power
load
thyristor
self
fundamental wave
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Pending
Application number
JP1159040A
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English (en)
Inventor
Tsutomu Hara
力 原
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、製鋼用アーク炉負荷のような無効電力変動負
荷によって生ずる無効電力の変動を補償し,電力系統の
電圧変動を抑制するための無効電力補償装置に関する. (従来の技術) 従来この種の無効電力補償装置としては、TCR(Th
yristor Controlled Reacto
r)方式のもの、及びT S C (Thyristo
r Switched Capacitor)方式のも
のが知られている。
このうちTCR方式の無効電力補償装置は、サイリスタ
及びリアクトルの直列回路と並列コンデンサ回路とから
なり,リアクトルを流れる遅れ電流の大きさをサイリス
タの位相制御により制御して遅れ無効電力を調整し、並
列コンデンサ回路のとる一定の進み無効電力との合或に
より、全体として進みあるいは遅れ無効電力を調整する
ものである.一方、TSC方式の無効電カ補償装置は、
サイリスタ(または、サイリスタとダイオード)とコン
デンサとの直列回路を複数バンク並列接続し、サイリス
タスイッチのオン・オフにょり電カ系統に接続されるコ
ンデンサバンク数を調整することによって進み無効電力
を調整するものである。
(発明が解決しようとする課題) 上述したTCR方式またはTSC方式の無効電力補償装
置は、通常のサイリスタ(またはサイリスタとダイオー
ド)をスイッチ素子として使用したサイリスタ式無効電
力補償装置であるため、電源周期の1/2サイクルない
し1サイクルに1回しか補償するべき無効電力を調節す
ることができない.このため、制御の遅れが大きくなり
、例えば製鋼用アーク炉負荷の場合のように負荷の無効
電力の変動が非常に激しい場合には、無効電カ補償装置
の補償電流が負荷の無効電力の変動に充分追従できなく
なり、補償効果が低減するという問題があった. また、上記のような無効電力変動負荷の電流波形は高調
波成分を多く含む歪んだ波形となるので、負荷の無効電
力を高速かつ高精度に検出することが困難であり、検出
誤差が増大することによって補償効果の低減が一層顕著
になるという問題があった・ 本発明は上記問題点を解決するために提案されたもので
、その目的とするところは、上述したような各種のサイ
リスタ式無効電カ補償手段に並列に自励式無効電力補償
手段を接続し、サイリスタ式無効電力補償手段の制御遅
れや負荷の無効電カの検出誤差による補償効果の低減を
自励式無効電力補償手段によって補い、全体的に高い無
効電カ補償効果を得るようにした経済的な無効電カ補償
装置を提供することにある. (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため,本発明は,サイリスタ式無効
電力補償手段に並列に、ゲートターンオフ(GTO)サ
イリスタ等の自己消弧形電カ用半導体素子を用いた自励
式無効電力補償手段を接続したうえ、負荷電流の基本波
戊分とこの基本波成分の無効分に相当する負荷の基本波
無効電力とを検出し、この基本波無効電力検出値を用い
て前記サイリスタ式無効電力補償手段を制御して負荷の
基本波無効電力を補償すると共に、前記負荷電流の基本
波成分検出値と負荷電流の実際値との偏差分を上記自励
式無効電力補償手段によって補償するようにこの自励式
無効電力補償手段を制御する制御回路を備えたものであ
り、サイリスタ式無効電力補償手段の制御遅れや負荷の
無効電力の検出誤差による補償効果の低減を自励式無効
電力補償手段により補い,全体として高い無効電力補償
効果を得るようにしたものである. (作用) GTOサイリスタのような自己消弧形電力用半導体素子
を用いた自励式無効電力補償手段は、PWM制御等によ
り任意の波形の電流を発生することができるので、負荷
電流の基本波成分検出値の無効分に相当する無効電力検
出値を用いて、これを打消すような無効電力を発生する
ようにサイリスタ式無効電力補償手段を制御し、一方、
上記負荷電流の基本波成分検出値と負荷電流実際値との
偏差に相当する電流を打消すような電流を上記自励式無
効電力補償手段により発生するように自励式無効電力補
償手段を制御する. この場合、サイリスタ式無効電力補償手段は負荷電流の
基本波成分検出値が正しいものとしてその無効分を丁度
打消すような無効電カを発生し、上記負荷電流の基本波
成分検出値の実際値との偏差は自励式無効電力補償手段
により補償されるため、全体として原理的に負荷の無効
電カをほぼ理想的に補償することができる。
(実施例) 以下,図に沿って本発明の一実施例を説明する。
まず、第1図はこの実施例を適用した電カ系統の全体的
な構或を示すもので、同図において、1は電力系統の交
流電源であり、この交流電源1には製鋼用アーク炉のよ
うな無効電カ変動負荷2が接続されている. また、この負荷2に並列に、サイリスタ式無効電力補償
手段3と自励式無効電力補償手段4とがそれぞれ接続さ
れている.ここで、サイリスタ式無効電力補償手段3は
前述したTCR方式のものであり、逆並列接続されたサ
イリスタTh及びリアクトルLの直列回路と、リアクト
ルSR及びコンデンサCの直列回路とを並列に接続して
構威されている。一方,自励式無効電力補償手段4は、
自己消弧形電力用半導体素子としてのゲートターンオフ
サイリスタGTOと、これらに逆並列接続されたダイオ
ードDと、コンデンサC0と、インダクタンス1とから
なる電圧形インバータを用いたタイプの電力用アクティ
ブフィルタが用いられている. 更に,5は制御回路であり、この制御回路5は電力系統
から変流@CTを介して検出した負荷電流iしと、計器
用変圧器PTを介して検出した系統電圧eとに基づいて
各無効電力補償手段3.4を制御するものである. 次に、第2図は上記制御回路5の構或を示すものであり
、この制御回路5は、負荷電流i1及び系統電圧eが入
力されて負荷2の基本波無効電力QLx及び負荷電流の
基本波成分iL1が検出される検出器501を備えてい
る.ここで、負荷2の基本波無効電力QLlは負荷電流
の基本波成分1し1の無効分に相当するもので,この基
本波無効電力Qt.iは次段の極性反転アンプ502に
導かれ、その出カはサイリスタ式無効電力補償手段3が
発生する基本波無効電力の指令MQ1↑CR・となり、
非線形関数発生器503、位相調整装ll!504及び
パルスアンプ505を介してサイリスタ式無効電力補償
手段3を構成するサイリスタThに点弧指令が与えられ
るようになっている. なお,非線形関数発生器503は、基本波無効電力指令
値Q ITCR・と位相調整装W504の出力である位
相制御角αとの間の線形化を行うためのものであり,位
相調整装置504の特性によってその関数が決定される
ものである. 一方,検出器501の他方の出力である負荷電流の基本
波成分fezは加算器506において負荷電流の実際値
iLから差し引かれ,その偏差分(it.−iLt)が
次段の極性反転アンプ507に導かれ、その出力は自励
式無効電力補償手段4の発生する補償電流の指令値ic
z・となる。この指令値icz・はキャリア信号発生器
508の出力と共にPWM制御回路50Gに導かれ、ゲ
ート馳動回@510を介して自励式無効電力補償手段4
を構戊するゲートターンオフサイリスタGTOのオンオ
フ信号となる.以上のような制御により、負荷電流iし
の基本波成分検出値1し1の無効分に相当する負荷2の
無効電力検出値Qし1に相当する負荷2の基本波無効電
力がサイリスタ式無効電力補償手段3により補償される
と共に、前記基本波成分検出値iL1と負荷電流実際値
iLとの偏差分が自励式無効電力補償手段4によって補
償されるので,全体として、負荷2の無効電力はほぼ理
想的に補償されることになる。
次いで、第3図は上述の場合の電圧・電流波形を示した
動作説明図であり,同図(a)は系統電圧e、負荷電流
実際値iL及び負荷電流基本波成分検出値iム1の関係
を,また,同図(b)は上記iL1の有効分iL8^及
び無効分iLIRの関係を、同図(c)はiLとi1−
xとの偏差分(i L− i t.x)と自励式無効電
流補償手段4の補償電流指令値icz・(=iLよーi
L)との関係を示している.これらの図から、サイリス
タ式無効電流補償手段3によりiLエRが補償され、ま
た自励式無効電力補償手段4により(iL  it,x
)が補償されれば電力系統の電流はiLl^に等しくな
るので、負荷2の無効電力はほぼ理想的に補償されるこ
とがわかる, なお、第4図は第2図の検出器501の具体的な構成を
示している.第4図において、負荷電流実際値iしは積
分器5011に導かれ,iしの零通過点から一定時間T
oの間積分されると共に、その出力が次段のサンプルホ
ールド回路5012によってサンプルホールドされ,そ
の出力は負荷電流iLの基本波成分の大きさILiに比
例する量となる.一方、正弦波関数発生器5014をや
はり負荷電流iLの零通過点から動作させて出力信号s
in (ωt−V)を得、掛算器5013において前記
IL1との積をとればi Ll : I Ll sin
(ωt−ψ)なる負荷電流の基本波成分検出値iLxが
得られる.ここで、ωは電源の角周波数に等しくし、ま
た甲は負荷電流基本波の系統電圧に対する位相角とする
(第3図参照).また、負荷2の基本波無効電力QL1
は、電源電圧の負荷電流零通過点におけるサンプルホー
ルド値(サンプルホールド回路5015の出力)と前記
IL1との積として、掛算器5016の出力信号として
得られる.ここで、コンパレータ5017,5018は
それぞれiL,eの零通過を検出するものであり、また
、論理回路5019は積分器5011.サンプルホール
ド回路5012, 5015及び正弦波関数発生器50
l4に対する制御信号を出力するものである. (発明の効果) 以上のように本発明によれば、サイリスタ式無効電力補
償手段の制御遅れや負荷の無効電力の検出誤差による補
償効果の低減を自励式無効電力補償手段によって補うよ
うにしたため,全体的に高い無効電力補償効果を得るこ
とができる.また、自励式無効電力補償手段は,負荷電
流の基本波成分検出値と実際値との偏差分のみを補償す
ればよいため、サイリスタ式無効電力補償手段に比べて
比較的高価な自励式無効電力補償手段の容量を小さくす
ることができ、全体として経済的な無効電力装置を実現
することができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施例を示すもので、第1図はこの実施
例が適用される電力系統の全体構或図、第2図は制御回
路の構成図、第3図はこの実施例の動作を示す電圧・電
流の波形図、第4図は検出器の具体例を示す構成図であ
る. 1・・・交流電源   2・・・無効電力変動負荷3・
・・サイリスタ式無効電補償手段 4・・・自励式無効電補償手段 5・・・制御回路 501・・・検出器    502,507・・・極性
反転アンプ503・・・非線形関数発生器

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 電力系統に接続される無効電力変動負荷に並列に、前記
    変動負荷により生じる無効電力の変動をリアクトルまた
    はコンデンサの通電電流をサイリスタのスイッチングに
    より制御して補償するサイリスタ式無効電力補償手段を
    接続してなる無効電力補償装置において、 前記サイリスタ式無効電力補償手段に並列に接続された
    自励式電力変換装置からなる自励式無効電力補償手段と
    、 前記変動負荷の負荷電流の基本波成分と、この基本波成
    分の無効分に相当する前記変動負荷の基本波無効電力と
    を検出し、この基本波無効電力の検出値に基づき前記サ
    イリスタ式無効電力補償手段を制御して前記変動負荷の
    無効電力の変動を補償すると共に、前記負荷電流の基本
    波成分検出値と前記負荷電流の実際値との偏差分を前記
    自励式無効電力補償手段によって補償するようにこの自
    励式無効電力補償手段を制御する制御回路と、を備えた
    ことを特徴とする無効電力補償装置。
JP1159040A 1989-06-21 1989-06-21 無効電力補償装置 Pending JPH0324607A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8801300B2 (en) 2010-05-14 2014-08-12 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Fiber optic cable end fixture and fiber optic cable end fixing method
US20140348476A1 (en) * 2011-12-28 2014-11-27 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical cable terminal fixture, terminal fixing structure of optical cable, and optical module

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8801300B2 (en) 2010-05-14 2014-08-12 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Fiber optic cable end fixture and fiber optic cable end fixing method
US20140348476A1 (en) * 2011-12-28 2014-11-27 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical cable terminal fixture, terminal fixing structure of optical cable, and optical module

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