JPH04145837A

JPH04145837A - 電力調整装置

Info

Publication number: JPH04145837A
Application number: JP2268733A
Authority: JP
Inventors: Norio Miyata; 宮田　紀夫
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 1990-10-05
Filing date: 1990-10-05
Publication date: 1992-05-19
Anticipated expiration: 2014-09-27
Also published as: JP2953019B2

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、電力系統等の電圧、電力の変動補償あるいは
位相、波形の調整に用いられる電力調整装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、３相電力系統の電圧・無効電力変動を補償する装
置の１つとして、負荷時タップ切換器付変圧器が用いら
れている。

この補償装置は２７ＫＶ以上の超高圧あるいは超々高圧
系統に用いられる場合、例えばＹ結線変圧器の各相巻線
が第５図に示すオートタップ形の単巻線ｆ１１によりそ
れぞれ形成され、この巻線（１）と中性点との間にタッ
プ切換スイッチ（２）が設けられる。

そして、受電端子（３）と中性点との間の各相の１次側
電圧又は２次側電圧の監視に基き、この１次側電圧の変
動に応じてスイッチ（２）全切換え、巻線［＋１の各切
換タップ（４）と中性点との接続を切換えて出力タップ
（５）から負荷（６）に供給する巻線ｉ１１の２次側電
圧の変動を抑え、負荷（６）の給電電圧の変動を補償す
る。

また、３相電力系統等の電力変動の補償には、ＳＶＣと
呼ばれる並列補償方式の無効電力補償装置が用いられる
。

この補償装置は前記１次側電圧又は２次側電圧の監視に
基き、巻線（ｌｊの１次側又は２次側の無効電力を並列
補償方式で調整し、負荷（６）の供給ｍ力の無効分の変
動を抑え、重圧フリッカ等を防止する。

そして、電圧変動、電力変動のいずれの補償も行えるよ
うにした従来の調相設備等は第６図に示す例においては
、Ｙ結線変圧器の各相巻線を１次。

２次巻線としての巻線ｉｌ＋及び３次巻線としての巻線
（７）により形成するとともに、この巻線（７）に無効
電力補償装置のりアクドル、コンデンサ等からなる主回
路部（８）を接続し、前記の両補償装置を組合わせて構
成される。

この第６図の装置はスイッチ（２）の切換制御、主回路
部（８）の無効電力制御により、電圧・無効電力変動の
補償を行う。

なお、特別高圧以下の系統においては、前記Ｙ結線変圧
器の各相巻線が巻線ｉｌ＋の代わりに１次巻線、２次巻
線の２巻線で形成され、この場合、無効電力補償装置は
２次巻線側に設けられる。

一方、３相電力系統の位相、電圧波形の調整は、従来、
位相変圧器、フィルタ等をそれぞれ用いて行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来の電圧補償装置、無効電力補償装置は、電圧変
動９ｍ電力変動れぞれの補償しか行えない。

また、位相、電圧波形の調整には、位相変圧器。

フィルタそれぞれを要する。

すなわち、従来は電圧変動、電力変動の補償及び位相、
電圧波形の調整にそれぞれ専用の装置等を要し、例えば
両変動の補償が行えるようにするにも、％６図に示した
ように２個の補償装置を組合わせた大型、高価な装置が
必要になる問題点がある。

しかも、無効電力補償装置によっては電力の無効分の補
償しか行えず、電力変動の完全な補償が行えない問題点
がある。

本発明は、電圧変動、　？ｌｊ：力変動の補償及び位相
。

電圧波形の調整のいずれにも用いることができ、しかも
、電力変動の完全な補償が行える小型、安価な万能型の
電力調整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〕

前記目的を達成するために、本発明の電力調整装置にお
いては、各相巻線の２次側出力を負荷に給電するＹ結線
変圧器と、前記各相巻線の２次側と中性点との間（ζ挿入された相
毎の注入用変圧器と、力を調整する静止形補償電源部とを備える。

〔作用〕

前記のように構成された本発明の電力調整装置の場合、
各相巻線の２次側出力に各注入用変圧器を介した静止形
補償電源部のインバータ出力が直列注入されて負荷に供
給される。

そして、電圧変動２ｍ電力変動応じてインバータ出力を
可変することにより、負荷の給電電圧。

電力が変化して両変動のいずれの補償も直列補償方式で
行え、このとき、電力変動については有効分も補償され
る。

また−位相、電圧波形の必要な調整量に応じてインバー
タ出力を可変することにより、負荷の給電位相。

電圧波形が変化して従来の位相変圧器、電圧アクティブ
フィルタとしても動作する。

そのため、Ｙ結線変圧器の２次側出力を直列補償方式で
調整する小型、安価な構成ｌこより、ｍ圧変動、電力変
動の補償及び位相、電圧波形の調整のいずれもが行える
。

〔実施例〕

実施例について、第１図ないし第４図を参照して説明す
る。

第１図において、（９）は各相巻線が単巻線（１０ａ）
。

（１０ｂ）、　（１０ｃ）で形成されたＹ結線変圧器で
あり、各巻線（１０ａ）〜（ｌＯｃ）の一端が各相の受
電端子（ｌｌａ）。

（ｌｌｂ）、（ＩＩＣ）を形成する。

（１２ａ）、（１２ｂ）、（１２りは各巻線（１０ａ）
〜（ＩＯＣ）の２次側の出力タップ、（１３ａ）、　（
１３ｂ）、　（１３ｃ）は２次側が各巻線（１０ａ　）
〜（１１ｃ　）の他端（１４ａ）、（１４ｂ）、（１４
ｃ）それぞれと中性点（１５）との間に挿入された相毎
の注入用変圧器である。

（１６ａ）、（１６ｂ）、（１６ｃ）は各注入用変圧！
　（１３ａ）　〜（１３Ｃ）の１次側それぞれに接続さ
れた同一構成の単相のインバータ電源回路であり、静止
形補償電源部（１７）を形成する。

そして、各インバータ電源回路（１６ａ）〜（１６Ｃ）
の主回路部は第２図に示すように、供給電源（１８）に
接続された入力側のコンバータ回路（＋９１’　、エネ
ルキ蓄積用のコンデンサ（２０）及び各注入用変圧器（
１３ａ）〜（１３ｃ）に接続された出力側のインバータ
回路（２Ｉ）からなる。

また、各出力タップ（１２ａ）〜（１２りは第２図の負
荷（２２等の各相の負荷に接続される。

そして、各インバータ電源回路（１６ａ）〜（１６りの
制御回路部（図示せず）は、補償、調整の条件設定及び
巻線（１０ａ）〜（１０ｃ）　、注入用変圧器（１３ａ
）〜（１３Ｃ）の２次側電圧、各相の負荷に供給される
電流の監視結果に基き、各相の負荷電圧、電力及び位相
、電圧波形の目標値からのずれに応じてインバータ回路
部１）の出力電圧、ｊなわち調整出力の電圧としてのイ
ンバータ出力電圧の大きさ９位相を可変する。

このとき、インバータ回路（２１）の出力が注入用変圧
器（１３ａ）〜（１３Ｃ）を介して巻線（１０ａ）〜（
ＩＯＣ）の２次側出力に直列注入されるため、例えば第
２図において、巻線（１０ａ）　、注入用変圧器（１３
ａ）の２次側電圧ｖｌ　、＜’２　ｆ　Ｑｔ＝１．０−
　ｅ０＝１．０．７２−Ｖ２−　ｅ−ＪＯとし、負荷（
図のインピーダンス２２２二Ｚ　−ｅＪψとすると、負
荷電圧■ＬはＶｔ、＝＜７ｔ＋シ２になる。

また、負荷電力ＶＶＬも巻線（１０ａ）　、注入用変圧
器（１３ａ）の２次側電力ＶＶＩ　、ＶＶ２　＋７）和
（−Ｗ１＋Ｗ２　）　＆’Ｃなる。

そして、Ｗｔ、＝Ｗ１　＋Ｗ２になるため、負荷（２２
）に供給される電流ｆｔは次の式ｆｌ＋で示される。

ＩＬ＝ＶＬ／２＝ｅ−ｊψ十＜７ｚ−ｅ−ｊ（θ１ψ）
（１）マタ、式”）　ニ基ａ”ｈ　カ”　ｚＶｖ２ハ次
ノ式＋２１　＃　＋３１　テ示される。

Ｗｔ　＝１．１Ｌ＝−ψ＋Ｖｚ−ｅ−Ｊ（θ＋ψ）１１
．（２）Ｗ２−２４Ｌ＝Ｖｚ　−ｅｊθ　、（６−ｊψ
＋Ｖｚ−ｅＪ（θ十ψ））＝Ｖ２・ｅｊ（θ−ψ）＋ｖ
Ｈ・ｅ−ｊψ　　　　　・・（３）そして、インバータ
出力電圧の大きさ９位相の可変により電圧＜７２　ｔＤ
１Ｖ２　、　ｊＯが自在に変化し、電圧ｖｔ、ｊｉ力Ｗ
Ｌの目標値からのずれに追従したインバータ出力電圧の
制御により、相毎の電圧変動、電力変動が直列補償方式
で補償される。

また、電力変動の補償を行う際、Ｖ２の正、負によりイ
ンバータ電源回路（１６ａ）〜（１６Ｃ）が電力の供給
状態９回生状態になって有効分の補償も行え、電力変動
の完全な補償が行える。

なお、各インバータ電源回路（１６ａ）〜（１６ｃ）の
コンデンサ（２０）の容量を大きくすることにより、従
来の直列補償形の瞬時電圧低下補償装置と同様の瞬時電
圧低下の補償も行える。

また、コンバータ回路（＋９）’にコンバータとインバ
ータとに切換可能な構成とし、回生状態になったときに
制御回路部によってコンバータ回路（＋９ｊｉインバー
タに切換えると、回生された電力を供給電源（１８）側
に回生じて電力利用効率の向上を図ることもできる。

さらに、電圧ｖ１にひずみがある場合、インペタ２ＰＷ十Ｖ２　（　＝Ｖｔ．　）が正弦波となるように制御す
ることによって、電圧アクティブフィルタと同様の位相
。

電圧波形の調整が行える。

したがって、Ｙ結線変圧器（９）の各相巻線の２次側出
力に静止形補償電源部（１７）の各相のインバータ出力
を直列注入して各相の負荷の電圧変動，電力変動の補償
及び位相，電圧波形の調整のいずれもが単独又は同時に
行える。

また、各巻線（１０ａ）〜（　ｌ０Ｃ）の中性点側に各
注入用変圧器（１３ａ）〜（１３ｃ）を設けて調整出力
を直列注入するため、装置の絶縁階級が第６図等の場合
より大幅に低下し、絶縁階級の面からも小型化，低格化
が図れる。

ところで、第１図では相毎の調整が容易に行えるように
、静止形補償電源部（１７）を相毎の独立した単相のイ
ンバータ電源回路（１６ａ）〜（１６Ｃ）により形成し
たが、静止形補償電源部（１７）を第３図，第４図に示
すように３相インバ一タ電源回路（ム）により形成して
各注入用変圧器（１３ａ）〜（１３りの１次側ｉＹ結線
又は△結線し、−層の小型化，低格化を図るようにして
もよい。

また、特別高圧以下の系統等に適用するため、Ｙ結線変
圧器を１次巻線，２次巻線の２巻線構成の変圧器とし、
この変圧器の各相の２次巻線と中性点との間に各注入用
変圧器を挿入してもよい。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているため、以
下に記載する効果を奏する。

Ｙ結線変圧器の各相巻線の２次側と中性点との間に相毎
の注入用変圧器を介して静止形補償電源部の各相のイン
バータの可変出力を調整出力として注入したため、直列
補償方式で負荷の電圧変動。

、電力変動の補償及び位相、電圧波形の調整が行え、し
かも、電力変動については有効分を含む完全な補償が行
える。

そのため、直列補償方式の小型、安価な構成により、電
圧変動、電力変動の補償及び位相、電圧波形の調整のい
ずれにも用いることができる万能型の新規な電力調整装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の電力調整装置の実施例を
示し、第１図は１実施例の結線図、第２図は第１図の一
部の詳細なブロック図、第３図。第４図はそれぞれ他の実施例の一部の結線図、第５図、
第６図はそれぞれ従来装置の結線図である。（９＋　−Ｙ結線変圧器、（１０ａ）、（，１０ｂ）、
（１０ｃ）−各相巻線としての単巻線、（１３ａ）、（
１３ｂ）、（１，３ｃ）　　注入用変圧器、（１５）・
・・中性点、（１７）・・・静止形補償電源部、（２り
・・・負荷。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）各相巻線の２次側出力を負荷に給電するＹ結線変
圧器と、前記各相巻線の２次側と中性点との間に挿入された相毎
の注入用変圧器と、前記各注入用変圧器に各相のインバータの可変出力を調
整出力として注入し、前記各相巻線の２次側出力を調整
する静止形補償電源部とを備えたことを特徴とする電力調整装置。