JPH05252667A - 無効電力補償装置 - Google Patents

無効電力補償装置

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JPH05252667A
JPH05252667A JP4048980A JP4898092A JPH05252667A JP H05252667 A JPH05252667 A JP H05252667A JP 4048980 A JP4048980 A JP 4048980A JP 4898092 A JP4898092 A JP 4898092A JP H05252667 A JPH05252667 A JP H05252667A
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JP
Japan
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voltage
reactive power
transformer
reference value
circuit
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JP4048980A
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English (en)
Inventor
Yoshinori Sakanaka
好典 坂中
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、変圧器の二次側に接続される無効
電力補償回路の接続母線での電圧変動を許容幅以内に維
持して過電圧や不足電圧の発生を防止しつつ、電力系統
の電圧変動を確実に抑制することが可能な無効電力補償
装置を提供する。 【構成】 変圧器の一次側電圧変動を検出し、補償すべ
き無効電力を決定する第1の補償無効電力決定手段と、
変圧器二次側電圧の上限と下限の基準値を設定する電圧
基準値設定器と、変圧器二次側電圧と前記電圧基準値設
定器の上限基準値との偏差を検出し、補償すべき無効電
力を決定する第2の補償無効電力決定手段と、変圧器二
次電圧と前記基準設定器による下限の基準値との偏差を
検出し、補償すべき無効電力を決定する第3の補償無効
電力決定手段と、第1,第2および第3の補償無効電力
決定手段回路の出力を入力としてこれら三つの入力の中
間値を選択して出力する中間値選択回路とを設け、この
中間値選択回路の出力に基づいて無効電力補償装置の制
御量を決定することを特徴とする無効電力補償装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電力系統の電力変動を抑
制する無効電力補償装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来使用されている無効電力補償装置の
一例を示す構成ブロック図を図5に示す。
【0003】電力系統1には3巻線を有する変圧器2の
二次側または三次側(図では三次側)にコンデンサ3と
リアクトル4およびスイッチング素子5が直列接続され
ている。このコンデンサ3、リアクトル4およびスイッ
チング素子5は無効電力補償回路10を構成しており、一
次側の電圧変動に応じて所定の制御が行われることによ
り二次側での無効電力を補償するように動作する。な
お、以下の説明において、二次側とは一次側以外のすべ
ての巻線を総称する意味で用いるものとする。
【0004】無効電力補償回路10を構成するスイッチン
グ素子5は、例えば位相制御素子であるサイリスタを逆
並列接続して構成され、これらにより主回路が構成され
ている。
【0005】一方、電力系統1には計器用変圧器11を介
して制御回路20が接続されており、これにより変圧器2
の一次側の電圧変動に応じた制御量を無効電力補償回路
10に供給するように構成されている。電圧変動検出回路
21は計器用変圧器11の出力信号V1から変圧器2の一次
側の電圧変動を検出し、その検出値と基準値との偏差を
信号ΔV1として出力する。
【0006】このように、電圧変動検出回路21は電圧検
出回路、基準電圧発生回路および偏差検出回路等から構
成されている。電圧変動検出回路21から出力された信号
ΔV1は増幅回路および位相補償回路等からなる補償無
効電力決定回路22に入力され、この信号ΔV1に応じた
補償すべき無効電力が決定され、これを補償無効電力信
号Qとして出力する。
【0007】この信号Qはリアクトルバンク制御回路23
に入力され、コンデンサ3とリアクトル4との無効電力
出力の合計が補償無効電力と等しくなるようにスイッチ
ング素子5の点弧角を定め、これを点弧角信号αとして
出力する。
【0008】一方、変圧器2の二次側の電圧位相は計器
用変圧器12を介して出力信号V3として検出され、位相
検出回路24を介して出力側位相θとして点弧パルス発生
回路25に入力される。点弧パルス発生回路25はこの位相
θと点弧角信号αとを比較して、これらが一致した時に
ゲートパルス信号を出力して、スイッチング素子5を点
弧させ、リアクトル4を位相制御する。
【0009】図6は、このように構成された従来の無効
電力補償装置の電圧−電流特性図である。同図におい
て、Inが無効電力補償装置を流れる無効電流でありA
−B間のV−In特性1* が無効電力制御に用いられる
制御範囲で、その特性式は(1)式で表される。 In=K1(V−Vref ) …(1) ただし、Vref は無効電力制御を行う変圧器2の一次側
の電圧基準値.K1は補償無効電力決定回路23の増幅率
で定まる比例定数.
【0010】このV−In特性1* の傾きは1/K1で
与えられ、変圧器2の一次側の動作電圧V1と基準電圧
Vref の偏差により無効電流Inが定まり無効電力補償
が行われる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのような従来
の無効電力補償装置では、電力系統1の電圧変動は抑制
されるが、その時に無効電力補償回路10が接続される変
圧器2の制御対象とされていない二次側接続点の電圧
は、大きく変動する。特に進相無効電力を補償している
時には大幅に電圧が上昇し、過電圧状態になることもあ
る。また、遅相無効電力を補償しているときは大幅に電
圧が低下する。この時に変圧器2の二次側から電源を収
出している機器があるような場合には、これらの機器が
運転不能におちいることを防ぐため、あるいは、過電圧
による機器の破壊を防ぐために無効電力補償装置の主回
路を構成するコンデンサ3、リアクトル4を系統から切
り離さなければならないことがある。
【0012】本発明の目的は上述の事情を考慮してなさ
れたものであり、変圧器の二次側に接続される無効電力
補償回路の接続母線での電圧変動を許容幅以内に維持し
て過電圧や不足電圧の発生を防止しつつ、電力系統の電
圧変動を確実に抑制することが可能な無効電力補償装置
を提供する。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は変圧器の一次側電圧変動を検出する第1の
電圧変動検出回路と、この電圧変動回路の出力を入力と
して補償すべき無効電力を決定する第1の補償無効電力
決定回路と変圧器二次側電圧の上限と下限の基準値を設
定する電圧基準値設定器と、変圧器二次側電圧と前記電
圧基準値設定器により設定された上限の基準との偏差を
検出する第1の偏差検出回路と、下限の基準値との偏差
を検出する第2の偏差検出回路と、第1の偏差検出回路
の出力を入力として補償すべき無効電力を決定する第2
の補償無効電力決定回路と、第2の偏差検出回路の出力
を入力として補償すべき無効電力を決定する第3の補償
無効電力決定回路と、第1の補償無効電力決定回路の出
力と第2の補償無効電力決定回路の出力と第3の補償無
効電力決定回路の出力とを入力としてこれら三つの入力
の中間値を選択する中間値選択回路とを設け、この中間
値選択回路の出力に基づいて無効電力補償装置の制御量
を決定するものである。
【0014】
【作用】このように構成されたものにおいては、変圧器
二次側の電圧の上限の基準値と下限の基準値の差が変圧
器一次側の電圧制御範囲に比ベて大きいため、変圧器二
次側の電圧が所定の範囲にある場合、すなわち変圧器二
次側電圧が設定した上限の基準値と下限の基準値の間に
ある場合は、変圧器一次側の動作電圧と基準値より決ま
る補償無効電力が、変圧器二次側電圧の上限の基準値と
下限の基準値から決まる補償無効電力の間の値となる。
このため、この範囲では無効電力補償装置は変圧器一次
側の電圧変動を抑制するように制御される。
【0015】また、変圧器二次側電圧が所定の範囲を逸
脱すると、電圧が高め方向にはずれた場合には、上限の
基準値により決まる補償無効電力が中間値として選択さ
れ、変圧器一次側の電圧から決まる補償無効電力を流し
た場合に比べて遅相側の無効電力を流して変圧器二次側
の電圧上昇を抑制する。逆に電圧が低め方向にはずれた
場合には、下限の基準値により決まる補償無効電力が中
間値として選択され変圧器二次側電圧の下落を抑制す
る。
【0016】
【実施例】図1はこの発明の一実施例を示す構成ブロッ
ク図である。同図において、図4と同じ符号は同一要素
を示す。
【0017】本実施例においては変圧器二次電圧V3
電圧検出回路31と、変圧器二次側電圧V3 の上限の基準
値V3Uと下限の基準値V3Lを設定する電圧基準設定器33
と、電圧検出回路31の出力と変圧器二次側電圧の上限と
下限の基準値とから偏差を検出する第1,第2偏差検出
回路32,34と、これら第1,第2偏差検出回路32,34の
出力を入力として補償すべき無効電力を決定する第2,
第3補償無効電力決定回路35,36と、従来の変圧器一次
側電圧に対する第1補償無効電力決定回路22の出力と変
圧器二次側電圧に対する第2,第3補償無効電力決定回
路35と36との出力とを入力として中間値を選択する中間
値選択回路37が新たに設けられた要素である。
【0018】ここで、3つの補償電力決定回路の電圧−
電流特性を同一の図に書くと図2のようになる。図2に
おいて、1* は変圧器一次側電圧と基準値とにより決ま
る電圧−電流特性を、2* は変圧器二次側電圧V3 と上
限の基準値V3Uとにより決まる電圧−電流特性を、3*
は変圧器二次側電圧V3 と下限の基準値V3Lにより決ま
る電圧−電流特性を示す。そして4* は変圧器一次側で
見た電力系統の電圧−電流特性を、5* は変圧器二次側
で見た電力系統の電圧−電流特性を表す。また、図2
は、変圧器二次側電圧V3 が所定の範囲にある場合を表
しており、各補償無効電力決定回路22,35,36の出力
は、電力系統特性4* および5* と、各基準値に対する
特性1* と2* と3* との交点であるaとbとcとに対
応した値となり、中間値を選択するとaの変圧器一次側
電圧に対応する無効電力を補償することになる。即ち、
変圧器二次側電圧が所定の範囲にある場合には、従来と
同じように変圧器一次側電圧を対象とした無効電力補償
を行う。図3は、変圧器二次側電圧が上昇した場合の各
電圧−電流特性を表している。
【0019】図3が図2と異なるのは、変圧器二次側で
見た電圧−電流特性が上昇して5* から5* ´となって
いることである。この場合の各補償無効電力決定回路2
2,35,36の出力はaとb´とc´に対応した値となり、
中間値として選ばれるのは、変圧器二次側の電圧基準値
に対応するb´であり、変圧器二次側電圧を基準値に保
とうとする無効電力を補償する。即ち、変圧器二次側電
圧が所定の範囲を逸脱すると、逸脱した側の基準値に対
応した無効電力補償を行い、変圧器二次側電圧を制御す
る。
【0020】図4は、図3において変圧器一次側電圧V
1 が上昇し変圧器一次側電圧で見た電圧−電流特性が4
* から4* ´となった場合を表す。この場合は、従来の
制御対象である変圧器一次側電圧に対する補償電力に対
応するa´が中間値として選択される。即ち、変圧器二
次側電圧が所定の範囲を逸脱している場合でも変圧器一
次側電圧に対応する補償無効電力が、変圧器二次側電圧
をより所定の範囲に押える方向の補償無効電力である場
合は、変圧器一次側電圧に対応する補償無効電力が採用
される。
【0021】このように、変圧器二次側電圧の範囲とし
て上限だけが与えられた場合は、下限の基準値を零と
し、また、下限だけが与えられた場合は上限の基準値を
定格電圧の2倍のような大きな値とすることで本発明を
利用できる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、無
効電力補償用のリアクトル、コンデンサが接続されてい
る変圧器二次側の電圧が所定の範囲から逸脱した場合に
は、逸脱した方向の電圧基準値に対応した無効電力を補
償するため、変圧器二次側電圧を所定の範囲に維持して
過電圧や不足電圧の発生を防止しつつ、変圧器一次側の
電力系統の電圧変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る無効電力補償装置の一実施例の制
御回路図。
【図2】本発明に係る無効電力補償装置の電圧−電流特
性図。
【図3】本発明に係る無効電力補償装置の電圧−電流特
性図。
【図4】本発明に係る無効電力補償装置の電圧−電流特
性図。
【図5】従来装置の構成図。
【図6】従来装置の電圧−電流特性図。
【符号の説明】
1…電力系統、2…変圧器、3…コンデンサ、4…リア
クトル、5…スイッチング素子、10…無効電力補償装置
主回路、11,12…計器用変成器、20…無効電力補償装置
制御回路、21…電圧変動検出回路、22,35,36…補償無
効電力決定回路、23…リアクトルバンク制御回路、24…
位相検出回路、25…点弧パルス発生回路、31…電圧検出
回路、32,34…偏差検出回路、33…電圧基準値設定回
路、37…中間値選択回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 変圧器の一次側電圧変動を検出し、補償
    すべき無効電力を決定する第1の補償無効電力決定手段
    と、変圧器二次側電圧の上限と下限の基準値を設定する
    電圧基準値設定器と、変圧器二次側電圧と前記電圧基準
    値設定器の上限基準値との偏差を検出し、補償すべき無
    効電力を決定する第2の補償無効電力決定手段と、変圧
    器二次電圧と前記基準値設定器の下限基準値との偏差を
    検出し、補償すべき無効電力を決定する第3の補償無効
    電力決定手段と、第1、第2および第3の補償無効電力
    決定手段の出力を入力としてこれら三つの入力の中間値
    を選択して出力する中間値選択回路とを設け、この中間
    値選択回路の出力に基づいて無効電力補償装置の制御量
    を決定すること特徴とする無効電力補償装置。
JP4048980A 1992-03-06 1992-03-06 無効電力補償装置 Pending JPH05252667A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102347616A (zh) * 2011-09-21 2012-02-08 山东大学 带谐振检测及谐波过流保护的无功补偿方法及其装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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