JPH0586566B2 - - Google Patents
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- JPH0586566B2 JPH0586566B2 JP61212626A JP21262686A JPH0586566B2 JP H0586566 B2 JPH0586566 B2 JP H0586566B2 JP 61212626 A JP61212626 A JP 61212626A JP 21262686 A JP21262686 A JP 21262686A JP H0586566 B2 JPH0586566 B2 JP H0586566B2
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000018199 S phase Effects 0.000 description 11
- 229910001219 R-phase Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、負荷の発生する無効電力を補償
し、電力系統の電圧変動を抑制する無効電力補償
装置（以下、単にTCRとも略記する。）のための
制御装置に関する。 〔従来の技術〕 第４図はこの種の無効電力補償システムの一例
を示す構成図である。同図において、１はサイリ
スタ位相制御リアクトル式無効電力補償装置２
（TCR）の制御装置、２はTCR、３は調相を兼
ねたフイルタコンデンサ、４は負荷である。な
お、TCRとしてはこの他に、サイリスタコンデ
ンサの開閉を行うタイプのものや、これらを組み
合わせたもの等がある。 制御装置１は例えば第５図に示す如く無効電力
演算回路１１、パルス発生器１２およびパルス増
幅器１３等からなり、変流器CTで検出された負
荷電流iLと変圧器PTで検出れた系統電圧ｅとか
ら、無効電力演算回路１１により負荷の無効電力
QLを検出し、その値に基づきその無効電力を補
償するための適切な位相のパルスをパルス発生器
１２で作り、パルス増幅器１３にてTCR２のサ
イリスタにゲートパルスを供給することにより、
電力系統の無効電力を補償する。無効電力演算回
路１１は平衡負荷の場合は一般に三相一括して検
出を行うが、アーク炉や溶接器のように変動が激
しく不平衡な負荷の場合には、各相独立で、半サ
イクル毎に高速で無効電力を検出する必要があ
り、その値に基づき各相の無効電力を半サイクル
毎に補償する。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで、かゝる無効電力補償装置において
は、各相の無効電力が完全に補償されたとしても
不平衡な各相の有効電力によつてひき起こされる
電圧変動があり、その電圧変動を補償できないと
いう問題点がある。 第６図は有効電力によつてひき起こされる電圧
変動を説明するためのベクトル図である。 いま、例えばＲ相、Ｓ相の有効電流Ｉ・PR，Ｉ・PS
の絶対値に図示の如く大きな差がある場合、系統
インピーダンスXSによりjXSＩ・PR，jXSＩ・PSの電圧
降下を生じて線間電圧Ｅ・RSはＥ・RRS1となり、絶対
値が変化すると共に位相が回転する。ここで、線
間電圧Ｅ・RS1の絶対値ERS1は、相電圧をE0とする
と、 E2 RS1＝（３／２E0＋√３／２XSIPS）2＋（√３／
２E0−１／２XSIPS−XSIPR）2＝９／４E2/0（１＋XSIPS
／√3E0）2 ＋３／４E2/0（１−XSIPS／√3E0−2XSIPR／√3E
0）2 の如く表わされる。なお、記号に（・）印を付し
てベクトル量を示す。 一般に、 XSIPS／／3E0≪１，2XSIPS／3E0≪１ であるので、 E2 RS1≒９／４E2/0（１＋2XSIPS／3E0）＋３／４E2
/0（１−2XSIPS／√3E0−4XSIPR／√3E0）＝3E2/0｛１
−XS（IPS−IPS／√3E0｝
し、電力系統の電圧変動を抑制する無効電力補償
装置（以下、単にTCRとも略記する。）のための
制御装置に関する。 〔従来の技術〕 第４図はこの種の無効電力補償システムの一例
を示す構成図である。同図において、１はサイリ
スタ位相制御リアクトル式無効電力補償装置２
（TCR）の制御装置、２はTCR、３は調相を兼
ねたフイルタコンデンサ、４は負荷である。な
お、TCRとしてはこの他に、サイリスタコンデ
ンサの開閉を行うタイプのものや、これらを組み
合わせたもの等がある。 制御装置１は例えば第５図に示す如く無効電力
演算回路１１、パルス発生器１２およびパルス増
幅器１３等からなり、変流器CTで検出された負
荷電流iLと変圧器PTで検出れた系統電圧ｅとか
ら、無効電力演算回路１１により負荷の無効電力
QLを検出し、その値に基づきその無効電力を補
償するための適切な位相のパルスをパルス発生器
１２で作り、パルス増幅器１３にてTCR２のサ
イリスタにゲートパルスを供給することにより、
電力系統の無効電力を補償する。無効電力演算回
路１１は平衡負荷の場合は一般に三相一括して検
出を行うが、アーク炉や溶接器のように変動が激
しく不平衡な負荷の場合には、各相独立で、半サ
イクル毎に高速で無効電力を検出する必要があ
り、その値に基づき各相の無効電力を半サイクル
毎に補償する。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで、かゝる無効電力補償装置において
は、各相の無効電力が完全に補償されたとしても
不平衡な各相の有効電力によつてひき起こされる
電圧変動があり、その電圧変動を補償できないと
いう問題点がある。 第６図は有効電力によつてひき起こされる電圧
変動を説明するためのベクトル図である。 いま、例えばＲ相、Ｓ相の有効電流Ｉ・PR，Ｉ・PS
の絶対値に図示の如く大きな差がある場合、系統
インピーダンスXSによりjXSＩ・PR，jXSＩ・PSの電圧
降下を生じて線間電圧Ｅ・RSはＥ・RRS1となり、絶対
値が変化すると共に位相が回転する。ここで、線
間電圧Ｅ・RS1の絶対値ERS1は、相電圧をE0とする
と、 E2 RS1＝（３／２E0＋√３／２XSIPS）2＋（√３／
２E0−１／２XSIPS−XSIPR）2＝９／４E2/0（１＋XSIPS
／√3E0）2 ＋３／４E2/0（１−XSIPS／√3E0−2XSIPR／√3E
0）2 の如く表わされる。なお、記号に（・）印を付し
てベクトル量を示す。 一般に、 XSIPS／／3E0≪１，2XSIPS／3E0≪１ であるので、 E2 RS1≒９／４E2/0（１＋2XSIPS／3E0）＋３／４E2
/0（１−2XSIPS／√3E0−4XSIPR／√3E0）＝3E2/0｛１
−XS（IPS−IPS／√3E0｝
各相の有効電力の不平衡成分を検出し、それに
比例した量を補償装置の無効電力に対する補正量
として加えることにより、電圧変動や電圧位相回
転を低減するものである。 第７図はこの補正方法を説明するためのベクト
ル図である。同図においてＩ・QSは補正の結果流れ
るＳ相の無効電流であり、これによる電圧変化が
jXSＩ・QSであり、Ｒ，Ｓ相の線間電圧はＥ・RS2に補
正される。この線間電圧Ｅ・RS2の絶対値ERS2は、 E2 RS2＝（３／２E0＋√３／２XSIPS＋１／２XSIQS
）2＋（√３／２E0−１／２XSIPS−XSIPR＋√３／２XSI
QS）2 ＝９／４E2/0（１＋XSIPS／√3E0＋XSIQS／3
E0）2＋３／４E2/0（１−XSIPS／√3E0−2XSIPR／√3E0
＋XSIQS／E0）2 同様に、 XSIPS／√3E0≪１，2XSIPR／√3E0≪１，XSIQS／E0≪
１ とすると、 E2 RS2＝９／４E2/0（１＋2XSIPS／√3E0＋2XSIQS／
3E0）＋３／４E2/0（１−2XSIPS／√３−4XSIPR／√3E0
＋2XSIQS／E0） ＝3E2/0｛１−XS（IPR−IPS／√3E0＋XSIQS
／E0｝
比例した量を補償装置の無効電力に対する補正量
として加えることにより、電圧変動や電圧位相回
転を低減するものである。 第７図はこの補正方法を説明するためのベクト
ル図である。同図においてＩ・QSは補正の結果流れ
るＳ相の無効電流であり、これによる電圧変化が
jXSＩ・QSであり、Ｒ，Ｓ相の線間電圧はＥ・RS2に補
正される。この線間電圧Ｅ・RS2の絶対値ERS2は、 E2 RS2＝（３／２E0＋√３／２XSIPS＋１／２XSIQS
）2＋（√３／２E0−１／２XSIPS−XSIPR＋√３／２XSI
QS）2 ＝９／４E2/0（１＋XSIPS／√3E0＋XSIQS／3
E0）2＋３／４E2/0（１−XSIPS／√3E0−2XSIPR／√3E0
＋XSIQS／E0）2 同様に、 XSIPS／√3E0≪１，2XSIPR／√3E0≪１，XSIQS／E0≪
１ とすると、 E2 RS2＝９／４E2/0（１＋2XSIPS／√3E0＋2XSIQS／
3E0）＋３／４E2/0（１−2XSIPS／√３−4XSIPR／√3E0
＋2XSIQS／E0） ＝3E2/0｛１−XS（IPR−IPS／√3E0＋XSIQS
／E0｝
第１図はこの発明の実施例を示す構成図であ
る。なお、ここには１相分（Ｓ相）についてだけ
示したが、他相もまつたく同様である。 無効電力演算回路１１は第５図の場合と同じ
く、系統電圧ｅとＳ相の負荷無効電流iLSからＳ
相の無効電力QLSを演算し、このQLSに対し掛算器
１４ａ，１４ｂ、加減算器１５ａ，１５ｂ、積分
器１６、サンプルホールド回路１７および比例増
幅器１８を介して無効電力の不平衡分に対する補
正（ΔQS）を行う。すなわち、掛算器１４ａ，１
４ｂによつてＲ相の電圧eRと負荷無効電流iLRを掛
算してＲ相の有効電力瞬時値pRを、またＳ相の電
圧eSと負荷電流iLSを掛算してＳ相の無効電力瞬時
値pSをそれぞれ演算し、加減算器１５ａで両者の
差をとつた後、積分器１６により半サイクル毎
（Ｓ相電圧零点より90゜の点から180゜期間）に積分
を行い、その積分最終値をサンプルホールド回路
１７によりサンプルし、比例増幅器１８により適
正なゲインに調整して得られた補正量ΔQSを、加
算器１５ｂでQLSに加算するようにしている。こ
こで、有効電力瞬時値PR，PSは２倍調波のリツ
プルを含んだ波形であり、その平均値が有効電力
量であるので、それらの波形の差を半サイクル積
分して得られる値は有効電力量の差に比例した量
になる。 こうして、第７図で説明したような補正が行な
われる。 第２図は以上の動作を説明するための波形図で
ある。同図イはＲ，Ｓ相の電圧、電流、同図ロ
は、Ｒ，Ｓ相の有効電力瞬時値、同図ハは積分器
出力、同図ニはサンプルホールド回路出力をそれ
ぞれ示している。 第３図はこの発明の別の実施例を示す構成図で
ある。この例では、無効電力の不平衡成分の検出
を２相の差から求めるのではなく、自相の補正量
を120゜進んだ相の有効電力から３相の平均有効電
力を差引くことにより求めている。すなわち、掛
算器１４ａ，１４ｂ，１４ｃにより各相の電圧、
電流の掛算を行い、Ｒ，Ｓ，Ｔ相の有効電力瞬時
値pR，pS，pTを求め、加算器１５ｃと比例増幅器
１８ａにより３相の無効電力平均値１／３（pR＋pS ＋pT）を求め、減算器１５ａでこの値をＲ相の有
効電力瞬時値pRから差引いた後、第１図の例と同
様に１６，１７で積分、サンプルホールドし、１
８ａでゲイン調整してＳ相の補正量ΔQSを得るよ
うにしている。 〔発明の効果〕 この発明によれば、各相の有効電力の不平衡分
を検出して補償装置の無効電力に補正を加えるよ
うにしたので、有効電力による電圧変動や電圧位
相動揺を低減することができる利点がもたらされ
る。
る。なお、ここには１相分（Ｓ相）についてだけ
示したが、他相もまつたく同様である。 無効電力演算回路１１は第５図の場合と同じ
く、系統電圧ｅとＳ相の負荷無効電流iLSからＳ
相の無効電力QLSを演算し、このQLSに対し掛算器
１４ａ，１４ｂ、加減算器１５ａ，１５ｂ、積分
器１６、サンプルホールド回路１７および比例増
幅器１８を介して無効電力の不平衡分に対する補
正（ΔQS）を行う。すなわち、掛算器１４ａ，１
４ｂによつてＲ相の電圧eRと負荷無効電流iLRを掛
算してＲ相の有効電力瞬時値pRを、またＳ相の電
圧eSと負荷電流iLSを掛算してＳ相の無効電力瞬時
値pSをそれぞれ演算し、加減算器１５ａで両者の
差をとつた後、積分器１６により半サイクル毎
（Ｓ相電圧零点より90゜の点から180゜期間）に積分
を行い、その積分最終値をサンプルホールド回路
１７によりサンプルし、比例増幅器１８により適
正なゲインに調整して得られた補正量ΔQSを、加
算器１５ｂでQLSに加算するようにしている。こ
こで、有効電力瞬時値PR，PSは２倍調波のリツ
プルを含んだ波形であり、その平均値が有効電力
量であるので、それらの波形の差を半サイクル積
分して得られる値は有効電力量の差に比例した量
になる。 こうして、第７図で説明したような補正が行な
われる。 第２図は以上の動作を説明するための波形図で
ある。同図イはＲ，Ｓ相の電圧、電流、同図ロ
は、Ｒ，Ｓ相の有効電力瞬時値、同図ハは積分器
出力、同図ニはサンプルホールド回路出力をそれ
ぞれ示している。 第３図はこの発明の別の実施例を示す構成図で
ある。この例では、無効電力の不平衡成分の検出
を２相の差から求めるのではなく、自相の補正量
を120゜進んだ相の有効電力から３相の平均有効電
力を差引くことにより求めている。すなわち、掛
算器１４ａ，１４ｂ，１４ｃにより各相の電圧、
電流の掛算を行い、Ｒ，Ｓ，Ｔ相の有効電力瞬時
値pR，pS，pTを求め、加算器１５ｃと比例増幅器
１８ａにより３相の無効電力平均値１／３（pR＋pS ＋pT）を求め、減算器１５ａでこの値をＲ相の有
効電力瞬時値pRから差引いた後、第１図の例と同
様に１６，１７で積分、サンプルホールドし、１
８ａでゲイン調整してＳ相の補正量ΔQSを得るよ
うにしている。 〔発明の効果〕 この発明によれば、各相の有効電力の不平衡分
を検出して補償装置の無効電力に補正を加えるよ
うにしたので、有効電力による電圧変動や電圧位
相動揺を低減することができる利点がもたらされ
る。
第１図はこの発明の実施例を示す構成図、第２
図はその動作を説明するための波形図、第３図は
この発明の別の実施例を示す構成図、第４図は無
効電力補償システムの一般的な例を示す構成図、
第５図は第４図における制御装置の具体例を示す
ブロツク図、第６図は電圧変動を説明するための
ベクトル図、第７図はこの発明における電圧変動
抑制作用を説明するためのベクトル図である。 符号説明、１……無効電力補償用制御装置、２
……無効電力補償装置（TCR）、３……フイルタ
コンデンサ、４……負荷、１１……無効電力演算
回路、１２……パルス発生器、１３……パルス増
幅器、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ……掛算器、１５
ａ，１５ｂ，１５ｃ……加減算器、１６……積分
器、１７……サンプルホールド回路、１８，１８
ａ……比例増幅器。
図はその動作を説明するための波形図、第３図は
この発明の別の実施例を示す構成図、第４図は無
効電力補償システムの一般的な例を示す構成図、
第５図は第４図における制御装置の具体例を示す
ブロツク図、第６図は電圧変動を説明するための
ベクトル図、第７図はこの発明における電圧変動
抑制作用を説明するためのベクトル図である。 符号説明、１……無効電力補償用制御装置、２
……無効電力補償装置（TCR）、３……フイルタ
コンデンサ、４……負荷、１１……無効電力演算
回路、１２……パルス発生器、１３……パルス増
幅器、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ……掛算器、１５
ａ，１５ｂ，１５ｃ……加減算器、１６……積分
器、１７……サンプルホールド回路、１８，１８
ａ……比例増幅器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 負荷の無効電力を演算し該演算結果にもとづ
き無効電力補償装置を制御して電力系統の無効電
力を補償する制御装置であつて、 有効電力を相毎に検出する検出手段と、 自相の有効電力と自相よりも120度進んだ相の
有効電力との差を演算する演算手段と、 を備え、該差に比例した量を負荷の無効電力演算
値に対する自相の補正量とすることを特徴とする
無効電力補償用制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の無効電力補償
用制御装置において、前記自相の有効電力として
３相有効電力の平均値を用いることを特徴とする
無効電力補償用制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61212626A JPS6368916A (ja) | 1986-09-11 | 1986-09-11 | 無効電力補償用制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61212626A JPS6368916A (ja) | 1986-09-11 | 1986-09-11 | 無効電力補償用制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6368916A JPS6368916A (ja) | 1988-03-28 |
| JPH0586566B2 true JPH0586566B2 (ja) | 1993-12-13 |
Family
ID=16625790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61212626A Granted JPS6368916A (ja) | 1986-09-11 | 1986-09-11 | 無効電力補償用制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6368916A (ja) |
-
1986
- 1986-09-11 JP JP61212626A patent/JPS6368916A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6368916A (ja) | 1988-03-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |