JPH06153402A - 補助用発電設備 - Google Patents
補助用発電設備Info
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- JPH06153402A JPH06153402A JP4315916A JP31591692A JPH06153402A JP H06153402 A JPH06153402 A JP H06153402A JP 4315916 A JP4315916 A JP 4315916A JP 31591692 A JP31591692 A JP 31591692A JP H06153402 A JPH06153402 A JP H06153402A
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- synchronous generator
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- 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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- 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
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 受電点の力率を連続的に調節して１に近付け
る。受電点の電圧を安定化する。負荷から発生する高調
波電流の大部分を吸収する。設備利用率を向上させる。 【構成】 受電変圧器Ｔrを介して電力系統に接続され
た需要家内に設置され、かつ、同期発電機Ｇとその駆動
機Ｄとを備えると共に、必要に応じ同期発電機Ｄを駆動
して負荷Ｌ1〜Ｌnに交流電力を供給する補助用発電設備
において、同期発電機Ｇを同期調相機として常時運転す
る。同期調相機として運転される同期発電機Ｇの起動手
段としては、駆動機Ｄを用い、駆動機Ｄの出力軸１６と
同期発電機Ｇの回転軸１１との連結及び切離しをエアク
ラッチにより行う。
る。受電点の電圧を安定化する。負荷から発生する高調
波電流の大部分を吸収する。設備利用率を向上させる。 【構成】 受電変圧器Ｔrを介して電力系統に接続され
た需要家内に設置され、かつ、同期発電機Ｇとその駆動
機Ｄとを備えると共に、必要に応じ同期発電機Ｄを駆動
して負荷Ｌ1〜Ｌnに交流電力を供給する補助用発電設備
において、同期発電機Ｇを同期調相機として常時運転す
る。同期調相機として運転される同期発電機Ｇの起動手
段としては、駆動機Ｄを用い、駆動機Ｄの出力軸１６と
同期発電機Ｇの回転軸１１との連結及び切離しをエアク
ラッチにより行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビルや工場等の需要家
に設置されて同期調相機（ロータリー・コンデンサ）と
しても動作可能な補助用発電設備に関する。
に設置されて同期調相機（ロータリー・コンデンサ）と
しても動作可能な補助用発電設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ビルや工場等の需要家に設置さ
れている補助用（非常用）発電設備は、電力系統の事故
による停電時やピークカット運転等に際し、一時的かつ
短時間の稼働を想定して構成されている。図５は、この
種の補助用発電設備を備えた需要家内の回路構成を単線
図により示したものである。図において、Ｔrは電力系
統に接続された受電変圧器、Ｓbはその二次側と配電線
Ｂとの間に設けられた遮断器、１は補助用発電設備、Ｓ
cは補助用発電設備１内の同期発電機Ｇと受電点Ａとの
間に設けられた遮断器、Ｃ1〜Ｃnは力率改善用の並列コ
ンデンサ、Ｓ1〜ＳnはこれらのコンデンサＣ1〜Ｃnと配
電線Ｂとの間に設けられた遮断器、Ｌ1〜Ｌnは配電線Ｂ
に接続された電子機器等、各種の負荷を示している。
れている補助用（非常用）発電設備は、電力系統の事故
による停電時やピークカット運転等に際し、一時的かつ
短時間の稼働を想定して構成されている。図５は、この
種の補助用発電設備を備えた需要家内の回路構成を単線
図により示したものである。図において、Ｔrは電力系
統に接続された受電変圧器、Ｓbはその二次側と配電線
Ｂとの間に設けられた遮断器、１は補助用発電設備、Ｓ
cは補助用発電設備１内の同期発電機Ｇと受電点Ａとの
間に設けられた遮断器、Ｃ1〜Ｃnは力率改善用の並列コ
ンデンサ、Ｓ1〜ＳnはこれらのコンデンサＣ1〜Ｃnと配
電線Ｂとの間に設けられた遮断器、Ｌ1〜Ｌnは配電線Ｂ
に接続された電子機器等、各種の負荷を示している。
【０００３】ここで、補助用発電設備１は、ディーゼル
エンジンやガソリンエンジン、ガスタービンエンジン等
の駆動機Ｄと、その出力軸が回転軸に連結された前記同
期発電機Ｇと、発電機出力電圧を所定電圧に維持するよ
うな自動電圧調整（ＡＶＲ）機能及び自動力率調整（Ａ
ＰＦＲ）機能を有する励磁機ＥＸとから構成されてい
る。
エンジンやガソリンエンジン、ガスタービンエンジン等
の駆動機Ｄと、その出力軸が回転軸に連結された前記同
期発電機Ｇと、発電機出力電圧を所定電圧に維持するよ
うな自動電圧調整（ＡＶＲ）機能及び自動力率調整（Ａ
ＰＦＲ）機能を有する励磁機ＥＸとから構成されてい
る。
【０００４】上記構成において、系統の健全時やピーク
カット運転が不要な場合には遮断器Ｓbを閉、遮断器Ｓc
を開とし、配電線Ｂを介して負荷Ｌ1〜Ｌnに交流電力を
供給している。このとき、並列コンデンサＣ1〜Ｃnは、
負荷力率をできるだけ良くするために負荷Ｌ1〜Ｌnの運
転状況に応じて段階的に投入され、受電点Ａの力率を１
００％に近付けるように作用している。
カット運転が不要な場合には遮断器Ｓbを閉、遮断器Ｓc
を開とし、配電線Ｂを介して負荷Ｌ1〜Ｌnに交流電力を
供給している。このとき、並列コンデンサＣ1〜Ｃnは、
負荷力率をできるだけ良くするために負荷Ｌ1〜Ｌnの運
転状況に応じて段階的に投入され、受電点Ａの力率を１
００％に近付けるように作用している。
【０００５】そして、系統事故による停電時やピークカ
ット運転時、または負荷の増大により供給電力が不足す
るような場合には、これらの要因に応じて系統側の遮断
器Ｓbを開または閉とし、遮断器Ｓcを投入して補助用発
電設備１を運転することにより、負荷Ｌ1〜Ｌnに交流電
力を供給している。このように、補助用発電設備１は平
常時は停止しており、必要に応じて一時的かつ短時間だ
け運転されるものである。従って、駆動機Ｄの仕様とし
ては連続運転用に設計されておらず、例えば、常用の駆
動機よりも回転数を一段上げて使用すること等により、
コストを低減する等の工夫がされている。
ット運転時、または負荷の増大により供給電力が不足す
るような場合には、これらの要因に応じて系統側の遮断
器Ｓbを開または閉とし、遮断器Ｓcを投入して補助用発
電設備１を運転することにより、負荷Ｌ1〜Ｌnに交流電
力を供給している。このように、補助用発電設備１は平
常時は停止しており、必要に応じて一時的かつ短時間だ
け運転されるものである。従って、駆動機Ｄの仕様とし
ては連続運転用に設計されておらず、例えば、常用の駆
動機よりも回転数を一段上げて使用すること等により、
コストを低減する等の工夫がされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述した従
来技術によると、並列コンデンサＣ1〜Ｃnのみでは力率
改善効果が不十分であると共に、これらの並列コンデン
サＣ1〜Ｃnを入り切りする際にサージ電圧が発生するお
それがあり、負荷であるコンピュータ等の電子機器に異
常電圧として加わってこれらを故障させる場合がある。
また、整流器負荷等により発生する高調波電流は選択的
に投入される並列コンデンサＣ1〜Ｃnのみでは十分に吸
収されず、系統に流入して電力品質を低下させるという
問題もある。
来技術によると、並列コンデンサＣ1〜Ｃnのみでは力率
改善効果が不十分であると共に、これらの並列コンデン
サＣ1〜Ｃnを入り切りする際にサージ電圧が発生するお
それがあり、負荷であるコンピュータ等の電子機器に異
常電圧として加わってこれらを故障させる場合がある。
また、整流器負荷等により発生する高調波電流は選択的
に投入される並列コンデンサＣ1〜Ｃnのみでは十分に吸
収されず、系統に流入して電力品質を低下させるという
問題もある。
【０００７】更に、補助用発電設備１は通常停止してい
るため設備利用率が極端に悪い。また、補助用発電設備
１の停止時にはＡＰＦＲ機能のほかＡＶＲ機能が働かな
いため、図５のＡ点の電圧が変動しやすく、特に負荷が
軽い場合に進み電流が流れてＡ点の電圧が上昇し、逆に
負荷が重くなった場合には受電変圧器Ｔｒの電圧降下が
大きくなってＡ点の電圧が下降する等、これらの電圧変
動が電子機器等の動作不良を引き起こしている。
るため設備利用率が極端に悪い。また、補助用発電設備
１の停止時にはＡＰＦＲ機能のほかＡＶＲ機能が働かな
いため、図５のＡ点の電圧が変動しやすく、特に負荷が
軽い場合に進み電流が流れてＡ点の電圧が上昇し、逆に
負荷が重くなった場合には受電変圧器Ｔｒの電圧降下が
大きくなってＡ点の電圧が下降する等、これらの電圧変
動が電子機器等の動作不良を引き起こしている。
【０００８】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、並列コンデンサ
の段階的な投入に全面的に依存しなくても力率の改善や
高調波電流の抑制が可能であり、しかも受電電圧の安定
化により電力品質を飛躍的に高めると共に、設備利用率
の向上を可能にした補助用発電設備を提供することにあ
る。
れたもので、その目的とするところは、並列コンデンサ
の段階的な投入に全面的に依存しなくても力率の改善や
高調波電流の抑制が可能であり、しかも受電電圧の安定
化により電力品質を飛躍的に高めると共に、設備利用率
の向上を可能にした補助用発電設備を提供することにあ
る。
【０００９】
【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、受電変圧器を介して電力系統に接続され
た需要家内に設置され、かつ、同期発電機とその駆動機
とを備えると共に、必要に応じ前記同期発電機を駆動機
により駆動して需要家内の負荷に交流電力を供給する補
助用発電設備において、前記同期発電機を、同期調相機
として常時運転するものである。
め、本発明は、受電変圧器を介して電力系統に接続され
た需要家内に設置され、かつ、同期発電機とその駆動機
とを備えると共に、必要に応じ前記同期発電機を駆動機
により駆動して需要家内の負荷に交流電力を供給する補
助用発電設備において、前記同期発電機を、同期調相機
として常時運転するものである。
【００１０】ここで、同期調相機として運転される同期
発電機の起動手段に補助用発電設備内の駆動機を用いる
ことにより、同期調相機専用の起動装置が不要になる。
なお、同期調相機専用の起動装置として始動電動機等を
設けても良い。更に、駆動機の出力軸と同期発電機の回
転軸との連結及び切り離しは、エアクラッチにより行う
ことが望ましい。同期発電機と受電点と間に直列コンデ
ンサを接続して同期発電機との合成インピーダンスを小
さくし、あるいは、系統側の受電変圧器を所定巻線構造
の三巻線変圧器として、受電点から見た同期発電機側イ
ンピーダンスを電力系統側インピーダンスよりも小さく
すれば、負荷から発生する高調波電流を同期調相機によ
り吸収できるため好適である。なお、同期発電機はＡＶ
Ｒ機能のみならずＡＰＦＲ機能を持つ励磁機を備えてい
ることが好ましい。
発電機の起動手段に補助用発電設備内の駆動機を用いる
ことにより、同期調相機専用の起動装置が不要になる。
なお、同期調相機専用の起動装置として始動電動機等を
設けても良い。更に、駆動機の出力軸と同期発電機の回
転軸との連結及び切り離しは、エアクラッチにより行う
ことが望ましい。同期発電機と受電点と間に直列コンデ
ンサを接続して同期発電機との合成インピーダンスを小
さくし、あるいは、系統側の受電変圧器を所定巻線構造
の三巻線変圧器として、受電点から見た同期発電機側イ
ンピーダンスを電力系統側インピーダンスよりも小さく
すれば、負荷から発生する高調波電流を同期調相機によ
り吸収できるため好適である。なお、同期発電機はＡＶ
Ｒ機能のみならずＡＰＦＲ機能を持つ励磁機を備えてい
ることが好ましい。
【００１１】
【作用】本発明では、従来、平常時に停止していた補助
用発電設備内の同期発電機を同期調相機として連続的に
常時、運転し、界磁電流の調整によって進み電流または
遅れ電流をとることにより、受電点の力率をほぼ１に近
付けるように作用する。また、負荷の軽重に応じて進み
電流または遅れ電流を流せば、受電点における電圧を安
定化させることができる。更に、同期調相機と配電線と
の間に挿入される直列コンデンサ等の高調波吸収手段に
より、負荷から発生する高調波電流の大部分を吸収する
ことができる。駆動機と同期発電機との連結及び切り離
しは、例えばエアクラッチにより行われる。
用発電設備内の同期発電機を同期調相機として連続的に
常時、運転し、界磁電流の調整によって進み電流または
遅れ電流をとることにより、受電点の力率をほぼ１に近
付けるように作用する。また、負荷の軽重に応じて進み
電流または遅れ電流を流せば、受電点における電圧を安
定化させることができる。更に、同期調相機と配電線と
の間に挿入される直列コンデンサ等の高調波吸収手段に
より、負荷から発生する高調波電流の大部分を吸収する
ことができる。駆動機と同期発電機との連結及び切り離
しは、例えばエアクラッチにより行われる。
【００１２】
【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。図１はこの実施例の補助用発電設備１を備えた需要
家内の回路構成を単線図により示したものであり、回路
構成の上で図５と異なるのは、補助用発電設備１内の同
期発電機Ｇと遮断器Ｓcとの間に直列コンデンサＣsを挿
入した点である。但し、この実施例では、従来、補助用
・非常用に運転されていた補助用発電設備１内の同期発
電機Ｇを、同期調相機として連続的に常時、運転し、遮
断器Ｓcを投入して負荷側と接続するようにした。ここ
で、同期発電機Ｇを同期調相機として運転する場合の起
動装置には、例えば補助用発電設備１内の駆動機Ｄを用
いる。
る。図１はこの実施例の補助用発電設備１を備えた需要
家内の回路構成を単線図により示したものであり、回路
構成の上で図５と異なるのは、補助用発電設備１内の同
期発電機Ｇと遮断器Ｓcとの間に直列コンデンサＣsを挿
入した点である。但し、この実施例では、従来、補助用
・非常用に運転されていた補助用発電設備１内の同期発
電機Ｇを、同期調相機として連続的に常時、運転し、遮
断器Ｓcを投入して負荷側と接続するようにした。ここ
で、同期発電機Ｇを同期調相機として運転する場合の起
動装置には、例えば補助用発電設備１内の駆動機Ｄを用
いる。
【００１３】そして、同期調相機の起動後は発電機Ｇを
駆動機Ｄと切り離し、また、発電機Ｇを補助用発電設備
１として運転する場合には駆動機Ｄに連結する必要があ
る。このため、駆動機Ｄの出力軸と発電機Ｇの回転軸と
は、クラッチ機構により必要に応じて連結または切り離
せるようにした。
駆動機Ｄと切り離し、また、発電機Ｇを補助用発電設備
１として運転する場合には駆動機Ｄに連結する必要があ
る。このため、駆動機Ｄの出力軸と発電機Ｇの回転軸と
は、クラッチ機構により必要に応じて連結または切り離
せるようにした。
【００１４】図２は上記クラッチ機構の一例としてのエ
アクラッチの説明図である。図において、発電機Ｇの回
転軸１１の内部には同軸上にエアホール１１ａが設けら
れており、回転軸１１の一端部には皿状のリム１２が固
定されている。リム１２の内周面にはほぼドーナツ状に
チューブ１３が取付けられ、その内部は前記エアホール
１１ａに連通している。チューブ１３の内周面にはシュ
ー１４が取付けられており、その内周面は、駆動機Ｄの
出力軸１６に取付けられたドラム１５の外周面に対向し
ている。
アクラッチの説明図である。図において、発電機Ｇの回
転軸１１の内部には同軸上にエアホール１１ａが設けら
れており、回転軸１１の一端部には皿状のリム１２が固
定されている。リム１２の内周面にはほぼドーナツ状に
チューブ１３が取付けられ、その内部は前記エアホール
１１ａに連通している。チューブ１３の内周面にはシュ
ー１４が取付けられており、その内周面は、駆動機Ｄの
出力軸１６に取付けられたドラム１５の外周面に対向し
ている。
【００１５】一方、１８はモータ、１９はコンプレッサ
であり、コンプレッサ１９から送られるエアはエアタン
ク２０を介して配管２３，２４に供給される。ここで、
配管２３は、減圧弁２１及び回転継手１７を介して前記
エアホール１１ａに連通しており、このエアホール１１
ａには例えば５〔ｋｇ／ｃｍ2〕の圧力でエアが供給さ
れる。また、配管２４は減圧弁２２を介して駆動機Ｄ内
のシリンダやキャブレタ等の機器に連結されており、例
えば３０〔ｋｇ／ｃｍ2〕の圧力でエアが供給されるよ
うになっている。
であり、コンプレッサ１９から送られるエアはエアタン
ク２０を介して配管２３，２４に供給される。ここで、
配管２３は、減圧弁２１及び回転継手１７を介して前記
エアホール１１ａに連通しており、このエアホール１１
ａには例えば５〔ｋｇ／ｃｍ2〕の圧力でエアが供給さ
れる。また、配管２４は減圧弁２２を介して駆動機Ｄ内
のシリンダやキャブレタ等の機器に連結されており、例
えば３０〔ｋｇ／ｃｍ2〕の圧力でエアが供給されるよ
うになっている。
【００１６】次に、この補助用発電設備１の動作を図１
を参照しつつ説明する。まず、平常時は遮断器Ｓbを閉
じることにより、系統から受電変圧器Ｔrを介して配電
線Ｂに交流電力が供給されている。この状態で図２に示
したクラッチ機構のモータ１８、コンプレッサ１９等を
起動してエアホール１１ａからチューブ１３にエアを供
給し、シュー１４をドラム１５に圧接させることによっ
てクラッチを繋ぎ、駆動機Ｄの出力軸１６と発電機Ｇの
回転軸１１とを連結する。しかる後、駆動機Ｄを起動し
て発電機Ｇの回転子を回転させ、これが同期速度にまで
到達したら遮断器Ｓcを投入する。
を参照しつつ説明する。まず、平常時は遮断器Ｓbを閉
じることにより、系統から受電変圧器Ｔrを介して配電
線Ｂに交流電力が供給されている。この状態で図２に示
したクラッチ機構のモータ１８、コンプレッサ１９等を
起動してエアホール１１ａからチューブ１３にエアを供
給し、シュー１４をドラム１５に圧接させることによっ
てクラッチを繋ぎ、駆動機Ｄの出力軸１６と発電機Ｇの
回転軸１１とを連結する。しかる後、駆動機Ｄを起動し
て発電機Ｇの回転子を回転させ、これが同期速度にまで
到達したら遮断器Ｓcを投入する。
【００１７】次いで、クラッチ機構のエアを減圧して出
力軸１６と回転軸１１との連結を解き、同時に駆動機Ｄ
の運転を停止する。以後、発電機Ｇには系統から遮断器
Ｓb，Ｓc及び直列コンデンサＣsを介して交流電圧が供
給されるため、同期調相機（同期電動機）としての運転
が継続される。周知のように同期調相機では、界磁電流
を調整することにより電機子電流はＶ曲線上を変化し、
端子電圧と内部誘起電圧とが等しい時に電機子電流が最
小、力率が１となる。そして、この時の界磁電流以下の
不足励磁では系統から遅れ電流をとってリアクタンスと
して作用し、また、過励磁では進み電流をとってコンデ
ンサとして作用する。
力軸１６と回転軸１１との連結を解き、同時に駆動機Ｄ
の運転を停止する。以後、発電機Ｇには系統から遮断器
Ｓb，Ｓc及び直列コンデンサＣsを介して交流電圧が供
給されるため、同期調相機（同期電動機）としての運転
が継続される。周知のように同期調相機では、界磁電流
を調整することにより電機子電流はＶ曲線上を変化し、
端子電圧と内部誘起電圧とが等しい時に電機子電流が最
小、力率が１となる。そして、この時の界磁電流以下の
不足励磁では系統から遅れ電流をとってリアクタンスと
して作用し、また、過励磁では進み電流をとってコンデ
ンサとして作用する。
【００１８】従って、励磁機ＥＸにより発電機Ｇの界磁
電流Ｉfを調節すれば、同期調相機に流れる電流を遅れ
電流から進み電流まで変化させることができる。同時
に、ＡＰＦＲ機能を用いることにより受電点であるＡ点
の力率を調節し、力率１の状態を常に維持することがで
きる。また、並列コンデンサＣ1〜Ｃnが接続されている
場合には、負荷が軽くなると進み電流が流れてＡ点の電
圧が上昇し、逆に負荷が重くなると遅れ電流が流れて電
圧低下を招く恐れがあるが、本実施例ではこれらの進み
電流または遅れ電流を補償できるのでＡ点の電圧安定化
が図れる。
電流Ｉfを調節すれば、同期調相機に流れる電流を遅れ
電流から進み電流まで変化させることができる。同時
に、ＡＰＦＲ機能を用いることにより受電点であるＡ点
の力率を調節し、力率１の状態を常に維持することがで
きる。また、並列コンデンサＣ1〜Ｃnが接続されている
場合には、負荷が軽くなると進み電流が流れてＡ点の電
圧が上昇し、逆に負荷が重くなると遅れ電流が流れて電
圧低下を招く恐れがあるが、本実施例ではこれらの進み
電流または遅れ電流を補償できるのでＡ点の電圧安定化
が図れる。
【００１９】更に、この実施例によれば、並列コンデン
サＣ1〜Ｃnを段階的に投入する場合に比べ、きめ細かな
力率調整が可能になる。なお、並列コンデンサＣ1〜Ｃn
は必要に応じて併用しても良いが、これらの投入、遮断
頻度が大幅に減るため、サージ電圧の発生もさほど問題
にならない。励磁機ＥＸにＡＶＲ機能を持たせることに
より、Ａ点の電圧を常時検出してこれが一定値になるよ
うに制御して一層の電圧安定化が可能になる。特に、コ
ンピュータ等の電圧変動に敏感な負荷Ｌ1〜Ｌnに対して
も常に正常動作を保証することができる。
サＣ1〜Ｃnを段階的に投入する場合に比べ、きめ細かな
力率調整が可能になる。なお、並列コンデンサＣ1〜Ｃn
は必要に応じて併用しても良いが、これらの投入、遮断
頻度が大幅に減るため、サージ電圧の発生もさほど問題
にならない。励磁機ＥＸにＡＶＲ機能を持たせることに
より、Ａ点の電圧を常時検出してこれが一定値になるよ
うに制御して一層の電圧安定化が可能になる。特に、コ
ンピュータ等の電圧変動に敏感な負荷Ｌ1〜Ｌnに対して
も常に正常動作を保証することができる。
【００２０】更に、負荷Ｌ1〜Ｌnに応じて発生する高調
波電流は、系統側インピーダンスと発電機Ｄ側のインピ
ーダンスとの比に応じて分流するが、この高調波電流の
一部をロータリー・コンデンサとしての同期調相機が吸
収するため、電流・電圧波形の改善を図ることができ
る。特に、直列コンデンサＣsを適当な値に選べば、特
定次数の高調波に対しては発電機Ｇの誘導性リアクタン
スとの合成インピーダンスをほぼ零に近付けることがで
き、高調波電流の吸収効果を一層高めることが可能にな
る。
波電流は、系統側インピーダンスと発電機Ｄ側のインピ
ーダンスとの比に応じて分流するが、この高調波電流の
一部をロータリー・コンデンサとしての同期調相機が吸
収するため、電流・電圧波形の改善を図ることができ
る。特に、直列コンデンサＣsを適当な値に選べば、特
定次数の高調波に対しては発電機Ｇの誘導性リアクタン
スとの合成インピーダンスをほぼ零に近付けることがで
き、高調波電流の吸収効果を一層高めることが可能にな
る。
【００２１】なお、この実施例では発電機Ｇを同期調相
機として運転する際に補助用発電設備１内の駆動機Ｄに
より起動するようにしたので、同期調相機専用の起動手
段は不要である。但し、同期調相機用に専用の始動電動
機等を設けても良く、あるいは、受電変圧器Ｔrの二次
側に十分な電圧が確保できるのであれば、発電機Ｇに制
動巻線を付加して全電圧始動等を行っても良い。
機として運転する際に補助用発電設備１内の駆動機Ｄに
より起動するようにしたので、同期調相機専用の起動手
段は不要である。但し、同期調相機用に専用の始動電動
機等を設けても良く、あるいは、受電変圧器Ｔrの二次
側に十分な電圧が確保できるのであれば、発電機Ｇに制
動巻線を付加して全電圧始動等を行っても良い。
【００２２】また、同期調相運転している際に系統に停
電等が発生して電力の供給が断たれた場合には、適宜な
手段でこれを検出し、駆動機Ｄを直ちに起動させる。こ
の際、電源の消失によって発電機Ｇの回転数は徐々に低
下しているが、駆動機Ｄの回転数が同期速度に到達した
ら前記同様にクラッチ機構を繋ぎ、駆動機Ｄと発電機Ｇ
とを連結する。
電等が発生して電力の供給が断たれた場合には、適宜な
手段でこれを検出し、駆動機Ｄを直ちに起動させる。こ
の際、電源の消失によって発電機Ｇの回転数は徐々に低
下しているが、駆動機Ｄの回転数が同期速度に到達した
ら前記同様にクラッチ機構を繋ぎ、駆動機Ｄと発電機Ｇ
とを連結する。
【００２３】これにより、駆動機Ｄ及び発電機Ｇからな
る補助用発電設備１は非常用電源として動作するため、
負荷Ｌ1〜Ｌnに対し引き続き交流電力を供給することが
できる。特にこの場合には、停電後にも発電機Ｇが慣性
により回転を続けている状態で駆動機Ｄのみを立ち上
げ、その後、クラッチ機構により発電機Ｇに連結するの
で、非常用電源の起動に要する駆動機Ｄの出力エネルギ
ーも少なくて済み、非常用電源を早期に立ち上げること
ができる。
る補助用発電設備１は非常用電源として動作するため、
負荷Ｌ1〜Ｌnに対し引き続き交流電力を供給することが
できる。特にこの場合には、停電後にも発電機Ｇが慣性
により回転を続けている状態で駆動機Ｄのみを立ち上
げ、その後、クラッチ機構により発電機Ｇに連結するの
で、非常用電源の起動に要する駆動機Ｄの出力エネルギ
ーも少なくて済み、非常用電源を早期に立ち上げること
ができる。
【００２４】一方、通常運転からピークカット運転に切
り換える場合には、遮断器Ｓbを閉として系統から負荷
Ｌ1〜Ｌnに一定の電力を供給し、かつ遮断器Ｓcを閉と
して同期調相運転したまま、所定のタイミングで駆動機
Ｄを起動する。その後、上記停電時と同様にクラッチ機
構を繋ぎ、駆動機Ｄと発電機Ｇとを連結して運転する。
これにより、補助用発電設備１は系統と並列運転される
ことになり、負荷Ｌ1〜Ｌnによる需要電力の一部を補助
用発電設備１が分担することによってピークカット運転
が可能になる。なお、補助用発電設備１による系統との
並列運転時には、電圧や波形の一致、相回転方向や位相
の一致等、一般的な並行運転条件を満たすことが必要で
ある。
り換える場合には、遮断器Ｓbを閉として系統から負荷
Ｌ1〜Ｌnに一定の電力を供給し、かつ遮断器Ｓcを閉と
して同期調相運転したまま、所定のタイミングで駆動機
Ｄを起動する。その後、上記停電時と同様にクラッチ機
構を繋ぎ、駆動機Ｄと発電機Ｇとを連結して運転する。
これにより、補助用発電設備１は系統と並列運転される
ことになり、負荷Ｌ1〜Ｌnによる需要電力の一部を補助
用発電設備１が分担することによってピークカット運転
が可能になる。なお、補助用発電設備１による系統との
並列運転時には、電圧や波形の一致、相回転方向や位相
の一致等、一般的な並行運転条件を満たすことが必要で
ある。
【００２５】次に、本発明の他の実施例を図３、図４を
参照しつつ説明する。この実施例は、負荷から発生する
高調波の吸収手段に特徴を有している。すなわち、受電
変圧器Ｔrを三巻線変圧器とし、一次巻線により生じる
磁束と二次巻線により生じる磁束とが三次巻線において
加わり合うような巻線構成とした時、三次巻線のインピ
ーダンスＺ3は次式のように表される。 Ｚ3＝（Ｚ13＋Ｚ23−Ｚ12）／２
参照しつつ説明する。この実施例は、負荷から発生する
高調波の吸収手段に特徴を有している。すなわち、受電
変圧器Ｔrを三巻線変圧器とし、一次巻線により生じる
磁束と二次巻線により生じる磁束とが三次巻線において
加わり合うような巻線構成とした時、三次巻線のインピ
ーダンスＺ3は次式のように表される。 Ｚ3＝（Ｚ13＋Ｚ23−Ｚ12）／２
【００２６】なお、Ｚ13，Ｚ23，Ｚ12は、図４に示すよ
うな各巻線両端の合成インピーダンスであり、 Ｚ13＝Ｚ1＋Ｚ3 Ｚ23＝Ｚ2＋Ｚ3 Ｚ12＝Ｚ1＋Ｚ2 である。各インピーダンスはベクトル量であるが、便宜
上、本文及び図面中において“・（ドット）”を省略し
てある。
うな各巻線両端の合成インピーダンスであり、 Ｚ13＝Ｚ1＋Ｚ3 Ｚ23＝Ｚ2＋Ｚ3 Ｚ12＝Ｚ1＋Ｚ2 である。各インピーダンスはベクトル量であるが、便宜
上、本文及び図面中において“・（ドット）”を省略し
てある。
【００２７】従って、図３に示すように受電変圧器Ｔr
の三次巻線を遮断器Ｓcを介して発電機Ｇに接続し、前
記インピーダンスＺ3と発電機Ｇの電機子巻線によるイ
ンピーダンスＺGとの合成インピーダンスが零になるよ
うに（Ｚ3＝−ＺG）各インピーダンスを決定すれば、発
電機Ｇ側のインピーダンスをほぼ零にすることができ
る。これにより、負荷からの高調波電流を系統側に流出
させることなく、ほぼ全量を発電機Ｇ（同期調相機）に
よって吸収することが可能になる。
の三次巻線を遮断器Ｓcを介して発電機Ｇに接続し、前
記インピーダンスＺ3と発電機Ｇの電機子巻線によるイ
ンピーダンスＺGとの合成インピーダンスが零になるよ
うに（Ｚ3＝−ＺG）各インピーダンスを決定すれば、発
電機Ｇ側のインピーダンスをほぼ零にすることができ
る。これにより、負荷からの高調波電流を系統側に流出
させることなく、ほぼ全量を発電機Ｇ（同期調相機）に
よって吸収することが可能になる。
【００２８】図示されていないが、他の高調波吸収手段
としては、発電機Ｇのインピーダンスを小さくしたり、
あるいは受電点から系統寄りの位置にバッファリアクト
ルを挿入して系統側インピーダンスを大きくする等の方
法が考えられる。
としては、発電機Ｇのインピーダンスを小さくしたり、
あるいは受電点から系統寄りの位置にバッファリアクト
ルを挿入して系統側インピーダンスを大きくする等の方
法が考えられる。
【００２９】前記実施例では、駆動機Ｄの出力軸１６と
発電機Ｇの回転軸１１との連結及び切り離しを行うクラ
ッチ機構としてエアクラッチを使用しているため、駆動
機Ｄの起動機関に送るエアの供給源をこのクラッチ機構
にも共用することができる。従って、機器の有効利用が
図れ、低コスト化、小形化に寄与するものである。な
お、クラッチとしては他の機械式、電気式のものであっ
ても良い。
発電機Ｇの回転軸１１との連結及び切り離しを行うクラ
ッチ機構としてエアクラッチを使用しているため、駆動
機Ｄの起動機関に送るエアの供給源をこのクラッチ機構
にも共用することができる。従って、機器の有効利用が
図れ、低コスト化、小形化に寄与するものである。な
お、クラッチとしては他の機械式、電気式のものであっ
ても良い。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来、平
常時に停止していた補助用発電設備内の同期発電機を同
期調相機として連続的に常時、運転し、界磁電流の調節
によって進み電流または遅れ電流をとるようにしたた
め、受電点の力率をステップレスでほぼ１に近付けて力
率の改善を図ることができる。従って、需要家にとって
は契約電力を最小限にすることができると共に基本料金
の低減が可能になり、経済的効果も大きい。
常時に停止していた補助用発電設備内の同期発電機を同
期調相機として連続的に常時、運転し、界磁電流の調節
によって進み電流または遅れ電流をとるようにしたた
め、受電点の力率をステップレスでほぼ１に近付けて力
率の改善を図ることができる。従って、需要家にとって
は契約電力を最小限にすることができると共に基本料金
の低減が可能になり、経済的効果も大きい。
【００３１】負荷の軽重に応じて進み電流または遅れ電
流を流すことにより、受電点における電圧の安定化が可
能であり、ＡＶＲ機能と相俟って電子機器等の負荷の安
定動作を確保することができる。また、力率改善等を並
列コンデンサに全面的に依存しなくても済むため、並列
コンデンサの入り切りの頻度が減少し、サージ電圧の発
生を防ぐことができる。
流を流すことにより、受電点における電圧の安定化が可
能であり、ＡＶＲ機能と相俟って電子機器等の負荷の安
定動作を確保することができる。また、力率改善等を並
列コンデンサに全面的に依存しなくても済むため、並列
コンデンサの入り切りの頻度が減少し、サージ電圧の発
生を防ぐことができる。
【００３２】更に、同期調相機自体が高調波吸収作用を
行うほか、発電機と配電線との間に直列コンデンサ等の
高調波吸収手段を挿入し、発電機側インピーダンスを系
統側インピーダンスよりも小さくすることにより、負荷
から発生する高調波電流の大部分を同期調相機にて吸収
することができ、電圧、電流波形の改善により系統の電
力品質を向上させることが可能である。
行うほか、発電機と配電線との間に直列コンデンサ等の
高調波吸収手段を挿入し、発電機側インピーダンスを系
統側インピーダンスよりも小さくすることにより、負荷
から発生する高調波電流の大部分を同期調相機にて吸収
することができ、電圧、電流波形の改善により系統の電
力品質を向上させることが可能である。
【００３３】従来では一時的かつ短時間しか運転されて
いなかった補助用発電設備内の発電機を連続運転するこ
とになるため、設備利用率を大幅に高めることができ
る。同時に、同期調相機として運転される発電機を同一
の駆動機により起動すれば、機器の有効利用が図られ、
また、エアクラッチの使用により駆動機のエア供給源を
共用できる等の利点がある。
いなかった補助用発電設備内の発電機を連続運転するこ
とになるため、設備利用率を大幅に高めることができ
る。同時に、同期調相機として運転される発電機を同一
の駆動機により起動すれば、機器の有効利用が図られ、
また、エアクラッチの使用により駆動機のエア供給源を
共用できる等の利点がある。
【図１】本発明の一実施例が適用される需要家内の回路
構成を示す単線図である。
構成を示す単線図である。
【図２】本発明の実施例におけるクラッチ機構の説明図
である。
である。
【図３】本発明の他の実施例における主要部の回路構成
図である。
図である。
【図４】図３の等価回路図である。
【図５】従来の技術を説明するための単線図である。
Ｄ 駆動機 Ｇ 同期発電機 ＥＸ 励磁機 Ｔr 受電変圧器 Ｓb，Ｓc，Ｓ1〜Ｓn 遮断器 Ｃs 直列コンデンサ Ｃ1〜Ｃn 並列コンデンサ Ｌ1〜Ｌn 負荷 Ｂ 配電線 １ 補助用発電設備 １１ 回転軸 １１ａ エアホール １２ リム １３ チューブ １４ シュー １５ ドラム １６ 出力軸 １７ 回転継手 １８ モータ １９ コンプレッサ ２０ エアタンク ２１，２２ 減圧弁 ２３，２４ 配管
Claims (4)
- 【請求項１】 受電変圧器を介して電力系統に接続され
た需要家内に設置され、かつ、同期発電機とその駆動機
とを備えると共に、必要に応じ前記同期発電機を駆動機
により駆動して需要家内の負荷に交流電力を供給する補
助用発電設備において、 前記同期発電機を、同期調相機として常時運転すること
を特徴とする補助用発電設備。 - 【請求項２】 同期調相機として運転される同期発電機
の起動手段が、前記駆動機である請求項１記載の補助用
発電設備。 - 【請求項３】 駆動機の出力軸と同期発電機の回転軸と
の連結及び切離しを、エア圧力により動作するエアクラ
ッチにより行う請求項２記載の補助用発電設備。 - 【請求項４】 受電点から見た同期発電機側インピーダ
ンスを電力系統側インピーダンスよりも小さくして負荷
から発生する高調波電流を同期調相機により吸収する手
段を備えた請求項１，２または３記載の補助用発電設
備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4315916A JPH06153402A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 補助用発電設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4315916A JPH06153402A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 補助用発電設備 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06153402A true JPH06153402A (ja) | 1994-05-31 |
Family
ID=18071150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4315916A Withdrawn JPH06153402A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 補助用発電設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06153402A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008061351A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Toshiba Corp | 電源切換システム |
| JP2016130112A (ja) * | 2015-01-15 | 2016-07-21 | 西芝電機株式会社 | 船舶の陸電供給システム |
| JP2016154441A (ja) * | 2016-04-08 | 2016-08-25 | 西芝電機株式会社 | 船舶の陸電供給システム |
| JP2017085811A (ja) * | 2015-10-29 | 2017-05-18 | 西芝電機株式会社 | 同期コンデンサシステム |
-
1992
- 1992-10-30 JP JP4315916A patent/JPH06153402A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008061351A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Toshiba Corp | 電源切換システム |
| JP2016130112A (ja) * | 2015-01-15 | 2016-07-21 | 西芝電機株式会社 | 船舶の陸電供給システム |
| JP2017085811A (ja) * | 2015-10-29 | 2017-05-18 | 西芝電機株式会社 | 同期コンデンサシステム |
| JP2016154441A (ja) * | 2016-04-08 | 2016-08-25 | 西芝電機株式会社 | 船舶の陸電供給システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000104 |