JPH0624894Y2 - アーク炉のフリッカ抑制回路 - Google Patents
アーク炉のフリッカ抑制回路Info
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- JPH0624894Y2 JPH0624894Y2 JP9747089U JP9747089U JPH0624894Y2 JP H0624894 Y2 JPH0624894 Y2 JP H0624894Y2 JP 9747089 U JP9747089 U JP 9747089U JP 9747089 U JP9747089 U JP 9747089U JP H0624894 Y2 JPH0624894 Y2 JP H0624894Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flicker
- arc furnace
- reactive power
- voltage
- transformer
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- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案はアーク炉のフリッカ抑制回路に関するものであ
る。
る。
＜従来の技術・その課題＞ 一般にアーク炉、溶接機、圧延機等は急激な電気的負荷
変動に起因する電圧動揺によって、同一系統に接続され
た電灯やテレビに対してチラツキ感を与える（この現象
をフリッカと称する）。
変動に起因する電圧動揺によって、同一系統に接続され
た電灯やテレビに対してチラツキ感を与える（この現象
をフリッカと称する）。
アーク炉で発生するフリッカは、『電気学会技術報告
（II部）第72号、製鋼用アーク炉と電力供給に関する最
近の動向（昭和53年12月）』によって次のように示され
ている。
（II部）第72号、製鋼用アーク炉と電力供給に関する最
近の動向（昭和53年12月）』によって次のように示され
ている。
ここで、ΔV10maxはΔV10の予測最大値(100Vベース：
V)，ＸＳはクリティカルブスから電源側をみたリアクタ
ンス（10MVAベース：％）、ＸＬはクリティカルブスか
らアーク炉までのリアクタンス（10MVAベース：％）、
ＸＦはアーク炉リアクタンス（10MVAベース：％）、θ
Ｓは電極短絡時の回路インピーダンス角、θＲは平常運
転時の回路インピーダンス角、Ｋは比例定数（＝1/3.6)
である。そして、新しいフリッカ許容値として、Ｉグル
ープではΔV10の最大値で0.45V、IIグループでは0.58V
を採用している。
V)，ＸＳはクリティカルブスから電源側をみたリアクタ
ンス（10MVAベース：％）、ＸＬはクリティカルブスか
らアーク炉までのリアクタンス（10MVAベース：％）、
ＸＦはアーク炉リアクタンス（10MVAベース：％）、θ
Ｓは電極短絡時の回路インピーダンス角、θＲは平常運
転時の回路インピーダンス角、Ｋは比例定数（＝1/3.6)
である。そして、新しいフリッカ許容値として、Ｉグル
ープではΔV10の最大値で0.45V、IIグループでは0.58V
を採用している。
一方、アーク炉はその容量の増大につれて、アーク炉リ
アクタンス（10MVAベース：％）ＸＦが減少するので、
フリッカΔV10maxは増大し、その許容値を超過するに至
る。この傾向はクリティカルブスから電源側をみたリア
クタンス（10MVAベース：％）ＸＳが大きい程著しいこ
とは前式からも容易に推測されうる。超過するフリッカ
を許容値に抑制するために無効電力制御設備が受電点ま
たはそれを降圧した20〜30kV系統に設置される。無効電
力制御設備にはいろいろの方式のものがあるが最も一般
的なものを第２図に示す。第２図に示すものは静止型無
効電力制御設備の１種であって、サイリスタ利用リアク
トル制御方式と称されるものである。アーク炉回路２に
進相コンデンサ（フィルタ）31とサイリスタで制御され
るリアクトル32を並列に接続し、計器用変圧器PTおよび
計器用変成器CTによって電圧ないし電流を検出し、検出
演算器33によって電圧・無効電力の変動を検出演算し、
変動するアーク炉回路２の誘導性無効電力とサイリスタ
で制御されたリアクトル32での誘導性無効電力の和が、
進相コンデンサ31の容量性無効電力に等しくなるよう
に、サイリスタ点弧回路34からの指令によってサイリス
タを位相制御し、リアクトル32の実効容量を制御する。
アクタンス（10MVAベース：％）ＸＦが減少するので、
フリッカΔV10maxは増大し、その許容値を超過するに至
る。この傾向はクリティカルブスから電源側をみたリア
クタンス（10MVAベース：％）ＸＳが大きい程著しいこ
とは前式からも容易に推測されうる。超過するフリッカ
を許容値に抑制するために無効電力制御設備が受電点ま
たはそれを降圧した20〜30kV系統に設置される。無効電
力制御設備にはいろいろの方式のものがあるが最も一般
的なものを第２図に示す。第２図に示すものは静止型無
効電力制御設備の１種であって、サイリスタ利用リアク
トル制御方式と称されるものである。アーク炉回路２に
進相コンデンサ（フィルタ）31とサイリスタで制御され
るリアクトル32を並列に接続し、計器用変圧器PTおよび
計器用変成器CTによって電圧ないし電流を検出し、検出
演算器33によって電圧・無効電力の変動を検出演算し、
変動するアーク炉回路２の誘導性無効電力とサイリスタ
で制御されたリアクトル32での誘導性無効電力の和が、
進相コンデンサ31の容量性無効電力に等しくなるよう
に、サイリスタ点弧回路34からの指令によってサイリス
タを位相制御し、リアクトル32の実効容量を制御する。
しかしながら、これらサイリスタ利用リアクトル制御方
式を含む無効電力制御設備は原理上さけることのできな
い電圧・無効電力変動の検出の遅れ、サイリスタの位相
制御の遅れによって、フリッカ改善度に自ずから限界が
生じる。第３図は前記電気学会技術報告に示されている
各メーカーのフリッカ改善度特性である。抑制（補償）
装置容量の増加につれて改善度の向上は鈍化し、大約70
％で飽和し、もはやそれ以上はいくら抑制装置容量を増
加しても達し得なく、場合によってはフリッカ改善度の
要求が充足されない現状にある。
式を含む無効電力制御設備は原理上さけることのできな
い電圧・無効電力変動の検出の遅れ、サイリスタの位相
制御の遅れによって、フリッカ改善度に自ずから限界が
生じる。第３図は前記電気学会技術報告に示されている
各メーカーのフリッカ改善度特性である。抑制（補償）
装置容量の増加につれて改善度の向上は鈍化し、大約70
％で飽和し、もはやそれ以上はいくら抑制装置容量を増
加しても達し得なく、場合によってはフリッカ改善度の
要求が充足されない現状にある。
＜考案が解決しようとする課題＞ 以上に述べたことを要約すれば解決すべき課題は、必要
に応じて、現状でのアーク炉のフリッカ抑制装置の改善
度の到達限度（約70％）を超過するアーク炉のフリッカ
抑制回路を提供することにある。
に応じて、現状でのアーク炉のフリッカ抑制装置の改善
度の到達限度（約70％）を超過するアーク炉のフリッカ
抑制回路を提供することにある。
＜課題を解決するための手段＞ 上記課題を達成するために、この考案はアーク炉への電
力供給回路において、受電点からアーク炉間を変圧器を
介して複数の電圧階級に区分し、各電圧区分毎に閉ルー
プを形成する静止型無効電力制御設備を設けて，これら
を縦続形成してなることを特徴とする。
力供給回路において、受電点からアーク炉間を変圧器を
介して複数の電圧階級に区分し、各電圧区分毎に閉ルー
プを形成する静止型無効電力制御設備を設けて，これら
を縦続形成してなることを特徴とする。
＜作用＞ 本考案のアーク炉のフリッカ抑制回路においては、アー
ク炉への電力供給回路において、受電点からアーク炉間
を変圧器を介して複数の電圧階級に区分し、各電圧区分
毎に閉ループを形成する静止型無効電力制御設備を設け
たので、フリッカ改善度の到達限度のある各フリッカ抑
制装置を縦続接続可能とし、その総合改善度αＴはαＴ
＝α１＋（１−α１）α２＋（１−α１）（１−α２）
α３＋………＋（１−α１）（１−α２）…（１−α
ｎ−１）αｎとなって、各電圧区分毎のフリッカの改善
が加算される。ここで、α１、α２、α３、…αｎは第
１，２，３…ｎ電圧区分のフリッカ改善度である。即
ち、本考案の静止型無効電力制御設備の縦続接続回路に
於いては、その総合フリッカ改善度置αＴは従来の静止
型無効電力制御設備単基の改善度α１、α２、α３、…
αｎに比して著しく向上される。
ク炉への電力供給回路において、受電点からアーク炉間
を変圧器を介して複数の電圧階級に区分し、各電圧区分
毎に閉ループを形成する静止型無効電力制御設備を設け
たので、フリッカ改善度の到達限度のある各フリッカ抑
制装置を縦続接続可能とし、その総合改善度αＴはαＴ
＝α１＋（１−α１）α２＋（１−α１）（１−α２）
α３＋………＋（１−α１）（１−α２）…（１−α
ｎ−１）αｎとなって、各電圧区分毎のフリッカの改善
が加算される。ここで、α１、α２、α３、…αｎは第
１，２，３…ｎ電圧区分のフリッカ改善度である。即
ち、本考案の静止型無効電力制御設備の縦続接続回路に
於いては、その総合フリッカ改善度置αＴは従来の静止
型無効電力制御設備単基の改善度α１、α２、α３、…
αｎに比して著しく向上される。
＜実施例＞ 以下、この考案の一実施例を第１図に基ずいて説明す
る。図はフリッカ抑制を行う電圧階級を２区分としたも
のである。電源１からクリティカルブスＡを経由して受
電点Ｂに達したアーク炉用電力電源は変圧器４によって
降圧されて（通常20〜30kV)，アーク炉２に供給され
る。受電点Ｂと変圧器４間および変圧器４とアーク炉２
間には、それぞれ、電圧・電流を検出する計器用変成PT
1とCT1およびPT2とCT2が形成され、それぞれの静止型無
効電力制御設備３および５によって、それぞれの区間の
電圧・無効電力の変動が検出演算され、それぞれの区間
のフリッカが抑制制御される。
る。図はフリッカ抑制を行う電圧階級を２区分としたも
のである。電源１からクリティカルブスＡを経由して受
電点Ｂに達したアーク炉用電力電源は変圧器４によって
降圧されて（通常20〜30kV)，アーク炉２に供給され
る。受電点Ｂと変圧器４間および変圧器４とアーク炉２
間には、それぞれ、電圧・電流を検出する計器用変成PT
1とCT1およびPT2とCT2が形成され、それぞれの静止型無
効電力制御設備３および５によって、それぞれの区間の
電圧・無効電力の変動が検出演算され、それぞれの区間
のフリッカが抑制制御される。
静止型無効電力制御設備３または５は第２図に示すよう
な機器構成、制御形態のものが適用される。アーク炉２
の運転によって発生するフリッカは、計器用変成器PT2
および計器用変成器CT2によって電圧ないし電流が検出
され、静止型無効電力制御設備５内の検出演算器（図示
せず、第２図の33に相当）によって電圧・無効電力の変
動を検出演算し、変動するアーク炉回路２の誘導性無効
電力とサイリスタで制御されたリアクトル（図示せず、
第２図の32に相当）での誘導性無効電力の和が、進相コ
ンデンサ（図示せず、第２図の31に相当）の容量性無効
電力に等しくなるように、サイリスタ点弧回路（図示せ
ず、第２図の34に相当）からの指令によってサイリスタ
を位相制御し、リアクトルの実効容量を制御して、変圧
器４とアーク炉２間に表われるフリッカを抑制する。こ
の場合の静止型無効電力制御設備５のフリッカ改善度α
１は前記したように最大約0.7であり、受電点Ｂと変圧
器４間には(1-α１）（約0.3以上）が漏れ発生する。
な機器構成、制御形態のものが適用される。アーク炉２
の運転によって発生するフリッカは、計器用変成器PT2
および計器用変成器CT2によって電圧ないし電流が検出
され、静止型無効電力制御設備５内の検出演算器（図示
せず、第２図の33に相当）によって電圧・無効電力の変
動を検出演算し、変動するアーク炉回路２の誘導性無効
電力とサイリスタで制御されたリアクトル（図示せず、
第２図の32に相当）での誘導性無効電力の和が、進相コ
ンデンサ（図示せず、第２図の31に相当）の容量性無効
電力に等しくなるように、サイリスタ点弧回路（図示せ
ず、第２図の34に相当）からの指令によってサイリスタ
を位相制御し、リアクトルの実効容量を制御して、変圧
器４とアーク炉２間に表われるフリッカを抑制する。こ
の場合の静止型無効電力制御設備５のフリッカ改善度α
１は前記したように最大約0.7であり、受電点Ｂと変圧
器４間には(1-α１）（約0.3以上）が漏れ発生する。
そこで、この区間でもこの漏れフリッカに対して、電圧
・電流をPT1・CT1によって検出し、静止型無効電力制御
設備３によって、静止型無効電力制御設備５と同様の抑
制制御を行う。静止型無効電力制御設備３の改善度をα
20とすれば、ここで抑制されるフリッカは（１−α１）
α２０(=0.3×0.7=0.21)となり、静止型無効電力制御設
備３と５を総合すれば約90％の改善が可能となる。
・電流をPT1・CT1によって検出し、静止型無効電力制御
設備３によって、静止型無効電力制御設備５と同様の抑
制制御を行う。静止型無効電力制御設備３の改善度をα
20とすれば、ここで抑制されるフリッカは（１−α１）
α２０(=0.3×0.7=0.21)となり、静止型無効電力制御設
備３と５を総合すれば約90％の改善が可能となる。
本考案のフリッカ抑制回路は上記静止型無効電力制御設
備３と５の縦続接続による効果に加えて受電点Ｂとアー
ク炉２間に挿入される変圧器４によるフリッカ抑制効果
がある。これは、フリッカΔV10maxを示す前記式の分母
に位置するリアクタンスＸＬが変圧器４を挿入すること
によって増加し、結果的にΔV10maxを小さくすることに
よって理解される。
備３と５の縦続接続による効果に加えて受電点Ｂとアー
ク炉２間に挿入される変圧器４によるフリッカ抑制効果
がある。これは、フリッカΔV10maxを示す前記式の分母
に位置するリアクタンスＸＬが変圧器４を挿入すること
によって増加し、結果的にΔV10maxを小さくすることに
よって理解される。
以上、本考案を変圧器４を１基、フリッカ抑制区分を２
として説明したが、それでも必要な改善が期待されない
場合は更に変圧器、静止型無効電力制御設備の組み合わ
せを縦続付加することによって、より効果的なフリッカ
抑制が行える。
として説明したが、それでも必要な改善が期待されない
場合は更に変圧器、静止型無効電力制御設備の組み合わ
せを縦続付加することによって、より効果的なフリッカ
抑制が行える。
なお、本実施例は静止型無効電力制御設備がサイリスタ
利用リアクトル制御方式の場合のものであるが、アクテ
ィブフィルタ方式または双方を併用した装置にも適用で
きる。またさらに、本考案は上記したアーク炉に限定さ
れるものではなくて、例えば各種金属の精錬炉、溶接
機、圧延機にも適用できるものである。
利用リアクトル制御方式の場合のものであるが、アクテ
ィブフィルタ方式または双方を併用した装置にも適用で
きる。またさらに、本考案は上記したアーク炉に限定さ
れるものではなくて、例えば各種金属の精錬炉、溶接
機、圧延機にも適用できるものである。
＜考案の効果＞ 以上説明したように、本考案は、アーク炉への電力供給
回路において、受電点からアーク炉間を変圧器を介して
複数の電圧階級を区分し、各電圧区分毎に閉ループを形
成する静止型無効電力制御設備を設け、フリッカ改善度
の到達限度のある各フリッカ抑制装置を縦続接続可能と
したので、総合フリッカ改善度は著しく向上する。
回路において、受電点からアーク炉間を変圧器を介して
複数の電圧階級を区分し、各電圧区分毎に閉ループを形
成する静止型無効電力制御設備を設け、フリッカ改善度
の到達限度のある各フリッカ抑制装置を縦続接続可能と
したので、総合フリッカ改善度は著しく向上する。
第１図は本考案の一実施例を示すフリッカ抑制装置の要
部機器系統図である。第２図，第３図は従来のフリッカ
抑制装置の系統図およびそのフリッカ改善度の特性図で
ある。 １…電源 ２…アーク炉 ３、５…静止型無効電力制御設備 ４…変圧器 Ａ…クリティカルブス Ｂ…受電点
部機器系統図である。第２図，第３図は従来のフリッカ
抑制装置の系統図およびそのフリッカ改善度の特性図で
ある。 １…電源 ２…アーク炉 ３、５…静止型無効電力制御設備 ４…変圧器 Ａ…クリティカルブス Ｂ…受電点
Claims (1)
- 【請求項１】アーク炉への電力供給回路において、受電
点からアーク炉間を変圧器を介して複数の電圧階級に区
分し、各電圧区分毎に閉ループを形成する静止型無効電
力制御設備を設けてなるアーク炉フリッカ抑制回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9747089U JPH0624894Y2 (ja) | 1989-08-23 | 1989-08-23 | アーク炉のフリッカ抑制回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9747089U JPH0624894Y2 (ja) | 1989-08-23 | 1989-08-23 | アーク炉のフリッカ抑制回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0337516U JPH0337516U (ja) | 1991-04-11 |
| JPH0624894Y2 true JPH0624894Y2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=31646609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9747089U Expired - Lifetime JPH0624894Y2 (ja) | 1989-08-23 | 1989-08-23 | アーク炉のフリッカ抑制回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0624894Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5991327A (en) * | 1995-10-26 | 1999-11-23 | Inverpower Controls Ltd. | Smart predictive line controller for AC and DC electric arc furnaces |
-
1989
- 1989-08-23 JP JP9747089U patent/JPH0624894Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0337516U (ja) | 1991-04-11 |
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