JPH07170664A - 無効負荷変動に対して電源回路網を安定化する方法および無効電力補償装置 - Google Patents
無効負荷変動に対して電源回路網を安定化する方法および無効電力補償装置Info
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- JPH07170664A JPH07170664A JP6188469A JP18846994A JPH07170664A JP H07170664 A JPH07170664 A JP H07170664A JP 6188469 A JP6188469 A JP 6188469A JP 18846994 A JP18846994 A JP 18846994A JP H07170664 A JPH07170664 A JP H07170664A
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- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
- H02J3/1892—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks the arrangements being an integral part of the load, e.g. a motor, or of its control circuit
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 無効負荷変動を良好に補償するように、電源
装置あるいは電源回路網を電気装置あるいは可変無効負
荷を有する設備の無効負荷変動に対して安定化するため
の方法および無効電力補償装置を提供する。 【構成】 可変無効電力の設備８，容量性無効電力のフ
ィルタ分岐路４，４′，制御可能な弁２８を有する無効
電力補償装置３１を設け、入力側で全電流強度ｉ 33を検
出する変流器３３に、また出力側で無効電力補償器３１
の制御可能な弁２８に接続する位相角調整器３５が設
け、制御信号あるいは調整量信号αist により電流強度
を所定の電流目標値ｉsollまたは無効電力目標値Ｑ
soll8 に調整し、前記電気設備８中に生じる無効電力変
動を調整量信号αist および電流実測値信号ｉist ある
いはこの設備８の電流目標値ｉsollに応じて補償し、前
記設備８を流れる電流の外に、前記無効電力補償装置
４，４′を流れる電流も含む全電流強度ｉ33に応じて無
効電力変動を補償する。
装置あるいは電源回路網を電気装置あるいは可変無効負
荷を有する設備の無効負荷変動に対して安定化するため
の方法および無効電力補償装置を提供する。 【構成】 可変無効電力の設備８，容量性無効電力のフ
ィルタ分岐路４，４′，制御可能な弁２８を有する無効
電力補償装置３１を設け、入力側で全電流強度ｉ 33を検
出する変流器３３に、また出力側で無効電力補償器３１
の制御可能な弁２８に接続する位相角調整器３５が設
け、制御信号あるいは調整量信号αist により電流強度
を所定の電流目標値ｉsollまたは無効電力目標値Ｑ
soll8 に調整し、前記電気設備８中に生じる無効電力変
動を調整量信号αist および電流実測値信号ｉist ある
いはこの設備８の電流目標値ｉsollに応じて補償し、前
記設備８を流れる電流の外に、前記無効電力補償装置
４，４′を流れる電流も含む全電流強度ｉ33に応じて無
効電力変動を補償する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、制御信号あるいは調
整量信号により電流強度を所定の電流目標値または無効
電力目標値に調整し、前記少なくとも一つの電気設備中
に生じる無効電力変動を調整量信号および電流実測値信
号あるいはこの設備の電流目標値に応じて補償する、少
なくとも一つの電気装置あるいは可変無効負荷の設備の
無効負荷変動に対してで電源装置または電源回路網を安
定化する方法および可変無効電力の少なくとも一つの設
備、容量性無効電力の少なくとも一つのフィルタ分岐
路、少なくとも一つの制御可能な弁を有する少なくとも
一つの無効電力補償装置を設けた無効電力補償装置に関
する。
整量信号により電流強度を所定の電流目標値または無効
電力目標値に調整し、前記少なくとも一つの電気設備中
に生じる無効電力変動を調整量信号および電流実測値信
号あるいはこの設備の電流目標値に応じて補償する、少
なくとも一つの電気装置あるいは可変無効負荷の設備の
無効負荷変動に対してで電源装置または電源回路網を安
定化する方法および可変無効電力の少なくとも一つの設
備、容量性無効電力の少なくとも一つのフィルタ分岐
路、少なくとも一つの制御可能な弁を有する少なくとも
一つの無効電力補償装置を設けた無効電力補償装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】特許請求の範囲第１項の前段の構成にあ
って、この発明は米国特許第 5,155,740号明細書で知ら
れているような従来の技術に関連している。この明細書
では、直流アーク炉のフリッカー補償装置が開示されて
いる。この装置では、無効負荷の制御がアーク炉の検出
された無効電力に応じてしか行われていない。
って、この発明は米国特許第 5,155,740号明細書で知ら
れているような従来の技術に関連している。この明細書
では、直流アーク炉のフリッカー補償装置が開示されて
いる。この装置では、無効負荷の制御がアーク炉の検出
された無効電力に応じてしか行われていない。
【０００３】この補償では、濾波分岐路と補助装置内の
電流を計算に入れていない。電極電流が少ない場合、炉
の無効電力は低く過ぎるほどになる。コンデンサバンク
が固設されていると、これは過補償となり、しばしば電
源供給社によって受け入れることができない。
電流を計算に入れていない。電極電流が少ない場合、炉
の無効電力は低く過ぎるほどになる。コンデンサバンク
が固設されていると、これは過補償となり、しばしば電
源供給社によって受け入れることができない。
【０００４】刊行物 No. CH-IT 123 090 Dの Konpensat
ionanlagen fuer die Industrie （産業用の補償設備）
BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cieのスイス
社（現在、Asea Brown Boveri AG), CH-5401バーデン/
スイス, 1983年 12 月, 第 1〜 12 頁により、アーク炉
を運転する場合に生じる無効負荷の変動を３個の空心チ
ョークコイルから成る三相リアクトルでサイリスタ交流
制御器を介して各相に対して個々に制御することが知ら
れている。この制御は電源電圧、アーク炉と補償設備の
電流値およびリアクトル電流の目標値に応じて行われ
る。このリアクトルに並列にコンデンサが接続されてい
る。これ等のコンデンサは、直列のチョークコイル、お
よび、場合によって、無効電力源であり同時にフィルタ
である減衰提供と共に、種々の次数の高調波電流を吸収
する働きをする。この場合、リアクトルの可変無効負荷
と電力消費体の可変無効負荷は、両方の無効負荷の和が
一定になり、固定コンデンサ群の一定の容量性の無効電
力と共に所望の cosφ値を与えるように、加算される。
ionanlagen fuer die Industrie （産業用の補償設備）
BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cieのスイス
社（現在、Asea Brown Boveri AG), CH-5401バーデン/
スイス, 1983年 12 月, 第 1〜 12 頁により、アーク炉
を運転する場合に生じる無効負荷の変動を３個の空心チ
ョークコイルから成る三相リアクトルでサイリスタ交流
制御器を介して各相に対して個々に制御することが知ら
れている。この制御は電源電圧、アーク炉と補償設備の
電流値およびリアクトル電流の目標値に応じて行われ
る。このリアクトルに並列にコンデンサが接続されてい
る。これ等のコンデンサは、直列のチョークコイル、お
よび、場合によって、無効電力源であり同時にフィルタ
である減衰提供と共に、種々の次数の高調波電流を吸収
する働きをする。この場合、リアクトルの可変無効負荷
と電力消費体の可変無効負荷は、両方の無効負荷の和が
一定になり、固定コンデンサ群の一定の容量性の無効電
力と共に所望の cosφ値を与えるように、加算される。
【０００５】制御ないしは調整量を測定して解析するこ
とにより、5 msの系の比較的長い平均不感時間が生じ
る。欧州特許第 A1-0 498 239 号明細書によれば、二つ
の制御回路を有する直流電源でアーク炉を制御すること
が知られている。電流制御装置が所定の電流目標値に応
じて一定電流を供給する。電極制御回路は電極の位置、
従ってアークの長さに影響を与える。アークが長くなる
と、電流制御器は電流が一定になるように、電圧を高め
るか、あるいは整流装置を動作させる必要がある。しか
し、これは、電圧リザーバーがある限り可能である。電
極の制御は適合できる直流電圧制御器によって行われ
る。直流電圧の実測値としてアーク電圧が使用される。
このアーク電圧は減衰ヒニットを介して比較器あるいは
加算器に導入される。直流電圧目標値は変圧器の電圧段
と電極電流を考慮して各動点に対してその都度計算され
る必要がある。この目標値は、先ず、変換トランスの変
換段、従って変換器の電圧範囲に応じて、変換器が定常
状態でせいぜい整流器の限界値以下で運転されるよう
に、リミターで制限される。この目標値は、電圧目標値
の急激な変化で実測値の過振動とならないようにするた
め、平滑化されて加算器に導入され、これはアークの途
切れを与える。ここでは、無効電力の変動を補償するこ
とに関して説明していない。
とにより、5 msの系の比較的長い平均不感時間が生じ
る。欧州特許第 A1-0 498 239 号明細書によれば、二つ
の制御回路を有する直流電源でアーク炉を制御すること
が知られている。電流制御装置が所定の電流目標値に応
じて一定電流を供給する。電極制御回路は電極の位置、
従ってアークの長さに影響を与える。アークが長くなる
と、電流制御器は電流が一定になるように、電圧を高め
るか、あるいは整流装置を動作させる必要がある。しか
し、これは、電圧リザーバーがある限り可能である。電
極の制御は適合できる直流電圧制御器によって行われ
る。直流電圧の実測値としてアーク電圧が使用される。
このアーク電圧は減衰ヒニットを介して比較器あるいは
加算器に導入される。直流電圧目標値は変圧器の電圧段
と電極電流を考慮して各動点に対してその都度計算され
る必要がある。この目標値は、先ず、変換トランスの変
換段、従って変換器の電圧範囲に応じて、変換器が定常
状態でせいぜい整流器の限界値以下で運転されるよう
に、リミターで制限される。この目標値は、電圧目標値
の急激な変化で実測値の過振動とならないようにするた
め、平滑化されて加算器に導入され、これはアークの途
切れを与える。ここでは、無効電力の変動を補償するこ
とに関して説明していない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、無
効負荷変動を更に良好に補償するように、電源装置ある
いは電源回路網を、冒頭に述べた種類の少なくとも一つ
の電気装置あるいは可変無効負荷設備の無効負荷変動に
対して安定化するための方法および無効電力補償装置を
提供することにある。
効負荷変動を更に良好に補償するように、電源装置ある
いは電源回路網を、冒頭に述べた種類の少なくとも一つ
の電気装置あるいは可変無効負荷設備の無効負荷変動に
対して安定化するための方法および無効電力補償装置を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、a) 制御信号あるいは調整量信号αist により
電流強度を所定の電流目標値ｉso llまたは無効電力目標
値Ｑsoll8 に調整し、b) その場合、前記少なくとも一
つの電気設備中に生じる無効電力変動を調整量信号α
ist に応じて、c) 電流実測値信号ｉist あるいはこの
設備８の電流目標値ｉsollに応じて補償し、d) 少なく
とも一つの設備８を流れる電流の外に、少なくとも一つ
の無効電力補償装置４，４′を流れる電流も含む全電流
強度ｉ33に応じて無効電力変動を補償する、少なくとも
一つの電気装置あるいは可変無効負荷の設備８の無効負
荷変動に対してで電源装置または電源回路網１を安定化
する方法によって解決されている。
により、a) 制御信号あるいは調整量信号αist により
電流強度を所定の電流目標値ｉso llまたは無効電力目標
値Ｑsoll8 に調整し、b) その場合、前記少なくとも一
つの電気設備中に生じる無効電力変動を調整量信号α
ist に応じて、c) 電流実測値信号ｉist あるいはこの
設備８の電流目標値ｉsollに応じて補償し、d) 少なく
とも一つの設備８を流れる電流の外に、少なくとも一つ
の無効電力補償装置４，４′を流れる電流も含む全電流
強度ｉ33に応じて無効電力変動を補償する、少なくとも
一つの電気装置あるいは可変無効負荷の設備８の無効負
荷変動に対してで電源装置または電源回路網１を安定化
する方法によって解決されている。
【０００８】更に、上記の課題は、この発明により、a)
可変無効電力の少なくとも一つの設備８，b) 容量性無
効電力の少なくとも一つのフィルタ分岐路４，４′，c)
少なくとも一つの制御可能な弁２８を有する少なくと
も一つの無効電力補償装置３１，を設け、d) 入力側で
全電流強度ｉ33を検出する変流器３３に、また出力側で
無効電力補償器３１の少なくとも一つの制御可能な弁２
８に接続する位相角調整器３５が設けてある、上記方法
を実行する無効電力補償装置によって解決されている。
可変無効電力の少なくとも一つの設備８，b) 容量性無
効電力の少なくとも一つのフィルタ分岐路４，４′，c)
少なくとも一つの制御可能な弁２８を有する少なくと
も一つの無効電力補償装置３１，を設け、d) 入力側で
全電流強度ｉ33を検出する変流器３３に、また出力側で
無効電力補償器３１の少なくとも一つの制御可能な弁２
８に接続する位相角調整器３５が設けてある、上記方法
を実行する無効電力補償装置によって解決されている。
【０００９】この発明による他の有利な構成は、特許請
求の範囲の従属請求項に記載されている。
求の範囲の従属請求項に記載されている。
【００１０】
【実施例】以下、模式図面に基づき、例示的にこの発明
をより詳しく説明する。図１は電極７を備えたアーク炉
８を示す。このアーク炉８はそれぞれ一個の整流器５，
５′，多数の段数の一個の炉変圧器２，２′および一個
の変流器３，３′を有する並列分岐路に直列に接続され
た２個のリアクトルあるいはチョークコイル６，６′を
介して 22 kVの交流電圧の交流電源回路網１に接続して
いる。アーク炉の底に配置されている電極あるいは陽極
１２は整流器５の正極に接続されている（図示せず）。
陰極７の下端と図示していない溶解すべき品物あるいは
屑鉄との間、および湯あるいは湯床の表面１１の表面に
アーク１０が燃える。
をより詳しく説明する。図１は電極７を備えたアーク炉
８を示す。このアーク炉８はそれぞれ一個の整流器５，
５′，多数の段数の一個の炉変圧器２，２′および一個
の変流器３，３′を有する並列分岐路に直列に接続され
た２個のリアクトルあるいはチョークコイル６，６′を
介して 22 kVの交流電圧の交流電源回路網１に接続して
いる。アーク炉の底に配置されている電極あるいは陽極
１２は整流器５の正極に接続されている（図示せず）。
陰極７の下端と図示していない溶解すべき品物あるいは
屑鉄との間、および湯あるいは湯床の表面１１の表面に
アーク１０が燃える。
【００１１】整流器５，５′への交流電源導線の変流器
３，３′により、分割電流実測値信号ｉist1, ｉist2を
検出し、加算器２３の非反転入力端と比較器あるいは加
算器１３の二つの反転入力端に導入する。前記加算器１
３の非反転入力端には、例えば図示していないポテンシ
ョメータにより所定の電流目標値信号ｉsollが導入され
る。加算器１３は出力側で比例・積分特性を有する電流
調整器１４に接続している。この電流調整器１４は出力
側で、点火角度に相当する整流器調整量信号α ist を点
火パルス変換器１５に出力する。この点火パルス変換器
１５は出力側で整流器５，５′を制御する。
３，３′により、分割電流実測値信号ｉist1, ｉist2を
検出し、加算器２３の非反転入力端と比較器あるいは加
算器１３の二つの反転入力端に導入する。前記加算器１
３の非反転入力端には、例えば図示していないポテンシ
ョメータにより所定の電流目標値信号ｉsollが導入され
る。加算器１３は出力側で比例・積分特性を有する電流
調整器１４に接続している。この電流調整器１４は出力
側で、点火角度に相当する整流器調整量信号α ist を点
火パルス変換器１５に出力する。この点火パルス変換器
１５は出力側で整流器５，５′を制御する。
【００１２】整流器調整量信号αist は信号の同調、限
界値監視および望ましくない周波数の濾波するための減
衰ユニット１６′あるいは帯域フィルタ１６を介して加
算器１７の反転入力端に接続している。この加算器の非
反転入力端には、 15 °〜 50 °の範囲、主として 25
°〜 35 °の範囲の点火角度目標値に相当する所定の電
極制御誘導量信号αsollが導入される。加算器１７は出
力側で比例特性を有する電極制御器１８に接続する。こ
の電極制御器１８は出力側で弁増幅器１９を介して電極
調整装置２１の弁２０に作用を及ぼす。電極調整装置２
１，例えば調節機構と電極速度調整器を有する油圧ポン
プは、機械的に陰極７に連結し、陰極の高さの調節が行
える。この電極調整装置２１は一次の遅延ユニットとし
て働く。
界値監視および望ましくない周波数の濾波するための減
衰ユニット１６′あるいは帯域フィルタ１６を介して加
算器１７の反転入力端に接続している。この加算器の非
反転入力端には、 15 °〜 50 °の範囲、主として 25
°〜 35 °の範囲の点火角度目標値に相当する所定の電
極制御誘導量信号αsollが導入される。加算器１７は出
力側で比例特性を有する電極制御器１８に接続する。こ
の電極制御器１８は出力側で弁増幅器１９を介して電極
調整装置２１の弁２０に作用を及ぼす。電極調整装置２
１，例えば調節機構と電極速度調整器を有する油圧ポン
プは、機械的に陰極７に連結し、陰極の高さの調節が行
える。この電極調整装置２１は一次の遅延ユニットとし
て働く。
【００１３】電極の制御は電流制御よりほぼ 10 倍遅く
動作する。陰極７の高さ調節は整流器５が平均して例え
ば 25 °の電気角度の駆動レベルでもって、炉変圧器２
の二次電圧と設定された電流目標値ｉsollに無関係に動
作するように行われる。簡単のため、値とそれに付属す
る信号を同じように表す。
動作する。陰極７の高さ調節は整流器５が平均して例え
ば 25 °の電気角度の駆動レベルでもって、炉変圧器２
の二次電圧と設定された電流目標値ｉsollに無関係に動
作するように行われる。簡単のため、値とそれに付属す
る信号を同じように表す。
【００１４】帯域フィルタ１６で濾波すべき周波数は
0.5 Hz 〜 20 Hzの範囲の周波数である。整流器５に対
して一定の駆動レベルに調整して、給電する交流電源回
路網１の一定の平均出力係数が得られる。或る動作点の
出力は炉変圧器２の電圧段を選択し、直流電流を設定し
て非常に簡単に決まる。
0.5 Hz 〜 20 Hzの範囲の周波数である。整流器５に対
して一定の駆動レベルに調整して、給電する交流電源回
路網１の一定の平均出力係数が得られる。或る動作点の
出力は炉変圧器２の電圧段を選択し、直流電流を設定し
て非常に簡単に決まる。
【００１５】炉変圧器２の電圧段で種々の動作点あるい
はある可変出力を得たいのであれば、それに応じて電流
目標値ｉsollが指定される。電流を低下させているが、
整流器５に対して未だ同じ駆動レベルを保っている場
合、小さい出力が得られる。しかし、交流電源回路網１
の電圧損失が少ないので、アーク１０は長くなる。しか
し、炉の処理も、出力が小さい場合、より短いアーク１
０を要求する。このようにするため、電流目標値ｉsoll
を可変すると、同時に整流器５の駆動レベルに対するそ
れに合った新しい目標値も指定できる。このため、欧州
特許第 A1-0 498239 号明細書に詳しく説明する関数発
生器２２が使用されている。この関数発生器２２は、図
１に破線でしめすように、電流目標値ｉsollに応じて電
極調整誘導量信号αsollを指定する。従って、出力範囲
を拡大することも可能である。
はある可変出力を得たいのであれば、それに応じて電流
目標値ｉsollが指定される。電流を低下させているが、
整流器５に対して未だ同じ駆動レベルを保っている場
合、小さい出力が得られる。しかし、交流電源回路網１
の電圧損失が少ないので、アーク１０は長くなる。しか
し、炉の処理も、出力が小さい場合、より短いアーク１
０を要求する。このようにするため、電流目標値ｉsoll
を可変すると、同時に整流器５の駆動レベルに対するそ
れに合った新しい目標値も指定できる。このため、欧州
特許第 A1-0 498239 号明細書に詳しく説明する関数発
生器２２が使用されている。この関数発生器２２は、図
１に破線でしめすように、電流目標値ｉsollに応じて電
極調整誘導量信号αsollを指定する。従って、出力範囲
を拡大することも可能である。
【００１６】アーク炉８の可変無効電力を補償するた
め、三相無効電力補償装置３１が設けてある。この三相
無効電力補償装置３１は交流相毎にチョークコイル２９
と開閉器３０に直列の交流電力調整器２８を有し、前記
開閉器３０は電源回路網１に接続している。三つの交流
電力調整器２８は互いに三角回路に接続され、それぞれ
点火パルス変換器２７によって制御される。
め、三相無効電力補償装置３１が設けてある。この三相
無効電力補償装置３１は交流相毎にチョークコイル２９
と開閉器３０に直列の交流電力調整器２８を有し、前記
開閉器３０は電源回路網１に接続している。三つの交流
電力調整器２８は互いに三角回路に接続され、それぞれ
点火パルス変換器２７によって制御される。
【００１７】交流電源回路網１は、図示していない補助
駆動部と容量性の無効電力のフィルタ分岐炉４，４′を
備えた全装置の全電流強度ｉ33を取り出せる変流器３３
を介して、更に高圧変圧器と二つの開閉器を介して、 2
20 kV の交流電圧の三相高圧回路網３２に接続する。全
電流強度ｉ33，電圧検出器３４で検出された交流電源回
路網１の回路網電圧Ｕ1 および予め指定されている目標
位相各φsollは位相角調整器３５に導入される。この位
相角調整器３５は出力側でアーク炉８の目標無効電力信
号Ｑsoll8 を加算器２５の反転入力端に供給する。加算
器２５の他の反転入力端には、関数発生器２４の出力端
から無効電力実測値信号Ｑ8 が導入される。この関数発
生器２４は入力側で加算器２３からｉist ＝ｉist1＋ｉ
ist2の電流実測値信号ｉist と電流調整器１４の出力端
から整流器調整量信号αist を入力される。加算器２５
の非反転入力端にはフィルタ分岐路４，４′の一定の容
量性無効電力信号に相当するフィルタ無効電力信号ＱF
が導入される。出力側では、加算器２５はＱG ＝ＱF −
Ｑ8 −Ｑsoll8 に相当する全無効電力信号ＱG が関数発
生器２６に出力し、この関数発生器２６は出力側で安定
化点火角度信号αStを点火パスル変換器２７に出力す
る。
駆動部と容量性の無効電力のフィルタ分岐炉４，４′を
備えた全装置の全電流強度ｉ33を取り出せる変流器３３
を介して、更に高圧変圧器と二つの開閉器を介して、 2
20 kV の交流電圧の三相高圧回路網３２に接続する。全
電流強度ｉ33，電圧検出器３４で検出された交流電源回
路網１の回路網電圧Ｕ1 および予め指定されている目標
位相各φsollは位相角調整器３５に導入される。この位
相角調整器３５は出力側でアーク炉８の目標無効電力信
号Ｑsoll8 を加算器２５の反転入力端に供給する。加算
器２５の他の反転入力端には、関数発生器２４の出力端
から無効電力実測値信号Ｑ8 が導入される。この関数発
生器２４は入力側で加算器２３からｉist ＝ｉist1＋ｉ
ist2の電流実測値信号ｉist と電流調整器１４の出力端
から整流器調整量信号αist を入力される。加算器２５
の非反転入力端にはフィルタ分岐路４，４′の一定の容
量性無効電力信号に相当するフィルタ無効電力信号ＱF
が導入される。出力側では、加算器２５はＱG ＝ＱF −
Ｑ8 −Ｑsoll8 に相当する全無効電力信号ＱG が関数発
生器２６に出力し、この関数発生器２６は出力側で安定
化点火角度信号αStを点火パスル変換器２７に出力す
る。
【００１８】図２は関数発生器２４で実現される関数の
特性曲線群を示す。つまり、 Ｑ8 ＝ｋ1・ｉist・[1−(cosαist −ｋ2・ｉist)2]0.5， ここで、ｋ1 とｋ2 は設備に固有な係数で 0.1≦ｋ1 ≦
1, 好ましくは 0.3≦ｋ1 ≦ 0.6, および 0.7・10-3≦
ｋ2 ≦ 1.3・10-3, 好ましくは 0.9・10-3≦ｋ2≦ 1.1
・10-3であり、その場合、整流器調整量信号αist は度
で、電流実測値信号ｉist は kA で、縦軸には有効電力
Ｐが MW で、横軸には無効電力Ｑが MVarで与えられ
る。 50 MWの有効電力Ｐと 35 °の整流器調整量信号α
ist に対して、例えば 46 MVarの無効電力Ｑ8 となる。
特性曲線群を示す。つまり、 Ｑ8 ＝ｋ1・ｉist・[1−(cosαist −ｋ2・ｉist)2]0.5， ここで、ｋ1 とｋ2 は設備に固有な係数で 0.1≦ｋ1 ≦
1, 好ましくは 0.3≦ｋ1 ≦ 0.6, および 0.7・10-3≦
ｋ2 ≦ 1.3・10-3, 好ましくは 0.9・10-3≦ｋ2≦ 1.1
・10-3であり、その場合、整流器調整量信号αist は度
で、電流実測値信号ｉist は kA で、縦軸には有効電力
Ｐが MW で、横軸には無効電力Ｑが MVarで与えられ
る。 50 MWの有効電力Ｐと 35 °の整流器調整量信号α
ist に対して、例えば 46 MVarの無効電力Ｑ8 となる。
【００１９】図３は関数発生器２６で実現される関数の
特性曲線３６を示す。つまり、 ＱG ≒αSt°/ 90°−２−（sin2・αSt)/π， ここで、αStは縦軸に角度で、またＱG は横軸に％で記
入されている。実際には、理想曲線３６は破線で示す部
分１７により近似され、安定化点火角度αStの値を求め
るのに利用される。
特性曲線３６を示す。つまり、 ＱG ≒αSt°/ 90°−２−（sin2・αSt)/π， ここで、αStは縦軸に角度で、またＱG は横軸に％で記
入されている。実際には、理想曲線３６は破線で示す部
分１７により近似され、安定化点火角度αStの値を求め
るのに利用される。
【００２０】図示した例は、100 kAの直流で 60 MWの有
効電力Ｐと 30 MVarの組込無効あるいは補償電力を有す
る設備に係わる。この設備は、100 kAおよび給電する電
源回路網１で整流器調整量信号αist により整流器５，
５′を駆動レベルにする場合、力率 cosφ＝ 0.9にな
る。
効電力Ｐと 30 MVarの組込無効あるいは補償電力を有す
る設備に係わる。この設備は、100 kAおよび給電する電
源回路網１で整流器調整量信号αist により整流器５，
５′を駆動レベルにする場合、力率 cosφ＝ 0.9にな
る。
【００２１】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明の利点
は、無効出力変動を補償するため加算電流を検出して、
補償すべき設備に関連している全ての負荷の無効出力を
比較的早く補償できる点にある。全体の設備に対して組
込あるいは接続されたコンデンサバンクないしは調和フ
ィルタで補償できる一定の誘導性無効出力を与える。無
効負荷変動をこのように制御して、可変無効負荷の設備
を非常に大きな電源回路網に接続できる。従って、短絡
出力が設備の出力に少なくとも等しいか、あるいは 10
倍である電源回路網に 50 MW以上の設備を接続できる。
は、無効出力変動を補償するため加算電流を検出して、
補償すべき設備に関連している全ての負荷の無効出力を
比較的早く補償できる点にある。全体の設備に対して組
込あるいは接続されたコンデンサバンクないしは調和フ
ィルタで補償できる一定の誘導性無効出力を与える。無
効負荷変動をこのように制御して、可変無効負荷の設備
を非常に大きな電源回路網に接続できる。従って、短絡
出力が設備の出力に少なくとも等しいか、あるいは 10
倍である電源回路網に 50 MW以上の設備を接続できる。
【図１】電流調整回路、電極調整回路および無効電力制
御回路を有する直流アーク炉のブロック図である。
御回路を有する直流アーク炉のブロック図である。
【図２】図１のアーク炉の点火角度実測値信号と電流実
測値信号に応じてアーク炉の有効および無効電力を求め
るための特性曲線図である。
測値信号に応じてアーク炉の有効および無効電力を求め
るための特性曲線図である。
【図３】図１のアーク炉を備えた設備の全無効電力に応
じて無効電力制御回路の点火角度を決めるための特性曲
線である。
じて無効電力制御回路の点火角度を決めるための特性曲
線である。
１ 交流電源回路網 ２，２′ 多数の切換段を有する炉変圧器 ３，３′，３３ 変流器 ４，４′ 容量性無効電力のフィルタ分岐路 ５，５′ 整流器 ６，６′，２９ チョークコイル、リアクトル ７ 陰極、電極 ８ アーク炉 １０ アーク １１ 湯、湯床 １２ 陽極、電極 １３，１７，２３，２５ 加算器 １４ 電流調整器 １５，２７ 点火パルス変換器 １６ 帯域フィルタ １６′ 減衰ユニット １８ 電極調整器 １９ 弁増幅器 ２０ 弁 ２１ 電極調整装置 ２２，２４，２６ 関数発生器 ２８ 交流変換器 ３０ 開閉器 ３１ 無効電力補償器 ３２ 高圧回路網 ３４ 電圧検出器 ３５ 位相角調整器 ３６ 特性曲線 ３７ 部分 cosφ 力率 ｉ33 全電流強度 ｉist 電流実測信号 ｉist1, ｉist2 分割電流実測値信号 ｉsoll 電流目標値信号 ＱF ４，４′のフィルタ無効電力信号 ＱG 全無効電力信号 Ｑ8 ８の無効電力実測値信号 Ｑsoll8 ８の目標無効電力信号 Ｕ1 １の電源電圧 αist 整流器調整量信号、点火角度実測
値 αsoll 電極調整器の誘導量信号、点火角
度目標値 αSt ２７の点火角度，安定化点火角度
信号 φsoll 目標位相角
値 αsoll 電極調整器の誘導量信号、点火角
度目標値 αSt ２７の点火角度，安定化点火角度
信号 φsoll 目標位相角
Claims (9)
- 【請求項１】 少なくとも一つの電気装置あるいは可変
無効負荷の設備（８）の無効負荷変動に対してで電源装
置または電源回路網（１）を安定化するため、 a) 制御信号あるいは調整量信号（αist ）により電流
強度を所定の電流目標値（ｉsoll）または無効電力目標
値（Ｑsoll8 ）に調整し、 b) その場合、前記少なくとも一つの電気設備中に生じ
る無効電力変動を調整量信号（αist ）に応じて、 c) 電流実測値信号（ｉist ）あるいはこの設備（８）
の電流目標値（ｉsoll）に応じて、補償する、 方法において、 d) 少なくとも一つの設備（８）を流れる電流の外に、
少なくとも一つの無効電力補償装置（４，４′）を流れ
る電流も含む全電流強度（ｉ33）に応じて無効電力変動
を補償する、 ことを特徴とする方法。 - 【請求項２】 無効電力変動は、 a) 可変無効負荷の少なくとも一つの設備の無効電力実
測値信号（Ｑ8 ）に応じて、また b) 全電流強度（ｉ33）に応じて形成される目標無効電
力信号（Ｑsoll8 ）に応じて、 補償されることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 目標無効電力信号（Ｑsoll8 ）は、 a) 少なくとも一つの設備（８）に給電する電源回路網
（１）の電源電圧（Ｕ1）に応じて、 b) 更に、全電流強度（ｉ33）に応じて、しかも c) 予め指定される目標位相角（φsoll）に応じて、 形成されることを特徴とする請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 無効電力実測値信号（Ｑ8 ）は、 Ｑ8 ＝ｋ1・ｉist・[1−(cosαist −ｋ2・ｉist)2]0.5， により形成され、 a) ここで、ｋ1 とｋ2 は設備に固有な係数で 0.1≦ｋ1
≦ 1および 0.7・10-3≦ｋ2 ≦ 1.3・10-3であり、 b) 特に、 0.3≦ｋ1 ≦ 0.6および 0.9・10-3≦ｋ2 ≦
1.1・10-3である、 ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。 - 【請求項５】 無効電力変動は、 ＱG ≒αSt°/ 90°−２−（sin2・αSt)/π， で形成される安定化点火角度信号（αSt）に応じて補償
され、ここで、ＱG は全設備の無効電力に対する全無効
電力信号であり、 ＱG ＝ＱF ─Ｑ8 −Ｑsoll8 ， となり、ここで、ＱF ＝フィルタ無効電力信号、Ｑ8 ＝
無効電力実測値信号およびＱsoll8 ＝少なくとも一つの
設備（８）の目標無効電力信号である、 ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の方
法。 - 【請求項６】 請求項１〜５の何れ１項の方法を実行す
るため、 a) 可変無効電力の少なくとも一つの設備（８）， b) 容量性無効電力の少なくとも一つのフィルタ分岐路
（４，４′）， c) 少なくとも一つの制御可能な弁（２８）を有する少
なくとも一つの無効電力補償装置（３１）， を設けた無効電力補償装置において、 d) 入力側で全電流強度（ｉ33）を検出する変流器（３
３）に、また出力側で無効電力補償器（３１）の少なく
とも一つの制御可能な弁（２８）に接続する位相角調整
器（３５）が設けてある、 ことを特徴とする無効電力補償装置。 - 【請求項７】 位相角調整器（３５）は第一関数発生器
（２６）を介して無効電力補償器（３１）の少なくとも
一つの制御可能な弁（２８）に接続し、前記第一関数発
生器（２６）には入力側で全無効電力信号（ＱG ）が入
力し、出力側で、 ＱG ≒αSt°/ 90°−２−（sin2・αSt)/π， による安定化点火角度信号（αSt）が出力することを特
徴とする請求項６に記載の無効電力補償装置。 - 【請求項８】 下記構成、 a) 位相角調整器（３５）が加算器（２５）を介して第
一関数発生器（２６）に接続し、 b) 加算器（２５）が第二関数発生器（２４）を介して
少なくとも一つの設備（８）に接続し、前記第二関数発
生器（２４）が電流実測値（ｉist ）と整流器の調整量
信号αist に応じて前記少なくとも一つの設備（８）に
出力側で Ｑ8 ＝ｋ1・ｉist・[1−(cosαist −ｋ2・ｉist)2]0.5， による無効電力実測値信号（Ｑ8 ）を出力し、ここでｋ
1 とｋ2 は設備に固有な係数で 0.1≦ｋ1 ≦ 1および
0.7・10-3≦ｋ2 ≦ 1.3・10-3であり、 c) 特に、 0.3≦ｋ1 ≦ 0.6および 0.9・10-3≦ｋ2 ≦
1.1・10-3である、 ことを特徴とする請求項７に記載の無効電力補償装置。 - 【請求項９】 加算器（２５）には入力側でフィルタ無
効電力信号（ＱF ）が導入されることを特徴とする請求
項７に記載の無効電力補償装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4327894A DE4327894A1 (de) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | Verfahren zur Stabilisierung eines Stromnetzes gegen Blindlastschwankungen und Blindleistungskompensationseinrichtung |
| DE4327894:9 | 1993-08-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07170664A true JPH07170664A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=6495546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6188469A Pending JPH07170664A (ja) | 1993-08-19 | 1994-08-10 | 無効負荷変動に対して電源回路網を安定化する方法および無効電力補償装置 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5627454A (ja) |
| EP (1) | EP0639880B2 (ja) |
| JP (1) | JPH07170664A (ja) |
| CN (1) | CN1041779C (ja) |
| AT (1) | ATE159626T1 (ja) |
| BR (1) | BR9403274A (ja) |
| DE (2) | DE4327894A1 (ja) |
| ES (1) | ES2111216T5 (ja) |
| RU (1) | RU2126580C1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103762603A (zh) * | 2014-01-23 | 2014-04-30 | 安徽华正电气有限公司 | 一种双向无功调节电压的装置 |
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|---|---|---|---|---|
| DE4436353C2 (de) * | 1994-10-12 | 1997-02-06 | Abb Management Ag | Verfahren zur Stabilisierung eines Wechselstromnetzes gegen Blindlastschwankungen und Blindleistungskompensationseinrichtung |
| DE19617191C2 (de) * | 1996-04-29 | 1998-07-16 | Siemens Ag | Einrichtung zur Gleichstromversorgung für einen Gleichstromlichtbogenofen |
| DE19623540C1 (de) * | 1996-06-13 | 1997-12-18 | Asea Brown Boveri | Verfahren zur Stabilisierung eines Wechselstromnetzes gegen Blindleistungsschwankungen und Blindleistungskompensationseinrichtung |
| SE510197C2 (sv) * | 1997-02-06 | 1999-04-26 | Asea Brown Boveri | Förfarande och anordning för styrning av ett kondensatordon för en shuntkopplad statisk kompensatorenhet med deblockeringssignaler för indikering av icke strömförande tillstånd hos ingående ventiler |
| DE19920049C2 (de) * | 1999-04-23 | 2001-10-11 | Sms Demag Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Stromversorgung eines über einen Lichtbogen betriebenen Schmelzaggregates |
| US6411643B1 (en) | 1999-09-30 | 2002-06-25 | Sms Demag, Inc | Automatic electrode regulator based on direct power factor regulation and method |
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-
1993
- 1993-08-19 DE DE4327894A patent/DE4327894A1/de not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-07-23 DE DE59404405T patent/DE59404405D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-07-23 AT AT94111523T patent/ATE159626T1/de not_active IP Right Cessation
- 1994-07-23 ES ES94111523T patent/ES2111216T5/es not_active Expired - Lifetime
- 1994-07-23 EP EP94111523A patent/EP0639880B2/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-08-02 US US08/284,109 patent/US5627454A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-08-10 JP JP6188469A patent/JPH07170664A/ja active Pending
- 1994-08-18 BR BR9403274A patent/BR9403274A/pt not_active IP Right Cessation
- 1994-08-18 RU RU94030241A patent/RU2126580C1/ru active
- 1994-08-19 CN CN94108571A patent/CN1041779C/zh not_active Expired - Fee Related
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| ATE159626T1 (de) | 1997-11-15 |
| ES2111216T3 (es) | 1998-03-01 |
| CN1100239A (zh) | 1995-03-15 |
| EP0639880B2 (de) | 2001-01-24 |
| RU2126580C1 (ru) | 1999-02-20 |
| DE4327894A1 (de) | 1995-02-23 |
| BR9403274A (pt) | 1995-04-11 |
| CN1041779C (zh) | 1999-01-20 |
| US5627454A (en) | 1997-05-06 |
| EP0639880A2 (de) | 1995-02-22 |
| ES2111216T5 (es) | 2001-05-16 |
| EP0639880B1 (de) | 1997-10-22 |
| RU94030241A (ru) | 1996-06-10 |
| EP0639880A3 (de) | 1995-12-13 |
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|---|---|---|---|
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