JPH082146B2 - 電力系統の高調波フィルタ - Google Patents
電力系統の高調波フィルタInfo
- Publication number
- JPH082146B2 JPH082146B2 JP1197438A JP19743889A JPH082146B2 JP H082146 B2 JPH082146 B2 JP H082146B2 JP 1197438 A JP1197438 A JP 1197438A JP 19743889 A JP19743889 A JP 19743889A JP H082146 B2 JPH082146 B2 JP H082146B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- harmonic
- winding
- filter
- transformer
- power system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電力系統の高調波対策として用いられるフ
ィルタに関するものである。
ィルタに関するものである。
［従来の技術］ 第２図に電力系統母線へのＬ−Ｃフィルタとアクティ
ブフィルタ併用のフィルタについての連系構成の一例を
示す。
ブフィルタ併用のフィルタについての連系構成の一例を
示す。
電源４に接続された変圧器５を介して設置された電力
系統母線６（以下母線６という）にＬ−Ｃフィルタ群２
とアクティブフィルタ３を併設し、高調波発生負荷１に
対応させるものである。
系統母線６（以下母線６という）にＬ−Ｃフィルタ群２
とアクティブフィルタ３を併設し、高調波発生負荷１に
対応させるものである。
このような構成を採るのは、もしアクティブフィルタ
３がなく、高調波対策としてＬ−Ｃフィルタ群２のみを
用いるとすると、これに、例えば３次、５次の高調波に
同調したフィルタがあるときは、電源インピーダンスの
影響で必ず３次より低次の高調波にて反共振点（高調波
を拡大する領域）が存在する。第３図は、アクティブフ
ィルタ３のないときの母線からみたインピーダンス特性
を示しているが、３次、５次の同調フィルタのインピー
ダンスに対し、２次近くで反共振によるインピーダンス
ピーク生じることを示している。高調波発生負荷１がサ
イクロコンバータであったり、変圧器の投入等で、この
２次に近い低次高調波が現われ、異常現象を生ずるか
ら、アクティブフィルタ３を併設し、比較的安価なＬ−
Ｃフィルタにて大部分の高調波処理をし、アクティブフ
ィルタ３にて前記低次高調波等による異常現象の制御と
いうように機能を分担させるためである。
３がなく、高調波対策としてＬ−Ｃフィルタ群２のみを
用いるとすると、これに、例えば３次、５次の高調波に
同調したフィルタがあるときは、電源インピーダンスの
影響で必ず３次より低次の高調波にて反共振点（高調波
を拡大する領域）が存在する。第３図は、アクティブフ
ィルタ３のないときの母線からみたインピーダンス特性
を示しているが、３次、５次の同調フィルタのインピー
ダンスに対し、２次近くで反共振によるインピーダンス
ピーク生じることを示している。高調波発生負荷１がサ
イクロコンバータであったり、変圧器の投入等で、この
２次に近い低次高調波が現われ、異常現象を生ずるか
ら、アクティブフィルタ３を併設し、比較的安価なＬ−
Ｃフィルタにて大部分の高調波処理をし、アクティブフ
ィルタ３にて前記低次高調波等による異常現象の制御と
いうように機能を分担させるためである。
第４図は、アクティブフィルタとＬ−Ｃフィルタ群併
用の場合の母線からみたインピーダンス特性を示してい
るが、２次近くでのインピーダンスを等価的に十分低く
なるように補正することができる。
用の場合の母線からみたインピーダンス特性を示してい
るが、２次近くでのインピーダンスを等価的に十分低く
なるように補正することができる。
［発明が解決しようとする課題］ 上記のアクティブフィルタはトランジスタ等の高速デ
バイスを用いて所要の任意の波形を発生させる装置であ
るので、現状のデバイスの能力では50〜500KVA程度のイ
ンバータを構成するのが限度であることと、装置構成の
コストが高いことが普及を妨げている。
バイスを用いて所要の任意の波形を発生させる装置であ
るので、現状のデバイスの能力では50〜500KVA程度のイ
ンバータを構成するのが限度であることと、装置構成の
コストが高いことが普及を妨げている。
本発明は高調波に対してＬ−Ｃフィルタが用いられる
系統にて、低次高調波異常が生ずるとみられる場合等
に、これを抑制するアクティブフィルタを構成しつつ、
所要容量を大幅に低下し、コストを低減するが、十分機
能を果す、電力系統に連系する高調波フィルタを提供す
るものである。
系統にて、低次高調波異常が生ずるとみられる場合等
に、これを抑制するアクティブフィルタを構成しつつ、
所要容量を大幅に低下し、コストを低減するが、十分機
能を果す、電力系統に連系する高調波フィルタを提供す
るものである。
［課題を解決するための手段］ アクティブフィルタの基本機能は、まずそのインバー
タの出力電圧が系統と連系できる同期した、ほぼ同電圧
の電圧を発生できることと、次いで系統へ所要の電流を
注入できる電圧発生のできることである。その所要容量
は概略 Ｐ＝（Vo＋Vn）×In で表現できる。ここでInは高調波注入電源、Voは系統同
期に要する基本波電圧、Vnは注入に要する高調波電圧で
ある。
タの出力電圧が系統と連系できる同期した、ほぼ同電圧
の電圧を発生できることと、次いで系統へ所要の電流を
注入できる電圧発生のできることである。その所要容量
は概略 Ｐ＝（Vo＋Vn）×In で表現できる。ここでInは高調波注入電源、Voは系統同
期に要する基本波電圧、Vnは注入に要する高調波電圧で
ある。
一般にVnはVoに比し、1/10程度である。
第２図に示したフィルタ連系構成で、アクティブフィ
ルタ３はVo＋Vnの電圧を発生して運転され、補償電流Ic
を系統へ注入する。
ルタ３はVo＋Vnの電圧を発生して運転され、補償電流Ic
を系統へ注入する。
これに対して、本発明は電力系統の母線に連系して運
用されるアクティブフィルタの出力電圧のうち系統連系
に必要な基本波電圧成分は、前記母線の上位系統から負
荷用３巻線変圧器の３次側を介して供給し、アクティブ
フィルタでは補正用基本波電圧および高調波補償電圧の
みを発生することを特徴とするものである。
用されるアクティブフィルタの出力電圧のうち系統連系
に必要な基本波電圧成分は、前記母線の上位系統から負
荷用３巻線変圧器の３次側を介して供給し、アクティブ
フィルタでは補正用基本波電圧および高調波補償電圧の
みを発生することを特徴とするものである。
以下、第１図に示す実施例により本発明を説明する。
第２図と同一部分は同一符号で示す。３巻線変圧器５は
受電変圧器であり、１次（電源）側巻線と２次（負荷）
側巻線、３次側巻数の比をn:1:1としている。
第２図と同一部分は同一符号で示す。３巻線変圧器５は
受電変圧器であり、１次（電源）側巻線と２次（負荷）
側巻線、３次側巻数の比をn:1:1としている。
電源４に接続された３巻線変圧器５の２次巻線端子に
母線６が設置され、２次巻線と３次巻線の同極性端子間
にインバータの結合用変圧器８の片側巻線を直列に接続
し、この結合用変圧器の他の巻線側より高調波補償電流
を供給するように構成するとともに、例えば高調波発生
負荷１に対して、例えば３次、５次に同調したＬ−Ｃフ
ィルタ群２を接続する。
母線６が設置され、２次巻線と３次巻線の同極性端子間
にインバータの結合用変圧器８の片側巻線を直列に接続
し、この結合用変圧器の他の巻線側より高調波補償電流
を供給するように構成するとともに、例えば高調波発生
負荷１に対して、例えば３次、５次に同調したＬ−Ｃフ
ィルタ群２を接続する。
この構成で電源４から３巻線変圧器５の３次側を介し
て電圧Voを供給し、インバータ12はこの電圧Voの上に所
要のVnを結合変圧器８を介して重畳させ、系統母線６に
連系できることになる。
て電圧Voを供給し、インバータ12はこの電圧Voの上に所
要のVnを結合変圧器８を介して重畳させ、系統母線６に
連系できることになる。
前記アクティブフィルタ３に対し、例えば３次、５次
のＬ−Ｃフィルタ群２が併設される。また、母線６のCT
9が結合され、高調波電流検出器10で、その設計によ
り、例えば前記２次高調波に近い高調波が取り出され、
制御回路11において、コンパレータを用いてインバータ
12の素子の通電制御を行って、前記高調波電流を打消す
電圧を発生する。なお、実施例は１相について示してい
るが、３相電力系統に適用できるものである。
のＬ−Ｃフィルタ群２が併設される。また、母線６のCT
9が結合され、高調波電流検出器10で、その設計によ
り、例えば前記２次高調波に近い高調波が取り出され、
制御回路11において、コンパレータを用いてインバータ
12の素子の通電制御を行って、前記高調波電流を打消す
電圧を発生する。なお、実施例は１相について示してい
るが、３相電力系統に適用できるものである。
［動作および効果］ 前記説明で明らかなとおり、インバータ12はVn×Inの
容量を分担し、３巻線変圧器５の３次側がVo×Inを分担
することとなるので、インバータ容量は、第２図に比べ
1/5程度に低減される。又、受電用変圧器５を３巻線化
するのに要するコストは容量当りインバータ12のそれに
比して1/10以下であるので、本発明は全体として安価な
装置構成のもとに、Ｌ−Ｃフィルタ群接続の母線６での
低次反共振等の異常を抑制する効果は全く損うことなく
実現できる。
容量を分担し、３巻線変圧器５の３次側がVo×Inを分担
することとなるので、インバータ容量は、第２図に比べ
1/5程度に低減される。又、受電用変圧器５を３巻線化
するのに要するコストは容量当りインバータ12のそれに
比して1/10以下であるので、本発明は全体として安価な
装置構成のもとに、Ｌ−Ｃフィルタ群接続の母線６での
低次反共振等の異常を抑制する効果は全く損うことなく
実現できる。
また、仮にインバータ12の故障等が生じても第２図の
従来の構成では、大きな短絡電流が電源からインバータ
12へ突入するおそれがあるが、本発明では基本波の電圧
は平衡しているのが安全で信頼性を高めることができ
る。受電変圧器５の１次巻線側にタップ切換器を有して
いても、２次側、３次側とも等しく電圧が変化するため
好都合である。また、変圧器の開閉操作時にも２次、３
次側の電圧は平衡して変化するので、インバータを接続
する結合変圧器には過大な差電圧がかかることがないと
いう利点がある。補償電流Icは結果的には電源４から３
巻線変圧器５の３次巻線を通って供給されることとなる
ので、電源４に補償電流Icが流れるが、反共振抑制のた
めの電流は、母線６においては重要な働きを有するが、
上位系統（電源４）では小さな値となり、事実上何の影
響効果もなく、無視することができる。
従来の構成では、大きな短絡電流が電源からインバータ
12へ突入するおそれがあるが、本発明では基本波の電圧
は平衡しているのが安全で信頼性を高めることができ
る。受電変圧器５の１次巻線側にタップ切換器を有して
いても、２次側、３次側とも等しく電圧が変化するため
好都合である。また、変圧器の開閉操作時にも２次、３
次側の電圧は平衡して変化するので、インバータを接続
する結合変圧器には過大な差電圧がかかることがないと
いう利点がある。補償電流Icは結果的には電源４から３
巻線変圧器５の３次巻線を通って供給されることとなる
ので、電源４に補償電流Icが流れるが、反共振抑制のた
めの電流は、母線６においては重要な働きを有するが、
上位系統（電源４）では小さな値となり、事実上何の影
響効果もなく、無視することができる。
なお、上記説明では、説明簡単のため、インバータ12
は高調波成分のみを発生させる説明としたが、実際には
３巻線変圧器５の３次側でのVoと母線６のVoの若干の相
違を補正する補正用基本波電圧をも併せ発生させる必要
がある。
は高調波成分のみを発生させる説明としたが、実際には
３巻線変圧器５の３次側でのVoと母線６のVoの若干の相
違を補正する補正用基本波電圧をも併せ発生させる必要
がある。
また、上記説明はＬ−Ｃフィルタとアクティブフィル
タとを組み合わせての運用で説明したが、もちろんＬ−
Ｃフィルタをなしにして本フィルタのみでも運用でき
る。この場合、高調波発生負荷１の高調波電流は３巻線
変圧器５の３次側を通って電源４へ流出し、母線６の電
圧歪を発生させない効果をもつ。
タとを組み合わせての運用で説明したが、もちろんＬ−
Ｃフィルタをなしにして本フィルタのみでも運用でき
る。この場合、高調波発生負荷１の高調波電流は３巻線
変圧器５の３次側を通って電源４へ流出し、母線６の電
圧歪を発生させない効果をもつ。
第１図は、本発明の実施例を示す。 第２図は、従来の系統連系高調波フィルタの一例を示
す。 第３図は、高次高調波Ｌ−Ｃフィルタによって生じる低
次反共振点発生説明図である。 第４図は、第３図における反共振点のアクティブフィル
タによる高調波抑制説明図である。 １……高調波発生負荷、２……Ｌ−Ｃフィルタ群、３…
…アクティブフィルタ、４……電源、５……３巻線変圧
器、６……母線、８……結合変圧器、９……CT、10……
高調波電流検出器、11……制御回路、12……インバー
タ。
す。 第３図は、高次高調波Ｌ−Ｃフィルタによって生じる低
次反共振点発生説明図である。 第４図は、第３図における反共振点のアクティブフィル
タによる高調波抑制説明図である。 １……高調波発生負荷、２……Ｌ−Ｃフィルタ群、３…
…アクティブフィルタ、４……電源、５……３巻線変圧
器、６……母線、８……結合変圧器、９……CT、10……
高調波電流検出器、11……制御回路、12……インバー
タ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 春男 東京都国分寺市光町２丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 大武 敏美 東京都国分寺市光町２丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 川口 育夫 東京都国分寺市光町２丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 加賀 重夫 東京都国分寺市光町２丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−170240（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−167633（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−47928（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−95928（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】電力系統母線に連系して運用されるアクテ
ィブフィルタにおいて、高調波電流を発生する負荷への
電力を３巻線変圧器２次側から供給し、３次巻線は２次
巻線と同一巻数とし、２次巻線と３次巻線の同極性端子
間にインバータの結合用変圧器の片側巻線を直列に接続
し、この結合用変圧器の他の巻線側より高調波補償電流
を供給することを特徴とする電力系統の高調波フィル
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1197438A JPH082146B2 (ja) | 1989-07-29 | 1989-07-29 | 電力系統の高調波フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1197438A JPH082146B2 (ja) | 1989-07-29 | 1989-07-29 | 電力系統の高調波フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0365024A JPH0365024A (ja) | 1991-03-20 |
| JPH082146B2 true JPH082146B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=16374512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1197438A Expired - Lifetime JPH082146B2 (ja) | 1989-07-29 | 1989-07-29 | 電力系統の高調波フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH082146B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2003265365A1 (en) * | 2002-08-05 | 2004-02-23 | Engineering Matters, Inc. | Self-powered direct current mitigation circuit for transformers |
| KR100972481B1 (ko) | 2005-12-28 | 2010-07-26 | 아사 덴시 고교 가부시키가이샤 | 조인트 |
| CN103166225A (zh) * | 2013-04-11 | 2013-06-19 | 中国矿业大学 | 一种矿用混合型有源电力滤波器 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5947928A (ja) * | 1982-09-10 | 1984-03-17 | 株式会社日立製作所 | 高調波抑制装置 |
| JPS60167633A (ja) * | 1984-02-08 | 1985-08-31 | 東洋電機製造株式会社 | 高調波電力抑制装置 |
| JPS61170240A (ja) * | 1985-01-24 | 1986-07-31 | 日新電機株式会社 | アクテイブフイルタ |
| JPS6295928A (ja) * | 1985-10-22 | 1987-05-02 | 三菱電機株式会社 | アクテイブフイルタ |
-
1989
- 1989-07-29 JP JP1197438A patent/JPH082146B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0365024A (ja) | 1991-03-20 |
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