JPH08310279A - 無効電力補償装置 - Google Patents

無効電力補償装置

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JPH08310279A
JPH08310279A JP7120033A JP12003395A JPH08310279A JP H08310279 A JPH08310279 A JP H08310279A JP 7120033 A JP7120033 A JP 7120033A JP 12003395 A JP12003395 A JP 12003395A JP H08310279 A JPH08310279 A JP H08310279A
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JP
Japan
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feeder
circuit
reactive power
feeding
potential difference
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Withdrawn
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JP7120033A
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English (en)
Inventor
Shuichi Yasuoka
修一 安岡
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Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

Abstract

(57)【要約】 【目的】 交流電鉄き電系統におけるき電区分箇所での
一対のき電回路間の電位差を常時最小に抑制して、この
電位差による電鉄負荷の誤動作を未然に防止する無効電
力補償装置の提供。 【構成】 交流電鉄き電系統における変電所SSの各き
電回路3、4に、及び又は、隣接する変電所SSの中間
のき電区分所SPの各き電回路3、3に設置された無効
電力補償装置5に、各き電回路端の電位差を検出して、
この電位差が最小値となるよう無効電力補償装置5を機
能させる電圧アンバランス検出回路20を付設する。電
圧アンバランス検出回路20による無効電力補償装置5
の機能アップで、電鉄負荷のき電切換え時の過度的電圧
変動が最小に抑制されて、電鉄負荷の誤動作が防止され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新幹線等の交流電鉄き
電系統の電圧変動を抑制する無効電力補償装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】新幹線等の電鉄負荷にき電する交流電鉄
き電系統は、図4に示すように、き電線路の所定区間置
きに複数のき電用変電所SSを設置している。各変電所
SSは、例えばスコット結線き電方式のもので、夫々に
3相電源回路1をスコット巻線変圧器2でM座とT座の
90゜位相差の単相2回路に分けて、2つの負荷回路で
あるT座き電回路3とM座き電回路4に給電する。各変
電所SSは、同じT座き電回路3又はM座き電回路4の
末端を突き合わせるようにして、複数が一連に配置され
る。
【0003】各変電所SSのき電回路3、4は、例えば
単巻変圧器き電方式で電鉄負荷にき電するもので、夫々
に両端と中間に単巻変圧器ATを有する。また、隣接す
る変電所SSの中間に設置されるき電区分所SPに遮断
器等の保護装置が置かれて、両側の変電所SSからき電
区分所SPまで単独にき電され、また、両側の変電所S
Sの一方が故障等の場合には、き電区分所SPを通して
き電延長される。更に、新幹線のように各変電所SSの
き電回路3、4の末端までの距離が約20km以上と長
く、隣接する変電所SSの間隔が比較的長い場合には、
保守作業時や事故時にき電区間を限定区分する目的で、
変電所SSとき電区分所SPの中間に補助き電区分所S
SPが設けられる。
【0004】また、図4の交流電鉄き電系統でき電され
る電鉄負荷は、始動・停止が頻繁に繰り返される負荷変
動の大きなものであり、このような負荷変動に伴うき電
回路3、4の電圧変動を抑制する目的で、各き電回路
3、4に独立した無効電力補償装置(SVC)5が設置
される。無効電力補償装置5は、各き電回路3、4の両
端に一対が設置されるのが通常であり、場合によっては
き電回路3、4の片端だけに設置される。
【0005】図5に、き電区分所SPの一対のき電回路
3、3の末端に設置される無効電力補償装置5の具体例
を示すと、これはサイリスタ制御リアクトル(以下、T
CRと称する)とフィルタFLをき電回路3に並列接続
し、制御回路6でTCRのサイリスタを位相制御して、
き電回路3の電圧変動を抑制する。制御回路6は、電鉄
負荷の発生する遅れ無効電力の変動に対してTCRの発
生する遅れ無効電力を直接制御するQ制御か、給電点の
電圧変動に対して電圧変動が抑制されるようにTCRを
フィードバック制御するV制御で、対応するき電回路3
の電圧変動を単独に抑制する。
【0006】尚、図5に示される制御回路6は、Q制御
方式のもので、変圧器PTで検出されたき電回路3の系
統電圧と、検流器CTで検出された負荷電流を、Q検出
回路7に与えて無効電力Qを求め、この無効電力Qをフ
ァンクション回路8によりサイリスタの点弧位相角に線
形変換し、これをトリガパルス発生回路9に与える。ト
リガパルス発生回路9で発生したトリガパルスによりT
CRのサイリスタを位相制御して、TCRのリアクトル
(高インピーダンス変圧器等)に流れるTCR電流を無
効電力Qの増減に対応させて増減制御する。
【0007】また、図4の交流電鉄き電系統において
は、変電所SSとき電区分所SPの各き電区分箇所で、
この箇所を走行する電鉄負荷に対するき電回路切換えが
行われる。例えば、図6に示すように、1つのき電区分
所SPにおける同じT座のき電回路3、3の一方のき電
回路を3a、他方のき電回路を3bとすると、この両き
電回路3a、3bの末端間に中間トロリー線10が設置
される。中間トロリー線10と両側き電回路3a及び3
bが夫々に遮断器11a及び11bを介して接続され
る。き電区分所SPを走行する電鉄負荷12が、例えば
図6の矢印で示すように、き電回路3aからき電回路3
bへと移動するとすると、まず遮断機11aがオンされ
て電鉄負荷12が中間トロリー線10に移動する。次
に、遮断機11aがオフとなり、代わりに遮断機11b
がオンとなって電鉄負荷12が中間トロリー線10から
き電回路3bへ移動する。このようなき電回路切換え
は、変電所SSにおいても同様に行われる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】各変電所SSのき電回
路3、4に設置される無効電力補償装置5、…は、各々
が独自に駆動して対応するき電回路3、4の電圧変動を
抑制し、各々のき電回路3、4における電鉄負荷のき電
を安定したものにする。
【0009】ところが、例えば図6のき電区分所SPに
おける2つのき電回路3a、3bの末端の電圧変動を、
対応する無効電力補償装置5、5で独自に抑制しても、
2つのき電回路3a、3bの末端の電位差を小さく抑制
することにはならない。その結果、例えば一方のき電回
路3aから他方のき電回路3bに電鉄負荷12へのき電
が切換えられる時点で、2つのき電回路3a、3bの末
端の電位差を電鉄負荷12の保護装置が過度的電圧変動
として検出し、検出された電位差が数kv程度以上と大
きいと、この電位差検出で保護装置が電鉄負荷12の走
行を停止させる等の誤動作をすることがあった。このよ
うな誤動作は、変電所SSにおけるT座とM座のき電回
路切換え時においても発生する可能性があった。
【0010】上記のようなき電区分箇所SS、SPでの
一対のき電回路間の電位差による問題は、一対のき電回
路の電位差がゼロか問題無い程度に小さくなるように、
各々のき電回路の無効電力補償装置を独自に機能させる
ようにすれば解決される。しかし、無効電力補償装置
は、交流電鉄き電系統に設置される場所や負荷変動によ
ってQ制御するもの、V制御するものがあって統一せ
ず、そのため、き電区分箇所の一対のき電回路にどうし
ても不安定な電位差が生じて、上記問題が解決されない
でいるのが現状である。
【0011】本発明の目的とするところは、交流電鉄き
電系統におけるき電区分箇所での一対のき電回路間の電
位差を常時最小に抑制して、この電位差による電鉄負荷
の誤動作を未然に防止する無効電力補償装置を提供する
ことにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、交流電鉄き電
系統における変電所で隣接する一対のき電回路、及び又
は、隣接する変電所の中間のき電区分所で隣接する一対
のき電回路の少なくとも一方に設置された無効電力補償
装置であって、設置されたき電回路の電圧と、このき電
回路と対をなす他方のき電回路の電圧の差を検出して、
検出された電位差を小さく抑制するように対応するき電
回路の電圧変動を抑制させる電圧アンバランス検出回路
を付加したことを特徴とする。
【0013】
【作用】交流電鉄き電系統における変電所や、隣接する
変電所の中間のき電区分所のき電区分箇所で隣接する一
対のき電回路の一方、又は、双方に無効電力補償装置を
設置し、この無効電力補償装置の電圧アンバランス検出
回路で一対のき電回路の電位差を検出し、この検出され
た電位差信号に基づいて電位差が所望の最小値に成るよ
うに無効電力補償装置でき電回路の電圧変動を抑制する
ようにすることで、き電区分箇所におけるき電回路切換
えに伴う電鉄負荷の誤動作が防止される。また、本発明
の無効電力補償装置は、既設の無効電力補償装置に電圧
アンバランス回路を付設するだけでよくて、設備投資的
に実施が容易となる。
【0014】
【実施例】以下、実施例を図1乃至図3を参照して説明
する。
【0015】図1及び図2に示される実施例は、図4の
交流電鉄き電系統に適用したもので、図4及び図5装置
と同一、又は、相当部分には同一符号が付してある。図
1の実施例の従来例と相違する特徴は、変電所SSとき
電区分所SPの各き電区分箇所における一対のき電回路
3、4、…の各々に設置された無効電力補償装置5、…
に、共通の電圧アンバランス回路20、…を付設したこ
とである。
【0016】図2は、き電区分所SPにおける一対のき
電回路3、3の末端に設置された一対の無効電力補償装
置5、5が示され、この一対の無効電力補償装置5、5
に1つの共通の電圧アンバランス検出回路20が付設さ
れる。図2の一対の無効電力補償装置5、5は、図5の
装置と同じ構成でよく、その詳細説明は省略する。
【0017】電圧アンバランス検出回路20は、き電区
分所SPにおける一対のき電回路3、3の末端の電位差
を検出して、検出した電位差が常時最小になるように、
一対の無効電力補償装置5、5を機能させる。電圧アン
バランス検出回路20は、例えば減算器21と直流変換
器22と比例積分回路23を備える。
【0018】減算器21は、一対の無効電力補償装置
5、5における変圧器PT、PTで検出された各き電回
路3、3の末端の電圧Va、Vbの差(|Va−Vb
|)を算出する。減算器21で算出された電位差信号が
直流変換器22を介して比例積分回路23に入力され
る。比例積分回路23は、入力された電位差信号を積分
して平滑化を行うと同時に、フィードバックの大きさを
決める定数Kで乗算してアンバランス補正信号を出力す
る。このアンバランス補正信号を、各無効電力補償装置
5、5のQ検出回路7、7の無効電力Q信号に加算器2
4、24で加算することで、一対のき電回路3、3の末
端の電位差(|Va−Vb|)が常に所望の最小値にな
るように各無効電力補償装置5、5を機能させる。
【0019】具体例をもって説明する。図1の交流電鉄
き電系統が例えば新幹線用で、き電区分所SPで隣接す
る一対のき電回路3、3の末端電圧Va、Vbが、無効
電力補償装置5、5の無い場合に25〜30kvの範囲
で変動し、ある時点において一方の末端電圧Vaが30
kv、他の末端電圧Vbが25kvに変動しようとする
と、電圧アンバランス検出回路20が30−25=5k
vの電位差信号を検出して、末端電圧Va、Vbが例え
ば25kvと30kvの中間の27.5kvの同一値に
なるよう、或いは、末端電圧Va、Vbが共に高圧側の
30kvの同一値になるよう各無効電力補償装置5、5
を機能させる。この無効電力補償装置5、5の機能でも
って、き電区分所SPの一対のき電回路3、3の末端電
圧Va、Vbが常時同一に、つまり、常時電位差がゼロ
に補償されて、き電区分所SPにおける電鉄負荷のき電
切換え時に、電鉄負荷が過度的電圧変動を検出すること
が無くなり、電鉄負荷のき電切換え時の誤動作が無くな
る。
【0020】図3に示される別の実施例は、き電区分所
SPの一対のき電回路3、3の一方にだけ無効電力補償
装置5を設置している。この実施例の場合、一方のき電
回路3の末端にだけ無効電力補償装置5を設置して、こ
の無効電力補償装置5と他方のき電回路3の末端との間
に電圧アンバランス検出回路20を付設する。電圧アン
バランス検出回路20は、各き電回路3、3の末端電圧
Va、Vbの差を検出し、この電位差が最小となるよう
無効電力補償装置5を機能させて、一方のき電回路3の
末端電圧Vbだけを変動させる。
【0021】尚、図1の交流電鉄き電系統における変電
所SSの各き電回路3、4に設置される無効電力補償装
置5、5とその電圧アンバランス検出回路20は、図2
や図3と同様なものが適用される。
【0022】また、図1の交流電鉄き電系統における変
電所SSとき電区分所SPの双方に無効電力補償装置
5、…とその電圧アンバランス検出回路20、…を設置
した実施例で説明したが、交流電鉄き電系統の種類によ
っては、変電所SSとき電区分所SPの一方だけに電圧
アンバランス検出回路付無効電力補償装置を設置したも
のであってもよい。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、交流電鉄き電系統にお
ける変電所や、隣接する変電所の中間のき電区分所のき
電区分箇所で、隣接する一対のき電回路間に電圧変動に
よる電位差が生じる場合、この電位差が隣接するき電回
路に設置された無効電力補償装置の電圧アンバランス検
出回路で検出され、電圧アンバランス検出回路が検出し
た電位差が所望の最小値に成るように無効電力補償装置
を機能させるので、き電区分箇所における電鉄負荷への
き電切換え時に、電鉄負荷がき電回路間の電位差に伴う
過度的電圧変動を検出して誤動作する可能性が無くなっ
て、電鉄負荷のき電の信頼性改善が図れる。
【0024】また、本発明装置は、既設の無効電力補償
装置に電圧アンバランス回路を付設するだけ実施できる
ので、既設の交流電鉄き電系統への適用が設備投資的有
利に実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す交流電鉄き電系統の回
路図
【図2】図1の回路のき電区分所での具体的回路図
【図3】本発明の他の実施例を示す回路図
【図4】従来の無効電力補償装置を装備した交流電鉄き
電系統の回路図
【図5】図4の回路のき電区分所での具体的回路図
【図6】図4の回路のき電区分所でのき電回路切換え動
作を説明するための回路図
【符号の説明】
3 き電回路 4 き電回路 5 無効電力補償装置 20 電圧アンバランス検出回路 SS 変電所 SP き電区分所

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電鉄き電系統における変電所、及び
    又は、隣接する変電所の中間のき電区分所で隣接する一
    対のき電回路の少なくとも一方に設置された無効電力補
    償装置であって、設置された一対のき電回路間の電位差
    を検出し、検出された電位差を抑制するように対応する
    き電回路の電圧変動を抑制させる電圧アンバランス検出
    回路を付加したことを特徴とする無効電力補償装置。
JP7120033A 1995-05-18 1995-05-18 無効電力補償装置 Withdrawn JPH08310279A (ja)

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Effective date: 20020806