JPH09182294A - 力率調整装置 - Google Patents
力率調整装置Info
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- JPH09182294A JPH09182294A JP7340165A JP34016595A JPH09182294A JP H09182294 A JPH09182294 A JP H09182294A JP 7340165 A JP7340165 A JP 7340165A JP 34016595 A JP34016595 A JP 34016595A JP H09182294 A JPH09182294 A JP H09182294A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E40/20—Active power filtering [APF]
Abstract
(57)【要約】
【課題】アクティブフィルタや無効電力補償装置を必要
とせずに高調波電流の流出や瞬時電圧降下の発生を抑制
する。 【解決手段】主変圧器１２の二次側に高調波フィルタ２
７を設け、変換回路１，２、Ａ／Ｄ変換部３、演算処理
部４、プログラム部５、目標力率設定部９、および制御
出力リレー部７により、三相交流電力系統１１の力率を
目標力率に近づけるよう高調波フィルタ２７を開閉制御
する力率調整を行うとともに、力率調整器３０がＡ／Ｄ
変換された電圧信号の瞬時値の波形データをフーリェ級
数展開し、主変圧器を介して電源側に流出する高調波電
流Ｉonの実効値または高調波含有率を求めて演算処理部
に送信する高調波電流演算部２４と、高調波電流設定値
を演算処理部に送信する高調波電流設定部２５とを備
え、演算処理部，制御出力リレー部等を併用して高調波
電流Ｉonを高調波フィルタで吸収する。
とせずに高調波電流の流出や瞬時電圧降下の発生を抑制
する。 【解決手段】主変圧器１２の二次側に高調波フィルタ２
７を設け、変換回路１，２、Ａ／Ｄ変換部３、演算処理
部４、プログラム部５、目標力率設定部９、および制御
出力リレー部７により、三相交流電力系統１１の力率を
目標力率に近づけるよう高調波フィルタ２７を開閉制御
する力率調整を行うとともに、力率調整器３０がＡ／Ｄ
変換された電圧信号の瞬時値の波形データをフーリェ級
数展開し、主変圧器を介して電源側に流出する高調波電
流Ｉonの実効値または高調波含有率を求めて演算処理部
に送信する高調波電流演算部２４と、高調波電流設定値
を演算処理部に送信する高調波電流設定部２５とを備
え、演算処理部，制御出力リレー部等を併用して高調波
電流Ｉonを高調波フィルタで吸収する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、交流電力系統に
接続するコンデンサ装置の容量を制御することにより、
交流電力系統の力率を最適値に制御するとともに、負荷
回路から電源側に流出する高調波電流の抑制、または大
きな起動電流による瞬時電圧降下の補償を併せて行う力
率調整装置に関する。
接続するコンデンサ装置の容量を制御することにより、
交流電力系統の力率を最適値に制御するとともに、負荷
回路から電源側に流出する高調波電流の抑制、または大
きな起動電流による瞬時電圧降下の補償を併せて行う力
率調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の力率調整装置の基本的構成
を交流電力系統と併せて示すブロック図である。図にお
いて、三相交流電力系統１１は主三相変圧器１２（以下
これを主変圧器という）を備え、その２次側には電動機
などの遅れ力率負荷である一般動力負荷１３、溶接器や
掘削機など開閉頻度が高く，かつ開閉の度に大きな起動
電流が流れる大起動電流負荷１４，あるいは電力変換器
など高調波電流の発生割合が高い高調波発生負荷１５な
ど三相交流電力系統１１に与える影響が互いに異なる複
数種類の負荷回路が、それぞれスイッチを介して開閉可
能に接続されている。
を交流電力系統と併せて示すブロック図である。図にお
いて、三相交流電力系統１１は主三相変圧器１２（以下
これを主変圧器という）を備え、その２次側には電動機
などの遅れ力率負荷である一般動力負荷１３、溶接器や
掘削機など開閉頻度が高く，かつ開閉の度に大きな起動
電流が流れる大起動電流負荷１４，あるいは電力変換器
など高調波電流の発生割合が高い高調波発生負荷１５な
ど三相交流電力系統１１に与える影響が互いに異なる複
数種類の負荷回路が、それぞれスイッチを介して開閉可
能に接続されている。
【０００３】力率調整装置は、遅れ力率負荷に無効電力
を供給することにより三相交流電力系統１１の線電流が
増し、線路の電圧降下や電力損失が増加することを防ぐ
ために設けられ、主変圧器１２の二次側に負荷開閉器
（または負荷遮断器）ＬＢ1,ＬＢ2,ＬＢ3,を介して接続
された複数の力率改善用のコンデンサＣ1,Ｃ2,Ｃ3,など
からなるコンデンサ装置１７と、目標力率設定値に応じ
て力率改善用のコンデンサＣ1,Ｃ2,Ｃ3,の投入，遮断を
制御する力率調整器１０とで構成される。
を供給することにより三相交流電力系統１１の線電流が
増し、線路の電圧降下や電力損失が増加することを防ぐ
ために設けられ、主変圧器１２の二次側に負荷開閉器
（または負荷遮断器）ＬＢ1,ＬＢ2,ＬＢ3,を介して接続
された複数の力率改善用のコンデンサＣ1,Ｃ2,Ｃ3,など
からなるコンデンサ装置１７と、目標力率設定値に応じ
て力率改善用のコンデンサＣ1,Ｃ2,Ｃ3,の投入，遮断を
制御する力率調整器１０とで構成される。
【０００４】力率調整器１０は、主変圧器１２の一次側
に接続された三相電圧変成器ＰＴ1により交流電力系統
１１の電圧を検出して一定レベルの電圧信号に変換する
第１の変換回路１と、主変圧器１２の一次側に接続され
た２台の電流変成器ＣＴ1 により交流電力系統１１の線
電流を検出して一定レベルの電圧信号に変換する第２の
変換回路２と、変換済電圧信号をデジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換部３と、Ａ／Ｄ変換された電圧信号の瞬時
値から交流電力系統１１の有効電力，無効電力，および
力率の演算と、プログラム部５に予め格納されたプログ
ラムにしたがって目標力率設定部９に設定された目標力
率設定値を読み込み、目標力率設定値に応じたコンデン
サ装置１７の投入，遮断を行うべき制御レベルの演算、
および投入，遮断を行うべきコンデンサＣ1,Ｃ2,Ｃ3,の
容量値の選定を行い、その判定結果に対応した制御信号
を出力する演算処理部４と、この制御信号に基づいて選
定されたコンデンサＣ1,Ｃ2,Ｃ3,に対応する負荷開閉器
ＬＢ1,ＬＢ2,ＬＢ3,のいずれかの開閉制御を行う制御出
力リレー部７とを備え、演算処理部４の演算結果や制御
状態が表示部８に表示されるとともに、目標力率設定部
９に設定された目標力率設定値はメモリ部６に記憶，保
存される。
に接続された三相電圧変成器ＰＴ1により交流電力系統
１１の電圧を検出して一定レベルの電圧信号に変換する
第１の変換回路１と、主変圧器１２の一次側に接続され
た２台の電流変成器ＣＴ1 により交流電力系統１１の線
電流を検出して一定レベルの電圧信号に変換する第２の
変換回路２と、変換済電圧信号をデジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換部３と、Ａ／Ｄ変換された電圧信号の瞬時
値から交流電力系統１１の有効電力，無効電力，および
力率の演算と、プログラム部５に予め格納されたプログ
ラムにしたがって目標力率設定部９に設定された目標力
率設定値を読み込み、目標力率設定値に応じたコンデン
サ装置１７の投入，遮断を行うべき制御レベルの演算、
および投入，遮断を行うべきコンデンサＣ1,Ｃ2,Ｃ3,の
容量値の選定を行い、その判定結果に対応した制御信号
を出力する演算処理部４と、この制御信号に基づいて選
定されたコンデンサＣ1,Ｃ2,Ｃ3,に対応する負荷開閉器
ＬＢ1,ＬＢ2,ＬＢ3,のいずれかの開閉制御を行う制御出
力リレー部７とを備え、演算処理部４の演算結果や制御
状態が表示部８に表示されるとともに、目標力率設定部
９に設定された目標力率設定値はメモリ部６に記憶，保
存される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図４に示す基本構成を
有する力率調整装置によれば、交流電力系統１１に接続
すべきコンデンサ装置１７の容量を力率調整器１０が的
確に制御し、交流電力系統の力率を目標力率に近づけ、
遅れ力率負荷に無効電力を供給することにより三相交流
電力系統の線電流の増加を吸収し、線路の電圧降下や電
力損失の増加を防止できる利点が得られる。しかしなが
ら、高調波発生負荷１５で発生し主変圧器１２を介して
その一次側（電源側）に流出する高調波電流Ｉonを、同
じく電源側に配したコンデンサ装置１７で吸収すること
は、線路のインピーダンスが低いために効果が薄く、流
出した高調波電流Ｉonによって交流電源系統１１の電圧
波形に歪みを生じ、他の負荷系統に悪影響を及ぼすとい
う問題が発生する。そこで、従来技術では主変圧器１２
の一次側に力率調整装置とは別にアクティブフィルタ１
８を設けて電源側への高調波電流Ｉonの流出を抑制する
対策が採られるが、これが原因で設備費の高騰を招くと
いう問題が発生する。
有する力率調整装置によれば、交流電力系統１１に接続
すべきコンデンサ装置１７の容量を力率調整器１０が的
確に制御し、交流電力系統の力率を目標力率に近づけ、
遅れ力率負荷に無効電力を供給することにより三相交流
電力系統の線電流の増加を吸収し、線路の電圧降下や電
力損失の増加を防止できる利点が得られる。しかしなが
ら、高調波発生負荷１５で発生し主変圧器１２を介して
その一次側（電源側）に流出する高調波電流Ｉonを、同
じく電源側に配したコンデンサ装置１７で吸収すること
は、線路のインピーダンスが低いために効果が薄く、流
出した高調波電流Ｉonによって交流電源系統１１の電圧
波形に歪みを生じ、他の負荷系統に悪影響を及ぼすとい
う問題が発生する。そこで、従来技術では主変圧器１２
の一次側に力率調整装置とは別にアクティブフィルタ１
８を設けて電源側への高調波電流Ｉonの流出を抑制する
対策が採られるが、これが原因で設備費の高騰を招くと
いう問題が発生する。
【０００６】一方、大起動電流負荷１４に大きな起動電
流が流れることによって生ずる瞬時電圧降下に対して
は、力率調整器１０の演算速度が遅く、かつコンデンサ
装置１７の負荷開閉器の動作速度も遅いために、従来の
力率調整装置によって瞬時電圧降下を抑制することが困
難であり、これが原因で大起動電流負荷１４に起動渋滞
が発生したり、あるいは起動，停止を繰り返すことによ
り電灯負荷などがちらつくフリッカ現象が発生するなど
の問題がある。そこで、従来技術では主変圧器１２の一
次側に力率調整装置とは別に応答速度の速い無効電力補
償装置１９を設けて瞬時電圧降下を抑制する対策が採ら
れているが、これが原因で設備費の高騰を招くという問
題が発生する。
流が流れることによって生ずる瞬時電圧降下に対して
は、力率調整器１０の演算速度が遅く、かつコンデンサ
装置１７の負荷開閉器の動作速度も遅いために、従来の
力率調整装置によって瞬時電圧降下を抑制することが困
難であり、これが原因で大起動電流負荷１４に起動渋滞
が発生したり、あるいは起動，停止を繰り返すことによ
り電灯負荷などがちらつくフリッカ現象が発生するなど
の問題がある。そこで、従来技術では主変圧器１２の一
次側に力率調整装置とは別に応答速度の速い無効電力補
償装置１９を設けて瞬時電圧降下を抑制する対策が採ら
れているが、これが原因で設備費の高騰を招くという問
題が発生する。
【０００７】この発明の課題は、アクティブフィルタや
無効電力補償装置を必要とせずに高調波電流の流出や瞬
時電圧降下の発生を抑制できる力率調整装置を提供する
ことにある。
無効電力補償装置を必要とせずに高調波電流の流出や瞬
時電圧降下の発生を抑制できる力率調整装置を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明は、主変圧器の二次側に複数
の負荷回路を有する交流電力系統に前記負荷回路と並列
にそれぞれ負荷開閉器を介して接続された複数の力率改
善用のコンデンサ装置を設け、交流電力系統の電圧およ
び電流をそれぞれ検出して一定レベルの電圧信号に変換
する第１の変換回路および第２の変換回路と、変換済電
圧信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、予め
定められたプログラムに従い前記Ａ／Ｄ変換された電圧
信号の瞬時値から前記交流電力系統の有効電力，無効電
力，および力率の演算と、目標力率設定値に応じたコン
デンサ装置の投入，遮断を行うべき制御レベルの演算、
および投入，遮断を行うべきコンデンサ装置の容量値の
選定を行い、その判定結果に対応した制御信号を出力す
る演算処理部と、この制御信号に基づいて前記選定され
たコンデンサ装置に対応する負荷開閉器の開閉制御を行
う制御出力リレー部とを有する力率調整器により、前記
交流電力系統の力率を前記目標力率に近づけるよう制御
する力率調整装置において、前記複数のコンデンサ装置
が直列リアクトルを有する高調波フィルタからなり、そ
れぞれ負荷開閉器を介して前記主変圧器の二次側に接続
されるとともに、前記第１の変換回路には主変圧器の二
次電圧，第２の変換回路には変成された二次電流がそれ
ぞれ導入され、前記力率調整器がＡ／Ｄ変換された電圧
信号の瞬時値の波形データをフーリェ級数展開し前記主
変圧器を介して電源側に流出する高調波電流の実効値ま
たは高調波含有率を求めて前記演算処理部に送信する高
調波電流演算部と、高調波電流設定値を前記演算処理部
に送信する高調波電流設定部とを備え、高調波電流演算
部から送信された高調波電流の実効値または高調波含有
率が高調波電流設定値を越えると演算処理部が判断した
とき、前記制御出力リレー部を介して前記高調波フィル
タの開閉制御を行う。
めに、請求項１記載の発明は、主変圧器の二次側に複数
の負荷回路を有する交流電力系統に前記負荷回路と並列
にそれぞれ負荷開閉器を介して接続された複数の力率改
善用のコンデンサ装置を設け、交流電力系統の電圧およ
び電流をそれぞれ検出して一定レベルの電圧信号に変換
する第１の変換回路および第２の変換回路と、変換済電
圧信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、予め
定められたプログラムに従い前記Ａ／Ｄ変換された電圧
信号の瞬時値から前記交流電力系統の有効電力，無効電
力，および力率の演算と、目標力率設定値に応じたコン
デンサ装置の投入，遮断を行うべき制御レベルの演算、
および投入，遮断を行うべきコンデンサ装置の容量値の
選定を行い、その判定結果に対応した制御信号を出力す
る演算処理部と、この制御信号に基づいて前記選定され
たコンデンサ装置に対応する負荷開閉器の開閉制御を行
う制御出力リレー部とを有する力率調整器により、前記
交流電力系統の力率を前記目標力率に近づけるよう制御
する力率調整装置において、前記複数のコンデンサ装置
が直列リアクトルを有する高調波フィルタからなり、そ
れぞれ負荷開閉器を介して前記主変圧器の二次側に接続
されるとともに、前記第１の変換回路には主変圧器の二
次電圧，第２の変換回路には変成された二次電流がそれ
ぞれ導入され、前記力率調整器がＡ／Ｄ変換された電圧
信号の瞬時値の波形データをフーリェ級数展開し前記主
変圧器を介して電源側に流出する高調波電流の実効値ま
たは高調波含有率を求めて前記演算処理部に送信する高
調波電流演算部と、高調波電流設定値を前記演算処理部
に送信する高調波電流設定部とを備え、高調波電流演算
部から送信された高調波電流の実効値または高調波含有
率が高調波電流設定値を越えると演算処理部が判断した
とき、前記制御出力リレー部を介して前記高調波フィル
タの開閉制御を行う。
【０００９】ここで、請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載の力率調整装置において、高調波フィルタの接
続制御を行うことにより進み力率が目標力率設定値を越
えると演算処理部が判断したとき、制御出力リレー部に
より開閉制御される負荷開閉器を介して主変圧器二次側
に接続されるリアクトルを前記高調波フィルタと並列に
設けるよう構成するのが好ましい。
１に記載の力率調整装置において、高調波フィルタの接
続制御を行うことにより進み力率が目標力率設定値を越
えると演算処理部が判断したとき、制御出力リレー部に
より開閉制御される負荷開閉器を介して主変圧器二次側
に接続されるリアクトルを前記高調波フィルタと並列に
設けるよう構成するのが好ましい。
【００１０】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
に記載の力率調整装置において、複数の高調波フィルタ
に流れる電流を検出する変流器およびこの変流器からの
検出電流を一定レベルの電圧信号に変換する第３の変換
回路を備え、この電圧信号をＡ／Ｄ変換部を介して受け
た演算処理部が進相コンデンサに過電流が流れたと判断
したとき、制御出力リレー部を介して高調波フィルタを
切り離す開閉制御を行うよう構成するのが好ましい。
に記載の力率調整装置において、複数の高調波フィルタ
に流れる電流を検出する変流器およびこの変流器からの
検出電流を一定レベルの電圧信号に変換する第３の変換
回路を備え、この電圧信号をＡ／Ｄ変換部を介して受け
た演算処理部が進相コンデンサに過電流が流れたと判断
したとき、制御出力リレー部を介して高調波フィルタを
切り離す開閉制御を行うよう構成するのが好ましい。
【００１１】一方、請求項４に記載の発明は、主変圧器
の二次側に複数の負荷回路を有する交流電力系統に前記
負荷回路と並列にそれぞれ負荷開閉器を介して接続され
た複数の力率改善用のコンデンサ装置を設け、交流電力
系統の電圧および電流を主変圧器の二次側でそれぞれ検
出して一定レベルの電圧信号に変換する第１の変換回路
および第２の変換回路と、変換済電圧信号をデジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換部と、予め定められたプログラ
ムに従い前記Ａ／Ｄ変換された電圧信号の瞬時値から前
記交流電力系統の有効電力，無効電力，および力率の演
算と、目標力率設定値に応じた進相コンデンサ装置の投
入，遮断を行うべき制御レベルの演算、および投入，遮
断を行うべき進相コンデンサ装置の容量値の選定を行
い、その判定結果に対応した制御信号を出力する演算処
理部と、この制御信号に基づいて前記選定されたコンデ
ンサ装置に対応する負荷開閉器の開閉制御を行う制御出
力リレー部とを有する力率調整器により、前記交流電力
系統の力率を前記目標力率に近づけるよう制御する力率
調整装置において、前記主変圧器二次側にそれぞれ半導
体スイッチ，直列リアクトル，進相コンデンサの直列回
路からなる電圧降下の補償装置を設けるとともに、前記
力率調整器が前記負荷回路に流れる短時間大電流を検出
して一定レベルの電圧信号に変換して前記Ａ／Ｄ変換部
に送出する第４の変換回路と、Ａ／Ｄ変換された電圧信
号の瞬時値から１サイクル程度の短時間の有効電力と無
効電力の変動量を演算して前記演算処理部に送出する高
速演算処理部と、高速演算処理部の送出データに基づい
て演算処理部が瞬時電圧降下を補償するために投入する
前記電圧降下の補償装置を選定して発する制御信号を受
けて前記半導体スイッチを開閉制御する電圧降下保証出
力部とを備える。
の二次側に複数の負荷回路を有する交流電力系統に前記
負荷回路と並列にそれぞれ負荷開閉器を介して接続され
た複数の力率改善用のコンデンサ装置を設け、交流電力
系統の電圧および電流を主変圧器の二次側でそれぞれ検
出して一定レベルの電圧信号に変換する第１の変換回路
および第２の変換回路と、変換済電圧信号をデジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換部と、予め定められたプログラ
ムに従い前記Ａ／Ｄ変換された電圧信号の瞬時値から前
記交流電力系統の有効電力，無効電力，および力率の演
算と、目標力率設定値に応じた進相コンデンサ装置の投
入，遮断を行うべき制御レベルの演算、および投入，遮
断を行うべき進相コンデンサ装置の容量値の選定を行
い、その判定結果に対応した制御信号を出力する演算処
理部と、この制御信号に基づいて前記選定されたコンデ
ンサ装置に対応する負荷開閉器の開閉制御を行う制御出
力リレー部とを有する力率調整器により、前記交流電力
系統の力率を前記目標力率に近づけるよう制御する力率
調整装置において、前記主変圧器二次側にそれぞれ半導
体スイッチ，直列リアクトル，進相コンデンサの直列回
路からなる電圧降下の補償装置を設けるとともに、前記
力率調整器が前記負荷回路に流れる短時間大電流を検出
して一定レベルの電圧信号に変換して前記Ａ／Ｄ変換部
に送出する第４の変換回路と、Ａ／Ｄ変換された電圧信
号の瞬時値から１サイクル程度の短時間の有効電力と無
効電力の変動量を演算して前記演算処理部に送出する高
速演算処理部と、高速演算処理部の送出データに基づい
て演算処理部が瞬時電圧降下を補償するために投入する
前記電圧降下の補償装置を選定して発する制御信号を受
けて前記半導体スイッチを開閉制御する電圧降下保証出
力部とを備える。
【００１２】請求項１に記載の発明では、複数のコンデ
ンサ装置を直列リアクトルを有する高調波フィルタとし
たことにより、高調波周波数に同調した高調波フィルタ
が高調波電流の吸収機能を示すと同時に、これより周波
数が低い基本周波数の遅れ無効電流に対して容量性とな
って遅れ無効電流を打ち消す力率改善作用を示す。ま
た、高調波フィルタをそれぞれ負荷開閉器を介して主変
圧器の二次側に接続したことにより、負荷回路で発生し
た高調波電流は主変圧器を介して交流電力系統の電源側
に流出する電流Ｉonと、高調波フィルタに吸収される電
流ＩCnとに分流するが、流出電流Ｉonは主変圧器の内部
インピーダンスＸO により通流が阻止されてその大きさ
が減少し、その分高調波フィルタの吸収電流ＩCnが増加
することになり、高い流出電流Ｉonの抑制作用が得られ
る。
ンサ装置を直列リアクトルを有する高調波フィルタとし
たことにより、高調波周波数に同調した高調波フィルタ
が高調波電流の吸収機能を示すと同時に、これより周波
数が低い基本周波数の遅れ無効電流に対して容量性とな
って遅れ無効電流を打ち消す力率改善作用を示す。ま
た、高調波フィルタをそれぞれ負荷開閉器を介して主変
圧器の二次側に接続したことにより、負荷回路で発生し
た高調波電流は主変圧器を介して交流電力系統の電源側
に流出する電流Ｉonと、高調波フィルタに吸収される電
流ＩCnとに分流するが、流出電流Ｉonは主変圧器の内部
インピーダンスＸO により通流が阻止されてその大きさ
が減少し、その分高調波フィルタの吸収電流ＩCnが増加
することになり、高い流出電流Ｉonの抑制作用が得られ
る。
【００１３】一方、力率調整器の第１の変換回路には主
変圧器の二次電圧を直接導入して従来技術で必要とした
電圧変成器が排除されるとともに、第２の変換回路には
変成された二次電流が導入され、それぞれ信号処理に好
適な電圧信号に変換され、かつＡ／Ｄ変換部によりディ
ジタル電圧信号に変換される。変換された電圧信号は高
調波電流演算部でその瞬時値の波形データがフーリェ級
数展開され、主変圧器を介して電源側に流れる高調波電
流の実効値または高調波含有率が演算される。したがっ
て、この演算結果を受けた演算処理部は高調波電流設定
部から入力される高調波電流設定値と照合して高調波電
流の実効値または高調波含有率が高調波電流設定値を越
えるか否かを判定するとともに、投入，遮断を行うべき
高調波フィルタの容量値の選定を行い、その判定結果に
対応した制御信号を制御出力リレー部に向けて出力す
る。このとき、力率調整器はその演算処理部が、Ａ／Ｄ
変換された電圧信号の瞬時値から交流電力系統の有効電
力，無効電力，および力率の演算と、目標力率設定値に
応じたコンデンサ装置の投入，遮断を行うべき制御レベ
ルの演算、および投入，遮断を行うべきコンデンサ装置
の容量値の選定を行い、その判定結果に対応した制御信
号を制御出力リレー部に向けて出力するので、力率調整
器は、交流電力系統の力率を目標力率に近づけるよう高
調波フィルターの負荷開閉器を開閉する制御と、高調波
電流の実効値または高調波含有率をその設定値に近づけ
るよう高調波フィルターの負荷スイッチを開閉する制御
とを並行して行うことになり、交流電力系統の力率およ
び電源側に流出する高調波電流がそれぞれの設定値以下
に抑制される。
変圧器の二次電圧を直接導入して従来技術で必要とした
電圧変成器が排除されるとともに、第２の変換回路には
変成された二次電流が導入され、それぞれ信号処理に好
適な電圧信号に変換され、かつＡ／Ｄ変換部によりディ
ジタル電圧信号に変換される。変換された電圧信号は高
調波電流演算部でその瞬時値の波形データがフーリェ級
数展開され、主変圧器を介して電源側に流れる高調波電
流の実効値または高調波含有率が演算される。したがっ
て、この演算結果を受けた演算処理部は高調波電流設定
部から入力される高調波電流設定値と照合して高調波電
流の実効値または高調波含有率が高調波電流設定値を越
えるか否かを判定するとともに、投入，遮断を行うべき
高調波フィルタの容量値の選定を行い、その判定結果に
対応した制御信号を制御出力リレー部に向けて出力す
る。このとき、力率調整器はその演算処理部が、Ａ／Ｄ
変換された電圧信号の瞬時値から交流電力系統の有効電
力，無効電力，および力率の演算と、目標力率設定値に
応じたコンデンサ装置の投入，遮断を行うべき制御レベ
ルの演算、および投入，遮断を行うべきコンデンサ装置
の容量値の選定を行い、その判定結果に対応した制御信
号を制御出力リレー部に向けて出力するので、力率調整
器は、交流電力系統の力率を目標力率に近づけるよう高
調波フィルターの負荷開閉器を開閉する制御と、高調波
電流の実効値または高調波含有率をその設定値に近づけ
るよう高調波フィルターの負荷スイッチを開閉する制御
とを並行して行うことになり、交流電力系統の力率およ
び電源側に流出する高調波電流がそれぞれの設定値以下
に抑制される。
【００１４】ここで、請求項２に記載の発明では、負荷
開閉器を介して主変圧器二次側に接続されるリアクトル
を高調波フィルタと並列に設けたことにより、交流電力
系統の力率および電源側に流出する高調波電流をそれぞ
れの設定値以下に抑制する制御を並行して行う過程で、
交流電力系統の力率が目標力率設定値を越えて進み力率
になると演算処理部が判断したとき、リアクトルを交流
電力系統に接続すれば、交流電力系統の力率を常時幾分
の遅れ力率に抑制できるので、進み力率になることによ
って交流電力系統が上昇し、系統負荷に悪影響を与える
という事態が回避される。
開閉器を介して主変圧器二次側に接続されるリアクトル
を高調波フィルタと並列に設けたことにより、交流電力
系統の力率および電源側に流出する高調波電流をそれぞ
れの設定値以下に抑制する制御を並行して行う過程で、
交流電力系統の力率が目標力率設定値を越えて進み力率
になると演算処理部が判断したとき、リアクトルを交流
電力系統に接続すれば、交流電力系統の力率を常時幾分
の遅れ力率に抑制できるので、進み力率になることによ
って交流電力系統が上昇し、系統負荷に悪影響を与える
という事態が回避される。
【００１５】また、請求項３に記載の発明では、請求項
１に記載の力率調整装置において、複数の高調波フィル
タに流れる電流を検出する変流器およびこの変流器の検
出電流を一定レベルの電圧信号に変換する第３の変換回
路を備え、この電圧信号をＡ／Ｄ変換部を介して受けた
演算処理部が高調波フィルタに過電流が流れたと判断し
たとき、制御出力リレー部を介して高調波フィルタを切
り離す開閉制御を行うよう構成したことにより、高調波
フィルタの焼損事故などが回避される。
１に記載の力率調整装置において、複数の高調波フィル
タに流れる電流を検出する変流器およびこの変流器の検
出電流を一定レベルの電圧信号に変換する第３の変換回
路を備え、この電圧信号をＡ／Ｄ変換部を介して受けた
演算処理部が高調波フィルタに過電流が流れたと判断し
たとき、制御出力リレー部を介して高調波フィルタを切
り離す開閉制御を行うよう構成したことにより、高調波
フィルタの焼損事故などが回避される。
【００１６】一方、請求項４に記載の発明では、主変圧
器二次側に半導体スイッチ，直列リアクトル，コンデン
サの直列回路からなる電圧降下の補償装置を設けたこと
により、これに並列接続された負荷回路で発生する過大
な起動電流に遅滞なく追従して補償装置に進み電流を流
すことが可能になる。また、力率調整器側に設けた第４
の変換回路で負荷回路に流れる短時間大電流を検出して
一定レベルの電圧信号に変換し、高速演算処理部でＡ／
Ｄ変換された電圧信号の瞬時値から１サイクル程度の短
時間の有効電力と無効電力の変動量を演算して演算処理
部に送出することにより、短時間大電流の発生を遅滞無
く検知できる、したがって、高速演算処理部の送出デー
タに基づいて演算処理部が瞬時電圧降下を補償するため
に投入する電圧降下の補償装置を選定して制御信号を発
することにより、電圧降下の補償装置の半導体スイッチ
が動作し、補償装置に進み電流が流れて起動電流に含ま
れる遅れ電流成分を補償するので、過大な起動電流によ
る交流電力系統の瞬時電圧降下が抑制される。なお、電
圧降下補償装置の半導体スイッチを開閉制御する電圧降
下補償出力部を制御制御出力リレー部とは別体に設けた
ことにより、力率改善用のコンデンサ装置の開閉制御と
電圧降下補償装置の開閉制御とを並行して行えるととも
に、請求項１に記載の力率調整装置の要部と組み合わせ
ることにより、交流電力系統の力率調整機能，高調波電
流の抑制機能，および瞬時電圧降下の補償機能を兼ね備
えた力率調整装置を構成することが可能になる。
器二次側に半導体スイッチ，直列リアクトル，コンデン
サの直列回路からなる電圧降下の補償装置を設けたこと
により、これに並列接続された負荷回路で発生する過大
な起動電流に遅滞なく追従して補償装置に進み電流を流
すことが可能になる。また、力率調整器側に設けた第４
の変換回路で負荷回路に流れる短時間大電流を検出して
一定レベルの電圧信号に変換し、高速演算処理部でＡ／
Ｄ変換された電圧信号の瞬時値から１サイクル程度の短
時間の有効電力と無効電力の変動量を演算して演算処理
部に送出することにより、短時間大電流の発生を遅滞無
く検知できる、したがって、高速演算処理部の送出デー
タに基づいて演算処理部が瞬時電圧降下を補償するため
に投入する電圧降下の補償装置を選定して制御信号を発
することにより、電圧降下の補償装置の半導体スイッチ
が動作し、補償装置に進み電流が流れて起動電流に含ま
れる遅れ電流成分を補償するので、過大な起動電流によ
る交流電力系統の瞬時電圧降下が抑制される。なお、電
圧降下補償装置の半導体スイッチを開閉制御する電圧降
下補償出力部を制御制御出力リレー部とは別体に設けた
ことにより、力率改善用のコンデンサ装置の開閉制御と
電圧降下補償装置の開閉制御とを並行して行えるととも
に、請求項１に記載の力率調整装置の要部と組み合わせ
ることにより、交流電力系統の力率調整機能，高調波電
流の抑制機能，および瞬時電圧降下の補償機能を兼ね備
えた力率調整装置を構成することが可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下この発明を実施例に基づいて
説明する。なお、従来例と同じ参照符号を付けた部材は
従来例のそれと同じ機能をもつので、その説明を省略す
る。図１は請求項１に記載した発明の一実施例になる力
率調整装置を交流電力系統の接続図と併せて示すブロッ
ク図である。図において、力率調整装置は、主変圧器１
２の二次側に負荷開閉器ＬＢ1,ＬＢ2,ＬＢ3,を介して接
続された複数の直列リアクトルＬ1,Ｌ2,Ｌ3,と力率改善
用のコンデンサＣ1,Ｃ2,Ｃ3,の直列回路からなる複数組
の高調波フィルタ２７と、目標力率設定値および高調波
電流設定値に応じて複数組の高調波フィルタ２７の投
入，遮断を制御する力率調整器３０とで構成される。
説明する。なお、従来例と同じ参照符号を付けた部材は
従来例のそれと同じ機能をもつので、その説明を省略す
る。図１は請求項１に記載した発明の一実施例になる力
率調整装置を交流電力系統の接続図と併せて示すブロッ
ク図である。図において、力率調整装置は、主変圧器１
２の二次側に負荷開閉器ＬＢ1,ＬＢ2,ＬＢ3,を介して接
続された複数の直列リアクトルＬ1,Ｌ2,Ｌ3,と力率改善
用のコンデンサＣ1,Ｃ2,Ｃ3,の直列回路からなる複数組
の高調波フィルタ２７と、目標力率設定値および高調波
電流設定値に応じて複数組の高調波フィルタ２７の投
入，遮断を制御する力率調整器３０とで構成される。
【００１８】力率調整器３０は、その第１の変換回路１
が主変圧器１２の二次側に直接接続されて三相の二次電
圧を信号処理に好適な一定レベルの電圧信号に変換し、
Ａ／Ｄ変換部３に送信する。また、第２の変換回路２に
は電流変成器ＣＴ1 で変成された二次電流が導入されて
信号処理に好適な一定レベルの電圧信号に変換し、Ａ／
Ｄ変換部３に送信する。ここで、演算処理部４がＡ／Ｄ
変換された電圧信号の瞬時値から交流電力系統１１の有
効電力，無効電力，および力率を演算し、プログラム部
５に格納されたプログラムにしたがって目標力率設定部
９に設定された目標力率設定値を読み込み、目標力率設
定値に応じた高調波フィルタ２７の投入，遮断を行うべ
き制御レベルの演算、および投入，遮断を行うべきコン
デンサＣ 1,Ｃ2,Ｃ3,の容量値の選定を行い、その判定結
果に対応した制御信号を出力し、制御出力リレー部７が
この制御信号に基づいて選定されたコンデンサＣ1,Ｃ2,
Ｃ 3,に対応する負荷開閉器ＬＢ1,ＬＢ2,ＬＢ3,のいずれ
かの開閉制御を行う動作は従来例とほぼ同様であり、演
算処理部４の演算結果や制御状態が表示部８に表示され
るとともに、目標力率設定部９に設定された目標力率設
定値はメモリ部６に記憶，保存される。
が主変圧器１２の二次側に直接接続されて三相の二次電
圧を信号処理に好適な一定レベルの電圧信号に変換し、
Ａ／Ｄ変換部３に送信する。また、第２の変換回路２に
は電流変成器ＣＴ1 で変成された二次電流が導入されて
信号処理に好適な一定レベルの電圧信号に変換し、Ａ／
Ｄ変換部３に送信する。ここで、演算処理部４がＡ／Ｄ
変換された電圧信号の瞬時値から交流電力系統１１の有
効電力，無効電力，および力率を演算し、プログラム部
５に格納されたプログラムにしたがって目標力率設定部
９に設定された目標力率設定値を読み込み、目標力率設
定値に応じた高調波フィルタ２７の投入，遮断を行うべ
き制御レベルの演算、および投入，遮断を行うべきコン
デンサＣ 1,Ｃ2,Ｃ3,の容量値の選定を行い、その判定結
果に対応した制御信号を出力し、制御出力リレー部７が
この制御信号に基づいて選定されたコンデンサＣ1,Ｃ2,
Ｃ 3,に対応する負荷開閉器ＬＢ1,ＬＢ2,ＬＢ3,のいずれ
かの開閉制御を行う動作は従来例とほぼ同様であり、演
算処理部４の演算結果や制御状態が表示部８に表示され
るとともに、目標力率設定部９に設定された目標力率設
定値はメモリ部６に記憶，保存される。
【００１９】一方、力率調整器３０は高調波電流演算部
２４を備え、Ａ／Ｄ変換部３でＡ／Ｄ変換された電圧信
号の瞬時値の波形データをフーリェ展開し、主変圧器１
２を介して電源側に流れる高調波電流Ｉonの実効値また
は高調波含有率を求めて演算処理部４に送信する。即
ち、基本周波数をｆ，Ｔをその周期，高調波の次数をｎ
（ｎ＝１，２，・・）とした場合、高調波電流の瞬時値
ｉ(t) は次式によりフーリェ級数に展開される。
２４を備え、Ａ／Ｄ変換部３でＡ／Ｄ変換された電圧信
号の瞬時値の波形データをフーリェ展開し、主変圧器１
２を介して電源側に流れる高調波電流Ｉonの実効値また
は高調波含有率を求めて演算処理部４に送信する。即
ち、基本周波数をｆ，Ｔをその周期，高調波の次数をｎ
（ｎ＝１，２，・・）とした場合、高調波電流の瞬時値
ｉ(t) は次式によりフーリェ級数に展開される。
【００２０】
【数１】
【００２１】ここで、ａn ，ｂ0 ，およびｂn は係数で
あり、Δｔを微小時間とした場合、それぞれ次式により
計算される。
あり、Δｔを微小時間とした場合、それぞれ次式により
計算される。
【００２２】
【数２】
【００２３】
【数３】
【００２４】
【数４】
【００２５】したがって、ｎ個のａn およびｂn により
各次の高調波電流の実効値が計算できるので、各次の高
調波電流の含有率なども求まり、これらの計算結果は演
算処理部４により表示部８に表示される。また、力率調
整器３０は高調波電流設定値を演算処理部４に送信する
高調波電流設定部２５を備え、高調波電流演算部２４か
ら演算処理部４に送信された高調波電流の実効値または
高調波含有率が高調波電流設定値を越えると演算処理部
４が判断したとき、制御出力リレー部７を介して高調波
フィルタ２７の開閉制御を行う。
各次の高調波電流の実効値が計算できるので、各次の高
調波電流の含有率なども求まり、これらの計算結果は演
算処理部４により表示部８に表示される。また、力率調
整器３０は高調波電流設定値を演算処理部４に送信する
高調波電流設定部２５を備え、高調波電流演算部２４か
ら演算処理部４に送信された高調波電流の実効値または
高調波含有率が高調波電流設定値を越えると演算処理部
４が判断したとき、制御出力リレー部７を介して高調波
フィルタ２７の開閉制御を行う。
【００２６】実施例によれば、力率調整器３０は、交流
電力系統の力率を目標力率に近づけるよう高調波フィル
ターの負荷開閉器を開閉する制御と、高調波電流の実効
値または高調波含有率をその設定値に近づけるよう高調
波フィルターの負荷開閉器を開閉する制御とを並行して
行うことになり、交流電力系統の力率および電源側に流
出する高調波電流がそれぞれの設定値以下に抑制され
る。
電力系統の力率を目標力率に近づけるよう高調波フィル
ターの負荷開閉器を開閉する制御と、高調波電流の実効
値または高調波含有率をその設定値に近づけるよう高調
波フィルターの負荷開閉器を開閉する制御とを並行して
行うことになり、交流電力系統の力率および電源側に流
出する高調波電流がそれぞれの設定値以下に抑制され
る。
【００２７】図２は図１に示す力率調整装置における高
調波電流の通流経路を示す等価回路図である。図におい
て、高調波発生負荷１５で発生した各次の高調波電流Ｉ
n は、主変圧器１２の内部インピーダンスＸ0 を介して
交流電力系統１１の電源側に流出する高調波電流Ｉ
onと、高調波フィルタ２７のインピーダンスＸl および
Ｘ C の直列共振によって吸収される高調波電流Ｉcnとに
分流する。このとき、ｎ次の高調波電流ＩonとＩcnの実
効値はそれぞれ次式によって求められる。
調波電流の通流経路を示す等価回路図である。図におい
て、高調波発生負荷１５で発生した各次の高調波電流Ｉ
n は、主変圧器１２の内部インピーダンスＸ0 を介して
交流電力系統１１の電源側に流出する高調波電流Ｉ
onと、高調波フィルタ２７のインピーダンスＸl および
Ｘ C の直列共振によって吸収される高調波電流Ｉcnとに
分流する。このとき、ｎ次の高調波電流ＩonとＩcnの実
効値はそれぞれ次式によって求められる。
【００２８】
【数５】
【００２９】
【数６】
【００３０】上式において主変圧器を介して電源側に流
出する高調波電流Ｉonを零にするためには、数５の分子
のｎＸl −（Ｘc ／ｎ）を０とすればよく、ｎ2 ＝（Ｘ
C ／Ｘl ）なる条件を満足するようにＸC とＸl の比率
を選定すればよいことが分かる。例えば、高調波発生負
荷では第５高調波の発生量が最も大きく、その抑制が強
く求められる。そこで、ｎ＝５としてＩon＝０なる条件
を求めるとＸl ＝Ｘc ／２５＝０．０４が得られる。即
ち、第５高調波用の高調波フィルター２７では直列リア
クトルのＸl を進相コンデンサのＸc の４％とすれば主
変圧器１２を介して交流電力系統１１の電源側に流出す
る高調波電流Ｉonを零にすることができる。ただし、ｎ
Ｘl −（Ｘc ／ｎ）の値が負になると、発生した高調波
電流Ｉn をこれより大きな高調波電流に拡大させる拡張
現象が知られており、この現象を回避するためには直列
リアクトルのＸl を進相コンデンサのＸc の６％程度に
大きく設定しておくことが好ましい。
出する高調波電流Ｉonを零にするためには、数５の分子
のｎＸl −（Ｘc ／ｎ）を０とすればよく、ｎ2 ＝（Ｘ
C ／Ｘl ）なる条件を満足するようにＸC とＸl の比率
を選定すればよいことが分かる。例えば、高調波発生負
荷では第５高調波の発生量が最も大きく、その抑制が強
く求められる。そこで、ｎ＝５としてＩon＝０なる条件
を求めるとＸl ＝Ｘc ／２５＝０．０４が得られる。即
ち、第５高調波用の高調波フィルター２７では直列リア
クトルのＸl を進相コンデンサのＸc の４％とすれば主
変圧器１２を介して交流電力系統１１の電源側に流出す
る高調波電流Ｉonを零にすることができる。ただし、ｎ
Ｘl −（Ｘc ／ｎ）の値が負になると、発生した高調波
電流Ｉn をこれより大きな高調波電流に拡大させる拡張
現象が知られており、この現象を回避するためには直列
リアクトルのＸl を進相コンデンサのＸc の６％程度に
大きく設定しておくことが好ましい。
【００３１】また、力率調整装置は高調波フィルタ２７
に流れる進み電流の過電流状態を検出する変流器ＣＴ2
を備え、その検出電流は力率調整器３０に設けた第３の
変換回路２２により電圧信号に変換され、さらにＡ／Ｄ
変換回路３でディジタル信号に変換されて演算処理部４
に送信される。演算処理部４はプログラム部５に予め登
録されたプログラムに基づいて過電流状態を判定し、そ
の判定結果を表示部８に表示するとともに、制御出力リ
レー部７を介して高調波フィルタ２７の遮断を指令す
る。その結果、高調波フィルタ２７に流れる進み電流に
よって主変圧器の２次電圧が上昇し、並列接続された負
荷１３，１４，１５等に与える悪影響が防止される。
に流れる進み電流の過電流状態を検出する変流器ＣＴ2
を備え、その検出電流は力率調整器３０に設けた第３の
変換回路２２により電圧信号に変換され、さらにＡ／Ｄ
変換回路３でディジタル信号に変換されて演算処理部４
に送信される。演算処理部４はプログラム部５に予め登
録されたプログラムに基づいて過電流状態を判定し、そ
の判定結果を表示部８に表示するとともに、制御出力リ
レー部７を介して高調波フィルタ２７の遮断を指令す
る。その結果、高調波フィルタ２７に流れる進み電流に
よって主変圧器の２次電圧が上昇し、並列接続された負
荷１３，１４，１５等に与える悪影響が防止される。
【００３２】さらに、高調波フィルタ２７は負荷開閉器
ＬＢ4 等を介して開閉可能なリアクトルＬ4 等を備え、
力率の調整と高調波の抑制を並行して行うことにより、
交流電力系統１１が進み力率になった場合、ＬＢ4 を閉
じてリアクトルＬ4 を接続れば、主変圧器の２次電圧の
上昇が回避される。図３は請求項４に記載した発明の異
なる実施例を示すブロック図である。図の発明が図４に
示す従来の力率調整装置と異なるところは、主変圧器１
２の二次側に例えばサイリスタスイッチなどの半導体ス
イッチＴＨ1,ＴＨ2,ＴＨ3,直列リアクトルＬ5,Ｌ6,Ｌ7,
コンデンサＣ5,Ｃ6,Ｃ7,の直列回路からなる電圧降下の
補償装置３７と、大起動電流負荷１４の電流を検出する
変流器ＣＴ3 とを設けるとともに、力率調整器側４０は
第１，第２の変換回路１および２で主変圧器１２の二次
電圧，二次電流を検出し、かつ変流器ＣＴ3 で検出した
短時間大電流を一定レベルの電圧信号に変換する第４の
変換回路３２と、Ａ／Ｄ変換された電圧信号の瞬時値か
ら１サイクル程度の短時間の有効電力と無効電力の変動
量を演算し演算処理部４に送出する高速演算処理部３
４、および電圧降下補償装置３７の半導体スイッチＴＨ
1,ＴＨ2,ＴＨ3,を開閉制御する電圧降下補償出力部３５
を設けた点が異なっている。
ＬＢ4 等を介して開閉可能なリアクトルＬ4 等を備え、
力率の調整と高調波の抑制を並行して行うことにより、
交流電力系統１１が進み力率になった場合、ＬＢ4 を閉
じてリアクトルＬ4 を接続れば、主変圧器の２次電圧の
上昇が回避される。図３は請求項４に記載した発明の異
なる実施例を示すブロック図である。図の発明が図４に
示す従来の力率調整装置と異なるところは、主変圧器１
２の二次側に例えばサイリスタスイッチなどの半導体ス
イッチＴＨ1,ＴＨ2,ＴＨ3,直列リアクトルＬ5,Ｌ6,Ｌ7,
コンデンサＣ5,Ｃ6,Ｃ7,の直列回路からなる電圧降下の
補償装置３７と、大起動電流負荷１４の電流を検出する
変流器ＣＴ3 とを設けるとともに、力率調整器側４０は
第１，第２の変換回路１および２で主変圧器１２の二次
電圧，二次電流を検出し、かつ変流器ＣＴ3 で検出した
短時間大電流を一定レベルの電圧信号に変換する第４の
変換回路３２と、Ａ／Ｄ変換された電圧信号の瞬時値か
ら１サイクル程度の短時間の有効電力と無効電力の変動
量を演算し演算処理部４に送出する高速演算処理部３
４、および電圧降下補償装置３７の半導体スイッチＴＨ
1,ＴＨ2,ＴＨ3,を開閉制御する電圧降下補償出力部３５
を設けた点が異なっている。
【００３３】この実施例では、高速演算処理部３４の送
出データに基づいて演算処理部４が瞬時電圧降下を補償
するために投入する電圧降下の補償装置３７を選定して
制御信号を発することにより、電圧降下の補償装置の半
導体スイッチが動作して補償装置に進み電流が流れ、起
動電流に含まれる遅れ電流成分を補償するので、過大な
起動電流による交流電力系統の瞬時電圧降下が抑制さ
れ、大起動電流負荷１４における起動渋滞が解消される
とともに、交流電力系統１１に接続された図示しない電
灯負荷などで発生するフリッカ現象が防止される。
出データに基づいて演算処理部４が瞬時電圧降下を補償
するために投入する電圧降下の補償装置３７を選定して
制御信号を発することにより、電圧降下の補償装置の半
導体スイッチが動作して補償装置に進み電流が流れ、起
動電流に含まれる遅れ電流成分を補償するので、過大な
起動電流による交流電力系統の瞬時電圧降下が抑制さ
れ、大起動電流負荷１４における起動渋滞が解消される
とともに、交流電力系統１１に接続された図示しない電
灯負荷などで発生するフリッカ現象が防止される。
【００３４】なお、電圧降下補償出力部３５を制御出力
リレー部７とは別体に設けたことにより、図示しない力
率改善用のコンデンサ装置の開閉制御と電圧降下補償装
置３７の開閉制御とを並行して行える利点が得られる。
また、図１に示す力率調整装置の要部とこの実施例とを
組み合わせることにより、交流電力系統の力率調整機
能，高調波電流の抑制機能，および瞬時電圧降下の補償
機能を兼ね備えた力率調整装置を構成することが可能に
なる。
リレー部７とは別体に設けたことにより、図示しない力
率改善用のコンデンサ装置の開閉制御と電圧降下補償装
置３７の開閉制御とを並行して行える利点が得られる。
また、図１に示す力率調整装置の要部とこの実施例とを
組み合わせることにより、交流電力系統の力率調整機
能，高調波電流の抑制機能，および瞬時電圧降下の補償
機能を兼ね備えた力率調整装置を構成することが可能に
なる。
【００３５】
【発明の効果】請求項１に記載した発明の力率調整装置
は前述のように、コンデンサ装置を高調波フィルタに置
き換えて主変圧器の二次側に接続し、かつ力率調整器を
主変圧器の二次側に接続して高調波電流演算部および高
調波電流設定部を付加するよう構成した。その結果、交
流電力系統の力率を目標力率に近づけるよう高調波フィ
ルターの負荷スイッチを開閉する制御と、高調波電流の
実効値または高調波含有率をその設定値に近づけるよう
高調波フィルターの負荷スイッチを開閉する制御とを並
行して行うことが可能になり、交流電力系統の力率およ
び電源側に流出する高調波電流をアクティブフィルター
などを必要とせずにそれぞれの設定値以下に抑制できる
小型化された力率調整装置を経済的にも有利に提供する
ことができる。
は前述のように、コンデンサ装置を高調波フィルタに置
き換えて主変圧器の二次側に接続し、かつ力率調整器を
主変圧器の二次側に接続して高調波電流演算部および高
調波電流設定部を付加するよう構成した。その結果、交
流電力系統の力率を目標力率に近づけるよう高調波フィ
ルターの負荷スイッチを開閉する制御と、高調波電流の
実効値または高調波含有率をその設定値に近づけるよう
高調波フィルターの負荷スイッチを開閉する制御とを並
行して行うことが可能になり、交流電力系統の力率およ
び電源側に流出する高調波電流をアクティブフィルター
などを必要とせずにそれぞれの設定値以下に抑制できる
小型化された力率調整装置を経済的にも有利に提供する
ことができる。
【００３６】ここで、リアクトルを高調波フィルタと並
列に設けるよう構成すれば、交流電力系統の力率が目標
力率設定値を越えて進み力率になることを防止できるの
で、交流電力系統の電圧が上昇して系統負荷に悪影響を
与えるという事態を回避できる利点が得られる。また、
高調波フィルタに流れる電流を検出する変流器と、その
検出電流を一定レベルの電圧信号に変換する第３の変換
回路を付加し、高調波フィルタに過電流が流れたと演算
処理部が判断したとき、制御出力リレー部を介して高調
波フィルタを切り離す開閉制御を行うよう構成すれば、
高調波フィルタの焼損事故などを回避できる利点が得ら
れる。
列に設けるよう構成すれば、交流電力系統の力率が目標
力率設定値を越えて進み力率になることを防止できるの
で、交流電力系統の電圧が上昇して系統負荷に悪影響を
与えるという事態を回避できる利点が得られる。また、
高調波フィルタに流れる電流を検出する変流器と、その
検出電流を一定レベルの電圧信号に変換する第３の変換
回路を付加し、高調波フィルタに過電流が流れたと演算
処理部が判断したとき、制御出力リレー部を介して高調
波フィルタを切り離す開閉制御を行うよう構成すれば、
高調波フィルタの焼損事故などを回避できる利点が得ら
れる。
【００３７】一方、請求項４に記載した発明では、コン
デンサ装置を電圧降下の補償装置に置き換えて主変圧器
の二次側に接続し、かつ力率調整器に大起動電流負荷の
検出電流を電圧信号に変換する第４の変換回路、高速演
算処理部、および電圧降下補償出力部を付加するよう構
成したことにより、高速演算処理部がＡ／Ｄ変換された
電圧信号の瞬時値から１サイクル程度の短時間の有効電
力と無効電力の変動量を演算し、演算処理部が瞬時電圧
降下を保証するために投入する電圧降下の補償装置を選
定し、電圧降下補償出力部が電圧降下の補償装置の半導
体スイッチを開閉制御し、補償装置に進み電流が流れて
起動電流に含まれる遅れ電流成分を補償するので、過大
な起動電流による交流電力系統の瞬時電圧降下が抑制さ
れ、従来例で必要とした無効電力補償装置などを必要と
せずに起動渋滞やフリッカ現象の発生を防止できる力率
調整装置を経済的にも有利に提供することができる。
デンサ装置を電圧降下の補償装置に置き換えて主変圧器
の二次側に接続し、かつ力率調整器に大起動電流負荷の
検出電流を電圧信号に変換する第４の変換回路、高速演
算処理部、および電圧降下補償出力部を付加するよう構
成したことにより、高速演算処理部がＡ／Ｄ変換された
電圧信号の瞬時値から１サイクル程度の短時間の有効電
力と無効電力の変動量を演算し、演算処理部が瞬時電圧
降下を保証するために投入する電圧降下の補償装置を選
定し、電圧降下補償出力部が電圧降下の補償装置の半導
体スイッチを開閉制御し、補償装置に進み電流が流れて
起動電流に含まれる遅れ電流成分を補償するので、過大
な起動電流による交流電力系統の瞬時電圧降下が抑制さ
れ、従来例で必要とした無効電力補償装置などを必要と
せずに起動渋滞やフリッカ現象の発生を防止できる力率
調整装置を経済的にも有利に提供することができる。
【００３８】なお、この発明によれば、交流電力系統の
力率調整機能，高調波電流の抑制機能，および瞬時電圧
降下の補償機能を兼ね備えた力率調整装置を構成するこ
とも容易であり、従来例では実現困難な高機能の力率調
整装置を経済的に有利に提供できる利点が得られる。
力率調整機能，高調波電流の抑制機能，および瞬時電圧
降下の補償機能を兼ね備えた力率調整装置を構成するこ
とも容易であり、従来例では実現困難な高機能の力率調
整装置を経済的に有利に提供できる利点が得られる。
【図１】図１は請求項１に記載した発明の一実施例にな
る力率調整装置を交流電力系統の接続図と併せて示すブ
ロック図
る力率調整装置を交流電力系統の接続図と併せて示すブ
ロック図
【図２】図２は図１にに示す力率調整装置における高調
波電流の通流経路を示す等価回路図
波電流の通流経路を示す等価回路図
【図３】図３は請求項４に記載した発明の異なる実施例
を示すブロック図
を示すブロック図
【図４】従来の力率調整装置の基本的構成を交流電力系
統と併せて示すブロック図
統と併せて示すブロック図
１ 第１の変換回路 ２ 第２の変換回路 ３ Ａ／Ｄ変換部 ４ 演算処理部 ５ プログラム部 ６ メモリ部 ７ 制御出力リレー部 ８ 表示部 ９ 目標力率設定部 １０ 力率調整器 １１ 三相交流電力系統 １２ 主変圧器 １３ 一般動力負荷 １４ 大起動電流負荷 １５ 高調波発生負荷 １７ コンデンサ装置 ２２ 第３の変換回路 ２４ 高調波電流演算部 ２５ 高調波電流設定部 ２７ 高調波フィルタ ３０ 力率調整器 ３２ 第４の変換回路 ３４ 高速演算処理部 ３５ 電圧降下補償出力部 ３７ 電圧降下の補償装置 ４０ 力率調整器 Ｉn 発生した高調波電流 Ｉon 電源側に流出する高調波電流 Ｉcn 高調波フィルタに流れる高調波電流 ＬＢ 負荷開閉器 Ｌ 直列リアクトル Ｃ 力率改善用のコンデンサ ＣＴ 変流器 Ｘo 主変圧器の内部インピーダンス Ｘl 直列リアクトルのインピーダンス Ｘc 力率改善用のコンデンサのインピーダンス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｊ 3/01 Ｈ０２Ｊ 3/01 Ａ 3/24 3/24 Ｂ
Claims (4)
- 【請求項１】主変圧器の二次側に複数の負荷回路を有す
る交流電力系統に前記負荷回路と並列にそれぞれ負荷開
閉器を介して接続された複数の力率改善用のコンデンサ
装置を設け、交流電力系統の電圧および電流をそれぞれ
検出して一定レベルの電圧信号に変換する第１の変換回
路および第２の変換回路と、変換済電圧信号をデジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、予め定められたプログ
ラムに従い前記Ａ／Ｄ変換された電圧信号の瞬時値から
前記交流電力系統の有効電力，無効電力，および力率の
演算と、目標力率設定値に応じたコンデンサ装置の投
入，遮断を行うべき制御レベルの演算、および投入，遮
断を行うべきコンデンサ装置の容量値の選定を行い、そ
の判定結果に対応した制御信号を出力する演算処理部
と、この制御信号に基づいて前記選定されたコンデンサ
装置に対応する負荷開閉器の開閉制御を行う制御出力リ
レー部とを有する力率調整器により、前記交流電力系統
の力率を前記目標力率に近づけるよう制御する力率調整
装置において、前記複数のコンデンサ装置が直列リアク
トルを有する高調波フィルタからなり、それぞれ負荷開
閉器を介して前記主変圧器の二次側に接続されるととも
に、前記第１の変換回路には主変圧器の二次電圧，第２
の変換回路には変成された二次電流がそれぞれ導入さ
れ、前記力率調整器がＡ／Ｄ変換された電圧信号の瞬時
値の波形データをフーリェ級数展開し前記主変圧器を介
して電源側に流出する高調波電流の実効値または高調波
含有率を求めて前記演算処理部に送信する高調波電流演
算部と、高調波電流設定値を前記演算処理部に送信する
高調波電流設定部とを備え、高調波電流演算部から送信
された高調波電流の実効値または高調波含有率が高調波
電流設定値を越えると演算処理部が判断したとき、前記
制御出力リレー部を介して前記高調波フィルタの開閉制
御を行うことを特徴とする力率調整装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の力率調整装置において、
高調波フィルタの開閉制御を行うことにより進み力率が
目標力率設定値を越えると演算処理部が判断したとき、
制御出力リレー部により開閉制御される負荷開閉器を介
して主変圧器二次側に接続されるリアクトルを前記高調
波フィルタと並列に備えたことを特徴とする力率調整装
置。 - 【請求項３】請求項１に記載の力率調整装置において、
複数の高調波フィルタに流れる電流を検出する変流器お
よびこの変流器からの検出電流を一定レベルの電圧信号
に変換する第３の変換回路を備え、この電圧信号をＡ／
Ｄ変換部を介して受けた演算処理部が進相コンデンサに
過電流が流れたと判断したとき、制御出力リレー部を介
して高調波フィルタを切り離す開閉制御を行うことを特
徴とする力率調整装置。 - 【請求項４】主変圧器の二次側に複数の負荷回路を有す
る交流電力系統に前記負荷回路と並列にそれぞれ負荷開
閉器を介して接続された複数の力率改善用のコンデンサ
装置を設け、交流電力系統の電圧および電流を主変圧器
の二次側でそれぞれ検出して一定レベルの電圧信号に変
換する第１の変換回路および第２の変換回路と、変換済
電圧信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、予
め定められたプログラムに従い前記Ａ／Ｄ変換された電
圧信号の瞬時値から前記交流電力系統の有効電力，無効
電力，および力率の演算と、目標力率設定値に応じたコ
ンデンサ装置の投入，遮断を行うべき制御レベルの演
算、および投入，遮断を行うべき進相コンデンサ装置の
容量値の選定を行い、その判定結果に対応した制御信号
を出力する演算処理部と、この制御信号に基づいて前記
選定されたコンデンサ装置に対応する負荷開閉器の開閉
制御を行う制御出力リレー部とを有する力率調整器によ
り、前記交流電力系統の力率を前記目標力率に近づける
よう制御する力率調整装置において、前記主変圧器二次
側にそれぞれ半導体スイッチ，直列リアクトル，進相コ
ンデンサの直列回路からなる電圧降下の補償装置を設け
るとともに、前記力率調整器が前記負荷回路に流れる短
時間大電流を検出して一定レベルの電圧信号に変換して
前記Ａ／Ｄ変換部に送出する第４の変換回路と、Ａ／Ｄ
変換された電圧信号の瞬時値から１サイクル程度の短時
間の有効電力と無効電力の変動量を演算して前記演算処
理部に送出する高速演算処理部と、高速演算処理部の送
出データに基づいて演算処理部が瞬時電圧降下を補償す
るために投入する前記電圧降下の補償装置を選定して発
する制御信号を受けて前記半導体スイッチを開閉制御す
る電圧降下補償出力部とを備えたことを特徴とする力率
調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7340165A JPH09182294A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 力率調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7340165A JPH09182294A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 力率調整装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09182294A true JPH09182294A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18334359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7340165A Pending JPH09182294A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 力率調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09182294A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6927562B2 (en) * | 2002-02-27 | 2005-08-09 | On-Line Monitoring, Inc. | Power factor/tan δtesting of high voltage bushings on power transformers, current transformers, and circuit breakers |
| JP2007139434A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 高圧コンデンサ電流推定方法及びその装置 |
| JP2007272550A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Nichicon Corp | 電圧変動補償装置 |
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| CN102570472A (zh) * | 2010-12-07 | 2012-07-11 | 吉林省电力有限公司四平供电公司 | 一种有效提高电能质量的综合补偿控制装置 |
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| JP2013027221A (ja) * | 2011-07-25 | 2013-02-04 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
| CN103166539A (zh) * | 2011-12-09 | 2013-06-19 | 大禹电气科技股份有限公司 | 一种无谐波电磁调压软起动装置 |
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| CN104330627A (zh) * | 2014-10-24 | 2015-02-04 | 华中科技大学 | 一种基于有源注入电流的电网谐振自动检测方法 |
| CN108390385A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-08-10 | 河南瑞孚沃科技有限公司 | 电气谐波探测与抑制装置及方法 |
| JP2020518213A (ja) * | 2017-04-18 | 2020-06-18 | キロワット ラブス インコーポレイテッド | エネルギーを統合し供給する装置および方法 |
-
1995
- 1995-12-27 JP JP7340165A patent/JPH09182294A/ja active Pending
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