JPH11150868A - コンデンサバンク - Google Patents

コンデンサバンク

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Publication number
JPH11150868A
JPH11150868A JP9310246A JP31024697A JPH11150868A JP H11150868 A JPH11150868 A JP H11150868A JP 9310246 A JP9310246 A JP 9310246A JP 31024697 A JP31024697 A JP 31024697A JP H11150868 A JPH11150868 A JP H11150868A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
neutral point
switch
tertiary winding
winding
Prior art date
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Pending
Application number
JP9310246A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoo Hayade
聰雄 早出
Yutaka Kashimoto
裕 樫本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Meidensha Corp, Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Corp
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Priority to KR1019980038086A priority patent/KR100321938B1/ko
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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

Landscapes

  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンデンサの開閉を容易にする。 【解決手段】 単巻変圧器9の一次巻線11の一端に開
閉器14を介して系統電圧を印加するとともに、一次巻
線の他端に二次巻線12及び三次巻線13の一端を接続
し、二次巻線12の他端を中性点N1と接続するととも
に、三次巻線13の他端を中性点スイッチ19を介して
中性点N3と接続する。又、直列リアクトル16とコン
デンサ17の直列回路の一端を一次巻線11の他端と接
続するとともに、直列回路の他端を中性点N2と接続す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、コンデンサバン
ク、特にその多頻度開閉に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は従来の調相装置を示し、1は66
KVの系統線であり、系統線1には断路器2,4及び遮
断器3を介してコンデンサ5及び直列リアクトル6から
なるコンデンサバンクが接続され、さらにスター接続の
中性点Nが接続される。中性点Nと接地間には単相変圧
器7が設けられている。コンデンサ5の容量は例えば1
5MVAであり、その定格電流Inは132Aとなる。
66KV以上の系統線1に接続されるコンデンサ5を開
閉する開閉スイッチは存在せず、遮断器3によって開閉
しており、適した遮断器3を選定しなければならない。
又、コンデンサバンクは11KVまでは収納タンクを大
地に接地するのが一般的であり、これより高い電圧では
タンクを碍子により大地から浮かす必要があり、コスト
アップになった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
コンデンサバンクの開閉は遮断器3により行っており、
多頻度開閉は無理である。又、瞬時開閉用にはサイリス
タ等を用いた電力変換技術を用いており、非常に高価な
設備となった。又、一般に、開閉器の進み電流開閉能力
は遅れ電流開閉能力より小さく、コンデンサ用開閉器の
選択を難しくしている。さらに、コンデンサバンクを投
入したとき、突入電流による瞬時電圧降下が電力変換設
備に悪影響を与えることがあった。
【0004】この発明は上記のような課題を解決するた
めに成されたものであり、コンデンサの遮断を容易にす
るとともに、コンデンサ投入時の突入電流による瞬時電
圧降下を抑制するコンデンサバンクを得ることを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明に係るコンデン
サバンクは、一端に開閉器を介して電圧が印加される単
巻変圧器の他端に単巻変圧器の二次巻線と三次巻線の並
列回路を接続するとともに、この並列回路と並列にコン
デンサを接続し、かつ三次巻線とその中性点との間に中
性点スイッチを設けたものである。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面とともに説明する。図1はこの実施形態によるコンデ
ンサバンクの構成を示し、8は単巻変圧器9のトランス
コア、10はリアクトルコアであり、トランスコア8に
は一次巻線11及び二次巻線12が巻回され、トランス
コア8及びリアクトルコア10には三次巻線13が巻回
されている。一次巻線11の一端は開閉器14を介して
系統線1と接続され、一次巻線11の他端は二次巻線1
2の一端と接続されている。二次巻線12の他端はスタ
ー接続の中性点N1と接続され、中性点N1は定格電圧が
1/√3のアレスタ15を介して接地されている。な
お、一次巻線11の一端には系統線1から開閉器14を
介してV1/√3の電圧が入力される。又、一次巻線1
1の他端には直列リアクトル(jγXc)16とコンデ
ンサ(−jXc)17が直列に接続され、コンデンサ1
7はスター接続の中性点N2と接続され、中性点N2は中
性点N1と接続されている。
【0007】又、一次巻線11の他端には三次巻線13
の一端が接続され、三次巻線13の他端には調整用タッ
プ18及び中性点スイッチ(負荷開閉器)19を介して
スター接続の中性点N3が接続されている。調整用タッ
プ18と中性点スイッチ19の間には定格電圧(β2
β3)V1のアレスタ20の一端が接続され、アレスタ2
0の他端は接地されている。又、一次巻線11の他端に
は定格電圧β21のアレスタ21の一端が接続され、ア
レスタ21の他端は接地されている。なお、一次巻線1
1〜三次巻線13の巻数をn1〜n3として、β2=n2
(n1+n2)、β3=n3/(n1+n3)であり、β2
0.5である。
【0008】次に、上記構成の各種の値を求める。ま
ず、中性点スイッチ19がオフの時には三次巻線13は
回路から切り離されたことになり、二次巻線12の誘起
電圧がβ21/√3であるから、二次巻線12からコン
デンサ17へ流れる電流ベクトルIcは(1)式とな
る。
【0009】
【数1】
【0010】ベクトルIcを一次側に換算するとβ2
cとなり、ベクトルIcとβ2Icは方向が逆となるの
で、(2)式、(3)式が得られる。
【0011】
【数2】
【0012】次に、中性点スイッチ19をオンすると三
次巻線13も回路に接続され、このとき二次巻線12か
ら三次巻線13へ流れる電流ベクトルILは(4)式と
なる。jXsは三次巻線13により形成されるリアクト
ル分である。
【0013】
【数3】
【0014】ベクトルILを一次側に換算すると(β2
β3)ILとなり、一次電流はβ2Ic+(β2−β3)IL
となり、(5)式、(6)式に示す。
【0015】
【数4】
【0016】又、(3)式から(5)式を引算すると
(7)式となり、(7)式に(4)式を加えると二次巻
線12に流れる電流となり、(8)式が得られる。
【0017】
【数5】
【0018】ここで、中性点スイッチ19がオンのと
き、一次電流を零にするためには(6)式より(9)式
が得られ、このXsを(4)〜(8)式に代入すると
(4)′〜(8)′式が得られる。
【0019】
【数6】
【0020】次に、コンデンサ17の容量をPc(三相
分)とすると、Pcは(10)式で得られ、一次巻線1
1及び二次巻線12の容量は(11)式で得られ、三次
巻線13の容量は(12)式で得られる。
【0021】
【数7】
【0022】又、中性点スイッチ19を流れる電流IL
は(4),(4)′式となり、中性点スイッチ19がオ
フの時に印加される電圧は(β2−β3)V1となる。従
って、アレスタ20の定格電圧も(β2−β3)V1とす
る。なお、ベクトルILをコンデンサ17の定格電流I
nを用いて表すと、(13)式となる。
【0023】
【数8】
【0024】上記構成のコンデンサバンクにおいては、
単巻変圧器9を使用しており、コンデンサ17の定格電
圧を小さくすることができ、コンデンサ17を安価なも
のにすることができる。又、単巻変圧器9も変圧器とし
ては安価なものである。又、単巻変圧器9の内部漏れイ
ンピーダンスを調整することにより、例えば、トランス
コア8を150%の過電圧でも飽和しないようにするこ
とにより、コンデンサ17投入時の突入電流による瞬時
電圧降下を抑制することができる。
【0025】さらに、単巻変圧器9の中性点N1を接地
していないので、励磁電流中の第三高調波電流は中性点
1から流れ出ることができず、二次側に第三高調波電
圧を誘起する。そこで、直列リアクトル16によりコン
デンサ17のインピーダンスの13%を確保し、コンデ
ンサ17の中性点N2と単巻変圧器9の中性点N1を接地
しないで接続する。これにより、第三高調波によるコン
デンサインピーダンスはj(13%×3−100%÷
3)=j5.67%となり、コンデンサ17には遅れ電
流が流れて一次側の第三高調波励磁電流を打ち消し、中
性点N1を安定させ、第三高調波電圧が外部に出力しな
い。
【0026】一方、開閉器14による開閉は、コンデン
サ17による進み電流を打ち消し、電流の遅れも進みも
ない零の状態にすれば行い易い。このためにはコンデン
サ17と並列にリアクトルを設ければよいが、リアクト
ルを新たに設けるとコストアップになる。そこで、トラ
ンスコア8及びリアクトルコア10に三次巻線13を設
けてリアクトル分を調整するとともに、二次巻線12及
び三次巻線13の誘起電圧をV2,V3としてV2−V3
0とし、進み電流を打ち消すようにした。三次巻線13
のリアクトル分Xsが(9)式の値をとる場合には一次
電流を零にすることができる。なお、リアクトルコア1
0を設けることによりリアクトル分を大きくすることが
できる。又、三次巻線13によるリアクトルにより進み
電流を半分程度打ち消すようにしても、コンデンサ17
の投入容量を半分にすることができ、開閉が容易とな
る。
【0027】又、コンデンサ17の開閉についてである
が、この場合三次巻線13を連続定格による場合と短時
間定格(5秒程度)の場合とがある。連続定格の場合に
は中性点スイッチ19をオンして上記したようにコンデ
ンサ17の容量を零又は半分にし、開閉器14は閉じた
ままである。この場合、三次巻線13は投入されたまま
であり、単巻変圧器9の自己容量は{(1−β2)+β3
/2(β2−β3)}Pcとなり、大きくなってコストア
ップとなる。短時間定格の場合には、開閉器14をオフ
する直前に中性点スイッチ19をオンし、進み電流を零
又は半分にしてから開閉器14をオフする。従って、開
閉器14はわずかな遅れ電流又は進み電流又は電流零を
開路すればよく、小容量のものでよいばかりでなく、開
閉寿命を格段に上げることができる。又、三次巻線13
は短時間投入されるだけであるから、等価容量が非常に
小さくなり、単巻変圧器9の自己容量は{(1−β2
+β3/20(β2−β3)}Pcと小さくなり、コスト
ダウン可能となる。一方、連続定格の場合には開閉器1
4はメンテナンス時のみ必要となり、運転時は開閉しな
いので投入時の突入電流による瞬時電圧降下は生じな
い。
【0028】又、中性点スイッチ19は三次巻線13の
中性点N3側に設けており、中性点スイッチ19の絶縁
のための定格電圧を下げることができ、その開閉電流I
Lはβ2>β3とすれば遅れ電流であり、中性点スイッチ
19の選択は極めて容易となる。なお、短時間定格で開
閉器14により開路するので、中性点スイッチ19では
電流を遮断しない。なお、調整用タップ18は微調整の
際に用いられる。
【0029】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、単巻変
圧器により電圧を下げてからコンデンサに印加するよう
にしており、コンデンサの定格電圧を小さくすることが
でき、コンデンサを安価にすることができるとともに、
単巻変圧器も安価である。又、単巻変圧器の内部漏れイ
ンピーダンスによりコンデンサ投入時の突入電流による
瞬時電圧降下を抑制することができ、特に三次巻線を連
続定格にした場合には開閉器を開閉しないので、突入電
流は生じない。さらに、中性点スイッチをオンして三次
巻線を投入することによりコンデンサの進み電流を零又
は半分程度にすることができ、コンデンサの遮断が容易
となり、開閉器を小容量で寿命の長いものとすることが
できる。しかも、短時間定格の場合には三次巻線の投入
時間が短いので、単巻変圧器の等価容量が小さくなり、
コストダウンとなる。又、中性点スイッチは三次巻線の
中性点側に設けたので、その定格電圧及び開閉電流は小
さくなり、しかも開閉電流は遅れ電流とすることができ
るので、中性点スイッチによる開閉が容易となり、容量
の小さな負荷開閉器により形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるコンデンサバンクの構成図であ
る。
【図2】従来の調相装置の構成図である。
【符号の説明】
1…系統線 9…単巻変圧器 11…一次巻線 12…二次巻線 13…三次巻線 14…開閉器 17…コンデンサ 19…中性点スイッチ N1〜N3…中性点

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端に開閉器を介して電圧が印加される
    単巻変圧器の他端に単巻変圧器の二次巻線と三次巻線の
    並列回路を接続するとともに、この並列回路と並列にコ
    ンデンサを接続し、かつ三次巻線とその中性点との間に
    中性点スイッチを設けたことを特徴とするコンデンサバ
    ンク。
JP9310246A 1997-11-07 1997-11-12 コンデンサバンク Pending JPH11150868A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9310246A JPH11150868A (ja) 1997-11-12 1997-11-12 コンデンサバンク
TW087115103A TW408344B (en) 1997-11-07 1998-09-10 Capacitor bank
KR1019980038086A KR100321938B1 (ko) 1997-11-07 1998-09-15 콘덴서뱅크

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JP9310246A JPH11150868A (ja) 1997-11-12 1997-11-12 コンデンサバンク

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JPH11150868A true JPH11150868A (ja) 1999-06-02

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ID=18002943

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JP9310246A Pending JPH11150868A (ja) 1997-11-07 1997-11-12 コンデンサバンク

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102545233A (zh) * 2010-12-13 2012-07-04 河南省电力勘测设计院 紧凑型并联电容器成套装置
CN103166142A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 河南省电力勘测设计院 一种城市变电站的小型化并联电容器装置
CN107093907A (zh) * 2017-06-06 2017-08-25 福建省电力勘测设计院 自耦变压器调节无功容量的补偿装置

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