JPS5833930A

JPS5833930A - 静止形無効電力補償方法

Info

Publication number: JPS5833930A
Application number: JP56131993A
Authority: JP
Inventors: 矢野　昌雄; 浩鈴木; 「峰」　節朗; 正俊竹田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1981-08-20
Filing date: 1981-08-20
Publication date: 1983-02-28
Also published as: DE3230873C2; SE8204750L; JPH0421213B2; SE460324B; DE3230873A1; US4472674A; SE8204750D0; BR8204841A; CH662015A5; CA1192611A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は電力系統に接続され、系統電圧を雄片する、静
止形無動電力補償方法に関するものである。

従来この種の装置として、第１図に示すものがあった。

図において、（１）は無限大母線、（２）は昇圧用変圧
器、（３）は送電線（例えば５００　ＫＶ、２００Ｋｍ
の１回線送電線”）　、　（４）は発電機（例えば総容
量２５００ＭＷの発電機）　、　（５）は昇圧用変圧器
、（６）　＃ｉ送り出し側高圧母線（例えば５００　Ｋ
Ｖ）、（７）は中間点母線（例えば５００ＫＶ）、（８
）、（９）は２回線送電線（例えば５００■、ｌＱＱＫ
ｍ）　、（１０）は送電線（９）の事故地点、（１１）
、（１２）は送電線開閉用遮断器である。（１３）は静
止形無動電力補償装置（ＳＶＣと以下略称、すなわちス
タティック・パール・コンペンセ；り）、（１４）は降
圧用変圧器、（１５）Ｉ′ｉ進相無効電力を与えるコン
デンサ、（１６）は遅相用無効電力を与えるリアクトル
、（１７）は（１６）に流れる電流を可変とするサイリ
スタスイッチである。

（１８）け中間点電圧検出用変成器、（１９）は（１８
）の出力信号を整流して嬰す・グ信号とする電圧検出回
路、（２０）は電圧基準信号、（２１）は比較回路、（
２２）偶ｖ０内の電圧制御動作を安定化する電圧制御補
償回路、（２３）はサイリスクスイッチ（１７）にトリ
ガ信号を与える点弧回路である。

次に動作について説明する。ＳＶＣけ送電線の中間点に
接続され、送電線に進相無効電力又は遅相無効電力を供
給することにより、中間点電圧を保持し、系統の定態安
定度及び過渡安定度を向上させることができる。今コン
デンサ（１５）の容量を１００１００Ｏ、リアクトル（
１６）及びサイリスクスイッチ（１７）の容量を２００
０ＭＶＡとすると、リアクトル（１６）を０から２０Ｕ
ＯＭＶＡＲまテｃｖｆト−ｃ’きるため、Ｓ　Ｖ　Ｃ（
１３）は進相１０００１００Ｏより遅相１０００１ｆｆ
ＡＲまで連続的に変わる無効電力を供給することができ
る。

変成器（１８）により＋同点母線電圧を検出し、この電
圧が電圧基準信！　（２０）より低い時には、ＳＶＣは
進相無効電力を供給するが、中間点母線電圧が電圧基準
信号（２０）より腐い時にはＳＶＣけ遅相無効電力を供
給し、中間点電圧を電圧基準に維持する。

第２図及び第３図は、さらにこの電圧制御の動作を詳し
く説明するものである。

第２図において、Ｏ−Ａ間はりアクドル（１６）はサイ
リスタスイッチ（１７）により開放されており、コンテ
ン？　（１５）のみ接続され、電圧に比例して進相無効
電流の変−わる領域、Ａ−Ｂ間はサイリスクスイッチ（
１７）の制御により定電圧特性が保持される領域、Ｂ−
０間はサイリスタスイッチ（１７）が完全に閉人されて
おり、電圧に比例して遅相無効電流の変わる領域である
。Ａ−Ｂ間の傾斜は、電圧基準信号と中間点電圧との偏
差信号と点弧回路（２３）への信号との関係、すなわち
電圧制御補償回路（２２）の制御ゲインＫによってきま
るもので、通例３％から５９６程度の電圧変動で、０か
ら１００Ｏ１００Ｏ無効電力が変動するように選ばれる
。

第３図は系統とＳＶＣの関係を簡略化したものである。

図に示されるように、Ｓ　Ｖ　Ｃ（１３）の接続される
中間点母線（７）から見ると、電力系統はインピーダン
ス（３１）をもつ電圧源（３０）と表わされる。

なお電圧源（３０）及びインピーダンス（３１）は時々
刻々変化するものである。

今（３０）がＶｏｌとなり電圧の基準値と一致している
時、ＳＶＣの動作点は第２図のイ魚にあり、ＳＶＣ（１
３）の出力は零となっている。（３０）がＶｏｗに低下
すると、ＳＶＣは進相無効電力を供給するが、中間点母
線電圧はインピーダンス（３１）に対応した傾斜、すな
わちカーブ２に従って上昇するので、ＳＶＣの動作点は
四点となり、中間点母線（７）の電圧はＶｏｌに近い値
に保持される。さらに（３０）が低ドしＶｏｗの値まで
下ると、系統側電圧特性はカーブ３に従うため、動作点
はＡ点より更に低下したハ点となる。ハ点では、リアク
トル（１６）は完全に開放されており、コンデンサ（１
５）は回路に接続されているが、ＥＩ　Ｖ　Ｃ（１３）
は定電圧保持機能はなく、中間点母線（７）の電圧変動
はＶＯ２よｌ）　Ｖｏｓへの電圧降下とほぼ同様なもの
になる。

電力系統における送電電力の定態安定度は送電端と受電
端の相差角が９ｆの時極限であり、長距離送電の場合、
発電機内部インピーダンス分を除きたかだか３０°〜４
０°が限度となる。これに対し、ＳＶＣを設置して中間
的電圧を保持した場合には、送電端と中間点母線電圧の
相差角及び中間点母線電圧と受電端の相差角がそれぞれ
９０ｏが極限となるので、送電端と受電端の相差角は９
０°以上にすることができ、送電可能な極限電力を増加
すること９ができる。

またＳＶＣにより、中間点電圧を保持することにより、
次のように過渡安定度を向上させることができる。第４
図は第１図の構成でＳＶＣがなく、不安定な系統の動作
を示す図で、第５図＃：ｔｓｖＣが中間点に設置され、
安定化された系統の動作を示す図である。第４図及び第
５図は、第１図において送電線（９）の中間点（１０）
で３線地絡事故を生じた後、４サイクル後に遮断器（１
１）及び（１２）を開放した場合の系統動揺を記録した
波形である。第４図では速断器（１１）及び（１２）　
Ｋて事故送電線を開放しても、送電線電圧降下が増加し
ているため、中間点電圧はすぐには定常値に復帰しない
。こｄ“ため発電機（４）より系統に送る電力は減少す
るが、発電機の機械入力は急には変化しないので、加速
力が回転子に働き、発電機（４）の相差角は漸増する。

相差角が進みすぎる゛と、発電機（４）より系統に送る
電力は増加し、発電機の機械入力を越す値となる。

事故後約１秒で発電機（４）の相差角は減少をけじめ発
電機の出力電力は減少はじめる。このように発電機（４
）の相差角は２秒程度の周期で振動することＫなり、安
定極限限界をこすと、系統は不安定とな抄、発電機（荀
は脱調する。

第５図では、３線地絡事故により電圧が低下すると、ｓ
　Ｖ　Ｃ（１ａ）は約８００ＭＶＡＲ（Ｄ　進相無効電
力を系統に供給し、中間点電圧はほぼ定常値に保たれる
。このため発電機（４）より系統に送る電力は、減少す
ることなく一定に保たれるので、発電機（４）の回転子
に加速力が働くことなく相差角の増減はない。したがっ
て電力系統の動揺は最小限に抑えることができる。この
ようにＳＶＣは過渡安定度を向上させる。

このように８ＶＣは過渡安定度を向上させるが、第２図
の四点に動作点があるとき、ＳＶＣけすでに最大容量に
近い進相無効電力を系統に供給しているので、系統に地
絡事故がおこってももはや電圧維持能力はなく、中間点
母線（７）の電圧はそのままｅ９点まで低下してしまう
ため、系統は振動をく９反し不安定となる。定常時の中
間点母線（ηの電圧は、発電機（４）の電圧、送電線の
状態、送電電力値により、時々刻々変化するので、電圧
の基準値を一定値Ｖｏｌに設定するとこのような不具合
がおきる。

従来のＢＶ９装置は以上のように構成されているので、
中間点母線電圧が電圧基準より低い電圧で送電している
時、送電線に地絡事故がおこると、もはや電圧を維持す
ることができず、発電機が税調してしまうことなどの欠
点があった。

この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、電圧の基準値を、系統電圧の所
定時間内の値に設定することにより、定常時に８７Ｃの
出力を零とし、過渡時の電圧維持能力を保有する方法を
提供することを目的としている。

以下、この発明の一実施例を第６図について説明する。

第６図において、第１図と同一符号は同−又は相轟部分
を示す。第６図においては従来の構成に対し、並列フィ
ルタ（３２）が並列に接続されている。並列フィルタ（
３２）は時定数１００秒程の一次遅れ回路である。送電
系統の動揺が問題をなる１秒程度の変動に対して、並列
フィルタ（３２）の時定数により、（３２）の出力は変
動しない。す°なわち並列フィルタ（３２）は存在しな
いと同じことになり、８ＶＣは過渡安定度の向上に寄与
している。送電系統の状態により、中間点母線（７）の
電圧が定常的に下ると、並列フィルタ（３２）の出力は
電圧検出回路（１９）の出力を相殺し、中間点母線（７
）の電圧が低下していないことと同じになり、ＳＶＣの
発生無効電力は零となる。またこれは系統の電圧変動が
１０秒以上続くと、この系統電圧値をＳＶＣの電圧の基
準値とすることである。

第７図は、本発明の動作をさらに説明するものである。

第７図において、中間点母線（７）の電圧がＭｏｌとな
り、電圧の基準値と一致している時、ＳＶＣの動作点は
第７図のイ点にあり、ＳＶＣの出力は零となっている。

電圧源（３ｏ）がＶＯｚｆ（低下すると、動作点は四点
となりＳＶＣは進相無効電力を供給している。電圧源（
３０）が１０秒間以上Ｖｏ２に保たれていると、並列フ
ィルタ（３２）の出力信号が働き、電圧フィードバック
信号が相殺されるため、動作点は二点に移動し、ＳＶＣ
出力は零となる。

１秒程度の早い動揺に対しては、８７Ｃの特性は０−ム
！−Ｂ’−Ｃに示されるものもなる。今、系統の地絡事
故により、電圧源（３０）がＶＯＳに・低下した場合、
動作点はホ点となり中間点母線（７）の電圧はほぼＶＯ
ＩＩＣ近い値に保たれる。このように系統の早い電圧変
動に対しては十分電圧維持機能をもつため、過渡安定度
の向上に効果がある。

第１図に説明した従来の構成で、本発明と同様の効果を
得ようとすると、ＶｏｌからＶｏｓの電圧変動を補償す
るＳＶＣが必要となり、数倍の容量のものが必要となる
。

第８図は第６図の実施例の変形を示すもので、Ｖｒｅｆ
を加えずに基準電圧として並列フィルタ（３２）の出力
のみを用いる。系統が安定しているときけ十と−の値が
同値であり出力は零となる。早い電圧変動では並列フィ
ルタ（３２）の出力は変動しないので変動分が出力され
、遅い電圧変動では並列フィルタ（３２）の出力も変動
するので出力は零となる。

その他、系統電圧値をデジタルカクンタで逐次カクント
していき、これを基準値としてもよい。

またアナログ積分回路等を用いても実現できる。

以上のように、この発明によれば系統の電圧を維持する
静止形無動電力補償方法において、系統電圧の所定時間
内の値に基準値を設定するようにしたので、小容量の静
止形無動電力補償装置により、系統の電圧が推持され装
置が安価にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

４！Ｊ１図は従来の静止形無動電力補償装置の構成図、
第２図、第３図は従来の静止形無動電力補償装置の動作
を説明する図、第４図は静止形無動電力補償装置がなく
、不安定な系統の動作を示す図、第５図は静止形無動電
力補償装置を設け、安定化された系統の動作を示す図、
第６図は本発明の一実施例によズ静止形無効電力補償装
置の構成図、第７図は本発明の詳細な説明する図、第８
図は本発明の他の実施例を示す要部の構成図である。図において、（１）・・・無限大母線、（３）・・・送
電線、（８）（９）・・・２回線送電線、（７）・・・
中間点母線、（１３）・・・静止形無動電力補償装置、
（１５）・・・コンデンサ、（１６）・・・リアクトル
、（１７）・・・サイリスクスイッチ、（１８）・・・
中間点電圧検出用変成器、（１９）・・・電圧検出回路
、（２０）・・・電圧基準信号、（２１）・・・比較回
路、（２２）・・・電圧制御補償回路、（２３）・・・
点弧回路、（３２）・・・並列フィルタ。なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。代　理　人　　葛　　野　　　信　　−第１図第３図１６５第４図第５図第６図第８図第２図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）系統電圧の所望時間内の値を基準値とし、この基
準値と系統電圧との差の値に応じて進相無効電力又は遅
相無効電力を与えることにより、定常時には上記差の値
が零となって上記無効電力を零とし、過渡時には上記差
の値か出力され上記無効電力を与えて系統電圧を推持す
るようにした静止形無動電力補償方法。
（２）基準値は系統電圧をフィルタを介して得るように
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の静止
形無動電力補償方法。