JPS59139416A - 無効電力補償装置 - Google Patents

無効電力補償装置

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JPS59139416A
JPS59139416A JP58013404A JP1340483A JPS59139416A JP S59139416 A JPS59139416 A JP S59139416A JP 58013404 A JP58013404 A JP 58013404A JP 1340483 A JP1340483 A JP 1340483A JP S59139416 A JPS59139416 A JP S59139416A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reactive power
load
voltage
value
half cycle
Prior art date
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Pending
Application number
JP58013404A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Azuma
信 東
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.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
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Publication of JPS59139416A publication Critical patent/JPS59139416A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/70Regulating power factor; Regulating reactive current or power

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Discharge Heating (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

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】 〔技術分野〕 本発明はアーク炉等のような急峻な無効電力変動負荷に
対して応答性の優れた無効電力検出回路を備える無効電
力補償装置に係わる。
〔背景技術〕
第1図に無効電力補償装置の設置されている系統の単線
接続図を示す。
1は電力系統を示し、2は設置母線に接続された、例え
ばアーク炉変圧器およびアーク炉より々るような変動負
荷を示し、3は直列リアクトル、4は直列リアクトル3
と直列に逆並列接続されたサイリスクスイッチを示し、
5は直列リアクトル3とサイリスクスイッチ4の直列回
路に並列に接続されたコンデンサを示し、設置母線に接
続され、変動負荷に対する無効電力補償装置を構成する
6は変動負荷2に結合されたCTであり、7は設置母線
に結合されたPTであり、8はCT6およびPT7を入
力とする無効電力検出回路であり、9は無効電力検出回
路8よりの出力Qを受けてサイリスタスイッチ4の点弧
角制御パルスを発生するパルス発生回路である。
また第2図に従来より用いられている第1図の無効電力
検出回路8の内部構成を示す。
図において81は90°遅相回路であり、82は乗算器
、83ハローパスフイルタである。
変動負荷電流発生時の電圧変動中を△Vとし、設置母線
より電源側を見たときの抵抗弁に’5+  !jアクタ
ンス分をXs、有効電力、無効電力−変動をそれぞれ△
Ps、△Qsと表わせば、次式が成立することが知られ
ている。
△Vキr 5、es +X s△Qs  ・・・・・・
・・・   ・・・・ (+)一方、一般にr、<<x
sであり、△Qsが零でなければ、電圧変動が発生し、
問題となる。
そこで、第1図図示のように、変動負荷2と並列に直列
リアクトル3とサイリスクスイッチ4の直列回路にコン
デンサ5を並列接続した無効電力補償装置のサイリスク
スイッチ40点弧位相の制御により △Qs=ΔQL+△Qc=0 とな−るように、前記補償装置の消費無効電力ΔQcを
制御する。なお、△趣は変動負荷△QLの消費無効電力
である。この場合、上式の制御全十分実行できるかどう
かは無効電力検出回路8の性能により左右さ扛る。ここ
で丑ず第2図の従来方式による検出回路を説明する。
図において v = V cos rAt  川・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・  ・・・・・(2)蔦L=
Icos(ωを一φ)・・・中・・・・・・(3)とす
ると、遅相回路81の出力は次式となる。
v6=V sinωt° ・・・・・・・・・・・・・
・・ ・・・・・(4)よって乗算器82の出力、即ち
無効電力積qは、q  ””  VOIL = Vl sin rot cos (ωt−φ)−Y
!5in(2ωt−φ)−1−v! sinφ・−−−
−−=−(5)2 求める信号は(5)式の右辺第2項である。
(5)式よりわかるように、qには電源周波数の2倍成
分が含まnている。
そこで、ローパスフィルター83により、その2倍成分
全除去し、(5)式右辺の第2項を得ていた。
しかしながら、求めるべき量(VTsinφ)がはげし
く変動した場合、ローパスフィルター83のために、応
答が遅れてしまい、効果がなくなってしまう。
〔発明の開示〕
以上説明した従来のローパスフィルターを使用した無効
電力検出回路によれば、はげしい変動に速応した信号を
出力することができないので、本発明は変動負荷に対す
る無効電力補償装置のサイリスタスイッチ制御のため、
変動負荷の無効電力検出回路を改善し、母線電戸勧°遅
相波形と負荷電流との積を半サイクルごとに積分する積
分値と母線電圧と負荷電流との積値と前記積分値の半サ
イクル前の低周波分検出値の3つを合成し、これより周
期成分を除去して求めるべき無効電力検出値を得る無効
電力検出回路をサイリスタ制御回路に接続し、応答性の
優れた無効電力補償装置を提供しようとするものである
第3図に本発明の無効電力検出回路を示す。
設置母線電圧Vが90°遅相回路8Iヲ介して■oとし
て乗算器82に入力され、同時に変動負荷電流ILが乗
算器82に入力されることについては第1図図示のもの
とかわるところがない。
次に乗算器82の出力qk積分回路85、特殊O−バス
フィルター90へ出力し、それぞれ5pS3の出力を得
る。
89は82と同じ乗算器である。ただし、入力は乗算器
82と違い、VとlLであり、その出力t=pとする。
86は加算器であり、Slとpとをある比率で加算し、
S2を得る。
90は特殊ローパスフィルターであり、半サイクル前の
qの低周波成分を検出できる性質のものであり、その出
力を58とする。
87は減算器であり、S2とSaとをある比率で減算し
、S4を得る。
91はのこぎり波Tを発生させる発撮器であり、割算器
88においてS4をTで割った結果が、後述するように
求める無効電力QLである。
また積分回路85は母線電圧の零点検出回路92の信号
P1により、Vの零点間を半サイクル毎に積分。
リセットを繰返す。
第4図に第3図の特殊ローパスフィルター90の内部構
成の1例を示す。901は積分回路であり、902はサ
ンプルホールド回路である。また903は積分回路90
1.サンプルホールド回路902の制御シーケンスを制
御する論理回路である。
ここで、変動負荷電流ILが基本波の場合の第3図各部
の動作状態を説明する。
第3図において、 v”’vcosωt i、−= I  cos (ωL−φ)と置くと、(5
)式より Q ” V611− 7 s+n(2ωt−φ)−1−
Hs+nφ−−・(5)積分回路85でqはVの半サイ
クル毎に、■の零点(ω【=1)より積分し、次の積分
値を得る。
一方、乗算器89により次式により積値p’r得る。
p ” VI L ”±Vl(cos(2ωt−φ)+
cosφl−・、 (7)(6)、(7)式より、加算
器86で81とpに加算係数をかけ、S2を計算する。
S2 = (s、+−p)2=(a+t+−H) VI
 sinφ −(8)次に特殊ローパスフィルター90
で低周波分を次式で計算して検出値s3H/、サイクル
(ω1=0〜T)サンプルホールドする。
5a=J” qd (ωt)−”VI sinφ・・−
・−=−== (9)−π     2 また減算器87ではωt=0〜下の間で次の計算をする
54=S2  S3=ωtVI sinφ −・=−=
・===−(10)のこぎり波発振器91でωt=0か
らωt−■まで立上る次ののこぎり波を発生させる。
T −ωを 割算器88で(10)式の周期分を除去するため次の計
算をする。
QL=4−Vl sinφ ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・(11)(11)式が求める無効
電力検出量である。
これまでの各ブロック出力を第5図(a)〜(g)に示
す。
以上により、ω1=0より求める検出値が得られ、その
値により、点弧角を決定することができる。
〔作用、効果〕
本発明においては、qの瞬時変化を十分に捉らえるため
、積分回路85でqは半サイクル毎に、■の零点(ω1
=−一)よりωtまで積分させ、その積分値より電源周
波数の2倍成分を含む第6式右辺第1項の成分全除去す
るため、同一信号源よりpを計算し、加算器86により
 VI (cos (2ωt −φ)+cos φ’)
の項を消去してVIsinφを含む項のみ残し、ここに
得られるS2は第2図の従来方式によるものと相違して
ローパスフィルターを使用していないので遅れのない信
号である。
特殊ローパスフィルター90についてはすでに述べたよ
うに、半サイクル前のqの低周波成分を検出するもので
あって、(9)式により計算されるS 3−” Vl 
s i nφは直前の半サイクルの実際値を正確に示す
数値である。
従ってこの数値をωt=0〜!8−でホールドし、ω1
=Q〜■の間で、減算器87により現に進行中の82と
の間に減算を行って VTsilφ を消去するが、s
3自体直前の半サイクルにおける実際の無効電力値を示
すものである。また、S2はωt=匹の時点で半サイク
ル積分値となり、誤差がなく、つまり誤差はω1−7に
近づくに従って小さくなっていく。
よって、S4の中に含まれる誤差はωt=二になるに従
って急速に正確にでき、かつS2と58との減算により
、S2に含捷れている過去の情報は打ち消されでおり、
連応性が保り扛ている。従って84−iT=ωtで割算
し7’(QL = Vl sinφは極めて正しい無効
電力値を示すということができる。
つまり本発明においては、冒頭に説明した急峻な変動に
対しては誤差を生じるローパスフィルターの使用をやめ
、実際に変動負荷にかかっている電圧、前記負荷を流れ
る電流、半サイクル前に実際変動負荷に生じた無効電力
を合成することにより、極めて正しい無効電力値を検出
することができるので、応答性のすぐれた無効電力補償
装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、変動負荷に対する無効電力補償装置の設置さ
れている系統の単線接続図を示す。 第2図は第1図ローパスフィルター8の構成を示す。 第3園は本発明の一実施例を示す。 第4図は第3図実施例の特殊ローパスフィルタ90の構
成を示す。 第5図(a)、 (b)、 (c)、 (d)、 (e
)、’(f)、 (g)は各ブロック出力を示す。 ■・・・電力系統、2・・・変動負荷、3・・・直列リ
アクトル、4・・・サイリスタスイッチ、5・・・コン
デンサ、6・・・CT、 7・・・PT、  8・・・
無効電力検出回路、9・・・パルス発生回路、81・・
・90°遅相回路、82・・・乗算器、83・・ローパ
スフィルター、90・・特殊ローハスフィルタ、90】
・・・積分回路、902・・・サンプルホールド回路、
903・・・制御シーケンス制御論理回路。 珀図 第2図 芳3図 ア4図 ″7t5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)変動負荷に対する無効電力補償装置のサイリスク
    スイッチ制御のため、母線電圧の90°遅相波形と負荷
    電流との積を半サイクルごとに積分する積分値と母線電
    圧と負荷電流との積値と前記積分値の半サイクル前の低
    周波分検出値の3つ全合成し、これより周期成分を除去
    する無効電力検出回路を備えることを特徴とする無効電
    力補償装置。
JP58013404A 1983-01-28 1983-01-28 無効電力補償装置 Pending JPS59139416A (ja)

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JP58013404A JPS59139416A (ja) 1983-01-28 1983-01-28 無効電力補償装置

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JP58013404A JPS59139416A (ja) 1983-01-28 1983-01-28 無効電力補償装置

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JPS59139416A true JPS59139416A (ja) 1984-08-10

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ID=11832187

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JP58013404A Pending JPS59139416A (ja) 1983-01-28 1983-01-28 無効電力補償装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4698581A (en) * 1985-09-10 1987-10-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Reactive power compensation apparatus
CN102074960A (zh) * 2010-12-30 2011-05-25 中电普瑞科技有限公司 采用阀串联型配置的晶闸管阀控型可控并联电抗器装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4698581A (en) * 1985-09-10 1987-10-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Reactive power compensation apparatus
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