JPS5996830A - 静止型無効電力発生器 - Google Patents
静止型無効電力発生器Info
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- JPS5996830A JPS5996830A JP58202933A JP20293383A JPS5996830A JP S5996830 A JPS5996830 A JP S5996830A JP 58202933 A JP58202933 A JP 58202933A JP 20293383 A JP20293383 A JP 20293383A JP S5996830 A JPS5996830 A JP S5996830A
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- voltage
- thyristor switch
- switch
- network
- thyristor
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
- H02J3/1821—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators
- H02J3/1835—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control
- H02J3/1864—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control using reactive elements connected in series with semiconductor switches, e.g. static VAR compensators [SVC], thyristor-controlled reactors [TCR] or thyristor-switched capacitors [TSC]
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/10—Flexible AC transmission systems [FACTS]
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、静止型無効電力発生器（ＶＡＲｇｅｎｅｒ
ａｔｏｒ ）、特にコンデンサ開閉用双方向性サイリス
タ・スイッチを使用する静止型無効電力発生器に関する
ものである。
ａｔｏｒ ）、特にコンデンサ開閉用双方向性サイリス
タ・スイッチを使用する静止型無効電力発生器に関する
ものである。
既知の静止型無効電力発生器では、多数（例えばＮ）の
コンデンサ・パンクが用いられ、その各々は双方向性サ
イリスタ・スイッチおよび時にはサージ電流制限用イン
ダクタと直列に接続される。各サイリスタ回路は、充分
な電圧阻止性能を提供するために一連の背中合わせに逆
並列接続された素子から成る。これ、らの素子の数はり
０個以上にもなり得る。サイリスク・スイッチは、コン
デンサ電圧と交流給電電圧が等しくなった瞬間従ってサ
イリスク・スイッチの両端間の電圧が零になった瞬間の
ＶＡＲデマンド信号に応答して、通常、点弧される。コ
ンデンサ・バンクは、その両端間の電圧が交流回路網の
給電電圧のピーク値に切り離され得る。よりて、切ｐ離
されたコンデンサ・バンクはピーク電圧に充電されたま
＼である。コンデンサ・バンクが印加交流電圧のピーク
値に充電されたま＼なので、サイリスタ・スイッチはこ
の電圧の２倍の電圧を阻止するのに充分な定格を持たな
ければならない。これが起るのは、サイリスタ・スイッ
チの両端間の電圧力長印加交流電圧とコンデンサ電圧の
和であシ、この和が交流給電電圧の極性反転時に各サイ
クル毎に１回ピーク交流電圧の２倍の最高値に達するた
めである。
コンデンサ・パンクが用いられ、その各々は双方向性サ
イリスタ・スイッチおよび時にはサージ電流制限用イン
ダクタと直列に接続される。各サイリスタ回路は、充分
な電圧阻止性能を提供するために一連の背中合わせに逆
並列接続された素子から成る。これ、らの素子の数はり
０個以上にもなり得る。サイリスク・スイッチは、コン
デンサ電圧と交流給電電圧が等しくなった瞬間従ってサ
イリスク・スイッチの両端間の電圧が零になった瞬間の
ＶＡＲデマンド信号に応答して、通常、点弧される。コ
ンデンサ・バンクは、その両端間の電圧が交流回路網の
給電電圧のピーク値に切り離され得る。よりて、切ｐ離
されたコンデンサ・バンクはピーク電圧に充電されたま
＼である。コンデンサ・バンクが印加交流電圧のピーク
値に充電されたま＼なので、サイリスタ・スイッチはこ
の電圧の２倍の電圧を阻止するのに充分な定格を持たな
ければならない。これが起るのは、サイリスタ・スイッ
チの両端間の電圧力長印加交流電圧とコンデンサ電圧の
和であシ、この和が交流給電電圧の極性反転時に各サイ
クル毎に１回ピーク交流電圧の２倍の最高値に達するた
めである。
既知のソリッド・ステート・コンデンサ開閉方式構成で
は、サイリスク・スイッチが交流回路網系統で出会う電
圧の約２倍の定格を持たなければならない。交流回路網
系統の過電圧状態のために、これはサイリスタ開閉回路
中に１更用したサイリスタの数が正常な動作状態で必要
とする数の約ユ倍程にもなることを意味する。サイリス
タが完全なスイッチではないので、回路中の損失は使用
するサイリスタの数を増すことによって増大される。現
在入手できる大型のサイリスクの場合には、サイリスタ
・スイッチの連続電流定格がコ、θθＯアンペア程度で
ある。これは、コンデンサ・バンクがスイッチ・インさ
れる時に各サイリスク位置において約３キロワツトの電
力が損失として消費され得ることを意味する。典型的な
例として送電線補償のために使用される約３００ ＭＶ
Ａの大型の無効電力発生器では、ＪＡＯものサイリスタ
位置があり、総損失は／、ＯｇＯキロワットにもなる。
は、サイリスク・スイッチが交流回路網系統で出会う電
圧の約２倍の定格を持たなければならない。交流回路網
系統の過電圧状態のために、これはサイリスタ開閉回路
中に１更用したサイリスタの数が正常な動作状態で必要
とする数の約ユ倍程にもなることを意味する。サイリス
タが完全なスイッチではないので、回路中の損失は使用
するサイリスタの数を増すことによって増大される。現
在入手できる大型のサイリスクの場合には、サイリスタ
・スイッチの連続電流定格がコ、θθＯアンペア程度で
ある。これは、コンデンサ・バンクがスイッチ・インさ
れる時に各サイリスク位置において約３キロワツトの電
力が損失として消費され得ることを意味する。典型的な
例として送電線補償のために使用される約３００ ＭＶ
Ａの大型の無効電力発生器では、ＪＡＯものサイリスタ
位置があり、総損失は／、ＯｇＯキロワットにもなる。
サイリスタ・スイッチ構成における損失を最少にするた
めに、明らかに、相当な経済的動機がある。
めに、明らかに、相当な経済的動機がある。
第１図は、コンデンサ・バンクおよびサージ電流制限用
インダクタを交流回路網へ開閉するための逆並列サイリ
スタを用いる従来の代表的な静止型無効電力発生器を示
す。各サイリスタ・スイッチは実際には充分な電圧阻止
性能を提供するために背中合わせに接続された数個の素
子から成り得る。サイリスタ・スイッチは、コンデンサ
電圧と交流回路網給電電圧が等しく従ってサイリスク・
スイツーチの両端間の電圧が零である瞬間でのＭＡＲデ
マンド制御回路（図示しないンに応答して、通常、点弧
される。第２図は、交流回路網中のコンデンサ・バンク
のスイッチング・インおよびスイッチング・アウトに関
係した電圧および電流の特性を示す。第２図（ａ）から
理解できるように、交流回路網電圧Ｖがその零交差点全
通過する時に、もし充電されていないコンデンサ・バン
クがスイッチング・インされるならば、大きな過渡充電
々流１゜はコンデンサ・バンクに流され始め従って交流
回路網に外乱を生じる。第２図（ｂ）および（Ｃ）は、
交流回路網電圧と同期した充電コンデンサ・バンクの開
閉、従ってコンデンサ・バンクが交流回路網へスイッチ
ング・インまたはスイッチング・アウトされる時にコン
デンサ・バンクのサージ電流および過渡状態を除く。第
一図（ａ）は一部充電されたコンデンサ・バンクのスイ
ッチング特性を例示する。交流回路網の成る種の状態で
は、交流端子電圧は接続中のコンデンサ・バンクを高電
圧レベルまで充電する公称最大籠を越えて過渡的に良く
上昇し得る。この過電圧状態でコンデンサ・バンクが切
シ離されると、サイリスタ・スイッチは交流電圧極性反
転時の次の半サイクル中高いピーク電圧に曝される。こ
れは、サイリスク・スイッチが正常な動作中に出会う電
圧の約２倍の定格を持たなければならないことを意味す
る。その結果、サイリスタ回路に通常関係した損失は増
大される。その理由は、高い過渡電圧状態に適応するた
めにはサイリスタの数が増大されるからである。現在入
手できる大型のサイ１リスタでは、世イリスタ・スイッ
チの連続電流定格はコ、０００アンペア程度である。こ
れは、コンデンサ・バンクがスイツ、チ・インされる時
に各サイリスタ位置が約３キロワツトの電力損失を有す
ることを意味する。代表的な例として送電線補償のため
に便用される約３００）ＭＦＡの大型の無効電力発生器
では、３６０ものサイリスタ位置および約１．Ｏｇθキ
ロワットの総損失がある。
インダクタを交流回路網へ開閉するための逆並列サイリ
スタを用いる従来の代表的な静止型無効電力発生器を示
す。各サイリスタ・スイッチは実際には充分な電圧阻止
性能を提供するために背中合わせに接続された数個の素
子から成り得る。サイリスタ・スイッチは、コンデンサ
電圧と交流回路網給電電圧が等しく従ってサイリスク・
スイツーチの両端間の電圧が零である瞬間でのＭＡＲデ
マンド制御回路（図示しないンに応答して、通常、点弧
される。第２図は、交流回路網中のコンデンサ・バンク
のスイッチング・インおよびスイッチング・アウトに関
係した電圧および電流の特性を示す。第２図（ａ）から
理解できるように、交流回路網電圧Ｖがその零交差点全
通過する時に、もし充電されていないコンデンサ・バン
クがスイッチング・インされるならば、大きな過渡充電
々流１゜はコンデンサ・バンクに流され始め従って交流
回路網に外乱を生じる。第２図（ｂ）および（Ｃ）は、
交流回路網電圧と同期した充電コンデンサ・バンクの開
閉、従ってコンデンサ・バンクが交流回路網へスイッチ
ング・インまたはスイッチング・アウトされる時にコン
デンサ・バンクのサージ電流および過渡状態を除く。第
一図（ａ）は一部充電されたコンデンサ・バンクのスイ
ッチング特性を例示する。交流回路網の成る種の状態で
は、交流端子電圧は接続中のコンデンサ・バンクを高電
圧レベルまで充電する公称最大籠を越えて過渡的に良く
上昇し得る。この過電圧状態でコンデンサ・バンクが切
シ離されると、サイリスタ・スイッチは交流電圧極性反
転時の次の半サイクル中高いピーク電圧に曝される。こ
れは、サイリスク・スイッチが正常な動作中に出会う電
圧の約２倍の定格を持たなければならないことを意味す
る。その結果、サイリスタ回路に通常関係した損失は増
大される。その理由は、高い過渡電圧状態に適応するた
めにはサイリスタの数が増大されるからである。現在入
手できる大型のサイ１リスタでは、世イリスタ・スイッ
チの連続電流定格はコ、０００アンペア程度である。こ
れは、コンデンサ・バンクがスイツ、チ・インされる時
に各サイリスタ位置が約３キロワツトの電力損失を有す
ることを意味する。代表的な例として送電線補償のため
に便用される約３００）ＭＦＡの大型の無効電力発生器
では、３６０ものサイリスタ位置および約１．Ｏｇθキ
ロワットの総損失がある。
この発明によれば、交流回路網へ接続するために配設さ
れた容量性手段と、前記交流回路網の容量性必要条件を
モニタするためのモニタ手段と、前記交流回路網の容量
性必要条件に応答して前記容量性手段を前記交流回路網
へ接続するための逆並列接続サイリスタを有する１ｔｌ
Ｊ御手段と、前記交流回路網が高吟過＃電圧を受ける時
に前記容量性手段を放電させるための酸化亜鉛型バリス
タを接続する逆並列サイリスタを有する補助制御手段と
を備えた静止型無効電力発生器が提供される。
れた容量性手段と、前記交流回路網の容量性必要条件を
モニタするためのモニタ手段と、前記交流回路網の容量
性必要条件に応答して前記容量性手段を前記交流回路網
へ接続するための逆並列接続サイリスタを有する１ｔｌ
Ｊ御手段と、前記交流回路網が高吟過＃電圧を受ける時
に前記容量性手段を放電させるための酸化亜鉛型バリス
タを接続する逆並列サイリスタを有する補助制御手段と
を備えた静止型無効電力発生器が提供される。
都合の良いことに、サイリスタ・スイッチの損失をはソ
Ｓθチ低減するコンデンサ開閉用サイリスタ・スイッチ
構成がこの発明によって提供される。このサイリスタ・
スイッチ回路は、交流回路網へスイッチングするための
コンデンサ・バンクへ接続された主サイリスタ・スイッ
チから成り、かつ無効電力発生器制御回路によって発生
された点弧信号に応答する。主サイリスタ・スイッチが
所定値を超える時にはいっでも、補助サイリスタ・スイ
ッチは電圧クランプ素子を主サイリスタ・スイッチと並
列に接続する。
Ｓθチ低減するコンデンサ開閉用サイリスタ・スイッチ
構成がこの発明によって提供される。このサイリスタ・
スイッチ回路は、交流回路網へスイッチングするための
コンデンサ・バンクへ接続された主サイリスタ・スイッ
チから成り、かつ無効電力発生器制御回路によって発生
された点弧信号に応答する。主サイリスタ・スイッチが
所定値を超える時にはいっでも、補助サイリスタ・スイ
ッチは電圧クランプ素子を主サイリスタ・スイッチと並
列に接続する。
第３図は、サイリスタ・スイッチの損失全大体半分にす
るコンデンサ開閉用サイリスタ・スイッチ回路を示す。
るコンデンサ開閉用サイリスタ・スイッチ回路を示す。
このサイリスタ・スイッチ回路は、サイリスタの必要個
数を少くすることによってサイリスタ・スイッチ全体の
コストを低減する。このサイリスタ・スイッチ回路は、
一般に、無効電力発生器制御回路によって発生された点
弧信号に応答してコンデンサ・バンクｃ’ｌ交流回路網
へ接続するための主サイリスタ・スイッチＳＷｍと、こ
の主サイリスタ・スイッチＳＷｍの両端間の電圧が所定
レベルを超える時にはいつでも電圧クランプ素子Ｒｃヲ
主サイリスタ・スイッチＳＷｍと並列に接続するための
補助サイリスタ・スイッチＳＷａとから成る。主サイリ
スタ・スイッチＳＷｍは、全負荷コンデンサ電流のため
のかつ正常な交流回路網電圧のピーク値の大体コ倍であ
る正常なピーク動作電圧のためだけの定格金持つ。主サ
イリスタ・スイッチＳＷｍおよび補助サイリスタ・スイ
ッチＳＷａは、米国特許第ダ、３０７，３３／号明細書
に記載されたような無効電力発生器制御回路を適切に点
弧することによってゲートされる。
数を少くすることによってサイリスタ・スイッチ全体の
コストを低減する。このサイリスタ・スイッチ回路は、
一般に、無効電力発生器制御回路によって発生された点
弧信号に応答してコンデンサ・バンクｃ’ｌ交流回路網
へ接続するための主サイリスタ・スイッチＳＷｍと、こ
の主サイリスタ・スイッチＳＷｍの両端間の電圧が所定
レベルを超える時にはいつでも電圧クランプ素子Ｒｃヲ
主サイリスタ・スイッチＳＷｍと並列に接続するための
補助サイリスタ・スイッチＳＷａとから成る。主サイリ
スタ・スイッチＳＷｍは、全負荷コンデンサ電流のため
のかつ正常な交流回路網電圧のピーク値の大体コ倍であ
る正常なピーク動作電圧のためだけの定格金持つ。主サ
イリスタ・スイッチＳＷｍおよび補助サイリスタ・スイ
ッチＳＷａは、米国特許第ダ、３０７，３３／号明細書
に記載されたような無効電力発生器制御回路を適切に点
弧することによってゲートされる。
補助サイリスタ・スイッチＳＷａは、最悪の場合の過渡
コンデンサ放電々流のためだけのかつ主サイリスタ・ス
イッチＳＷｍの両端間に発生する電圧よりも通常低いピ
ーク電圧のための定格を持つ。第３図から分るように、
主サイリスタ・スイッチＳＷｍの両端間の電圧は、直列
接続さ式の電圧サージ・アレスタであって、クランプ電
圧ないしブレイクオーバ電圧として知られた特定の゛電
圧レベルよりも下では非常に高い抵抗値を呈するが上記
電圧レベルを超えると理想的には大体零の低い抵抗値を
呈するような電圧／電流特性を有する。正常な動作時に
、補助サイリスク・スイッチＳＷａと電圧クランプ素子
Ｒｃの両方は事実上開路しており、無視できる電流しか
流さない。従って、ＳＷａおよびＲｃの両端間に電圧を
発生させるためには、補助サイリスタ・スイッチ回路の
ＲＣスナバ−回路部品Ｒ１゜ｃ、、°°−°”””’ｎ
−１ｊ Ｃｎ−１１Ｒｎ ｌ Ｏｎと直列のコンデンサ
Ｃｄ１抵抗Ｒｄから成る比較的小さい電流の電圧分割回
路網が第３図に示したように用いられる。ＲＣスナバ−
回路は、一般にサイリスタ・スイッチに１更用されてｄ
ｖ／’ａｔ ’ｆｒ制限しかつ個々のサイリスクのため
の適切な共有電圧を提供する。望ましい実施例では、電
圧クランプ電圧のブレイクオーバ電圧は正常なピーク交
流回路網電圧の大体２倍に等しく、そしてＲＯ電圧分割
回路網は電圧クランプ素子Ｒｃの両端間の反復正常電圧
がその定格呟ヲ超えないように設計される。現在入手で
きる酸化亜鉛型の電圧クランプ素子には、クランプ電圧
の大不半分のピーク反復電圧を印加できる。従って、望
ましい実施例では、ＲＯ電圧分割回路網は補助サイリス
タ・スイッチｓｗａと電圧クランプ素子Ｒｃに大体等し
い電圧を分担させる。すなわち補助サイリスタ・スイッ
チｓｗａおよび電圧クランプ素子Ｒｃの各々には主サイ
リスタ・スイッチＳＷｍの両端間に現われる電圧の半分
が印加される。
コンデンサ放電々流のためだけのかつ主サイリスタ・ス
イッチＳＷｍの両端間に発生する電圧よりも通常低いピ
ーク電圧のための定格を持つ。第３図から分るように、
主サイリスタ・スイッチＳＷｍの両端間の電圧は、直列
接続さ式の電圧サージ・アレスタであって、クランプ電
圧ないしブレイクオーバ電圧として知られた特定の゛電
圧レベルよりも下では非常に高い抵抗値を呈するが上記
電圧レベルを超えると理想的には大体零の低い抵抗値を
呈するような電圧／電流特性を有する。正常な動作時に
、補助サイリスク・スイッチＳＷａと電圧クランプ素子
Ｒｃの両方は事実上開路しており、無視できる電流しか
流さない。従って、ＳＷａおよびＲｃの両端間に電圧を
発生させるためには、補助サイリスタ・スイッチ回路の
ＲＣスナバ−回路部品Ｒ１゜ｃ、、°°−°”””’ｎ
−１ｊ Ｃｎ−１１Ｒｎ ｌ Ｏｎと直列のコンデンサ
Ｃｄ１抵抗Ｒｄから成る比較的小さい電流の電圧分割回
路網が第３図に示したように用いられる。ＲＣスナバ−
回路は、一般にサイリスタ・スイッチに１更用されてｄ
ｖ／’ａｔ ’ｆｒ制限しかつ個々のサイリスクのため
の適切な共有電圧を提供する。望ましい実施例では、電
圧クランプ電圧のブレイクオーバ電圧は正常なピーク交
流回路網電圧の大体２倍に等しく、そしてＲＯ電圧分割
回路網は電圧クランプ素子Ｒｃの両端間の反復正常電圧
がその定格呟ヲ超えないように設計される。現在入手で
きる酸化亜鉛型の電圧クランプ素子には、クランプ電圧
の大不半分のピーク反復電圧を印加できる。従って、望
ましい実施例では、ＲＯ電圧分割回路網は補助サイリス
タ・スイッチｓｗａと電圧クランプ素子Ｒｃに大体等し
い電圧を分担させる。すなわち補助サイリスタ・スイッ
チｓｗａおよび電圧クランプ素子Ｒｃの各々には主サイ
リスタ・スイッチＳＷｍの両端間に現われる電圧の半分
が印加される。
補助サイリスタ・スイッチＳＷａの点弧回路、２ｑａは
主サイリスタ・スイッチ８ｗ１ユの両端間の電圧レベル
に応じて動作される。第３図に示したように、電圧分割
回路網ＤｖＮから得た電圧信号（主サイリスタ・スイッ
チｓｗｍの両端間の電圧を表わすりはツェナー・ダイオ
ードＺＨによって供給された一定の基準レベルと比較回
路ＣＰによって比較される。もし主サイリスク・スイッ
チの両端間の電圧がこの基準レベルケ超えるならば個々
のサイリスク全点弧することによって補助サイリスタ・
スイッチが点弧され、そして電圧クランプ素子Ｒｃは主
サイリスタ・スイッチと並列に接続されて放電中のコン
デンサ・バンクＣによる電圧を制限する。
主サイリスタ・スイッチ８ｗ１ユの両端間の電圧レベル
に応じて動作される。第３図に示したように、電圧分割
回路網ＤｖＮから得た電圧信号（主サイリスタ・スイッ
チｓｗｍの両端間の電圧を表わすりはツェナー・ダイオ
ードＺＨによって供給された一定の基準レベルと比較回
路ＣＰによって比較される。もし主サイリスク・スイッ
チの両端間の電圧がこの基準レベルケ超えるならば個々
のサイリスク全点弧することによって補助サイリスタ・
スイッチが点弧され、そして電圧クランプ素子Ｒｃは主
サイリスタ・スイッチと並列に接続されて放電中のコン
デンサ・バンクＣによる電圧を制限する。
第４図は制御回路の他の実施例を示し、補助サイリスタ
・スイッチを点弧するための電圧信号はそれ自体の阻止
電圧から導出される。その理由は、この阻止電圧が主サ
イリスク・スイッチ電圧に比例するためである。また、
補助サイリスタ・スイッチの点弧回路はブレイクオτバ
・ダイオード（ＢｏＤ）ｉｌｆｆｉって簡単に実現でき
る。これらのＢＯＤは、それらの両端間の電圧が所定値
を超える時にはいつでも阻止状態から導通状態へ変る特
性を有している。ＢＯＤを反相して補助サイリスタ・ス
イッチ中のサイリスク全点弧すると、補助サイリスタ・
スイッチを構成するサイリスタおよび主サイリスタ・ス
イッチを構成するサイリスタの両端間の電圧がその定格
値を超える前にＢＯＤの導通が始まるようにＢＯＤのブ
レイクオーバ電圧を整合することが必要である。
・スイッチを点弧するための電圧信号はそれ自体の阻止
電圧から導出される。その理由は、この阻止電圧が主サ
イリスク・スイッチ電圧に比例するためである。また、
補助サイリスタ・スイッチの点弧回路はブレイクオτバ
・ダイオード（ＢｏＤ）ｉｌｆｆｉって簡単に実現でき
る。これらのＢＯＤは、それらの両端間の電圧が所定値
を超える時にはいつでも阻止状態から導通状態へ変る特
性を有している。ＢＯＤを反相して補助サイリスタ・ス
イッチ中のサイリスク全点弧すると、補助サイリスタ・
スイッチを構成するサイリスタおよび主サイリスタ・ス
イッチを構成するサイリスタの両端間の電圧がその定格
値を超える前にＢＯＤの導通が始まるようにＢＯＤのブ
レイクオーバ電圧を整合することが必要である。
こ＼に提案したサイリスタ・スイッチ回路の基本概念は
、電圧クランプ素子と一緒に補助サイリスタ・スイッチ
を１更用してコンデンサ・バンクの残留電荷を制限し、
これによりコンデンサ・バンクを交流回路網系統へスイ
ッチ・インまたはスイッチ・アウトする主サイリスタ・
スイッチの電圧定格を相当に低減することである。
、電圧クランプ素子と一緒に補助サイリスタ・スイッチ
を１更用してコンデンサ・バンクの残留電荷を制限し、
これによりコンデンサ・バンクを交流回路網系統へスイ
ッチ・インまたはスイッチ・アウトする主サイリスタ・
スイッチの電圧定格を相当に低減することである。
主サイリスタ・スイッチの低下した電圧はよシ少い直列
接続サイリスクｉ使用させ、従って損失を低減しかつ必
要条件１［める。また、主サイリスク・スイッチの電圧
低下が典型例では補助サイリスタ・スイッチの所要電圧
定格よりも大きいので、かつ補助サイリスタ・スイッチ
を構成するサイリスタが一般に強制緩和Ｋｌすることな
くより小さい電流定格にされ得るので、こ＼に提案した
サイリスタ・スイッチ回路は従来のものより全コストが
低くなる。
接続サイリスクｉ使用させ、従って損失を低減しかつ必
要条件１［める。また、主サイリスク・スイッチの電圧
低下が典型例では補助サイリスタ・スイッチの所要電圧
定格よりも大きいので、かつ補助サイリスタ・スイッチ
を構成するサイリスタが一般に強制緩和Ｋｌすることな
くより小さい電流定格にされ得るので、こ＼に提案した
サイリスタ・スイッチ回路は従来のものより全コストが
低くなる。
このサイリスタ・スイッチ回路の動作は第Ｓ図の波形で
例示される。これらの波形で例示されるように、交流回
路網電圧Ｖは時点ｔｏ、まで一定であり、そしてコンデ
ンサ・バンクＣは主サイリスタ・スイッチＳＷｍによっ
てスイッチ・インされる。時点ｔｏで交流回路網電圧■
は交流回路網における仮定した負荷スイッチングまたは
他の過渡外乱のために半サイクルの間に約２バー−ユニ
ット（ｐｅｒ ｕｎｉｔ ）値（２Ｐ、 Ｕ、 ）まで
上昇される。上昇した交流回路網電圧は供給された容量
性無効電力の低減を必要とし、そして無効電力発生器制
御回路は主サイリスタ・スイッチＳＷｍ中のサイリスタ
へのゲート・ドライブを阻止することによってコンデン
サ・バンクＣの切＃）離しを開始する。その結果、主サ
イリスタ・スイッチＳＷｍはＳＷｍを通るコンデンサ電
流１１、が零点と交差する瞬間すなわち時点ｔ、にター
ン・オフする。この瞬間コンデンサ電圧■ｃけ交流回路
網電圧Ｖのピーク値に等しくこの例で１ｃｔ２ｐ、Ｕ、
である。コンデンサ・バンクが交流回路網から事実上切
り離されるので、その電圧は損失または内部放電抵抗の
せいでゆりくシと低下するにすぎない。時点ｔ、から主
サイリスタ・スイッチＳＷｍの両端間の電圧ＶＭは交流
回路網電圧Ｖが反対方向に変シ始めるので上昇し始める
。時点ｔ、で主サイリスク・スイッチ５Ｗ１ｎの両端間
の電圧Ｖ、は、減衰用抵抗Ｒ１の両端間に得られた電圧
信号が比較回路ＯＦのプリ七ット・レベル（第３図に示
した点弧回路へターン・オン信号を供給するンに達する
点まで増加した。その結果、補助サイリスタ・スイッチ
ＳＷａは時点ｔ２で点弧され、電圧クランプ素子Ｒｃヲ
主サイリスタ・スイッチＳＷｍの両端間に接続する。コ
ンデンサ・バンクＣの残留電荷を低減することによって
交流回路網電圧Ｖが反対方向に史に上昇するので、電圧
クランプ素子Ｒｃは通電し始めて主サイリスタ・スイッ
チＳＷｍの両端間に事実上一定の電圧全維持する。ＳＷ
ｍの両端間の電圧がその定格値（クランプ電圧レベルよ
りも少し高いンよｐも低いレベルまでコンデンサ・バン
クＯが放電完了するのは時点ｔ３である。この時点ｔ３
は、低圧クランプ素子Ｒｃおよび補助す・イリスタ・ス
イッチｓｗａ６流れる放電々流が零になる時点である。
例示される。これらの波形で例示されるように、交流回
路網電圧Ｖは時点ｔｏ、まで一定であり、そしてコンデ
ンサ・バンクＣは主サイリスタ・スイッチＳＷｍによっ
てスイッチ・インされる。時点ｔｏで交流回路網電圧■
は交流回路網における仮定した負荷スイッチングまたは
他の過渡外乱のために半サイクルの間に約２バー−ユニ
ット（ｐｅｒ ｕｎｉｔ ）値（２Ｐ、 Ｕ、 ）まで
上昇される。上昇した交流回路網電圧は供給された容量
性無効電力の低減を必要とし、そして無効電力発生器制
御回路は主サイリスタ・スイッチＳＷｍ中のサイリスタ
へのゲート・ドライブを阻止することによってコンデン
サ・バンクＣの切＃）離しを開始する。その結果、主サ
イリスタ・スイッチＳＷｍはＳＷｍを通るコンデンサ電
流１１、が零点と交差する瞬間すなわち時点ｔ、にター
ン・オフする。この瞬間コンデンサ電圧■ｃけ交流回路
網電圧Ｖのピーク値に等しくこの例で１ｃｔ２ｐ、Ｕ、
である。コンデンサ・バンクが交流回路網から事実上切
り離されるので、その電圧は損失または内部放電抵抗の
せいでゆりくシと低下するにすぎない。時点ｔ、から主
サイリスタ・スイッチＳＷｍの両端間の電圧ＶＭは交流
回路網電圧Ｖが反対方向に変シ始めるので上昇し始める
。時点ｔ、で主サイリスク・スイッチ５Ｗ１ｎの両端間
の電圧Ｖ、は、減衰用抵抗Ｒ１の両端間に得られた電圧
信号が比較回路ＯＦのプリ七ット・レベル（第３図に示
した点弧回路へターン・オン信号を供給するンに達する
点まで増加した。その結果、補助サイリスタ・スイッチ
ＳＷａは時点ｔ２で点弧され、電圧クランプ素子Ｒｃヲ
主サイリスタ・スイッチＳＷｍの両端間に接続する。コ
ンデンサ・バンクＣの残留電荷を低減することによって
交流回路網電圧Ｖが反対方向に史に上昇するので、電圧
クランプ素子Ｒｃは通電し始めて主サイリスタ・スイッ
チＳＷｍの両端間に事実上一定の電圧全維持する。ＳＷ
ｍの両端間の電圧がその定格値（クランプ電圧レベルよ
りも少し高いンよｐも低いレベルまでコンデンサ・バン
クＯが放電完了するのは時点ｔ３である。この時点ｔ３
は、低圧クランプ素子Ｒｃおよび補助す・イリスタ・ス
イッチｓｗａ６流れる放電々流が零になる時点である。
この時点ｔ。
で補助サイリスタ・スイッチＳＷａはターン・オフしそ
して主サイリスク・スイッチはこの望ましい実施例では
約ユＰ、Ｕ、である正常な動作電圧を維持する。時点ｔ
３からコンデンサ・バ／りＣは無効電力発生器デマンド
制御によって指図されるように制御され得る。
して主サイリスク・スイッチはこの望ましい実施例では
約ユＰ、Ｕ、である正常な動作電圧を維持する。時点ｔ
３からコンデンサ・バ／りＣは無効電力発生器デマンド
制御によって指図されるように制御され得る。
提案したサイリスタ・スイッチ回路の動作全史に例示す
るため′に、交流回路網が容量性補償を要さずかつ例え
ば時点ｔ４での負荷拒否のせいで約ＪＰ、Ｕ、の持続過
電圧状態が交流回路網で出会うので、時点ｔ３よシ後で
主サイリスク・スイッチはスイッチ・オフされたま＼で
あると仮定しよう。主サイリスタ・スイッチＳＷｍの両
端間の電圧が時点ｔ５で大体、２Ｐ、Ｕ、の値に達する
と、補助サイリスク・スイッチ５Ｗａ−は再び点弧され
、そして電圧クランプ素子Ｒｃは主サイリスタ・スイッ
チＳＷｍの両端間に接続される。これは上昇中の交流回
路網電圧に対してＳＷｍの両端間の電圧を２ Ｐ、 ０
．１７１：制限する。その理由は、コンデンサ・バンク
Ｃが電圧クランプ素子Ｒｃおよび補助サイリスタ・スイ
ッチｓｗａ’６通して充分に放電されるためである。コ
ンデンサ・バンクの放電は、補助サイリスタ・スイッチ
がターン・オフする時の時点ｔ６で完了される。再び、
主サイリスタ・スイッチＳＷｍの両端間の電圧は、２
Ｐ、 Ｕ、に制限され、これは望ましい実施例ではＳＷ
ｍの両端間の正常な定格電圧である。
るため′に、交流回路網が容量性補償を要さずかつ例え
ば時点ｔ４での負荷拒否のせいで約ＪＰ、Ｕ、の持続過
電圧状態が交流回路網で出会うので、時点ｔ３よシ後で
主サイリスク・スイッチはスイッチ・オフされたま＼で
あると仮定しよう。主サイリスタ・スイッチＳＷｍの両
端間の電圧が時点ｔ５で大体、２Ｐ、Ｕ、の値に達する
と、補助サイリスク・スイッチ５Ｗａ−は再び点弧され
、そして電圧クランプ素子Ｒｃは主サイリスタ・スイッ
チＳＷｍの両端間に接続される。これは上昇中の交流回
路網電圧に対してＳＷｍの両端間の電圧を２ Ｐ、 ０
．１７１：制限する。その理由は、コンデンサ・バンク
Ｃが電圧クランプ素子Ｒｃおよび補助サイリスタ・スイ
ッチｓｗａ’６通して充分に放電されるためである。コ
ンデンサ・バンクの放電は、補助サイリスタ・スイッチ
がターン・オフする時の時点ｔ６で完了される。再び、
主サイリスタ・スイッチＳＷｍの両端間の電圧は、２
Ｐ、 Ｕ、に制限され、これは望ましい実施例ではＳＷ
ｍの両端間の正常な定格電圧である。
コンデンサ・バンクの残留電荷を制限するために補助サ
イリスタ・スイイチヲ使用する基本原理は種々の違った
方法で笑施できることを了解されたい。望ましい実施例
では、主サイリスタ・スイッチは交流回路網電圧の大体
λＰ、Ｕ、のビーク値のための定格を持ち、補助サイリ
スタ・スイッチは／Ｐ、Ｕ、の定格を持ち、そして電圧
クランプ素子は２ Ｐ、Ｕ、の定格を持つ。これらの部
品のための他の幾つかの電圧定格も可能である。例えば
、電圧クランプ素子のブレイクオーバ電圧レベルを下げ
ることにより、主サイリスタ・スイッチの電圧定格はコ
ンデンサ・バンクの開閉時に成る種の過渡状態の発生を
許容し得る費用で、２Ｐ、Ｕ、よりも下に下げられ得る
。また、提案したサイリスタ・スイッチ回路では電圧ク
ランプ素子が種々の電圧／電流特性の抵抗や他の回路素
子で置換できること全町らかにすべきである。これらの
場合、主サイリスタ・スイッチおよび補助サイリスタ・
スイッチの電圧定格並びにコンデンサ放電用に使用され
る回路素子の電圧／電流特性は適切に整合されるべきで
ある。
イリスタ・スイイチヲ使用する基本原理は種々の違った
方法で笑施できることを了解されたい。望ましい実施例
では、主サイリスタ・スイッチは交流回路網電圧の大体
λＰ、Ｕ、のビーク値のための定格を持ち、補助サイリ
スタ・スイッチは／Ｐ、Ｕ、の定格を持ち、そして電圧
クランプ素子は２ Ｐ、Ｕ、の定格を持つ。これらの部
品のための他の幾つかの電圧定格も可能である。例えば
、電圧クランプ素子のブレイクオーバ電圧レベルを下げ
ることにより、主サイリスタ・スイッチの電圧定格はコ
ンデンサ・バンクの開閉時に成る種の過渡状態の発生を
許容し得る費用で、２Ｐ、Ｕ、よりも下に下げられ得る
。また、提案したサイリスタ・スイッチ回路では電圧ク
ランプ素子が種々の電圧／電流特性の抵抗や他の回路素
子で置換できること全町らかにすべきである。これらの
場合、主サイリスタ・スイッチおよび補助サイリスタ・
スイッチの電圧定格並びにコンデンサ放電用に使用され
る回路素子の電圧／電流特性は適切に整合されるべきで
ある。
主サイリスタ・スイッチの直列接続サイリスタの個数を
少くシ、ひいては損失も小さくなるという効果がある。
少くシ、ひいては損失も小さくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の代表的な静止型無効電力発生器の回路図
、第２図は交流回路網中のコンデンサ・バンクの開閉を
特徴付ける電圧波形および電流波形を示す波形図、第３
図はこの発明の原理を組み込んだサイリスタ・スイッチ
回路の一実施例を一部ブロック図で示す回路図、第４図
は他の実施例の回路図、第Ｓ図は第３図に示したサイリ
スタ・スイッチ回路の諸波形および回路特性を示す図で
ある。 Ｃ・・コンデンサ・バンク、ＤｖＮ・・電圧分割回路網
、ｚＮ・・ツェナー・ダイオード、ＳＷｍ・・主サイリ
スタ・スイッチ、ＲＣ・・電圧クランプ素子、ＳＷａ・
・補助サイリスタ・スイッチ、ＢｏＤ・・プレイクォー
ツ（・ダイオードである。 ＦＩＧ、 ２
、第２図は交流回路網中のコンデンサ・バンクの開閉を
特徴付ける電圧波形および電流波形を示す波形図、第３
図はこの発明の原理を組み込んだサイリスタ・スイッチ
回路の一実施例を一部ブロック図で示す回路図、第４図
は他の実施例の回路図、第Ｓ図は第３図に示したサイリ
スタ・スイッチ回路の諸波形および回路特性を示す図で
ある。 Ｃ・・コンデンサ・バンク、ＤｖＮ・・電圧分割回路網
、ｚＮ・・ツェナー・ダイオード、ＳＷｍ・・主サイリ
スタ・スイッチ、ＲＣ・・電圧クランプ素子、ＳＷａ・
・補助サイリスタ・スイッチ、ＢｏＤ・・プレイクォー
ツ（・ダイオードである。 ＦＩＧ、 ２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ 交流回路網べ接続するために配設された容量性手段
と、前記交流回路網の容量性必要条件をモニタするため
のモニタ手段と、前記交流回路網の容量性必要条件に応
答して前記容量性手段を前記交流回路網へ接続するため
の逆並列接続サイリスタを有する制御手段と、前記交流
回路網が高い過渡電圧を受ける時に前記容量性手段を放
電させるための酸化亜鉛型バリスタを接続する逆並列サ
イリスクを有する補助制御手段とを備えた静止型無効電
力発生器。 コ 補助制御手段は、ブレイクオーバ・ダイオードを有
し、その両端間の電圧が所定値を超える時にサイリスタ
を点弧させる特許請求の範囲第１項記載の静止型無効型
５力発生器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/438,431 US4470005A (en) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | Static VAR generator having a thyristor circuit arrangement providing reduced losses |
| US438431 | 1999-11-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5996830A true JPS5996830A (ja) | 1984-06-04 |
Family
ID=23740636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58202933A Pending JPS5996830A (ja) | 1982-11-02 | 1983-10-31 | 静止型無効電力発生器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4470005A (ja) |
| JP (1) | JPS5996830A (ja) |
| CA (1) | CA1208286A (ja) |
| IN (1) | IN159446B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62191382U (ja) * | 1986-05-23 | 1987-12-05 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH659157A5 (de) * | 1982-11-02 | 1986-12-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | Schaltung zur kompensation von blindleistung in einem elektrischen wechselspannungsnetz. |
| DE3500786A1 (de) * | 1985-01-11 | 1986-07-17 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Statischer blindleistungskompensator |
| US4638238A (en) * | 1985-10-15 | 1987-01-20 | Westinghouse Electric Corp | Switching technique for thyristor-switched capacitors to achieve network damping |
| US5032738A (en) * | 1986-01-22 | 1991-07-16 | Vithayathil John J | Scheme for rapid adjustment of network impedance |
| US4999565A (en) * | 1990-01-02 | 1991-03-12 | Electric Power Research Institute | Apparatus for controlling the reactive impedance of a transmission line |
| GB2294821A (en) * | 1994-11-04 | 1996-05-08 | Gec Alsthom Ltd | Multilevel converter |
| US5670864A (en) * | 1995-05-26 | 1997-09-23 | Pacific Scientific Company | Adaptive automatic power capacitor for controlling controller a capacitor bank of a power distribution system |
| US5642275A (en) | 1995-09-14 | 1997-06-24 | Lockheed Martin Energy System, Inc. | Multilevel cascade voltage source inverter with seperate DC sources |
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| KR101698275B1 (ko) * | 2015-09-08 | 2017-01-19 | 엘에스산전 주식회사 | 정적 무효전력 보상 장치 및 그의 동작 방법 |
| CN113678222B (zh) * | 2018-11-21 | 2024-11-08 | Abb瑞士股份有限公司 | 用于固态断路器的电压钳位电路 |
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| JPS5187744A (ja) * | 1975-01-30 | 1976-07-31 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Kadenatsuhogosochi |
| JPS51106034A (ja) * | 1975-03-14 | 1976-09-20 | Hitachi Ltd | Rikiritsuchoseisochi |
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| JPS57132220A (en) * | 1981-02-06 | 1982-08-16 | Nichicon Capacitor Ltd | Reactive power controller |
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Family Cites Families (5)
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| US4274135A (en) * | 1979-01-26 | 1981-06-16 | Westinghouse Electric Corp. | Gating circuit for high voltage thyristor strings |
| US4292545A (en) * | 1979-04-16 | 1981-09-29 | Electric Power Research Institute, Inc. | Method and means for damping subsynchronous oscillations and DC offset in an AC power system |
-
1982
- 1982-11-02 US US06/438,431 patent/US4470005A/en not_active Expired - Fee Related
-
1983
- 1983-10-05 IN IN1230/CAL/83A patent/IN159446B/en unknown
- 1983-10-20 CA CA000439376A patent/CA1208286A/en not_active Expired
- 1983-10-31 JP JP58202933A patent/JPS5996830A/ja active Pending
Patent Citations (7)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4470005A (en) | 1984-09-04 |
| CA1208286A (en) | 1986-07-22 |
| IN159446B (ja) | 1987-05-23 |
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