JPS62138911A - 無効電力補償装置の制御方法 - Google Patents
無効電力補償装置の制御方法Info
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- JPS62138911A JPS62138911A JP60277864A JP27786485A JPS62138911A JP S62138911 A JPS62138911 A JP S62138911A JP 60277864 A JP60277864 A JP 60277864A JP 27786485 A JP27786485 A JP 27786485A JP S62138911 A JPS62138911 A JP S62138911A
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- Japan
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- reactive power
- load
- reactor
- circuit
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- 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
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- 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】
〔発明の技術分野〕
本発明は電力系統に変動負荷と並列に接続されたサイリ
スタによシ位相制御されたりアクドルと・障相コンデン
サの組合せによシ変動負荷の無効式力を補償する無効′
成力補償装置の制御方法に関するものである。
スタによシ位相制御されたりアクドルと・障相コンデン
サの組合せによシ変動負荷の無効式力を補償する無効′
成力補償装置の制御方法に関するものである。
一般にアーク炉のようにその無効電力の変動が不規則で
かつ変動周波数が速い場合、そのような無効電力変動を
効果的に補償するには無効電力変動に対する補償装置の
応答をできるだけ速くする必要がある。そのためには無
効電力補償装置は負荷の無効電力の急変に対して遅れな
く検出できる無効電力検出器および検出した無効は力に
応じて迅速にサイリスタの点弧位相角を決定する位相制
御回路を有していることが不可欠である。
かつ変動周波数が速い場合、そのような無効電力変動を
効果的に補償するには無効電力変動に対する補償装置の
応答をできるだけ速くする必要がある。そのためには無
効電力補償装置は負荷の無効電力の急変に対して遅れな
く検出できる無効電力検出器および検出した無効は力に
応じて迅速にサイリスタの点弧位相角を決定する位相制
御回路を有していることが不可欠である。
第４図は一般に用いられる無効電力補償装置の王回路を
示す掴成図である。第４図において１は進相コンデンサ
であり、その進相無効電力はＱ、ｒである。２はリアク
トルでリアクトル２に流れる電流は直列に接続された逆
並列サイリスタ３により位相制御される。逆並列サイリ
スタ３によりリアクトル２が電源から取る遅相無効電力
ＱＬはＯ〜１００ｑｂの間で任意に変化させ得る。
示す掴成図である。第４図において１は進相コンデンサ
であり、その進相無効電力はＱ、ｒである。２はリアク
トルでリアクトル２に流れる電流は直列に接続された逆
並列サイリスタ３により位相制御される。逆並列サイリ
スタ３によりリアクトル２が電源から取る遅相無効電力
ＱＬはＯ〜１００ｑｂの間で任意に変化させ得る。
第５図は第・１図において電源電圧Ｖに対して制御角α
で逆並列サイリスタ３を点弧したときに、リアクトル２
および逆並列サイリスタに流れる電流Ｉを示す。逆並列
サイリスタ３の点弧位相角αを変えると電流の実効値が
変化することがわかる。
で逆並列サイリスタ３を点弧したときに、リアクトル２
および逆並列サイリスタに流れる電流Ｉを示す。逆並列
サイリスタ３の点弧位相角αを変えると電流の実効値が
変化することがわかる。
また点弧泣（Ｕ角αとリアクトル２に供給される無効電
力ＱＬとの関係は第６図に示される。このようにして逆
並タリサイリスタ３の点弧位相角αを制御すればリアク
トル２の収りうる遅相無効電力ＱＬを制御することがで
きるので、進相コンデンサ１の進用無効電力Ｑｃと組み
合せると進相無効電力を供に台する無効電力補償装置と
なる。例えば第４図において進相コンデンサｌの取る進
相無効電力とりアクドル２の収る駄犬遅相無効電力を等
しいものとすると、２源から取る合成無効′ば力ＱＴは
ＱＴ＝ＱＯ＋ＱＬ ・−・−（１）となる
。無効電力ＱｃとＱＬの極性は遅れが正で、進みで負と
して表した。（１）式から明らかなように逆並列サイリ
スタ３の点弧位相角αを変えることにより電源から取る
合成無効電力ＱＴは０〜１００％の間で制御することが
できる。したがって第４図に示すように変動負荷の遅相
無効電力ＱＦが変化する場合、Ｑｙの値を検出してその
値に等しい進相無効電力を無効低力補償装置の合成無効
′１こ力（計により′屯Ｗから１■ると負荷・１の収る
無効［Ｕ力ＱＦを補償することができる。
力ＱＬとの関係は第６図に示される。このようにして逆
並タリサイリスタ３の点弧位相角αを制御すればリアク
トル２の収りうる遅相無効電力ＱＬを制御することがで
きるので、進相コンデンサ１の進用無効電力Ｑｃと組み
合せると進相無効電力を供に台する無効電力補償装置と
なる。例えば第４図において進相コンデンサｌの取る進
相無効電力とりアクドル２の収る駄犬遅相無効電力を等
しいものとすると、２源から取る合成無効′ば力ＱＴは
ＱＴ＝ＱＯ＋ＱＬ ・−・−（１）となる
。無効電力ＱｃとＱＬの極性は遅れが正で、進みで負と
して表した。（１）式から明らかなように逆並列サイリ
スタ３の点弧位相角αを変えることにより電源から取る
合成無効電力ＱＴは０〜１００％の間で制御することが
できる。したがって第４図に示すように変動負荷の遅相
無効電力ＱＦが変化する場合、Ｑｙの値を検出してその
値に等しい進相無効電力を無効低力補償装置の合成無効
′１こ力（計により′屯Ｗから１■ると負荷・１の収る
無効［Ｕ力ＱＦを補償することができる。
さて、こ内系、伏に接続される負荷の無効電力が変動す
る場合、系統のインピーダンスによって受電端電圧が変
動することが一般に知られている。
る場合、系統のインピーダンスによって受電端電圧が変
動することが一般に知られている。
無効電力変動の大きな負荷の例としてはアーク炉があり
、周期が不規則で変化が速くかつ変動幅の大きな遅相無
効電力が′省力系統を流れるため、アーク炉が接続され
た系統の電圧は敞しく変化し電圧フリッカを発生し種々
の悪影響を及ぼすことになる。
、周期が不規則で変化が速くかつ変動幅の大きな遅相無
効電力が′省力系統を流れるため、アーク炉が接続され
た系統の電圧は敞しく変化し電圧フリッカを発生し種々
の悪影響を及ぼすことになる。
この種の無効電力変動を効果的に制御する手段として第
４図に示した無効電力補償装置が使用され、負荷４の無
効電力ＱＦを補償すべき合成無効電力ＱＴを発生させる
点弧位相角αで逆並列サイリスタ３を電源周波数の］／
２サイクル毎に点弧し負荷の無効電力変動を補償し、フ
リッカを抑制することになる。この場合に必要なことは
負荷の無効電力の変動をいかに速く検出するかというこ
とであり、その検出の速度によυ無効電力補償装置の補
償能力が決筐ることになる。
４図に示した無効電力補償装置が使用され、負荷４の無
効電力ＱＦを補償すべき合成無効電力ＱＴを発生させる
点弧位相角αで逆並列サイリスタ３を電源周波数の］／
２サイクル毎に点弧し負荷の無効電力変動を補償し、フ
リッカを抑制することになる。この場合に必要なことは
負荷の無効電力の変動をいかに速く検出するかというこ
とであり、その検出の速度によυ無効電力補償装置の補
償能力が決筐ることになる。
第７図は従来用いられてきた無効電力補償装置の制御回
路を示す。１〜４については第４図と同様であるので省
略する。５は電圧検出用変圧器、６は負荷電流ｉＦと無
効電力補償装置の電流ｉ７との和で電流に比例した電圧
信号を得るだめに用いられる。８は制御回路であり、８
１は変圧器５、変流器６および抵抗７によって、それぞ
れ得られた負荷電圧Ｖ、合成電流＋７に応じた負荷の無
効電力を検出する無動ｌＢ力検出回路である。８２はこ
の制御回路の制御目標を決定する基準回路である。８３
は加シγ点、８４は増幅回路、８５は位相制御回路、８
６はゲート回路である。加算点８３は無効′成力検出回
路８１の出力と基準回路８２との差違を出すだめのもの
で、増幅回路８４はその加算点８３で出た差を増１ダす
る。この増幅回路８４の出力を位相ＩＩＩ御回路８５で
受け、サイリスタの点弧位相を決定する。ゲート回路８
６は位１（Ｉ！ｂ制御回路８５で決定された点弧タイミ
ング信号を増・旨し、サイリスタ３のゲート全点弧させ
る。サイリスタ３に流れる電流は変流器６を流れる。さ
らに抵抗７で電圧レベルに変換されたものは再び無効電
力検出回路に入力される。結局これらの回路の全体はフ
ィードバック制御系になっている。そしてこのフィード
バック制御系において負荷４の急激な無効電力変動に対
して速い制御をする必要がある。ところが速い応答制御
するために増幅回路８４のゲインを上げるとハンチング
現象が発生し安定した制御がなされないという欠点があ
った。
路を示す。１〜４については第４図と同様であるので省
略する。５は電圧検出用変圧器、６は負荷電流ｉＦと無
効電力補償装置の電流ｉ７との和で電流に比例した電圧
信号を得るだめに用いられる。８は制御回路であり、８
１は変圧器５、変流器６および抵抗７によって、それぞ
れ得られた負荷電圧Ｖ、合成電流＋７に応じた負荷の無
効電力を検出する無動ｌＢ力検出回路である。８２はこ
の制御回路の制御目標を決定する基準回路である。８３
は加シγ点、８４は増幅回路、８５は位相制御回路、８
６はゲート回路である。加算点８３は無効′成力検出回
路８１の出力と基準回路８２との差違を出すだめのもの
で、増幅回路８４はその加算点８３で出た差を増１ダす
る。この増幅回路８４の出力を位相ＩＩＩ御回路８５で
受け、サイリスタの点弧位相を決定する。ゲート回路８
６は位１（Ｉ！ｂ制御回路８５で決定された点弧タイミ
ング信号を増・旨し、サイリスタ３のゲート全点弧させ
る。サイリスタ３に流れる電流は変流器６を流れる。さ
らに抵抗７で電圧レベルに変換されたものは再び無効電
力検出回路に入力される。結局これらの回路の全体はフ
ィードバック制御系になっている。そしてこのフィード
バック制御系において負荷４の急激な無効電力変動に対
して速い制御をする必要がある。ところが速い応答制御
するために増幅回路８４のゲインを上げるとハンチング
現象が発生し安定した制御がなされないという欠点があ
った。
本発明の目的は上述のような欠点を解消するため無効電
力補償装置の制御方法を提供しようとするものである。
力補償装置の制御方法を提供しようとするものである。
本発明は半サイクル毎の無効電力の変動を補償するため
に、負荷だけの無効電力を検出し、負荷の無効電力Ｑｖ
ｓ補償装置のコンデンサ無効電力Ｑｃとリアクトルの無
効電力ＱＬ、としたときにＱＬ＋ＱＦ＝−Ｑａの関係が
成立するようにリアクトルの無効電力Ｑｂを制御するも
のである。またアーク炉負荷の無効′α力Ｑｒは通常遅
れ無効電力負荷であるが進み無効電力負荷となった場合
にでもリアクトルで負荷の無効電力の変動を補償しよう
とするものである。
に、負荷だけの無効電力を検出し、負荷の無効電力Ｑｖ
ｓ補償装置のコンデンサ無効電力Ｑｃとリアクトルの無
効電力ＱＬ、としたときにＱＬ＋ＱＦ＝−Ｑａの関係が
成立するようにリアクトルの無効電力Ｑｂを制御するも
のである。またアーク炉負荷の無効′α力Ｑｒは通常遅
れ無効電力負荷であるが進み無効電力負荷となった場合
にでもリアクトルで負荷の無効電力の変動を補償しよう
とするものである。
本発明の実施例の一例を第１図に示す。従来の無効電力
補償装置とその制御回路の概略ブロック図を示す第７図
と同一機能のものは同一符号を付け、説明を省略する。
補償装置とその制御回路の概略ブロック図を示す第７図
と同一機能のものは同一符号を付け、説明を省略する。
８８１は関数変換回路であり、８８２は位相制御回路で
ある。
ある。
変流器６の取付位置は従来方式と異なり負荷４のｉｔ流
を検出するため負荷４の近くに移動した。
を検出するため負荷４の近くに移動した。
この変流器で負荷４の電流が検出され、抵抗７により電
流信号から電圧信号に変換される。これらの信号は無効
電力検出回路８１に入力される。無効４力検出回路８１
の出力は関数変換回路８８１に接続される。関数変換回
路８８１ではりアクドル２の無効電力Ｑ Ｌ ｓ進相コ
ンデンサ１の無効電力Ｑｃと負荷４の無効電力Ｑ？とか
らＱＬ ＋Ｑ＞・＝−Ｑａが成立するようなりアクドル
２の無効電力ＱＬが求められる。この次は位相制御回路
８８２でＱＬに対応するαが決定され、ゲート回路８６
に入力される。ゲート回路８６と逆並列サイリスタ３に
ついての説明は第７図で説明した通りである。以上に説
明したように構成されている。
流信号から電圧信号に変換される。これらの信号は無効
電力検出回路８１に入力される。無効４力検出回路８１
の出力は関数変換回路８８１に接続される。関数変換回
路８８１ではりアクドル２の無効電力Ｑ Ｌ ｓ進相コ
ンデンサ１の無効電力Ｑｃと負荷４の無効電力Ｑ？とか
らＱＬ ＋Ｑ＞・＝−Ｑａが成立するようなりアクドル
２の無効電力ＱＬが求められる。この次は位相制御回路
８８２でＱＬに対応するαが決定され、ゲート回路８６
に入力される。ゲート回路８６と逆並列サイリスタ３に
ついての説明は第７図で説明した通りである。以上に説
明したように構成されている。
第】図の一実施例の如く構成した場合の作用を第２図の
グラフと第３図のタイムチャートを用いて以下説明する
。
グラフと第３図のタイムチャートを用いて以下説明する
。
第２図の第１象限の横軸は負荷４の無効電力Ｑｒを示し
、正で遅れを意味し、縦軸はりアクドル２の無効電力Ｑ
Ｌを示す。この第１象限のグラフはＱＦＩ ＱＬ ＝−
Ｑｏを表わしたものでありＱＯ＝ＱＬＱとしである。ま
た第２象限の縦軸はりアクドル２の無効電力ＱＬを示し
、これは第１象限の縦軸と同じものを示す。第２象限の
横軸は点弧位相角αを示す。
、正で遅れを意味し、縦軸はりアクドル２の無効電力Ｑ
Ｌを示す。この第１象限のグラフはＱＦＩ ＱＬ ＝−
Ｑｏを表わしたものでありＱＯ＝ＱＬＱとしである。ま
た第２象限の縦軸はりアクドル２の無効電力ＱＬを示し
、これは第１象限の縦軸と同じものを示す。第２象限の
横軸は点弧位相角αを示す。
今、第３図のタイムチャートにおいて、負荷４の電圧、
電流が（ａ）と（ｂ）との場合について考える。
電流が（ａ）と（ｂ）との場合について考える。
第３図（ａ）は電圧Ｖに対して負荷電流ＩＦは遅れてお
シ、無効電力検出回路８１で検出される無効電力は第２
図のＱＦＩ相当になる。第２図でＱＦＩが検出されると
ＱＬＩ ＝ Ｑｃ −ＱＦＩ となるＱＬＩが決定され
、第２図の第２象限でＱＬＩに対する点弧位相角α１が
決定される。このよう圧してＱＦＩが求まるとすぐにα
、が求まる。第３図（ａ）にα１でサイリスタが点弧し
た場合のりアクドル電流ｉＬを示した。
シ、無効電力検出回路８１で検出される無効電力は第２
図のＱＦＩ相当になる。第２図でＱＦＩが検出されると
ＱＬＩ ＝ Ｑｃ −ＱＦＩ となるＱＬＩが決定され
、第２図の第２象限でＱＬＩに対する点弧位相角α１が
決定される。このよう圧してＱＦＩが求まるとすぐにα
、が求まる。第３図（ａ）にα１でサイリスタが点弧し
た場合のりアクドル電流ｉＬを示した。
次に第３図（ｂ）は電圧■に対して負荷電流ｉｐは進ん
でおシ無効電力検出回路８１で検出される無効電力は第
２図のＱＦｔ相当になる。ＱＦｔは進みであるため負と
して示され、直線Ｑｒｎ ＱＬＯの延長上での交差点
がＱＬｚが決定される。これも上述と同様にＱＬ２＝
ＱＯＱＦｔ の関係が成立する。 ＱＬｔが求まると
第２図の第２象限のカーブからα２が求まる。第３図（
ｂ）にα２でサイリスタが点弧した場合のりアクドル電
流ＩＬを破線で示した。
でおシ無効電力検出回路８１で検出される無効電力は第
２図のＱＦｔ相当になる。ＱＦｔは進みであるため負と
して示され、直線Ｑｒｎ ＱＬＯの延長上での交差点
がＱＬｚが決定される。これも上述と同様にＱＬ２＝
ＱＯＱＦｔ の関係が成立する。 ＱＬｔが求まると
第２図の第２象限のカーブからα２が求まる。第３図（
ｂ）にα２でサイリスタが点弧した場合のりアクドル電
流ＩＬを破線で示した。
以上の説明から無効電力検出回路８１で検出遅れが発生
しない限り、このように制御回路を構成すれば半サイク
ル毎に変動する負荷の無効電力を速みやかに補償するよ
うに無効電力補償装置は応動する。
しない限り、このように制御回路を構成すれば半サイク
ル毎に変動する負荷の無効電力を速みやかに補償するよ
うに無効電力補償装置は応動する。
本発明によれば以上説明したように本発明の制御回路に
て半サイクル毎に変動する無効電力の変動を速みやかに
補償できるのみならず、制御系が開ループ制御となるの
で安定した無効電力補償の制御が実現できる等の効果が
ある。
て半サイクル毎に変動する無効電力の変動を速みやかに
補償できるのみならず、制御系が開ループ制御となるの
で安定した無効電力補償の制御が実現できる等の効果が
ある。
さらに三相アーク炉において通常遅れの無効電力を取る
が、ｌ相がアーク切れを生じると単相運転となり進みの
無効電力を発生する。この場合でも遅れなく補償ができ
る。
が、ｌ相がアーク切れを生じると単相運転となり進みの
無効電力を発生する。この場合でも遅れなく補償ができ
る。
第１図は本発明の無効電力補償装置とその概略ブロック
図、第２図は本発明の詳細な説明するためのグラフ、第
３図は本発明の詳細な説明するためのタイムチャート、
第４図は一般に用いられる無効電力補償装置の主回路を
示す構成図、第５図は逆並列サイリスタを点弧したとき
にリアクトルに流れる′１流波形、第６図は点弧位相角
αとリアクトルの無効電力ＱＬの関係のグラフ、第７図
は従来例のｋ（Ｆ、動電力補償装置１°〒とその制御回
路の９．略ブロック図を示す。 １ 進イ目コンデンサ ２ リアクトル３ 逆並列サ
イリスタ ４ 負荷 ５−変圧器 ６ 変流器 ７ 抵抗 ８ 制御回路 ８１ 無効１イ力検出回路 ８２ 基皐回路８３
加算点 ８４ 増幅回路８５ 位相制
御卸回路 ８６ ゲート回路８８１ 関数変換
回路 ８８２ 位相制御回路代理人 弁理士 則
近 憲 佑 同 三 俣 弘 文 と 第１図 第３図 優−旦− 第４図 第５図 第６図
図、第２図は本発明の詳細な説明するためのグラフ、第
３図は本発明の詳細な説明するためのタイムチャート、
第４図は一般に用いられる無効電力補償装置の主回路を
示す構成図、第５図は逆並列サイリスタを点弧したとき
にリアクトルに流れる′１流波形、第６図は点弧位相角
αとリアクトルの無効電力ＱＬの関係のグラフ、第７図
は従来例のｋ（Ｆ、動電力補償装置１°〒とその制御回
路の９．略ブロック図を示す。 １ 進イ目コンデンサ ２ リアクトル３ 逆並列サ
イリスタ ４ 負荷 ５−変圧器 ６ 変流器 ７ 抵抗 ８ 制御回路 ８１ 無効１イ力検出回路 ８２ 基皐回路８３
加算点 ８４ 増幅回路８５ 位相制
御卸回路 ８６ ゲート回路８８１ 関数変換
回路 ８８２ 位相制御回路代理人 弁理士 則
近 憲 佑 同 三 俣 弘 文 と 第１図 第３図 優−旦− 第４図 第５図 第６図
Claims (1)
- 電源系統と負荷との間にリアクトルとコンデンサを並列
に設け、負荷の無効電力を検出してリアクトルに流れる
電流をサイリスタにより制御する無効電力補償装置にお
いて、コンデンサでの補償無効電力をＱ＿Ｏ、リアクト
ルでの補償無効電力をＱ＿Ｌ、負荷の無効電力をＱ＿Ｆ
としたときにＱ＿Ｌ＋Ｑ＿Ｆ＝Ｑ＿Ｏとなるようにリア
クトル補償無効電力Ｑ＿Ｌを制御することを特徴とする
無効電力補償装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60277864A JPS62138911A (ja) | 1985-12-12 | 1985-12-12 | 無効電力補償装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60277864A JPS62138911A (ja) | 1985-12-12 | 1985-12-12 | 無効電力補償装置の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62138911A true JPS62138911A (ja) | 1987-06-22 |
Family
ID=17589347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60277864A Pending JPS62138911A (ja) | 1985-12-12 | 1985-12-12 | 無効電力補償装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62138911A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103545828A (zh) * | 2013-11-04 | 2014-01-29 | 湖南大学 | 一种不平衡工况下星形链式svg分相控制方法 |
| CN104362649A (zh) * | 2014-11-06 | 2015-02-18 | 国家电网公司 | 晶闸管控制变压器型可控电抗器直流分量抑制装置及方法 |
-
1985
- 1985-12-12 JP JP60277864A patent/JPS62138911A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103545828A (zh) * | 2013-11-04 | 2014-01-29 | 湖南大学 | 一种不平衡工况下星形链式svg分相控制方法 |
| CN104362649A (zh) * | 2014-11-06 | 2015-02-18 | 国家电网公司 | 晶闸管控制变压器型可控电抗器直流分量抑制装置及方法 |
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