JPS62210518A - 静止形無効電力補償制御装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は静止形無動電力補償制御装置に係り、特に補償
回路に使用される変圧器やリアクトルの偏磁を防止する
のに好適な静止形無動電力補償制御装置（以下、Ｓ　Ｖ
　ＣＩｔ、ＩＩ御装置と称する）に関する。

（従来の技術） 第３図は周知の無効電力補償装置（以下、ＳＶＣと称す
る）の概略構成図を示すもので、特にサイリスタの逆並
列接続からなるサイリスタ装置によりリアクトルに流れ
る電流を制御する構成例を示ずものである。

同図に示すように、ＳＶＣは母線に接続される変圧器１
、変圧器１に直列接続されるリアクトル２、リアクトル
２に直列接続されるサイリスタ装置３、サイリスタ装２
３の電圧を検出する電圧検出回路４、母線電圧を検出す
る計器用変圧器５、ＳｖＣの出力電流を検出する変流器
６を備えている。サイリスタ装置３は順方向サイリスタ
Ｕおよび逆方向サイリスタＸで構成される。Ｉ　　、Ｉ
Ｘ はそれぞれ順、逆方向サイリスタＵ、Ｘに流れる正、負
電流、ＦＶ、ＦＶｘは電圧検出回路４で検出されたサイ
リス装置３のそれぞれ正、負電圧検出信号である。正、
負電圧検出信号ＦＶ、。

ＦＶ、は順方向サイリスタＵに電圧が印加されていると
きはＦＶＵが“１″、逆方向サイリスタＸに電圧が印加
されているとぎはＦＶＸが“１”、それ以外のときはと
もに°Ｏ″となるように設定されている。またＶはＳＶ
Ｃが接続される交流系統母ａ８の交流検出電圧であって
、計器用変圧器５によって検出され、■はＳＶＣの出力
交流検出電流であって、変流器６によって検出される。

第４図は、同図（Ａ）が第３図のサイリスタ装置３の電
極間電圧ｖＡＫ１同図（Ｂ）、（Ｃ）がそれぞれ正、負
電圧検出信号ＦＶ、ＦＶｘ、同図（Ｄ）、（Ｅ）がそれ
ぞれ正、負電流Ｉ　　、１Ｘ の各波形を示すものである。

第４図に示すように、サイリスタ装置３の点弧角α　、
α　の大きさによりサイリスタＵ、ＸのＸ 通電電流Ｉ　　、１　　の大きさが制御される。

Ｘ 第５図はかかるＳＶＣに適用される従来の５ＶＣｉＩ１
１１１ｉＩＩ装置のブロック図を示ずものである。同図
に示すように、基準電圧信号■　　、交流検出型ｅｆ 圧Ｖ１係数器１１により交流検出電流Ｉに係数に１を掛
けて得られた値から電圧偏差信号Δ■がΔＶ＝Ｖ＋に１
　１−Ｖ、８ｆ　　　　・・・・・・（１）なる式に基
づいて演算される。この電圧偏差信号Δ■を用いて、例
えば第６図の特性図に示すようなＶ−１特性を得るよう
にＳＶＣの補償すべき無効電力Ｑを補償無効電力決定回
路１２によって決定する。補償無効電力Ｑを出力するた
めに、サイリス装置３の点弧角αを無効電力／点弧角変
換回路１３によって決定する。以上のようにして、ＳＶ
Ｃはその接続点において交流電圧の調整を行なう。

（発明が解決しようとする問題点） ＳＶＣの接続される交流系統においては、事故やスイッ
チの開閉等の擾乱によりあるいは高調波発生源からの高
調波流入により、交流電圧に偶数調波が重なる場合があ
る。このような場合、偶数調波成分の位相によっては点
弧角αが順方向、逆方向の各サイリスタＵ、Ｘで同一（
α。−αＸ）であっても、正・負電流の大きさが異なっ
てくる場合がある。

その結果、第３図の変圧器１、リアクトル２を流れる電
流に直流偏差分が生じ、変圧器１が偏磁しリアクトル２
が鉄心入りの場合、これも偏磁する。このような偏磁が
発生すると、変圧器１の励！ＩＭ流に偶数調波成分が発
生することになり、交流系統のインピーダンス特性によ
っては偶数調波が増幅される可能性がある。この偶数調
波が増幅されると、さらにＳｖＣの正・負電流の差が大
きくなり、偏磁をますます増大させるという悪循環を生
じる。

もしこの悪循環を放置すれば、最終的には変圧器１やリ
アクトル２が飽和し、ＳＶＣの電流を制御することが不
可能となり、ＳＶＣが本来のは能を失なうとともに、逆
に交流系統に外乱を与えることになるという問題がある
。

上述のような偏磁をなくすためには、リアクトルに流れ
る電流を検出し、その電流の直流偏差分を小さくするよ
うにＳＶＣの順・逆すイリ、スタＵ。

Ｘに与える点弧角α。、α８を補正する必要がある。

ところが、リアクトルの電流偏差を検出するために変流
器をリアクトルに直列に挿入したとしても、単にそれだ
けでリアクトルｍｓの直流偏差分を正確に測定すること
はできず、確実な偏磁低減はできないという問題点があ
り、何らかの解決策に対する要求が強かった。

したがって、本発明の目的は上記従来技術の問題点を解
消し、ＳｖＣの正・負電流の不均衡による直流偏差分を
小さくし、変圧器やリアクトルの偏磁による悪影響を防
止し得るＳＶＣ制御装誼を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、交流系統母線に分路に接続されたすアク］−
ルに直列に接続される逆並列接続のサイリスタからなる
サイリスタ装置と、前記交流系統母線の電圧値を検出す
る電圧検出手段と、この電圧検出手段による検出電圧を
前記サイリスタ装置の通電期間中に積分して前記リアク
トルの電流波形を算出する電流波形算出手段と、この電
流波形算出手段の出力に基づいて前記サイリスタ装置の
正方向および負方向の電流の不均衡によって生じる直流
偏差分を補償すべく前記サイリスタ装置の順・逆方向サ
イリスタの各点弧角を個別に補正して制御するａ８ＩＩ
　ｍ手段とを備えた５ＶＣｉ１１制御装置を提供するも
のである。

（作　用） 上記手段により本発明のＳＶＣ制御装置は、ＳＶＣのリ
アクトルに流れる電流波形をサイリスタ装置に流れる正
・負電流の通電期間のそれぞれにおいて交流検出電圧を
積分することにより求め、その電流波形リアクトルに流
れる電流を計算し、その直流偏差分によりサイリスタ装
置の順・逆方向のサイリスタに与える点弧角を補正し、
正・負電流の不均衡にＪ：る直流偏差分を小さくするこ
とを可能としている。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るＳ　Ｖ　Ｃ１ｌｉｌｌ
　ＩＩＩ装置のブロック図である。同図において示すよ
うに、サイリスタ装置３に流れる正・負電流の通電期間
のそれぞれにおいて、すなわら第３図のＳＶＣにおける
電圧検出回路４の出力である順電圧信号ＦｖＵと逆電圧
信号ＦｖＸのいずれかがＩＩ　ＯＩＩであるとき、これ
をＮＡＮＤ回路２０で検出し、スイッチ手段２１を通じ
て計器用変圧器５からの交流検出電圧■を積分器１４に
入力させる。その結果、リアクトル２に流れる電流波形
が得られる。

ただし、通電期間の判定に用いる順・逆電圧信号ＦＶ、
ＦＶｘの応答は電流測定に問題ない程度の速さである必
要がある。このようにして得られた電流波形は直流偏差
決定回路１５に入力され、半波整流回路１５Ａを通じて
正・負の信号に分けられ、積分器１５Ｂによりさらに正
・負それぞれにおいて積分される。その結果、正電流■
　、負電流ＩＸそれぞれの平均電流に比例した値が求め
られるが、次にその差を計算し、リアクトル２に流れて
いる電流の直流偏差分を決定する。

ところで、点弧角αと平均電流との関係は第７図の特性
図に示すように、単調減少関数になる。

したがって、上述のようにして求められたリアクトル２
の電流の直流偏差分に係数器１６を介して係数に２を掛
けることにより、点弧角偏差信号Δαを決定することが
できる。この点弧角偏差信号Δαを順・逆方向の各サイ
リスタＵ、Ｘの点弧角α。、α８の補正値として使用し
、順・逆方向サイリスタの平均電流をそれぞれ調整する
ことに、よりリアクトル２に流れる電流の直流偏差を低
減するような制御を行なうことができる。

この直流偏差信号Δαが正の場合は、順方向サイリスタ
Ｕの点弧角α８を遅らせ、逆方向サイリスタＸの点弧角
α８を進める方向に点弧角偏差信号Δαを決定し、点弧
角α。に変調をかけ順・逆方向の各サイリスタＵ、Ｘの
点弧角α８．α８を決定する。また、直流偏差信号Δα
が負の場合は、順方向サイリスタＵの点弧角α。を進め
、逆方向サイリスタＸの点弧角α、を遅らせる方向に点
弧角偏差信号Δαを決定し、点呼角α。に変調をがけ順
・逆方向の各サイリスタＵ、Ｘの点弧角α１゜αＸを決
定する。

ちなみに、点弧角α。に変調をかけるに当っては、ＳＶ
Ｃの応答速度を損わないように係数器１６による係数に
２の大きさを決定するが、係数に２の代わりに一次遅れ
等の伝達関数を用いる必要がある。

第２図は本発明の他の実施例に係るｓＶｃ制御装置のブ
ロック図である。同図構成の第１図構成と異なる点は、
リアクトル２の直流偏差分で点弧角αを変調する代わり
に、補償無効電力信号Ｑを変調するような構成としたこ
とである。

同図構成において、リアクトル２に流れている電流の直
流偏差の決定は、第１図の実施例の場合と同様に、ＮＡ
ＮＤ回路２０、積分器１４、直流偏差決定回路１５を通
じて行ない、係数器１７で適宜係数に３を掛け、直流偏
差分に応じた補償無効電力偏差信号ΔＱとする。この直
流偏差分ΔＱが正の場合は、順方向サイリスタＵの点弧
角αＵを遅らせ逆方向サイリスタＸの点弧角α８を進め
る方向に補償無効電力偏差信号ΔＱを決定し、補償無効
電力信号Ｑに変調をかけ、無効電力／点弧角変換回路を
順・逆電圧信号ＦＶ、ＦＶｘを用いて切換え、順・逆方
向サイリスタＵ、ｘの点弧角αＵ、αＸを決定する。ま
た、直流偏差分ΔＱが負の場合は、順方向サイリスタＵ
の点弧角αＵを進め、逆方向サイリスタＸの点弧角α８
を遅らせる方向に補償無効電力偏差信号ΔＱを決定し、
補償無効電力信号Ｑに変調をかける。

ただし、第１図の実施例の場合と同様に、補償無効電力
信号Ｑに変調をかけるに当っては、ＳｖＣの応答速度を
損わないよう係数器１７による係数に３の大きさを決定
するか、係数の代わりに一次遅れ等の伝達関数を用いる
必要がある。

第１図、第２図のいずれの実施例においても、例えば正
電流の方が大きくなると、順方向サイリスタＵの点弧角
α。は遅れ、逆方向サイリスタＸの点弧角α８が進むた
め、正、負電流の差分によってリアクトル２に流れてい
る電流の直流偏差分を打ち消すことができる。一方、逆
電流の方が大きくなった場合も同様に、リアクトル２の
電流の直流偏差分を打ち消すことができる。このため、
直流偏差による変圧器１、リアクトル２の偏磁を防止す
ることができ、偏磁に伴う種々の障害を除去することが
できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、ＳＶＣのリアクト
ルに流れる？ｌｌ流の波形をサイリスタ装置に流れる正
・負電流の通ＮＷｉ間のそれぞれにおいて交流検出電圧
を積分することにより求め、この検出電流波形から計算
したリアクトル電流の直流偏差分を補助信号として用い
て順・逆サイリスタの点弧角補正値を決定するようにす
ることにより、直流偏差を確実に低減することを可能と
し、電流の直流偏差に伴う変圧器やリアクトルの偏磁を
防止することを可能としたＳＶＣ制御装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る静止形無動電力補償制
御装置のブロック図、 第２図は本発明の他の実施例に係るＳｖＣ制御装置のブ
ロック図、 第３図は周知の静止形無動電力補償装置の概略構成図、 第４図は第２図のサイリスタ装置の電圧波形、電圧信号
および電流を示す波形図、 第５図は従来のＳＶＣ制御装置のブロック図、第６図は
無効電力補償装置のＶ−Ｉ特性図、第７図は点弧角と平
均電流との関係を示す特性、因である。 １・・・変圧器、２・・・リアクトル、３・・・サイリ
スタ装置、４・・・電圧検出回路、５・・・計器用変圧
器、６・・・変流器、８・・・交流系統母線、１１．１
６゜１７・・・係数器、１２・・・補償無効電力決定回
路、１３・・・無効電力／点弧角変換回路、１４・・・
積分器、１５・・・直流偏差決定回路、Ｕ・・・順方向
サイスリタ、Ｘ・・・逆方向サイリスタ。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 幣４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流系統母線に分路に接続されたリアクトルに直列に接
   続される逆並列接続のサイリスタからなるサイリスタ装
   置と、前記交流系統母線の電圧値を検出する電圧検出手
   段と、この電圧検出手段による検出電圧を前記サイリス
   タ装置の通電期間中に積分して前記リアクトルの電流波
   形を算出する電流波形算出手段と、この電流波形算出手
   段の出力に基づいて前記サイリスタ装置の正方向および
   負方向の電流の不均衡によつて生じる直流偏差分を補償
   すべく前記サイリスタ装置の順・逆方向サイリスタの各
   点弧角を個別に補正して制御する制御手段とを備えたこ
   とを特徴とする静止形無効電力補償制御装置。