JPS63161825A

JPS63161825A - 基準電圧波形発生回路

Info

Publication number: JPS63161825A
Application number: JP61314270A
Authority: JP
Inventors: 白石　知男; 荻原　義也; 了司川上; 佐野　耕市
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 1986-12-23
Filing date: 1986-12-23
Publication date: 1988-07-05

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】〔産業上の利用分野〕この発明は送電線への落雷等に起因する送電線の地絡、
短絡事故などによる電力系統の０．１秒程度の瞬時電圧
低下を補償し、需要家の負荷へ悪影響を与えるのを防止
するための瞬時電圧低下補償装置の基準電圧波形発生回
路に関するものである。

〔従来の技術〕

送電線への落雷等に起因する送電線の地絡、短絡事故な
どによる電力系統の瞬時電圧低下の対策として、従来い
わゆる無停電電源装置（バッテリとインバータ回路の組
合わせによる定周波定電圧装置）が用いられている。

この定周波定電圧装置は、常時は電力系統の電圧を直流
電圧に変換し、この直流電圧をインバータ回路によって
交流電圧に変換して負荷に交流電圧を加え、電力系統の
故障発生時に、直流回路に並列に設けられたバッテリか
らインバータ回路を介して負荷へ交流電圧を加えるよう
になっている。

このような定周波定電圧装置は、きわめてまれにしか生
じない電力系統の事故に対し、インバータ回路を常時運
転し続けることになり、一般に定格容量の１５〜２０％
もの電力損失の発生を余儀なくされ、運転コストがかさ
むのが欠点であった。

このような問題を解決し、運転コストがかさむことなく
電力系統の瞬時電圧低下に対して補償を行うことができ
る単相の瞬時電圧低下補償装置が提案されている。

この瞬時電圧低下補償４Ａ置は、第３図に示すように、
電力系統１から負荷２への給電経路中にバイパススイッ
チ要素３　（例えばサイリスク４．５の逆並列回路で構
成される）を接続し、バイパススイッチ要素３０両端に
補償用電源６の出力端を接続し、制御回路７が電力系統
１の電圧■、を変圧器８を介して取り込み、電圧■、に
基づいてバイパススイッチ要素３および補償用電源６を
制御することにより、電力系統１の電圧Ｖ、が何らかの
原因で瞬時低下したときにバイパススイッチ要素３を遮
断するとともに補償用電源６からの補償電圧Ｖ　１１を
電力系統１の電圧Ｖ、と同じ損性でバイパススイッチ要
素３の両端に加えることにより電力系統１の電圧Ｖ、に
補償用電源６の補償電圧■□を加算して負荷２へ加え、
負荷電圧■。を一定に保つようになっている。

補償用電源６は、直流電源（バッテリ）９およびコンデ
ンサ１０の並列回路より給電されるパルス幅変調型のイ
ンバータ回路１１と、このインバータ回路１１の出力端
に限流リアクトル１２およびＣＲフィルタ（高調波除去
用）１３を介して１次巻線を接続し２次巻線をサイリス
タ４．５の逆並列回路の両端間に接続した直列変圧器１
４とで構成されている。なお、１５は電源、１６は送電
線である。

インバータ回路１工は、第４図に示すように、４個のス
イッチングトランジスタ２１〜２４とダイオード２５〜
２８で構成されている。

制御回路７は、第３図に示すように、電圧検出回路３１
．基準電圧波形発生回路３２．減算器３３゜スイッチン
グ制御回路３４．電圧低下検知回路３５゜バイパススイ
ッチ制御回路３６および比較器３７で構成している。こ
の制御回路７においては、電力系統１の電圧■、を変圧
器８を介して電圧検出回路３１が検出し、この電圧検出
回路３１の出力をもとにして基準電圧波形発生回路３２
が電圧ｖ３に同期しかつ電力系統１の正常時電圧に相当
する正弦波電圧を出力し、減算器３３が正弦波電圧から
電圧検出回路３１の出力電圧を減算し、その減算結果を
比較器３７へ与える。

正弦波形発生部にデジタル回路を用いた場合の基準電圧
波形発生回路３２は、第５図に示すように、電力系統１
の電圧■３に同期した矩形波電圧を作る波形整形回路５
１と、位相同期回路（ＰＬＬ回路）５２とＲＯＭ　（リ
ードオンリメモリ）５３とで構成される。位相同期回路
５２は、位相比較器（ＰＣ）５４．低域通過フィルタ（
ＬＰＦ）５５゜電圧制御発振器（ＶＣ○）５６および分
周器（ＦＤ）５７で構成される。

基準電圧波形発生回路３２中の位相同期回路５２は、周
知のもので、入力信号（波形整形回路５工の出力）と位
相同期した高周波パルス列を電圧制御発振器５６の出力
として得るものである。この電圧制御発振器５６の出力
は、入力信号（波形整形回路５６の出力）と同じ周波数
のパルス列に分周回路５７によって変換され、分周器５
７の出力と上記入力信号の間の位相差が位相比較器５４
と低域通過フィルタ５５とによって直流信号に変１０さ
れる。この直流信号とバイアス電圧との和が電圧制御発
振器５６の入力となり、電圧制御発振器５６は、人力直
流レベルに比較した周波数のパルス列を発生し、結果と
して電圧制御発振器５６の出力が入力信号（波形整形回
路５１の出力）と同期した状態で平衡する。

一方、ＲＯＭ５３には、定格電圧に対応する振幅値の正
弦波データが１周期分書き込んであり、電圧制御発振器
５６の出力（高周波パルス列）に対応してＲＯＭ５３中
のデータを読み出すことにより、目標となる基準正弦波
電圧波形が得られる。

上記位相同期回路５２は、系統側と高速で同期がとれる
ように、低域通過フィルタ５５などの定数を定めている
。なお、基準電圧波形発生回路３２は位相同期回路５２
の低減通過フィルタ５５の定数を調整することにより通
常０．３〜０．５秒程度の応答時定数に設定されている
。

比較器３７　（第３図）は、減算器３３の出力電圧をキ
ャリア信号（例えば三角波、鋸歯状波）と比較すること
により減算器３３の出力電圧をパルス幅変調してスイッ
チング制御回路３４へ与えるようになっている。

第６図はパルス幅変調動作を示す波形図である。

今、減算器３３の出力電圧が第６図（Ａ）の実線Ａ１で
示すような低振幅波形であり、ギヤリア１３号が第６図
（Ａ＞の実線Ｂで示すような三角波である場合、比較器
３７から出力されるパルス幅変調信号Ｃ１は第６図（Ｃ
）のようになる。また、減算器３３の出力電圧が第６図
（Ａ）の実線Ａ２で示すような高振幅波形であれば、比
較器３７から出力されるパルス幅変調信号Ｃ２は第６図
（Ｂ）のようになる。

また、電圧低下検知回路３５は、電力系統１の電圧Ｖ、
が低下したことを検知し、その検出出力をスイッチング
制御回路３４およびバイパススイッチ制御回路３６へ与
える。

バイパススイッチ制御回路３６は、電圧低下検知回路３
５の出力がないときにはバイパススイッチ要素３を構成
するサイリスク４．５に対しゲート信号を与えてサイリ
スタ４，５を導通させ、電力系統１の電圧Ｖ、がそのま
ま負荷２へ印加されるようにする。また、電圧低下検知
回路３５から出力が発生したときは、サイリスク４．５
へのゲート信号の供給を停止してサイリスク４．５を遮
断させる。

スイッチング制御回路３４は、電圧低下検知回路３５か
ら出力が発生したときに、比較器３７から出力されるパ
ルス幅変調信号に応じてインバータ回路１１の各スイッ
チングトランジスタ２１〜２４０オンオフタイミングを
制御する。この結果、インバータ回路１１から上記のパ
ルス幅変調信号に相似な波形のパルス幅変調出力電圧が
発生し、このパルス幅変調出力電圧からＣＲフィルタ１
３によって高周波分が除去され、直列変圧器１４の２次
側に、すなわち補償用電源６の出力端に、電力系統１の
電圧■、の低下分に相当する補償電圧ＶＨが現われ、電
圧ｖｓと補償電圧Ｖ□とを加算したものが負荷２に加え
られることになり、負荷電圧■Ｌは電力系統ｌの電圧Ｖ
、の低下にかかわらず一定に保持される。

ここで、電圧低下検知回路３５の一構成例について第７
図および第８図により詳しく説明する。

この電圧低下検知回路３５は、変圧器８の２次電圧Ｖ（
第８図（Ａ））を掛算器４１で二乗し、掛算器４１の出
力電圧ｖＺ　　（第８図（Ｂ））を積分回路４２によっ
て半サイクル毎に積分し、積分回路４２の出力電圧（第
８図（Ｃ））の半サイクル毎の最終値をサンプリングし
て基準電圧（電圧Ｖ。

の正常時の積分回路４２の出力電圧の半サイクル毎の最
終値に相当する）と積分回路４２の出力電圧の偏差（電
圧低下分に相当する）ｅを減算器４３によって半サイク
ル毎に求め、この偏差Ｃをレベル弁別器４４でゼロ近傍
に設定されたしきい値を基準にしてレベル弁別すること
により電圧■、の低下を検知するようになっている。

上記のような従来の瞬時電圧低下補償装置は、単相回路
用であるので、三相の電力系統の瞬時電圧低下を補償す
るには、３組の瞬時電圧低下補償装置が必要である。

ところが、上記の！１１相用回路を単に３組用いて３相
用の瞬時電圧低下補償装置を作ると、３相回路特をの問
題が生じた。以下、この点につき詳しく説明する。すな
わち、３相の電力系統が正常であるときには、Ａ、Ｂ、
Ｃ相の各相の電圧ＶＡ　Ｓ　＋■□、■６．は、第９図
（Ａ）のように丁度１２０度ずつずれているが、例えば
Ｂ、Ｃの２相間で２線短絡事故などが生じると、第９図
（Ｂ）のように電圧ｖＲＳ　＋　　Ｖ　Ｃ＄は振幅が小
さくなるとともに位相もずれることになる。

一方、従来の瞬時電圧低下補償装置の基準電圧波形発生
回路３２は、単相用であって、位相のずれの対策は施さ
れていなかったので、各相の基準電圧波形の事故前の位
相関係が事故後まで保持されず、したがって上記のよう
に位相がずれた場合には、振幅を補償するのみで位相は
補償されない。

具体的に言うと、２線短絡が生じて、各相の電圧ｖＡｓ
、■１９＋　　ｖｃｓが第９図（Ｂ）のようになった場
合、補償電圧Ｖ□＋　　ｖＣＨは第１０図（Ａ）のよう
に電圧ＶＢＳ、　　ＶＣ３と同じ方向にベクトル的に延
びることになる。この結果、負荷に印加される電圧は、
正常時のものとは異なり、例えばＢ相とＣ相との間の線
間電圧はほとんど補償されないことになる。

そこで、上記のような問題を解決すること、すなわち３
相の電力系統の瞬時電圧低下に対して振幅および位相の
両方を補償して正常時と変わらない電圧を３相負荷に加
えることができることを目的として、第１１図ないし第
１３図に示すような瞬時電圧低下補償装置が提案されて
いる。この瞬時電圧低下補償装置は、第１１図および第
１２図に示すように、バイパススイッチ要素３Δ、３Ｂ
。

３Ｃと、補償用電源６Ａ、６Ｂ、６Ｃと、電圧検出回路
３１′と、基準電圧波形発生回路３２′と、減算器３３
Ａ、３３Ｂ、３３Ｇと、スイッチング制御回路３４′と
、電圧低下検知回路３５′と、バイパススイッチ制御回
路３６′と比較器３７Ａ。

３７Ｂ、３７Ｃと変圧器８′とから構成されている。

バイパススイッチ要素３Ａは、逆並列接続したサイリス
タ４Ａ、５Ａからなり、バイパススイッチ要素３Ｂは同
じくサイリスク４Ｂ、５Ｂがらなり、バイパススイッチ
要素３Ｃは同じくサイリスク４Ｃ，５Ｃからなり、３相
の電力系統１′から３相負荷２′への各相の給電経路中
に直列介挿している。１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃは電源、
１６Ａ。

１６Ｂ、１６Ｃは送電線である。

補償用電源６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、それぞれバイパススイ
ッチ要素３Ａ、３Ｂ、３Ｃの両端に出力端がそれぞれ接
続され、各内部構成は第３図の補償用ＴＬ源６と同じで
ある。９Ａ、９Ｂ、９Ｃは直流電源、ＩＯＡ、ＩＯＢ、
ＩＯＣはコンデンサ、１１Ａ、１１Ｂ、ＩＩＣはインバ
ータ回路（第４図と同じ構成）、１２Ａ、１２Ｂ、１２
Ｃは限流リアクトル、１３Ａ、１３Ｂ、１３ＣはＣＲフ
ィルタ、１４Ａ、１４Ｂ、１４ｃは直列変圧器である。

電圧検出回路３１′は、３相の電力系統１′の電圧Ｖ、
、、Ｖ。＋ＶＣ３を３相の変圧器８′を介して検出する
。

基準電圧波形発生回路３２′を実現する一構成例を第１
３図に基づいて説明する。この基準電圧波形発生回路３
２′は、正弦波形発生部にデジタル回路を用いた３相用
であって、波形整形回路５１Ａ。

５１Ｂ、５１Ｃと、位相同期回路５２Ａ、５２Ｂ。

５２Ｇと、ＲＯＭ５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃとで構成され
る。位相同期回路５２Ａは、位相比較器５４Ａ１低域通
過フィルタ５５Ａ、電圧制御発振器５６Ａ。

分周器５７Ａで構成される。位相同期回路５２Ｂは、位
相比較器５４Ｂ、低域通過フィルタ５５Ｂ。

電圧制御発振器５６Ｂ１分周器５７Ｂで構成される。位
相同期回路５２Ｃは、位相比較器５４Ｃ２低域通過フィ
ルタ５５Ｃ１電圧制御発振器５６Ｃ１分周器５７Ｃで構
成される。この基準電圧波形発生回路３２′の各回毎の
動作は第５図と同様である。ただし、通常は電力系統１
′の電圧位相が大きく変化することはないこと、および
事故前の位相関係を保持する目的から、位相同期回路５
２Ａ。

５２ｆ３．５２Ｃの時定数が十分に長くなるように、各
相の低域通過フィルタ　５５Δ、５５Ｂ、５５Ｃなどの
定数を決め、故障前の系統電圧位相を保持した基準正弦
波電圧波形を発生するようにしている。この場合におい
て、基準電圧波形発生回路３２′は、電圧低下期間より
十分長い時定数、例えば２〜５秒程度に設定されており
、電圧検出回路３１’の各相出力電圧にそれぞれ同期し
かつ３相の電力系統１′の正常時電圧に相当する各相の
正弦波電圧をそれぞれ出力する。

減算器３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃは、基準電圧波形発生回
路３２′が出力する各相の基準正弦波電圧から電圧検出
回路３１′が出力する各相出力電圧を減じる。

比較器３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃは、減算器３７八。

３７Ｂ、３７Ｃの出力と各相のキャリア信号とを比較す
ることによりパルス幅変調信号を作る。

電圧低下検知回路３５′は、第３図に示した電圧低下検
出回路３５を３相分設けてなるもので、３相の電力系統
１′の電圧ＶＡｓ、　　■ｌｌｓ＋　　Ｖｃｓが瞬時低
下したときに出力を発生する。電圧低下の検出は第３図
の場合と同様である。

スイッチング制御回路３４′は、電圧低下検知回路３５
′の出力発生時に上記パルス幅変調信号をもとにして補
償用電源６Ａ、６Ｂ、６Ｃ内のインバータ回路１１Ａ、
ＩＩＢ、ＩＩＣを第３図と同様に制御し、各相の減算器
３３Ａ、３３Ｂ。

３３Ｃの出力に比例した各相の補償電圧Ｖ　Ａ　Ｎ　＋
Ｖ　１１１１．　　Ｖ　ＣＭを補償用型１ｔＧＡ、６Ｂ
、６Ｃから出力させるもので、第３図と同じ原理で動作
する。

バイパススイッチ制御回路３６′は、電圧低下検知回路
３５′の出力がないときにバイパススイッチ要素３Ａ、
３Ｂ、３Ｃを導通させ、電圧低下検知回路３５′から出
力が発生したときにバイパススイッチ要素３Ａ、３Ｂ、
３Ｃを遮断する。その導通、遮断のための動作は第３図
と同様である。

この３相用の瞬時電圧低下補償装置の提室例においては
、基準電圧波形発生回路３２′の時定数を電圧低下期間
より十分長く設定したため、電圧低下時に各相電圧の位
相がずれても基準電圧波形発生回路３２′から出力され
る各相の基準正弦波電圧の位相は瞬時電圧低下以前の状
態が保持され、正常時電圧と現状の電圧との差の電圧が
補償用型ｍ６Ａ、６Ｂ、６Ｃから出力されることになり
、３相の電力系統１′の電圧低下に対し、振幅および位
相の両方を補償して正常時と振幅および位相の変わらな
い電圧を３相負荷２′に加えることができる。

例えば電力系統１′のＢ相、Ｃ相間が２ｖＡ短絡した場
合、第１０図（Ｂ）に示すような補償電圧Ｖ　ＩＩＨ，
Ｖ　ＣＨが発生し、３相負荷２′に加わる電圧は正常時
電圧と同じになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕上記の瞬時電圧補償装置は、位相同期回路５２Ａ。

５２Ｂ、５２Ｃの応答時定数を２〜５秒と長く設定する
ことにより、事故前の位相を基準電圧波形発生回路３２
′でもって事故後まで保持させ、これによって例えばＢ
相、Ｃ相の２線短絡故障が発生して第９図（Ｂ）のよう
に各相電圧ＶＡｓ、　　Ｖ□。

ＶＣＳが変化したときに、補償電圧Ｖ□ｌ＋　　ＶＣＭ
を第１０図（Ｂ）のように発生ずることにより、瞬時電
圧低下時に各相電圧Ｖ　ＡＳ、　　Ｖ　１１　　Ｖ　Ｃ
３の振幅および位相をともに補償するようになりている
。

ところが、基準電圧波形発生回路３２′の位相同期回路
５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃは、電子回路のドリフトやオフ
セントによって動作特性が変わり、これを正確に調整す
る必要があるが、応答時定数を長（設定しているため、
調整が困難である。

また、基準電圧波形発生回路３２′は、単相用の位相同
期回路５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃを３台必要とし、部品点
数が多く、製造、調整が困難で高価である。

さらに、３台の位相同期回路５２Ａ、５２Ｂ。

５２Ｃを各々独立に動作させているため、各々の応答の
ばらつき等によって各相の位相差を正確に１２０度にす
ることができない。

この発明の目的は、各相の基準正弦波電圧波形の事故前
の位相関係を事故後も保持することが°でき、しかも調
整作業が容易で、部品点数が少なく製造が容易で、さら
に各相の基準正弦波電圧波形の位相差を常に正確に１２
０度とすることができる基準電圧波形発生回路を提供す
ることである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の基準電圧波形発生回路は、３相の電力系統か
ら３相負荷への給電経路中に各相の補償用電源をそれぞ
れ直列介挿し、前記各相の補償用Ｔｉ源の両端に各相の
バイパススイッチ要素をそれぞれ接続し、前記３相の電
力系統の正常時電圧に相当する振幅および位相を有する
各相の基準正弦波電圧と前記３相の電力系統の各相電圧
とのそれぞれの差に比例した各相の補償電圧を前記各相
の補償用電源が出力するように制御するスイッチング制
御回路を設けるとともに、前記３相の電力系統の電圧低
下時に前記各相のバイパススイッチ要素をオンからオフ
へ切換えるバイパススイッチ制御回路を設けた瞬時電圧
低下補償装置において前記各相の基準正弦波電圧を発生
する基準正弦波電圧波形発生回路であって、前記３相の電力系統の各相電圧を矩形波に波形整形する
各相の波形整形回路と、入力信号に対応して互いに１２
０度の位相差をもつ３相の矩形波を出力する３相矩形波
変換回路と、前記各相の波形整形回路の出力と前記３相
矩形波変換回路の各相出力とをそれぞれ位相比較する各
相の位を目比較器と、この各相の位相比較器の出力を加
算する加算器と、この加算器の出力電圧に比例した周波
数で発振する電圧制御発振器と、この電圧制御発振器の
出力を分周して前記３相矩形波変換回路へ前記入力信号
として与える分周器とからなる位相同期回路と、この位
相同期回路の出力矩形波に基づいて前記３相の電力系統
の正常時電圧に相当する振幅を有する各相の基準正弦波
電圧波形を各々発生する各相の正流波形発生部とを備え
ている。

〔作用〕

この発明の構成によれば、各相の位相比較器の出力を加
算器で加算し、加算器の出力電圧に応じた周波数で電圧
制御発振器を発振させ、電圧制御発振器の出力を分周器
で分周して３相矩形波変換回路から互いに１２０度の位
相差をもつ３相の矩形波を出力させ、この３相の矩形波
と各相の波形整形回路の出力とをそれぞれ位相比較し、
電圧制御発振器の出力と３相知形波変換回路の出力とに
もとづいて各相の基準正弦波電圧波形を発生するように
しているため、３相矩形波変換回路から出力される３相
の矩形波が各相の波形整形回路の出力の位相変化の平均
値に追従することになる。ここでは、正弦波形発生部に
メモリを含むデジタル回路を用いているが、他の実現方
法でも同し効果が得られるのは明白である。一方、電圧
位相変化の大きな系統不平ｉ％ｉ事故（１線地絡、２′
１ＬＦＡ地絡。

２線短絡）は、位相変化が軸対称、すなわち例えばＢ相
、Ｃ相間の故障によってＣ相電圧の位相が３０度進むと
Ｃ相電圧の位相は３０度遅れることになり、３相の位相
変化の平均をとれば、事故前の正常時と全く変わらない
。

したがって、上記のように位相変化の平均値に追従する
ように構成すると、事故の前後において基準電圧波形発
生回路から出力される各相の基準正弦波電圧の位相は事
故の前後で同じにできる。

すなわち、各相の基準正弦波電圧の事故前の位相を事故
後も保持できる。

また、基準電圧波形発生回路の応答時定数を長く設定す
ることは不要であるので、回路の製造。

調整が容易である。

また、１つの位相同期回路で３相分の信号を作っている
ため、部品点数を少なくでき、製造、１１整が容易とな
り、また安価である。

さらに、出力される各相の基準正弦波電圧は、３相の矩
形波変換回路から３相の矩形波電圧を−　。

括して出力し、この３相の矩形波電圧と電圧制御発振器
の出力とにより正弦波形発生部において基準正弦波電圧
波形を発生しているため、各相の基準正弦波電圧の相互
の位相差が１２０度よりずれることはなく、正確に補償
することができる。

〔実施例〕

この発明の一実施例を第１図および第２図ならびに第１
１図および第１２図に基づいて説明する。

この基準電圧波形発生回路３２′は、第１１図および第
１２図に示すように、３相の電力系統１′から３相負荷
２′への給電経路中に各相の補償用電源６Ａ、６Ｂ、６
Ｃをそれぞれ直列介挿し、前記各相の補償用電源６Ａ、
６Ｂ、６Ｃの両端に各相のバイパススイッチ要２３Ａ、
３Ｂ、３Ｃをそれぞれ接続し、前記３相の電力系統１′
の正常時電圧に相当する振幅および位相を有する各相の
基準正弦波電圧と前記３相の電力系統１′の各相電圧Ｖ
Ａ！、　Ｖｇｓ、　Ｖｅｓとのそれぞれの差に比例した
各相の補償電圧■□＋　　Ｖ！＋１１１　　ＶＣＭを前
記各相の補償用型［６Ａ、６Ｂ、６Ｃが出力するように
制御するスイッチング制御回路３４′を設けるとともに
、前記３相の電力系統１′の電圧低下時に前記各相のバ
イパススイッチ要素３Ａ、３Ｂ、３Ｃをオンからオフへ
切換えるバイパススイッチ制御回路３６′を設けた瞬時
電圧低下補（Ｎ装置において前記各相の基準正弦波電圧
を発生ずるものである。

そして、この基準正弦波電圧発生回路３２′は、前記３
相の電力系統１′の各相電圧ＶＡ３＋　　Ｖ１１！＋Ｖ
ＣＳを矩形波に波形整形する各相の波形整形回路５１Ａ
、５１Ｂ、５１Ｃと、分周器６１の信号に対応して互い
に１２０度の位相差をもつ３相の矩形波を出力する３相
矩形波変換回路６２と、前記各相の波形整形回路５１Ａ
、５１Ｂ、５ＩＣの出力と前記３相矩形波変換回路６２
の各相出力とをそれぞれ位相比較する各相の位相比較器
５４Ａ。

５４Ｂ、５４Ｃと、この各相の位相比較器５４Ａ。

５４Ｂ、５４Ｃの出力の直流分を抽出する各相の低域通
過フィルタ５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃと、この各相の低域
通過フィルタ５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃの出力を加算する
加算器５８と、この加算器５日の出力電圧に比例した周
波数で発振する電圧制御発振器６０と、この電圧制御発
振器６０の出力を分周して前記３相矩形波変換回路６２
へ与える分周器６１とからなる位相同期回路６３と、前
記３相の電力系統１′の正常時電圧に相当する振幅を有
する各相の基準正弦波電圧の波形データを各々記憶し前
記電圧制御発振器６０の出力および前記３相矩形波変換
回路６２の出力に基づいて前記波形データが読み出され
る各相の正弦波形メモリ（正弦波形発生部を構成する）
５３Ａ、５３Ｂ。

５３Ｃとを備えている。

つぎに、この基準電圧波形発生回路３２′の動作を説明
する。この基準電圧波形発生回路３２′は、電圧検出回
路３１′により検出された各相電圧Ｖ　ａｓ、　　Ｖ　
ｌｓ＋　　Ｖ　ｃｓを各相の波形整形回路５１Ａ。

５１Ｂ、５１Ｃでもって矩形波に波形整形して例えば排
他的ノア回路で構成される各相の位相比較器５４Ａ、５
４Ｂ、５４Ｃに入力される。第２図（Ａ）、（Ｂ）、（
Ｃ）はＡ相、Ｃ相、Ｃ相の相電圧ＶＡ３＋　ｖ８１＋　
ｖｃｓを示し、第２図（Ｄ）。

（Ｅ）、　　（Ｆ）は波形整形回路５１Ａ、５１Ｂ。

５１Ｃから出力される矩形波を示している。

各相の位相比較器５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃのもう一方の
入力端には、３相矩形波変換回路６２から出力されて互
いに１２０度の位相差をもった３相の矩形波（第２図（
Ｈ）、　　（１）、　　（Ｊ））が入力され、各相の位
相比較器５４Ａ、５４Ｂ。

５４Ｃにて位相比較される。各相の位相比較器５４Ａ、
５４Ｂ、５４Ｃの出力はそれぞれ低域通過フィルタ５５
Ａ、５５Ｂ、５５Ｃに通されて直流分が抽出され、各相
の位相差に相当する直流分が加算器５８で加算され、さ
らに加算器５９でバイアス値が加算されて電圧制御発振
器６０へ加えられる。電圧制御発振器６０は、入力電圧
に応した周波数の矩形波を出力し、この矩形波が分周器
６１にて例えば３６０１１ｚの周波数まで分周され（第
２図（Ｇ））　、３相矩形波変換回路６２に入力される
。

３相矩形波変換回路６２は、リングカウンタ。

ゲート回路等で構成され、分周器６１から入力される３
６０１１ｚの矩形波（第２図（Ｇ））をもとにして互い
に１２０度の位相差を有する６０Ｈｚの３相の矩形波（
第２図（Ｈ）、　　（１）、　　（Ｊ）。

（Ｋ）、　　（Ｌ）、　　（Ｍ））を発生し、これを各
相の位相比較器５４Ａ、５４Ｂ、５４ＣおよびＲＯＭか
らなる正弦波形メモリ５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃへ加える
。

位相同期回路６３が安定した状態では、３相矩形波変換
回路６２から出力されて各相の位相比較器５４Ａ、５４
Ｂ、５４Ｇへ加えられる３相の矩形波（第２図（Ｈ）、
（＋）、　　（Ｊ））は、各相の波形整形回路５１Ａ、
５１Ｂ、５１Ｃから出力される矩形波（第２図（Ｄ）、
　　（Ｅ）、　　（Ｆ）’）に対し、各々例えば９０度
遅れの位相となる。また、このときに正弦波形メモリ５
３Ａ、５３Ｂ。

５３Ｃに入力される矩形波（第２図（Ｋ）、　　（Ｌ）
。

（Ｍ））は各相の波形整形回路５１Ａ、５１Ｂ。

５１Ｃから出力される矩形波と同相となる。

上記各相の正弦波形メモ’ｊ５３Ａ、５３Ｂ。

５３Ｃは、３相矩形波変換回路６２から加えられる各相
の矩形波の立上り位相を基準とし、電圧制御発振器６０
の出力を続出クロックとして波形データが読み出される
ことになり、各相の正弦波形メモリ５３Ａ、５３Ｂ、５
３Ｇから出力される基準正弦波電圧は各相の波形整形回
路５１Ａ、５１８゜５ＩＣの矩形波と位相同期すること
になる。

なお、矩形整形回路５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃの矩形波と
、３相矩形波変換回路６２から出力される矩形波とが上
記のような位相関係で安定するのは、加算器５９を用い
てバイアス値を加えているためである。

この基準電圧波形発生回路は、各相の位相比較器５４Ａ
、５４Ｂ、５４Ｃの出力を加算器５８で加算し、加算器
５８の出力電圧に応じた周波数で電圧制御発振器６０を
発振させ、電圧制御発振器６０の出力を分周器６１で分
周して３相矩形波変換回路から互いに１２０度の位相差
をもっ３相の矩形波を出力させ、この３相の矩形波と各
相の波形整形回路５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃの出力とをそ
れぞれ位相比較し、電圧制御発振器６０の出力と３相知
形波変換回路６２の出力とにもとづいて各相の正弦波形
メモリ５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃから波形データを読み出
すようにしているため、３相矩形波変換回路６２から出
力される３相の矩形波が各相の波形整形回路５１Ａ、５
１Ｂ、５１Ｃの出力位相変化の平均値に追従することに
なる。一方、電圧位相変化の大きな系統不平衡事故（１
線地絡、２線地絡、２線短絡）は、位相変化が軸対称、
すなわち例えばＢ相、Ｃ相間の故障によってＢ相電圧の
位相が３０度進むとＣ相電圧の位相は３０度進れること
になり、３相の位相変化の平均をとれば、事故前の正常
時と全く変わらない。

したがって、上記のように位相変化の平均値に追従する
ように構成すると、事故の前後において基準電圧波形発
生回路３２′から出力される各相の基準正弦波電圧の位
相は事故の前後で同じにできる。すなわち、各相の基準
正弦波電圧の事故前の位相を事故後も保持できる。

また、基準電圧波形発生回路３２′の応答時定数を長く
設定することは不要であるので、回路の製造、調整が容
易である。

また、１つの位相同期回路６３で３相分の信号を作って
いるため、部品点数を少なくでき、製造。

調整が容易となり、また安価である。

さらに、出力される各相の基準正弦波電圧は、３相矩形
波変換回路６２から３相の矩形波電圧を一括して出力し
、この３相の矩形波電圧と電圧制御発振器６０の出力と
により正弦波形メモリから波形データを読み出して作成
しているため、各相の基準正弦波電圧の相互の位相差が
１２０度よりずれることはなく、正確に補償することが
できる。

〔発明の効果〕

この発明の基準電圧波形発生回路によれば、各相の位相
比較器の出力を加算器で加算し、加ｎ器の出力電圧に応
じた周波数で電圧制御発振器を発振させ、電圧制御発振
器の出力を分周器で分周して３相矩形波変換回路から互
いに１２０度の位相差をもつ３相の矩形波を出力させ、
この３相の矩形波と各相の波形整形回路の出力とをそれ
ぞれ位相比較し、電圧制御発振器の出力と３相知形波変
換回路の出力とにもとづいて各相の基準正弦波電圧波形
を発生するようにしているため、３相矩形波変換回路か
ら出力される３相の矩形波が各相の波形整形回路の出力
の位相変化の平均値に追従することになる。一方、電圧
位相変化の大きな系統不平衡事故（１線地絡、２線地絡
、２線短絡）は、位相変化が軸対称、すなわち例えばＢ
相、Ｃ相間の故障によってＢ相電圧の位相が３０度進む
とＣ相電圧の位相は３０度進れることになり、３相の位
相変化の平均をとれば、事故前の正常時と全く変わらな
い。

調整が容易である。

また、１つの位相同期回路で３相分の信号を作っている
ため、部品点数を少なくでき、製造調整が容易となり、
また安価である。

さらに、出力される各相の基準正弦波電圧は、３相の矩
形波変換回路から３相の矩形波電圧を一括して出力し、
この３相の矩形波電圧と電圧制御発振器の出力とにより
正弦波形メモリにおいて基準正弦波電圧波形を発生して
いるため、各相の基準正弦波電圧の相互の位相差が１２
０度よりずれることはなく、正確に補償することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は第１図の各部の波形図、第３図は従来例の構成
を示すブロック図、第４図および第５図は第３図の要部
の具体的な回路図、第６図はパルス幅変調動作の説明の
ための波形図、第７図は第３図の要部の具体的なブロッ
ク図、第８図は第７図の各部の波形図、第９図は２線短
絡の電圧ベクトル図、第１０図は従来例および提案例に
おける補償状態を示す電圧ベクトル図、第１１図および
第１２図は瞬時電圧低下補償装置の提案例の構成を示す
ブロック図、第１３図は第１２図の要部の具体的なブロ
ック図である。１′・・・電力系統、２′・・・３相負荷、３Ａ、３Ｂ
。３Ｃ・・・バイパススイッチ要素、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ・
・・補償用電源、３１′・・・電圧検出回路、３２′・
・・基準電圧波形発生回路、３３Ａ、３３Ｂ、　　３３
Ｃ・・・減算器、３４′・・・スインチング制御回路、
３５′・・・電圧低下検知回路、３６′・・・バイパス
スイッチ制御回路、５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｇ・・・波形
整形回路、５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ・・・正弦波形メモ
リ、５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ・・・位相比較器、５５Ａ
。５５Ｂ、５５Ｃ・・・低域通過フィルタ、５８・・・加
算器、６０・・・電圧制御発振器、６１・・・分周器、
６２・・・３相矩形波変換回路第２図第３図第４図第７図第６図第８図（Ａ）　　　　　　　　　　　（Ｂ）第９図

Claims

【特許請求の範囲】３相の電力系統から３相負荷への給電経路中に各相の補
償用電源をそれぞれ直列介挿し、前記各相の補償用電源
の両端に各相のバイパススイッチ要素をそれぞれ接続し
、前記３相の電力系統の正常時電圧に相当する振幅およ
び位相を有する各相の基準正弦波電圧と前記３相の電力
系統の各相電圧とのそれぞれの差に比例した各相の補償
電圧を前記各相の補償用電源が出力するように制御する
スイッチング制御回路を設けるとともに、前記３相の電
力系統の電圧低下時に前記各相のバイパススイッチ要素
をオンからオフへ切換えるバイパススイッチ制御回路を
設けた瞬時電圧低下補償装置において前記各相の基準正
弦波電圧を発生する基準正弦波電圧波形発生回路であっ
て、前記３相の電力系統の各相電圧を矩形波に波形整形する
各相の波形整形回路と、入力信号に対応して互いに１２
０度の位相差をもつ３相の矩形波を出力する３相矩形波
変換回路と、前記各相の波形整形回路の出力と前記３相
矩形波変換回路の各相出力とをそれぞれ位相比較する各
相の位相比較器と、この各相の位相比較器の出力を加算
する加算器と、この加算器の出力電圧に比例した周波数
で発振する電圧制御発振器と、この電圧制御発振器の出
力を分周して前記３相矩形波変換回路へ前記入力信号と
して与える分周器とからなる位相同期回路と、この位相
同期回路の出力矩形波に基づいて前記３相の電力系統の
正常時電圧に相当する振幅を有する各相の基準正弦波電
圧波形を各々発生する各相の正弦波形発生部とを備えた
基準電圧波形発生回路。