JPS6368916A - 無効電力補償用制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、負荷の発生する無効電力を補償し、電力系
統の電圧変動を抑制する無効電力補償装置（以下、単に
ＴＣＲとも略記する。）のための制御装置に関する。

〔従来の技術〕

第４図はこの種の無効電力補償システムの一例を示す構
成図でおる。同図において、１はサイリスタ位相制御リ
アクトル式無効電力補償装置２（ＴＣＲ）の制御装置、
２はＴＣＲ，３は調相を兼ねたフィルタコンデンサ、４
は負荷である。外お、ＴＣＲとしてはこの他に、サイリ
スタでコンデンサの開閉を行うタイプのものや、これら
を組み合わせたもの等がおる。

制御装置１は例えば第５図に示す如く無効電力演算回路
１１、パルス発生器１２およびパルス増幅器１３等から
なり、変流器ＣＴで検出された負荷電流ＩＬと変圧器Ｆ
Ｔで検出された系統電圧ｅとから、無効電力演算回路１
１により負荷の無効電力ＱＬを検出し、その値に基づき
その無効電力を補償するだめの適切な位相のパルスをパ
ルス発生器１２で作り、パルス増幅器１６にてＴＣＲ２
のサイリスタにゲートパルスを供給することにより、電
力系統の無効電力を補償する。無効電力演算回路１１は
平衡負荷の場合は一般に三相一括して検出を行うが、ア
ーク炉や溶接器のように変動が激しく不平衡な負荷の場
合には、各相独立で、半サイクル毎に高速で無効電力を
検出する必要があり、その値に基づき各相の無効電力を
半すイクところで、か〜る無効電力補償装置においては
、各相の無効電力が完全に補償されたとしても不平衡な
各相の有効電力によってひき起こされる電圧変動があり
、その電圧変動を補償できないという問題点がある。

第６図は有効電力によってひき起こされる電圧変動を説
明するだめのベクトル図である。

いま、例えばＲ相、Ｓ相の有効電流１ＰＲ１ｉＰｓの絶
対値に図示の如く大きな差がある場合、系統インピーダ
ンスＸｓによりｊＸｓＩＰＲ２ｊＸｓＩＰ８の電圧降下
を生じて線間電圧輸。はＥＨ１１となり、絶対値が変化
すると共に位相が回転する。ここで、線間電圧幅。、の
絶対値”Ｒ８１は、相電圧をＥ。

メすると、 の如く表わされる。なお、記号に（・）印を付してベク
トル量を示す。

一般に、 であるので、 となる。このため、各相の無効電力が補償されても、不
平衡な有効電力によって線間電圧はく、位相も変化（動
揺）することになる。

したがって、この発明はこのような有効電力による電圧
変動や、位相動揺を抑制することができる制御装置を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

有効電力を各相毎に検出する検出手段と、自相の有効電
力と自相よりも１２０度進んだ相の有効電力との差を演
算する演算手段とを設け、この差に比例した量を負荷の
無効電力検出値に対する自相の補正量とする。

〔作用〕

各相の有効電力の不平衡成分を検出し、それに比例した
量を補償装置の無効電力に対する補正量として加えるこ
とにより、電圧変動や電圧位相回転を低減するものであ
る。

第７図はこの補正方法を説明するだめのベクトル図であ
る。同図においてｉＱ８は補正の結果流れるＳ相の無効
電流であり、これによる電圧変化に補正される。この線
間電圧立□２の絶対値ＥＲ８□は、 ＥＩＬ８２−　（÷Ｅｏ　＋　４　Ｘ８　ＩＦ５　＋　
Ｔ　Ｘ８　ＩＱ８　）”＋（”　Ｅｏ　−−Ｘ８ＩＰ８
−Ｘ８ＩＰＲ＋　”Ｘ８ＩＱ８　）”同様に、 とすると、 ６一 となる。

ここで、この電圧が元の電圧ｖ’ＮＥｏ　　になるとい
う栄件から、 ＩＱＳ　−−（ＩＰ「Ｉｐｓ） ７丁 が導出される。つまり、有効電力の不平衡分に対してＳ
相に加える無効電力補正量ΔＱｓは、ＰＲ＝　ＩＰＲＸ
　Ｅｏ　ｐ　　　ＰＳ　−Ｉｐｓ　ｘ　ＥＯとなる。し
たがってＲ相とＳ相の有効電力の差に比例した量でＳ相
の無効電力を補正すれば、電圧変動と位相動揺を低減で
きることになる。これはＳ相の場合でおるが、他の相（
Ｒ，Ｔ）についても同様でおることは云う迄もない。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明の実施例を示す構成図である。

なお、と〜には１相分（Ｓ相）についてだけ示したが、
他相もまったく同様である。

無効電力演算回路１１は第５図の場合と同じく、系統電
圧ｅとＳ相の負荷電流Ｉ　Ｌ　ＢからＳ相の無効電力Ｑ
ｔ、ｓを演算し、このＱＬＳに対し掛算器１４ａ。

１４ｂ１加減算器１５ａ、１５ｂ、積分器１６、サンプ
ルホールド回路１７および比例増幅器１８を介して有効
電力の不平衡分に対する補正（ΔＱｓ）を行う。すなわ
ち、掛算器１４ａ、１４ｂによってＲ相の電圧ｅＢと負
荷電流’ＬＲを掛算してＲ相の有効電力瞬時値ｐＲを、
またＳ相の電圧ｅｓと負荷電流’ＬＳを掛算してＳ相の
有効電力瞬時値ｐＳをそれぞれ演算し、加減算器１５ａ
で両者の差をとった後、積分器１６により半サイクル毎
（Ｓ相電圧零点より９０°の点から１８０°期間）に積
分を行い、その積分最終値をダンプルホールド回路１７
によりサンプルし、比例増幅器１８により適正なゲイン
に調整して得られた補正量ΔＱｓを、加算器１５ｂでＱ
ＬＳに加算するようにしている。ここで、有効電力瞬時
値ｐＲ１ｐＳは２倍調波のリップルを含んだ波形であり
、その平均値が有効電力量であるので、それらの波形の
差を半サイクル積分して得られる値は有効電力量の差に
比例した量になる。

こうして、第７図で説明したような補正が行なわれる。

第２図は以上の動作を説明するだめの波形図である。同
図（イ）はＲ，Ｓ相の電圧、ｉｔ流、同図（ロ）はＲ，
Ｓ相の有効電力瞬時値、同図（／・）は積分器出力、同
図（ニ）はサンプルホールド回路出力をそれぞれ示して
いる。

第６図はこの発明の別の実施例を示す構成図である。こ
の例では、有効電力の不平衡成分の検出を２相の差から
求めるのではなく、自相の補正量を１２０°進んだ相の
有効電力から３相の平均有効電力を差引くことにより求
めている。すなわち、掛算器１４　ａ　ｒ　１４　ｂ　
、１４　ｃにより各相の電圧。

電流の掛算を行い、’Ｒ，Ｓ、Ｔ相の有効電力瞬時値ｐ
Ｒ１ｐｓ、ｐＴを求め、加算器１５ｃと比例増幅器１８
ａにより３相の有効電力平均値Ｔ（１）Ｒ＋Ｉ）Ｓ＋ｐ
、）を求め、減算器１５ａでこの値をＲ相の有効電力平
均値九から差引いた後、第１図の例と同様に１６，１７
で積分、サンプルホールドし、１８ａでゲイン調整して
Ｓ相の補正量ΔＱ８を得るようにしている。

〔発明の効果〕

この発明によれば、各相の有効電力の不平衡分を検出し
て補償装置の無効電力に補正を加えるようにしたので、
有効電力による電圧変動や電圧位相動揺を低減すること
ができる利点がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す構成図、第２図はその
動作を説明するための波形図、第３図はこの発明の別の
実施例を示す構成図、第４図は無効電力補償システムの
一般的な例を示す構成図、第５図は第４図における制御
装置の具体例を示すブロック図、第６図は電圧変動を説
明するためのベクトル図、第７図はこの発明における電
圧変動抑制作用を説明するためのベクトル図である。 符号説明 １・・−・・・無効電力補償用制御装置、２・・・・・
・無効電力補償装置（ＴＣＲ）、３・・・・・・フィル
タコンデンサ、４・・・・・・負荷、１１・・・・・・
無効電力演算回路、１２・・・・・・パルス発生器、１
６・・・・・・パルス増ｅＱ器、１４　ａ　。 １４ｂ、１４ｃｍ・・掛算器、１５ａ＋　１５ｂ、１５
ｃ・・・・・・加減算器、１６・・・・・・積分器、１
７・・・・・・サンプルホールド回路、１８．１８ａ・
・・・・・比例増幅器。−第１図 第２図 薯　３　図 虜４！５ 填５図 第６４１１！ 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）負荷の無効電力を演算し該演算結果にもとづき無効
   電力補償装置を制御して電力系統の無効電力を補償する
   制御装置であつて、 有効電力を相毎に検出する検出手段と、 自相の有効電力と自相よりも１２０度進んだ相の有効電
   力との差を演算する演算手段と、 を備え、該差に比例した量を負荷の無効電力演算値に対
   する自相の補正量とすることを特徴とする無効電力補償
   用制御装置。 ２）特許請求の範囲第１項に記載の無効電力補償用制御
   装置において、前記自相の有効電力として３相有効電力
   の平均値を用いることを特徴とする無効電力補償用制御
   装置。