JP3293277B2 - アクティブフィルタ装置 - Google Patents
アクティブフィルタ装置Info
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- JP3293277B2 JP3293277B2 JP27930993A JP27930993A JP3293277B2 JP 3293277 B2 JP3293277 B2 JP 3293277B2 JP 27930993 A JP27930993 A JP 27930993A JP 27930993 A JP27930993 A JP 27930993A JP 3293277 B2 JP3293277 B2 JP 3293277B2
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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
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、３相４線式回線の中性
線を流れる零相高調波成分を補償するためのアクティブ
フィルタ装置に関するものである。
線を流れる零相高調波成分を補償するためのアクティブ
フィルタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】負荷に電力を供給するため、図４に示す
ような３相４線式配電線が採用されることがある。この
場合、負荷がパーソナルコンピュータ、テレビ、ＯＡ
（オフィスオートメーション）機器等の高調波を発生し
やすいものであると、各相の負荷が平衡していても負荷
から発生する零相高調波成分電流が、３相４線供給用変
圧器の中性線Ｎに、電線の定格を超えて多量に流れる。
ような３相４線式配電線が採用されることがある。この
場合、負荷がパーソナルコンピュータ、テレビ、ＯＡ
（オフィスオートメーション）機器等の高調波を発生し
やすいものであると、各相の負荷が平衡していても負荷
から発生する零相高調波成分電流が、３相４線供給用変
圧器の中性線Ｎに、電線の定格を超えて多量に流れる。
【０００３】従来では、中性線Ｎを流れる高調波成分を
補償するため、アクティブフィルタを、各線Ａ，Ｂ，Ｃ
と中性線Ｎとの間に配置していた。このアクティブフィ
ルタは、図５に示すように、各線Ａ，Ｂ，Ｃ及び中性線
Ｎに３相絶縁変圧器の１次側をつなぎ、同変圧器の２次
側を単相インバータにそれぞれつないだもので、負荷に
流れる高調波電流ｉlA，ｉlB，ｉlCを変流器ＣＴ及びバ
ンドパスフィルタＢＰＦにより検出して単相インバータ
を高速電流制御することにより、系統電流ｉSA，ｉSB，
ｉSCと等しい大きさと逆の位相を持つ補償電流ｉAf，ｉ
Bf，ｉCfを発生して、高調波電流ｉlA，ｉlB，ｉlCを抑
制するものである。
補償するため、アクティブフィルタを、各線Ａ，Ｂ，Ｃ
と中性線Ｎとの間に配置していた。このアクティブフィ
ルタは、図５に示すように、各線Ａ，Ｂ，Ｃ及び中性線
Ｎに３相絶縁変圧器の１次側をつなぎ、同変圧器の２次
側を単相インバータにそれぞれつないだもので、負荷に
流れる高調波電流ｉlA，ｉlB，ｉlCを変流器ＣＴ及びバ
ンドパスフィルタＢＰＦにより検出して単相インバータ
を高速電流制御することにより、系統電流ｉSA，ｉSB，
ｉSCと等しい大きさと逆の位相を持つ補償電流ｉAf，ｉ
Bf，ｉCfを発生して、高調波電流ｉlA，ｉlB，ｉlCを抑
制するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記アクティブフィル
タの構成によると、単相インバータを３つ必要とするた
め、構成が大きくなってしまう。また、変圧器及び単相
インバータに基本波電圧が加わるため、それらの容量を
補償に必要な容量よりも大きくしなければならず、また
運転損失も大きくなる。
タの構成によると、単相インバータを３つ必要とするた
め、構成が大きくなってしまう。また、変圧器及び単相
インバータに基本波電圧が加わるため、それらの容量を
補償に必要な容量よりも大きくしなければならず、また
運転損失も大きくなる。
【０００５】したがって、中性線Ｎのケーブル容量を減
らしたいのでアクティブフィルタを負荷の近くへ分散配
置したいという要求があっても、アクティブフィルタ自
体をコンパクト軽量に構成できないため、要求に応えら
れなかったという問題がある。そこで、本発明は、上述
の技術的課題を解決し、単相インバータの個数を減ら
し、変圧器の容量も小さくて済むコンパクトで軽量なア
クティブフィルタ装置を提供することを目的とする。
らしたいのでアクティブフィルタを負荷の近くへ分散配
置したいという要求があっても、アクティブフィルタ自
体をコンパクト軽量に構成できないため、要求に応えら
れなかったという問題がある。そこで、本発明は、上述
の技術的課題を解決し、単相インバータの個数を減ら
し、変圧器の容量も小さくて済むコンパクトで軽量なア
クティブフィルタ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの請求項１記載のアクティブフィルタ装置は、２次側
にΔ結線、１次側に中性点付きＹ結線を有する３相４線
式変圧器を用意し、その変圧器の１次側Ｙ結線を３相の
各相に接続するとともに、この変圧器の零相回路に単相
インバータを接続し、負荷電流の零相成分を検出する回
路と、検出された零相成分から所定の高調波電流を取り
出す回路と、変圧器の１次側中性点から中性線に流れる
所定の高調波電流を取り出す回路とを設け、前記変圧器
の１次側中性点から中性線に流れる高調波電流と、前記
負荷電流の零相成分から取り出された高調波電流とが逆
相になるように、制御用信号を前記単相インバータに供
給し、単相インバータから３相４線式回線に補償電流を
流すようにしたものである。
めの請求項１記載のアクティブフィルタ装置は、２次側
にΔ結線、１次側に中性点付きＹ結線を有する３相４線
式変圧器を用意し、その変圧器の１次側Ｙ結線を３相の
各相に接続するとともに、この変圧器の零相回路に単相
インバータを接続し、負荷電流の零相成分を検出する回
路と、検出された零相成分から所定の高調波電流を取り
出す回路と、変圧器の１次側中性点から中性線に流れる
所定の高調波電流を取り出す回路とを設け、前記変圧器
の１次側中性点から中性線に流れる高調波電流と、前記
負荷電流の零相成分から取り出された高調波電流とが逆
相になるように、制御用信号を前記単相インバータに供
給し、単相インバータから３相４線式回線に補償電流を
流すようにしたものである。
【０００７】
【作用】前記アクティブフィルタ装置によれば、負荷電
流の所定の高調波成分を検出して、その高調波成分を制
御電流として前記単相インバータに供給する。そして、
単相インバータから変圧器の零相回路を通して補償電流
を注入することができる。
流の所定の高調波成分を検出して、その高調波成分を制
御電流として前記単相インバータに供給する。そして、
単相インバータから変圧器の零相回路を通して補償電流
を注入することができる。
【０００８】前記アクティブフィルタ装置では、変圧器
の零相回路に単相インバータを接続しているので、単相
インバータには、基本波電圧は加わらない。したがっ
て、単相インバータの容量は最低限補償に必要な容量に
止めることができ、単相インバータ及び変圧器の小型化
を図ることができる。
の零相回路に単相インバータを接続しているので、単相
インバータには、基本波電圧は加わらない。したがっ
て、単相インバータの容量は最低限補償に必要な容量に
止めることができ、単相インバータ及び変圧器の小型化
を図ることができる。
【０００９】
【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図１は、本発明のアクティブフィルタ装置を３
相４線式配電線に適用した構成を示す図であって、アク
ティブフィルタ装置１は、２次側にΔ結線、１次側に中
性点付きＹ結線を有する３相４線式フィルタ変圧器Ｔrh
を設け、その１次側中性点ＮF と、中性線Ｎとの間に単
相インバータ１１を接続している。アクティブフィルタ
装置１はさらに、単相インバータ１１の制御をするパル
ス回路１２と、単相インバータ１１から中性線Ｎに流れ
る電流の３次の高調波成分を取り出すバンドパスフィル
タ１３を備えている。
明する。図１は、本発明のアクティブフィルタ装置を３
相４線式配電線に適用した構成を示す図であって、アク
ティブフィルタ装置１は、２次側にΔ結線、１次側に中
性点付きＹ結線を有する３相４線式フィルタ変圧器Ｔrh
を設け、その１次側中性点ＮF と、中性線Ｎとの間に単
相インバータ１１を接続している。アクティブフィルタ
装置１はさらに、単相インバータ１１の制御をするパル
ス回路１２と、単相インバータ１１から中性線Ｎに流れ
る電流の３次の高調波成分を取り出すバンドパスフィル
タ１３を備えている。
【００１０】一方、負荷に流れる各相電流は、変流器Ｃ
Ｔによって検出され、混合回路２により混合され、バン
ドパスフィルタ３を通ることにより、３次の零相高調波
成分のみ、指令電流ｉ0refとしてアクティブフィルタ装
置１に入力される。前記のアクティブフィルタ装置１で
あれば、負荷電流の３次の高調波成分が検出されると、
パルス回路１２は、単相インバータ１１から中性線Ｎに
流れる電流と、前記指令電流ｉ0refとがちょうど逆相に
なるよう、単相インバータ１１に対して制御用ＰＷＭパ
ルス信号を出力する。したがって、中性線Ｎを流れる高
調波成分を補償することができる。
Ｔによって検出され、混合回路２により混合され、バン
ドパスフィルタ３を通ることにより、３次の零相高調波
成分のみ、指令電流ｉ0refとしてアクティブフィルタ装
置１に入力される。前記のアクティブフィルタ装置１で
あれば、負荷電流の３次の高調波成分が検出されると、
パルス回路１２は、単相インバータ１１から中性線Ｎに
流れる電流と、前記指令電流ｉ0refとがちょうど逆相に
なるよう、単相インバータ１１に対して制御用ＰＷＭパ
ルス信号を出力する。したがって、中性線Ｎを流れる高
調波成分を補償することができる。
【００１１】前記１次側中性点ＮF には、零相成分しか
発生しないので、基本波正相電圧分は単相インバータ１
１には加わらない。したがって、単相インバータ１１は
高調波電圧のみを発生すればよく、これにより、単相イ
ンバータ１１の容量の大幅な低減を図ることができる。
また、変圧器Ｔrhの所定次数の高調波成分のみを流せば
よいのであるから、変圧器Ｔrhを小さくすることができ
る。
発生しないので、基本波正相電圧分は単相インバータ１
１には加わらない。したがって、単相インバータ１１は
高調波電圧のみを発生すればよく、これにより、単相イ
ンバータ１１の容量の大幅な低減を図ることができる。
また、変圧器Ｔrhの所定次数の高調波成分のみを流せば
よいのであるから、変圧器Ｔrhを小さくすることができ
る。
【００１２】以上のことから、負荷から発生する高調波
を十分補償でき、しかも小型で無駄のないアクティブフ
ィルタ装置を実現することができる。なお、本発明は前
記の実施例に限られるものではない、例えば図２に示す
ように、変圧器Ｔrhの１次側中性点ＮF を中性線Ｎに接
続し、２次側Δ結線の一部を開放しそこに単相インバー
タ１１ａを配置してもよい。この場合であっても、単相
インバータ１１ａには零相成分のみ加わるので、零相高
調波成分を補償するアクティブフィルタ装置１ａを実現
することができる。
を十分補償でき、しかも小型で無駄のないアクティブフ
ィルタ装置を実現することができる。なお、本発明は前
記の実施例に限られるものではない、例えば図２に示す
ように、変圧器Ｔrhの１次側中性点ＮF を中性線Ｎに接
続し、２次側Δ結線の一部を開放しそこに単相インバー
タ１１ａを配置してもよい。この場合であっても、単相
インバータ１１ａには零相成分のみ加わるので、零相高
調波成分を補償するアクティブフィルタ装置１ａを実現
することができる。
【００１３】さらに、補償したい高調波の次数が複数あ
るときは、図３に示すように、負荷に流れる零相電流の
帯域を制限するフィルタ３ａ−３ｃの数を高調波の次数
（３次、９次、１５次）に応じて複数設ければよい。こ
れにより、負荷から発生するそれぞれ高調波成分が、３
相４線供給用変圧器の中性線Ｎに多量に流れるのを同時
に抑制することができる。
るときは、図３に示すように、負荷に流れる零相電流の
帯域を制限するフィルタ３ａ−３ｃの数を高調波の次数
（３次、９次、１５次）に応じて複数設ければよい。こ
れにより、負荷から発生するそれぞれ高調波成分が、３
相４線供給用変圧器の中性線Ｎに多量に流れるのを同時
に抑制することができる。
【００１４】
【発明の効果】以上のように本発明のアクティブフィル
タ装置によれば、基本波電圧が加わらない回路に単相イ
ンバータを配置することができるので、単相インバータ
の容量の大幅な低減を図ることができる。また、変圧器
の所定次数の高調波成分のみを流せばよいのであるか
ら、変圧器を小さくすることができる。
タ装置によれば、基本波電圧が加わらない回路に単相イ
ンバータを配置することができるので、単相インバータ
の容量の大幅な低減を図ることができる。また、変圧器
の所定次数の高調波成分のみを流せばよいのであるか
ら、変圧器を小さくすることができる。
【００１５】したがって、中性線に高調波成分が著しく
増えるような配線において、容量が小さくても、高調波
成分を十分に補償するアクティブフィルタ装置を実現す
ることができる。また、単相インバータも１つで済み、
全体をコンパクトにすることができるので、アクティブ
フィルタ装置を負荷の近くに分散配置することによっ
て、中性線ケーブルの過負荷対策を経済的に実施するこ
とができる。
増えるような配線において、容量が小さくても、高調波
成分を十分に補償するアクティブフィルタ装置を実現す
ることができる。また、単相インバータも１つで済み、
全体をコンパクトにすることができるので、アクティブ
フィルタ装置を負荷の近くに分散配置することによっ
て、中性線ケーブルの過負荷対策を経済的に実施するこ
とができる。
【図１】アクティブフィルタ装置を３相４線式配電線に
適用した回路図である。
適用した回路図である。
【図２】変圧器Ｔrhの１次側中性点ＮF を中性線Ｎに接
続し、２次側Δ結線に単相インバータを配置した変更例
を示す回路図である。
続し、２次側Δ結線に単相インバータを配置した変更例
を示す回路図である。
【図３】補償したい高調波の次数が複数あるときに、負
荷に流れる零相電流の帯域を制限するフィルタの数を高
調波の次数に応じて複数設けた変更例を示す図である。
荷に流れる零相電流の帯域を制限するフィルタの数を高
調波の次数に応じて複数設けた変更例を示す図である。
【図４】負荷を接続した３相４線式配電線の回路図であ
る。
る。
【図５】中性線Ｎを流れる高調波成分を補償するため、
単相インバータを各線Ａ，Ｂ，Ｃと中性線Ｎとの間にそ
れぞれ配置していた従来の対策法を示す回路図である。
単相インバータを各線Ａ，Ｂ，Ｃと中性線Ｎとの間にそ
れぞれ配置していた従来の対策法を示す回路図である。
１ アクティブフィルタ装置 ２ 混合回路 ３ バンドパスフィルタ １１ 単相インバータ １２ パルス回路 １３ バンドパスフィルタ ＣＴ 変流器 Ｎ 中性線 ＮF １次側中性点 Ｔrh フィルタ変圧器
Claims (3)
- 【請求項１】３相４線式回線の中性線を流れる零相高調
波成分を補償するためのアクティブフィルタ装置であっ
て、 ２次側にΔ結線、１次側に中性点付きＹ結線を有する３
相４線式変圧器を用意し、その変圧器の１次側Ｙ結線を
３相の各相に接続するとともに、この変圧器の零相回路
に単相インバータを接続し、負荷電流の零相成分を検出する回路と、検出された零相
成分から所定の高調波電流を取り出す回路と、変圧器の
１次側中性点から中性線に流れる所定の高調波電流を取
り出す回路とを設け、 前記変圧器の１次側中性点から中性線に流れる高調波電
流と、前記負荷電流の零相成分から取り出された高調波
電流とが逆相になるように、制御用信号を 前記単相イン
バータに供給し、単相インバータから３相４線式回線に
補償電流を流すようにしたことを特徴とするアクティブ
フィルタ装置。 - 【請求項２】単相インバータが接続される変圧器の零相
回路とは、変圧器の１次側中性点と前記中性線との間で
ある請求項１記載のアクティブフィルタ装置。 - 【請求項３】単相インバータが接続される変圧器の零相
回路とは、変圧器の２次側Δ結線の一部を開放したとき
の開放端である請求項１記載のアクティブフィルタ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27930993A JP3293277B2 (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | アクティブフィルタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27930993A JP3293277B2 (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | アクティブフィルタ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07135735A JPH07135735A (ja) | 1995-05-23 |
| JP3293277B2 true JP3293277B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=17609374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27930993A Expired - Fee Related JP3293277B2 (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | アクティブフィルタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3293277B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102638044A (zh) * | 2012-04-17 | 2012-08-15 | 湖南大学 | 三相四线有源滤波器开关信号预测控制方法 |
| CN103972892A (zh) * | 2014-04-18 | 2014-08-06 | 国家电网公司 | 一种微电网滤波器的优化配置方法 |
| CN103972892B (zh) * | 2014-04-18 | 2016-11-30 | 国家电网公司 | 一种微电网滤波器的优化配置方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19529302A1 (de) * | 1995-08-09 | 1997-02-13 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Kompensation von Oberschwingungsströmen einer aus mehreren Leitern bestehenden Übertragungsstrecke |
| KR20040008610A (ko) * | 2002-07-19 | 2004-01-31 | 최세완 | 중성선 전류 제거를 위한 저감된 정격의 능동 전력 필터장치 |
| KR100485504B1 (ko) * | 2002-08-09 | 2005-04-27 | 동부아남반도체 주식회사 | 반도체 장비에서의 지전위 저감장치 |
| KR100685289B1 (ko) * | 2004-08-25 | 2007-02-22 | 이성호 | 삼상 다선식 전력라인의 고조파 저감장치 |
| KR100729239B1 (ko) * | 2006-08-22 | 2007-06-15 | (합)동양엔지니어링 | 중성선 전류를 이용한 조명등 |
-
1993
- 1993-11-09 JP JP27930993A patent/JP3293277B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102638044A (zh) * | 2012-04-17 | 2012-08-15 | 湖南大学 | 三相四线有源滤波器开关信号预测控制方法 |
| CN103972892A (zh) * | 2014-04-18 | 2014-08-06 | 国家电网公司 | 一种微电网滤波器的优化配置方法 |
| CN103972892B (zh) * | 2014-04-18 | 2016-11-30 | 国家电网公司 | 一种微电网滤波器的优化配置方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07135735A (ja) | 1995-05-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |