JPH0638383A - 不平衡補償付灯動共用発電装置 - Google Patents

不平衡補償付灯動共用発電装置

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JPH0638383A
JPH0638383A JP4185593A JP18559392A JPH0638383A JP H0638383 A JPH0638383 A JP H0638383A JP 4185593 A JP4185593 A JP 4185593A JP 18559392 A JP18559392 A JP 18559392A JP H0638383 A JPH0638383 A JP H0638383A
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Keiichi Tanaka
敬一 田中
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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    • Y02E40/50Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks

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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発電機に磁気的不平衡が生じないように、各
相電流及び各線間電圧の平衡化を図ったものである。 【構成】 △結線発電機GEに単相3線負荷群LOと三
相3線負荷群UNLを接続する。単相3線負荷群LOが
不平衡でN相電流が流れたとき、U相とV相に1個、N
相に2個の負荷電流検出用変流器CT−U,CT−V,
CT−N1,CT−N2で負荷電流を検出して三相平衡
装置PBAに入力する。三相平衡装置PBAは入力され
た負荷電流に応じて補償電流を発電機GEに与えて、発
電機内部インピーダンスの不平衡を極力抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は灯動共用三相4線出力
を得るために使用する、単相3線出力付△結線交流同期
発電機の不平衡負荷に対する許容値を増大するための不
平衡補償付灯動共用発電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】低圧配電線の配電方式と配電電圧には、
単相2線式100V,単相2線式200V,単相3線式
100/200V,単相3線式200V,三相4線式1
00/200V等があり、中でも灯動共用負荷に配電す
るための三相4線式が最も一般的である。この灯動共用
三相4線式低圧配電線は、柱上変圧器が異容量△結線又
は異容量V結線で構成されている。
【0003】図7は異容量V結線変圧器からなる三相4
線式低圧配電線と接続されている需要家群の様子を示す
ものである。図7の場合は、R−S相間の単相変圧器に
比し、S−T相間の単相容量を大きく(異容量)し、か
つ巻線の中間から中性線を引き出し、単相3線回路を構
成している。
【0004】この三相4線式低圧配電線に接続される負
荷は、S−N−T相間の単相3線回路に単相100V又
は200V負荷(電灯負荷群)が集中し、R−S−T相
間の三相回路に三相200V負荷(動力負荷群)が混在
している。このような低圧配電方式は、一般には樹枝式
が多く、図7のような1バンクの柱上変圧器2次側をみ
ると、三相不平衡負荷(単相負荷+三相負荷群)であ
る。
【0005】ここで、例えば、図7の配電線路で柱上変
圧器の交換を始めるとすると低圧配電線路の改修時、一
時的に低圧配電線側を常用電源(高圧配電線)側から切
り離す必要が生じる。この場合、配電線路の工事中、該
当する低圧需要家の工事停電を防ぐため、一つの手段と
して原動機駆動の三相交流同期発電機からなる移動用発
電装置又は車両搭載の電源車等を用い、柱上変圧器2次
側を開放して一時的に該当する低圧需要家群に電源車等
から給電する場合がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した移動用発電装
置又は電源車の従来例として図8に示すような、単相3
線出力付△結線交流同期発電機と三相平衡装置を組み合
わせたものがある。図8において、GEは△結線発電機
で、この発電機GEのU,V,W各相は灯動共用不平衡
負荷となる三相3線負荷群UNLに接続され、また、
U,V,N各相は単相3線負荷群LOに接続される。P
BAは三相平衡装置で、この装置PBAにはU,V,W
各相の線路に設けられた負荷電流検出用変流器CTー
U,CTーV,CTーWで検出された負荷電流が供給さ
れる。この負荷電流は検出器DT1,DT2,DT3で検
出されて三相平衡装置PBAに設けられるインバータI
NVに与えられる。インバータINVは負荷電流に応じ
て補償電流を発電機側に送る。
【0007】上記のように構成された三相平衡装置PB
AはU,V,W各相の負荷電流を検出し、そのうちの逆
相電流分を発電機側(電源側)に補償電流として供給し
て電源側電流から逆相分電流を除去する。この場合、主
に正相分電流を供給することにより、不平衡負荷許容限
度の増大を図るようにしている。
【0008】しかし、従来の三相平衡装置PBAの負荷
電流検出方法では、N相電流が流れた場合、△結線発電
機内部巻線各相に、同相分電流が流れる。その結果、発
電機各相電流による電機子反作用磁界は不平衡になり、
磁気的アンバランスは発電機内部インピーダンスの不平
衡を起こし、結果として発電機各相電圧の不平衡を生じ
る欠点があった。
【0009】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、発電機に磁気的不平衡が生じないように、各相電
流及び各線間電圧の平衡化を図った不平衡補償付灯動共
用発電装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するために、単相3線負荷群および三相3線負荷群
に電力を供給する△結線発電機と負荷電流を検出して発
電機に補償電流を供給する三相平衡装置とを設け、前記
△結線発電機から単相3線負荷群に電力を供給する線路
のU相,N相およびV相にそれぞれ負荷電流検出用変流
器を設け、N相には第1,第2の変流器を設けて、N相
の第1変流器とU相の変流器とを並列接続するとともに
N相の第2変流器とV相の変流器とを並列接続し、両並
列接続した変流器で検出した負荷電流を前記三相平衡装
置に供給したものである。
【0011】
【作用】三相3線負荷群が不平衡でN相電流が流れる
と、N相検出用変流器がこれを検出して三相平衡装置内
に供給する。すると、三相平衡装置からは逆相電流分を
補償するように動作する。また、N相電流が流れないと
きには通常の2つの変流器による三相電流検出手段と同
様に動作する。
【0012】
【実施例】以下この発明の実施例を図面に基づいて説明
するに、図8と同一部分は同一符号を付して示す。図1
において、U相線路LuとV相線路Lvには負荷電流検出
用変流器CT−UとCT−Vがそれぞれ設けられる。N
相線路Lnには2個の変流器CT−N1,CT−N2が
設けられ、変流器CT−N1とCT−UおよびCT−N
2とCT−Vはそれぞれ並列接続されて、三相平衡装置
PBA内に設けられる負荷電流信号検出器DT1〜DT3
に接続される。特に、変流器CT−UとCT−N1は検
出器DT1とDT3に接続され、変流器CT−VとCT−
N2は検出器DT2とDT3に接続される。
【0013】次に上記実施例の動作について述べる。い
ま、単相3線負荷群LOが不平衡でN相電流が流れた場
合でも、発電機GEの各相電流による電機子反作用磁界
を三相平衡化し、発電機内部インピーダンスの不平衡を
極力抑制する手段について以下述べる。負荷電流検出用
変流器CT−U,CT−Vは図1の実施例において、単
相3線200V出力側のU,V相からU相,V相電流を
検出する。また、単相3線出力のN相(中性相)から変
流器CT−N1,CT−N2によりN相電流を検出す
る。ただし、変流器CT−N1,CT−N2の変流比
は、変流器CT−U,CT−Vに対し2倍とする。(す
なわち、同一線路電流に対して、N相検出電流はU又は
V相検出電流の1/2になるようにする。例えば簡単化
してCT−U,CT−Vの変流比を1:1〔A〕とすれ
ば、CT−N1,CT−N2の変流比は1:0.5
〔A〕となる。)変流器CT−U,CT−V,CT−N
1,CT−N2を図1に示すように接続することによ
り、次のような効果がある。
【0014】(a)N相電流が流れないとき(単相3線負
荷群が中性相を基準に平衡化している。100V側負荷
が均等に振り分けされている場合)、N相電流は零のた
め、通常の2CTによる三相電流検出と全く同様の原理
で、三相平衡装置内の負荷電流信号検出器には、負荷側
U,V,W各相電流成分が検出できる。
【0015】(b)N相電流が流れているとき(単相3線
負荷群の100V側負荷の振り分けが不均等の場合)、
次の図2に示す原理により、三相平衡装置内の負荷電流
検出用変流器には、N相電流成分の影響を受けないよう
になる。なお、図2では原理説明のため、単相3線出力
のうち片側100V回路側のみに、単位電流1Aが流れ
ている負荷があるものとした場合、図2に示した通り、
等価的にはU−V相を循環する電流と、N相電流がU−
V,V−N相の両100V回路側を循環する電流が合成
したものである。
【0016】ここで重要なことは以下の通りである。
(イ)図1による負荷電流検出用変流器の接続はN相電流
が流れているときは、あたかも、負荷電流が図2Bと等
価な電流が流れたものとして検出する。(ロ)零相分を含
んだ図2Aから零相分を含まない図2Bを等価的に、三
相平衡装置の負荷電流検出用変流器で作っているので、
三相平衡装置は図2B中の逆相電流分を補償するように
動作する。(ハ)従って、△結線発電機から供給する電流
は、図2Bの正相電流分に、図2CのN相電流をU−
N,V−Nに振り分けた電流を重畳した電流が流れる。
(ニ)ここで、発電機巻線から見た図2CのN相電流の発
電機電機子△結線中の一巻線(U−V間)を中間点N点
振り分けで、同一電流が逆向き(180°位相差)で流
れるため、同一巻線の結合係数を1.0と仮定した場合
には、磁気的不平衡は互いにキャンセルするため、磁気
回路的に三相平衡化を疎外する要因にはなりにくくな
る。
【0017】次に従来例とこの発明の装置を比較して見
る。比較を単純に判りやすくするため、従来例とこの発
明の装置とも負荷は単相100V(U−N相側)単位電
流(1.0A)負荷とし、負荷電流検出用変流器の変流
比は、CT−U,CT−V,CT−Wは1:1〔A〕、
CT−N1,CT−N2は1:0.5〔A〕とする。
【0018】図3はこの発明装置のU相とN相間に1A
(アンペア)負荷を接続したときの回路図であり、電源
側各相電流は図4に示すようになり、また、電源側各相
電流の合成分展開のうち正相電流分は図5に示すように
なり、N相電流分流分は図6に示すようになる。
【0019】図9は従来例のU相とN相間に1Aの負荷
を接続したときの回路図であり、電源側各相電流は図1
0に示すようになり、また、電源側各相電流の合成分展
開のうち正相電流分は図11に示すようになり、N相電
流分流分は図12に示すようになる。
【0020】次表は従来例とこの発明装置における負荷
電流検出用変流器の2次電流CT、負荷電流信号検出器
電流DT、検出電流の対称分DTSおよび補償電流CM
Pを比較して示したものである。
【0021】
【表1】
【0022】上記のように比較することにより、この発
明装置では発電機巻線(V−W)相、(W−U)相には
同相電流が重畳されないため、発電機の磁気的な不平衡
を生じる要因が除去できるのに対して、従来例では上記
相に同相電流が重畳されるため、発電機の磁気的不平衡
が生じる。
【0023】上述した実施例では△結線交流発電機、三
相平衡装置とも従来例のものが使用でき、また、次のよ
うな5種類の配線方式からなる負荷回路への給電が可能
となる。
【0024】 (イ)灯動共用三相4線200/100V回路 (ロ)三相3線200V回路 (ハ)単相3線200/100V回路 (ニ)単相2線200V回路 (ホ)単相2線100V回路 上記5配電方式に対して、移動電源車を使用すれば、発
電機だけでは許容し切れない範囲まで給電範囲が拡大さ
れるため、特に効果を発揮する。また、電圧が異なって
もこの発明の実施例は使用できる。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
負荷電流検出用変流器の構成を従来のものに若干変更を
加えただけで、単相3線100V負荷不平衡負荷時の特
性改善(三相電圧平衡化)が図れる。また、不平衡負荷
時も電源として使用される発電機の磁気的不平衡が抑制
されれば、それだけ電圧波形歪も少なくなる利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す構成説明図。
【図2】A,B,Cは実施例の動作を述べるための説明
図。
【図3】従来例と比較するための具体的従来例の説明
図。
【図4】図3における電源側各相電流の説明図。
【図5】図3における正相電流分の説明図。
【図6】図3におけるN相電流分の説明図。
【図7】灯動共用三相4線低圧配電線の回路図。
【図8】従来例を示す構成説明図。
【図9】この発明の実施例と比較するための従来例の説
明図。
【図10】図9における電源側各相電流の説明図。
【図11】図9における正相電流分の説明図。
【図12】図9におけるN相電流分流分の説明図。
【符号の説明】
GE…△結線発電機 LO…単相3線負荷群 UNL…三相3線負荷群 PBA…三相平衡装置 CT−U,CT−V,CT−N1,CT−N2…負荷電
流検出用変流器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単相3線負荷群および三相3線負荷群に
    電力を供給する△結線発電機と負荷電流を検出して発電
    機に補償電流を供給する三相平衡装置とを設け、 前記△結線発電機から単相3線負荷群に電力を供給する
    線路のU相,N相およびV相にそれぞれ負荷電流検出用
    変流器を設け、N相には第1,第2の変流器を設けて、
    N相の第1変流器とU相の変流器とを並列接続するとと
    もにN相の第2変流器とV相の変流器とを並列接続し、
    両並列接続した変流器で検出した負荷電流を前記三相平
    衡装置に供給したことを特徴とする不平衡補償付灯動共
    用発電装置。
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