JPS586042A - Control system for stationary reactive power compensator - 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は静止形無動電力補償装置の制御方式に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a control method for a static passive power compensator.

近年製鋼用アーク炉、溶接機などのように無効電力が急
激かつランダムに変化する不平衡遅れ負荷を有する産業
分野では無効電力補償装置に対する需要が非常に増大し
てきた。その理由は、上記のような負荷では大きな無効
電力の変動によって電圧降下が生じ、この負荷に給電し
ている母線に電圧変動を生じさせ、他の一般負荷に影響
を与えるからである。電圧変動は一般にフリッカとして
現われる。他の一般負荷に照Ｆ！Ａ設備がある場合、螢
光灯、電球にちらつきを生じさせ人間に不快感を与える
。In recent years, the demand for reactive power compensators has increased significantly in industrial fields such as steelmaking arc furnaces and welding machines that have unbalanced delayed loads where reactive power changes rapidly and randomly. The reason for this is that in the load described above, a voltage drop occurs due to large fluctuations in reactive power, causing voltage fluctuations in the bus that feeds this load, which affects other general loads. Voltage fluctuations generally appear as flicker. Illuminated on other general loads! If equipment A is installed, fluorescent lights and light bulbs will flicker, causing discomfort to humans.

このフリッカを減少させるためには、受電端の無効電力
変動を特定のレベル以下に維持させるように制御する無
効電力補償装置が必要である。本発明で説明する。無効
電力補償装置は固定コンデンサとサイリスタの位相制御
式リアクトルとを変動負荷に並列接続して負荷の無効電
力変動を吸収するように制御する静止形無動電力補償装
置である。In order to reduce this flicker, a reactive power compensator is required that controls the reactive power fluctuations at the power receiving end to be maintained below a specific level. This will be explained in the present invention. A reactive power compensator is a static type non-dynamic power compensator that connects a fixed capacitor and a phase-controlled reactor of a thyristor in parallel to a variable load and controls the variable load to absorb fluctuations in the reactive power of the load.

第１図は静止形無動電力補償装置を使用した従来の回路
図である。図において、１は交流電源。FIG. 1 is a conventional circuit diagram using a static passive power compensator. In the figure, 1 is an AC power supply.

２は静止形無効−力補償装置、３はアーク炉等の変動負
荷、４は１を源インピーダンス、５はコンデンサ、６と
７はサイリスタ、８はリアクトル、９は変流器、１０は
電圧変成器、　１１は交流ｉＩｃ源端子。2 is a static reactive force compensator, 3 is a variable load such as an arc furnace, 4 is 1 is a source impedance, 5 is a capacitor, 6 and 7 are thyristors, 8 is a reactor, 9 is a current transformer, and 10 is a voltage transformer. 11 is an AC iIc source terminal.

１２は制御回路、　１３はコンデンサのしゃｌｌｌ１ｆ
ｒ器、　１４は受１ｉＥｙｌ！子、２０はサイリスタ６
．７の逆並列接続で構成した交流スイッチである。12 is a control circuit, 13 is a capacitor 1f
r device, 14 is Uke 1iEyl! child, 20 is thyristor 6
．． This is an AC switch consisting of 7 anti-parallel connections.

交流・成＃ｌには静止形無動電力補償［１１１２がアー
ク炉等の変動負荷３に並列接続されている。電源インピ
ーダンス４は静止形無動電力補償装置２から交流ｍＡ端
子１１までのインピーダンスを等価的に表わしている。A stationary non-dynamic power compensator [1112] is connected in parallel to the variable load 3 such as an arc furnace to the AC/generating #1. The power source impedance 4 equivalently represents the impedance from the static type passive power compensator 2 to the AC mA terminal 11.

変流３９は変動負＃３に流れるｍｆｉ８愼出し、゛−圧
圧変量器１０静止形無効電力補償装ｗＩＬ２と変動負荷
３の受電々圧を検出する。The current transformer 39 detects the mfi8 pumping flowing to the variable negative #3, the pressure variable voltage generator 10, the static reactive power compensator wIL2, and the voltage received by the variable load 3.

変流器９と電圧変成器１０で検出された電流、１１圧は
？１ｙｌＪ＃回路１２に入力される。制御回路１２は変
動負荷３から発生する無効−力覚１１ｂＩこ応じてサイ
リスタ６と７の制御遅れ角を＋ｔｉｕａし、リアクトル
８に流れる１ｌｌｃ流を制御することにより、終局的に
変動負荷３、固定コンデンサ５およびリアクトル８の全
体で消費される無効電力の値を所定値以下に維持するよ
うに動作している。What are the current and voltage detected in current transformer 9 and voltage transformer 10? 1ylJ# input to the circuit 12. The control circuit 12 increases the control delay angle of the thyristors 6 and 7 by +tiua in response to the invalid force sense 11bI generated from the variable load 3, and controls the 1llc flow flowing to the reactor 8, thereby ultimately fixing the variable load 3. It operates to maintain the value of reactive power consumed by the capacitor 5 and reactor 8 at a predetermined value or less.

第２図は第１図の静止形無動電力補償装置ｔ２のサイリ
スタ６と７の通電パターンを示す。交ｆｉ電源ｌの゛−
圧ｅに対してサイリスタ６が制御角Ｏ〜９０　の範囲で
点弧されると点弧時期φ２．φ７．φ、に対応してサイ
リスタ６の・電流Ｉ６は、Ｉｍ−＋　、　４ｍ−２，１
ｅ−ｓとなる、即ち各サイリスタの通電期間は０から１
８０の間にある。そして制御角が００で電流最大となり
、９０　　で零となる。FIG. 2 shows the energization pattern of the thyristors 6 and 7 of the static type passive power compensator t2 of FIG. AC fi power supply l's -
When the thyristor 6 is fired within a control angle range of O to 90 with respect to the pressure e, the firing timing φ2. φ7. Corresponding to φ, the current I6 of the thyristor 6 is Im-+, 4m-2,1
e-s, that is, the energization period of each thyristor is from 0 to 1.
Between 80 and 80. The current becomes maximum when the control angle is 00, and becomes zero when the control angle is 90.

第１図で示した従来の静止形無動電力補償装置２では制
御回ｊｉ６１２としゃ断器１３とでインターロックをと
っていないのでコンデンサ５をしゃ断器１３を介して４
カ系統投入するときに受電膚子１４の電圧を過渡的に跳
ね上げてしソいまたコンデンサ５を開放すると電圧が急
減に低下してしまい電力系統Ｉこ急減かつ大きな動ｍを
与えてしまうといつ不具合がある。In the conventional static type static power compensator 2 shown in FIG. 1, there is no interlock between the control circuit 612 and the breaker 13,
When power is turned on to the power system, the voltage of the power receiving element 14 jumps up transiently, and when the capacitor 5 is opened, the voltage suddenly decreases, causing a sudden decrease and large fluctuations in the power system I. When does a problem occur?

本発明の目的はこのような不具合をなくシ、機器や電力
系統に与える動揺を減少させるようにした静止形無動電
力補償装置の制御方式を提供することにある。即ち、コ
ンデンサ５用しゃ断器１３の開閉に同期して、交流スイ
ッチ加のサイリスタ６゜７の制御遅れ角をシフトし無効
電力の大きな変化を電力系統に与えないようにしたもの
である。It is an object of the present invention to provide a control system for a static non-dynamic power compensator that eliminates such problems and reduces the fluctuations exerted on equipment and the power system. That is, in synchronization with the opening and closing of the breaker 13 for the capacitor 5, the control delay angle of the thyristor 6.7 connected to the AC switch is shifted to prevent large changes in reactive power from being applied to the power system.

以下図を参照して本発明について説明す・る。第３図は
本発明の一実施例を示したブロック図である。１５はコ
ンデンサ５用のしゃ断器１３の開閉信号で制御回路１２
に入力している。１０１は電圧変成器１０により電圧信
号を、変流器９１こより電流信号を得て無効電力検出を
行う検出器である。１０２は前ｉ己横出６１０１の無効
電力信号に基きサイリスタ６゜７の制御遅れ角を決定す
るための制御遅れ角決定回路である。ここでは無効電力
検出値に応じた供給すべき無効電力の演算をし、それを
リアクトル８から供給するために必要とされるサイリス
タ６゜７０制御遅れ角を決定している。１０３はゲート
パルス発生回路であり、制御遅れ角決定回路１０２の出
力に基き、サイリスタ６．７を点弧するためのゲート信
号を作っている。The present invention will be explained below with reference to the figures. FIG. 3 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. 15 is the opening/closing signal of the circuit breaker 13 for the capacitor 5, and the control circuit 12
is being entered. A detector 101 detects reactive power by obtaining a voltage signal from the voltage transformer 10 and a current signal from the current transformer 91. 102 is a control delay angle determination circuit for determining the control delay angle of the thyristor 6.7 based on the reactive power signal of the front side output 6101. Here, the reactive power to be supplied is calculated according to the reactive power detection value, and the thyristor 6.degree. 70 control delay angle required to supply it from the reactor 8 is determined. A gate pulse generating circuit 103 generates a gate signal for firing the thyristor 6.7 based on the output of the control delay angle determining circuit 102.

しゃ断器１３の開閉信号１５は位相制御回路１０３に入
力される。その他同一番号は第１図と同じである。The opening/closing signal 15 of the circuit breaker 13 is input to the phase control circuit 103 . Other identical numbers are the same as in FIG.

第４図に本発明による、コンデンサ投入時の様子を示す
。波形（ａ）はコンデンサ５用のしゃ断器１３０投入タ
イミングを示す。波形（ｂ）は電圧６１　ＩＪアクドル
８の電流とコンデンサ５の電流の波形を示す。波形（ｅ
）は波形（ｂ）のものに対してリアクトル８の電流をソ
フトスタート方式にした場合を示す。FIG. 4 shows the state when the capacitor is charged according to the present invention. Waveform (a) shows the timing of closing the circuit breaker 130 for the capacitor 5. Waveform (b) shows the waveform of the voltage 61, the current of the IJ handle 8, and the current of the capacitor 5. Waveform (e
) shows the case where the current of the reactor 8 is set to the soft start method for the waveform (b).

波形（ｂｌに示すようにコンデンサ５用のしゃ断器１３
を投入するまでは、サイリスタ６．７の制御遅れ角は最
大で待機しており、コンデンサ５が電力系統に接続され
るまではりアクドル８からの供給無効電力８蟻小にして
いる。しゃ断！１３が投入されると同期してリアクトル
８の電流を制御するサイリスタ制御遅れ角を前に進めコ
ンデンサ５０進相無効電力をキャンセルするようにして
いる。Waveform (as shown in bl, breaker 13 for capacitor 5
Until the capacitor 5 is turned on, the control delay angle of the thyristor 6.7 is at the maximum and the reactive power supplied from the accelerator 8 is kept at a minimum of 8 times until the capacitor 5 is connected to the power system. Shut off! 13 is turned on, the thyristor control delay angle that controls the current of the reactor 8 is advanced to cancel the capacitor 50 advance phase reactive power.

波形（Ｃ）は波形（ｂｌのリアクトル８の電流をソフト
ストップ方式にしたものでしゃ断器１３が投入されると
それに同期してリアクトル８の電流を徐々に増加して行
く方法である。The waveform (C) is a waveform (bl) in which the current in the reactor 8 is soft-stopped, and when the breaker 13 is turned on, the current in the reactor 8 is gradually increased in synchronization with it.

第５図は第４図の逆で、コンデンサ開放時の様子を示す
。波形（ａ）はしゃ断器１３がしゃ断されるタイミング
を示す。波形（ｂ）はコンデンサ５の電流。FIG. 5 is the opposite of FIG. 4, and shows the situation when the capacitor is open. Waveform (a) shows the timing at which the breaker 13 is cut off. Waveform (b) is the current of capacitor 5.

電圧、リアクトル８の電流を示す。波形（Ｃ）は波形（
ｂ）のものに対してリアクトル８の電流をソフトストッ
プ方式にした場合を示す。The voltage and current of reactor 8 are shown. The waveform (C) is the waveform (
A case is shown in which the current of the reactor 8 is changed to a soft stop method in contrast to the case of b).

波形（ｂｌに示すようにじゃＷＲ器ｔ３を開放するまで
は負荷の無効電力の発生に見合った無効電力を供給する
ため通常の制御を行っているかじゃ１ｌＦｒ器１３が開
放されるとりアクドル８から供給する無効電力を最小に
する。As shown in the waveform (bl), until the WR unit t3 is opened, normal control is performed to supply reactive power commensurate with the generation of reactive power of the load. Minimize reactive power supplied.

波形（Ｃ）は波形（ｂ）のりアクドル８の電流をソフト
ストップ方式にしたものでしやｌ！ｌ？器１３器間３さ
れると同期してリアクトル８の電流を徐々に小さくして
行く場合について示した。The waveform (C) is the waveform (b) in which the current of the accelerator 8 is soft-stopped. l? The case is shown in which the current in the reactor 8 is gradually reduced in synchronization with the change in the temperature of the reactor 13.

上に述べた如く、本発明によれば、コンデンサの投入お
よび開放時に受電端における無効電力の急撤かつ大きな
変動がなくなり機器や電力系統に与えるｊＥｌＩ揺を減
少させることが出来る。As described above, according to the present invention, sudden withdrawal and large fluctuations in reactive power at the receiving end when a capacitor is turned on and off are eliminated, and jElI fluctuations exerted on equipment and the power system can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は静止形無動電力補償装置を用いたｉｇＪ路図、
第２図は静止形無動電力補償装置の定常時の通電パター
ンを示す図、第３図は本発明の一実施例の回路ブロック
図、第４図は本発明を説明するための起動時のｆｉ電パ
ターン図、第５図は本発明を説明するための停止時の通
電パターン図を示す。 ｌ・・・交流電源、　２・・・静止形無動電力補償装置
３・・・変動負荷、　　　４・・・１［インピーダンス
５・・・コンデンサ、　　６と７・・・サイリスタ８・
・・リアクトル、　　９・・・変流器ｌＯ・・・電圧変
成器、１１・・・交流電源端子１２・・・制御回路、　
　　　１３・・・しやｗｆｒ器１４・・・受’Ｗ１４子
、　　　　１５・・・しやＷｒ器の開閉信号加・・・交
流スイッチ、　　１０１・・・検出４１０２・・・制御
遅れ角決定回路 １０３・・・ゲートパルス発生回路 第１図 第２図Figure 1 is an igJ road diagram using a static passive power compensator.
Fig. 2 is a diagram showing the energization pattern of the static passive power compensator during steady state, Fig. 3 is a circuit block diagram of an embodiment of the present invention, and Fig. 4 is a diagram showing the energization pattern during startup to explain the present invention. FIG. 5 shows an energization pattern diagram at the time of stop for explaining the present invention. 1... AC power supply, 2... Static passive power compensator 3... Variable load, 4... 1 [Impedance 5... Capacitor, 6 and 7... Thyristor 8...
...Reactor, 9...Current transformer lO...Voltage transformer, 11...AC power supply terminal 12...Control circuit,
13...Shiya WFR device 14...Receiver W14 child, 15...Shiya Wr device opening/closing signal addition...AC switch, 101...Detection 4102...Control delay angle determining circuit 103 ...Gate pulse generation circuit Figure 1 Figure 2

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）　　負荷が発生する無効電力を補償するために、
電力系統と負荷との間にリアクトルとコンデンサを並列
に設け、該リアクトルに流れる電流をサイリスタにより
制御する静止形無動電力補償装置において、前記コンデ
ンサを電力系統に投入する際に、前記、サイリスタの制
御遅れ角を所定の制御遅れ角に進め、リアクトルの発生
する無効電力を増大させるようにしたことを特徴とする
静止形無効電力補償装置の制御方式。(1) To compensate for the reactive power generated by the load,
In a static static power compensator in which a reactor and a capacitor are provided in parallel between a power system and a load, and the current flowing through the reactor is controlled by a thyristor, when the capacitor is introduced into the power system, the thyristor is 1. A control method for a static reactive power compensator, characterized in that a control delay angle is advanced to a predetermined control delay angle to increase reactive power generated by a reactor. （２）負荷が発生する無効電力を補償するために、′電
力系統と負荷との間にリアクトルとコンデンサを並列に
設け、該リアクトルに流れる電Ｉｔをサイリスタにより
制御する静止形無動電力補償装置において、前記コンデ
ンサを電力系統から切離す際に前記サイリスタの制御遅
れ角を所定の制御遅れ角に遅らせ、リアクトルの発生す
る無効電力を減少させるようにしたことを特徴とする静
止形無効電力補償装置の制御方式。(2) In order to compensate for the reactive power generated by the load, a static passive power compensator that installs a reactor and a capacitor in parallel between the power system and the load, and controls the electric current It flowing through the reactor using a thyristor. A static reactive power compensator characterized in that, when the capacitor is disconnected from the power system, the control delay angle of the thyristor is delayed to a predetermined control delay angle to reduce reactive power generated by the reactor. control method.