(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電線または送電線に接続され、進みから遅れの無効電力を発生する主回路と、前記配電線または送電線の三相電圧を検出する変圧器と、前記主回路の三相入力電流を検出する変流器と、前記変圧器の出力と前記変流器の出力とにより前記主回路を制御する第１の制御手段と、前記変圧器の出力と前記変流器の出力により前記主回路に流れている無効電力を求める演算手段とを備え、前記主回路に流すべき無効電力の指令信号が第１の所定レベルより進み側であるときに、前記演算手段にて検出した無効電力が前記第１の所定レベルより遅れ側に設定された第２の所定レベルより第１の所定時間以上続いて遅れたときに、前記主回路内部に三相ショート状態が発生したと判断する第２の判定手段を設けたことを特徴とする静止形無効電力補償装置。
【請求項２】
配電線または送電線に接続され、進みから遅れの無効電力を発生する主回路と、前記配電線または送電線から前記主回路を開放する開閉手段と、前記配電線または送電線の三相電圧を検出する変圧器と、前記主回路の三相入力電流を検出する変流器と、前記変圧器の出力と前記変流器の出力とにより前記主回路を制御する第１の制御手段と、前記変圧器の出力と前記変流器の出力により前記主回路に流れている無効電力を求める演算手段と、前記主回路に流すべき無効電力の指令信号が第１の所定レベルより進み側であるときに、前記演算手段にて検出した無効電力が前記第１の所定レベルより遅れ側に設定された第２の所定レベルより第１の所定時間以上続いて遅れたときに、前記主回路内部に三相ショート状態が発生したと判断する第２の判定手段をと備え、この第２の判定手段が三相ショート状態を検出したときに前記開閉手段を開放する第２の制御手段を設けたことを特徴とする静止形無効電力補償装置。
【請求項３】
配電線または送電線に接続され、進みから遅れの無効電力を発生する主回路と、前記配電線または送電線の三相電圧を検出する変圧器と、前記主回路の三相入力電流を検出する変流器と、前記変圧器の出力と前記変流器の出力とにより前記主回路を制御する第１の制御手段と、前記変圧器の出力と前記変流器の出力により前記主回路に流れている無効電力を求める演算手段とを備え、前記主回路に流すべき無効電力の指令信号が第３の所定レベルより遅れ側であるときに、前記演算手段にて検出した無効電力が前記第３の所定レベルより進み側に設定された第４の所定レベルより第３の所定時間以上続いて進みであるときに、前記主回路内部に三相オープン状態が発生したと判断する第２の判定手段を設けたことを特徴とする静止形無効電力補償装置。
【請求項４】
配電線または送電線に接続され、進みから遅れの無効電力を発生する主回路と、前記配電線または送電線から前記主回路を開放する開閉手段と、前記配電線または送電線の三相電圧を検出する変圧器と、前記主回路の三相入力電流を検出する変流器と、前記変圧器の出力と前記変流器の出力とにより前記主回路を制御する第１の制御手段と、前記変圧器の出力と前記変流器の出力により前記主回路に流れている無効電力を求める演算手段と、前記主回路に流すべき無効電力の指令信号が第３の所定レベルより遅れ側であるときに、前記演算手段にて検出した無効電力が前記第３の所定レベルより進み側に設定された第４の所定レベルより第３の所定時間以上続いて進みであるときに、前記主回路内部に三相オープン状態が発生したと判断する第２の判定手段をと備え、この第２の判定手段が三相オープン状態を検出したときに前記開閉手段を開放する第２の制御手段を設けたことを特徴とする静止形無効電力補償装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配電線または送電線における電圧又は力率の制御を行う静止形無効電力補償装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
配電線または送電線に開閉手段を介して接続され複数のリアクトルと複数のコンデンサと複数のサイリスタの逆並列回路とで構成され、前記サイリスタの導通角を制御することにより進みから遅れの無効電力を発生させる主回路を有する静止形無効電力補償装置において、サイリスタの故障検出にはサイリスタ電流を検出する第２の変流器を設置してサイリスタ電流を監視することで対処していた。その一構成例を図２に示す。１は配電線又は送電線，２は開閉手段，３はリアクトル，４はコンデンサでありここではリアクトル付きコンデンサの例を示している。５はサイリスタ，６は静止形無効電力補償装置の主回路，７は配電線又は送電線電圧計測用の変圧器，８は主回路の入力電流計測用の第１の変流器，１２は変圧器及び第１の変流器の出力信号を入力とし静止形無効電力補償装置の制御を行うための第１の制御手段，１３は無効電力指令にもとづき主回路に無効電力が流れるようにサイリスタの導通角を制御するサイリスタ点弧手段，１９はサイリスタ電流を監視し故障判定を行う第３の判定手段，１１はサイリスタが故障した場合に静止形無効電力補償装置を配電線又は送電線から切り離す制御を行う第２の制御手段である。また、１７はサイリスタ電流を検出する第２の変流器である。なおサイリスタの導通角とは、サイリスタがオンしている時間を角度で表わしたものである。
【０００３】
この構成で、まずサイリスタショート故障については該当する第２の変流器に過電流が流れることで検出していた。またサイリスタオープン故障についてはサイリスタ電流が流れるべきタイミングでサイリスタに電流が流れないことで検出していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の静止形無効電力補償装置においてはサイリスタ故障検出に当たってサイリスタ電流検出専用の第２の変流器を三相分設置してサイリスタ電流を観測していた。
【０００５】
これは元々必要な静止形無効電力補償装置の入力電流測定用の変流器に追加してサイリスタ電流測定専用の第２の変流器が必要であるということであり、このため主回路の回路構成も複雑になりまた第２の変流器用のインターフェイス回路も増え、コスト，信頼性，製造工数上問題であった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本発明の静止形無効電力補償装置は、配電線または送電線に接続され、進みから遅れの無効電力を発生する主回路と、この配電線または送電線の三相電圧を検出する変圧器と、主回路の三相入力電流を検出する変流器と、この変圧器の出力と変流器の出力とにより主回路を制御する第１の制御手段と、変圧器の出力と変流器の出力により主回路に流れている無効電力を求める演算手段とを備え、主回路に流すべき無効電力の指令信号が第１の所定レベルより進み側であるときに、演算手段にて検出した無効電力が第１の所定レベルより遅れ側に設定された第２の所定レベルより第１の所定時間以上続いて遅れたときに、主回路内部に三相ショート状態が発生したと判断する第２の判定手段を設けることにより、主回路内部に三相ショート状態の故障が発生したことを知らせるものである。
【０００７】
また本発明の静止形無効電力補償装置は、上記発明に加え、配電線または送電線から主回路を開放する開閉手段と、第２の判定手段が三相ショート状態を検出したときにこの開閉手段を開放する第２の制御手段を設けることにより、主回路内部に三相ショート状態の故障が発生した場合に、開閉手段を開放するものである。
【０００８】
また、本発明の静止形無効電力補償装置は、配電線または送電線に接続され、進みから遅れの無効電力を発生する主回路と、配電線または送電線の三相電圧を検出する変圧器と、主回路の三相入力電流を検出する変流器と、変圧器の出力と変流器の出力とにより主回路を制御する第１の制御手段と、変圧器の出力と変流器の出力により主回路に流れている無効電力を求める演算手段とを備え、主回路に流すべき無効電力の指令信号が第３の所定レベルより遅れ側であるときに、演算手段にて検出した無効電力が第３の所定レベルより進み側に設定された第４の所定レベルより第３の所定時間以上続いて進みであるときに、主回路内部に三相オープン状態が発生したと判断する第２の判定手段を設けることにより、主回路内部に三相オープン状態の故障が発生したことを知らせるものである。
【０００９】
さらに、本発明の静止形無効電力補償装置は、上記発明に加え、配電線または送電線から主回路を開放する開閉手段と、第２の判定手段が三相オープン状態を検出したときにこの開閉手段を開放する第２の制御手段を設けることにより、主回路内部に三相オープン状態の故障が発生した場合に、開閉手段を開放するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、変圧器の出力と変流器の出力により主回路に流れている無効電力を求める演算手段を設け、この演算手段の出力と主回路を制御する第１の制御手段の出力により第２の判定手段にて、入力電流が不平衡にならない故障モードである三相ショートを検出することができ、しかも主回路内部の電流を検出する第２の変流器を必要としないという作用を有する。
【００１１】
また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加え、第２の判定手段が、三相ショートという故障モードを検出した場合、配電線または送電線と主回路とを結ぶ開閉手段を開放とすることができるというものである。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、変圧器の出力と変流器の出力により主回路に流れている無効電力を求める演算手段を設け、この演算手段の出力と主回路を制御する第１の制御手段の出力により第２の判定手段にて、入力電流が不平衡にならない故障モードである三相オープンを検出することができ、しかも主回路内部の電流を検出する第２の変流器を必要としないという作用を有する。
【００１３】
また請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明に加え、第２の判定手段が、三相オープンという故障モードを検出した場合、配電線または送電線と主回路とを結ぶ開閉手段を開放とすることができるというものである。
【００１４】
（実施の形態１）
以下本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
請求項１の一実施の形態を図１に示す。なお、図２に示した従来例と同じ構成要素には同一番号を付与している。
【００１６】
図１は配電線又は送電線１に開閉手段２を介して接続された静止形無効電力補償装置である。通常運転状態では配電線又は送電線１の電圧を変圧器７を通してフィードバック信号として検出し第一の制御手段１２によって電圧一定制御を行う。
【００１７】
本実施の形態では、主回路６を構成する主要素として、サイリスタ点弧手段１３にてサイリスタ５を駆動するものが記載されている。
【００１８】
あらかじめ設定された目標電圧に対して配電線又は送電線１の電圧が低い場合はサイリスタ点弧手段１３によりサイリスタの導通角を小さくして主回路６の進み無効電力を増加させて電圧を上昇させ、配電線又は送電線１の電圧が高い場合はサイリスタの導通角を大きくして主回路６の遅れ無効電力を増加させて電圧を降下させて配電線又は送電線１の電圧が目標電圧になるように制御する。
【００１９】
ここで、第１の制御手段１２で求めた静止形無効電力補償装置の主回路６への無効電力指令信号と、変圧器７の出力と第１の変流器８の出力により演算手段２０で求めた実際に主回路６で発生している無効電力との差を第２の判定手段１８で判定し、例えば差の絶対値が所定レベル以上で所定時間続いた場合に、サイリスタ５又はサイリスタ点弧手段１３の故障と判定する。
【００２０】
具体的には、第２の判定手段１８は第１の制御手段１２が進み側の無効電力指令値を出力しているにもかかわらず、演算手段２０の演算結果で主回路６が遅れ無効電力を発生している場合は、サイリスタ５の三相ショート又はサイリスタ点弧手段１３の出力が全て出力状態の故障であると判定する。
【００２１】
これは請求項１の一実施の形態に相当する。
【００２２】
即ち、静止形無効電力補償装置が遅れ１００％状態固定となった場合で、この場合は静止形無効電力補償装置の入力電流は平衡状態となるため、不平衡を検知していても、サイリスタ５の三相ショート又は、サイリスタ点弧手段１３の出力が全て出力状態の故障という不具合を検知することはできない。
【００２３】
さらに、第２の判定手段１８が故障を検知したときに、配電線または送電線１と主回路６とを結ぶ開閉手段２を開放とする、というものが請求項２の一実施の形態である。
【００２４】
（実施の形態２）
次に、請求項３の一実施の形態を図１を用いて説明する。
【００２５】
基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、詳細な説明は省略し、その具体的な作用について説明する。
【００２６】
すなわち、第２の判定手段１８は第１の制御手段１２が遅れ側の無効電力指令値を出力しているにもかかわらず、演算手段２０の演算結果で主回路６が進み無効電力を発生している場合は、サイリスタ５の３相オープン又はサイリスタ点弧手段１３の出力が全て出力不可状態の故障であると判定する。
【００２７】
これは請求項３の一実施の形態に相当する。
【００２８】
この場合の対象となる故障は、サイリスタ５の三相オープン又は、サイリスタ点弧手段１３の出力が全て出力不可状態の故障であると判定する。
【００２９】
即ち、静止形無効電力補償装置が進み１００％状態固定となった場合で、この場合は静止形無効電力補償装置の入力電流は平衡状態となるため、不平衡を検知していても、サイリスタ５の三相オープン又はサイリスタ点弧手段１３の出力が全て出力不可の故障という不具合を検知することはできない。
【００３０】
さらに、第２の判定手段１８が故障を検知したときに、配電線または送電線１と主回路６とを結ぶ開閉手段２を開放とする、というものが請求項４の一実施の形態である。
【００３１】
なお、上記本実施の形態はサイリスタでの故障の検出を説明したが、主回路の他の構成要素であるコンデンサ，リアクトルについてのオープン，ショート故障の検出も本発明で可能である。
【００３２】
また、本実施の形態においては第１の変流器８及び変圧器７はそれぞれ３個取り付けた例を示したが、２個だけ使用し他の相は２個の合成で検出してもよい。
【００３３】
また、本実施の形態においてはＴＣＲ方式の主回路６で説明しているが他の回路構成、例えば主回路６と配電線又は送電線１の間に第三のリアクトルを設ける構成等でも本発明は効果を発揮する。
【００３４】
さらに、自励式静止形無効電力補償装置の主回路の故障検出も可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、主回路の故障を静止形無効電力補償装置の入力電流検出用の変流器の出力から検出できるので、従来の主回路内に設けられていたサイリスタ電流検出用の第２の変流器及びそのインターフェース回路が不要になり全体構成が簡単になりコスト上優位性が確保でき、且つ信頼性も向上する。
【００３６】
また、入力電流で故障検出を行っているので、主回路の全ての構成部品の故障も検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における静止形無効電力補償装置を示す説明図
【図２】従来例の静止形無効電力補償装置を示す説明図
【符号の説明】
１    配電線又は送電線
２    開閉手段
３    リアクトル
４    コンデンサ
５    サイリスタ
６    主回路
７    変圧器
８    第１の変流器
１１    第２の制御手段
１２    第１の制御手段
１３    サイリスタ点弧手段
１８    第２の判定手段
２０    演算手段
【図１】
0003582520.tif 000002
【図２】
0003582520.tif 000003