(57)【要約】【課題】  簡単な手段により、コンパクトで安価な系統連系システムを提供する。【解決手段】  交流系統電源１１に降圧変圧器１２を介して変動負荷１３が接続された系統において、前記交流系統電源１１に特殊三巻線変圧器２０を介して一般負荷１５を接続し、前記特殊三巻線変圧器２０の三次側に変動負荷１５により系統に発生した電圧変動を抑制する電圧変動補償装置１９を接続し、特殊三巻線変圧器２０の一次側インピーダンスＸａを通常の降圧変圧器のインピーダンスよりも大きく、かつ、その二次側インピーダンスＸｂをマイナスとする。【選択図】  図１
2006006012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流系統電源に降圧変圧器を介して変動負荷が接続された系統において、前記交流系統電源に特殊三巻線変圧器を介して一般負荷を接続し、前記特殊三巻線変圧器の三次側に変動負荷により系統に発生した電圧変動を抑制する電圧変動補償装置を接続したことを特徴とする系統連系システム。
【請求項２】
前記特殊三巻線変圧器の一次側インピーダンスを通常の降圧変圧器のインピーダンスよりも大きく、かつ、その二次側インピーダンスをマイナスインピーダンスとした請求項１に記載の系統連系システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、系統連系システムに関し、詳しくは、交流系統電源に変動負荷が接続された系統において、一般負荷を接続する場合、その変動負荷により系統に発生した電圧変動を抑制する電圧変動補償装置を系統に設置した系統連系システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電鉄、アーク炉等の変動負荷を交流系統電源に接続した電力系統を図２に示す。同図に示す電力系統は、交流系統電源１に降圧変圧器２を介して変動負荷３を接続すると共に、降圧変圧器４を介して電力需要家などの一般負荷５を接続した構成をなしている。
【０００３】
この電力系統では、特別高圧や超高圧の系統母線６が系統インピーダンスで電圧変動が発生する。この電圧変動は、系統母線７に降圧変圧器４を介して接続された一般負荷５に影響を及ぼすことになり、その一般負荷５が稼働する上で問題となる場合がある。
【０００４】
その対策として、変動負荷３により系統に発生した電圧変動を抑制するため、無効電力補償装置（ＳＶＣ）等の電圧変動補償装置９を設置した系統連系システムを構成するのが一般的である。その電圧変動補償装置９は、降圧変圧器４の二次側に連系変圧器８を介して接続される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前述した従来の系統連系システムでは、変動負荷３により系統に発生した電圧変動が一般負荷５に影響を及ぼすことを回避するため、その電圧変動を抑制する電圧変動補償装置９を降圧変圧器４の二次側に連系変圧器８を介して設置していた。
【０００６】
このように電圧変動補償装置９を設置する場合、降圧変圧器４の二次側と電圧変動補償装置９との間に連系変圧器８を介設する必要がある。そのため、降圧変圧器４と連系変圧器８の二つの変圧器を必要とすることから、系統連系システムのコンパクト化を実現することが困難であった。
【０００７】
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、簡単な手段により、コンパクトで安価な系統連系システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、交流系統電源に降圧変圧器を介して変動負荷が接続された系統において、前記交流系統電源に特殊三巻線変圧器を介して一般負荷を接続し、前記特殊三巻線変圧器の三次側に変動負荷により系統に発生した電圧変動を抑制する電圧変動補償装置を接続したことを特徴とする。なお、交流系統電源に特殊三巻線変圧器を介して一般負荷を接続する形態は、特殊三巻線変圧器の一次側を交流系統電源に接続し、その二次側を一般負荷に接続することを意味する。
【０００９】
ここで、「特殊三巻線変圧器」とは、一次側インピーダンスを通常のものより極力大きくし、かつ、二次側インピーダンスをマイナスとし、一次側−二次側間インピーダンスを通常の変圧器レベルとしたものをいう。また、「変動負荷」としては、電鉄やアーク炉などがあり、「一般負荷」としては、一般家庭などの電力需要家がある。
【００１０】
本発明に係る系統連系システムでは、一般負荷が接続された系統に、変動負荷により系統に発生した電圧変動を抑制する電圧変動補償装置が接続された特殊三巻線変圧器を設置したことにより、従来、降圧変圧器と連系変圧器の二つの変圧器を必要としていたのに対して、特殊三巻線変圧器の一つの変圧器で済む。つまり、特殊三巻線変圧器では、降圧機能に連系機能を付加して両機能を発揮することにより、連系変圧器を省略することができる。
【００１１】
前述の構成における特殊三巻線変圧器は、その一次側インピーダンスを通常の降圧変圧器のインピーダンスよりも大きく、かつ、その二次側インピーダンスをマイナスインピーダンスとする必要がある。このように特殊三巻線変圧器の一次側インピーダンスを大きくすることにより、電圧変動補償装置の容量を小さくすることができる。また、二次側インピーダンスをマイナスにすることにより、特殊三巻線変圧器の降圧機能を従来と同程度に維持することができるので、一般負荷への給電電圧が大幅に低下することはない。なお、前述の「通常の降圧変圧器」とは、図２に示す従来の降圧変圧器４に相当する変圧器を意味する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、一般負荷が接続された系統に、変動負荷により系統に発生した電圧変動を抑制する電圧変動補償装置が接続された特殊三巻線変圧器を設置したことにより、従来、降圧変圧器と連系変圧器の二つの変圧器を必要としていたのに対して、特殊三巻線変圧器の一つの変圧器で済む。つまり、特殊三巻線変圧器では、降圧機能に連系機能を付加して両機能を発揮することにより、連系変圧器を省略することができる。その結果、コンパクトで安価な電圧変動補償装置を提供することができ、系統連系システムの構築も容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は本発明に係る系統連系システムの実施形態を示す。この実施形態における系統連系システムを設置した電力系統は、例えば、電鉄、アーク炉等の変動負荷１３が交流系統電源１１に降圧変圧器１２を介して接続された系統において、後述の特殊三巻線変圧器２０を介して一般家庭などの電力需要家である一般負荷１５を接続した構成をなしている。
【００１４】
この電力系統では、特別高圧や超高圧の系統母線１６に系統インピーダンスで電圧変動が発生する。この電圧変動は、系統母線１７に特殊三巻線変圧器２０を介して接続された一般負荷１５に影響を及ぼすことになり、その一般負荷１５が稼働する上で問題となる場合があることから、その対策として、変動負荷１３により系統に発生した電圧変動を抑制するため、一般負荷１５が接続された系統母線１７に特殊三巻線変圧器２０を介して無効電力補償装置（ＳＶＣ）等の電圧変動補償装置１９を設置した系統連系システムを構成する。
【００１５】
前述の特殊三巻線変圧器２０は、一次側巻線２０ａ、二次側巻線２０ｂおよび三次側巻線２０ｃを有する変圧器で、その一次側を交流系統電源１１に接続し、二次側を一般負荷１５に接続すると共に、三次側を電圧変動補償装置１９に接続した構成とする。この特殊三巻線変圧器２０の一次側インピーダンスＸａを従来の降圧変圧器４（図２参照）のインピーダンスよりも大きく、例えばその降圧変圧器４のインピーダンスの二倍以上に設定し、二次側インピーダンスＸｂをマイナスとし、一次側インピーダンスＸａ＋二次側インピーダンスＸｂを、例えば前述の降圧変圧器４のインピーダンスと同程度に設定する。
【００１６】
このように特殊三巻線変圧器２０の一次側インピーダンスＸａを大きく設定すれば、その特殊三巻線変圧器２０に接続された電圧変動補償装置１９の容量を小さくすることができる。例えば、特殊三巻線変圧器２０の一次側インピーダンスＸａを従来の降圧変圧器４のインピーダンスの二倍以上に設定すれば、電圧変動補償装置１９の容量を半分以下にすることが可能である。以上のようにすれば、電圧変動補償装置１９のコンパクト化および低廉化が可能となる。
【００１７】
一方、従来の降圧変圧器４の場合、この特殊三巻線変圧器２０のようにインピーダンスを大きく設定すると、変圧器による電圧降下が大きくなることから、一般負荷１５に供給される給電電圧が低下することになる。そのため、この特殊三巻線変圧器２０では、その二次側インピーダンスＸｂをマイナスに設定すれば、降圧機能による電圧降下が大きくなることがないので、一般負荷１５に供給される給電電圧が低下することはない。
【００１８】
この系統連系システムでは、一般負荷１５が接続された系統に、変動負荷１３により系統に発生した電圧変動を抑制する電圧変動補償装置１９が接続された特殊三巻線変圧器２０を設置したことにより、従来、降圧変圧器４と連系変圧器８の二つの変圧器を必要としていたのに対して、特殊三巻線変圧器２０の一つの変圧器で済む。つまり、特殊三巻線変圧器２０では、降圧機能に連系機能を付加して両機能を発揮することにより、連系変圧器８を省略することができることからも、電圧変動補償装置１９のコンパクト化および低廉化が実現容易となる。
【００１９】
電力系統では、系統母線１７に新設された一般負荷１５に対して、電力変動補償装置１９を設置する場合に有効である。つまり、この実施形態の系統連系システムを導入する場合、系統母線１７に既設された一般負荷１５に対して電圧変動補償装置１９を設置するとなると、降圧変圧器４および連系変圧器８を取り外す必要があるが、新設の一般負荷１５に対して電力変動補償装置１９を設置する場合であれば、特殊三巻線変圧器２０を取り付けるだけで済む。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る系統連系システムの実施形態を示す概略構成図である。
【図２】系統連系システムの従来例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００２１】
１１  交流系統電源
１２  降圧変圧器
１３  変動負荷
１５  一般負荷
１６，１７  系統母線
２０  特殊三巻線変圧器
Ｘａ  一次側インピーダンス
Ｘｂ  二次側インピーダンス
【図１】
2006006012.tif 000003
【図２】
2006006012.tif 000004