(57)【要約】【課題】半導体スイッチを構成するサイリスタの容量を低減し、設備費を抑制すること。【解決手段】一端を三相交流系統の各相Ｕ，Ｖ，Ｗに接続し、他端を開放中性点を介してスター結線される補償コンデンサ１４、１５、１６と、この補償コンデンサの開放中性点Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３間に接続され、サイリスタ１７、１８、１９を一方向にデルタ結線してなる半導体スイッチＴＨと、この半導体スイッチの各サイリスタにトリガ信号を与える制御回路２０とを備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中性点を開放した状態で電源側端子を三相交流系統の各相に接続される補償コンデンサと、サイリスタを一方向にデルタ結線するとともにサイリスタの相互接続点を前記補償コンデンサの開放中性点に接続される半導体スイッチと、前記各サイリスタにトリガ信号を与える制御回路とを備えたことを特徴とする無効電力補償装置。
【請求項２】
補償コンデンサと直列に過電流抑制用リアクトルを接続することを特徴とする請求項１記載の無効電力補償装置。
【請求項３】
補償コンデンサと並列に放電装置を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の無効電力補償装置
【請求項４】
補償コンデンサと並列にアレスタを接続することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の無効電力補償装置。
【請求項５】
中性点を開放した状態で電源側端子を三相交流系統の各相に接続される補償リアクトルと、サイリスタを一方向にデルタ結線するとともにサイリスタの相互接続点を前記補償リアクトルの開放中性点に接続される半導体スイッチと、前記各サイリスタにトリガ信号を与える制御回路とを備えたことを特徴とする無効電力補償装置。
【請求項６】
半導体スイッチと並列にアレスタを接続することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の無効電力補償装置。
【請求項７】
変圧器を介して三相交流系統と接続することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の無効電力補償装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三相交流系統に設置する無効電力補償装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８に従来の無効電力補償装置の構成図を示す。図８において、１、２および３はそれぞれ三相交流系統のＵ相、Ｖ相そしてＷ相の端子である。また、４、５および６は補償コンデンサであり、半導体スイッチを介して各相間に接続されている。この半導体スイッチはサイリスタ７および８、９および１０、１１および１２をそれぞれ逆並列接続して構成したものである。
【０００３】
また、１３は前記サイリスタ７、８、…１２にトリガ信号を与えてオン・オフ制御するための制御回路であり、半導体スイッチをオンして補償コンデンサを系統に投入し、半導体スイッチをオフして系統から補償コンデンサを開列する。無効電力補償装置はこのように補償コンデンサの投入または開列により、リアクトル負荷等で発生する無効電力を補償し、系統電圧調整等を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の装置では各相間毎にサイリスタを逆並列に接続して構成するため、半導体スイッチの容量は大きく、その分設備費が嵩むことになる。
本発明は半導体スイッチを構成するサイリスタの容量を低減し、設備費を抑制するようにした無効電力補償装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の無効電力補償装置の発明は、中性点を開放した状態で電源側端子を三相交流系統の各相に接続される補償コンデンサと、サイリスタを一方向にデルタ結線するとともにサイリスタの相互接続点を前記補償コンデンサの開放中性点にそれぞれ接続される半導体スイッチと、前記各サイリスタにトリガ信号を与える制御回路とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
また請求項５に記載の無効電力補償装置の発明は、中性点を開放した状態で電源側端子を三相交流系統の各相に接続される補償リアクトルと、サイリスタを一方向にデルタ結線するとともにサイリスタの相互接続点を前記補償リアクトルの開放中性点にそれぞれ接続される半導体スイッチと、前記各サイリスタにトリガ信号を与える制御回路とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図を通して同一符号は同一要素を示すものとする。
【０００８】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係わる無効電力補償装置の回路構成図である。図中１〜３は従来の技術と同様、三相交流系統のＵ相、Ｖ相、およびＷ相の端子である。１４、１５および１６は各相毎に用意された補償コンデンサであり、それぞれ電源側の端子ｔ１、ｔ２およびｔ３を三相交流系統の各相の端子１、２および３に接続し、中性点側の端子を開放してＮ１，Ｎ２およびＮ３とし、この開放中性点Ｎ１，Ｎ２およびＮ３に半導体スイッチＴＨを接続して前記補償コンデンサをスター結線している。
【０００９】
この半導体スイッチＴＨはサイリスタ１７、１８および１９を順に一方向にデルタ接続して構成したものであり、サイリスタ１９および１７の相互接続点を前記開放中性点Ｎ１に接続し、サイリスタ１７および１８の相互接続点を前記開放中性点Ｎ２に接続し、そしてサイリスタ１８および１９の相互接続点を前記開放中性点Ｎ３に接続している。
【００１０】
このように半導体スイッチＴＨは、サイリスタを一方向にデルタ接続して構成したものであるため、３個のサイリスタ１７、１８および１９をオン・オフさせることにより補償コンデンサ１４、１５および１６を三相交流系統に投入または開列し、三相交流系統の無効電力を補償することができる。
なお、２０はこれらサイリスタ１７，１８および１９をオン・オフ制御するためにトリガ信号を発生する制御回路である。
【００１１】
以上のように構成した第１の実施の形態によれば、半導体スイッチをサイリスタの一方向にデルタ接続して補償コンデンサの開放中性点に接続して補償コンデンサをスター結線するように構成したので、従来に比べて少ない容量のサイリスタで無効電力補償装置を構成することができ、低コスト化、設置スペースの削減、故障率の低減、メンテナンス性の向上を図ることができる。
【００１２】
（第２の実施の形態）
図２は発明の第２の実施の形態に係わる無効電力補償装置の回路構成図である。本実施の形態は、図１における補償コンデンサ１４、１５および１６の電源側端子ｔ１、ｔ２およびｔ３と、三相交流系統の各相端子１，２および３間にそれぞれ過電流抑制リアクトル２１、２２および２３を介挿（直列接続）して無効電力補償装置を構成したものである。
【００１３】
この実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、過電流抑制リアクトルにより補償コンデンサ１４、１５、１６を系統に投入する際の突入電流を抑えて、過電流を抑制するという効果も奏することができる。
【００１４】
（第３の実施の形態）
図３は発明の第３の実施の形態に係わる無効電力補償装置の回路構成図である。本実施の形態は図３から明らかなように、前記補償コンデンサ１４、１５および１６に対して放電装置２４、２５および２６を並列接続して無効電力補償装置を構成したものである。なお、放電装置としては、例えば抵抗やリアクトル、過飽和リアクトル等を挙げることができる。
【００１５】
この実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、補償コンデンサを系統から開列した後は、放電装置によって補償コンデンサの電荷をすみやかに放電させ、次の補償コンデンサの投入に備えることができ、その分高速に補償コンデンサの投入開列動作が行えるという効果も奏することができる。
【００１６】
（第４の実施の形態）
図４は発明の第４の実施の形態に係わる無効電力補償装置の回路構成図である。本実施の形態は図４から明らかなように、前記補償コンデンサ１４、１５および１６に対してそれぞれアレスタ２７、２８および２９を並列接続して無効電力補償装置を構成したものである。
この実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、補償コンデンサで発生する過電圧をアレスタで抑制するという効果も奏することができる。
【００１７】
（第５の実施の形態）
図５は発明の第５の実施の形態に係わる無効電力補償装置の回路構成図である。本実施の形態は前記補償コンデンサ１４、１５および１６を補償リアクトル３０、３１および３２に置換して無効電力補償装置を構成したものである。
【００１８】
この実施の形態の場合も第１の実施の形態と同様に、半導体スイッチＴＨとしてはサイリスタを一方向にデルタ結線し、これを補償リアクトル３０、３１および３２の開放中性端子Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３間に接続するように構成したので、第１の実施の形態の場合と同様、無効電力補償装置として低コスト化や設置スペースの削減、故障率の低減、メンテナンス性の向上を図ることができる。
【００１９】
（第６の実施の形態）
図６は発明の第６の実施の形態に係わる無効電力補償装置の回路構成図である。この実施の形態は、前記半導体スイッチＴＨを構成する各サイリスタ１７、１８および１９にに対してアレスタ３３、３４および３５をそれぞれ並列接続して構成したものである。
【００２０】
この構成によれば、第１の実施の形態の効果に加え、アレスタによりサイリスタスイッチに発生する過電圧を抑制し、もってサイリスタを過電圧から保護することができるという効果を奏することができる。
【００２１】
（第７の実施の形態）
図７は発明の第７の実施の形態に係わる無効電力補償装置の回路構成図である。本実施の形態は電力系統と無効電力補償装置との間に変圧器３６を挿入したものである。
【００２２】
この実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、変圧器３６の二次電圧を補償コンデンサまたは半導体スイッチに適した電圧に設定することができるとともに、補償コンデンサまたは半導体スイッチを系統から絶縁することで無効電力補償装置の設計を簡単にすることができる。
なお、本実施の形態において、補償コンデンサを補償リアクトルに置き換えてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば従来の無効電力補償装置に比べて少ない容量のサイリスタで半導体スイッチを構成するようにしたので、無効電力補償装置の設備費を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係わる無効電力補償装置の回路構成図。
【図２】第２の実施の形態に係わる無効電力補償装置の回路構成図。
【図３】第３の実施の形態に係わる無効電力補償装置の回路構成図。
【図４】第４の実施の形態に係わる無効電力補償装置の回路構成図。
【図５】第５の実施の形態に係わる無効電力補償装置の回路構成図。
【図６】第６の実施の形態に係わる無効電力補償装置の回路構成図。
【図７】第７の実施の形態に係わる無効電力補償装置の回路構成図。
【図８】従来の無効電力補償装置の回路構成図。
【符号の説明】
１、２，３…三相交流系統各相端子、４、５、６…補償コンデンサ、ＴＨ…半導体スイッチ、１４、１５、１６…補償コンデンサ、１７、１８、１９…サイリスタ、２０…制御回路、２１、２２、２３…過電流抑制用リアクトル、２４、２５、２６…放電装置、２７、２８、２９…アレスタ、３０、３１、３２…補償リアクトル、３３、３４、３５…アレスタ、３６…変圧器、ｔ１〜ｔ３…電源側端子、Ｎ１〜Ｎ３…開放中性点。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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