(57)【要約】【課題】電力系統の電圧低下をバックアップする別途の交流電源に並列接続するインバータの容量を縮小すると共に、負荷の電圧が電力系統の電圧低下に連動して低下するのを抑制することにある。【解決手段】電力系統２に、この電力系統２の電圧ＶＳ  が低下すれば開路する電源開閉器３１を接続し、該電源開閉器３１にリアクトル３２を接続し、該リアクトル３２に負荷３３を接続し、このリアクトル３２の負荷側に別途の交流電源としての交流発電機３４とこれを駆動する電動機３５を設け、更に、直流側にコンデンサ３７を有するインバータ３６を接続する。または前記リアクトル３２の代わりに変圧器４２を接続する。【選択図】        図１
2004320949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に、この電力系統の電圧が低下すれば開路する電源開閉器を接続し、該電源開閉器にリアクトルを接続し、該リアクトルに負荷を接続し、このリアクトルの負荷側に別途の交流電源と、直流側にコンデンサを有するインバータとを接続することを特徴とする電圧低下補償装置。
【請求項２】
電力系統に、この電力系統の電圧が低下すれば開路する電源開閉器を接続し、該電源開閉器に変圧器を接続し、該変圧器に負荷を接続し、この変圧器の負荷側に別途の交流電源と、直流側にコンデンサを有するインバータとを接続することを特徴とする電圧低下補償装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力系統の電圧が低下した場合でも、負荷へ電力の供給を継続することができる電圧低下補償装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は電圧低下補償装置の第１従来例を示した主回路接続図である。この図３に図示の第１従来例回路において、系統電源２にはサイリスタで構成した第１交流スイッチ５を介して負荷１を接続すると共に、この第１交流スイッチ５の負荷側には第２交流スイッチ６を介してインバータ４を接続しているが、このインバータ４の直流側には直流エネルギーを蓄積するための大容量のコンデンサ３を接続し、その交流側にはリアクトル７とコンデンサ８とでなるフィルタを接続している。
【０００３】
系統電源２の電圧ＶＳ  は、コンデンサ１２と抵抗１３で分圧して検出し、これを制御回路１１へ入力している。系統電圧ＶＳ  が正常のときは、制御回路１１から第１交流スイッチ５へオン指令が与えられるから、系統電源２から負荷１へ交流電力が供給されている。このときインバータ４は制御回路１１からの指令に基づく動作により、負荷１の無効電力分や高調波成分を吸収して系統電源２の力率を１に維持する。
ここで系統電源２の電圧ＶＳ  が所定の不足電圧設定値まで低下したことを検出すると、制御回路１１は第１交流スイッチ５をオフにする指令を与えて負荷１を系統電源２から切り離すと共に、インバータ４はコンデンサ３に蓄積していた電荷を交流電力に変換し、この交流電力を系統電源２の代わりに負荷１へ供給する指令を発するので、負荷１は系統電源２の停電時でも運転を継続することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図４は電圧低下補償装置の第２従来例を示した主回路接続図である。この第２従来例回路において、双方向変換器２３とマイクロタービン発電機２４と負荷２５との並列接続回路が、商用電源２０から遮断器２１と高速度スイッチ２２を経て接続されている。商用電源２０はマイクロタービン発電機２４と共に負荷２５へ交流電力を供給しており、双方向変換器２３はこのときに生じる無効電力分や高調波成分を補償するのであるが、商用電源２０とマイクロタービン発電機２４が停止した場合には高速度スイッチ２２をオフとし、双方向変換器２３の直流側に接続しているコンデンサ２６に蓄積していた電荷を、当該双方向変換器２３が交流電力に変換して負荷２５へ供給するから、負荷２５は停電により運転を中断するのを回避できる（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１０１５７６号公報
【特許文献２】
特開２００１−２７５２５６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図３に図示の第１従来例回路では、系統電源２の電圧ＶＳ  が正常のときは第１交流スイッチ５をオンにして負荷１へ電力を供給する。このとき第２交流スイッチ６はオンで、整流器として作用するインバータ４がコンデンサ３を充電する。ここで電圧ＶＳ  が低下すれば制御回路１１が動作して第１交流スイッチ５をオフとし、インバータ４はコンデンサ３の蓄積エネルギーを交流電力に変換して負荷１へ供給する。しかしこのときインバータ４は負荷１の全容量に相当する電力を供給できるように大容量のものを設置する必要があるから、当該インバータ４が大形化する不具合がある。更に、系統電源２の電圧低下状態が長時間続く場合は、コンデンサ３もその時間に比例してその容量をますます大きくしなければならなくなる不具合もある。更に、系統電源２の電圧が低下した場合は、インバータ４の出力電圧が確立するまでの期間は、負荷１への印加電圧が系統電源２の電圧に連動して低下してしまう不具合もある。
【０００７】
図４に図示の第２従来例回路も、商用電源２０とマイクロタービン発電機２４が共に停止した場合に、双方向変換器２３は負荷２５の全容量を賄える大きさを必要とするし、この双方向変換器２３の出力電圧が確立するまでの期間は、負荷２５の印加電圧が系統電源２の電圧に連動して低下してしまう不具合を生じるのは、第１従来例回路の場合と同様である。
そこでこの発明の目的は、電力系統の電圧低下をバックアップする別途の交流電源に並列接続するインバータの容量を縮小すると共に、負荷の電圧が電力系統の電圧低下に連動して低下するのを抑制することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、この発明の電圧低下補償装置は、
電力系統に、この電力系統の電圧が低下すれば開路する電源開閉器を接続し、該電源開閉器にリアクトルを接続し、該リアクトルに負荷を接続し、このリアクトルの負荷側に別途の交流電源と、直流側にコンデンサを有するインバータとを接続する。
または前記リアクトルの代わりに変圧器を接続する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１実施例を表した主回路接続図である。この第１実施例回路において、電力系統３０からは電源開閉器３１とリアクトル３２を経て交流電力を負荷３３へ供給している。このときリアクトル３２の負荷側には別途の交流電源としての交流発電機３４とインバータ３６とが接続されており、交流発電機３４は電動機３５により駆動されて無負荷運転している。インバータ３６の直流側にはコンデンサ３７が接続されており、このインバータ３６が負荷３３の無効電力分や高調波成分を吸収することにより、電力系統３０は力率１で運転することができる。
【００１０】
電力系統３０の電圧が低下したことを図示していない電圧検出器が検出すれば、電源開閉器３１をオフにすることで、無負荷運転していた交流発電機３４が電力系統３０の代わりに負荷３３へ電力を供給するから、負荷３３は運転を継続することができる。このとき、インバータ３６は電源開閉器３１がオンしていたときと同様に負荷３３の無効電力分や高調波成分を吸収するように動作するから、交流発電機３４は力率１で運転することができる。よってインバータ３６は、前述したように負荷３３の無効電力分や高調波成分を吸収できる容量を備えていれば良いことから、従来のように負荷３３の全容量を賄うことができる大きさを備える必要は無いし、コンデンサ３７も同様にその容量を減少させることができる。また、交流発電機３４は力率１での運転となることから、当該交流発電機３４とこれを駆動する電動機３５とは、負荷３３の有効電力分を賄える容量を備えていれば十分である。
【００１１】
更に、電力系統３０の電圧が低下した場合に、従来は負荷３３に印加される電圧もこれに連動して低下してしまっていたが、本発明ではリアクトル３２を挿入することで、電力系統３０の電圧が低下しても交流発電機３４は従前の電圧を維持することができ、これら両者の差電圧は当該リアクトル３２が分担する。それ故、電力系統３０の電圧が低下してから電源開閉器３１がオフとなるまでの期間に負荷３３の印加電圧が電力系統３０の電圧と共に低下する恐れを回避することができる。
なお、電力系統３０の電圧が低下している期間が短い場合は、交流発電機３４には電動機３５の代わりに蓄勢輪（フライホィール）を結合しておき、通常は交流発電機３４が電動機となって蓄勢輪にエネルギーを蓄積しているが、電力系統３０の電圧が低下したときにこの蓄勢輪が交流発電機３４を駆動する構成にすることもできる。
【００１２】
図２は本発明の第２実施例を表した主回路接続図であるが、この第２実施例回路では、リアクトル３２の代わりに変圧器４２を使用するところが図１で既述の第１実施例回路と異なっているが、これ以外は同じであるから、同じ部分の説明は省略する。すなわち第１実施例回路におけるリアクトル３２のインピーダンスが変圧器４２のインピーダンスに変わっている。
【００１３】
【発明の効果】
従来の電圧低下補償装置は、負荷の全容量を賄うことができる大きさのインバータとコンデンサを備えていたことから、装置が大形化してしまう欠点があったし、電力系統の電圧が低下し始めてから電圧低下補償装置がその動作を確立するまでの期間は、負荷に印加される電圧が、電力系統の電圧低下に連動して下降してしまう不具合があった。これに対して本発明では、インバータとコンデンサの容量は負荷の無効電力分に相当する大きさであれば良いことから、従来よりも大幅にその容量と寸法を縮小することができる効果が得られるし、別途の交流電源は負荷の有効電力分に相当する大きさ出よいことから、その容量と寸法を縮小することができる。更に、主回路にリアクトルを挿入することで、電力系統の電圧が低下した場合でも、負荷に印加される電圧がこれに連動して低下するのを抑制できる効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を表した主回路接続図
【図２】本発明の第２実施例を表した主回路接続図
【図３】電圧低下補償装置の第１従来例を示した主回路接続図
【図４】電圧低下補償装置の第２従来例を示した主回路接続図
【符号の説明】
１，２５，３３  負荷
２              系統電源
３，２６，３７  コンデンサ
４，３６        インバータ
５              第１交流スイッチ
６              第２交流スイッチ
１１              制御回路
２０              商用電源
２１              遮断器
２２              高速度スイッチ
２３              双方向変換器
２４              マイクロタービン発電機
３０              電力系統
３１              電源開閉器
３２              リアクトル
３４              交流発電機
３５              電動機
４２              変圧器
【図１】
2004320949.tif 000003
【図２】
2004320949.tif 000004
【図３】
2004320949.tif 000005
【図４】
2004320949.tif 000006