电压波动补偿装置及设有该电压波动补偿装置的电力系统制造方法及图纸

在具有监视电力系统中的电压下降并基于此控制供电的检测控制部，抑制供给电压波动的电压波动补偿装置中，以廉价小型化方式，实现高精度的电压补偿。电力系统上串联连接有把具有各自不同的充电电压（最小电压的约２＃＋［Ｋ］倍（Ｋ＝０、１、２、…））的电容器１１中存储的直流电压转换成交流输出的多个电压补偿电路Ｐ１～Ｐ３、Ｎ１～Ｎ３，系统电压下降时，从电压补偿电路Ｐ１～Ｐ３、Ｎ１～Ｎ３之中选择期望的组合，其输出电压的总和作为补偿电压，正常时，用高速机械式的稳定短路开关８旁路，降低装置损耗。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关一种供给负载的电力系统电压瞬时性下降时，将其测出并补偿电压下降的电压波动补偿装置。
技术介绍
因雷电等使电力系统的电压瞬时性下降，工厂等的精密设备之类误动作或暂时停止，有时候会招致生产线上很大的损害。为了防止这样的损害，监视电力系统的瞬时电压下降等的电压波动，并使用补偿电压下降的电压波动补偿装置。图22示出现有电压波动补偿装置的示意构成图。如图所示，从输电线1来的电力，用变压器2降压，通过电压波动补偿装置连接到用户(负载)3而供给电力。电压波动补偿装置由直流电源4、换流器5、平滑滤波器6和大容量变压器7构成。以下示出有关这种现有电压波动补偿装置，在系统电压瞬时下降时(以下，称为瞬低时)的电压补偿动作。图23分别表示系统电压瞬低时的系统电压、电压波动补偿电路输出、和供给用户3的电压。如图所示，一旦系统电压上发生瞬时性电压下降，在监视电压波动的检测部(图未示出)就测出电压下降，通过基于此进行供电控制，电压波动补偿装置中，采用由直流电源4和换流器5发生交流电压，经过平滑滤波器6和大容量变压器7跟电力系统串联连接的办法，补偿电力系统的电压下降。因此，将电压波动补偿装置来的输出电压加到电压下降后的系统电压上，大致以正常的电压向用户3供给电力。
技术实现思路
现有的电压波动补偿装置构成如以上那样，因为系统电压即使正常时，也通过变压器7使相当部分的负荷电流流过换流器5，因此，在正常情况下也发生变压器7和换流器5的损耗，需要大型的冷却装置。并且，系统电压的瞬低时，由于通过平滑滤波器6和变压器7向电力系统供给电压，所以平滑滤波器6或变压器7的容量将增大，存在装置大型化的问题。本专利技术就是为了解决上述这个问题而研发的，其目的在于获得一种可在系统电压瞬低时进行高精度电压补偿，装置整体便宜并能小型化构成的电压波动补偿装置。本专利技术的第1方面所述的电压波动补偿装置是具备分别存储不同电压的能量存储装置，把该能量存储装置存储的直流电压转换成交流，并把输出的多个电压补偿电路串联连接到电力系统上，上述电力系统的电压下降时，从上述多个电压补偿电路中选择要求的组合，以其输出电压总和补偿上述电力系统的电压下降。并且本专利技术的第2方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面，分别存储于多个电压补偿电路内的能量存储装置的不同电压绝对值是对最小的该电压补偿电路输出电压(绝对值)大致2K倍(K＝0、1、2、…)。并且本专利技术的第3方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面或2，在一个或串联连接的多个上述电压补偿电路的每个输出端上具备用于使电压补偿电路旁路的高速机械式短路开关，电力系统的电压正常时，接通全部该短路开关使全部上述电压补偿电路旁路，上述电力系统的电压下降时断开全部该短路开关，由上述电压补偿电路来的电压输出补偿上述电力系统的电压下降。并且本专利技术的第4方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面或2，在由串联连接的全部电压补偿电路构成的全部补偿电路的输出端，跟该全补偿电路并联具备用于使电压补偿电路旁路的高速机械式短路开关，电力系统的电压正常时，接通全部该短路开关使上述电压补偿电路旁路，上述电力系统的电压下降时断开该短路开关，由上述全部补偿电路来的电压输出补偿上述电力系统的电压下降。并且本专利技术的第5方面所述的电压波动补偿装置是，根据第4方面，因电力系统的电压下降引起短路开关的断开开始时，在由全补偿电路和上述短路开关构成的闭合回路中，随着从上述全部补偿电路内的规定能量存储装置流出放电电流，对于流过上述短路开关的商用频率交流电流形成强制性电流零点，瞬时遮断该交流电流。并且本专利技术的第6方面所述的电压波动补偿装置是，根据第5方面，进行电力系统中电压下降的监视、和基于此进行供电控制的检测控制部具备上述电力系统的电压下降时，检测流过上述短路开关的电流极性的装置；及控制选择要求的电压补偿电路，从该电压补偿电路内的能量存储装置流过跟上述短路开关流动的电流相反极性的放电电流的装置。并且本专利技术的第7方面所述的电压波动补偿装置是，具备能量存储装置，把该能量存储装置存储的直流电压转换成交流输出的电压补偿电路串联连接到电力系统上，并与上述电压补偿电路并联连接高速机械式短路开关，上述电力系统的电压正常时，闭合该短路开关使上述电压补偿电路旁路，上述电力系统的电压下降时，断开该短路开关，由上述电压补偿电路来的电压输出，补偿上述电力系统的电压下降。并且本专利技术的第8方面所述的电压波动补偿装置是，根据第7方面，因电力系统的电压下降引起短路开关的断开开始时，在由电压补偿电路和上述短路开关构成的闭合回路中，随着从上述电压偿电路内的能量存储装置流出放电电流，对于流过上述短路开关的商用频率交流电流形成强制性电流零点，瞬时遮断该交流电流。并且本专利技术的第9方面所述的电压波动补偿装置是，根据第3方面、4和7任一项，短路开关具备高速换向装置，以便在电力系统的电压下降引起该短路开关的断开开始时，随供给与该电流相反方向的电流，瞬时遮断流过该短路开关的电流。并且本专利技术的第10方面所述的电压波动补偿装置是，根据第3方面～9任一项，短路开关是将电磁推斥力用于接点断开操作断开的机械式开关。并且本专利技术的第11方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面～4任一项，各电压补偿电路具备用于把能量存储装置上存储的电压接入电力系统的补偿开关和并联连接到该电压补偿电路输出端的转换开关，上述补偿开关和上述转换开关，分别由反向并联连接二极管的半导体开关元件构成。并且本专利技术的第12方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面～4任一项，各电压补偿电路分别具备由反向并联连接二极管的4个半导体开关元件构成的全桥式变换器，根据电力系统电压下降时的极性，按正负二者之一的极性，输出能量存储装置上存储的电压。并且本专利技术的第13方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面～4任一项，各电压补偿电路具备分别反向并联连接二极管的2个半导体开关元件进行反方向串联连接，且并联连接该电压补偿电路输出端的转换开关、和由分别反向并联连接二极管的2个半导体开关元件构成的半桥式变换器，根据电力系统的电压下降时的极性，输出存储于输出正负电压的一对能量存储装置二者之一的电压。并且本专利技术的第14方面所述的电压波动补偿装置是，根据第1方面～13任一项，能量存储装置是用充电用变压器和充电用二极管充电的电容器。并且本专利技术的第15方面所述的电压波动补偿装置是，根据第14方面，在由充电用变压器次级线圈、充电用二极管和电容器构成的充电用闭合回路内插入电流限制用电阻。并且本专利技术的第16方面所述的电压波动补偿装置是，根据第11方面，能量存储装置是用上述充电用变压器和充电用二极管充电的电容器，并通过上述充电变压器的共同次级线圈对多个电压补偿电路的上述电容器充电。并且本专利技术的第17方面所述的电压波动补偿装置是，根据第16方面，具备全部电压补偿电路的电容器分别跟要求的充电电压对应的电阻并联连接并使该全部电容器一并充电的充电用变压器次级线圈，在该充电用变压器次级线圈的正极、负极侧两个端子的中间点与该正极侧端子之间，输出电压全部串联连接正极性的电容器，在上述中间点与上述负极侧端子之间，输出电压全部串联连接负极性的电容器，在上述正极性的电容器与上述负极性的电容器的连接点上，连接上述充电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压波动补偿装置，包括进行电力系统上电压下降的监视和基于此进行控制的检测控制部，并抑制供给负荷的电压波动，其特征是还包括：具备分别存储不同电压的能量存储装置、把该能量存储装置存储的直流电压转换成交流输出的、串联连接到电力系统上的多个电压补偿电路，上述电力系统的电压下降时，从上述多个电压补偿电路之中选择要求的组合，以其输出电压总和补偿上述电力系统的电压下降。

【技术特征摘要】
JP 2001-3-30 098124/20011.一种电压波动补偿装置，包括进行电力系统上电压下降的监视和基于此进行控制的检测控制部，并抑制供给负荷的电压波动，其特征是还包括具备分别存储不同电压的能量存储装置、把该能量存储装置存储的直流电压转换成交流输出的、串联连接到电力系统上的多个电压补偿电路，上述电力系统的电压下降时，从上述多个电压补偿电路之中选择要求的组合，以其输出电压总和补偿上述电力系统的电压下降。2.根据权利要求1所述的电压波动补偿装置，其特征是分别存储于多个电压补偿电路内的能量存储装置上的不同电压的绝对值是对最小的该电压补偿电路输出电压(绝对值)大致2K倍(K＝0、1、2、…)。3.根据权利要求1或2所述的电压波动补偿装置，其特征是在一个或串联连接的多个上述电压补偿电路的每个输出端上，具备用于旁路电压补偿电路的高速机械式短路开关，上述电力系统的电压正常时，接通全部的该短路开关使全部上述电压补偿电路旁路，上述电力系统的电压下降时断开全部的该短路开关，由上述电压补偿电路来的电压输出补偿上述电力系统的电压下降。4.根据权利要求1或2所述的电压波动补偿装置，其特征是在由串联连接的全部电压补偿电路构成的全补偿电路的输出端，跟该全补偿电路并联具备用于旁路电压补偿电路的高速机械式短路开关，电力系统的电压正常时接通该短路开关使上述电压补偿电路旁路，上述电力系统的电压下降时断开该短路开关，由上述全补偿电路来的电压输出补偿上述电力系统的电压下降。5.根据权利要求4所述的电压波动补偿装置，其特征是因电力系统的电压下降引起短路开关的断开开始时，在由全补偿电路和上述短路开关构成的闭合回路中，随着从上述全补偿电路内的规定能量存储装置流出放电电流，对于流过上述短路开关的商用频率交流电流形成强制性电流零点，瞬时遮断该交流电流。6.根据权利要求5所述的电压波动补偿装置，其特征是进行电力系统中电压下降的监视和基于此进行供电控制的检测控制部具备上述电力系统的电压下降时，检测流过上述短路开关的电流极性的检测装置；以及控制选择要求的电压补偿电路，从该电压补偿电路内的能量存储装置流过跟上述短路开关流动的电流相反极性的放电电流的控制装置。7.一种电压波动补偿装置具备进行电力系统上电压下降的监视和基于此进行控制的检测控制部，并抑制供给负荷的电压波动，其特征是具备能量存储装置，把该能量存储装置上存储的直流电压转换成交流输出的电压补偿电路串联连接到电力系统上，与上述电压补偿电路并联连接高速机械式的短路开关，上述电力系统的电压正常时，接通该短路开关使上述电压补偿电路旁路，上述电力系统的电压下降时，断开该短路开关，用上述电压补偿电路来的电压输出补偿上述电力系统的电压下降。8.根据权利要求7所述的电压波动补偿装置，其特征是因电力系统的电压下降引起短路开关的断开开始时，在由电压补偿电路和上述短路开关构成的闭合回路中，随着从上述电压偿电路内的能量存储装置流出放电电流，对于流过上述短路开关的商用频率交流电流形成强制性电流零点，瞬时遮断该交流电流。9.根据权利要求3、4或7任一项所述的电压波动补偿装置，其特征是短路开关具备高速换向装置，以便在电力系统的电压下降引起该短路开关的断开开始时，由于供给与流过短路开关的电流相反方向的电流，瞬时遮断流过该短路开关的电流。10.根据权利要求3、4或7任一项所述的电压波动补偿装置，其特征是短路开关是将电磁推斥力用于接点断开操作断开的机械式开关。11.根据权利要求1～4任一项所述的电压波动补偿装置，其特征是各电压补偿电路具备用于把能量存储装置上存储的电压接入电力系统的补偿开关和并联连接到该电压补偿电路输出端的转换开关，上述补偿开关和上述转换开关，分别由反向并联连接二极管的半导体开关元件构成。12.根据权利要求1～4任一项所述的电压波动补偿装置，其特征是各电压补偿电路分别具备由反向并联连接二极管的4个半导体开关元件构成的全桥式变换器，根据电力系统电压下降时的极性，按正负二者之一的极性，输出能量存储装置上存储的电压。13.根据权利要求1～4任一项所述的电压波动补偿装置，其特征是各电压补偿电路具备分别反向并联连...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩田明彦，铃木昭弘，笹尾博之，小山健一，菊永敏之，高桥贡，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]