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電圧補償対応システム

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電圧補償対応システム
照明やTV画面のちらつき、モータの異常、コンピュータのエラー…
電圧変動障害の影響が、身近で起こっていませんか。
工場設備機器は、最近いっそうの能率化、精密化、大容量化へと進んでいます。一方、生活水準の向上により電気器具の普及率も高まり、
電気は生活に不可欠なものとして、安定した電力供給が望まれるようになりました。このように設備の大形化が進むにつれて、
負荷の急激な変動による瞬間的な電圧変動が発生するようになり、
その設備を使用している所自体はもちろん、銀行のコンピュータシステム、医療機器の制御システム、
さらには一般家庭にまで影響が出て、深刻な問題となっています。
CLEAN ELECTRIC SYSTEM
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フリッカ抑制
■フリッカとは
負荷に電流が流れると、線路インピーダンスにより電圧低下を
以上になるとほとんど感じなくなります。この負荷変動によっ
生じます。溶接機やアーク炉は使用時にはランダムな瞬時電圧
て生じる各周波数の電圧変動量を、それと同じ「チラツキ」を
変動が起こり、これにはいろいろな周波数のものが含まれてい
与える10Hzの電圧変動量で表わし、100Vに対する変動量に換算
ます。人間の眼には10Hz付近の電圧変動が最も「チラツキ」を
したものをΔV10とし、電圧フリッカと呼んでいます。
感じ、これより周波数が高くても低くても感度が落ち、数10Hz
■フリッカ抑制装置の基本回路
■フリッカによる影響・障害
フリッカの発生は、無効電力分の変動が大きく作用するもので、数
発 生 源
フリッカ障害
Hz∼20Hz周期の変動が重要となってきます。また、この周波数帯
の十分なフリッカ抑制効果を上げるには、即応性のよい無効電力抑
障害を受ける
機器
現 象
種 別
機 器 名
制装置が必要となります。原理的には2つの方式があります。
1.サイリスタ使用リアクトル制御方式(SFA-L形)
白熱灯
蛍光灯
水銀ランプ
この方式はリアクトル電流の位相調整を行うもので、理論的には正・負波
ちらつき
スポット溶接機
マルチ溶接機
シーム溶接機
フラッシュバット溶接機
ロールスポット溶接機
抵抗溶接機
輝度、画像、
色調の変化
テレビ
半サイクルの変動に対応でき、即応性および連続性に優れています。
2.サイリスタ使用コンデンサ開閉方式(SFA-C形)
この方式は無効電力の変動に対応して段階的にコンデンサを開閉し、
無効電力の進相補償を行い、変動幅を小さくするものです。
方
式
項
目
コンピュータ
電子応用機器 誤動作
自動制御装置
誘導電動機
R
砕石機(クラッシャー)
砕木機(チッパー)
コンプレッサー
誘導電動機
トルク低下
起動不能
X
サイリスタ使用
コンデンサ開閉方式
CT
X
R
CB
Tr
C
回
路
構
成
振動、
騒音発生
C
SR
L
SC
SC
SC
負
荷
アーク炉
誘導炉
電気炉
SCR
使
用
機
器
他
負
荷
MCB
負
荷
Tr
SC
圧延機
各 種クレーン
スキーリフト、
ゴンドラリフト
直流電動機
(DCM)
回転機
サイリスタ使用
リアクトル制御方式
CB :受電盤、 しゃ断器他
Tr :変圧器
L :分路リアクトル
SCR:サイリスタ装置
SC :進相用コンデンサ
SR :直列リアクトル
C :制御装置
SCR
SCR
SCR
MCB:引込盤、しゃ断器
SC :進相用コンデンサ
SCR:サイリスタ装置
C :制御装置
■フリッカ障害対策
フリッカ障害対策としては、需要家における対策と電源系統における対策
2.電源系統における対策
があります。なおフリッカの許容値(ΔV10)
は次の通りとなっています。
(a)電源系統のリアクタンス分を小さくし電源容量を増大する。(配電線の
許容値
変更、張りかえ)
最大値
0.45
(b)電圧降下を補償する。
(供給電圧の昇圧等)
平均値
0.32
(c)系統を分離する。
(専用線の採用等)
1.需要家における対策
このなかで、電源系統における対策は困難な場合が多く、可能な手
(a)フリッカ抑制装置の設置(L方式、C方式)
段を講じた上で、フリッカ抑制装置を併用することが効果的で、最
(b)操作方法の改善(負荷の相配分、負荷相互間のラップ防止)
も多く使われています。
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CLEAN ELECTRIC SYSTEM
シヅキサイリスタ方式
フリッカ抑制装置(SFA-L形)
ダイレクト制御方式で種々のフリッカを効果的に抑制。
●特長
1.著しく高い抑制効果
自動運転回路の採用により、フリッカ発生時に始動し、フリ
により、種々のフリッカを効果的に抑制できます。
ッカがなくなれば停止します。
2.極めて早い応答速度
7.他相のフリッカまで抑制
無効電力検出方式で0.5Hz以下、同期方式では応答遅れはあ
単相負荷の場合、他相へもフリッカが影響します。この他相
りません。
のフリッカも抑制します。
3.種々のフリッカに適用
8.設置工事が簡単
アーク炉から電気溶接機、クラッシャー等、種々の性質の負
設置現場では、据付配線工事が簡単に出来るような設計仕様
荷に対応できます。
になっています。
4.電気的に安全な全密封方式
充電部の露出がないため、どんな場所にも設置できます。
5.高い信頼性
サイリスタ部は油入のためメンテナンスがほとんど不要で、
しかも制御回路は2重シールドにしてあり、じんあいによる
故障がなく、高い信頼性をもっています。
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6.必要なときだけ稼動する省エネルギー指向装置
0∼全容量間で連続可変し、しかもダイレクト制御方式採用
9.システマチックな提案
お客様の電源条件に合わせたソフト、ハードを設計検討し、
システムとして対策をご提案します。
●動作原理
(b)原理
(a)基本構成
SFA-L形は分路リアクトルを位相制御する遅相回路と、高調波電
SFA-L形の原理は負荷変動により発生する無効電力を検出して
流を吸収するフィルタを兼ねた進相コンデンサ設備と高圧母線
この変動により発生するΔVを演算し瞬時に系統に必要な無効
に接続するための昇圧トランスにより構成します。
電力を供給して、電圧変動(ΔV)を小さくするものです。
図に示すように負荷から発生する無効電力(QL)が変動して
も系統へ流れる無効電力が一定値
となるように遅相無効電力Q 1 を
QC
Tr
変
動
負
荷
サイリスタで位相制御することに
より発生させ、この一定になった
Q1
Q2
制御部
QL
遅
れ
Q1
無
効
電 0
力
Q
時間t
遅相無効電力を進相コンデンサで
L
負
荷
FL
Q1
QL
QC
Q2
進
み
一括進相補償するものです。
原理と無効電力補償状況
SFA-L形の動作原理
サイリスタ
●標準仕様
●外形寸法図
定格電圧
6600V
定格周波数
50/60Hz
相 数
三相
制御方式
(a)同期制御方式
(b)電流検出方式
屋外用
周囲温度
−20℃∼+40℃
塗装色
C
使用場所
マンセル5Y7/1
(標準外の場合はご指定下さい)
●構成
6.6kV
3f
A
3W
PCT
NP
N
P
B
N P
NP
NP
NP
NP
フリッカ抑制装置
電圧(V)
変動負荷
S F A
制御部
6600
FL
寸法(mm)
容量(kVA)
A
B
C
600
6200
2550
3500
900
8500
2650
3500
1200
9000
2650
3500
1500
9500
2650
3500
1800
10000
2650
3500
2400
11000
2650
3500
3000
12000
2650
3500
SFA-L
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CLEAN ELECTRIC SYSTEM
シヅキサイリスタ方式
フリッカ抑制装置(SFA-C形)
ソフトスタート回路の採用で、高速応答、高頻度開閉が可能に。
●特長
1.高速応答を実現
コンデンサを3群に分割し、その容量比を1:2:4と配置し、7段階
く負荷の特性に合わせた応答速度で無効電力制御が可能です。
になめらかに制御します。
2.高頻度開閉が可能
5.高い抑制効果を確保
ソフトスタート回路により、
コンデンサ投入時の過渡現象がなく、シー
コンデンサの開閉には同期制御、電流検出方式の併用が可能で高
ム溶接機等の1∼2Hzのくり返し通電にも応答し高頻度開閉が可能
いフリッカ抑制効果が得られます。
です。
3.電圧変動抑制と力率改善効果
負荷の無効電力変動に応じて瞬時にコンデンサを開閉しますので
負荷力率を常に高く保ちます。
また無負荷時の進み力率による母線電圧上昇等の弊害がありま
せん。
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4.なめらかな制御が可能
コンデンサの投入、開放にサイリスタを使用しています。応答が早
6.システマチックな提案
お客様の電源条件に合わせたソフト、ハードを設計検討し、
システム
として対策をご提案します。
●標準仕様
●外形寸法図
定格電圧
220V、440V
定格周波数
50/60Hz
相 数
単相
制御方式
(a)同期制御方式 (b)電流検出方式
使用場所
屋外、屋内
周囲温度範囲
−10℃∼+40℃
湿 度
85%RH以下
塗装色
マンセル5Y7/1
C
B
A
●構成
MCB
CT
負
荷
K
U
L
MCB
V
容 量
電圧(V)
同
期
信
号
SR
220
SC
SCR
容量比
440
C
1 : 2 : 4
●実施例
寸法(mm)
群容量(kVA)
群数
A
B
C
20
7
870
2370
1800
30
7
870
2370
1800
40
7
870
2370
1800
30
7
870
2370
1800
40
7
870
2370
1800
50
7
870
2370
1800
60
7
870
2370
1800
70
7
870
2370
1800
系統図
SFA
溶接工場におけるスポット溶接機負荷による電圧フリッカ抑制実施例
¡制御方式:各相制御方式
¡SFA容量:3,000kVA
¡溶接機設置台数:
スポット溶接機 625kVA×2台
スポット溶接機 285kVA×43台
スポット溶接機 280kVA×1台
スポット溶接機 250kVA×5台
スポット溶接機 140kVA×21台
フリッカ抑制装置による効果
6900
検出
CT
制御
装置
検出
PT
Tr
一
般
負
荷
フリッカ抑制装置 OFF
変圧器群(10変台)
L
SR
スポット溶接機
サイリスタ
スイッチ
C
フリッカ抑制装置 ON
ΔV
6600
6300
6000
(V)
ΔV10
1.2
0.8
0.4
0
20
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