JP6741371B2

JP6741371B2 - Reactive power compensator

Info

Publication number: JP6741371B2
Application number: JP2017131347A
Authority: JP
Inventors: 飛鳥大竹
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2017-07-04
Filing date: 2017-07-04
Publication date: 2020-08-19
Anticipated expiration: 2037-07-04
Also published as: JP2019017153A

Description

本発明は、無効電力補償装置に関する。 The present invention relates to a reactive power compensator.

一般に、三相交流電力系統に適用される無効電力補償装置が知られている。 Generally, a reactive power compensator applied to a three-phase AC power system is known.

例えば、サイリスタスイッチの相間に必要な絶縁距離を短くするように構成された無効電力補償装置が開示されている（特許文献１参照）。 For example, there is disclosed a reactive power compensator configured to shorten an insulation distance required between phases of a thyristor switch (see Patent Document 1).

特開２０１４−１７９６３号公報JP, 2014-17963, A

しかしながら、無効電力補償装置は、必要な定格電圧を満たすために、サイリスタの直列数が多くなる場合がある。このような場合、無効電力補償装置も大型になる。 However, in the reactive power compensator, the number of series thyristors may increase in order to satisfy the required rated voltage. In such a case, the reactive power compensator also becomes large.

そこで、本発明の目的は、全体の大きさを抑えた無効電力補償装置を提供することにある。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a reactive power compensator with a reduced overall size.

本発明の観点に従った無効電力補償装置は、互いに逆並列に接続された少なくとも１組の整流作用を有するスイッチ素子を含む回路を備えた６つのモジュールのうち３つが３段積みされた第１の構造物と、前記第１の構造物と電気的に接続され、前記６つのモジュールのうち前記第１の構造物と異なる３つが３段積みされた第２の構造物とを備え、前記第１の構造物は、前記６つのモジュールのうち、三相交流電力の無効電力を補償する無効電力補償回路の第１の相の回路の一部を構成する第１のモジュールと、前記６つのモジュールのうち、前記無効電力補償回路の第２の相の回路の一部を構成する第２のモジュールと、前記６つのモジュールのうち、前記第２の相の回路の一部を構成する第３のモジュールとを備え、前記第２の構造物は、前記６つのモジュールのうち、前記第１の相の回路の一部を構成する第４のモジュールと、前記６つのモジュールのうち、前記無効電力補償回路の第３の相の回路の一部を構成する第５のモジュールと、前記６つのモジュールのうち、前記第３の相の回路の一部を構成する第６のモジュールとを備える。 A reactive power compensator according to an aspect of the present invention is a first module in which three out of six modules including three circuits including at least one set of rectifying switch elements connected in antiparallel with each other are stacked in three stages. And a second structure electrically connected to the first structure, in which three of the six modules different from the first structure are stacked in three stages, The structure of No. 1 is, of the six modules, a first module forming a part of a circuit of a first phase of a reactive power compensating circuit for compensating the reactive power of three-phase AC power, and the six modules. Of the six modules, a second module forming part of the second phase circuit of the reactive power compensating circuit and a third module forming part of the second phase circuit of the six modules. A second module, wherein the second structure includes a fourth module that forms a part of a circuit of the first phase among the six modules, and the reactive power compensation of the six modules. A fifth module forming a part of the circuit of the third phase of the circuit and a sixth module forming a part of the circuit of the third phase of the six modules are provided.

本発明によれば、全体の大きさを抑えた無効電力補償装置を提供することにある。 According to the present invention, it is an object of the present invention to provide a reactive power compensator having a reduced size.

本発明の第１の実施形態に係る無効電力補償装置の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the reactive power compensation apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 第１の実施形態に係る無効電力補償装置の無効電力補償回路を示す回路図。FIG. 3 is a circuit diagram showing a reactive power compensating circuit of the reactive power compensating apparatus according to the first embodiment. 第１の実施形態に係るサイリスタモジュールの回路を示す回路図。The circuit diagram showing the circuit of the thyristor module concerning a 1st embodiment. 本発明の第２の実施形態に係る無効電力補償装置の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the reactive power compensation apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 第２の実施形態に係る無効電力補償装置の無効電力補償回路を示す回路図。The circuit diagram which shows the reactive power compensation circuit of the reactive power compensation apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第２の実施形態に係る無効電力補償装置のゲートブロック時におけるサイリスタモジュール１１〜１６の端子間電圧を示す波形図。The wave form diagram which shows the voltage between terminals of the thyristor modules 11-16 at the time of the gate block of the reactive power compensation apparatus which concerns on 2nd Embodiment.

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無効電力補償装置１０の構成を示す構成図である。図２は、第１の実施形態に係る無効電力補償装置１０の無効電力補償回路を示す回路図である。なお、図面における同一部分には同一符号を付して、異なる部分を主に説明する。 (First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a reactive power compensating apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing a reactive power compensating circuit of the reactive power compensating apparatus 10 according to the first embodiment. The same parts in the drawings will be denoted by the same reference numerals, and different parts will be mainly described.

無効電力補償装置１０は、サイリスタモジュール１１，１２，１３，１４，１５，１６が実装された２つのサイリスタバルブ１ａ，１ｂ、及び、６つのリアクトル２１，２２，２３，２４，２５，２６を備える。 The reactive power compensator 10 includes two thyristor valves 1a and 1b in which thyristor modules 11, 12, 13, 14, 15, and 16 are mounted, and six reactors 21, 22, 23, 24, 25, and 26. ..

無効電力補償装置１０は、接続された三相交流電力系統の無効電力を補償する。ここでは、三相交流電力系統は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相で構成されているものとする。無効電力補償装置１０は、サイリスタ制御リアクトル（ＴＣＲ，thyristor controlled reactor）方式を採用した静止型無効電力補償装置（ＳＶＣ，static var compensator)である。無効電力補償装置１０は、サイリスタモジュール１１〜１６を交流スイッチとして開閉し、リアクトル２１〜２６に流れる電流を調整して、無効電力を補償する。 The reactive power compensator 10 compensates the reactive power of the connected three-phase AC power system. Here, it is assumed that the three-phase AC power system is composed of U-phase, V-phase and W-phase. The reactive power compensator 10 is a static var compensator (SVC) that employs a thyristor controlled reactor (TCR) system. The reactive power compensator 10 opens and closes the thyristor modules 11 to 16 as AC switches, adjusts the current flowing through the reactors 21 to 26, and compensates the reactive power.

ここでは、説明の便宜上、サイリスタモジュール１１〜１６は、外形が直方体形状であるものとして説明するが、外形はどのような形状でもよい。また、サイリスタモジュール１１〜１６は、必ずしも筐体等で覆われている必要もない。 Here, for convenience of description, the thyristor modules 11 to 16 are described as having a rectangular parallelepiped outer shape, but the outer shape may be any shape. Further, the thyristor modules 11 to 16 do not necessarily need to be covered with a housing or the like.

無効電力補償装置１０の無効電力補償回路は、ＵＸ相回路、ＶＹ相回路、及び、ＷＺ相回路をデルタ結線して構成される。ＵＸ相回路は、電力系統のＵＶ相間の無効電力を補償する。ＶＹ相回路は、電力系統のＶＷ相間の無効電力を補償する。ＷＺ相回路は、電力系統のＷＵ相間の無効電力を補償する。 The reactive power compensating circuit of the reactive power compensating apparatus 10 is configured by connecting UX phase circuits, VY phase circuits, and WZ phase circuits in delta connection. The UX phase circuit compensates the reactive power between the UV phases of the power system. The VY phase circuit compensates the reactive power between the VW phases of the power system. The WZ-phase circuit compensates the reactive power between the WU phases of the power system.

ＵＸ相回路は、２つのサイリスタモジュール１１，１２、及び、２つのリアクトル２１，２２で構成される。第１のサイリスタモジュール１１、及び、第２のサイリスタモジュール１２は、直列に接続される。第１のリアクトル２１は、第１のサイリスタモジュール１１に直列に接続される。第２のリアクトル２２は、第２のサイリスタモジュール１２に直列に接続される。 The UX phase circuit includes two thyristor modules 11 and 12 and two reactors 21 and 22. The first thyristor module 11 and the second thyristor module 12 are connected in series. The first reactor 21 is connected in series to the first thyristor module 11. The second reactor 22 is connected in series to the second thyristor module 12.

ＶＹ相回路は、２つのサイリスタモジュール１３，１４、及び、２つのリアクトル２３，２４で構成される。第１のサイリスタモジュール１３、及び、第２のサイリスタモジュール１４は、直列に接続される。第１のリアクトル２３は、第１のサイリスタモジュール１３に直列に接続される。第２のリアクトル２４は、第２のサイリスタモジュール１４に直列に接続される。 The VY phase circuit is composed of two thyristor modules 13 and 14 and two reactors 23 and 24. The first thyristor module 13 and the second thyristor module 14 are connected in series. The first reactor 23 is connected in series to the first thyristor module 13. The second reactor 24 is connected in series to the second thyristor module 14.

ＷＺ相回路は、２つのサイリスタモジュール１５，１６、及び、２つのリアクトル２５，２６で構成される。第１のサイリスタモジュール１５、及び、第２のサイリスタモジュール１６は、直列に接続される。第１のリアクトル２５は、第１のサイリスタモジュール１５に直列に接続される。第２のリアクトル２６は、第２のサイリスタモジュール１６に直列に接続される。 The WZ-phase circuit is composed of two thyristor modules 15 and 16 and two reactors 25 and 26. The first thyristor module 15 and the second thyristor module 16 are connected in series. The first reactor 25 is connected in series to the first thyristor module 15. The second reactor 26 is connected in series to the second thyristor module 16.

ＵＸ相回路の第１のリアクトル２１とＷＺ相回路の第２のリアクトル２６が接続され、この接続点が電力系統のＵ相に接続されるＵ相端子Ｔａとなる。ＵＸ相回路の第２のリアクトル２２とＶＹ相回路の第１のリアクトル２３が接続され、この接続点が電力系統のＶ相に接続されるＶ相端子Ｔｂとなる。ＷＺ相回路の第１のリアクトル２５とＶＹ相回路の第２のリアクトル２４が接続され、この接続点が電力系統のＷ相に接続されるＷ相端子Ｔｃとなる。 The first reactor 21 of the UX phase circuit and the second reactor 26 of the WZ phase circuit are connected, and this connection point becomes the U phase terminal Ta connected to the U phase of the power system. The second reactor 22 of the UX phase circuit and the first reactor 23 of the VY phase circuit are connected, and this connection point becomes the V phase terminal Tb connected to the V phase of the power system. The first reactor 25 of the WZ-phase circuit and the second reactor 24 of the VY-phase circuit are connected, and this connection point becomes the W-phase terminal Tc connected to the W-phase of the power system.

図３は、本実施形態に係るＵＸ相回路の第１のサイリスタモジュール１１の構成を示す構成図である。なお、全てのサイリスタモジュール１１〜１６は、同様に構成されているため、ここでは、代表してＵＸ相回路の第１のサイリスタモジュール１１について説明する。 FIG. 3 is a configuration diagram showing a configuration of the first thyristor module 11 of the UX phase circuit according to the present embodiment. Since all the thyristor modules 11 to 16 have the same configuration, the first thyristor module 11 of the UX phase circuit will be described here as a representative.

サイリスタモジュール１１は、端子Ｔｘ１から端子Ｔｕ１の向きに電流が流れるように直列に接続されたＮ個の第１のサイリスタ５１ａ、第１のサイリスタ５１ａと逆方向に電流が流れるように直列に接続された第２のＮ個のサイリスタ５１ｂ、及び、Ｎ個のスナバ回路５２を備える。ここで、Ｎは１以上であればよい。サイリスタ５１ａ，５１ｂは、整流作用を有するスイッチ素子である。 The thyristor module 11 has N first thyristors 51a connected in series so that a current flows from the terminal Tx1 to the terminal Tu1, and is connected in series so that a current flows in the opposite direction to the first thyristor 51a. The second N thyristors 51b and the N snubber circuits 52 are provided. Here, N may be 1 or more. The thyristors 51a and 51b are switch elements having a rectifying function.

Ｎ個のサイリスタ５１ａとＮ個のサイリスタ５１ｂは、個々に対応するように互いに逆並列に接続される。Ｎ個のスナバ回路５２は、Ｎ組の逆並列に接続されたサイリスタ５１ａ，５１ｂの各組に対応するように並列に接続される。スナバ回路５２は、コンデンサＣＰと抵抗ＲＳが直列に接続された構成である。 The N thyristors 51a and the N thyristors 51b are connected in antiparallel to each other so as to correspond to each other. The N snubber circuits 52 are connected in parallel so as to correspond to each set of N sets of thyristors 51a and 51b connected in antiparallel. The snubber circuit 52 has a configuration in which a capacitor CP and a resistor RS are connected in series.

図１を参照して、無効電力補償装置１０の構成について説明する。 The configuration of the reactive power compensator 10 will be described with reference to FIG.

２つのサイリスタバルブ１ａ，１ｂは、並べて設置される。サイリスタバルブ１ａ，１ｂは、それぞれ構造物であり、互いに電気的に接続される。 The two thyristor valves 1a and 1b are installed side by side. The thyristor valves 1a and 1b are structures and are electrically connected to each other.

第１のサイリスタバルブ１ａは、３つのサイリスタモジュール１１，１５，１６、２種類の絶縁部材３１，３２、及び、底面部４を備える。３つのサイリスタモジュール１１，１５，１６は、それぞれの間に柱状の絶縁部材３１を介して、３段積みにされる。一番下の１段目には、ＷＺ相回路の第１のサイリスタモジュール１５が位置し、真ん中の２段目には、ＷＺ相回路の第２のサイリスタモジュール１６が位置し、一番上の３段目には、ＵＸ相回路の第１のサイリスタモジュール１１が位置する。１段目のサイリスタモジュール１５と地面に設置される底面部４との間には、絶縁部材３１よりも絶縁距離が２倍長い絶縁部材３２が設けられる。 The first thyristor valve 1 a includes three thyristor modules 11, 15, 16 and two types of insulating members 31, 32, and a bottom portion 4. The three thyristor modules 11, 15 and 16 are stacked in three stages with a columnar insulating member 31 interposed therebetween. The first thyristor module 15 of the WZ phase circuit is located in the first stage at the bottom, the second thyristor module 16 of the WZ phase circuit is located in the second stage in the middle, and the first thyristor module 16 is located at the top. The first thyristor module 11 of the UX phase circuit is located in the third stage. An insulating member 32 having an insulating distance twice as long as that of the insulating member 31 is provided between the first-stage thyristor module 15 and the bottom surface portion 4 installed on the ground.

第２のサイリスタバルブ１ｂは、３つのサイリスタモジュール１２，１３，１４、２種類の絶縁部材３１，３２、及び、底面部４を備える。３つのサイリスタモジュール１２，１３，１４は、それぞれの間に柱状の絶縁部材３１を介して、３段積みにされる。一番下の１段目には、ＶＹ相回路の第２のサイリスタモジュール１４が位置し、真ん中の２段目には、ＶＹ相回路の第１のサイリスタモジュール１３が位置し、一番上の３段目には、ＵＸ相回路の第２のサイリスタモジュール１２が位置する。１段目のサイリスタモジュール１４と地面に設置される底面部４との間には、絶縁部材３２が設けられる。 The second thyristor valve 1b includes three thyristor modules 12, 13, 14, two types of insulating members 31, 32, and a bottom surface portion 4. The three thyristor modules 12, 13 and 14 are stacked in three stages with a columnar insulating member 31 interposed therebetween. The second thyristor module 14 of the VY phase circuit is located in the first stage at the bottom, the first thyristor module 13 of the VY phase circuit is located in the second stage in the middle, and The second thyristor module 12 of the UX phase circuit is located in the third stage. An insulating member 32 is provided between the first-stage thyristor module 14 and the bottom surface portion 4 installed on the ground.

ＷＺ相回路の第１のリアクトル２５は、ＷＺ相回路の第１のサイリスタモジュール１５の第２のサイリスタバルブ１ｂと対向する面と反対側に設けられた端子Ｔｗ１に接続される。 The first reactor 25 of the WZ-phase circuit is connected to a terminal Tw1 provided on the side opposite to the surface of the first thyristor module 15 of the WZ-phase circuit facing the second thyristor valve 1b.

ＷＺ相回路の第２のリアクトル２６は、ＷＺ相回路の第２のサイリスタモジュール１６の第２のサイリスタバルブ１ｂと対向する側に設けられた端子Ｔｚ２に接続される。 The second reactor 26 of the WZ-phase circuit is connected to a terminal Tz2 provided on the side of the second thyristor module 16 of the WZ-phase circuit that faces the second thyristor valve 1b.

ＵＸ相回路の第１のリアクトル２１は、ＵＸ相回路の第１のサイリスタモジュール１１の第２のサイリスタバルブ１ｂと対向する面と反対側に設けられた端子Ｔｕ１に接続される。 The first reactor 21 of the UX phase circuit is connected to a terminal Tu1 provided on the side opposite to the surface of the first thyristor module 11 of the UX phase circuit facing the second thyristor valve 1b.

ＶＹ相回路の第２のリアクトル２４は、ＶＹ相回路の第２のサイリスタモジュール１４の第１のサイリスタバルブ１ａと対向する面と反対側に設けられた端子Ｔｙ２に接続される。 The second reactor 24 of the VY phase circuit is connected to a terminal Ty2 provided on the opposite side of the surface of the second thyristor module 14 of the VY phase circuit facing the first thyristor valve 1a.

ＶＹ相回路の第１のリアクトル２３は、ＶＹ相回路の第１のサイリスタモジュール１３の第１のサイリスタバルブ１ａと対向する側に設けられた端子Ｔｖ１に接続される。 The first reactor 23 of the VY phase circuit is connected to a terminal Tv1 provided on the side of the first thyristor module 13 of the VY phase circuit that faces the first thyristor valve 1a.

ＵＸ相回路の第２のリアクトル２２は、ＵＸ相回路の第２のサイリスタモジュール１２の第１のサイリスタバルブ１ａと対向する面と反対側に設けられた端子Ｔｘ２に接続される。 The second reactor 22 of the UX phase circuit is connected to a terminal Tx2 provided on the side opposite to the surface of the second thyristor module 12 of the UX phase circuit facing the first thyristor valve 1a.

次に、絶縁部材３１，３２の絶縁距離について説明する。ここで、絶縁部材３１，３２の絶縁距離は、主に長さで決まるが、外形に凹凸を付けることにより、長さを短くして、絶縁距離を長くしてもよい。 Next, the insulation distance between the insulating members 31 and 32 will be described. Here, the insulation distance between the insulating members 31 and 32 is mainly determined by the length, but the length may be shortened and the insulation distance may be lengthened by making the outer shape uneven.

第１のサイリスタバルブ１ａでは、１段目のサイリスタモジュール１５と２段目のサイリスタモジュール１６との間、及び、２段目のサイリスタモジュール１６と３段目のサイリスタモジュール１１との間をそれぞれ複数の絶縁部材３１で支える。 In the first thyristor valve 1a, a plurality of thyristor modules 15 between the first stage and the second thyristor module 16 and a plurality of thyristor modules 11 between the second stage and the third stage are respectively provided. It is supported by the insulating member 31 of.

第２のサイリスタバルブ１ｂでは、１段目のサイリスタモジュール１４と２段目のサイリスタモジュール１３との間、及び、２段目のサイリスタモジュール１３と３段目のサイリスタモジュール１２との間をそれぞれ複数の絶縁部材３１で支える。 In the second thyristor valve 1b, a plurality of spaces are provided between the first-stage thyristor module 14 and the second-stage thyristor module 13, and between the second-stage thyristor module 13 and the third-stage thyristor module 12, respectively. It is supported by the insulating member 31 of.

電力系統の各線間電圧のピーク値をＶａｃｐとすると、無効電力補償装置１０の各相端子Ｔａ〜Ｔｃ間電圧のピーク値もＶａｃｐとなる。また、各サイリスタモジュール１１〜１６のサイリスタ５１ａ，５１ｂの直列数は同じである。したがって、各サイリスタモジュール１１〜１６の端子間に印加される電圧のピーク値は、１／２Ｖａｃｐ（Ｖａｃｐの半分）相当になる。よって、絶縁部材３１は、１／２Ｖａｃｐの電圧の絶縁が確保できる長さにする。 When the peak value of each line voltage of the power system is Vacp, the peak value of the voltage between the phase terminals Ta to Tc of the reactive power compensator 10 is also Vacp. The thyristors 51a and 51b of the thyristor modules 11 to 16 have the same number of series. Therefore, the peak value of the voltage applied between the terminals of the thyristor modules 11 to 16 is equivalent to 1/2 Vacp (half of Vacp). Therefore, the insulating member 31 has a length that can ensure the insulation of the voltage of 1/2 Vacp.

第１のサイリスタバルブ１ａでは、１段目のサイリスタモジュール１５と底面部４との間を複数の絶縁部材３２で支える。第２のサイリスタバルブ１ｂでは、１段目のサイリスタモジュール１２と底面部４との間を複数の絶縁部材３２で支える。 In the first thyristor valve 1a, a plurality of insulating members 32 support between the first-stage thyristor module 15 and the bottom surface portion 4. In the second thyristor valve 1b, a plurality of insulating members 32 support between the first-stage thyristor module 12 and the bottom surface portion 4.

各サイリスタモジュール１１〜１６と対地間では、Ｖａｃｐの電圧の絶縁を確保する必要がある。よって、絶縁部材３２は、Ｖａｃｐの電圧の絶縁が確保できる長さにする。 It is necessary to secure insulation of the voltage of Vacp between each thyristor module 11-16 and the ground. Therefore, the insulating member 32 has a length that ensures insulation of the Vacp voltage.

本実施形態によれば、各相を２つのサイリスタモジュール１１〜１６で構成し、３相のうち１つの相の回路を構成する２つのサイリスタモジュール１１，１２を別々のサイリスタバルブ１ａ，１ｂに実装することで、無効電力補償装置１０の高さ及び設置面積を小さくすることができる。これにより、無効電力補償装置１０の設置スペースを小さくすることができる。 According to the present embodiment, each phase is composed of two thyristor modules 11 to 16, and two thyristor modules 11 and 12 forming a circuit of one of the three phases are mounted on separate thyristor valves 1a and 1b. By doing so, the height and installation area of the reactive power compensator 10 can be reduced. Thereby, the installation space of the reactive power compensator 10 can be reduced.

また、各相を２つのサイリスタモジュール１１〜１６で構成するため、１つのサイリスタモジュールに実装可能なサイリスタ５１ａ，５１ｂの数の制限がある場合でも、サイリスタ５１ａ，５１ｂの直列数を増加させることができる。これにより、無効電力補償装置１０の定格電圧などの定格容量を大きくすることができる。
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る無効電力補償装置１０Ａの構成を示す構成図である。図５は、第２の実施形態に係る無効電力補償装置１０Ａの無効電力補償回路を示す回路図である。 Further, since each phase is composed of two thyristor modules 11 to 16, even if there is a limit to the number of thyristors 51a and 51b that can be mounted on one thyristor module, the number of thyristors 51a and 51b in series can be increased. it can. As a result, the rated capacity such as the rated voltage of the reactive power compensator 10 can be increased.
(Second embodiment)
FIG. 4 is a configuration diagram showing a configuration of a reactive power compensating apparatus 10A according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a circuit diagram showing a reactive power compensating circuit of the reactive power compensating apparatus 10A according to the second embodiment.

図５に示す無効電力補償装置１０Ａの無効電力補償回路は、図２に示す第１の実施形態に係る無効電力補償装置１０の無効電力補償回路において、３つのリアクトル２２，２３，２６を取り除き、３つのコンデンサ６１，６２，６３、及び、４つの避雷器（サージアレスタ）７１，７２，７３，７４を追加したものである。 The reactive power compensating circuit of the reactive power compensating apparatus 10A shown in FIG. 5 has three reactors 22, 23, 26 removed in the reactive power compensating circuit of the reactive power compensating apparatus 10 according to the first embodiment shown in FIG. Three capacitors 61, 62, 63 and four lightning arresters (surge arresters) 71, 72, 73, 74 are added.

無効電力補償装置１０Ａは、サイリスタ開閉コンデンサ（ＴＳＣ，thyristor switched capacitor）方式を採用した静止型無効電力補償装置である。無効電力補償装置１０Ａは、サイリスタモジュール１１〜１６を交流スイッチとして用い、調相用に設けられたコンデンサ６１〜６３の投入又は開放することで、無効電力を補償する。避雷器７１〜７４は、サイリスタモジュール１１〜１６に印加される過電圧を抑制するために設けられる。 The reactive power compensator 10A is a static reactive power compensator that employs a thyristor switching capacitor (TSC) system. The reactive power compensator 10A uses the thyristor modules 11 to 16 as AC switches and compensates reactive power by turning on or off capacitors 61 to 63 provided for phase adjustment. The lightning arresters 71-74 are provided in order to suppress the overvoltage applied to the thyristor modules 11-16.

ＵＸ相回路は、図２に示す第１の実施形態に係るＵＸ相回路において、第２のリアクトル２２の代わりにコンデンサ６１を設け、第２のサイリスタモジュール１２の端子Ｔｘ２とＵ相端子Ｔａとを接続するように避雷器７１を設けたものである。 The UX phase circuit is different from the UX phase circuit according to the first embodiment shown in FIG. 2 in that a capacitor 61 is provided instead of the second reactor 22, and the terminal Tx2 of the second thyristor module 12 and the U phase terminal Ta are connected. A lightning arrester 71 is provided so as to be connected.

ＶＹ相回路は、図２に示す第１の実施形態に係るＶＹ相回路において、第１のリアクトル２３の代わりにコンデンサ６２を設け、第２のサイリスタモジュール１４の端子Ｔｙ２とＶ相端子Ｔｂとを接続するように避雷器７２を設けたものである。 The VY phase circuit is different from the VY phase circuit according to the first embodiment shown in FIG. 2 in that a capacitor 62 is provided instead of the first reactor 23, and the terminal Ty2 of the second thyristor module 14 and the V phase terminal Tb are connected. A lightning arrester 72 is provided so as to be connected.

ＷＺ相回路は、図２に示す第１の実施形態に係るＷＺ相回路において、第２のリアクトル２６を取り除き、第１のサイリスタモジュール１５の端子Ｔｚ１とＷ相端子Ｔｃとを接続するように避雷器７４を設け、第２のサイリスタモジュール１６と並列に接続するように避雷器７３を設け、第１のサイリスタモジュール１５の端子Ｔｚ１と第２のサイリスタモジュール１６の端子Ｔｗ２との間に接続するようにコンデンサ６３を設けたものである。 The WZ-phase circuit is different from the WZ-phase circuit according to the first embodiment shown in FIG. 2 in that the second reactor 26 is removed and the terminal Tz1 of the first thyristor module 15 and the W-phase terminal Tc are connected. 74 is provided, a lightning arrester 73 is provided so as to be connected in parallel with the second thyristor module 16, and a capacitor is provided so as to be connected between the terminal Tz1 of the first thyristor module 15 and the terminal Tw2 of the second thyristor module 16. 63 is provided.

図４を参照して、無効電力補償装置１０Ａの構成について説明する。 The configuration of the reactive power compensator 10A will be described with reference to FIG.

２つのサイリスタバルブ１ａＡ，１ｂＡは、並べて設置される。サイリスタバルブ１ａＡ，１ｂＡは、それぞれ構造物であり、互いに電気的に接続される。サイリスタバルブ１ａＡ，１ｂＡは、基本的には、第１の実施形態に係るサイリスタバルブ１ａ，１ｂと同様に構成される。 The two thyristor valves 1aA and 1bA are installed side by side. Each of the thyristor valves 1aA and 1bA is a structure and is electrically connected to each other. The thyristor valves 1aA and 1bA are basically configured similarly to the thyristor valves 1a and 1b according to the first embodiment.

第１のサイリスタバルブ１ａＡは、３つのサイリスタモジュール１３，１４，１５、２種類の絶縁部材３１Ａ，３２Ａ、及び、底面部４を備える。３つのサイリスタモジュール１３，１４，１５は、第１の実施形態に係る第１のサイリスタバルブ１ａと同様に、それぞれの間に柱状の絶縁部材３１Ａを介して、３段積みにされる。１段目には、ＷＺ相回路の第１のサイリスタモジュール１５が位置し、２段目には、ＶＹ相回路の第２のサイリスタモジュール１４が位置し、３段目には、ＶＹ相回路の第１のサイリスタモジュール１３が位置する。１段目のサイリスタモジュール１５と地面に設置される底面部４との間には、絶縁部材３１Ａよりも絶縁距離が２倍長い絶縁部材３２Ａが設けられる。 The first thyristor valve 1aA includes three thyristor modules 13, 14, 15, two kinds of insulating members 31A and 32A, and a bottom surface portion 4. Similar to the first thyristor valve 1a according to the first embodiment, the three thyristor modules 13, 14 and 15 are stacked in three stages with a columnar insulating member 31A therebetween. The first thyristor module 15 of the WZ phase circuit is located in the first stage, the second thyristor module 14 of the VY phase circuit is located in the second stage, and the VY phase circuit is located in the third stage. A first thyristor module 13 is located. An insulating member 32A having an insulating distance twice as long as that of the insulating member 31A is provided between the first-stage thyristor module 15 and the bottom surface portion 4 installed on the ground.

第２のサイリスタバルブ１ｂＡは、３つのサイリスタモジュール１１，１２，１６、２種類の絶縁部材３１Ａ，３２Ａ、及び、底面部４を備える。３つのサイリスタモジュール１１，１２，１６は、第１の実施形態に係る第２のサイリスタバルブ１ｂと同様に、それぞれの間に柱状の絶縁部材３１Ａを介して、３段積みにされる。１段目には、ＷＺ相回路の第２のサイリスタモジュール１６が位置し、２段目には、ＵＸ相回路の第１のサイリスタモジュール１１が位置し、３段目には、ＵＸ相回路の第２のサイリスタモジュール１２が位置する。１段目のサイリスタモジュール１６と地面に設置される底面部４との間には、絶縁部材３２Ａが設けられる。 The second thyristor valve 1bA includes three thyristor modules 11, 12, 16 and two types of insulating members 31A and 32A, and a bottom surface portion 4. Similar to the second thyristor valve 1b according to the first embodiment, the three thyristor modules 11, 12, 16 are stacked in three stages with a columnar insulating member 31A therebetween. The second thyristor module 16 of the WZ phase circuit is located at the first stage, the first thyristor module 11 of the UX phase circuit is located at the second stage, and the thyristor module 11 of the UX phase circuit is located at the third stage. A second thyristor module 12 is located. An insulating member 32A is provided between the first-stage thyristor module 16 and the bottom surface portion 4 installed on the ground.

ＷＺ相回路のリアクトル２５は、ＷＺ相回路の第１のサイリスタモジュール１５の第２のサイリスタバルブ１ｂＡと対向する面と反対側に設けられた端子Ｔｗ１に接続される。 The reactor 25 of the WZ-phase circuit is connected to the terminal Tw1 provided on the side opposite to the surface of the first thyristor module 15 of the WZ-phase circuit facing the second thyristor valve 1bA.

ＶＹ相回路のコンデンサ６２は、ＶＹ相回路の第１のサイリスタモジュール１３の第２のサイリスタバルブ１ｂＡと対向する面と反対側に設けられた端子Ｔｖ１に接続される。 The capacitor 62 of the VY phase circuit is connected to the terminal Tv1 provided on the side opposite to the surface of the VY phase circuit facing the second thyristor valve 1bA of the first thyristor module 13.

ＶＹ相回路のリアクトル２４は、ＶＹ相回路の第２のサイリスタモジュール１４の第２のサイリスタバルブ１ｂＡと対向する側に設けられた端子Ｔｙ２に接続される。 The reactor 24 of the VY phase circuit is connected to the terminal Ty2 provided on the side of the second thyristor module 14 of the VY phase circuit that faces the second thyristor valve 1bA.

ＵＸ相回路のリアクトル２１は、ＵＸ相回路の第１のサイリスタモジュール１１の第１のサイリスタバルブ１ａＡと対向する側に設けられた端子Ｔｕ１に接続される。 The reactor 21 of the UX phase circuit is connected to the terminal Tu1 provided on the side of the first thyristor module 11 of the UX phase circuit that faces the first thyristor valve 1aA.

ＵＸ相回路のコンデンサ６１は、ＵＸ相回路の第２のサイリスタモジュール１２の第１のサイリスタバルブ１ａＡと対向する面と反対側に設けられた端子Ｔｘ２に接続される。 The capacitor 61 of the UX phase circuit is connected to the terminal Tx2 provided on the side opposite to the surface of the second thyristor module 12 of the UX phase circuit facing the first thyristor valve 1aA.

ＷＺ相回路のコンデンサ６３は、ＷＺ相回路の第１のサイリスタモジュール１５の端子Ｔｚ１と第２のサイリスタモジュール１６の端子Ｔｗ２とをそれぞれ接続するように設けられる。２つの端子Ｔｚ１，Ｔｗ２は、２つのサイリスタバルブ１ａＡ，１ｂＡが互いに対抗する面にそれぞれ設けられる。 The capacitor 63 of the WZ-phase circuit is provided so as to connect the terminal Tz1 of the first thyristor module 15 and the terminal Tw2 of the second thyristor module 16 of the WZ-phase circuit, respectively. The two terminals Tz1 and Tw2 are provided on the surfaces of the two thyristor valves 1aA and 1bA that face each other.

図６は、第２の実施形態に係る無効電力補償装置１０Ａのゲートブロック時におけるＵＸ相回路を構成するサイリスタモジュール１１，１２の端子間電圧を示す波形図である。なお、ＶＹ相回路及びＷＺ相回路についても、図６と同様の波形図になる。 FIG. 6 is a waveform diagram showing the inter-terminal voltages of the thyristor modules 11 and 12 that form the UX phase circuit when the reactive power compensating apparatus 10A according to the second embodiment is gate-blocked. The VY-phase circuit and the WZ-phase circuit also have the same waveform diagram as in FIG.

ここで、Ｖａｃは交流系統電圧を、Ｖｌはリアクトル２１の端子間電圧（リアクトル電圧）を、Ｖｔｈ×２は、２つのサイリスタモジュール１１，１２の端子間の合計電圧を、Ｖｃはコンデンサ６１の電圧（コンデンサ電圧）を、Ｉｔｈはサイリスタモジュール１１，１２に流れる電流をそれぞれ示している。 Here, Vac is the AC system voltage, Vl is the voltage between the terminals of the reactor 21 (reactor voltage), Vth×2 is the total voltage between the terminals of the two thyristor modules 11 and 12, and Vc is the voltage of the capacitor 61. (Capacitor voltage) and Ith are currents flowing in the thyristor modules 11 and 12, respectively.

無効電力補償装置１０Ａを運転状態からゲートブロックすると、コンデンサ６１が充電され、２つのサイリスタモジュール１１，１２の端子間に電圧Ｖｔｈ×２が発生する。図６に示すように、２つのサイリスタモジュール１１，１２の端子間電圧Ｖｔｈ×２は、交流系統電圧Ｖａｃにコンデンサ電圧Ｖｃが重畳されたものになる。交流系統電圧のピーク値をＶａｃｐ、コンデンサ電圧をＶｃ、リアクトル電圧のピーク値をＶｌｐとし、ゲートブロック時のサイリスタモジュール１１，１２の端子間電圧のピーク値をＶｔｈｐで表すと、次式のようになる。 When the reactive power compensator 10A is gate-blocked from the operating state, the capacitor 61 is charged and the voltage Vth×2 is generated between the terminals of the two thyristor modules 11 and 12. As shown in FIG. 6, the inter-terminal voltage Vth×2 of the two thyristor modules 11 and 12 is the AC system voltage Vac superposed with the capacitor voltage Vc. If the peak value of the AC system voltage is Vacp, the capacitor voltage is Vc, the peak value of the reactor voltage is Vlp, and the peak value of the inter-terminal voltage of the thyristor modules 11 and 12 at the time of gate block is represented by Vthp, the following equation is obtained. Become.

Ｖｔｈｐ×２＝Ｖａｃｐ＋Ｖｃ …式（１）
また、Ｖｃ＝Ｖａｃｐ＋Ｖｌｐであることにより、次式が得られる。 Vthp×2=Vacp+Vc Equation (1)
Further, since Vc=Vacp+Vlp, the following equation is obtained.

Ｖｔｈｐ＝（Ｖａｃｐ＋Ｖｃ）／２＝Ｖａｃｐ＋Ｖｌｐ／２ …式（２）
リアクトル電圧のピーク値Ｖｌｐは、通常、交流系統電圧の５％〜１０％程度の電圧である。したがって、サイリスタモジュール１１，１２の各端子間に印加される電圧は、交流系統電圧のピーク値Ｖａｃｐ相当に抑えられる。 Vthp=(Vacp+Vc)/2=Vacp+Vlp/2 Equation (2)
The peak value Vlp of the reactor voltage is usually about 5% to 10% of the AC system voltage. Therefore, the voltage applied between the terminals of the thyristor modules 11 and 12 is suppressed to the peak value Vacp of the AC system voltage.

次に、絶縁部材３１Ａ，３２Ａの絶縁距離について説明する。 Next, the insulation distance between the insulating members 31A and 32A will be described.

サイリスタバルブ１ａＡ，１ｂＡのそれぞれの各サイリスタモジュール１１〜１６の間に用いられる絶縁部材３１Ａは、式（１）から（Ｖａｃｐ＋Ｖｃ）／２の電圧の絶縁が確保できる長さにする。また、サイリスタバルブ１ａＡ，１ｂＡのそれぞれの１段目のサイリスタモジュール１５，１６と底面部４との間に用いられる絶縁部材３２Ａは、式（１）からＶａｃｐ＋Ｖｃの電圧の絶縁が確保できる長さにする。 The insulating member 31A used between the respective thyristor modules 11 to 16 of the thyristor valves 1aA and 1bA has a length that can secure the insulation of the voltage of (Vacp+Vc)/2 from the formula (1). Further, the insulating member 32A used between the first-stage thyristor modules 15 and 16 of each of the thyristor valves 1aA and 1bA and the bottom surface portion 4 has a length that can ensure insulation of the voltage Vacp+Vc from the formula (1). To do.

その他の点については、絶縁部材３１Ａ，３２Ａは、第１の実施形態に係る絶縁部材３１，３２と同様である。 In other respects, the insulating members 31A and 32A are similar to the insulating members 31 and 32 according to the first embodiment.

本実施形態によれば、各相を２つのサイリスタモジュール１１〜１６で構成し、３相のうち１つの相の回路を構成する２つのサイリスタモジュール１５，１６を別々のサイリスタバルブ１ａＡ，１ｂＡに実装し、これらのサイリスタモジュール１５，１６の電気的な間の位置にコンデンサ６３を設けることで、無効電力補償装置１０Ａの高さ及び設置面積を小さくすることができる。これにより、無効電力補償装置１０Ａの設置スペースを小さくすることができる。 According to the present embodiment, each phase is composed of two thyristor modules 11 to 16, and two thyristor modules 15 and 16 that compose a circuit of one of the three phases are mounted on separate thyristor valves 1aA and 1bA. However, by providing the capacitor 63 at a position between these thyristor modules 15 and 16 electrically, the height and installation area of the reactive power compensator 10A can be reduced. Thereby, the installation space of the reactive power compensator 10A can be reduced.

また、各相を２つのサイリスタモジュール１１〜１６で構成するため、第１の実施形態と同様に、サイリスタ５１ａ，５１ｂの直列数を増加させて、無効電力補償装置１０Ａの定格電圧などの定格容量を大きくすることができる。 Further, since each phase is composed of two thyristor modules 11 to 16, the number of series of thyristors 51a and 51b is increased to increase the rated capacity such as the rated voltage of the reactive power compensator 10A, as in the first embodiment. Can be increased.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements within a range not departing from the gist of the invention in an implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, the constituent elements of different embodiments may be combined appropriately.

１ａ，１ｂ…サイリスタバルブ、４…底面部、１０…無効電力補償装置、１１〜１６…サイリスタモジュール、２１〜２６…リアクトル、３１，３２…絶縁部材。 1a, 1b... Thyristor valve, 4... Bottom part, 10... Reactive power compensator, 11-16... Thyristor module, 21-26... Reactor, 31, 32... Insulation member.

Claims

A first structure in which three out of three modules of six modules each including a circuit including at least one set of rectifying switch elements connected in antiparallel to each other are stacked in three stages;
A second structure that is electrically connected to the first structure, and three of the six modules different from the first structure are stacked in three stages,
The first structure is
Of the six modules, a first module forming a part of a first-phase circuit of a reactive power compensating circuit that compensates reactive power of three-phase AC power;
A second module of the six modules, which constitutes a part of a second phase circuit of the reactive power compensation circuit;
Of the six modules, a third module forming a part of the circuit of the second phase,
The second structure is
Of the six modules, a fourth module forming a part of the first-phase circuit,
Of the six modules, a fifth module forming a part of the circuit of the third phase of the reactive power compensation circuit,
A sixth module, which constitutes a part of the circuit of the third phase among the six modules, is provided.

The reactive power compensator according to claim 1, further comprising a reactor for compensating for the reactive power.

The reactive power compensator according to claim 1, further comprising a capacitor for compensating the reactive power.

4. The reactive power compensator according to claim 3, wherein the capacitor is provided at a position electrically between the first module and the fourth module.

The reactive power compensator according to claim 1, wherein each of the six modules includes a snubber circuit.