JPH09308224A - Harmonic suppressing circuit for electric power system and communication system - Google Patents

Harmonic suppressing circuit for electric power system and communication system

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JPH09308224A
JPH09308224A JP8116656A JP11665696A JPH09308224A JP H09308224 A JPH09308224 A JP H09308224A JP 8116656 A JP8116656 A JP 8116656A JP 11665696 A JP11665696 A JP 11665696A JP H09308224 A JPH09308224 A JP H09308224A
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Japan
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circuit
power system
harmonic suppression
suppression circuit
voltage
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JP8116656A
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Japanese (ja)
Inventor
Takemitsu Higuchi
武光 樋口
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Kansai Electric Power Co Inc
Original Assignee
Kansai Electric Power Co Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress higher harmonics and prevent the production of overvoltage due to ground fault accident by series-connecting a bidirectional switching element with a coil having a required inductance, and exercising control so that the bidirectional switching element will has a constant switching voltage both in positive and in negative. SOLUTION: A coil L is series-connected with a diode anti-parallel circuit 1 having a certain positive and negative switching voltage. Another coil L1 and a capacitor C parallel circuit 5 are added as required to reduce the reactance of the entire circuit. A harmonic suppressing circuit 10a is thereby constituted, and it is connected with a sheath grounding conductor 9. The circuit allows fundamental waves to be passed and yet suppresses higher harmonics.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、送電線や配電線
等の電力系統又は通信系統に設置される高調波抑制回路
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a harmonic wave suppression circuit installed in a power system such as a power transmission line or a distribution line or a communication system.

【0002】[0002]

【従来の技術】家庭用機器やOA機器、産業機器への半
導体応用機器の急速な普及に伴って、半導体素子のスイ
ッチングの際に発生する高調波が配電系統に流出し、更
に電力系統に伝搬して、電圧・電流波形をひずませるこ
とがあり、回路条件の如何によっては機器の誤動作や焼
損、劣化を進展させることがある。このため、従来から
無停電電源装置や交直変換機器などの半導体内臓装置を
接続した系統に、フィルタを接続することにより、高調
波を除去する手段が一般にとられてきた。
2. Description of the Related Art With the rapid spread of semiconductor applied equipment to household equipment, office automation equipment, and industrial equipment, harmonics generated during switching of semiconductor elements flow out to a distribution system and further propagate to a power system. As a result, the voltage / current waveform may be distorted, which may lead to malfunction, burnout, or deterioration of the device depending on the circuit conditions. For this reason, conventionally, a means has been generally used to remove harmonics by connecting a filter to a system to which semiconductor built-in devices such as an uninterruptible power supply and an AC / DC converter are connected.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電流系
統において地絡事故が発生すると、前記のフィルタが地
絡電流中の特定の周波数と共振することにより、過電圧
が発生し、その過電圧が2次的事故の原因となるおそれ
があった。
However, when a ground fault occurs in the current system, the filter resonates with a specific frequency in the ground current, resulting in an overvoltage, which is a secondary voltage. There was a risk of causing an accident.

【0004】一方、従来の高調波抑制対策は、電力系統
の高圧系に設けることが一般であったが、本発明者の測
定・分析の結果によると、高調波は接地系を通じても侵
入することが判明した。即ち、電力線ケーブルや、送電
線近傍において半導体素子のスイッチングの際に発生す
るサージ電流が、接地線間の電位差に基づく大地中の迷
走循環電流となって流れ、これが電力系の変圧器巻線へ
直接又は電磁誘導により侵入し、或いはケーブルシース
から電磁誘導により芯線に侵入するのである。
On the other hand, conventional measures for suppressing harmonics were generally provided in the high voltage system of the power system, but according to the results of measurement and analysis by the present inventor, the harmonics also penetrate through the ground system. There was found. That is, the surge current generated when the semiconductor element is switched near the power line cable or the power transmission line flows as a stray circulating current in the ground based on the potential difference between the ground lines, and this flows to the transformer winding of the power system. It enters directly or by electromagnetic induction, or enters the core wire from the cable sheath by electromagnetic induction.

【0005】また、同様の理由により、通信系統(制御
系統を含む)にも高調波が侵入し、通信やコンピュータ
の制御に支障を来たすおそれがあった。
Further, for the same reason, there is a possibility that higher harmonics may enter the communication system (including the control system) and interfere with the control of communication and computers.

【0006】そこで、この発明は、フィルタを用いるこ
となく、半導体スイッチング素子とコイルの組合せを基
本構成とした簡単な回路により、電力系統又は通信系統
に侵入する高調波を抑制すると共に、地絡事故時の過電
圧の発生を防止し、また接地系にも有効に適用すること
ができる高調波抑制回路を提供することを目的とする。
In view of the above, the present invention suppresses harmonics entering a power system or a communication system by using a simple circuit having a basic configuration of a combination of a semiconductor switching element and a coil without using a filter, and a ground fault accident. It is an object of the present invention to provide a harmonic suppression circuit that prevents the occurrence of overvoltage during operation and can be effectively applied to a ground system.

【0007】[0007]

【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、この発明は電力系統に接続される高調波抑制回路
において、上記高調波抑制回路が両方向性半導体スイッ
チング素子と所要のインダクタンスを有するコイルとを
直列に接続することにより構成され、上記両方向性半導
体スイッチング素子が、正負両方の一定のスイッチング
電圧を有する構成としたものである。
In order to achieve the above object, the present invention is a harmonic suppression circuit connected to a power system, wherein the harmonic suppression circuit has a bidirectional semiconductor switching element and a required inductance. The bidirectional semiconductor switching element is configured by connecting a coil in series, and the bidirectional semiconductor switching element has a constant positive and negative switching voltage.

【0008】上記構成によると、電力系統の電圧がスイ
ッチング電圧を越える場合に、その正負に応じて半導体
スイッチング素子が択一的にオンとなり、また、スイッ
チング電圧以下になるとオフになる。オン・オフによる
電流の急激な変化によりコイルに逆起電力が発生する。
この逆起電力は周波数の高い高調波に対しては大きく作
用してその通過を阻止するが、周波数の低い基本波に対
する逆起電力は小さいので、基本波は阻止されない。
According to the above structure, when the voltage of the power system exceeds the switching voltage, the semiconductor switching element is selectively turned on according to the positive / negative of the voltage, and is turned off when the voltage is equal to or lower than the switching voltage. A back electromotive force is generated in the coil due to a rapid change in current due to on / off.
This counter electromotive force has a large effect on high-frequency harmonics and blocks its passage, but the counter electromotive force on low-frequency fundamental waves is small, so the fundamental waves are not blocked.

【0009】また、上記のコイルにコンデンサを接続
し、これらの回路定数を電力系統の基本波の周波数と共
振する大きさに選定することができる。この構成による
と回路のリアクタンスが低減されるので、接地系におい
ては、地絡事故時の系統保護リレーの作動を確実にする
上で有効である。
Further, it is possible to connect a capacitor to the above coil and select the circuit constants of such a magnitude as to resonate with the frequency of the fundamental wave of the power system. According to this configuration, the reactance of the circuit is reduced, and therefore it is effective in the ground system to ensure the operation of the system protection relay in the event of a ground fault.

【0010】上記の両方向性半導体スイッチング素子と
しては、プロトン照射処理を施した一対のダイオードを
相互に逆極性に並列接続したものを用いることができ
る。プロトン照射処理により各半導体スイッチング素子
のスイッチング電圧を変えたことができる。
As the bidirectional semiconductor switching element, it is possible to use a pair of diodes which have been subjected to a proton irradiation process and which are connected in parallel in mutually opposite polarities. The switching voltage of each semiconductor switching element can be changed by the proton irradiation process.

【0011】更に、上記の両方向性半導体スイッチング
素子として、一対のサイリスタを相互に逆極性に並列接
続したもの、或いはトライアックを用い、これらの制御
回路として、電力系統の電圧の正負に応じて、択一的に
上記スイッチング電圧の絶対値以上の電圧で導通し、そ
れ以下の電圧で非導通となるようゲート電流が制御され
るようにすることができる。
Further, as the bidirectional semiconductor switching element, a pair of thyristors connected in parallel with mutually opposite polarities, or a triac is used, and these control circuits are selected according to the positive / negative of the voltage of the power system. It is possible to control the gate current so that the gate current is made conductive at a voltage equal to or higher than the absolute value of the switching voltage and becomes non-conductive at a voltage lower than the absolute value.

【0012】また、通信系統の接地系から流入する高調
波を抑制するための高調波抑制回路として、前記の場合
と同様に両方向性半導体スイッチング素子と、インダク
タとを直列に接続し、上記両方向性半導体スイッチング
素子が正負両方向の一定のスイッチング電圧を有する構
成を採用することができる。
Further, as a harmonic suppression circuit for suppressing harmonics flowing in from the ground system of the communication system, a bidirectional semiconductor switching element and an inductor are connected in series as in the above case, and the bidirectional It is possible to adopt a configuration in which the semiconductor switching element has a constant switching voltage in both positive and negative directions.

【0013】この場合も、前述と同様の作用により高調
波が通信系統に侵入することを阻止することができる。
Also in this case, harmonics can be prevented from entering the communication system by the same operation as described above.

【0014】[0014]

【実施の形態】以下、この発明の実施形態を添付図面に
基づいて説明する。まず、高調波抑制回路の回路構成要
素を説明する。この発明に用いる両方向性半導体スイッ
チング素子の具体例としては、図1(a)に示すよう
に、一対のダイオードを相互に逆極性(正負の方向性が
逆向き)に並列接続したもの、図1(b)に示すよう
に、一対の逆阻止三端子サイリスタを相互に逆極性に並
列接続したもの、図1(c)に示すトライアックがあ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, the circuit components of the harmonic suppression circuit will be described. As a specific example of the bidirectional semiconductor switching element used in the present invention, as shown in FIG. 1 (a), a pair of diodes are connected in parallel with opposite polarities (the positive and negative polarities are opposite), and FIG. As shown in (b), there is a triac shown in FIG. 1 (c), in which a pair of reverse blocking three-terminal thyristors are connected in parallel in mutually opposite polarities.

【0015】上記の図1(a)の形式をダイオード逆並
列形式と略称し、その回路をダイオード逆並列回路1と
称する。また、図1(b)の形式をサイリスタ逆並列形
式と略称し、その回路をサイリスタ逆並列回路2と称す
る。更に図1(c)の形式をトライアック形式と略称
し、その回路を単にトライアック3と称する。図1
(b)(c)の4はゲート電流の制御回路である。
The type shown in FIG. 1A is abbreviated as a diode anti-parallel type, and its circuit is called a diode anti-parallel type circuit 1. Further, the form of FIG. 1B is abbreviated as a thyristor anti-parallel form, and its circuit is called a thyristor anti-parallel form 2. Further, the type of FIG. 1C is abbreviated as a triac type, and its circuit is simply called a triac 3. FIG.
Reference numeral 4 in (b) and (c) is a gate current control circuit.

【0016】上記のダイオード逆並列形式に用いる各ダ
イオードのV−I特性図を図2(a)に示す。このダイ
オードは、順方向電圧の数ボルト程度の一定値V1 (ス
イッチング電圧)において急激に電流値が増加し、また
逆方向の数10ボルトの一定値V2 (降伏電圧)におい
て、急激に逆方向電流値が増加する特性を有する。図の
破線で示す特性は、上記のダイオードにプロトン照射処
理を施すことにより、スイッチング電圧をV1 ’、降伏
電圧をV2 ’にそれぞれ増大させた場合を示す。例えば
1 =2.5Vのダイオードにプロトン処理を施すこと
により、V1 ’=4.0Vに増大させることができ、照
射処理の制御により、自由にV1 ’を選定することがで
きる。
FIG. 2A shows a VI characteristic diagram of each diode used in the diode anti-parallel type. This diode rapidly increases in current value at a constant value V 1 (switching voltage) of a forward voltage of about several volts, and rapidly reverses at a constant value V 2 of several tens of volts in the reverse direction (breakdown voltage). It has a characteristic that the directional current value increases. The characteristic indicated by the broken line in the figure shows the case where the switching voltage is increased to V 1 'and the breakdown voltage is increased to V 2 ' by subjecting the diode to the proton irradiation treatment. For example by applying the proton treatment V 1 = 2.5V diode, 'can be increased to = 4.0V, the control of the irradiation process, free V 1' V 1 can be selected.

【0017】図2(b)はダイオード並列回路1のV−
I特性であり、逆方向特性を省略して示したものであ
る。
FIG. 2B shows V- of the diode parallel circuit 1.
This is the I characteristic, and the reverse characteristic is omitted.

【0018】上記のダイオード逆並列回路1に純抵抗R
を直列に接続し(図3(a)参照)、これに商用周波数
の交流電圧Eを加えた場合の純抵抗Rに流れる電流iを
概念的に示せば図3(b)のとおりである。交流電圧E
がスイッチング電圧V1 (又は−V1 )を越えた場合に
のみ電流iが流れる結果、電流iは半サイクルごとにΔ
T時間の休止期間がある。このΔTの大きさは、素子自
体の特性の選択と前述のプロトン照射処理の制御により
20ns〜500μsの範囲で自由に選定することがで
きる。
A pure resistance R is added to the diode anti-parallel circuit 1 described above.
Is serially connected (see FIG. 3A), and the current i flowing through the pure resistance R when the commercial frequency AC voltage E is applied thereto is conceptually shown in FIG. 3B. AC voltage E
Current i flows only when the voltage exceeds the switching voltage V 1 (or −V 1 ), the current i becomes Δ every half cycle.
There is a quiescent period of T hours. The magnitude of this ΔT can be freely selected within the range of 20 ns to 500 μs by selecting the characteristics of the device itself and controlling the above-mentioned proton irradiation treatment.

【0019】図4は、ダイオード逆並列回路1(正負各
方向の抵抗値0.139Ω、以下同じ)に抵抗R(=0
/Ω)を接続した実験回路に、交流電圧E(=0.27
V、以下同じ)を加えた場合の抵抗Rを流れる電流iを
実測した場合、電流iに休止期間ΔT(=0.84μ
s)が存在し、電流iの波高値が1.14Aであること
を示している。また、上記の交流電圧Eの基本波(60
Hz)に第5高調波(30%)、と第9高調波(30
%)を加えた場合の電流iの周波数分析結果を図4
(c)、(d)に示す。この分析結果からわかるよう
に、基本波は勿論、第5高調波、第9高調波は何ら阻止
されることなく、そのまま出力されていることがわか
る。
FIG. 4 shows a diode antiparallel circuit 1 (having a resistance value of 0.139Ω in each of the positive and negative directions; the same applies hereinafter) to a resistor R (= 0).
AC voltage E (= 0.27)
When the current i flowing through the resistance R when V, the same applies below) is actually measured, the current i has a rest period ΔT (= 0.84 μ).
s) is present and the peak value of the current i is 1.14A. In addition, the fundamental wave (60
Hz) to the 5th harmonic (30%), and the 9th harmonic (30%)
%), The frequency analysis result of the current i is shown in FIG.
(C) and (d) show. As can be seen from this analysis result, it is understood that not only the fundamental wave but also the fifth and ninth harmonics are output without being blocked.

【0020】図5は、(a)図のようにダイオード逆並
列回路1にコイルL(自己インダクタンス20mH、以
下同じ)を直列に接続した実験回路に交流電圧Eを加え
た場合、電流iの波形を(b)図に示す。電流iの波高
値(0.035A)は著しく低下するが休止期間(Δ
T)が無くなり、全体として正流波となる。これはコイ
ルLの自己誘導作用により、電流の変化がΔT分だけ遅
れる結果、正の半波の0点と、次の負の半波の0点とが
一致することによるものである。いいかえれば、コイル
Lの自己インダクタンスの大きさを適当に選定すると、
電流の変化にΔTの遅延時間が生じて、電流波形が正流
波になるということができる。
FIG. 5 shows the waveform of the current i when an AC voltage E is applied to an experimental circuit in which a coil L (self-inductance 20 mH, the same applies hereinafter) is connected in series to the diode antiparallel circuit 1 as shown in FIG. Is shown in FIG. Although the peak value (0.035A) of the current i is remarkably reduced, the rest period (Δ
T) disappears and becomes a positive flow wave as a whole. This is because the change in current is delayed by ΔT due to the self-induction action of the coil L, and as a result, the zero point of the positive half wave and the zero point of the next negative half wave coincide with each other. In other words, if the size of the self-inductance of the coil L is properly selected,
It can be said that a delay time of ΔT occurs in the change of the current and the current waveform becomes a forward current wave.

【0021】図5の(c)、(d)図は、基本波に前述
の場合と同様の第5及び第9高調波を加えた場合の電流
波形の周波数分断結果である。この分析結果から基本波
は十分大きいのに対し、第5及び第9高調波が著しく抑
制されていることがわかる。
FIGS. 5 (c) and 5 (d) show the results of frequency division of the current waveform when the fifth and ninth harmonics similar to those described above are added to the fundamental wave. From this analysis result, it is understood that the fundamental wave is sufficiently large, while the fifth and ninth harmonics are significantly suppressed.

【0022】これは、ダイオード並列回路1の各ダイオ
ードによる電流のオン・オフ時の電流変化が生じた場
合、基本波に対しては小さい逆起電力しか作用せず、従
ってこれを通過させるのに対し、周波数の高い高調波に
対しては大きな逆起電力が作用し、コイルLに生じる磁
場の形でそのエネルギーを蓄積することによるものであ
る。
This means that when a current change occurs when each diode of the diode parallel circuit 1 is turned on and off, only a small counter electromotive force acts on the fundamental wave, and therefore, it is necessary to pass this. On the other hand, a large counter electromotive force acts on high-frequency harmonics, and the energy is accumulated in the form of a magnetic field generated in the coil L.

【0023】次に、図6(a)に示した実験回路は、前
記の図5(a)の回路にコイルL(20mH)とコン
デンサC(2μF)の並列回路5を接続したものであ
り、コンデンサCを入れることにより、回路のリアクタ
ンスを低減させている。望ましくは、コイルL、L、及
びコンデンサCにより基本周波数に対し共振するよう
に、これらの回路定数を定める。これにより、基本波が
通過しやすくなると共に、高調波は前述の場合と同様に
コイルLの逆起電力により阻止することができる。
Next, the experimental circuit shown in FIG. 6A is obtained by connecting the parallel circuit 5 of the coil L 1 (20 mH) and the capacitor C (2 μF) to the circuit shown in FIG. 5A. By inserting the capacitor C, the reactance of the circuit is reduced. Desirably, the circuit constants of the coils L and L and the capacitor C are determined so that they resonate with respect to the fundamental frequency. This makes it easier for the fundamental wave to pass therethrough, and allows harmonics to be blocked by the counter electromotive force of the coil L, as in the case described above.

【0024】この場合の基本周波数の波形を(b)図に
示す。第5図の場合より若干波高値が高くなっているこ
とが認められる。
The waveform of the fundamental frequency in this case is shown in FIG. It can be seen that the crest value is slightly higher than in the case of FIG.

【0025】また、上記の基本周波数に、第5及び第9
高調波を加えた場合の周波数分析結果を、(c)図、
(d)図に示す。高調波が顕著に抑制されていることが
わかる。
In addition to the above fundamental frequency, the fifth and ninth
The results of frequency analysis when harmonics are added are shown in Fig.
(D) Shown in the figure. It can be seen that the harmonics are significantly suppressed.

【0026】図6はコイルLとコンデンサCの並列
回路5を加えて、回路全体のリアクタンスを低減するよ
うにしているが、コイルL1 を省略して、図7(a)の
ようにコンデンサCとコイルLの直列回路としても同様
の効果が得られる。
In FIG. 6, the parallel circuit 5 of the coil L 1 and the capacitor C is added to reduce the reactance of the entire circuit. However, the coil L 1 is omitted and the capacitor as shown in FIG. The same effect can be obtained by using a series circuit of C and the coil L.

【0027】以上の実験から図4の場合は高調波の抑制
作用はないが、図5、図6、図7に示した回路は基本波
を通過させ、しかも高調波を抑制する作用があることが
わかる。
From the above experiment, in the case of FIG. 4, there is no action of suppressing harmonics, but the circuits shown in FIGS. 5, 6 and 7 have the action of passing the fundamental wave and suppressing harmonics. I understand.

【0028】以上は、ダイオード逆並列形式について述
べたが、前掲の図1(b)のようなサイリスタ逆並列形
式の場合は、制御回路4により、交流電圧の正の半波が
スイッチング電圧V1 を越えた際に、正方向接続のサイ
リスタをターンオンさせ、逆にそのスイッチング電圧V
1 より下がった場合にターンオフさせるようにゲート電
流を制御する。また、負の半波が加えられた場合は、負
方向接続のサイリスタについて同様の制御を行う。
Although the diode anti-parallel type has been described above, in the case of the thyristor anti-parallel type as shown in FIG. 1B, the control circuit 4 causes the positive half-wave of the AC voltage to switch to the switching voltage V 1 When the voltage exceeds V, the thyristor connected in the forward direction is turned on, and conversely its switching voltage V
It controls the gate current to turn off when it goes below 1 . Further, when a negative half wave is applied, the same control is performed for the thyristor connected in the negative direction.

【0029】また、図1(c)のトライアック形式の場
合の制御回路4も上記のサイリスタ逆並列形式と同様の
ゲート電流の制御を行う。
Further, the control circuit 4 in the case of the triac type shown in FIG. 1 (c) also controls the gate current in the same manner as in the above thyristor antiparallel type.

【0030】このような制御回路4を有するサイリスタ
逆並列形式及びトライアック形式は、いずれも前述のダ
イオード逆並列形式の場合(図3参照)と同様のスイッ
チング作用を行うので、前述の図4から図7について述
べたダイオード逆並列回路1に代えて、サイリスタ逆並
列回路2又はトライアック3を用いることにより、同様
の結果を得ることが出来る。
The thyristor anti-parallel type and the triac type having the control circuit 4 as described above perform the same switching action as in the case of the diode anti-parallel type described above (see FIG. 3). Similar results can be obtained by using the thyristor anti-parallel circuit 2 or the triac 3 instead of the diode anti-parallel circuit 1 described with reference to FIG.

【0031】なお、サイリスタ逆並列形式及びトライア
ック形式のいずれの場合も電流の休止期間ΔT(図3
(b)参照)は、ゲート電流の制御により任意に変える
ことができる。
In both the thyristor anti-parallel type and the triac type, the current quiescent period ΔT (see FIG. 3).
(See (b)) can be arbitrarily changed by controlling the gate current.

【0032】〔実施例〕次に、接地系に適用した実施例
として、通信・制御系のケーブルシースの接地線に適用
した例について説明する。
[Embodiment] Next, as an embodiment applied to a ground system, an example applied to a ground wire of a cable sheath of a communication / control system will be described.

【0033】図8は、低圧制御ケーブル8のシース接地
線9に高調波抑制回路10aを接続した例である。この
場合の高調波抑制回路10は、前述の図6(a)に示し
たものである。図中11はケーブル8の芯線である。
FIG. 8 shows an example in which the harmonic suppression circuit 10a is connected to the sheath ground wire 9 of the low voltage control cable 8. The harmonic suppression circuit 10 in this case is that shown in FIG. 6 (a). Reference numeral 11 in the drawing denotes a core wire of the cable 8.

【0034】図9は、同様のシース接地線9にパーマロ
イ製中空円筒体12(高透磁率材であり、高インダクタ
ンス)を接続した既設の接地線をそのままの状態で残
し、上記の中空円筒体12と並列に前述の図6(a)の
高調波抑制回路10aを接続したものである。上記の中
空円筒体12は地絡時等に流入するサージ電流吸収のた
めに設置されるものである。
FIG. 9 shows the above-mentioned hollow cylindrical body in which the existing grounding wire in which a hollow cylindrical body 12 made of Permalloy (high magnetic permeability material and high inductance) is connected to the same sheath grounding wire 9 is left as it is. 12 is connected in parallel with the harmonic suppression circuit 10a of FIG. The hollow cylindrical body 12 is installed to absorb a surge current flowing in at the time of a ground fault or the like.

【0035】また、既設の中空円筒体12がある場合
に、図10に示すようにその接地線9に変成器13の2
次側と大地との間に高調波抑制回路10bを接続する。
この場合の高調波抑制回路10bのコイルの機能は、変
成器13のインダクタンスにより代用させる。また、ダ
イオード1の逆並列回路を2個直列に接続しているが、
回路的には、図7(a)と同じである。
If there is an existing hollow cylindrical body 12, the transformer 2 of the transformer 13 is connected to the ground wire 9 as shown in FIG.
The harmonic suppression circuit 10b is connected between the secondary side and the ground.
The function of the coil of the harmonic suppression circuit 10b in this case is substituted by the inductance of the transformer 13. Also, two anti-parallel circuits of diode 1 are connected in series,
The circuit is the same as that of FIG.

【0036】図11は、シース接地線9にサージ吸収用
のコイル14(40〜400mH)を接続し、既設の回
路を利用したものであり、このコイル14と直列に変圧
器15を接続し、その変圧器15の2次側と大地との間
に高調波抑制回路10cを接続したものである。この場
合はダイオード逆並列回路1に変圧器15の2次側コイ
ルを直列に接続したものであり、回路的には前述の図5
(a)と同じである。
FIG. 11 shows a case where a surge absorbing coil 14 (40 to 400 mH) is connected to the sheath ground wire 9 and an existing circuit is used. A transformer 15 is connected in series with the coil 14 and The harmonic suppression circuit 10c is connected between the secondary side of the transformer 15 and the ground. In this case, the secondary coil of the transformer 15 is connected in series to the diode anti-parallel circuit 1, and the circuit shown in FIG.
Same as (a).

【0037】図12の高調波抑制回路10dとして、前
記図11の回路にもう1つのダイオード逆並列回路を直
列に接続したものである。
As the harmonic suppression circuit 10d of FIG. 12, another diode antiparallel circuit is connected in series to the circuit of FIG.

【0038】図13の高調波抑制回路10eは、図12
の回路にコンデンサCを直列に接続したものであり、基
本的には図7(a)の回路と同様である。
The harmonic suppression circuit 10e shown in FIG.
The capacitor C is connected in series to the circuit of FIG. 7 and is basically the same as the circuit of FIG.

【0039】図14は、電力線ケーブル16のシース接
地線17に適用したものである。この場合は、A相、B
相、C相のシース相互間をクロスに接続することによ
り、シース相互間の電位差を無くし、3相をまとめて接
地する、いわゆるクロスボンド方式がとられる。そのシ
ース接地線17に高調波抑制回路10fを接続する。
FIG. 14 is applied to the sheath ground wire 17 of the power line cable 16. In this case, Phase A, B
A so-called cross-bonding method is adopted in which the potential difference between the sheaths is eliminated by connecting the sheaths of the C-phase and the C-phase to each other in a cross, and the three phases are collectively grounded. The harmonic suppression circuit 10f is connected to the sheath ground wire 17.

【0040】この場合の高調波抑制回路10fは図6
(a)のものを示しているが、他の回路(図5(a)、
図7)も使用できる。以下の実施形態においても、図6
(a)のものを図示するが、図5(a)、図7のものを
使用することができる。
The harmonic suppression circuit 10f in this case is shown in FIG.
(A) is shown, but other circuits (Fig. 5 (a),
Figure 7) can also be used. Also in the following embodiments, FIG.
Although (a) is shown, those shown in FIGS. 5 (a) and 7 can be used.

【0041】図15は配電線18の接地線19に適用し
たもの、図16は送電線21のコンデンサ接地線22に
適用したもの、図17は送電線21の変圧器23の中性
点接地線24に適用したものである。また図18は通信
線25の通信機器26の接地線27に適用したものであ
る。
FIG. 15 is applied to the ground wire 19 of the distribution line 18, FIG. 16 is applied to the capacitor ground wire 22 of the power transmission line 21, and FIG. 17 is a neutral point ground wire of the transformer 23 of the power transmission line 21. 24 is applied. 18 is applied to the ground line 27 of the communication device 26 of the communication line 25.

【0042】以上の各実施形態は、いずれも接地系に適
用されるものを示したが、図19は送電線21の高圧側
に高調波抑制回路10gを接続したものである。この場
合のインダクタとしての機能は送電線21の終端に接続
された変圧器23のコイル或いは送電線の系統に存在す
る浮遊インダクタンスで代用する。図中27は遮断器で
ある。
Although each of the above embodiments has been applied to the grounding system, FIG. 19 shows the harmonic suppression circuit 10g connected to the high voltage side of the transmission line 21. In this case, the function as the inductor is substituted by the coil of the transformer 23 connected to the terminal end of the power transmission line 21 or the stray inductance existing in the system of the power transmission line. In the figure, 27 is a circuit breaker.

【0043】以上の実施例は、電力系統及び通信系統に
おいて、基本波を通過させ、高調波を抑制する機能を有
することを示したものであるが、高調波を抑制する機能
があることは、地絡事故等により系統に流入するサージ
電流を抑制する機能を有することも意味する。
The above embodiments show that the power system and the communication system have a function of suppressing the harmonics by allowing the fundamental wave to pass therethrough. It also means that it has the function of suppressing the surge current flowing into the system due to a ground fault.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上のようにこの発明によると、一定の
正負のスイッチング電圧を有する両方向性半導体スイッ
チング素子の作用により、コイルに逆起電力を発生さ
せ、その逆起電力により高調波の侵入を抑制し、また地
絡事故等により系統に流入するサージ電流を抑制し、過
電圧の発生を防止する効果がある。
As described above, according to the present invention, a counter electromotive force is generated in the coil by the action of the bidirectional semiconductor switching element having a constant positive and negative switching voltage, and harmonic intrusion is caused by the counter electromotive force. This has the effect of suppressing the surge current that flows into the system due to a ground fault or the like, and preventing the occurrence of overvoltage.

【0045】また、基本波の通過は許容するので、例え
ば接地系に適用した場合に、接地系に接続される系統保
護リレーに悪影響を及ぼさない。
Further, since the passage of the fundamental wave is allowed, when applied to the ground system, for example, it does not adversely affect the system protection relay connected to the ground system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)ダイオード逆並列形式の回路図 (b)サイリスタ逆並列形式の回路図 (c)トライアック形式の回路図FIG. 1A is a circuit diagram of a diode anti-parallel type, and FIG. 1B is a circuit diagram of a thyristor anti-parallel type.

【図2】(a)ダイオードのV−I特性図 (b)ダイオード逆並列形式のV−I特性図FIG. 2A is a V-I characteristic diagram of a diode. FIG. 2B is a V-I characteristic diagram of a diode anti-parallel type.

【図3】(a)ダイオード逆並列形式の回路図 (b)同上の特性説明図FIG. 3A is a circuit diagram of a diode anti-parallel type, and FIG. 3B is a characteristic explanatory diagram of the above.

【図4】(a)ダイオード逆並列形式の実験回路図 (b)同上の電流波形図 (c)同上の周波数スペクトル図 (d)同上の周波数分析結果図FIG. 4 (a) Experimental circuit diagram of diode anti-parallel type (b) Same current waveform diagram (c) Same frequency spectrum diagram (d) Same frequency analysis result diagram

【図5】(a)ダイオード逆並列形式の実験回路図 (b)同上の電流波形図 (c)同上の周波数スペクトル図 (d)同上の周波数分析結果図FIG. 5 (a) Experimental circuit diagram of diode anti-parallel type (b) Same current waveform diagram (c) Same frequency spectrum diagram (d) Same frequency analysis result diagram

【図6】(a)ダイオード逆並列形式の実験回路図 (b)同上の電流波形図 (c)同上の周波数スペクトル図 (d)同上の周波数分析結果図FIG. 6A is an experimental circuit diagram of a diode anti-parallel type. FIG. 6B is a current waveform diagram of the above. FIG. 6C is a frequency spectrum diagram of the above.

【図7】ダイオード逆並列形式の実験回路図FIG. 7: Experimental circuit diagram of diode anti-parallel type

【図8】実施例の回路図FIG. 8 is a circuit diagram of an embodiment.

【図9】実施例の回路図FIG. 9 is a circuit diagram of an embodiment.

【図10】実施例の回路図FIG. 10 is a circuit diagram of an embodiment.

【図11】実施例の回路図FIG. 11 is a circuit diagram of an example.

【図12】実施例の回路図FIG. 12 is a circuit diagram of an example.

【図13】実施例の回路図FIG. 13 is a circuit diagram of an example.

【図14】実施例の回路図FIG. 14 is a circuit diagram of an example.

【図15】実施例の回路図FIG. 15 is a circuit diagram of an example.

【図16】実施例の回路図FIG. 16 is a circuit diagram of an example.

【図17】実施例の回路図FIG. 17 is a circuit diagram of an example.

【図18】実施例の回路図FIG. 18 is a circuit diagram of an example.

【図19】実施例の回路図FIG. 19 is a circuit diagram of an example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ダイオード逆並列回路 2 サイリスタ逆並列回路 3 トライアック 4 制御回路 5 コイルとコンデンサの並列回路 8 低圧制御ケーブル 9 シース接地線 10a〜10g 高調波抑制回路 11 芯線 12 中空円筒体 13 変成器 14 コイル 15 変圧器 16 電力線ケーブル 17 シース接地線 18 配電線 19 接地線 21 送電線 22 コンデンサ接地線 23 変圧器 24 中性点接地線 25 通信線 26 通信機器 1 diode anti-parallel circuit 2 thyristor anti-parallel circuit 3 triac 4 control circuit 5 parallel circuit of coil and capacitor 8 low-voltage control cable 9 sheath ground wire 10a-10g harmonic suppression circuit 11 core wire 12 hollow cylindrical body 13 transformer 14 coil 15 transformer 16 Power line cable 17 Sheath ground line 18 Distribution line 19 Ground line 21 Power line 22 Capacitor ground line 23 Transformer 24 Neutral point ground line 25 Communication line 26 Communication equipment

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電力系統に接続される高調波抑制回路に
おいて、上記高調波抑制回路が両方向性半導体スイッチ
ング素子と所要のインダクタンスを有するコイルとを直
列に接続することにより構成され、上記両方向性半導体
スイッチング素子が、正負両方の一定のスイッチング電
圧を有することを特徴とする電力系統における高調波抑
制回路。
1. A harmonic suppression circuit connected to a power system, wherein the harmonic suppression circuit is configured by connecting a bidirectional semiconductor switching element and a coil having a required inductance in series, and the bidirectional semiconductor. A harmonic suppression circuit in a power system, wherein a switching element has a constant positive and negative switching voltage.
【請求項2】 上記のコイルと直列に、他のコイルとコ
ンデンサとの並列回路を接続し、これらの回路定数を電
力系統の基本周波数と共振する大きさに選定したことを
特徴とする請求項1に記載の電力系統における高調波抑
制回路。
2. A parallel circuit of another coil and a capacitor is connected in series with the coil, and the circuit constants of these coils are selected to have a size that resonates with the fundamental frequency of the power system. A harmonic suppression circuit in the power system according to 1.
【請求項3】 上記のコイルと直列にコンデンサを直列
に接続し、これらの回路定数を電力系統の基本周波数と
共振する大きさに選定したことを特徴とする請求項1に
記載の電力系統における高調波抑制回路。
3. The power system according to claim 1, wherein a capacitor is connected in series with the coil and the circuit constants of these are selected to have a size that resonates with a fundamental frequency of the power system. Harmonic suppression circuit.
【請求項4】 上記の両方向性半導体スイッチング素子
がプロトン照射処理を施した一対のダイオードを相互に
逆極性に並列接続して成ることを特徴とする請求項1か
ら3のいずれかに記載の電力系統における高調波抑制回
路。
4. The electric power according to claim 1, wherein the bidirectional semiconductor switching element is formed by connecting a pair of diodes, which have been subjected to a proton irradiation process, in parallel in mutually opposite polarities. Harmonic suppression circuit in the system.
【請求項5】 上記両方向性半導体スイッチング素子
が、一対のサイリスタを相互に逆極性に並列接続したも
のであり、各サイリスタの制御回路は、電力系統の電圧
の正負に応じて、択一的に上記スイッチング電圧の絶対
値以上の電圧で導通し、それ以下の電圧で非導通となる
ようゲート電流が制御されることを特徴とする請求項1
から3のいずれかに記載の電力系統における高調波抑制
回路。
5. The bidirectional semiconductor switching element comprises a pair of thyristors connected in parallel with mutually opposite polarities, and the control circuit of each thyristor is selectively turned on or off depending on whether the voltage of the power system is positive or negative. 2. The gate current is controlled so that it conducts at a voltage equal to or higher than the absolute value of the switching voltage and becomes non-conductive at a voltage lower than the absolute value.
A harmonic suppression circuit in the electric power system according to any one of 1 to 3.
【請求項6】 上記の両方向性半導体スイッチング素子
が、トライアックであり、かつそのトライアックの制御
回路は、電力系統の電圧の正負に応じて、択一的に上記
スイッチング電圧の絶対値以上の電圧で導通し、それ以
下の電圧で非導通となるようゲート電流が制御されるこ
とを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電力
系統における高調波抑制回路。
6. The bidirectional semiconductor switching element is a triac, and a control circuit of the triac is configured to selectively operate at a voltage equal to or higher than an absolute value of the switching voltage depending on whether the voltage of a power system is positive or negative. The harmonic suppression circuit in a power system according to any one of claims 1 to 3, wherein the gate current is controlled so that it conducts and becomes non-conductive at a voltage lower than that.
【請求項7】 上記のコイルを電力系統に接続された変
圧器の巻線で代用したことを特徴とする請求項1に記載
の電力系統における高調波抑制回路。
7. The harmonic suppression circuit in a power system according to claim 1, wherein the coil is replaced by a winding of a transformer connected to the power system.
【請求項8】 上記のコイルを電力系統に存在する浮遊
インダクタンスで代用したことを特徴とする請求項1に
記載の電力系統における高調波抑制回路。
8. The harmonic suppression circuit in a power system according to claim 1, wherein the coil is replaced by a stray inductance existing in the power system.
【請求項9】 通信系統の接地系に接続される高調波抑
制回路において、上記高調波抑制回路が、両方向性半導
体スイッチング素子と所要の自己インダクタンスを有す
るコイルとを直列に接続することにより構成され、上記
両方向性半導体スイッチング素子が、正負両方向の一定
のスイッチング電圧を有することを特徴とする通信系統
における高調波抑制回路。
9. A harmonic suppression circuit connected to a ground system of a communication system, wherein the harmonic suppression circuit is configured by connecting a bidirectional semiconductor switching element and a coil having a required self-inductance in series. A harmonic suppression circuit in a communication system, wherein the bidirectional semiconductor switching element has a constant switching voltage in both positive and negative directions.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2187495A2 (en) * 2008-11-14 2010-05-19 General Electric Company Resonance mitigation system and method
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