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公開番号2025080844
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-27
出願番号2023194176
出願日2023-11-15
発明の名称高調波フィルタ設備及び高調波フィルタ設備の設定方法
出願人日新電機株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02J 3/01 20060101AFI20250520BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】高調波フィルタ設備全体のコストを低減するとともに、高調波フィルタ設備の小型化を図る。
【解決手段】高調波抑制対象である母線の交流電圧に含まれる高調波成分を抑制する高調波フィルタ設備は、前記母線に接続された第1リアクトル素子と前記第1リアクトル素子の低圧側に接続されたコンデンサ素子とにより構成されるLC直列回路と、前記第1リアクトル素子の低圧側において、前記コンデンサ素子と並列に接続された第2リアクトル素子とを備え、前記コンデンサ素子及び前記第2リアクトル素子の反共振次数は、基本周波数よりも高次に設定されていることを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
高調波抑制対象である母線の交流電圧に含まれる高調波成分を抑制する高調波フィルタ設備であって、
前記母線に接続された第１リアクトル素子と前記第１リアクトル素子の低圧側に接続されたコンデンサ素子とにより構成されるＬＣ直列回路と、
前記第１リアクトル素子の低圧側において、前記コンデンサ素子と並列に接続された第２リアクトル素子とを備え、
前記コンデンサ素子及び前記第２リアクトル素子の反共振次数は、基本周波数よりも高次に設定されていることを特徴とする高調波フィルタ設備。
続きを表示（約 650 文字）【請求項２】
前記反共振次数は、非整数の値に設定されている、請求項１に記載の高調波フィルタ設備。
【請求項３】
前記反共振次数が前記基本周波数よりも高次に設定されている場合に、
回路電圧が２２ｋＶ以上６６ｋＶ以下、基本波遅相容量が１０Ｍｖａｒ以上３０Ｍｖａｒ以下、及び、共振次数が５次、７次、１１次又は１３次とすると、
前記コンデンサ素子のキャパシタンスは５μＦ以上２００μＦ以下であり、前記第１リアクトル素子のインダクタンス及び前記第２リアクトル素子のインダクタンスは０．２ｍＨ以上７０ｍＨ以下である、請求項１に記載の高調波フィルタ設備。
【請求項４】
前記第１リアクトル素子は直列リアクトル又は降圧変圧器により構成される、請求項１に記載の高調波フィルタ設備。
【請求項５】
前記第２リアクトル素子に並列に接続された抵抗素子をさらに備える請求項１乃至４の何れか一項に記載の高調波フィルタ設備。
【請求項６】
母線に接続された第１リアクトル素子と前記第１リアクトル素子の低圧側に接続されたコンデンサ素子とにより構成されるＬＣ直列回路と、前記第１リアクトル素子の低圧側において、前記コンデンサ素子と並列に接続された第２リアクトル素子とを備える高調波フィルタ設備の設定方法であって、
前記コンデンサ素子及び前記第２リアクトル素子の反共振次数を基本周波数よりも高次に設定する、高調波フィルタ設備の設定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、高調波フィルタ設備及び高調波フィルタ設備の設定方法に関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電源系統に接続された母線の交流電圧に含まれる高調波成分を抑制する高調波フィルタ設備がある。この種の高調波フィルタ設備は、例えば特許文献１に示すように、リアクトルとコンデンサとを直列接続した高調波フィルタ回路と、高調波フィルタ回路と並列に接続された並列リアクトルとを有するものが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開１９８５－９６１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の高調波フィルタ設備が例えば大規模な太陽光発電又は風力発電といった電源系統に連系される場合、高調波フィルタ設備が設置されるフィルタ設置母線がケーブルを介して当該電源系統に接続されたり、上位の商用電力系統にケーブルを介して接続された太陽光発電又は風力発電と同じ母線にフィルタ設置母線が接続されることがある。この場合、ケーブルの静電容量が大きいので、電源系統の共振次数が低下して、フィルタ設置母線の高調波成分が拡大する可能性がある。
【０００５】
このような問題に対処するために、従来の高調波フィルタ設備では、ケーブルの静電容量を補償するための並列リアクトルが高調波フィルタ回路に並列に接続されている。しかしながら、高調波フィルタ設備は、基本波成分において、周波数の増加に対してインピーダンスが低下する容量性を示すので、高調波フィルタ設備の接続母線からみた電源系統の静電容量がさらに大きくなってしまう。そのため、高調波フィルタ設備の静電容量を補償するためにさらに並列リアクトルが必要になるので、追加する並列リアクトルの個数や容量の分だけ高調波フィルタ設備全体のコストが増大し、また、高調波フィルタ設備が大型化してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、高調波フィルタ設備全体のコストを低減するとともに、高調波フィルタ設備の小型化を図ることを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明に係る高調波フィルタ設備は、高調波抑制対象である母線の交流電圧に含まれる高調波成分を抑制する高調波フィルタ設備であって、前記母線に接続された第１リアクトル素子と前記第１リアクトル素子の低圧側に接続されたコンデンサ素子とにより構成されるＬＣ直列回路と、前記第１リアクトル素子の低圧側において、前記コンデンサ素子と並列に接続された第２リアクトル素子とを備え、前記コンデンサ素子及び前記第２リアクトル素子の反共振次数は、基本周波数よりも高次に設定されていることを特徴とする。
【０００８】
このような高調波フィルタ設備であれば、コンデンサ素子及び第２リアクトル素子の反共振次数は、基本周波数よりも高次に設定されているので、高調波フィルタ設備は、基本波において、周波数の増加に対してインピーダンスが増加する誘導性を示すことになる。その結果、ケーブルの静電容量又は高調波フィルタ設備の容量を補償するための追加の並列リアクトルを第２リアクトル素子で代用することができるので、追加のリアクトル素子を設置する必要がなくなる。従って、高調波フィルタ設備全体のコストを低減するとともに、高調波フィルタ設備の小型化を図ることができる。
【０００９】
一般に高調波は基本周波数の整数倍次数なので、前記反共振次数が基本周波数よりも高次に設定されていても、反共振次数が整数の値に設定されている場合には、高調波成分が拡大する可能性がある。そのため、前記反共振次数は、非整数の値に設定されていることが好ましい。これにより、高調波成分の拡大を抑制することができる。
【００１０】
前記反共振次数が前記基本周波数よりも高次に設定されている場合に、例えば回路電圧が２２ｋＶ以上６６ｋＶ以下、基本波遅相容量が１０Ｍｖａｒ以上３０Ｍｖａｒ以下、及び、共振次数が５次、７次、１１次又は１３次とすると、前記コンデンサ素子のキャパシタンスは５μＦ以上２００μＦ以下であり、前記第１リアクトル素子のインダクタンス及び前記第２リアクトル素子のインダクタンスは０．２ｍＨ以上７０ｍＨ以下であることが、製造上好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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