JP2010182069A

JP2010182069A - 電圧制御装置及び電圧制御方法

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Publication number: JP2010182069A
Application number: JP2009024692A
Authority: JP
Inventors: Osamu Nakajima; 理中島; Akimitsu Kawashima; 昭光河島; Akihiro Adachi; 明博安達
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2009-02-05
Filing date: 2009-02-05
Publication date: 2010-08-19

Abstract

【課題】三巻線変圧器の二つの二次巻線側に接続される各配線系に、高品質な電力（電圧）を提供することができる電圧制御装置を提供する。
【解決手段】一次巻線側にタップ切替手段７１を有する三巻線変圧器７の、二つの二次巻線側に接続される各配線系８，９の電圧値を制御すべく、各配線系８，９の電圧値を測定する電圧測定手段１と、タップ切替手段７１にタップの切り替えを指示する制御手段３とを備える電圧制御装置において、各配線系８，９の電流値を測定する電流測定手段２を備え、制御手段３は、測定された電圧値及び電流値に基づき、各配線系８，９の電圧値を制御することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、一次巻線側にタップ切替手段を有する三巻線変圧器の、二つの二次巻線側に接続される各配線系の電圧値を制御する電圧制御装置及び電圧制御方法に関する。

従来、一次巻線側にタップ切替手段を有する三巻線変圧器の電圧制御装置として、二つの二次巻線側に接続される各配線系の電圧値を制御する電圧制御装置が知られている（例えば、特許文献１〜３）。なお、三巻線変圧器における二つの二次巻線は、一般的には、巻線容量の大小に応じて「二次巻線」及び「三次巻線」と呼ばれるが、本願においては、二つの二次巻線の巻線容量が同一の場合も存在するため、「二つの二次巻線」と呼ぶ。

そして、電圧制御装置は、一方又は両配線系の電圧値を測定する電圧測定手段を備え、測定された電圧値に基づき、タップ切替手段にタップの切り替えを指示することにより、各配線系の電圧値を制御する。具体的には、電圧制御装置は、何れか一方の配線系の電圧値が所定の範囲内となるように、又は、両配線系の電圧値の平均値が所定の範囲内となるように制御する。

特開２００２− ２３８６４号公報特開２００１− １６７７４号公報特開平１０ −２９３６１４号公報

しかしながら、このような電圧制御装置においては、各配線系の負荷を考慮せずに、各配線系の電圧値を制御するため、高品質な電力（電圧）を提供することができない。例えば、何れか一方の配線系の電圧値で制御する場合には、他方の配線系の電圧値が全く制御されないため、他方の配線系に低品質な電力（電圧）を提供することもある。

また、両配線系の電圧値の平均値で制御する場合には、例えば、一方の配線系が無負荷状態においても、一方の配線系の電圧値を制御するため、他方の配線系に供給する電力（電圧）の品質の向上にも限界がある。さらに、例えば、電圧値だけで制御することにより、各配線系で発生する電圧降下を考慮することができないため、低品質な電力（電圧）を供給することもある。

よって、本発明は、かかる事情に鑑み、三巻線変圧器の二つの二次巻線側に接続される各配線系に、高品質な電力（電圧）を提供することができる電圧制御装置及び電圧制御方法を提供することを課題とする。

本発明に係る電圧制御装置は、一次巻線側にタップ切替手段を有する三巻線変圧器の、二つの二次巻線側に接続される各配線系の電圧値を制御すべく、各配線系の電圧値を測定する電圧測定手段と、タップ切替手段にタップの切り替えを指示する制御手段とを備える電圧制御装置において、各配線系の電流値を測定する電流測定手段を備え、制御手段は、測定された電圧値及び電流値に基づき、各配線系の電圧値を制御することを特徴とする。

本発明に係る電圧制御装置によれば、電圧測定手段が測定した各配線系の電圧値と、電流測定手段が測定した各配線系の電流値とに基づき、制御手段がタップ切替手段にタップの切り替えを指示する。これにより、各配線系の（電力）負荷を考慮して、各配線系の電圧値を制御することができる。

また、本発明に係る電圧制御装置においては、制御手段は、各配線系毎に設定された電圧値と測定された電圧値との偏差である各個別偏差がそれぞれ所定範囲内になると共に、測定した各電流値を考慮して各個別偏差を合成した合成偏差もまた所定範囲内になるように制御してもよい。

かかる構成の電圧制御装置によれば、制御手段により、各配線系毎に設定された電圧値と測定された各電圧値との偏差である各個別偏差がそれぞれ所定範囲内になると共に、測定した各電流値を考慮して各個別偏差を合成した合成偏差もまた所定範囲内になるように制御できる。したがって、各配線系の（電力）負荷に応じて、フレキシブルに対応することができる。

また、本発明に係る電圧制御装置においては、制御手段は、以下の式の条件を満たすべく、各配線系の電圧値を制御してもよい。

なお、Ａ₁は、一方の配線系の測定された電流値であり、Ａ₂は、他方の配線系の測定された電流値であり、Ｖ₁は、一方の配線系の測定された電圧値であり、Ｖ_n1は、一方の配線系の設定された電圧値であり、Ｖ₂は、他方の配線系の測定された電圧値であり、Ｖ_n2は、他方の配線系の設定された電圧値であり、Ｘは、Ｘ＞０となる設定値であり、Ｙは、Ｙ＞０となる設定値である。

なお、Ａ₁は、一方の配線系の測定された電流値であり、Ｖ₁は、一方の配線系の測定された電圧値であり、Ｖ_n1は、一方の配線系の設定された電圧値であり、Ａ₂は、他方の配線系の測定された電流値であり、Ｖ₂は、他方の配線系の測定された電圧値であり、Ｖ_n2は、他方の配線系の設定された電圧値であり、Ｚは、Ｚ＞０となる設定値である。

また、本発明に係る電圧制御方法は、一次巻線側にタップ切替手段を有する三巻線変圧器の、二つの二次巻線側に接続される各配線系の電圧値を制御する電圧制御方法において、電圧測定手段が各配線系の電圧値を測定するステップと、電流測定手段が各配線系の電流値を測定するステップと、各配線系の電圧値を制御すべく、測定された電圧値及び電流値に基づき、制御手段がタップ切替手段にタップの切り替えを指示するステップとを備えることを特徴とする。

本発明に係る電圧制御方法によれば、電圧測定手段が測定した各配線系の電圧値と、電流測定手段が測定した各配線系の電流値とに基づき、制御手段がタップ切替手段にタップの切り替えを指示する。これにより、各配線系の（電力）負荷を考慮して、各配線系の電圧値を制御することができる。

以上の如く、本発明に係る電圧制御装置及び電圧制御方法によれば、各配線系の（電力）負荷を考慮して、各配線系の電圧を制御することができるため、三巻線変圧器の二つの二次巻線側に接続される各配線系に、高品質な電力（電圧）を提供することができるという優れた効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る電圧制御装置の全体概略図であって、単線結線図を示す。同実施形態に係る電圧制御装置の制御方法の説明図であって、二次側の二つの配線系における電圧値偏差の相関図を示す。同実施形態に係る電圧制御装置の制御方法の説明図であって、（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ二次側の二つの配線系における電圧値偏差の相関図を示す。同実施形態に係る電圧制御装置の制御方法の説明図であって、（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ二次側の二つの配線系における電圧値偏差の相関図を示す。同実施形態に係る電圧制御装置の制御方法の説明図であって、（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ二次側の二つの配線系における電圧値偏差の相関図を示す。同実施形態に係る電圧制御装置の制御方法の説明図であって、フローチャートを示す。同実施形態に係る電圧制御装置の制御方法の説明図であって、（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ二次側の二つの配線系における電圧値偏差の相関図を示す。同実施形態に係る電圧制御装置の制御方法の説明図であって、（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ二次側の二つの配線系における電圧値偏差の相関図を示す。本発明の他の実施形態に係る電圧制御装置の制御方法の説明図であって、二次側の二つの配線系における電圧値偏差の相関図を示す。同実施形態に係る電圧制御装置の制御方法の説明図であって、（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ二次側の二つの配線系における電圧値偏差の相関図を示す。同実施形態に係る電圧制御装置の制御方法の説明図であって、（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ二次側の二つの配線系における電圧値偏差の相関図を示す。同実施形態に係る電圧制御装置の制御方法の説明図であって、（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ二次側の二つの配線系における電圧値偏差の相関図を示す。

以下、本発明に係る電圧制御装置における一実施形態について、図１〜図８を参酌して説明する。

本実施形態に係る電圧制御装置は、図１に示すように、一次巻線側にタップ切替手段７１を有する三巻線変圧器７の、二つの二次巻線側に接続される各配線系８，９の電圧値を制御する。なお、各配線系８，９は、三巻線変圧器７の二次側母線８１，９１と、主遮断機８２，９２を介して、二次側母線８１，９１を分岐する複数の分岐配線系８３，９３，…とを備え、各分岐配線系８３，９３は、分岐遮断機８４，９４を備える。

電圧制御装置は、各配線系８，９の電圧値を測定する電圧測定手段１と、各配線系８，９の電流値を測定する電流測定手段２とを備える。また、電圧制御装置は、タップ切替手段７１にタップの切り替えを指示する制御手段３を備える。

電圧測定手段１は、各配線系８，９の二次側母線８１，９１の電圧値を測定するための計器用変圧器（ＰＴ）１１，１１を備え、測定した電圧値（以下、「測定電圧値」ともいう）を制御手段３に送信する。また、電圧測定手段１は、測定電圧値を表示する電圧計１２，１２を備える。

電流測定手段２は、各配線系８，９の二次側母線８１，９１の電流値を測定するための変流器（ＣＴ）２１，２１を備え、測定した電流値（以下、「測定電流値」ともいう）を制御手段３に送信する。また、電流測定手段２は、測定電流値を表示する電流計２２，２２を備える。

本実施形態に係る電圧制御装置の構成については以上の通りであり、次に、本実施形態に係る電圧制御装置の制御方法について説明する。

制御手段３は、第１のステップとして、一方の配線系８の設定された電圧値（以下、「設定電圧値（基準電圧値、目標電圧値）」ともいう）と測定電圧値との偏差である個別偏差Ｄ_V1（以下、「第１の個別偏差」ともいう）が所定の範囲内（不感帯域）となるように制御する。即ち、制御手段３は、一方の配線系８の測定電圧値をＶ₁とし、一方の配線系８の設定電圧値をＶ_n1とした場合に、第１の個別偏差Ｄ_V1が以下の式（１）の条件を満たすように制御する。

│Ｄ_V1│ ＝ │（Ｖ₁−Ｖ_n1）／Ｖ_n1│ ＜Ｘ …式（１）

なお、Ｘは、Ｘ＞０となる設定値（許容値）である。

具体的には、制御手段３は、電圧測定手段１にて測定された測定電圧値Ｖ₁から第１の個別偏差Ｄ_V1を演算し、タップの切り替えが必要か否かを判断する。そして、制御手段３は、タップの切り替えが必要な場合（第１の個別偏差Ｄ_V1が感帯域にある場合）には、第１の個別偏差Ｄ_V1が所定の範囲内（不感帯域）となるように、タップ切替手段７１にタップの切り替えを指示する。

そして、制御手段３は、第２のステップとして、他方の配線系９の設定された設定電圧値と測定電圧値との偏差である個別偏差Ｄ_V2（以下、「第２の個別偏差」ともいう）が所定の範囲内（不感帯域）となるように制御する。即ち、制御手段３は、他方の配線系９の測定電圧値をＶ₂とし、他方の配線系９の設定電圧値をＶ_n2とした場合に、第２の個別偏差Ｄ_V2が以下の式（２）の条件を満たすように制御する。

│Ｄ_V2│ ＝ │（Ｖ₂−Ｖ_n2）／Ｖ_n2│ ＜Ｙ …式（２）

なお、Ｙは、Ｙ＞０となる設定値（許容値）である。

具体的には、制御手段３は、電圧測定手段１にて測定された測定電圧値Ｖ₂から第２の個別偏差Ｄ_V2を演算し、タップの切り替えが必要か否かを判断する。そして、制御手段３は、タップの切り替えが必要な場合（第２の個別偏差Ｄ_V2が感帯域にある場合）には、第２の個別偏差Ｄ_V2が所定の範囲内（不感帯域）となるように、タップ切替手段７１にタップの切り替えを指示する。

さらに、制御手段３は、第３のステップとして、測定電圧値と測定電流値とに基づき、各配線系８，９の電圧値を制御すべく、測定電流値を考慮して各個別偏差Ｄ_V1，Ｄ_V2を合成した合成偏差Ｄが所定の範囲内（不感帯域）となるように制御する。なお、図示していないが、第１電圧制御手段３１，第２電圧制御手段３２，第３電圧制御手段３３にて、前記第１〜３のステップがそれぞれ行われている。ここで、合成偏差Ｄの不感帯域は、図２に示すように、横軸が第１の個別偏差Ｄ_V1であり且つ縦軸が第２の個別偏差Ｄ_V2である相関図において、４つの境界線で囲まれた菱形の領域である。

なお、４つの境界線は、各配線系８，９の測定電流値Ａ₁，Ａ₂（一方の配線系８の測定電流値をＡ₁とし、他方の配線系９の測定電流値をＡ₂とする）の比によって変化する。具体的には、４つの境界線は、第１の個別偏差Ｄ_V1軸との交差角が以下の式（３）で表されるθであり、互いに平行となる境界線間の距離が以下の式（４）で表されるＺの２倍の量である。

θ ＝９０°×Ａ₁／（Ａ₁＋Ａ₂） …式（３）

Ｚ＝（Ｘ×Ａ₁＋Ｙ×Ａ₂）／（Ａ₁＋Ａ₂） …式（４）

そして、４つの境界線は、第１の個別偏差Ｄ_V1軸との交差角がθであり、第２の個別偏差Ｄ_V2軸との交差座標が（Ｄ_V1，Ｄ_V2）＝（０，±Ｚ／ｃｏｓθ）であるため、以下の式（５）で表される。

Ｄ_V2 ＝ ±ｔａｎθ×Ｄ_V1±Ｚ／ｃｏｓθ …式（５）

したがって、上記の式（５）を変換することにより、制御手段３は、合成偏差Ｄが以下の式（６）を満たすように制御することになる。

Ｄ＝ｓｉｎθ×│Ｄ_V1│＋ｃｏｓθ×│Ｄ_V2│ ＜Ｚ …式（６）

そして、上記の式（６）を満たす合成偏差Ｄ（各個別偏差Ｄ_V1，Ｄ_V2）の範囲（不感帯域）は、図３及び図４に示すように、（Ｄ_V1，Ｄ_V2）＝（±Ｚ／ｓｉｎθ，０），（０，±Ｚ／ｃｏｓθ）の四点を頂点として形成される菱形の領域であり、各配線系８，９の測定電流値Ａ₁，Ａ₂の比により変化する。なお、図３及び図４において、斜線部が感帯域を示し、無斜線部が不感帯域を示している。

以上より、制御手段３は、上記の式（１）、式（２）及び式（６）の条件を満たすべく、まず、図５（ａ）に示すように、第１の個別偏差Ｄ_V1が所定の範囲（図５（ａ）における無斜線部）内、即ち、不感帯域となるように制御し、次に、図５（ｂ）に示すように、第２の個別偏差Ｄ_V2が所定の範囲（図５（ｂ）における無斜線部）内、即ち、不感帯域となるように制御し、さらに、合成偏差Ｄ（各個別偏差Ｄ_V1，Ｄ_V2）が所定の範囲（図５（ｃ）における無斜線部）内、即ち、不感帯域となるように制御する。

なお、制御手段３は、第１の個別偏差Ｄ_V1（式（１））、第２の個別偏差Ｄ_V2（式（２））及び合成偏差Ｄ（式（６））の全てを満たすことができない場合には、第１の個別偏差Ｄ_V1、第２の個別偏差Ｄ_V2、合成偏差Ｄの順番で優先的に不感帯域となるように制御する。例えば、制御手段３は、両個別偏差Ｄ_V1，Ｄ_V2が不感帯域となる（式（１）及び式（２）を満たす）タップと、第１の個別偏差Ｄ_V1及び合成偏差Ｄが不感帯域となる（式（１）及び式（６）を満たす）タップとが存在する場合、前者のタップに切り替える。

次に、本実施形態に係る電圧制御装置の制御方法をさらに具体的に説明すべく、制御フローについて図６を参酌して説明する。

まず、ステップ１００において、各配線系８，９の測定電流値Ａ₁，Ａ₂のうち何れか一方が０（Ａ₁×Ａ₂＝０）であるか否かを判断する。そして、各測定電流値Ａ₁，Ａ₂が０で無い場合は、ステップ１１０に進み、Ａ₁＝０又はＡ₂＝０の場合は、ステップ１４０へ進む。

ステップ１１０においては、式（１）の条件を満たすべく、第１の個別偏差Ｄ_V1が不感帯域（│Ｄ_V1│＜Ｘ）であるか否かを判断する。そして、第１の個別偏差Ｄ_V1が不感帯域である場合は、ステップ１１１に進みタップが維持され、その後ステップ１２０に進む一方、第１の個別偏差Ｄ_V1が感帯域（│Ｄ_V1│≧Ｘ）である場合は、タップを切り替えるべく、ステップ１１２に進みタップ切替指令が出力され、その後ステップ１００に戻る。

ステップ１２０においては、式（２）の条件を満たすべく、第２の個別偏差Ｄ_V2が不感帯域（│Ｄ_V2│＜Ｙ）であるか否かを判断する。そして、第２の個別偏差Ｄ_V2が不感帯域である場合は、ステップ１２１に進みタップが維持され、その後ステップ１３０に進む一方、第２の個別偏差Ｄ_V2が感帯域（│Ｄ_V2│≧Ｙ）である場合は、タップを切り替えるべく、ステップ１２２に進む。

ステップ１２２においては、第２の個別偏差Ｄ_V2を不感帯域とすべく、タップを切り替えた場合に、第１の個別偏差Ｄ_V1が不感帯域（│Ｄ_V1│＜Ｘ）のままであるか否かを判断する。そして、タップを切り替えると第１の個別偏差Ｄ_V1が感帯域（│Ｄ_V1│≧Ｘ）になると予測される場合は、ステップ１２３に進みタップが維持され、その後ステップ１００に戻る一方、タップを切り替えても第１の個別偏差Ｄ_V1が不感帯域のままであると予測される場合は、ステップ１２４に進みタップ切替指令が出力され、その後ステップ１２０に戻る。

ステップ１３０においては、式（６）の条件を満たすべく、合成偏差Ｄが不感帯域（Ｄ＜Ｚ）であるか否かを判断する。そして、合成偏差Ｄが不感帯域である場合は、ステップ１３１に進む一方、合成偏差Ｄが感帯域（Ｄ≧Ｚ）である場合は、タップを切り替えるべく、ステップ１３３に進む。

ステップ１３１においては、合成偏差Ｄが不感帯域であっても、タップを切り替えることにより、合成偏差Ｄが小さくなるか否かを判断する。そして、タップを切り替えると合成偏差Ｄが大きくなると予測される場合は、ステップ１３２に進みタップが維持され、その後ステップ１００に戻る一方、タップを切り替えると合成偏差Ｄが小さくなると予測される場合は、タップを切り替えるべく、ステップ１３３に進む。

ステップ１３３においては、合成偏差Ｄを不感帯域とすべく（又は合成偏差Ｄを小さくすべく）、タップを切り替えた場合に、第１の個別偏差Ｄ_V1が不感帯域（│Ｄ_V1│＜Ｘ）のままであるか否かを判断する。そして、タップを切り替えると第１の個別偏差Ｄ_V1が感帯域（│Ｄ_V1│≧Ｘ）になると予測される場合は、ステップ１３４に進みタップが維持され、その後ステップ１００に戻る一方、タップを切り替えても第１の個別偏差Ｄ_V1が不感帯域のままであると予測される場合は、タップを切り替えるべく、ステップ１３５に進む。

ステップ１３５においては、合成偏差Ｄを不感帯域とすべく（又は合成偏差Ｄを小さくすべく）、タップを切り替えた場合に、第２の個別偏差Ｄ_V2が不感帯域（│Ｄ_V2│＜Ｙ）のままであるか否かを判断する。そして、タップを切り替えると第２の個別偏差Ｄ_V2が感帯域（│Ｄ_V2│≧Ｙ）になると予測される場合は、ステップ１３６に進みタップが維持され、その後ステップ１００に戻る一方、タップを切り替えても第２の個別偏差Ｄ_V2が不感帯域のままであると予測される場合は、ステップ１３７に進みタップ切替指令が出力され、その後ステップ１３０に戻る。

ところで、ステップ１００にてＡ₁＝０又はＡ₂＝０の場合に進むステップ１４０においては、式（６）の条件を満たすべく、合成偏差Ｄが不感帯域（Ｄ＜Ｚ）であるか否かを判断する。なお、式（６）は、Ａ₁＝０の場合、式（２）と同一となり、Ａ₂＝０の場合、式（１）と同一になる。そして、合成偏差Ｄが不感帯域である場合は、ステップ１４１に進む一方、合成偏差Ｄが感帯域（Ｄ≧Ｚ）である場合は、ステップ１４３に進みタップ切替指令が出力され、その後ステップ１４０に戻る。

ステップ１４１においては、合成偏差Ｄが不感帯域であっても、タップを切り替えることにより、合成偏差Ｄが小さくなるか否かを判断する。そして、タップを切り替えると合成偏差Ｄが大きくなると予測される場合は、ステップ１４２に進みタップが維持され、その後ステップ１００に戻る一方、タップを切り替えると合成偏差Ｄが小さくなると予測される場合は、ステップ１４３に進みタップ切替指令が出力され、その後ステップ１４０に戻る。

ここで、上記の制御フローの一例を説明する。例えば、制御手段３がＸ＝１．０％、Ｙ＝２．０％で制御する場合を説明する。なお、図７及び図８において、Ｄ_V1軸及びＤ_V2軸の一目盛りは、それぞれ１％を示す。

まず、図７（ａ）に示すように、Ｄ_V1＝−０．９％，Ｄ_V2＝１．４％で制御していた際に、Ａ₁＝０（θ＝０°，Ｚ＝２％）の状態に変化したとする。かかる場合、ステップ１００においては、Ａ₁×Ａ₂＝０で「Ｙ」のため、ステップ１４０に進み、ステップ１４０においても、Ｄ＝１．９％＜Ｚであり「Ｙ」のため、ステップ１４１に進む。

そして、ステップ１４１において、タップを一つ下げた場合、Ｄ＝１．４（Ｄ_V1＝−１．４％，Ｄ_V2＝０．９％）、即ち、Ｄが小さくなると予測されるため「Ｙ」となる。したがって、ステップ１４３に進んでタップを一つ下げるように、タップが切り替えられる。

同様に、タップをさらに二つ下げるまでは、Ｄが小さくなると予測されるため、タップをさらに二つ下げるように切り替えることにより、Ｄ_V1＝−２．４％，Ｄ_V2＝−０．１％，Ｄ＝０．１％となるタップで維持される。かかる場合、Ｄ＜Ｚであり、式（６）を満たしている。なお、Ａ₂＝０のため、式（１）及び式（２）については、考慮されない。なお、図７（ａ）において、破線点は、さらにタップを切り替えた場合の各偏差Ｄ_V1，Ｄ_V2を示している（図７（ｂ）及び図８も同様である）。

そして、その状態からＡ₁：Ａ₂＝３：１（θ＝６７．５°，Ｚ＝１．２５％）の状態に変化すると、図７（ｂ）に示すように、タップを四つ上げるように切り替えることにより、Ｄ_V1＝−０．４％，Ｄ_V2＝１．９％，Ｄ＝１．１０％となるタップで維持される。かかる場合、│Ｄ_V1│＜Ｘ、│Ｄ_V2│＜Ｙ、│Ｄ│＜Ｚとなり、式（１）、式（２）及び式（６）を満たしている。

また、その状態からＡ₁：Ａ₂＝１：３（θ＝２２．５°，Ｚ＝１．７５％）の状態に変化すると、図８（ａ）に示すように、タップを一つ下げるように切り替えることにより、Ｄ_V1＝−０．９％，Ｄ_V2＝１．４％，Ｄ＝１．６４％となるタップで維持される。かかる場合、│Ｄ_V1│＜Ｘ、│Ｄ_V2│＜Ｙ、│Ｄ│＜Ｚとなり、式（１）、式（２）及び式（６）を満たしている。

さらに、その状態からＡ₁＝０（θ＝９０°，Ｚ＝１％）の状態に変化すると、図８（ｂ）に示すように、タップを二つ上げるように切り替えることにより、Ｄ_V1＝０．１％，Ｄ_V2＝２．４％，Ｄ＝０．１％となるタップで維持される。かかる場合、Ｄ＜Ｚであり、式（６）を満たしている。なお、Ａ₁＝０のため、式（１）及び式（２）については、考慮されない。

以上より、本実施形態に係る電圧制御装置は、電圧測定手段１が測定した各配線系８，９の測定電圧値と、電流測定手段２が測定した各配線系８，９の測定電流値に基づき、制御手段３がタップ切替手段７１にタップの切り替えを指示する。これにより、各配線系８，９の（電力）負荷を考慮して、各配線系８，９の電圧値を制御することができるため、三巻線変圧器７の二つの二次巻線側に接続される各配線系８，９に、高品質な電力（電圧）を提供することができる

また、本実施形態に係る電圧制御装置は、制御手段３により、各配線系８，９毎に設定された設定電圧値Ｖ_n1，Ｖ_n2と測定された各測定電圧値Ｖ₁，Ｖ₂との偏差である各個別偏差Ｄ_V1，Ｄ_V2がそれぞれ所定範囲内になると共に、測定電流値Ａ₁，Ａ₂を考慮して各個別偏差Ｄ_V1，Ｄ_V2を合成した合成偏差Ｄもまた所定範囲内になるように制御できる。したがって、各配線系８，９の（電力）負荷に応じてフレキシブルに対応することができる。

なお、本発明に係る電圧制御装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば、上記実施形態に係る電圧制御装置においては、配線系８，９の測定電流値を考慮した合成偏差Ｄ（各個別偏差Ｄ_V1，Ｄ_V2）が所定範囲内となるように制御する場合を説明したが、かかる場合に限られない。例えば、配線系８，９の測定電流値から各配線系８，９の電圧降下を演算し、配線系８，９の所定位置における電圧値が所定範囲内となるように制御する場合でもよい。

また、上記実施形態に係る電圧制御装置においては、各配線系８，９の二次側母線８１，９１の電圧値及び電流値を測定する場合を説明したが、かかる場合に限られない。例えば、各配線系８，９の所定の分岐配線系８３，９３における電圧値や電流値を測定する場合でもよい。

また、上記実施形態に係る電圧制御装置においては、電圧測定手段１に計器用変圧器１１が設けられ、電流測定手段２に変流器１２が設けられる場合を説明したが、かかる場合に限られない。例えば、計器用変圧器１１及び変流器１２に代えて、計器用変圧変流器（ＶＣＴ）が設けられる場合でもよい。

また、本発明に係る電圧制御装置は、上記式（６）に代えて、以下の式（７）の条件を満たすように、制御手段３（第３電圧調整手段３３）にて制御する場合でもよい。

Ｄ’ ＝（Ａ₁×│Ｄ_V1│＋Ａ₂×│Ｄ_V2│）／（Ａ₁＋Ａ₂）＜Ｚ’ …式（７）

なお、Ｚ’は、Ｚ＞０となる設定値（許容値）である。

かかる構成における合成偏差Ｄ’の不感帯域は、図９に示すように、横軸が第１の個別偏差Ｄ_V1であり且つ縦軸が第２の個別偏差Ｄ_V2である相関図において、４つの境界線で囲まれた菱形の領域である。

そして、上記の式（７）を満たす合成偏差Ｄ’（各個別偏差Ｄ_V1，Ｄ_V2）の範囲（不感帯域）は、図９に示すように、（Ｄ_V1，Ｄ_V2）＝（±Ｚ×（Ａ₁＋Ａ₂）／Ａ₁,０），（０，±Ｚ×（Ａ₁＋Ａ₂）／Ａ₂）である点Ｐ，点Ｑ，点Ｒ，点Ｓの四点を頂点として形成される菱形の領域であり、図１０及び図１１に示すように、各配線系８，９の測定電流値Ａ₁，Ａ₂の比により変化する。なお、図１０及び図１１において、斜線部が感帯域を示し、無斜線部が不感帯域を示し、また、両軸ともに一目盛りがＺである。

かかる場合、制御手段３は、式（１）、式（２）及び式（７）の条件を満たすべく、まず、図１２（ａ）に示すように、第１の個別偏差Ｄ_V1が所定の範囲（図１２（ａ）における無斜線部）内、即ち、不感帯域となるように制御し、次に、図１２（ｂ）に示すように、第２の個別偏差Ｄ_V2が所定の範囲（図１２（ｂ）における無斜線部）内、即ち、不感帯域となるように制御し、さらに、合成偏差Ｄ’（各個別偏差Ｄ_V1，Ｄ_V2）が所定の範囲（図１２（ｃ）における無斜線部）内、即ち、不感帯域となるように制御する。

また、本発明に係る電圧制御装置においては、上記式（６）に代えて、以下の式（８）の条件を満たすように制御する場合でもよい。

Ｄ” ＝Ｋ₁×ｓｉｎθ×│Ｄ_V1│＋Ｋ₂×ｃｏｓθ×│Ｄ_V2│ ＜Ｚ …式（８）

なお、Ｋ₁、Ｋ₂は、各配線系８，９の負荷内容を考慮した所定の係数（Ｋ₁＞０，Ｋ₂＞０）である。

上記式（８）においては、例えば、各配線系８，９に電圧調整を必要としない負荷が存在する場合に、所定の係数Ｋ₁、Ｋ₂を設定する。これにより、各配線系８，９の負荷に対して、さらにフレキシブルに電圧調整をすることができる。なお、式（７）においても、各配線系８，９の負荷内容を考慮した所定の係数Ｋ₁、Ｋ₂を設定してもよい。

１…電圧測定手段、２…電流測定手段、３…制御手段、７…三巻線変圧器、８…（一方の）配線系、９…（他方の）配線系、７１…タップ切替手段

Claims

一次巻線側にタップ切替手段を有する三巻線変圧器の、二つの二次巻線側に接続される各配線系の電圧値を制御すべく、各配線系の電圧値を測定する電圧測定手段と、タップ切替手段にタップの切り替えを指示する制御手段とを備える電圧制御装置において、
各配線系の電流値を測定する電流測定手段を備え、制御手段は、測定された電圧値及び電流値に基づき、各配線系の電圧値を制御することを特徴とする電圧制御装置。
制御手段は、各配線系毎に設定された電圧値と測定された電圧値との偏差である各個別偏差がそれぞれ所定範囲内になると共に、測定した電流値を考慮して各個別偏差を合成した合成偏差もまた所定範囲内になるように制御する請求項１に記載の電圧制御装置。
制御手段は、以下の式の条件を満たすべく、各配線系の電圧値を制御する請求項１又は２に記載の電圧制御装置。

なお、Ａ₁は、一方の配線系の測定された電流値であり、Ａ₂は、他方の配線系の測定された電流値であり、Ｖ₁は、一方の配線系の測定された電圧値であり、Ｖ_n1は、一方の配線系の設定された電圧値であり、Ｖ₂は、他方の配線系の測定された電圧値であり、Ｖ_n2は、他方の配線系の設定された電圧値であり、Ｘは、Ｘ＞０となる設定値であり、Ｙは、Ｙ＞０となる設定値である。
制御手段は、以下の式の条件を満たすべく、各配線系の電圧値を制御する請求項１又は２に記載の電圧制御装置。

なお、Ａ₁は、一方の配線系の測定された電流値であり、Ｖ₁は、一方の配線系の測定された電圧値であり、Ｖ_n1は、一方の配線系の設定された電圧値であり、Ａ₂は、他方の配線系の測定された電流値であり、Ｖ₂は、他方の配線系の測定された電圧値であり、Ｖ_n2は、他方の配線系の設定された電圧値であり、Ｚは、Ｚ＞０となる設定値である。
一次巻線側にタップ切替手段を有する三巻線変圧器の、二つの二次巻線側に接続される各配線系の電圧値を制御する電圧制御方法において、
電圧測定手段が各配線系の電圧値を測定するステップと、電流測定手段が各配線系の電流値を測定するステップと、各配線系の電圧値を制御すべく、測定された電圧値及び電流値に基づき、制御手段がタップ切替手段にタップの切り替えを指示するステップとを備えることを特徴とする電圧制御方法。