JP2014057481A - 電圧調整装置 - Google Patents
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Abstract
【解決の手段】本発明の電圧調整装置は、三相の電力系統において、Y結線で構成された2相の変圧器に複数のタップを有する二次巻線およびそれらの複数のタップを切り換える負荷時タップ切換器を備え、線間電圧の不平衡の状況に応じて、二次巻線のタップ切換により得られた電圧を、二次巻線を有してしていない相に対して電圧を補償する電圧調整装置で、三相の電力系統の負荷側に発生する不平衡電圧を是正する。
【選択図】図1
Description
高圧配電線から柱上変圧器等を介して接続される低圧負荷は電灯用と動力用に大別され、各家庭へは電灯用として単相3線式で標準電圧100Vが供給される。家庭用負荷は各家庭の需要に合わせ絶えず変化しており、それに伴い高圧配電線の電圧も絶えず変動している。三相の高圧配電線から単相負荷への供給が偏ったりすると、配電線間の電圧は不平衡になる。
また、こう長の長い配電線路の昇圧や降圧による電圧補償に使用されている一般的なY結線のステップ式自動電圧調整器(SVR)の2相に別の複数のタップ巻線およびそれらを切り換える負荷時タップ切換器を付帯することにより、容易に不平衡電圧の是正を行える。そのため、SVRと不平衡電圧是正装置を別々に施設する必要がないため、施設場所の制約や工事費の削減にもなる。
配電線のU相はW相の二次巻線Tswの中央タップTw3に接続され、二次巻線Tswのタップを切り換える第二の負荷時タップ切換器12を介してV相の二次巻線Tsvの中央タップTv3に接続され、二次巻線Tsvのタップを切り換える第一の負荷時タップ切換器11を介して電圧調整装置1の出力端子のU′に接続されている。
配電線のU相はV相の二次巻線Tsvの中央タップTv3に接続され、二次巻線Tsvのタップを切り換える第一の負荷時タップ切換器11を介して、電圧調整装置1の出力端子のU′に接続されている。また、配電線のV相はW相の二次巻線Tswの中央タップTw3に接続され、二次巻線Tswのタップを切り換える第二の負荷時タップ切換器12を介して、電圧調整装置1の出力端子のV′に接続されている。
また、V相およびW相の調整変圧器の三次巻線Ttv、Ttwにはそれぞれ複数(本実施形態では5個)のタップTv1,・・,Tv5およびTw1,・・,Tw5を有し、それぞれのタップを独立して切り換える第一の負荷時タップ切換器11および第二の負荷時タップ切換器12を備えている。
配電線のU相は、第三の負荷時タップ切換器13およびタップ巻線Tsuを介してW相の三次巻線Ttwの中央タップTw3に接続され、三次巻線Ttwのタップを切り換える第二の負荷時タップ切換器12を介してV相の三次巻線Ttvの中央タップTv3に接続され、三次巻線Ttvのタップを切り換える第一の負荷時タップ切換器11を介して、電圧調整装置1の出力端子のU′に接続されている。
さらに、三相電圧に不平衡が発生している状態においては、U相に第二の負荷時タップ切換器12がTw5のタップ選択によりW相の電圧成分△W2の電圧を、第一の負荷時タップ切換器11がTv4のタップ選択によりV相の電圧成分△V1を加える。これにより、U相の電圧はU′からU″に電圧調整される。
以上より、図6に実線で示した三相電圧U−V−Wは三相とも昇圧されU′−V′−W′となり、V相成分の電圧△V1およびW相成分の電圧△W2が加えられ、破線で示した三相電圧U″−V′−W′となり、不平衡電圧を是正することができる。
なお、図5および図6において、不平衡電圧の是正手段を図1の結線方式で説明したが、図3の結線方式で構成しても良い。
Ia↑=Ea↑/Za↑ ・・・(式1a)
Ib↑=Eb↑/Zb↑ ・・・(式1b)
Ic↑=Ec↑/Zc↑ ・・・(式1c)
Ea′↑=Ea↑+Ebx↑+Ecx↑ ・・・(式2a)
Eb′↑=Eb↑ ・・・(式2b)
Ev′↑=Ec↑ ・・・(式2c)
つまり、A相はB相およびC相の電圧成分が重畳された電圧になり、B相およびC相の電圧はそのままである。このことにより、Za↑が小さく負荷側の電圧が不平衡の場合には、送り出し電圧がEa↑からEa′↑に昇圧させ、線間電圧Eab′↑,Ebc′↑,Eca′↑の電圧差が小さくなるように電圧を調整することになり、不平衡電圧を是正することができる。
Ea′↑=Ea↑+Ebx↑+Ecx↑−Eo↑ ・・・(式3a)
Eb′↑=Eb↑−Eo↑ ・・・(式3b)
Ec′↑=Ec↑−Eo↑ ・・・(式3c)
Eo↑=(Ea↑/Za↑+Eb↑/Zb↑+Ec↑/Zc↑)/(1/Za↑+1/Zb↑+1/Zc↑)
・・・(式3d)
つまり、A相はB相およびC相の電圧成分が重畳された電圧になり、B相およびC相の電圧はそのままである。このことにより、Za↑が小さく負荷側の電圧が不平衡の場合には、送り出し電圧をEa↑からEa′↑に昇圧させ、線間電圧Eab′↑,Ebc′↑,Eca′↑の電圧差が小さくなるように電圧を調整することにより、不平衡電圧を是正することができる。また、他相の巻線より線路電流が大きく電圧降下が大きな相に対して電力を補償することにもなるため、相電流の不平衡の改善にもなる。
図11に本発明の電圧調整装置の全体構成の一例を説明する。ここでは説明する電圧調整装置1は図1に基づく結線方式で説明する。三相電圧の線間電圧を検出するため、出力端子U′,V′,W′の各線間には線間電圧を検出する電圧検出要素21を接続し、計測した線間電圧を電圧変換部で演算できるよう変換し、計測地点の電圧不平衡率kを電圧不平衡率演算部で演算する。演算した電圧不平衡率kと電圧不平衡率設定部で設定した電圧不平衡率の閾値とを電圧不平衡率比較判定部で比較判定し、電圧不平衡を是正すべき条件を満たせば、負荷時タップ切換器切換制御部より、第一および第二の負荷時タップ切換器11,12のタップ切換操作をそれぞれ行い、電圧不平衡を是正する。
なお、三相電圧は、線間電圧の検出に代え、相電圧とそれぞれの位相角を検出して判定しても良い。
図12のフローでは、TvxおよびTwy(x=1,2,・・,5およびy=1,2,・・,5)として示す。これらより演算した電圧不平衡率k(x,y)のうち、電圧不平衡率kが最小となるように第一および第二の負荷時タップ切換器切換制御部よりタップ切換指令を出力して、タップ切換動作を行い、電圧不平衡の是正を行う。
なお、電圧不平衡率kが閾値以内であったり、設定した一定時間継続しなかったりした場合には、タップ切換動作を行わない。また、電圧不平衡率kが最小値になるようにタップ切換動作を行っても、電圧不平衡率が非常に大きな場合は、電圧不平衡率の改善はできるが、設定した閾値内に電圧不平衡を是正できないこともある。
Tuo,Tvo,Two 主巻線
Tsv,Tsw 二次巻線
11 第一の負荷時タップ切換器
12 第二の負荷時タップ切換器
13 第三の負荷時タップ切換器
Tv1,・・,Tv5,Tw1,・・Tw5 二次巻線のタップ
U′,V′,W′ 電圧調整装置の出力端子
Claims (4)
- 三相の電力系統に接続されたY結線の電圧調整変圧器において、
これを構成するY結線された2相の変圧器に複数のタップを有する第一および第二の二次巻線を有し、それらの二次巻線のタップをそれぞれ独立して切り換える第一および第二の負荷時タップ切換器を備え、
二次巻線を有さない1相に前記第一および第二の二次巻線を第一および第二の負荷時タップ切換器を介して直列に接続し、
線間電圧がある一定以上の電圧不平衡の状況に応じ、前記第一または第二の負荷時タップ切換器をそれぞれ切り換え操作をすることにより、二次巻線を有さない相に対して電圧補償を行い、線間電圧の不平衡の是正を行うことを特徴とする電圧調整装置。 - 三相の電力系統に接続されたY結線の電圧調整変圧器において、
これを構成するY結線された2相の変圧器に複数のタップを有する第一および第二の二次巻線を有し、それらの二次巻線のタップをそれぞれ独立して切り換える第一および第二の負荷時タップ切換器を備え、
二次巻線を有さない相と他の1相とにそれぞれ別の相の第一または第二の二次巻線を第一または第二の負荷時タップ切換器を介して直列に接続し、
線間電圧がある一定以上の電圧不平衡の状況に応じ、前記第一または第二の負荷時タップ切換器をそれぞれ切り換え操作することより、第一または第二の二次巻線を直列接続した相に対して電圧補償を行い、線間電圧の不平衡の是正を行うことを特徴とする電圧調整装置。 - 三相の電力系統に接続されたY結線の負荷時タップ切換器を有するステップ式電圧調整器(SVR)において、
前記Y結線された各相の単巻変圧器には複数のタップを有し、各単巻変圧器のタップを三相一括で切換操作して各相電圧を一括で昇圧または降圧の電圧調整を行う第三の負荷時タップ切換器を備え、
前記Y結線された2相の単巻変圧器には複数のタップを有する第一および第二の三次巻線を有し、それらの三次巻線のタップをそれぞれ独立して切り換える第一および第二の負荷時タップ切換器を備え、
三次巻線を有さない1相に前記第一および第二の三次巻線を第一および第二の負荷時タップ切換器を介して直列に接続し、
三相の電力系統の電圧が所定の電圧より上昇または降下したときには第三の負荷時タップ切換器により三相の電圧を昇圧または降圧するとともに、
線間電圧がある一定以上の電圧不平衡の状況に応じ、前記第一または第二の負荷時タップ切換器をそれぞれ切り換え操作することにより、三次巻線を有さない相に対して電圧補償を行い、線間電圧の不平衡の是正を行うことを特徴とする電圧調整装置。 - 三相の電力系統に接続されたY結線の負荷時タップ切換器を有するステップ式電圧調整器(SVR)において、
前記Y結線された各相の単巻変圧器には複数のタップを有し、各単巻変圧器のタップを三相一括で切換操作して各相電圧を一括で昇圧または降圧の電圧調整を行う第三の負荷時タップ切換器を備え、
前記Y結線された2相の単巻変圧器には複数のタップを有する第一および第二の三次巻線を有し、それらの三次巻線のタップをそれぞれ独立して切り換える第一および第二の負荷時タップ切換器を備え、
三次巻線を有さない相と他の1相とにそれぞれ別の相の第一または第二の三次巻線を第一または第二の負荷時タップ切換器を介して直列に接続し、
三相の電力系統の電圧が所定の電圧より上昇または降下したときには第三の負荷時タップ切換器により三相の電圧を昇圧または降圧するとともに、
線間電圧がある一定以上の電圧不平衡の状況に応じ、前記第一または第二の負荷時タップ切換器をそれぞれの切り換え操作することにより、第一または第二の三次巻線を直列接続した相に対して電圧補償を行い、線間電圧の不平衡の是正を行うことを特徴とする電圧調整装置。
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2012
- 2012-09-14 JP JP2012202159A patent/JP5938312B2/ja active Active
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