JP2015208058A - 電圧調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のインバータ又はサイリスタ、コンデンサ、リアクトルを組み合わせた無効電力補償装置を用いずに、電源側及び負荷側で発生した瞬時電圧降下やフリッカ等の電圧擾乱を補償する小型で安価な電圧調整装置を提供する。
【解決手段】給電設備から負荷に電力を供給する配電線路に分割区間のインピーダンスがほぼ均等になるようにＮ台（Ｎは整数）設置され、瞬時電圧降下やフリッカ等の電圧擾乱に対して電圧補償する電圧調整装置であって、配電線路に二次巻線が挿入された第１、第２の直列変圧器と、配電線路に一次巻線が接続された第３、第４の変圧器と、これら変圧器と直列変圧器とを接続する第１、第２スイッチ回路と、負荷に供給する電流と配電線路の予め入力された既知のインピーダンスとで瞬時電圧降下分を計算し、この結果によってスイッチ回路のスイッチ素子をオンオフする制御信号を出力する制御回路と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、配電線路に発生する瞬時電圧低下やフリッカ等の電圧擾乱を補償する電圧調整装置に関する。

配電線路における瞬時電圧低下やフリッカ等の電圧擾乱は、需要家の生産性の低下を招く原因となっているため、電力会社は、これを防止するために多大なコストと時間をかけてその対策を講じているのが現状である。例えば、フリッカによる電圧擾乱は、フリッカ発生機器から発生する瞬時変動電流が配電線路に流れ、配電線路のリアクタンス分と抵抗分を介した繰り返しの瞬時電圧変動となって発生するため、この対策として、従来から、フリッカ発生機器の瞬時無効電流を検出し、この電流を打ち消すように無効電力補償装置によって補償することが知られている。

具体的には、配電線路の負荷側に接続されたフリッカ発生機器の受電側に無効電力補償装置を用いたフリッカ対策装置を接続する方法である。例えば、特許文献１には、リアクトル及びサイリスタにより構成するか、又は自励式インバータにより構成する無効電力補償装置が記載されている。

しかし、このような無効電力補償装置では、フリッカ発生機器の無効電力容量分だけその装置容量が必要となるために、電力変換器容量が大きくなり、装置が大型で高価となる。特に、電力変換器にインバータを用いた場合、その装置容量が大きいだけでなく、変換器自体がさらに大型で高価となるという問題がある。また、この無効電力補償装置では、配電線路のリアクタンス分による瞬時電圧変動分を補償するのみで、配電線路の抵抗分による瞬時電圧変動分までは補償できないし、フリッカ発生機器が高力率で有効電力成分の瞬時変動である場合は、無効電力での補償分が少なく、無効電力補償装置の改善効果が少ないという問題もある。

また、最近では、瞬時電圧低下とこの瞬時電圧低下以外のフリッカ等の電圧擾乱を共に補償しながら、装置全体の小型化、小容量化を可能とした直列型電圧補償装置が開発され、例えば、特許文献２には、図６に示すような直列型電圧補償装置が記載されている。この電圧補償装置は、交流電源と負荷の間に二つの変圧器を直列に介挿し、それぞれに瞬時補償回路及び常時補償回路を連結する構成とするものである。また、この電圧補償装置では、一方の変圧器が瞬時電圧低下を補償する定格容量と変圧比をもち、他方の変圧器が瞬時電圧低下以外の電圧擾乱を補償する定格容量と変圧比をもつ構成とするものである。

そして、その瞬時補償回路は、一方の変圧器の定格に合わせた補償出力電圧・電流の制御ができ、その常時補償回路は、他方の変圧器の定格に合わせた補償出力電圧・電流の制御ができる構成とするものである。また、その他方の変圧器は、フリッカを補償対象とし、常時補償回路が交流電源に発生した電圧擾乱の検出値又は検出波形に応じた出力を発生して電圧補償するものである。

しかし、この電圧補償装置では、常時補償回路とその変圧器は、フリッカを補償の対象としているものの、電源側である系統電圧を検出し、擾乱電圧波形の検出を行って常時補償回路のインバータの出力電圧波形を制御しているために、電源側に発生したフリッカを補償して負荷側に影響を与えないように制御することはできるが、一方で、配電線路を介して負荷側にフリッカ発生機器がある場合、電源からフリッカ発生機器までの配電線路の途中に接続されている他の負荷に対するフリッカ対策ができないという問題がある。また、この電圧補償装置の瞬時補償回路及び常時補償回路は、それぞれインバータで構成されているために、その回路構成が複雑であり、かつ装置が高価となるという問題もある。

特開２００７−２６７４４０号 特開２００９−１５９７６６号

そこで、本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、従来のインバータや無効電力補償装置を用いずに、電源側及び／又は負荷側で発生した瞬時電圧降下及び／又はフリッカ等の電圧擾乱を補償することができる小型で安価な電圧調整装置を提供することを目的とするものである。

そして、本発明者らは、鋭意検討を行ったところ、直列変圧器、半導体スイッチ及び制御回路を組合せて電圧調整装置を構成すると共に、この電圧調整装置を配電線路の電源側と負荷側の間に少なくとも１台接続して、それぞれの区間の電圧擾乱を分散して電圧補償すれば負荷側に発生したフリッカにも対策を講じることができることを知見し、本発明に至ったものである。

すなわち、本発明は、給電設備から負荷に電力を供給する配電線路にＮ台（Ｎは整数）設置され、該配電線路に発生する瞬時電圧降下やフリッカなどの電圧擾乱に対して電圧補償する電圧調整装置であって、配電線路に二次巻線が挿入された第１の直列変圧器及び第２の直列変圧器と、配電線路に一次巻線が接続された第３の変圧器及び第４の変圧器と、この第３の変圧器及び第４の変圧器と第１の直列変圧器及び第２の直列変圧器とをそれぞれ接続する第１スイッチ回路及び第２スイッチ回路と、負荷に供給する電流と配電線路のあらかじめ入力された既知のインピーダンスとに基づいて瞬時電圧降下分を計算し、この計算結果に基づいて第１スイッチ回路及び第２スイッチ回路の複数のスイッチ素子をオンオフする制御信号を出力する制御回路と、を備えていることを特徴とするものである。

また、本発明の電圧調整装置は、配電線路にＮ台設置された場合、そのＮ台は、給電設備と前記配電線路のそれぞれのインピーダンスを合算し、この合算したインピーダンスがＮ＋１に分割されたときに、それぞれの分割区間のインピーダンスがほぼ均等になる地点にそれぞれ設置されることを特徴とするものである。

そして、本発明の電圧調整装置は、３相３線式の高圧配電線路又は単相３線式の低圧配電線路に設置されること、その第１スイッチ回路及び前記第２スイッチ回路は、複数個の自然消弧型の半導体スイッチ素子からなること、その第３の変圧器及び第４の変圧器は、その二次巻線がｎ個（ゼロを含む整数）のタップを備え、任意の巻数比、任意の極性のｎ＋１個のタップからなることが好ましい。

さらに、本発明の制御回路は、所定の遅延時間経過後に前記制御信号を出力し、前記負荷に供給する電流の測定点における瞬時電圧降下が所定値を超えた場合及び／又は前記負荷に供給する電流の測定点におけるフリッカ値が所定値を超えた場合に、瞬時に制御信号を出力することを特徴とするものである。

本発明によれば、電源側のみならず下流の負荷側や末端で発生した瞬時電圧降下及び／又はフリッカ等の電圧擾乱を補償することができる。また、本発明は、有効電力による瞬時電圧降下やフリッカに対する対策としても好適であり、しかも、従来のインバータや無効電力補償装置を用いないから、小型で安価な電圧調整装置を提供することができる。

本発明の電圧調整装置が３相３線に設置された場合の回路構成図である。 本発明の電圧調整装置が単相３線に設置された場合の回路構成図である。 本発明の電圧調整装置が中間点に１台設置された場合のブロック構成図である。 本発明の電圧調整装置が複数台（２台）設置された場合のブロック構成図である。 無効電力補償装置を用いた従来例を示すブロック構成図である。 電力変換器を用いた従来例を示すブロック構成図である。

以下、本発明の一実施形態について説明するが、本発明は、この実施態様に限定されるものではない。

本発明の電圧調整装置１は、高圧線又は低圧線の配電線路において発生した瞬時電圧降下を電圧補償するものであり、特に、配電線路の末端又は配電線路の途中に、例えば溶接機などのフリッカ発生機器が接続されている場合、その配電線路の下流側又は末端において瞬時変動電流が流れて瞬時電圧低下やフリッカが発生しても、それに対して瞬時に対策を講じることができるものである。

図１は、本発明の電圧調整装置１が３相３線に接続された場合を示す回路構成図であり、図２は、本発明の電圧調整装置１が単相３線に接続された場合を示す回路構成図である。

本発明の電圧調整装置１は、図１に示すように、３相３線の高圧配電線路に接続された場合、高圧配電線路の第１相に二次巻線が挿入された第１の直列変圧器T1と、第３相に二次巻線が挿入された第２の直列変圧器T2とで構成されると共に、第１相及び第２相間に一次巻線が接続された第３の変圧器T3と、第２相及び第３相間に一次巻線が接続された第４の変圧器T4とで構成されている。そして、第１の直列変圧器T1と第３の変圧器T3とは複数の半導体スイッチ素子から成る第１スイッチ回路２を介して接続され、第２の直列変圧器T2と第４の変圧器T4とは複数の半導体スイッチ素子から成る第２スイッチ回路３を介して接続されている。この場合の半導体スイッチは、サイリスタ、トライアックのようにゲート信号をＯＦＦとしても半導体スイッチに交流電圧の逆電圧がかかるまで導通している自然転流消弧タイプのものである。

また、電圧調整装置１は、高圧配電線路の第１相及び第３相に設置した電流検出器CT1及びCT2に接続された制御回路４を備えている。この制御回路４は、電流検出器CT1,CT2で検出された配電線路に流れる電流値（負荷に供給される電流値）と配電線路のあらかじめ入力された既知のインピーダンス値に基づいて配電線路（変電所を含む）による瞬時電圧降下分を計算する機能と、その計算値に基づいて第１スイッチ回路２及び第２スイッチ回路３の半導体スイッチ素子をオンオフする制御信号を出力する機能とを備えている。

このような電圧調整装置１によれば、高圧配電線路に負荷側の繰り返しの瞬時負荷変動に伴う瞬時電圧降下が発生した場合、配電線路のインピーダンスと電流検出器CT1,CT2で検出された電流値とに基づいて瞬時に電圧降下分を計算し、この計算結果に基づいて、第１スイッチ回路２及び第２スイッチ回路３の半導体スイッチ素子をオンオフして電圧降下分を瞬時に電圧補償することができるから、配電線路での電圧の安定供給に大きく貢献することができる。

また、電圧調整装置１は、従来例のようなインバータ又はサイリスタ、コンデンサ、リアクトルを組み合わせた無効電力補償装置を用いずに、直列変圧器や半導体スイッチなどの主回路と制御回路とで構成され、しかも相間電圧から半導体スイッチ素子を介して直列変圧器に補償電圧が供給されるため、特別な電力変換装置等を必要とせず、小型で安価に製作することができる。

このような本発明の電圧調整装置１（以下、単に「本装置１」ということがある）は、配電線路にＮ台設置されるから、以下、高圧配電線路の電源側と負荷側の間に１台設置された場合とＮ台設置された場合の実施態様について、それぞれ説明する。

図３は、配電線路の電源側と負荷側の間に１台設置された場合のブロック構成図である。高圧配電線路においては、変電所のインピーダンスと高圧配電線路のインピーダンスを合算したインピーダンス値がほぼ１／２となる中間地点に本装置１が設置されることが好ましく、一方、低圧配電線路においては、柱上変圧器のインピーダンスと低圧配電線路を合算したインピーダンス値がほぼ１／２となる中間地点に本装置１が設置されることが好ましい。

本装置１の電圧補償の動作について説明すると、先ず、本装置１が設置されているＡ地点の２次側電流すなわちフリッカ発生機器側の電流を検出し、この電流から有効電流成分と無効電流成分を算出する。次に、あらかじめ入力された高圧配電線路のインピーダンスのＡ地点からフリッカ発生機器のＢ地点までの配電線インピーダンスの抵抗分とリアクタンス分に基づいて、Ａ地点からＢ地点までの区間の瞬時電圧降下分を算出し、この算出値の電圧降下分とほぼ同じ電圧を逆向きに直列変圧器に発生させることで、Ａ地点からＢ地点までの区間における瞬時電圧降下分を補償することができる。

このように、本装置１が高圧配電線路に１台設置された場合、１次側の瞬時電圧降下は、設置前のフリッカ発生機器地点での瞬時電圧降下のほぼ１／２であり、フリッカ発生機器の接続点の瞬時電圧降下も、本装置１の設置効果により、ほぼ１／２に抑制することができる。また、フリッカ値も、本装置１の１次側ではフリッカ発生機器の接続点のフリッカ値の１／２であり、本装置１の設置効果により、ほぼ１／２に抑制することができる。

次に、本装置１がＮ台設置された場合の実施態様について説明する。図４は、本装置１が高圧配電線路に２台設置された場合のブロック構成図である。この場合、配電線路の電源側と負荷側の間は、２台＋１に分割されることになるから、変電所のインピーダンスを含む高圧配電線路のインピーダンスの合算値が２台＋１でほぼ均等に分割される地点に、２台の本装置１がそれぞれ設置される。例えば、図４に示すように、配電線路の電源側と負荷側の間は３つの区間に分割されるから、高圧配電線路のインピーダンスの合算値が３分割されたときに、それぞれの分割区間のインピーダンスZL1,ZL2,ZL3がほぼ均等になるような地点（Ａ地点とＣ地点）に２台の本装置１がそれぞれ設置され、その区間毎に分散して電圧補償することができる。本発明では、本装置１をインピーダンスが均等に分割される地点に設置する必要はない。何故なら、瞬時電圧降下分を算出する際にインピーダンス比を調整すればよいので、それぞれの分割区間のインピーダンスはほぼ均等であればよい。

具体的な電圧補償の動作としては、先ず、２台の本装置１の２次側電流を検出し、この電流から有効電流成分と無効電流を算出し、あらかじめ入力された高圧配電線のインピーダンスの上流側の本装置１の設置点（Ａ地点）と下流側の本装置１の設置点（Ｃ地点）までの配電線のインピーダンスに基づいて、もし下流側にフリッカ発生機器が設置されている場合は、下流側の本装置１の設置点（Ｃ地点）からフリッカ発生機器が接続されている地点（Ｂ地点）までの配電線路のインピーダンスに基づいて、それぞれの抵抗分とリアクタンス分を計算する。

次に、上流側の本装置１の設置点（Ａ地点）から下流側の本装置１の設置点（Ｃ地点）まで、下流側の本装置１の設置点（Ｃ地点）からフリッカ発生機器接続点（Ｂ地点）までのそれぞれの区間の瞬時電圧降下分だけの補償電圧を、２台の本装置１のそれぞれの直列変圧器に発生させ、この補償電圧によって瞬時電圧降下分を打ち消せば２台の本装置１のそれぞれの二次側電圧をほぼゼロに制御することができる。

したがって、高圧配電線路に本装置１がＮ台設置された場合、個々の本装置１の１次側の瞬時電圧降下は、設置前のほぼ１／（Ｎ台＋１）であり、フリッカ発生機器の接続点の瞬時電圧降下も、ほぼ１／（Ｎ台＋１）に抑制することができる。

本発明の本装置１は、高圧配電線路に設置されるばかりでなく、図２に示すように、単相３線又は三相３線の低圧配電線路に設置して使用することもできる。その場合、図３又は図４に示される変電所のインピーダンスZS を柱上変圧器のインピーダンスZTに置き換えると共に、低圧配電線路のフリッカ発生機器が接続された地点までの低圧配電線路のインピーダンスをZLとして、これらインピーダンスを合算したインピーダンス（ZT＋ZL）がほぼ均等に分割される地点（１台の場合はインピーダンスが（ZT＋ZL／2）である中間地点）に本装置１を設置すればよい。また、補償電圧を発生させる場合、図２に示す複数個の交流半導体スイッチ（トライアック）を例えば下記表１に示すとおり、ＯＮ／ＯＦＦ制御することで補償電圧を発生させることができる。
したがって、本装置１が単相３線の低圧配電線路に設置された場合でも、３相３線の高圧配電線路又は低圧配電線路の場合と同様に、瞬時電圧降下分を打ち消すだけで、低圧配電線路に発生した瞬時電圧降下及び／又はフリッカの対策を行うことができる。

本装置１は、負荷側に発生したフリッカのみならず、電源側から侵入したフリッカに対しても、負荷側に影響を与えないようにこれを打ち消すための補償電圧を発生させる機能も備えている。具体的には、本装置１の１次側（電源側）電圧を検出し、その検出電圧と基準電圧との差分を本装置１の直列変圧器で打ち消して、２次側電圧がほぼゼロとなるように制御してやれば、電源側（１次側）で発生したフリッカが負荷側（２次側）に影響を与えないようにすることができる。

また、本発明では、少なくとも１台の本装置が配電線路に設置されるが、その設置点は、合算したインピーダンスをほぼ均等分割する地点だけに限定されるものではない。例えば、配電線路途上のある規定地点に本装置１が設置された場合でも、その規定地点の瞬時電圧降下及び／又はフリッカに対して動作させることができる。具体的には、その規定地点の瞬時電圧変動値があらかじめ設定した規定電圧値を超えた場合及び／又はある規定地点のフリッカ値があらかじめ設定したフリッカ値を超えた場合に、本装置１を瞬時に動作させることができる。また、仮に、瞬時電圧変動値及び／又はフリッカ値が設定値を超えそうでない場合でも、本装置１が動作遅れを持った電圧調整装置として動作する機能、例えば、動作時間を３０秒として頻繁な切換えを行わないようにする機能をも備えている。

さらに、本装置１では、その第３の変圧器T3又は第４の変圧器T4の二次巻線は、ｎ個（ゼロを含む整数）のタップを備えており、その巻数比や極性を任意に設定することができる構成としている。例えば、タップ比を１：１、１：２、１：２：４などに設定でき、タップ比が１：２：４の場合は、その組合せによって１、２、３、４、５、６、７段階の電圧を得ることができる。したがって、第１スイッチ回路２又は第２スイッチ回路３から複数種類の電圧を生成して出力させることができるし、また、瞬時電圧降下分を補償するだけではなく、太陽光発電装置などのように電圧が上昇することがある負荷に対しても、第３の変圧器T3又は第４の変圧器T4の二次巻線の極性を変えることで負荷の電圧上昇を補償することができる。

以下、本発明の実施例について、図３及び図４に基づいて具体的に説明する。
<実施例１>
実施例１は、図３に示すように、高圧配電線路において発生する瞬時電圧降下及び／又はフリッカの対策を行うために、本装置１がＡ地点に１台設置された場合である。実施例１では、変電所のインピーダンスZS と高圧配電線路のフリッカ発生機器が接続されている地点（Ｂ地点）までの高圧配電線路のインピーダンスZL とを合算し、その合算したインピーダンスが均等に分割される中間地点（ZS＋ZL／2）に本装置１が１台設置されている。

そして、設置前のフリッカ発生機器の接続点（Ｂ地点）の瞬時電圧降下を△VFとすると、この△VF は、変電所のインピーダンスZS の抵抗分RS及びリアクタンス分XS と、変電所からフリッカ発生機器の接続点（Ｂ地点）までの配電線路のインピーダンスZL の抵抗分RL及びリアクタンス分XL と、フリッカ発生機器の電流の有効電流IP 及び無効電流IQ とに基づいて、次式によって簡易的に計算することができる。
△VF＝IP×（RS＋RL）＋IQ×（XS＋XL）
ここで、
△VＦ：フリッカ発生地点の瞬時電圧降下
RS：変電所のインピーダンスの抵抗分
XS：変電所のインピーダンスのリアクタンス分
RL：高圧配電線路のインピーダンスの抵抗分
XL：高圧配電線路のインピーダンスのリアクタンス分

例えば、本装置１の２次側に瞬時電圧降下が発生した場合、本装置１の２次側電流Ｉを電流検出器ＣＴなどで検出し、この電流Ｉから有効電流成分IP と無効電流成分IQ を算出する。次に、あらかじめ入力された高圧配電線路のインピーダンスの本装置１の設置点（Ａ地点）からフリッカ発生機器が接続されている地点（Ｂ地点）までの配電線路のインピーダンスZL2 の抵抗分RL2及びリアクタンス分XL2 に基づいて、Ａ地点からＢ地点までの瞬時電圧降下分の電圧△V2 を算出する。例えば、この△V2 を簡易的に計算すると、次式となる。
△V2＝IP×RL2＋IQ×XL2
ここで、
△V2：Ａ地点からＢ地点までの瞬時電圧降下分
RL2：Ａ地点からＢ地点までの高圧配電線路のインピーダンスの抵抗分
XL2：Ａ地点からＢ地点までの高圧配電線路のインピーダンスのリアクタンス分

次に、２次側の瞬時電圧降下分の電圧△V2の計算値に基づいて、本装置１の直列変圧器T1 の２次側巻線に逆向きに瞬時に補償電圧を発生させて、Ａ地点からＢ地点までの瞬時電圧降下分の電圧△V2 を打ち消せば、本装置１の二次電圧V2 の瞬時電圧変動分をほぼゼロに制御することができる。

本装置１で補償電圧を発生させる場合は、図１に示す交流半導体スイッチ（トライアック）を各相５個使用しているから、例えば、Ｒ相については、次の表１に示すとおり、補償電圧を定格電圧の＋５％，＋２．５％，０％，−２．５％，−５％として、三相V 結線構成において、ＴＲＣ１〜ＴＲＣ５のトライアックをＯＮ／ＯＦＦ制御することで瞬時電圧降下分の電圧△V2 を打ち消すだけの補償電圧を発生させることができる。また、Ｔ相についても、同様にＴＲＣ６〜ＴＲＣ１０のトライアックをＯＮ／ＯＦＦ制御する。なお、表１の数値は、その一例であり、これに限るものではない。

一方、本装置１の１次側の瞬時電圧降下分の△V1 は、△V1＝IP×(RS＋RL1)＋IQ×（XS＋XL1）であり、本装置１を設置する前のフリッカ発生機器地点での瞬時電圧降下分の△VFのほぼ１／２である。また、フリッカ発生機器の接続地点（Ｂ地点）の瞬時電圧降下分の△VFも、本装置１の設置効果により、ほぼ１／２に抑制することができるから、本装置１によって対策を行った後の△VF‘は、△V1＋△V2−△V2（打消し分）≒△V1となる。

また、フリッカ値についても同様であり、本装置１の１次側のフリッカ値△V10-1 は、フリッカ発生機器の接続点のフリッカ値△V10-F の１／２であり、フリッカ発生機器の接続点のフリッカ値△V10-F も、本装置１の設置効果により、ほぼ１／２に抑制することができる。なお、フリッカ△10 は、△VF の１分間の積算値である。実施例１では、本装置１を高圧配線電路に適用したが、低圧配線電路に適用した場合も同様の効果がある。

<実施例２>
実施例２は、図４に示すように、高圧配電線路において発生する瞬時電圧降下及び／又はフリッカの対策を行うために、本装置１が高圧配電線路のＡ地点とＣ地点にそれぞれ１台（合計２台）設置された場合である。実施例２では、変電所のインピーダンスZSと高圧配電線路のインピーダンスZL を合算したインピーダンスが（２台＋１）で分割されたときに、それぞれの分割区間のインピーダンスがほぼ均等な値（ZS＋ZL）／3）となる地点にそれぞれ本装置１が設置されている。

そして、それぞれの本装置１の２次側電流Ｉを電流検出器CT により検出し、この電流から有効電流成分IP と無効電流IQ を算出する。次に、あらかじめ入力された高圧配電線路のインピーダンスの上流側の本装置１の設置点（Ａ地点）から下流側の本装置１の設置点（Ｃ地点）までの配電線路のインピーダンスZL2と、もし下流側にフリッカ発生機器が接続されている場合には、その下流側の本装置１の設置点（Ｃ地点）からフリッカ発生機器が接続されている地点（Ｂ地点）までの配電線路のインピーダンスZL3とのそれぞれの抵抗分RL2,3及びリアクタンス分XL2,3に基づいて、Ａ地点からＣ地点まで、またＣ地点からフリッカ発生機器の接続地点であるＢ地点までのそれぞれの瞬時電圧降下分の△V2及び△V3 を打ち消して、個々の本装置１の二次側電圧V2とV3 の瞬時電圧変動分をほぼゼロに制御することができる。

実施例２において、本装置１で補償電圧を発生させる場合は、上記表１と同様に、図１に示す５個の交流半導体スイッチ（トライアック）を、例えば、補償電圧を定格電圧の＋５％，＋２．５％，０％，−２．５％，−５％として、三相V 結線構成において、半導体スイッチをＯＮ／ＯＦＦ制御することによって、瞬時電圧降下分の電圧△V2 を打ち消すだけの補償電圧を発生させることができる。

このように、実施例２でも、本装置１の設置効果により、個々の本装置１の１次側の瞬時電圧降下は、設置前のほぼ１／（２台＋１）である。また、フリッカ発生機器の接続点の瞬時電圧降下もほぼ１／３（２台の場合）に抑制することができるし、フリッカ値も同様にそれぞれ１／３に抑制することができる。

本発明の本装置１は、上記の実施態様に限定されるものではなく、他の態様を採用することもできる。例えば、本装置１を低圧配電線路に設置する場合、単相３線でなく３相３線の回路の構成でもよく、Ｖ結線で２組の回路を△結線にした３組の回路としてもよい。また、半導体スイッチに替えてインバータを用いることも可能であり、配電線路の電圧引き込み点は、直列変圧器の入力側でも出力側でもよく、回路の構成を適宜設計変更することができる。

１ 電圧調整装置
２ 第１スイッチ回路
３ 第２スイッチ回路
４ 制御回路
Ｔ１ 第１の直列変圧器
Ｔ２ 第２の直列変圧器
Ｔ３ 第３の変圧器
Ｔ４ 第４の変圧器
ＴＲＣ１〜ＴＲＣ１０ トライアック（半導体スイッチ）
ＣＴ１、ＣＴ２ 電流検出器

Claims (6)

1. 給電設備から負荷に電力を供給する配電線路にＮ台（Ｎは整数）設置され、該配電線路に発生する瞬時電圧降下やフリッカなどの電圧擾乱に対して電圧補償する電圧調整装置であって、前記配電線路に二次巻線が挿入された第１の直列変圧器及び第２の直列変圧器と、前記配電線路に一次巻線が接続された第３の変圧器及び第４の変圧器と、該第３の変圧器及び第４の変圧器と前記第１の直列変圧器及び第２の直列変圧器とをそれぞれ接続する第１スイッチ回路及び第２スイッチ回路と、前記負荷に供給する電流と配電線路のあらかじめ入力された既知のインピーダンスとに基づいて瞬時電圧降下分を計算し、該計算結果に基づいて前記第１スイッチ回路及び前記第２スイッチ回路の複数のスイッチ素子をオンオフする制御信号を出力する制御回路とを備えていることを特徴とする電圧調整装置。
2. 前記Ｎ台は、前記給電設備と前記配電線路のそれぞれのインピーダンスを合算し、該合算したインピーダンスがＮ＋１に分割されたときに、それぞれの分割区間のインピーダンスがほぼ均等になる地点にそれぞれ設置されることを特徴とする請求項１に記載の電圧調整装置。
3. 前記配電線路は、３相３線式の高圧配電線路又は低圧配電線路であるか、又は単相３線式の低圧配電線路であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電圧調整装置。
4. 前記第１スイッチ回路及び前記第２スイッチ回路は、それぞれ複数個の自然消弧型の半導体スイッチ素子からなることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電圧調整装置。
5. 前記第３の変圧器及び前記第４の変圧器の二次巻線は、ｎ個（ゼロを含む整数）のタップを備え、任意の巻数比、任意の極性のｎ＋１個からなることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の電圧調整装置。
6. 前記制御回路は、所定の遅延時間経過後に前記制御信号を出力し、前記負荷に供給する電流の測定点における瞬時電圧降下が所定値を超えた場合及び／又は前記負荷に供給する電流の測定点におけるフリッカ値が所定値を超えた場合に、瞬時に制御信号を出力することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の電圧調整装置。
   

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