JP7178586B2

JP7178586B2 - 電気設備及び変圧装置

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Publication number: JP7178586B2
Application number: JP2018209198A
Authority: JP
Inventors: 篤志中本; 敏杉本
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-11-06
Filing date: 2018-11-06
Publication date: 2022-11-28
Anticipated expiration: 2038-11-06
Also published as: JP2020078137A

Description

本開示は、一般に電気設備及び変圧装置に関し、より詳細には、交流電力の配電方式を単相二線式から単相三線式に変換する電気設備及び変圧装置に関する。

特許文献１に記載の蓄電システム（電気設備）は、パワーコンディショナ（電力変換装置）と、トランス（変圧装置）とを備えている。パワーコンディショナは、蓄電池の放電電力を交流電力に変換してトランスに出力する。トランスは、パワーコンディショナから出力された交流電力を二線式（単相二線式）から三線式（単相三線式）に変換し、変換した交流電力を負荷に出力する。

特開２０１７－５９３１号公報

特許文献１に記載の蓄電システムでは、トランスは、パワーコンディショナから出力された交流電力を二線式から三線式に変換するだけで、変圧は行わない。このため、パワーコンディショナから出力される３線式の交流電力の電圧が、負荷が要求する要求電圧に対応しない場合がある。

本開示は、上記事由に鑑みて、電力変換装置から出力される単相二線式の交流電力を、負荷の要求電圧に対応した電圧を有する単相三線式の交流電力に変換できる電気設備、及び電気設備で用いられる変圧装置を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係る電気設備は、電力変換装置と、変圧装置と、を備えている。前記電力変換装置は、入力した直流電力を第１交流電力に変換する。前記変圧装置は、前記電力変換装置で変換された前記第１交流電力の電圧を変圧して第２交流電力を生成する。前記電力変換装置は、２つの電路を用いて、前記２つの電路の間に前記第１交流電力の電圧が掛かるように、前記第１交流電力を前記変圧装置に出力する。前記変圧装置は、第１電路、第２電路及び第３電路からなる３つの電路を用いて、前記第１電路及び前記第３電路の間に前記第１交流電力の電圧を変圧した変圧電圧が掛かり、前記第１電路及び前記第２電路の間並びに前記第２電路及び前記第３電路の間に、前記変圧電圧の分圧が掛かるように、前記第２交流電力を出力する。前記２つの電路のうちの一方の電路は、接地されている。前記一方の電路において前記電力変換装置の内部に配置された部分が、接地されている。
また、本開示の一態様に係る電気設備は、電力変換装置と、変圧装置と、を備えている。前記電力変換装置は、入力した直流電力を第１交流電力に変換する。前記変圧装置は、前記電力変換装置で変換された前記第１交流電力の電圧を変圧して第２交流電力を生成する。前記電力変換装置は、２つの電路を用いて、前記２つの電路の間に前記第１交流電力の電圧が掛かるように、前記第１交流電力を前記変圧装置に出力する。前記変圧装置は、第１電路、第２電路及び第３電路からなる３つの電路を用いて、前記第１電路及び前記第３電路の間に前記第１交流電力の電圧を変圧した変圧電圧が掛かり、前記第１電路及び前記第２電路の間並びに前記第２電路及び前記第３電路の間に、前記変圧電圧の分圧が掛かるように、前記第２交流電力を出力する。前記変圧装置は、前記２つの電路が接続され、かつ前記３つの電路が接続されたコイルを有する。前記コイルにおいて、前記２つの電路の各々が接続される接続位置のうちの一方の接続位置は、前記３つの電路の各々が接続される接続位置のうちの真ん中の接続位置と一致している。

本開示の一態様に係る変圧装置は、上記の一態様の電気設備で用いられる変圧装置である。

本開示は、電力変換装置から出力される単相二線式の交流電力を、負荷の要求電圧に対応した電圧を有する単相三線式の交流電力に変換できる、という利点がある。

図１は、実施形態に係る電気設備の構成を示す構成図である。図２は、変形例１に係る変圧装置の構成で示す構成図である。図３は、変形例２に係る変圧装置の構成を示す構成図である。

以下、実施形態に係る電気設備について説明する。下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の例に過ぎない。また、下記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

図１を参照して、本実施形態に係る電気設備１について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る電気設備１は、例えば、太陽光発電装置２から出力される直流電力を、負荷３が要求する要求電圧に対応した電圧を有する単相三線式の交流電力（第２交流電力）に変換して、負荷３に出力する電気設備である。

なお、上記の「負荷３が要求する要求電圧に対応した電圧」とは、負荷３の要求電圧と同じ電圧、又は、負荷３の動作に影響を与えない範囲で、負荷３の要求電圧よりも大きい又は小さい電圧である。また、単相三線式とは、単相交流電力を３つの電路を用いて供給する配電方式である。

太陽光発電装置２は、太陽光エネルギを太陽電池を用いて電気エネルギ（直流電力）に変換する発電装置である。なお、太陽光発電装置２は、商用電力系統以外の電源の一例である。このため、太陽光発電装置２は、蓄電装置であってもよい。なお、蓄電装置は、充放電可能な蓄電地を含む装置である。蓄電装置は、商用電力系統から供給される電力で充電されてもよいし、太陽光発電装置から供給される電力で充電されてもよい。

負荷３は、少なくとも１つの負荷を示している。負荷３は、電気機器だけでなく、建物に設置されたコンセントであってもよい。コンセントは、電気機器からの電源プラグが差し込まれる差込口を有する装置である。

電気設備１は、電力変換装置４と、変圧装置５とを備えている。

電力変換装置４は、太陽光発電装置２から入力される直流電力を単相二線式の交流電力（第１交流電力）に変換する装置である。電力変換装置４は、自立電源として機能する。自立電源とは、商用電力系統以外の電源である。単相二線式とは、単相交流電力を２つの電路を用いて供給する配電方式である。単相二線式の交流電力とは、単相二線式の配電方式で配電される交流電力である。電力変換装置４は、２つの入力端Ｐ１，Ｐ２と、２つの出力端Ｐ３，Ｐ４と、昇圧回路４１と、直流－交流変換回路４２とを備えている。

２つの入力端Ｐ１，Ｐ２は、太陽光発電装置２から出力された直流電力が入力される部分である。２つの入力端Ｐ１，Ｐ２は、太陽光発電装置２の正極及び負極に接続されている。２つの出力端Ｐ３，Ｐ４は、電力変換装置４の出力電圧を出力する部分である。２つの出力端Ｐ３，Ｐ４は、電線６ａ，６ｂを介して直流－交流変換回路４２の２つの出力端に接続されている。また、２つの出力端Ｐ３，Ｐ４は、電線７ａ，７ｂを介して変圧装置５の後述の２つの入力端Ｐ５，Ｐ６に接続されている。

昇圧回路４１は、２つの入力端Ｐ１，Ｐ２に入力された直流電力を所定の電圧を有する直流電力に昇圧する回路である。昇圧回路４１で昇圧された直流電力は、直流－交流変換回路４２に出力される。昇圧回路４１は、例えば、チョークコイル、スイッチング素子、ダイオード及び平滑用コンデンサなどを有するブーストコンバータ（昇圧チョッパ回路）で構成されている。

直流－交流変換回路４２は、昇圧回路４１の後段に接続されており、昇圧回路４１から出力された単相二線式の直流電力を単相二線式の交流電力に変換する回路である。上記の単相二線式の交流電力は、例えば１０１Ｖの交流電圧である。直流－交流変換回路４２で変換された単相二線式の交流電力は、その電圧が２つの電線６ａ，６ｂの間に掛かるように、電線６ａ，６ｂを介して２つの出力端Ｐ３，Ｐ４に出力される。その出力された交流電力は、電線７ａ，７ｂを介して２つの出力端Ｐ３，Ｐ４から変圧装置５に出力される。

変圧装置５は、電力変換装置４で変換された単相二線式の交流電力の電圧を変圧（本実施形態では昇圧）する装置である。また、変圧装置５は、電力変換装置４で変換された単相二線式の交流電力を単相三線式の交流電力（第２交流電力）に変換する装置である。換言すれば、変圧装置５は、電力変換装置４からの交流電力の配電方式を単相二線式から単相三線式に変換する。なお、単相三線式の交流電力とは、単相三線式の配電方式で配電される交流電力である。変圧装置５は、電力変換装置４とは別体である。これにより、変圧装置５を後付けで電気設備１に備えさせることができる。

変圧装置５は、２つの入力端Ｐ５，Ｐ６と、３つの出力端Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９と、変圧器５１と、漏電ブレーカ５２とを備えている。

２つの入力端Ｐ５，Ｐ６は、電力変換装置４から出力された交流電力が入力される部分である。２つの入力端Ｐ５，Ｐ６は、電線７ａ，７ｂを介して電力変換装置４の２つの出力端Ｐ３，Ｐ４に接続されている。また、２つの入力端Ｐ５，Ｐ６は、電線８ａ，８ｂを介して変圧器５１の一次側に接続されている。３つの出力端Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９は、電線９ａ，９ｂ，９ｃを介して変圧器５１の二次側に接続されている。また、３つの出力端Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９は、電線１０ａ，１０ｂ，１０ｃを介して負荷３に接続されている。

ここで、上記の単相二線式では、２つの電路（電路１１ａ及び電路１１ｂ）が用いられている。電路１１ａは、互いに直列に接続された電線６ａ、電線７ａ及び電線８ａで構成されている。電路１１ｂは、互いに直列に接続された電線６ｂ、電線７ｂ及び電線８ｂで構成されている。上記の単相三線式では、３つの電路（電路１２ａ（第１電路）、電路１２ｂ（第２電路）及び電路１２ｃ（第３電路））が用いられている。電路１２ａは、互いに直列に接続された電線９ａ及び電線１０ａで構成されている。電路１２ｂは、互いに直列に接続された電線９ｂ及び電線１０ｂで構成されている。電路１２ｃは、互いに直列に接続された電線９ｃ及び電線１０ｃで構成されている。

２つの電路１１ａ，１１ｂのうちの一方の電路１１ａは、接地されている。すなわち、一方の電路１１ａが、電気的に中立な中性線になっている。上記の単相二線式で用いられる電路１１ａは、変圧器５１の一次側の電路である。このため、上記のように電路１１ａが接地されることで、変圧器５１の一次側から二次側までの範囲を、地絡時などに発生する異常電流から保護できる。より詳細には、電路１１ａのうちの電線６ａ（すなわち電力変換装置４の内部の電線）が接地されている。これにより、電路１１ａでの接地位置を電路１１ａの最も上流側に配置できる。この結果、変圧器５１（すなわち変圧装置５）の一次側において電力変換装置４を含めた範囲を、地絡時などに発生する異常電流から保護できる。

変圧器５１は、２つの入力端Ｐ５，Ｐ６に入力された単相二線式の交流電力の電圧を変圧（本実施形態では昇圧）する。また、変圧器５１は、上記の単相二線式の交流電力を単相三線式の交流電力に変換する。変圧器５１で上記のように変圧かつ変換された交流電力は、３つの出力端Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９から出力される。

変圧器５１は、例えば単巻きの変圧器であり、コイル５１１と、磁路とを有する。コイル５１１は、一次側コイルと二次側コイルとの両方を兼用するコイルである。変圧器５１が単巻きの変圧器であることで、変圧器５１を安価に構成できる。磁路は、例えば環状である。コイル５１１は、磁路に複数回巻き付けられている。コイル５１１には、２つの電線８ａ，８ｂ（すなわち２つの電路１１ａ，１１ｂ）の端部が接続されている。コイル５１１において、２つの電線８ａ，８ｂの各々が接続される接続位置Ｓ１，Ｓ２は、コイル５１１の中心軸に沿って互いに間隔を空けて配置されている。また、コイル５１１には、３つの電線９ａ，９ｂ，９ｃ（すなわち３つの電路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）の端部が接続されている。コイル５１１において、３つの電線９ａ，９ｂ，９ｃの各々が接続される接続位置Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５は、コイル５１１の中心軸に沿って互いに間隔を空けて配置されている。

変圧器５１は、２つの電路１１ａ,１１ｂを介して入力された交流電力の電圧を変圧する。また、変圧器５１は、２つの電路１２ａ,１２ｃの間に、上記の交流電力の電圧を変圧した電圧（変圧電圧）が掛かり、２つの電路１２ａ,１２ｂの間及び２つの電路１２ａ,１２ｂの間に上記の変圧電圧の分圧が掛かるように、３つの電路１２ａ,１２ｂ,１２ｃを用いて上記の変圧した交流電力を出力する。

以下の説明では、２つの電路１１ａ，１１ｂの間に掛かる電圧を、線間電圧Ｖ１（第１線間電圧）と記載する。２つの電路１２ａ，１２ｂの間に掛かる電圧を、線間電圧Ｖ２（第２線間電圧）と記載する。２つの電路１２ｂ，１２ｃ）の間に掛かる電圧を、線間電圧Ｖ３（第３線間電圧）と記載する。２つの電路１２ａ，１２ｃの間に掛かる電圧を、線間電圧Ｖ４と記載する。線間電圧Ｖ４は、２つの線間電圧Ｖ２，Ｖ３を足し合わせた電圧である。

変圧器５１は、線間電圧Ｖ２及び線間電圧Ｖ３として、それぞれ、互いに同じ電圧であって線間電圧Ｖ１に相当する電圧（相当電圧）を出力する。この結果、線間電圧Ｖ４は、上述の通り２つの線間電圧Ｖ２，Ｖ３を足し合わせた電圧であるため、上記の相当電圧の２倍の電圧となる。このように、変圧器５１は、線間電圧Ｖ２及び線間電圧Ｖ３として、それぞれ、互いに同じ電圧である上記の相当電圧を出力することで、線間電圧Ｖ１を、上記の相当電圧の２倍の電圧である線間電圧Ｖ４に昇圧して出力している。この昇圧によって、線間電圧Ｖ１が、負荷３の要求電圧に対応した電圧に変圧される。

変圧器５１は、線間電圧Ｖ４以外に、互いに同じ電圧である線間電圧Ｖ２，Ｖ３を出力する。すなわち、変圧器５１は、２種類の電圧（線間電圧Ｖ４及び線間電圧Ｖ２，Ｖ３）を出力する。したがって、変圧器５１は、負荷３として、線間電圧Ｖ４を要求電圧とする負荷と、線間電圧Ｖ２，Ｖ３を要求電圧とする負荷との２種類の負荷に対応できる。

なお、上記の「線間電圧Ｖ１に相当する電圧（相当電圧）」とは、線間電圧Ｖ１よりも大きい電圧である。すなわち、変圧器５１は、線間電圧Ｖ２及び線間電圧Ｖ３として、それぞれ、互いに同じ電圧であって線間電圧Ｖ１よりも大きい電圧を出力する。換言すれば、変圧器５１は、線間電圧Ｖ１を線間電圧Ｖ１よりも大きい電圧に昇圧し、その昇圧した電圧を線間電圧Ｖ２及び線間電圧Ｖ３として出力する。このように、上記の相当電圧として、線間電圧Ｖ１よりも大きい電圧が出力されることで、線間電圧Ｖ２，Ｖ３が電路の伝導中に電圧降下しても、負荷３側で必要な電圧（線間電圧Ｖ１以上の電圧）を確保できる。また、線間電圧Ｖ４が電路の伝導中に電圧降下しても、負荷３側で必要な電圧（線間電圧Ｖ１の２倍の電圧以上の電圧）を確保できる。なお、上記の相当電圧は、例えば、線間電圧Ｖ１よりも数ボルト（電圧降下分の電圧（例えば数ボルト））大きい電圧であってもよい。

なお、本実施形態では、上記の「線間電圧Ｖ１に相当する電圧（相当電圧）」は、線間電圧Ｖ１よりも大きい電圧であるが、線間電圧Ｖ１と同じ電圧であってもよい。

本実施形態では、線間電圧Ｖ１は、電力変換装置４の出力電圧であるため、上記の通り、例えば１０１Ｖである。また、本実施形態では、線間電圧Ｖ２，Ｖ３はそれぞれ、例えば１０３Ｖに設定されており、線間電圧Ｖ４は、例えば２０６Ｖに設定されている。よって、本実施形態では、変圧器５１は、２つの入力端Ｐ５，Ｐ６に入力された単相二線の１０１Ｖの交流電力を、昇圧して単相三線式の１０３Ｖ／２０６Ｖの交流電力に変換して、３つの出力端Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９から出力する。

変圧器５１は、２つの接続位置Ｓ１，Ｓ２間のコイル５１１の巻数と、２つの接続位置Ｓ４，Ｓ５間のコイル５１１の巻数との比に応じて、線間電圧Ｖ１を変圧して線間電圧Ｖ３として出力する。本実施形態では、上述のように、線間電圧Ｖ３は１０３Ｖであり、線間電圧Ｖ１は１０１Ｖであるため、線間電圧Ｖ３は、線間電圧Ｖ１よりも大きい。このため、２つの接続位置Ｓ４，Ｓ５間のコイル５１１の巻数は、２つの接続位置Ｓ１，Ｓ２間のコイル５１１の巻数よりも多くなっている。

また、変圧器５１では、２つの接続位置Ｓ３，Ｓ４間のコイル５１１の巻数と、２つの接続位置Ｓ４，Ｓ５間のコイル５１１の巻数との比に応じて、２つの線間電圧Ｖ２，Ｖ３の比が決まる。本実施形態では、上述のように、２つの線間電圧Ｖ２，Ｖ３は共に例えば１０３Ｖで同じ電圧である。このため、２つの接続位置Ｓ３，Ｓ４間のコイル５１１の巻数と、２つの接続位置Ｓ４，Ｓ５間のコイル５１１の巻数とは、同じ巻数である。

２つの接続位置Ｓ１，Ｓ２のうちの一方の接続位置Ｓ１は、３つの接続位置Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５のうちの真ん中の接続位置Ｓ４と一致している。これにより、電路１１ａと電路１２ｂとを同じ電位に合わせることができる。本実施形態では、電路１１ａは中性線であるため、上記のように接続位置Ｓ１を接続位置Ｓ４と一致させることで、電路１２ｂ側で接地しなくても、電路１２ｂを中性線に設定できる。なお、２つの接続位置Ｓ１，Ｓ２のうちの他方の接続位置Ｓ２は、２つの接続位置Ｓ４，Ｓ５の間に配置されている。

漏電ブレーカ５２は、漏電を検知しないときは電路１１ａ,１１ｂを導通し、漏電を検知したときは電路１１ａ,１１ｂを遮断する遮断器である。漏電ブレーカ５２は、２つの電線８ａ，８ｂ（すなわち２つの電路１１ａ，１１ｂ）に跨って設けられており、２つの電線８ａ，８ｂの各々を導通遮断可能な２極のブレーカである。上記の「導通遮断可能」とは、導通及び遮断を択一的に選択できることである。なお、本実施形態では、漏電ブレーカ５２は、変圧装置５内の２つの電線８ａ，８ｂに設置されるが、電力変換装置４内の２つの電線６ａ，６ｂに設置されてもよい。

以上、この実施形態に係る電気設備１によれば、電力変換装置４と、変圧装置５とを備えている。電力変換装置４は、入力した直流電力を単相二線式の交流電力に変換する。変圧装置５は、電力変換装置４で変換された単相二線式の交流電力を、その電圧を変圧しかつ単相三線式の交流電力に変換する。このため、変圧装置５によって、電力変換装置４で変換された単相二線式の交流電力を単相三線式の交流電力に変換でき、かつ変圧もできる。この変圧によって、変圧装置５の出力電圧を負荷３の要求電圧に対応した電圧に変圧できる。この結果、電力変換装置４で変換された単相二線式の交流電力を、負荷３の要求電圧に適した電圧を有する単相三線式の交流電力に変換できる。

（変形例）
以下、上記の実施形態の変形例を説明する。以下の変形例は、組み合わせて実施されてもよい。なお、以下の変形例の説明では、上記の実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付して説明を省略する場合がある。

（変形例１）
上記の実施形態では、図１に示すように、コイル５１１において、２つの電路１１ａ，１１ｂの接続位置Ｓ１，Ｓ２のうちの一方の接続位置Ｓ１は、３つの電路１２ａ，１２ｂ，１２ｃの接続位置Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５のうちの真ん中の接続位置Ｓ４と一致する。ただし、２つの電路１１ａ，１１ｂの接続位置Ｓ１，Ｓ２と、３つの電路１２ａ，１２ｂ，１２ｃの接続位置Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５との配置関係は、このように限定されない。例えば、図２に示すように、接続位置Ｓ４は、接続位置Ｓ１，Ｓ２の間に配置されてもよい。

本変形例では、電路１１ａは接地されていない。

また、本変形例では、コイル５１１において、接続位置Ｓ１は接続位置Ｓ３，Ｓ４の間に接続されており、接続位置Ｓ２は接続位置Ｓ４，Ｓ５の間に接続されている。接続位置Ｓ１，Ｓ４間のコイル５１１の巻き数は、接続位置Ｓ４，Ｓ２間のコイル５１１の巻き数と同じである。

また、本変形例では、変圧装置５は、抵抗Ｒ１，Ｒ２を更に備えている。抵抗Ｒ１は、電路１１ａ（例えば電線８ａ）の分岐点Ｎ１と接地点との間に接続されている。抵抗Ｒ２は、電路１１ｂ（例えば電線８ｂ）の分岐点Ｎ２と接地点との間に接続されている。抵抗Ｒ１，Ｒ２は、例えば同じ値である。

本変形例では、例えば、線間電圧Ｖ１は１００Ｖであり、線間電圧Ｖ２，Ｖ３は１００Ｖであり、線間電圧Ｖ４は２００Ｖである。また、接続位置Ｓ１，Ｓ４間の電圧をＶ１１とし、接続位置Ｓ４，Ｓ２間の電圧をＶ１２とすると、例えば、電圧Ｖ１１，Ｖ１２は５０Ｖである。

本変形例によれば、接続位置Ｓ１が接続位置Ｓ４に一致されないため、接続位置Ｓ１の配置の自由度を向上できる。また、接続位置Ｓ１，Ｓ２を接続位置Ｓ４に対して対称的な配置にできる。

なお、本変形例では、電路１１ａ,１１ｂが抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して接地されるが、この電路１１ａ,１１ｂにおける抵抗Ｒ１,Ｒ２を介しての接地を省略して、電路９ｂを接地してもよい。

（変形例２）
上記の実施形態では、変圧器５１は、単巻きの変圧器であるが、図３に示すように、変圧器５１は、複巻きの変圧器であってもよい。この場合、変圧器５１は、一次側コイル５５と、二次側コイル５６と、磁路とを備えている。磁路は例えば環状である。一次側コイル５５は、磁路に複数回巻き付けられている。二次側コイル５６も磁路に複数回巻き付けられている。一次側コイル５５には、２つの電線８ａ，８ｂ（すなわち２つの電路１１ａ，１１ｂ）が接続されている。二次側コイル５６には、３つの電線９ａ，９ｂ，９ｃ（すなわち３つの電路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）が接続されている。本実施形態では、３つの電線９ａ，９ｂ，９ｃのうちの真ん中の電線９ｂ（電路１２ｂ）は、接地されている。なお、電路１１ａは、上記の実施形態と同様に電力変換装置４側で接地されている。

この変形例によれば、変圧器５１が複巻きの変圧器であるため、直流電流が変圧器５１の一次側コイル５５と二次側コイル５６との間を流れることを防止できる。このため、変圧器５１で異常電流の流れを防止できる。

（その他の変形例）
上記の実施形態では、変圧装置５は、電力変換装置４と別体に構成されるが、電力変換装置４と一体に構成されてもよい。これにより、変圧装置５の設置場所の確保や設置作業が不要となり、変圧装置５の設置が容易である。

また、上記の実施形態では、変圧装置５は、電力変換装置４で変換された単相二線式の交流電力を、その電圧を昇圧しかつ単相三線式の交流電力に変換したが、電力変換装置４で変換された単相二線式の交流電力を、降圧しかつ単相三線式の交流電力に変換してもよい。

（まとめ）
第１の態様に係る電気設備（１）は、電力変換装置（４）と、変圧装置（５）と、を備えている。電力変換装置（４）は、入力した直流電力を第１交流電力に変換する。変圧装置（５）は、電力変換装置（４）で変換された第１交流電力を変圧して第２交流電力を生成する。電力変換装置（４）は、２つの電路（１１ａ，１１ｂ）を用いて、２つの電路（１１ａ，１１ｂ）の間に第１交流電力の電圧が掛かるように、第１交流電力を変圧装置（５）に出力する。変圧装置（５）は、第１電路（１２ａ）、第２電路（１２ｂ）及び第３電路（１２ｃ）からなる３つの電路を用いて、第１電路（１２ａ）及び第３電路（１２ｃ）の間に第１交流電力の電圧を変圧した変圧電圧（Ｖ４）が掛かり、第１電路（１２ａ）及び第２電路（１２ｂ）の間並びに第２電路（１２ｂ）及び第３電路（１２ｃ）の間に、変圧電圧（Ｖ４）の分圧（Ｖ２，Ｖ３）が掛かるように、第２交流電力を出力する。

この構成によれは、変圧装置（５）によって、電力変換装置（４）で変換された単相二線式の第１交流電力を単相三線式の第２交流電力に変換でき、かつ変圧もできる。この変圧によって、変圧装置（５）の出力電圧を負荷（３）の要求電圧に対応した電圧に変圧できる。この結果、電力変換装置（４）で変換された単相二線式の第１交流電力を、負荷（３）に適した電圧を有する単相三線式の交流電力に変換できる。

第２の態様に係る電気設備（１）では、第１の態様において、２つの電路（１１ａ，１１ｂ）の間に掛かる電圧を第１線間電圧（Ｖ１）とする。３つの電路（１２ａ，１２ｂ，１３ｃ）を第１電路（１２ａ）、第２電路（１２ｂ）及び第３電路（１２ｃ）とする。第１電路（１２ａ）と第２電路（１２ｂ）との間に掛かる電圧を第２線間電圧（Ｖ２）とする。第２電路（１２ｂ）と第３電路（１２ｃ）との間に掛かる電圧を第３線間電圧（Ｖ３）とする。変圧装置（５）は、第２線間電圧（Ｖ２）及び第３線間電圧（Ｖ３）として、それぞれ、第１線間電圧（Ｖ１）に相当する電圧を出力する。

この構成によれば、第２線間電圧（Ｖ２）及び第３線間電圧（Ｖ３）はそれぞれ、第１線間電圧（Ｖ１）に相当する電圧（相当電圧）である。第１電路（１２ａ）と第３電路（１２ｃ）との間に掛かる線間電圧（Ｖ４）は、第１線間電圧（Ｖ１）及び第２線間電圧（Ｖ２）を足し合わせた電圧であるため、上記の相当電圧の２倍の電圧になる。すなわち、変圧装置（５）は、相当電圧と相当電圧の２倍の電圧との２種類の電圧を出力できる。

第３の態様に係る電気設備（１）では、第２の態様において、変圧装置（５）は、第２線間電圧（Ｖ２）及び第３線間電圧（Ｖ３）として、それぞれ、第１線間電圧（Ｖ１）よりも大きい電圧を出力する。

この構成によれば、第２線間電圧（Ｖ２）及び第３線間電圧（Ｖ３）が電路の導電中に電圧降下しても、負荷（３）側で第１線間電圧（Ｖ１）以上の電圧を確保できる。

第４の態様に係る電気設備（１）では、第１～第３の態様の何れか１つの態様において、２つの電路（１１ａ，１１ｂ）のうちの一方の電路（１１ａ）は、接地されている。

この構成によれば、上記の一方の電路（１１ａ）は、変圧装置（５）の一次側の電路であるため、変圧装置（５）の一次側から二次側までの範囲を、地絡時などに発生する異常電流から保護できる。

第５の態様に係る電気設備（１）では、第４の態様において、上記の一方の電路（１１ａ）において、電力変換装置（４）の内部に配置された部分（６ａ）が接地されている。

この構成によれば、変圧装置（５）の一次側において電力変換装置（４）を含めた範囲を、地絡時などに発生する異常電流から保護できる。

第６の態様に係る電気設備（１）は、第１～第５の態様の何れか１つの態様において、漏電ブレーカ（５２）を更に備えている。漏電ブレーカ（５２）は、２つの電路（１１ａ，１１ｂ）に設けられている。

この構成によれば、２つの電路（１１ａ,１１ｂ）に漏電ブレーカ（５２）が設置されるため、漏電ブレーカ（５２）として２極ブローカを用いることができる。すなわち、仮に変圧装置（５）の二次側の３つの電路（１２ａ,１２ｂ,１２ｃ）に漏電ブレーカ（５２）が設置される場合は３極ブレーカを用いることになる。ただし、本発明では、変圧装置（５）の一次側の２つの電路（１１ａ,１１ｂ）に漏電ブレーカ（５２）が設置されるため、３極ブレーカよりも安価な２極ブレーカを用いることができる。また、漏電ブレーカ（５２）が設置される２つの電路（１１ａ,１１ｂ）は、変圧装置（５）の一次側の電路であるため、漏電ブレーカ（５２）によって、変圧装置（５）の一次側から二次側までの範囲を漏電から保護できる。

第７の態様に係る電気設備（１）では、第１～第６の態様の何れか１つの態様において、変圧装置（５）は、電力変換装置（４）と別体である。

この構成によれば、変圧装置（５）を後付けで電気設備（１）に備えることができる。

第８の態様に係る電気設備（１）では、第１～第６の態様の何れか１つの態様において、変圧装置（５）は、電力変換装置（４）と一体である。

この構成によれば、変圧装置（５）の設置場所の確保や設置作業が不要となり、変圧装置（５）の設置が容易である。

第９の態様に係る電気設備（１）では、第１～第８の態様の何れか１つの態様において、変圧装置（５）は、コイル（５１１）を有する。コイル（５１１）には、２つの電路（１１ａ，１１ｂ）が接続され、かつ３つの電路（１２ａ，１２ｂ，１３ｃ）が接続されている。

この構成によれば、変圧装置（５）は、一次側コイルと二次側コイルとが１つのコイル（５１１）で兼用された単巻きの変圧装置である。このため、一次側コイルと二次側コイルとが別々である複巻きの変圧装置と比べて、変圧装置（５）を安価に構成できる。

第１０の態様に係る電気設備（１）では、第９の態様において、コイル（５１１）において、２つの電路（１１ａ，１１ｂ）の各々が接続される接続位置（Ｓ１，Ｓ２）のうちの一方の接続位置（Ｓ１）は、３つの電路（１２ａ，１２ｂ，１３ｃ）の各々が接続される接続位置（Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５）のうちの真ん中の接続位置（Ｓ４）と一致している。

この構成によれば、上記の２つの電路（１１ａ，１１ｂ）のうちの一方の電路（１１ａ）を、上記の３つの電路（１２ａ，１２ｂ，１３ｃ）のうちの真ん中の電路（１２ｂ）と同じ電位にできる。特に、電路（１１ａ）が中性線である場合は、上記のように接続位置（Ｓ１）を接続位置（Ｓ４）と一致させることで、上記の真ん中の電路（１２ｂ）側で接地されなくても、上記の真ん中の電路（１２ｂ）を中性線に設定できる。

第１１の態様に係る電気設備（１）では、第９の態様において、コイル（５１１）において、３つの電路（１２ａ，１２ｂ，１３ｃ）の各々が接続される接続位置（Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５）のうちの真ん中の接続位置（Ｓ４）は、２つの電路（１１ａ，１１ｂ）の各々が接続される接続位置（Ｓ１，Ｓ２）の間に配置されている。

この構成によれば、上記の２つの電路（１１ａ，１１ｂ）の接続位置（Ｓ１，Ｓ２）を、上記の３つの電路（１２ａ，１２ｂ，１３ｃ）の接続位置（Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５）のうちの真ん中の接続位置（Ｓ４）に一致させる必要がない。このため、接続位置（Ｓ１，Ｓ２）の配置の自由度を向上できる。また、接続位置（Ｓ１，Ｓ２）を接続位置（Ｓ４）に対して対称的な配置にできる。

第１２の態様に係る変圧装置（５）は、第１～第１１の態様の何れか１つの態様の電気設備（１）で用いられる変圧装置（５）である。

この構成によれば、電気設備（１）で用いられる変圧装置（５）を提供できる。

１電気設備
４電力変換装置
５変圧装置
１１ａ，１１ｂ，電路
１２ａ電路（第１電路）
１２ｂ電路（第２電路）
１２ｃ電路（第３電路）
５１１コイル
５２漏電ブレーカ
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５接続位置
Ｖ１線間電圧（第１線間電圧）
Ｖ２線間電圧（第２線間電圧）
Ｖ３線間電圧（第３線間電圧）
Ｖ４線間電圧（変圧電圧）

Claims

入力した直流電力を第１交流電力に変換する電力変換装置と、
前記電力変換装置で変換された前記第１交流電力の電圧を変圧して第２交流電力を生成する変圧装置と、を備え、
前記電力変換装置は、２つの電路を用いて、前記２つの電路の間に前記第１交流電力の電圧が掛かるように、前記第１交流電力を前記変圧装置に出力し、
前記変圧装置は、第１電路、第２電路及び第３電路からなる３つの電路を用いて、前記第１電路及び前記第３電路の間に前記第１交流電力の電圧を変圧した変圧電圧が掛かり、前記第１電路及び前記第２電路の間並びに前記第２電路及び前記第３電路の間に、前記変圧電圧の分圧が掛かるように、前記第２交流電力を出力し、
前記２つの電路のうちの一方の電路は、接地されており、
前記一方の電路において前記電力変換装置の内部に配置された部分が、接地されている、
電気設備。
前記変圧装置は、
前記２つの電路が接続され、かつ前記３つの電路が接続されたコイルを有する、
請求項１に記載の電気設備。
前記コイルにおいて、前記２つの電路の各々が接続される接続位置のうちの一方の接続位置は、前記３つの電路の各々が接続される接続位置のうちの真ん中の接続位置と一致している、
請求項２に記載の電気設備。
入力した直流電力を第１交流電力に変換する電力変換装置と、
前記電力変換装置で変換された前記第１交流電力の電圧を変圧して第２交流電力を生成する変圧装置と、を備え、
前記電力変換装置は、２つの電路を用いて、前記２つの電路の間に前記第１交流電力の電圧が掛かるように、前記第１交流電力を前記変圧装置に出力し、
前記変圧装置は、第１電路、第２電路及び第３電路からなる３つの電路を用いて、前記第１電路及び前記第３電路の間に前記第１交流電力の電圧を変圧した変圧電圧が掛かり、前記第１電路及び前記第２電路の間並びに前記第２電路及び前記第３電路の間に、前記変圧電圧の分圧が掛かるように、前記第２交流電力を出力し、
前記変圧装置は、
前記２つの電路が接続され、かつ前記３つの電路が接続されたコイルを有し、
前記コイルにおいて、前記２つの電路の各々が接続される接続位置のうちの一方の接続位置は、前記３つの電路の各々が接続される接続位置のうちの真ん中の接続位置と一致している、
電気設備。
前記２つの電路のうちの一方の電路は、接地されている、
請求項４に記載の電気設備。
前記コイルにおいて、前記３つの電路の各々が接続される接続位置のうちの真ん中の接
続位置は、前記２つの電路の各々が接続される接続位置の間に配置されている、
請求項２～５の何れか１項に記載の電気設備。
前記２つの電路の間に掛かる電圧を第１線間電圧とし、
前記第１電路と前記第２電路との間に掛かる電圧を第２線間電圧とし、前記第２電路と前記第３電路との間に掛かる電圧を第３線間電圧とし、
前記変圧装置は、前記第２線間電圧及び前記第３線間電圧として、それぞれ、前記第１線間電圧に相当する電圧を出力する、
請求項１～６の何れか１項に記載の電気設備。
前記変圧装置は、前記第２線間電圧及び前記第３線間電圧として、それぞれ、前記第１線間電圧よりも大きい電圧を出力する、
請求項７に記載の電気設備。
前記２つの電路に設けられた漏電ブレーカを更に備える、
請求項１～８の何れか１項に記載の電気設備。
前記変圧装置は、前記電力変換装置と別体である、
請求項１～９の何れか１項に記載の電気設備。
前記変圧装置は、前記電力変換装置と一体である、
請求項１～１０の何れか１項に記載の電気設備。
請求項１～１１の何れか１項に記載の電気設備で用いられる変圧装置。