JP7457608B2 - 電圧調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、一次側及び二次側のいずれの方向に電気所が接続されているかを判定して配電線の電圧を調整する電圧調整装置に関する。

電力系統の配電線は、変電所からの亘長が伸びるほど線路電圧降下が大きくなる上に、負荷変動に伴って線路電圧降下が変動するため、配電線には電圧調整装置（ＳＶＲ＝Step Voltage Regulator ）等の電圧調整機器が複数設置される。電圧調整装置は、互いに連携して動作し、例えば電圧降下の中心点の電圧変動を規定の許容電圧範囲内に収める制御を行う。

一方、近年の地球環境問題を背景に、太陽光発電（ＰＶ＝Photo Voltaic）システムに代表される分散型電源が幅広く導入されている。分散型電源が配電線上に点在して接続されている場合、その発電量が天候等の影響を受けるため、配電線の電圧が日々変動する。電圧調整装置は、このような電圧変動も含めて配電線の電圧を調整する。

電力系統では、更に、系統間の電力のバランスをとり、且つ個々の系統における停電を防止するために、複数の系統が連携されており、時としていわゆる系統切替が発生する。系統切替が発生すると、電圧調整装置から見た変電所の接続方向が切り替わるため、電圧調整装置は、変電所の接続方向を適時判定して、一次側電圧の調整と二次側電圧の調整とを切り換える必要がある。

これに対し、特許文献１には、タップ切換前後の所定時間区間における一次側電圧の平均値の差と、タップ切換前後の所定時間区間における二次側電圧の平均値の差とに基づいて、配電系統が順送電及び逆相電のいずれの状態にあるかを判定する自動電圧調整装置が記載されている。また、特許文献２には、一次側電圧変化と二次側電圧変化とから、電源の接続方向である電気所方向を判定する電圧調整装置が記載されている。この装置は、タップ切換時の第１時間帯における複数回数の判定結果と、タップ切換の一定時間経過後の第２時間帯における複数回数の判定結果とで合致する電気所方向を総合的な判定結果としている。更に、特許文献３には、タップ切換の際に一次側電圧及び二次側電圧のそれぞれについて電圧の変化量の絶対値を所定期間だけ積算し、それぞれの積算値の差分が最大となる場合に、一次側及び二次側の積算値の比較結果に基づいて、逆送電又は順送電と判定する自動電圧調整器が記載されている。

特開２０１４－１８７７８１号公報 特開２０１６－２２６１６５号公報 特解２０１８－１３３９８２号公報

しかしながら、分散型電源の発電状況によっては、配電線に急峻な電圧変動が生じたり、電圧調整装置から見た潮流方向が頻繁に変動したりすることがある。また、配電線上の他の電圧調整機器による電圧調整の影響を受けることもある。このため、特許文献１から３に開示された技術を用いた場合であっても他の電圧調整装置との連携の不整合等が重なって変電所の接続方向の誤判定が発生する虞があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、配電線における電気所の接続方向の誤判定を抑制することが可能な電圧調整装置を提供することにある。

本発明に係る電圧調整装置は、複数のタップを有する変圧器と、前記タップを切り換えるタップ切換器とを備え、前記変圧器が接続される配電線の電圧を、前記タップを切り換えることによって調整する電圧調整装置であって、一次側及び二次側それぞれの配電線の電圧を計測する第１計測部及び第２計測部と、タップ切換時を含む第１期間に前記第１計測部及び第２計測部それぞれが計測した電圧の変化量に基づいて、前記一次側及び二次側のいずれの方向に電気所が接続されているかを判定する第１判定部と、前記第１期間を含み該第１期間より長い第２期間に前記第１計測部が計測した電圧の統計値を、前記タップ切換時の前後について各別に算出する第１算出部と、前記第２期間に前記第２計測部が計測した電圧の統計値を、前記タップ切換時の前後について各別に算出する第２算出部と、前記第１算出部及び前記第２算出部の算出結果に基づいて、前記一次側及び二次側のいずれの方向に電気所が接続されているかを判定する第２判定部と、前記第１判定部及び前記第２判定部の判定結果を比較する比較部とを備える。

本発明にあっては、タップ切換時を含む第１期間に計測した一次側及び二次側それぞれの配電線の電圧の変化量に基づいて、電気所の接続方向を判定する第１判定を実行する。また、第１期間より長い第２期間に計測した一次側及び二次側それぞれの配電線の電圧の統計値を、タップ切換時の前後について各別に算出し、これらの算出結果に基づいて電気所の接続方向を判定する第２判定を実行する。更に、第１判定及び第２判定の結果を比較して総合的な判定を行う。これにより、電気所の接続方向が的確に把握される。

本発明に係る電圧調整装置は、前記第２判定部は、前記第１算出部及び前記第２算出部のそれぞれが前記タップ切換時の前後について各別に算出した統計値の変化量の比較結果に基づいて判定する。

本発明にあっては、第２期間における一次側の配電線の電圧の統計値を、タップ切換時の前後について各別に算出して一次側の電圧の統計値の変化量を算出する。また、第２期間における二次側の配電線の電圧の統計値を、タップ切換時の前後について各別に算出して二次側の電圧の統計値の変化量を算出する。更に、一次側の電圧の統計値の変化量と二次側の電圧の統計値の変化量とを比較して、電気所の接続方向を判定する第２判定を実行する。これにより、タップ切換時の前後における一次側及び二次側それぞれの電圧の変化が第１時間より長い時間をかけて評価されるため、電気所の接続方向がより的確に把握される。

本発明に係る電圧調整装置は、前記一次側及び二次側それぞれの配電線の電流を計測する第３計測部及び第４計測部と、前記第２期間に前記第３計測部が計測した電流の統計値を、前記タップ切換時の前後について各別に算出する第３算出部と、前記第２期間に前記第４計測部が計測した電流の統計値を、前記タップ切換時の前後について各別に算出する第４算出部とを更に備え、前記第２判定部は、前記第１算出部及び前記第３算出部の算出結果に基づく値と前記第２算出部及び前記第４算出部の算出結果に基づく値との比較結果に基づいて、前記一次側及び二次側のいずれの方向に電気所が接続されているかを判定する。

本発明にあっては、第１期間より長い第２期間に計測した一次側及び二次側それぞれの配電線の電圧と電流の統計値を、タップ切換時の前後について各別に算出し、一次側の電圧及び電流の統計値に基づく値と、二次側の電圧及び電流の統計値に基づく値とを比較して電気所の接続方向を判定する第２判定を実行する。これにより、電気所の接続方向が的確に把握される。

本発明に係る電圧調整装置は、前記第２判定部は、前記第１算出部が前記タップ切換時の前後について各別に算出した統計値の変化量を、前記第３算出部が前記タップ切換時の前後について各別に算出した統計値の変化量で除算した値と、前記第２算出部が前記タップ切換時の前後について各別に算出した統計値の変化量を、前記第４算出部が前記タップ切換時の前後について各別に算出した統計値の変化量で除算した値との比較結果に基づいて判定する。

本発明にあっては、第２期間における一次側の配電線の電圧及び電流それぞれの統計値を、タップ切換時の前後について各別に算出して、一次側の電圧及び電流それぞれの統計値の変化量を算出する。また、第２期間における二次側の配電線の電圧及び電流それぞれの統計値を、タップ切換時の前後について各別に算出して、一次側の電圧及び電流それぞれの統計値の変化量を算出する。更に、一次側の電圧の統計値の変化量を一次側の電流の統計値の変化量で除算して一次側のインピーダンスに相当する量を算出すると共に、二次側の電圧の統計値の変化量を二次側の電流の統計値の変化量で除算して二次側のインピーダンスに相当する量を算出する。そして、一次側のインピーダンスに相当する量と二次側のインピーダンスに相当する量とを比較して、電気所の接続方向を判定する第２判定を実行する。これにより、タップ切換の前後における一次側及び二次側それぞれのインピーダンスの変化が第１時間より長い時間をかけて評価されるため、電気所の接続方向がより的確に把握される。

本発明に係る電圧調整装置は、前記第２判定部は、最新のタップ切換時と前回のタップ切換時との時間差が所定時間以内である場合に判定する。

本発明にあっては、タップ切換の時間間隔が所定時間以内である場合に、電気所の接続方向を判定する第２判定を実行する。これにより、例えばタップ切換が頻発する場合に、電気所の接続方向が的確に把握される。

本発明に係る電圧調整装置は、前記第２判定部は、最新のタップ切換時と前回のタップ切換時とで前記タップを上げ／下げする方向が同一の場合に判定する。

本発明にあっては、同一方向のタップ切換が連続した場合に、電気所の接続方向を判定する第２判定を実行する。これにより、例えばタップ切換の方向が適切でない場合に、電気所の接続方向が的確に把握される。

本発明によれば、配電線における電気所の接続方向の誤判定を抑制することが可能となる。

実施形態１に係る電圧調整装置の構成例を示すブロック図である。 実施形態１に係る電圧調整装置で移動平均を算出するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 実施形態１に係る電圧調整装置で第１判定を実行するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 第１判定及び第２判定の対象期間を模式的に示す説明図である。 実施形態１に係る電圧調整装置で第２判定を実行するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 実施形態１に係る電圧調整装置で第２判定を実行するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 実施形態２に係る電圧調整装置で移動平均を算出するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 実施形態２に係る電圧調整装置で第１判定を実行するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 実施形態３に係る電圧調整装置で移動平均を算出するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 実施形態３に係る電圧調整装置で第２判定を実行するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートの一部である。 実施形態４に係る電圧調整装置の構成例を示すブロック図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る電圧調整装置の構成例を示すブロック図である。電圧調整装置（ＳＶＲ＝Step Voltage Regulator）１００ａは、一次側の三相の配電線１１及び二次側の三相の配電線１２の交流電圧を相互に変圧するタップ付きの三相の変圧器２ａと、変圧器２ａが有するタップを切り換えるタップ切換器３ａと、タップ切換器３ａにタップの切換指令を与える制御部４ａとを備える。以下では、特に断りがない限り、配電線１１の上流に変電所等の電気所１０が接続されており、電圧調整装置１００ａが配電線１２の交流電圧（以下、単に電圧とも言う）を調整するものとして説明する。

制御部４ａは、機器全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit ）４１を備え、ＣＰＵ４１は、制御プログラム等の情報を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory ）４２、一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory ）４３及び経過時間等を計時するタイマ４４と互いにバス接続されている。制御部４ａが、ＣＰＵを有するマイクロコンピュータを含んで構成されていてもよい。ＣＰＵ４１又はマイクロコンピュータは、予め処理手順を定めたコンピュータプログラムを実行するように構成されていてもよい。

ＣＰＵ４１には、また、電圧検出部４７及び電圧検出部４８のそれぞれから配電線１１及び配電線１２の電圧を取得すると共に、電流検出部４９から配電線１２の電流を取得するための入力部４５と、タップ切換器３ａに切換指令を与えるための出力部４６とがバス接続されている。電圧検出部４７，４８及び電流検出部４９が制御部４ａに含まれていてもよい。

電圧検出部４７は、電圧を降圧する計測用変圧器ＰＴ１を介して配電線１１の電圧（以下、一次電圧とも言う）を検出し、検出した電圧を入力部４５に与える。電圧検出部４８は、計測用変圧器ＰＴ２を介して配電線１２の電圧（以下、二次電圧とも言う）を検出し、検出した電圧を入力部４５に与える。

電流検出部４９は、変流器ＣＴ２を介して配電線１２に流れる電流（以下、二次電流とも言う）を検出し、検出した電流を入力部４５に与える。変流器ＣＴ２は配電線１１に結合されていてもよい。なお、変流器ＣＴ２及び電流検出部４９は、本実施形態１では用いず、後述する実施形態２及び３で用いる。

制御部４ａは、タップ切換器３ａにタップの切換指令を与える切換指令部の機能を、入力部４５、出力部４６及びＣＰＵ４１のソフトウェア処理によって実現する。制御部４ａ、タップ切換器３ａ及び変圧器２ａが、配電線１１又は１２の電圧を調整する電圧調整装置１００ａに相当する。

上述の通り構成された電圧調整装置１００ａの制御部４ａは、電圧検出部４７，４８から配電線１１，１２の電圧を、例えば交流電圧の半周期毎に取得する。更に、制御部４ａは、取得して計測した電圧に基づいて上述の切換指令部により切換指令を発令する。タップ切換器３ａは、発令された切換指令に応じたタップ位置にタップ切換する。タップ切換中に２つのタップが橋絡された時に流れる循環電流は、不図示の限流抵抗器によって制限される。

切換指令部は、例えば、電圧検出部４８によって計測した二次電圧が、動作時限を越えて不感帯領域を逸脱した場合に、タップの切換指令を発令する。具体的に、切換指令部は、二次電圧が不感帯領域の上限値より高い状態が動作時限以上継続した場合、配電線１２の電圧を下げるべく切換指令を発令する。また、切換指令部は、二次電圧が不感帯領域の下限値より低い状態が動作時限以上継続した場合、配電線１２の電圧を上げるべく切換指令を発令する。

さて、電力系統にあっては、機器、送電線等の運転停止や、電力需給の季節的変化に対応する潮流是正等のために、系統接続の変更が行われることがある。このような系統切替により、電圧調整装置１００ａから見た電気所１０の接続方向が、例えば一次側から二次側に切り替わった場合、電圧調整装置１００ａは、電気所１０の接続方向を適時判定して、一次側の配電線１１の電圧を調整するようにしなければならない。ここでは、電気所１０の接続方向が一次側である場合を順送電、二次側である場合を逆送電と言う。

通常、順送電の場合は、一次側の配電線１１から二次側の配電線１２に向けて電力が通過する順潮流となり、逆送電の場合は、二次側の配電線１２から一次側の配電線１１に向けて電力が通過する逆潮流となる。即ち、電気所１０の接続方向とは逆方向に向けて電力が流れる。一方、ＰＶシステム等の分散型電源から配電線１２又は１１に供給される電力が増大した場合、電気所１０の接続方向に向けて電力が流れることがある。この場合は、順送電でありながら逆潮流となったり、逆送電でありながら順潮流となったりする。

以上のことから、順潮流であるか逆潮流であるかによって、即ち潮流方向によって電気所１０の接続方向を判定することは適当ではないと言える。そこで、従来、タップ切換時を含む第１期間に一次電圧及び二次電圧を計測して各電圧の変化量を算出し、変化量が小さい方の側に電気所１０が接続されていると判定する方法が採用されている。但し、配電線１１，１２には、タップ切換に伴う電圧変動とは別の電圧変動が常時発生しているため、例えば配電線１１，１２の電圧を平均化するか、又は上記変化量の比較を複数回行うことによって、誤判定を防ぐ必要がある。

本実施形態１では、第１判定として、一次電圧及び二次電圧について、タップ切換時より前の第１時間内の平均値及びタップ切換時より後の第１時間内の平均値からそれぞれの変化量を算出し、算出した変化量を比較して電気所１０の接続方向を判定する。タップ切換時より前の第１時間とタップ切換時より後の第１時間とを含む期間が第１期間に相当する（後述する図４参照）。

具体的に、制御部４ａは、一次電圧及び二次電圧それぞれを一定周期で計測してリングバッファＢ１ａ及びＢ２ａに書き込むと共に、リングバッファＢ１ａ及びＢ２ａそれぞれの内容の第１時間内の移動平均を算出してリングバッファＢ１ｂ及びＢ２ｂに書き込む。リングバッファＢ１ａ及びＢ２ａとリングバッファＢ１ｂ及びＢ２ｂとは、ＲＡＭ４３にそれぞれの領域が確保されており、最新の書き込み時点から時間的に遡ってデータの読み出しができるようになっている。

制御部４ａは、また、タップの切換指令を発令した時に、タップ切換時より前の一次電圧及び二次電圧それぞれの平均値をリングバッファＢ１ｂ及びＢ２ｂから読み出しておく。制御部４ａは、タップ切換時から第１時間の経過後に一次電圧及び二次電圧の平均値をリングバッファＢ１ｂ及びＢ２ｂから読み出し、タップ切換時より前の一次電圧及び二次電圧それぞれの平均値との差分を算出して、一次電圧及び二次電圧の変化量とする。第１判定は、一次電圧及び二次電圧の変化量を比較して実行され、判定結果は電気所１０の接続方向として記憶される。

以下では、上述した制御部４ａの動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ＲＯＭ４２に予め格納された制御プログラムに従ってＣＰＵ４１により実行される。図２は、実施形態１に係る電圧調整装置１００ａで移動平均を算出するＣＰＵ４１の処理手順を示すフローチャートである。図３は、実施形態１に係る電圧調整装置１００ａで第１判定を実行するＣＰＵ４１の処理手順を示すフローチャートである。図２の処理は、例えば交流電圧の半周期毎に起動されるが、これに限定されるものではない。図３の処理は、電圧調整装置１００ａの運用中に適時起動される。

図２の処理が起動された場合、制御部４ａのＣＰＵ４１は、電圧検出部４７から配電線１１の電圧、即ち一次電圧を取得して計測し（Ｓ１１：第１計測部に相当）、計測した一次電圧をリングバッファＢ１ａに書き込む（Ｓ１２）。同様に、ＣＰＵ４１は、電圧検出部４８から配電線１２の電圧、即ち二次電圧を取得して計測し（Ｓ１３：第２計測部に相当）、計測した二次電圧をリングバッファＢ２ａに書き込む（Ｓ１４）。

その後、ＣＰＵ４１は、リングバッファＢ１ａに書き込まれた最新の第１時間内の一次電圧について移動平均を算出し（Ｓ１５）、算出した平均値をリングバッファＢ１ｂに書き込む（Ｓ１６）。同様に、ＣＰＵ４１は、リングバッファＢ２ａに書き込まれた最新の第１時間内の二次電圧について移動平均を算出し（Ｓ１７）、算出した平均値をリングバッファＢ２ｂに書き込む（Ｓ１８）。

その後更に、ＣＰＵ４１は、リングバッファＢ１ａに書き込まれた最新の第２時間内の一次電圧について移動平均を算出し（Ｓ１９：第１算出部に相当）、算出した平均値をリングバッファＢ１ｃに書き込む（Ｓ２０）。同様に、ＣＰＵ４１は、リングバッファＢ２ａに書き込まれた最新の第２時間内の二次電圧について移動平均を算出し（Ｓ２１：第２算出部に相当）、算出した平均値をリングバッファＢ２ｃに書き込んで（Ｓ２２）図２の処理を終了する。

なお、第２時間は第１時間より長い時間である。リングバッファＢ１ｃ及びＢ２ｃは、リングバッファＢ１ｂ及びＢ２ｂと同様に、ＲＡＭ４３にそれぞれの領域が確保されている。ステップＳ１９からＳ２２の処理は、後述する第２判定に係る処理にて参照される平均値を算出するものである。

次に、図３の処理が起動された場合、ＣＰＵ４１は、タップの切換指令を発令したか否かを判定し（Ｓ４１）、発令していない場合（Ｓ４１：ＮＯ）、発令するまで待機する。切換指令を発令した場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は、第１判定中であることを示すフラグを１にセットする（Ｓ４２）。

その後、ＣＰＵ４１は、リングバッファＢ１ｂからタップ切換時より前の第１時間内の一次電圧の平均値を読み出し（Ｓ４３）、更にリングバッファＢ２ｂからタップ切換時より前の第１時間内の二次電圧の平均値を読み出す（Ｓ４４）。次いで、ＣＰＵ４１は、第１時間だけ待機する（Ｓ４５）。この間に、リングバッファＢ１ｂ及びＢ２ｂそれぞれには、タップ切換時より後の第１時間内の一次電圧及び二次電圧の平均値が書き込まれる。

第１時間の待機後、ＣＰＵ４１は、リングバッファＢ１ｂからタップ切換時より後の第１時間内の一次電圧の平均値を読み出し（Ｓ４６）、更にリングバッファＢ２ｂからタップ切換時より後の第１時間内の二次電圧の平均値を読み出す（Ｓ４７）。次いで、ＣＰＵ４１は、タップ切換時より前の一次電圧の平均値とタップ切換時より後の一次電圧の平均値との差分を一次電圧の変化量として算出する（Ｓ４８）。同様に、ＣＰＵ４１は、タップ切換時より前の二次電圧の平均値とタップ切換時より後の二次電圧の平均値との差分を二次電圧の変化量として算出する（Ｓ４９）。

その後、ＣＰＵ４１は、一次電圧の変化量と二次電圧の変化量とを比較して、電気所１０の接続方向を判定する（Ｓ５０：第１判定部に相当）。具体的には、変化量の絶対値が小さい側に電気所１０が接続されているものとする。次いで、ＣＰＵ４１は、判定した電気所１０の接続方向をＲＡＭ４３に記憶し（Ｓ５１）、第１判定中であることを示すフラグを０にクリアして（Ｓ５２）図３の処理を終了する。

図２及び図３に示す第１判定にあっては、タップ切換時より前の第１時間内及びタップ切換時より後の第１時間内にて一次電圧及び二次電圧の平均値を算出したが、これに限定されるものではない。例えば、タップ切換時より前と後とで上記平均値を算出する時間の長さを変えてもよいし、平均値に代えて、タップ切換時の前後第１時間内に取得した一次電圧及び二次電圧をそのまま用いてもよい。

また、タップ切換時の前後における上記平均値の変化量を比較判定する方法によらずに、例えばタップ切換中（例えば不図示の限流抵抗器がタップ間に接続されている期間）に周期的に取得した一次電圧及び二次電圧それぞれの変化量の絶対値を積算し、それぞれの積算値を比較判定する方法によってもよい。更に、例えば、タップ切換開始時より前とタップ切換中及びタップ切換完了時より後とについて一次電圧及び二次電圧それぞれの変化量を各別に複数回算出し、各複数回の比較判定結果が、タップ切換中とタップ切換完了時より後とで一致することを確認する方法によってもよい。

上述のとおり、第１判定を実行する方法としていくつかの方法が考えられるが、何れの方法を採用した場合であっても、配電線１２上の他の電圧調整機器による電圧調整の影響を受けることによって誤判定が生じる可能性がある。そこで、本実施形態１では、特定の場合に第１判定とは別に第２判定を実行し、第２判定を実施した場合は、第１判定の結果と第２判定の結果とが一致したときにのみ電気所１０の接続方向の判定を有効とする。

第２判定を実行するのは、前回のタップ切換から一定時間以上経過する前に次のタップ切換が発生した場合、且つタップ切換の方向が前回と同一の場合とする。これは、自装置が他の電圧調整機器による電圧調整の影響を受けた場合に、切換の方向が同一のタップ切換が比較的短時間内に連続して発生することが多いからである。

図２及び図３に示す第１判定の場合、従来、第１時間は高々５秒程度に設定され、第１期間の長さは高々１０秒程度に設定される。このような短期間内に行われる判定と対比される判定とすべく、第２判定では第１時間より十分に長い第２時間にわたって一次電圧及び二次電圧の統計値を算出し、それぞれの統計値の変化量を比較して電気所１０の接続方向を判定する。第２時間は、例えば１分であり、１分より長い時間であってもよい。ここでは、統計値として移動平均による平均値を算出するが、中央値、最頻値等の他の統計値を算出してもよい。

図４は、第１判定及び第２判定の対象期間を模式的に示す説明図である。図中の横軸は時間軸であり、時刻ｔ０にてタップ切換が発生するものとする。第１判定の対象期間である第１期間には、例えばタップ切換時である時刻ｔ０より前の第１時間Ｔ１と、時刻ｔ０より後の第１時間Ｔ１とが含まれる。即ち、第１期間は時刻ｔ１１（＝ｔ０－Ｔ１）から時刻ｔ１２（＝ｔｏ＋Ｔ１）までの長さが２Ｔ１の期間である。上述したように、時刻ｔ０の前後における第１時間Ｔ１は長さが等しくなくてもよい。換言すれば、時刻ｔ０は、第１期間の中央時点でなくてもよく、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの第１期間内の時点であればよい。

第２判定の対象期間である第２期間には、例えばタップ切換時である時刻ｔ０より前の第２時間Ｔ２と、時刻ｔ０より後の第２時間Ｔ２とが含まれる。即ち、第２期間は時刻ｔ２１（＝ｔ０－Ｔ２）から時刻ｔ２２（＝ｔｏ＋Ｔ２）までの長さが２Ｔ２の期間である。第１期間に含まれる第１時間Ｔ１の長さと同様に、時刻ｔ０の前後における第２時間Ｔ２は長さが等しくなくてもよい。換言すれば、時刻ｔ０は、第２期間の中央時点でなくてもよく、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までの第２期間内の時点であればよい。但し、第２期間には第１期間が含まれる（即ち第１期間の全部が第２期間と重なっている）ものとする。

図５及び図６は、実施形態１に係る電圧調整装置１００ａで第２判定を実行するＣＰＵ４１の処理手順を示すフローチャートである。図５の処理は、電圧調整装置１００ａの運用中に適時起動される。図中の判定回数は、判定結果が第１判定と一致しない第２判定を連続して実行した回数を計数するカウンタであり、初期値は０である。切換間タイマは、タップ切換が発生する間隔を監視するためにタイマ４４が計時する計時手段であり、タップ切換が発生する毎に再スタートされる。ここでの監視時間は、例えば３分（所定時間に相当）であり、自装置がタップ切換する際の動作時限より多少長くしておけばよい。前回の指令値及び前回の切換方向はＲＡＭ４３に記憶される。

図５の処理が起動された場合、ＣＰＵ４１は、タップの切換指令を発令したか否かを判定し（Ｓ６１）、発令していない場合（Ｓ６１：ＮＯ）、発令するまで待機する。切換指令を発令した場合（Ｓ６１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は、タイマ４４から切換間タイマの状態、即ち計時中であるか否かの状態を読み出す（Ｓ６２）と共に、切換間タイマを再スタートさせる（Ｓ６３）。

次いで、ＣＰＵ４１は、読み出した切換間タイマの状態が計時中であるか否かを判定し（Ｓ６４）、計時中である場合（Ｓ６４：ＹＥＳ）、前回の指令値をＲＡＭ４３から読み出す（Ｓ６５）と共に、現在の指令値をＲＡＭ４３に上書きして記憶する（Ｓ６６）。ここで記憶した現在の指令値は、次回のタップ切換時に前回の指令値として読み出される。ＣＰＵ４１は、現在の指令値と読み出した前回の指令値とを比較することによってタップの切換方向、即ち上げ／下げの方向を特定する（Ｓ６７）。なお、タップの切換指令により、上げ／下げの方向が指令される場合は、ステップＳ６５からＳ６７までの処理の実行は不要である。

その後、ＣＰＵ４１は、前回の切換方向をＲＡＭ４３から読み出す（Ｓ６８）と共に、特定した現在の切換方向をＲＡＭ４３に上書きして記憶する（Ｓ６９）。ここで記憶した現在の切換方向は、次回のタップ切換時に前回の切換方向として読み出される。ＣＰＵ４１は、現在の切換方向が、読み出した前回の切換方向と同一であるか否かを判定し（Ｓ７０）、同一である場合（Ｓ７０：ＹＥＳ）、後述するステップＳ７２に処理を移す。

一方、現在の切換方向が、読み出した前回の切換方向と同一ではない場合（Ｓ７０：ＮＯ）、又は上述のステップＳ６４で切換間タイマの状態が計時中ではない場合（Ｓ６４：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は、第１判定中であることを示すフラグが１であるか否かを判定する（Ｓ７１）。該フラグが１である場合（Ｓ７１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は、該フラグが１ではなくなるまで待機する。該フラグが１ではない場合（Ｓ７１：ＮＯ）、即ち第１判定の処理が終了した場合、ＣＰＵ４１は、後述するステップＳ８１に処理を移す。

図６に移って、ステップＳ７０から処理が移った場合、ＣＰＵ４１は、リングバッファＢ１ｃからタップ切換時より前の第２時間内の一次電圧の平均値を読み出し（Ｓ７２）、更にリングバッファＢ２ｃからタップ切換時より前の第２時間内の二次電圧の平均値を読み出す（Ｓ７３）。次いで、ＣＰＵ４１は、第２時間だけ待機する（Ｓ７４）。この間に、リングバッファＢ１ｃ及びＢ２ｃそれぞれには、タップ切換時より後の第２時間内の一次電圧及び二次電圧の平均値が書き込まれる。

第２時間の待機後、ＣＰＵ４１は、リングバッファＢ１ｃからタップ切換時より後の第２時間内の一次電圧の平均値を読み出し（Ｓ７５）、更にリングバッファＢ２ｃからタップ切換時より後の第２時間内の二次電圧の平均値を読み出す（Ｓ７６）。次いで、ＣＰＵ４１は、タップ切換時より前の一次電圧の平均値とタップ切換時より後の一次電圧の平均値との差分を一次電圧の変化量として算出する（Ｓ７７）。同様に、ＣＰＵ４１は、タップ切換時より前の二次電圧の平均値とタップ切換時より後の二次電圧の平均値との差分を二次電圧の変化量として算出する（Ｓ７８）。

その後、ＣＰＵ４１は、一次電圧の変化量と二次電圧の変化量とを比較して、電気所１０の接続方向を判定する（Ｓ７９：第２判定部に相当）。ここでも、変化量の絶対値が小さい側に電気所１０が接続されているものとする。次いで、ＣＰＵ４１は、判定結果が第１判定と一致するか否かを判定する（Ｓ８０：比較部に相当）。具体的には、第１判定にて接続方向として記憶した内容と、第２判定による接続方向とが一致するか否かを判定する。

判定結果が第１判定と一致した場合（Ｓ８０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３に記憶した判定回数を０にクリアする（Ｓ８１）。次いで、ＣＰＵ４１は、自装置のモード切換が有ったか否かを判定する（Ｓ８２）、具体的なモード切換としては、例えば、手動でタップ切換を行うモードへの切り換え、又は試験を行うモードへの切り換えが挙げられる。モード切換が有った場合（Ｓ８２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は、図５及び図６の処理を終了する。

一方、モード切換が無かった場合（Ｓ８２：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は、停電が発生したか否かを判定する（Ｓ８３）。停電が発生した場合（Ｓ８３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は、図５及び図６の処理を終了する。一方、停電が発生しなかった場合（Ｓ８３：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は、図５及び図６の処理を繰り返すために、ステップＳ６１に処理を移す。この後、ＲＡＭ４３に記憶された接続方向が、前述の切換指令部の機能を実現する処理から参照されることとなる。

上述のステップＳ８０で判定結果が第１判定と一致しない場合（Ｓ８０：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３に記憶した判定回数を１だけインクリメントした（Ｓ８４）後に、判定回数が３であるか否かを判定する（Ｓ８５）。判定回数と比較される数は３に限定されない。判定回数が３ではない場合（Ｓ８５：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は、ステップＳ８２に処理を移す。

一方、判定回数が３である場合（Ｓ８５：ＹＥＳ）、即ち、タップ切換に伴って実行した第２判定の判定結果と第１判定の判定結果とが連続して３回不一致となった場合、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３に記憶する接続方向をデフォルト方向に書き換え（Ｓ８６）、ステップＳ８１に処理を移す。デフォルト方向とは、電気所１０の接続方向の初期値である。

なお、本実施形態１にあっては、図４に示すように、第２期間における時刻ｔ０の前後にそれぞれ第２時間Ｔ２が含まれるようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、第２期間における時刻ｔ０より前に、第２時間Ｔ２及び第３時間がこの順序で含まれるようにしてもよいし、時刻ｔ０より後に、第４時間及び第２時間Ｔ２がこの順序で含まれるようにしてもよい。これらの場合であっても、一次電圧及び二次電圧の移動平均を算出する時間である第２時間は、タップ切換時の前後で長さが異なるようにしてもよい。

以上のように本実施形態１によれば、タップ切換時を含む第１期間に計測した配電線１１及び１２の電圧の変化量に基づいて、電気所１０の接続方向を判定する第１判定を実行する。また、第１期間より長い第２期間に計測した配電線１１及び１２の電圧の統計値を、タップ切換時の前後について各別に算出し、これらの算出結果に基づいて電気所１０の接続方向を判定する第２判定を実行する。更に、第１判定及び第２判定の結果を比較して総合的な判定を行う。従って、電気所１０の接続方向が的確に把握されるため、電気所１０の接続方向の誤判定を抑制することが可能となる。

また、実施形態１によれば、第２期間における配電線１１の電圧の統計値を、タップ切換時の前後について各別に算出して一次側の電圧の統計値の変化量を算出する。また、第２期間における配電線１２の電圧の統計値を、タップ切換時の前後について各別に算出して二次側の電圧の統計値の変化量を算出する。更に、一次側の電圧の統計値の変化量と二次側の電圧の統計値の変化量とを比較して、電気所１０の接続方向を判定する第２判定を実行する。従って、タップ切換時の前後における一次側及び二次側それぞれの電圧の変化を第１時間Ｔ１より長い時間をかけて評価するため、電気所１０の接続方向をより的確に把握することができる。

更に、実施形態１によれば、タップ切換の時間間隔が例えば３分以内である場合に、電気所１０の接続方向を判定する第２判定を実行する。従って、例えばタップ切換が動作時限に近い時間間隔で頻発する場合に、電気所１０の接続方向を的確に把握することができる。

更に、実施形態１によれば、同一方向のタップ切換が連続した場合に、電気所１０の接続方向を判定する第２判定を実行する。従って、例えばタップ切換の方向が適切でない場合に、電気所１０の接続方向を的確に把握することができる。

（実施形態２）
実施形態１は、タップ切換時の前後における一次電圧及び二次電圧それぞれの変化量の比較結果に基づいて第１判定を実行する形態であった。これに対し、実施形態２は、第１判定の実行に際し、二次側の無効電力の変化量を更に加味する形態である。実施形態２に係る電圧調整装置のブロック構成は、実施形態１に係る電圧調整装置１００ａと同様であるため、図示を省略すると共に、実施形態１に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態２では、順送電の状況にて配電線１２に静止型無効電力補償装置（ＳＶＣ＝Static Var Compensator ）、パワーコンディショナ－（ＰＣＳ＝Power Conditioning System ）等の電圧調整機器が接続されている場合を想定する。この場合、配電線１２の電圧が所定の範囲を逸脱したときに、極く短時間内（例えば１秒以内）に無効電力が配電線１２に供給されて配電線１２の電圧変動が補償される。その際、配電線１２の電圧の変化量が、必ずしも配電線１２の電圧の変化量よりも大きくなるとは限らず、電圧調整装置１００ａにおける第１判定が誤判定となる可能性が大きい。

そこで、本実施形態２にあっては、タップ切換時の前後における二次側の無効電力の平均値の変化量を算出し、タップ切換時に第１判定を実行する際に、算出した無効電力の平均値の変化量が所定の閾値より大きい場合は、第１判定を実行しないものとする。第１判定を実行せずに第２判定を実行した場合は、第１判定と第２判定の判定結果が一致しない扱いにすることにより、変電所の接続方向は変更されず、誤判定が防止される。また、実行した第１判定に誤りがあっても、第２判定に誤りがなければ、第１判定と第２判定の判定結果が一致しないため、やはり誤判定が防止される。

制御部４ａは、電圧検出部４８及び電流検出部４９それぞれから二次側の電圧及び電流を取得して計測し、計測した電圧及び電流に基づいて二次側の無効電力を算出する。以下では、実施形態２に係る電圧調整装置１００ａの制御部４ａの動作を、フローチャートを用いて説明する。

図７は、実施形態２に係る電圧調整装置１００ａで移動平均を算出するＣＰＵ４１の処理手順を示すフローチャートである。図８は、実施形態２に係る電圧調整装置１００ａで第１判定を実行するＣＰＵ４１の処理手順を示すフローチャートである。図７及び図８それぞれの処理は、実施形態１の図２及び図３に示す処理の途中に、二次側の無効電力に係る処理を追加したものである。従って、図２及び図３に示すステップ番号と同一の番号を付したステップについては、説明の大部分を省略する。

図７の処理が起動されて、一次電圧及び二次電圧それぞれの計測結果をリングバッファＢ１ａ及びＢ２ａに書き込んだ（Ｓ１１～Ｓ１４）後、ＣＰＵ４１は、電流検出部４９から配電線１２の電流、即ち二次電流を取得して計測する（Ｓ１４ａ）。次いで、ＣＰＵ４１は、計測した二次電流と先に計測した二次電圧とに基づいて二次側の無効電力を算出し（Ｓ１４ｂ）、算出した無効電力をリングバッファＢ３ａに書き込む（Ｓ１４ｃ）。なお、リングバッファＢ３ａは、リングバッファＢ１ａ及びＢ２ａ等と同様に、ＲＡＭ４３に領域が確保されている。

その後、ＣＰＵ４１は、ステップＳ１５～Ｓ２２の処理を実行し、更に、リングバッファＢ３ａに書き込まれた最新の第１時間内の無効電力について移動平均を算出する（Ｓ２３）。次いで、ＣＰＵ４１は、算出した平均値をリングバッファＢ３ｂに書き込んで（Ｓ２４）図７の処理を終了する。以上の処理手順により、二次側の無効電力の平均値が時系列的にリングバッファＢ３ｂに書き込まれる。

次に、図８の処理が起動された場合、ＣＰＵ４１は、ステップＳ４１～Ｓ４４の処理を実行した後、リングバッファＢ３ｂからタップ切換時より前の第１時間内の無効電力の平均値を読み出しておく（Ｓ４４ａ）。次いで、ＣＰＵ４１は、第１時間だけ待機する（Ｓ４５）。この間に、リングバッファＢ１ｂ、Ｂ２ｂ及びＢ３ｂそれぞれには、タップ切換時より後の第１時間内の一次電圧、二次電圧及び無効電力それぞれの平均値が書き込まれる。

第１時間の待機後、ＣＰＵ４１は、リングバッファＢ３ｂからタップ切換時より後の第１時間内の無効電力の平均値を読み出し（Ｓ４５ａ）、タップ切換時より前の無効電力の平均値とタップ切換時より後の無効電力の平均値との差分を無効電力の変化量として算出する（Ｓ４５ｂ）。次いで、ＣＰＵ４１は、算出した変化量が所定の閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ４５ｃ）。

算出した変化量が所定の閾値より大きい場合（Ｓ４５ｃ：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３に記憶する接続方向をクリアする（Ｓ４５ｄ）。この内容が、前述の切換指令部の機能を実現する処理から参照された場合は、接続方向を現状維持にすればよい。次いで、ＣＰＵ４１は、第１判定中であることを示すフラグを０にクリアするためにステップＳ５２に処理を移す。

一方、算出した変化量が所定の閾値より大きくない場合（Ｓ４５ｃ：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は、実施形態１の図３の場合と同様にステップＳ４６～Ｓ５２の処理を実行して図８の処理を終了する。以上の処理手順によれば、無効電力の変化量が所定の閾値より大きい場合に、第１判定が実行されることはない。

以上のように本実施形態２によれば、タップ切換時を含む第１期間に計測した二次側の無効電力の変化量が所定の閾値より小さい場合に、一次側及び二次側それぞれの配電線１１及び１２の電圧の変化量に基づいて、電気所１０の接続方向を判定する第１判定を実行する。従って、電気所１０の接続方向の誤判定を、実施形態１の場合よりも抑制することが可能となる。

なお、実施形態２にあっては、二次側の無効電力の変化量が所定の閾値より小さい場合に第１判定を実行したが、これに限定されるものではない。例えば、一次側又は二次側の有効電力に対する皮相電力の位相角の変化量が所定の閾値より小さい場合に第１判定を実行してもよい。また例えば、一次側又は二次側の力率の変化量が所定の閾値より小さい場合に第１判定を実行してもよい。

（実施形態３）
実施形態１は、タップ切換時の前後における一次電圧及び二次電圧それぞれの統計値の変化量の比較結果に基づいて第２判定を実行する形態であった。これに対し、実施形態３は、一次側及び二次側のインピーダンスの比較結果に基づいて第２判定を実行する形態である。実施形態３に係る電圧調整装置のブロック構成は、実施形態１に係る電圧調整装置１００ａと同様であるため、図示を省略すると共に、実施形態１に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。

実施形態１における第２判定では、タップ切換時の前後における一次電圧及び二次電圧それぞれの統計値の変化量を比較して、変化量の絶対値が小さい側に電気所１０が接続されていると判定した。一次側と二次側とでは、配電線１１及び１２を通過する電流が概ね同等であるから、電圧の変化量が小さいということは、インピーダンスに相当する量（以下、単にインピーダンスという）が小さいということに他ならない。そこで、本実施形態３では、インピーダンスが小さい側に電気所１０が接続されていると判定する。

電圧調整装置１００ａから一次側及び二次側のそれぞれを見たインピーダンスを直接的に計測することは困難である。但し、インピーダンスと電流の変化量との積が電圧の変化量に相当するから、電圧の統計値の変化量を電流の統計値の変化量で除してインピーダンスを間接的に求めることができる。ここでは、電流の統計値として移動平均による平均値を算出するが、中央値、最頻値等の他の統計値を算出してもよい。

制御部４ａは、電流検出部４９から二次側の電流を取得して計測する。一次側の電流は、二次側の電流の計測値を、変圧器２ａの変圧比で除して算出することができる。一次側の配電線１１にも変流器を結合させて、一次側の電流を計測するようにしてもよい。

以下では、実施形態３に係る電圧調整装置１００ａの制御部４ａの動作を、フローチャートを用いて説明する。図９は、実施形態３に係る電圧調整装置１００ａで移動平均を算出するＣＰＵ４１の処理手順を示すフローチャートである。図１０は、実施形態３に係る電圧調整装置１００ａで第２判定を実行するＣＰＵ４１の処理手順を示すフローチャートの一部である。図９の処理は、実施形態１の図２に示す処理の後半に、一次側及び二次側の電流に係る処理を追加したものである。図１０の処理は、実施形態１の図３に示す処理に、一次側及び二次側のインピーダンスに係る処理を追加したものの一部である。従って、図２及び図３に示すステップ番号と同一の番号を付したステップについては、説明の大部分を省略する。

図９の処理が起動された場合、ＣＰＵ４１は、一次電圧及び二次電圧それぞれについて算出した第２時間内の移動平均をリングバッファＢ１ｃ及びＢ２ｃに書き込む（Ｓ１１～Ｓ２２）。その後、ＣＰＵ４１は、電流検出部４９から配電線１２の電流、即ち二次電流を取得して計測し（Ｓ２５：第４計測部に相当）、計測した二次電流をリングバッファＢ４ａに書き込む（Ｓ２６）。次いで、ＣＰＵ４１は、計測した二次電流を、現在のタップ位置に応じた変圧器２ａの変圧比で除算することにより、一次電流を間接的に計測し（Ｓ２７：第３計測部に相当）、計測した一次電流をリングバッファＢ３ａに書き込む（Ｓ２８）。

その後、ＣＰＵ４１は、リングバッファＢ３ａに書き込まれた最新の第２時間内の一次電流について移動平均を算出し（Ｓ２９：第３算出部に相当）、算出した平均値をリングバッファＢ３ｂに書き込む（Ｓ３０）。同様に、ＣＰＵ４１は、リングバッファＢ４ａに書き込まれた最新の第２時間内の二次電流について移動平均を算出し（Ｓ３１：第４算出部に相当）、算出した平均値をリングバッファＢ４ｂに書き込んで（Ｓ３２）図９の処理を終了する。なお、リングバッファＢ４ａ及びＢ４ｂは、リングバッファＢ３ａ及びＢ３ｂと同様に、ＲＡＭ４３にそれぞれの領域が確保されている。

次に、図１０の処理が起動された場合、ＣＰＵ４１は、ステップＳ６１～Ｓ７３の処理を実行する。次いで、ＣＰＵ４１は、リングバッファＢ３ｂからタップ切換時より前の第２時間内の一次電流の平均値を読み出し（Ｓ７３ａ）、更にリングバッファＢ４ｂからタップ切換時より前の第２時間内の二次電流の平均値を読み出す（Ｓ７３ｂ）。次いで、ＣＰＵ４１は、第２時間だけ待機する（Ｓ７４）。この間に、リングバッファＢ３ｂ及びＢ４ｂそれぞれには、タップ切換時より後の第２時間内の一次電流及び二次電流の平均値が書き込まれる。

その後、ＣＰＵ４１は、ステップＳ７５～Ｓ７８の処理を実行して一次電圧及び二次電圧それぞれの変化量を算出する。次いで、ＣＰＵ４１は、リングバッファＢ３ｂからタップ切換時より後の第２時間内の一次電流の平均値を読み出し（Ｓ７８ａ）、更にリングバッファＢ４ｂからタップ切換時より後の第２時間内の二次電流の平均値を読み出す（Ｓ７８ｂ）。次いで、ＣＰＵ４１は、タップ切換時より前の一次電流の平均値とタップ切換時より後の一次電流の平均値との差分を一次電流の変化量として算出する（Ｓ７８ｃ）。同様に、ＣＰＵ４１は、タップ切換時より前の二次電流の平均値とタップ切換時より後の二次電流の平均値との差分を二次電流の変化量として算出する（Ｓ７８ｄ）。

その後、ＣＰＵ４１は、一次電圧の変化量を一次電流の変化量で除算して一次側のインピーダンスを算出する（Ｓ７８ｅ）と共に、二次電圧の変化量を二次電流の変化量で除算して二次側のインピーダンスを算出する（Ｓ７８ｆ）。次いで、ＣＰＵ４１は、一次側のインピーダンスと二次側のインピーダンスとを比較して、電気所１０の接続方向を判定する（Ｓ７９ａ：第２判定部に相当）。ＣＰＵ４１は、判定結果が第１判定と一致するか否かを判定し（Ｓ８０：比較部に相当）、判定結果に応じてステップＳ８１又はステップＳ８４（何れも図６参照）へ処理を移す。

以上のように本実施形態３によれば、第１期間より長い第２期間に計測した配電線１１及び１２それぞれの電圧と電流の統計値を、タップ切換時の前後について各別に算出し、一次側の電圧及び電流の統計値に基づく値と、二次側の電圧及び電流の統計値に基づく値との比較結果に基づいて電気所１０の接続方向を判定する第２判定を実行する。従って、電気所１０の接続方向が的確に把握されるため、電気所１０の接続方向の誤判定を抑制することが可能となる。

また、実施形態３によれば、第２期間における配電線１１の電圧及び電流それぞれの統計値を、タップ切換時の前後について各別に算出して、一次側の電圧及び電流それぞれの統計値の変化量を算出する。また、第２期間における配電線１２の電圧及び電流それぞれの統計値を、タップ切換時の前後について各別に算出して、一次側の電圧及び電流それぞれの統計値の変化量を算出する。更に、一次側の電圧の統計値の変化量を一次側の電流の統計値の変化量で除算して一次側のインピーダンスに相当する量を算出すると共に、二次側の電圧の統計値の変化量を二次側の電流の統計値の変化量で除算して二次側のインピーダンスに相当する量を算出する。そして、一次側のインピーダンスに相当する量と二次側のインピーダンスに相当する量とを比較して、電気所１０の接続方向を判定する第２判定を実行する。従って、タップ切換時の前後における一次側及び二次側それぞれのインピーダンスの変化を第１時間Ｔ１より長い時間をかけて評価するため、電気所１０の接続方向をより的確に把握することができる。

（実施形態４）
実施形態１に係る電圧調整装置１００ａが、配電線１１及び１２に変圧器２ａが直接接続される直接式であるのに対し、実施形態４に係る電圧調整装置１００ｂは、調整変圧器の出力電圧を直列変圧器を通して配電線１１及び１２の間の線路に加える間接式である。図１１は、実施形態４に係る電圧調整装置１００ｂの構成例を示すブロック図である。サイリスタ式の電圧調整装置（ＴＶＲ＝Thyristor type step Voltage Regulator）１００ｂは、一次側の配電線１１ｕ，１１ｖ，１１ｗの交流電圧及び二次側の配電線１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの交流電圧を相互に変圧して調整する。

電圧調整装置１００ｂは、配電線１１ｕ，１１ｖ，１１ｗそれぞれと、配電線１２ｕ，１２ｖ，１２ｗとの間に二次巻線１１２，１２２，１３２が直列に接続される直列変圧器１と、配電線１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに一次巻線２１１，２２１，２３１がΔ結線される調整変圧器２ｂとを備える。電圧調整装置１００ｂは、更に、調整変圧器２ｂの二次巻線２１２，２２２，２３２及び直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１の間に設けられたタップ切換器３ｂと、該タップ切換器３ｂに対する切換指令を発令する制御部４ｂと、切換指令に応じた駆動信号によって各切換スイッチをオンに駆動する駆動部４０とを備える。

調整変圧器２ｂの二次巻線２１２，２２２，２３２のそれぞれは、一端及び他端から引き出されたタップｔ１及びｔ４と，一端及び他端の間から引き出された中間のタップｔ２及びｔ３とを有する。二次巻線２１２，２２２，２３２のそれぞれは、タップｔ１～ｔ４の何れか１つがタップ切換器３ｂを介して直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１の一端と、一次巻線１２１，１３１，１１１の他端とに接続され、該１つと同一又は異なる他の１つがタップ切換器３ｂを介して中性点Ｎに接続される。同一のタップが中性点Ｎに接続されるのは、いわゆる素通しタップの場合である。

配電線１１ｕ，１１ｖ、１１ｗには、線間電圧を検出するための計測用変圧器ＰＴ１１，ＰＴ１２がＶ結線されている。同様に、配電線１２ｕ，１２ｖ、１２ｗには、線間電圧を検出するための計測用変圧器ＰＴ２１，ＰＴ２２がＶ結線されている。

タップ切換器３ｂは、調整変圧器２ｂの二次巻線２１２のタップｔ１～ｔ４を切り換えるための８つの切換スイッチＴｈｍ＿Ｕ（ｍ＝Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，１，２，３，４）と、二次巻線２２２のタップｔ１～ｔ４を切り換えるための８つの切換スイッチＴｈｍ＿と、二次巻線２３２のタップｔ１～ｔ４を切り換えるための８つの切換スイッチＴｈｍ＿Ｗとを有する。各切換スイッチは、例えば双方向に導通するトライアック又は逆並列に接続されたサイリスタ対を含む。

タップ切換器３ｂの構成は図１に示すものに限定されず、例えば、直列変圧器１に印加する電圧の極性を切り換える極性切換用タップ選択スイッチを含む構成であってもよい。

制御部４ｂは、ＣＰＵを有し、予めＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、電圧の調整を制御する。一時的に発生した情報はＲＡＭに記憶される（ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭは何れも不図示）。制御部４ｂには、計測用変圧器ＰＴ１１，ＰＴ１２，ＰＴ２１，ＰＴ２２の二次巻線が接続されている。制御部４ｂと各計測用変圧器との接続、及び駆動部４０と各切換スイッチとの接続は、図示を省略する。

二次巻線２１２のタップｔ１は、保護用のヒューズ（不図示：以下同様）を介して切換スイッチＴｈＡ＿Ｕ及びＴｈ１＿Ｕの一端に接続され、タップｔ２は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＢ＿Ｕ及びＴｈ２＿Ｕの一端に接続され、タップｔ３は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＣ＿Ｕ及びＴｈ３＿Ｕの一端に接続され、タップｔ４は、切換スイッチＴｈＤ＿Ｕ及びＴｈ４＿Ｕの一端に接続されている。切換スイッチＴｈＡ＿Ｕ，ＴｈＢ＿Ｕ，ＴｈＣ＿Ｕ，ＴｈＤ＿Ｕの他端同士は、中性点Ｎに接続されている。切換スイッチＴｈ１＿Ｕ，Ｔｈ２＿Ｕ，Ｔｈ３＿Ｕ，Ｔｈ４＿Ｕの他端同士は、接続線３ｕを介して直列変圧器１の一次巻線１１１の一端及び一次巻線１２１の他端に接続されている。

二次巻線２２２のタップｔ１は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＡ＿Ｖ及びＴｈ１＿Ｖの一端に接続され、タップｔ２は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＢ＿Ｖ及びＴｈ２＿Ｖの一端に接続され、タップｔ３は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＣ＿Ｖ及びＴｈ３＿Ｖの一端に接続され、タップｔ４は、切換スイッチＴｈＤ＿Ｖ及びＴｈ４＿Ｖの一端に接続されている。切換スイッチＴｈＡ＿Ｖ，ＴｈＢ＿Ｖ，ＴｈＣ＿Ｖ，ＴｈＤ＿Ｖの他端同士は、中性点Ｎに接続されている。切換スイッチＴｈ１＿Ｖ，Ｔｈ２＿Ｖ，Ｔｈ３＿Ｖ，Ｔｈ４＿Ｖの他端同士は、接続線３ｖを介して直列変圧器１の一次巻線１２１の一端及び一次巻線１３１の他端に接続されている。

二次巻線２３２のタップｔ１は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＡ＿Ｗ及びＴｈ１＿Ｗの一端に接続され、タップｔ２は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＢ＿Ｗ及びＴｈ２＿Ｗの一端に接続され、タップｔ３は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＣ＿Ｗ及びＴｈ３＿Ｗの一端に接続され、タップｔ４は、切換スイッチＴｈＤ＿Ｗ及びＴｈ４＿Ｗの一端に接続されている。切換スイッチＴｈＡ＿Ｗ，ＴｈＢ＿Ｗ，ＴｈＣ＿Ｗ，ＴｈＤ＿Ｗの他端同士は、中性点Ｎに接続されている。切換スイッチＴｈ１＿Ｗ，Ｔｈ２＿Ｗ，Ｔｈ３＿Ｗ，Ｔｈ４＿Ｗの他端同士は、接続線３ｗを介して直列変圧器１の一次巻線１３１の一端及び一次巻線１１１の他端に接続されている。

接続線３ｕ及び３ｖ間には、限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ及び矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶの直列回路と、電磁接触器ＭＣ＿ＵＶとが並列に接続されている。接続線３ｖ及び３ｗ間には、限流抵抗器Ｒ＿ＶＷ及び矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＶＷの直列回路と、電磁接触器ＭＣ＿ＶＷとが並列に接続されている。制御部４ｂと、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷ及び電磁接触器ＭＣ＿ＵＶ，ＭＣ＿ＶＷとの接続は、図示を省略する。

矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ及びＴｈＳ＿ＶＷは、二次巻線２１２，２２２，２３２のタップｔ１～ｔ４を切り換える過程で、それぞれ限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ及びＲ＿ＶＷを介してタップ間を矯絡させておくために、タップ間への限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ及びＲ＿ＶＷの接続及び切り離しを行うためのものである。電磁接触器ＭＣ＿ＵＶ及びＭＣ＿ＶＷは、過電流が検出されて全ての切換スイッチがオフされる場合、又はタップ切換器３ｂの運用が停止される場合に、直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１の両端を矯絡して、開放状態にしないようにするためのものである。

上述の通り構成された電圧調整装置１００ｂの制御部４ｂは、計測用変圧器ＰＴ１１，ＰＴ１２及びＰＴ２１，ＰＴ２２から配電線１１ｕ，１１ｖ，１１ｗ及び１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの電圧を、例えば交流電圧の半周期毎に取得する。更に、制御部４ｂは、取得して計測した電圧に基づいて切換指令部により切換指令を発令する。駆動部４０は、切換指令に応じた駆動信号によって各切換スイッチをオンに駆動する。タップ切換器３ｂは、発令された切換指令に応じたタップ位置にタップ切換する。タップ切換中に２つのタップが橋絡された時に流れる循環電流は、限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ，Ｒ＿ＶＷによって制限される。

切換指令部による切換指令の発令についても、実施形態１の場合と同様である。本実施形態４に係る電圧調整装置１００ｂで移動平均を算出するＣＰＵ（不図示）の処理手順を示すフローチャート、及び第１判定を実行するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートは、それぞれ実施形態１で示した図２及び図３のフローチャートと同様であるため、ここでの図示を省略する。

以上のように本実施形態４によれば、タップ切換時を含む第１期間に計測した配電線１１ｕ，１１ｖ，１１ｗ及び１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの電圧の変化量に基づいて、電気所１０の接続方向を判定する第１判定を実行する。また、第１期間より長い第２期間に計測した配電線１１ｕ，１１ｖ，１１ｗ及び１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの電圧の統計値を、タップ切換時の前後について各別に算出し、これらの算出結果に基づいて電気所１０の接続方向を判定する第２判定を実行する。更に、第１判定及び第２判定の結果を比較して総合的な判定を行う。従って、電気所１０の接続方向が的確に把握されるため、電気所１０の接続方向の誤判定を抑制することが可能となる。

なお、実施形態４にあっては、調整変圧器２ｂの二次巻線２１２，２２２，２３２がタップ切換器３ｂを介してＹ結線され、直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１がΔ結線されている場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、調整変圧器２ｂの二次巻線２１２，２２２，２３２がタップ切換器を介してΔ結線され、直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１がＹ結線されていてもよい。また、調整変圧器２ｂの二次巻線２１２，２２２がタップ切換器を介してＶ結線され、直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１がＹ結線されていてもよい。これらの場合であっても、制御部４ｂの動作に本質的な差異がないため、実施形態１と同様の効果を奏する。

今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、各実施形態で記載されている技術的特徴は、お互いに組み合わせることが可能である。

１０ 電気所、 １１，１２，１１ｕ，１１ｖ，１１ｗ，１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ 配電線、 １００ａ，１００ｂ 電圧調整装置、 １ 直列変圧器、 １１１，１２１，１３１ 一次巻線、 １１２，１２２，１３２ 二次巻線、２ａ 変圧器、 ２ｂ 調整変圧器、 ２１１，２２１，２３１ 一次巻線、 ２１２，２２２，２３２ 二次巻線、 ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４ タップ、 ３ａ，３ｂ タップ切換器、 ４ａ，４ｂ 制御部、 ４０ 駆動部、 ４１ＣＰＵ、 ４２ ＲＯＭ、 ４３ ＲＡＭ、 ４４ タイマ、 ４５ 入力部、 ４６ 出力部、 ４７，４８ 電圧検出部、 ４９ 電流検出部、 Ｔｈ１＿Ｕ，Ｔｈ２＿Ｕ，Ｔｈ３＿Ｕ，Ｔｈ４＿Ｕ，ＴｈＡ＿Ｕ，ＴｈＢ＿Ｕ，ＴｈＣ＿Ｕ，ＴｈＤ＿Ｕ 切換スイッチ、 ３ｕ，３ｖ，３ｗ 接続線、 ＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷ 矯絡用スイッチ、 Ｒ＿ＵＶ，Ｒ＿ＶＷ 限流抵抗器、 ＭＣ＿ＵＶ，ＭＣ＿ＶＷ 電磁接触器、 ＰＴ１，ＰＴ２，ＰＴ１１，ＰＴ１２，ＰＴ２１，ＰＴ２２ 計測用変圧器、 ＣＴ２ 変流器

Claims (6)

1. 複数のタップを有する変圧器と、前記タップを切り換えるタップ切換器とを備え、前記変圧器が接続される配電線の電圧を、前記タップを切り換えることによって調整する電圧調整装置であって、
   一次側及び二次側それぞれの配電線の電圧を計測する第１計測部及び第２計測部と、
   タップ切換時を含む第１期間に前記第１計測部及び第２計測部それぞれが計測した電圧の変化量に基づいて、前記一次側及び二次側のいずれの方向に電気所が接続されているかを判定する第１判定部と、
   前記第１期間を含み該第１期間より長い第２期間に前記第１計測部が計測した電圧の統計値を、前記タップ切換時の前後について各別に算出する第１算出部と、
   前記第２期間に前記第２計測部が計測した電圧の統計値を、前記タップ切換時の前後について各別に算出する第２算出部と、
   前記第１算出部及び前記第２算出部の算出結果に基づいて、前記一次側及び二次側のいずれの方向に電気所が接続されているかを判定する第２判定部と、
   前記第１判定部及び前記第２判定部の判定結果を比較する比較部と
   を備える電圧調整装置。
2. 前記第２判定部は、前記第１算出部及び前記第２算出部のそれぞれが前記タップ切換時の前後について各別に算出した統計値の変化量の比較結果に基づいて判定する請求項１に記載の電圧調整装置。
3. 前記一次側及び二次側それぞれの配電線の電流を計測する第３計測部及び第４計測部と、
   前記第２期間に前記第３計測部が計測した電流の統計値を、前記タップ切換時の前後について各別に算出する第３算出部と、
   前記第２期間に前記第４計測部が計測した電流の統計値を、前記タップ切換時の前後について各別に算出する第４算出部と
   を更に備え、
   前記第２判定部は、前記第１算出部及び前記第３算出部の算出結果に基づく値と前記第２算出部及び前記第４算出部の算出結果に基づく値との比較結果に基づいて、前記一次側及び二次側のいずれの方向に電気所が接続されているかを判定する
   請求項１に記載の電圧調整装置。
4. 前記第２判定部は、前記第１算出部が前記タップ切換時の前後について各別に算出した統計値の変化量を、前記第３算出部が前記タップ切換時の前後について各別に算出した統計値の変化量で除算した値と、前記第２算出部が前記タップ切換時の前後について各別に算出した統計値の変化量を、前記第４算出部が前記タップ切換時の前後について各別に算出した統計値の変化量で除算した値との比較結果に基づいて判定する請求項３に記載の電圧調整装置。
5. 前記第２判定部は、最新のタップ切換時と前回のタップ切換時との時間差が所定時間以内である場合に判定する請求項１から請求項４の何れか１項に記載の電圧調整装置。
6. 前記第２判定部は、最新のタップ切換時と前回のタップ切換時とで前記タップを上げ／下げする方向が同一の場合に判定する請求項５に記載の電圧調整装置。

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