JPH0150176B2 - - Google Patents

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JPH0150176B2
JPH0150176B2 JP8414581A JP8414581A JPH0150176B2 JP H0150176 B2 JPH0150176 B2 JP H0150176B2 JP 8414581 A JP8414581 A JP 8414581A JP 8414581 A JP8414581 A JP 8414581A JP H0150176 B2 JPH0150176 B2 JP H0150176B2
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JP
Japan
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voltage
phase
phases
output
switching circuit
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JP8414581A
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JPS57199430A (en
Inventor
Masatoshi Takeda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動電圧調整装置に関し、電力系統の
交流電圧を調整する場合に適用して好適なもので
ある。
交流電圧が変動する系統に負荷を接続する場合
に、負荷に供給する電圧を一定の電圧範囲に抑え
るために一般に自動電圧調整装置が設置され、従
来この種の自動電圧調整装置として第1図の構成
のものが用いられていた。第1図において1U,
1V,1Wは3相入力端子を示し、2U,2V,
2Wは対応する3相出力端子を示す。また3U,
3V,3Wは調整変圧器で入力端子1U,1V,
1Wに接続した1次巻線aを星形接続することに
より2次巻線bから相電圧を取り出している。調
整変圧器3U,3V,3Wの2次巻線bは切換回
路4U,4V,4Wに入力されている。この切換
回路4U,4V,4Wは例えば第2図に示すよう
に一対のサイリスタe及びfを逆並列にしたサイ
リスタスイツチ5,6,7,8をブリツジ接続し
て構成される。切換回路4U,4V,4Wの出力
は一次巻線gを入力端子1U,1V,1W及び対
応する出力端子2U,2V,2W間に直列に接続
された直列変圧器9U,9V,9Wの二次巻線h
に接続される。
次に第1図の構成の動作について説明する。な
お第1図の自動電圧調整装置は3相分を示してい
るが動作説明を簡単にするために第3図に示すよ
うに例えばU相回路について説明する。
第3図の自動電圧調整装置の動作は第4図に示
す如きタツプ切換器11と等価な動作として説明
できる。すなわち先ず第3図のサイリスタスイツ
チ7及び8をオンにし、サイリスタスイツチ5及
び6をオフにすると、直列変圧器9Uの2次側は
サイリスタスイツチ7及び8により短絡され、直
列変圧器9Uの1次巻線gには電圧の変化が生じ
ない。これは第4図のタツプ切換器11がタツプ
T0の状態にあるのと等価となる。また次にサイ
リスタスイツチ7及び6をオンにし、サイリスタ
スイツチ5及び8をオフにすると、調整変圧器3
Uの2次側電圧V3が出力電圧V2を持ち上げる方
向に直列変圧器9Uに印加される。これは第4図
のタツプ切換器11がタツプT2の状態にあるの
と等価となる。逆にサイリスタスイツチ5及び8
をオンにし、サイリスタスイツチ7及び6をオフ
にすると、調整変圧器3Uの2次電圧V3は出力
電圧V2を下げる方向に直列変圧器9に印加され、
これは第4図のタツプ切換器11がタツプT1
状態にあるのと等価となる。
このように第3図の構成によれば切換回路4U
のサイリスタスイツチ5〜8のオン、オフの組合
せにより、第4図のタツプ切換器11のタツプを
上げたり、下げたりしたと等価の出力電圧を得る
ことができ、かくして、入力電圧V1が低下した
時はタツプを上げ、逆に入力電圧V1が上昇した
時はタツプを下げるような電圧調整を行うことに
より、出力電圧V2の変動を一定範囲内に抑える
ことができる。
第3図のU相回路の動作は他の相回路の場合も
同じであり、各相の直列変圧器は相電圧ベクトル
方向に電圧を持上げたり下げたりして3相電圧の
調整を行うことになる。
ところが第1図の従来の自動電圧調整装置では
相電圧方向に電圧を補償するようになされている
ので、負荷が単相負荷の場合には3相分の電圧を
補償するのに応答が遅くなるという欠点がある。
例えば第5図に示すように3相電源15により電
力を供給されている電力系統に単相負荷16が接
続されている場合を考える。電源インピーダンス
がリアクタンス分xと抵抗分rとで構成されてい
る場合、この電源インピーダンスによる電圧降下
ベクトルVTは第6図に示す如く。負荷端でみて
リアクタンス分xで生じる負荷電流ILに対し90゜
遅れたベクトル−jI〓L・xと、抵抗分rで生じる
負荷電流I〓Lと逆方向のベクトル−I〓L・xで合成さ
れる。しかるにU相とV相には大きさが等しく方
向が逆の電流ILが流れるのでU相とV相の電圧降
下ベクトルVTは大きさが等しく方向が逆向きの
ベクトルとなる。
しかし従来の装置においてこのような電圧降下
の補償を行うため相電圧方向に電圧補償を行う際
には第7図のように生じ、U相電圧をU相電圧方
向にVCUだけ持上げてU相の補償をした後に、次
にV相電圧を制御する時点でV相電圧をV相電圧
方向にVCUだけ持上げる。ところがこのようにU
相及びV相の電圧を持上げるとVW相間及びWU
相間の電圧が上昇し過ぎるので次に最後にW相電
圧を制御する時点でW相電圧をW方向にVCWだけ
下げて最終的に3相間の相間電圧が一定になるよ
うに補償する。
このように従来の装置においては3相電圧につ
いてそれぞれ順次3回のタツプ切換動作を必要と
するが、これらのタツプ各相は120゜づつ順次切換
られるので3回のタツプ切換えをするために1サ
イクルを必要とする。従つて応答が遅くなり、ま
た3相間電圧補償時の過渡期に他相間の電圧を不
必要に持上げてしまうという欠点があつた。
本発明は上記のような従来の装置の欠点を除去
するためになされたものであり、第7図について
上述した電圧降下ベクトルVTと丁度逆方向のベ
クトルを有する補償電圧を直列変圧器に印加して
電圧降下を有効に補償するようにしたもので、そ
の際特に単相負荷が接続された2相に生ずる電圧
降下ベクトルを大きさが等しく方向が逆とするこ
とにより互いに逆方向の補償電圧をこの2相に同
時に印加して1回のタツプ切換動作だけで3相間
の電圧降下が補償できるようにし、かくして速応
性のある良好な補償効果を発揮する自動電圧調整
装置を提供しようとするものである。
以下本発明の一実施例を第8図について説明す
る。第8図において23,24,25は調整変圧
器で、1次側に2つの巻線j及びkを有しかつ2
次側に1つの巻線lを有している。第1の調整変
圧器23の1次巻線j及びkにはUV相間電圧
VUV及びWU相間電圧VWUが入力される。また第
2の調整変圧器24の1次巻線j及びkにはVW
相間電圧VVW及びUV相間電圧VUVが入力される。
また第3の調整変圧器25の1次巻線J及びkに
はWU相間電圧VWU及びVW相間電圧VVWが入力
される。そしてこれらの調整変圧器23,24,
25の2次巻線lは切換回路26,27,28に
それぞれ接続される。
切換回路26,27,28としては、第2図に
ついて上述したサイリスタブリツジ回路を適用で
きる。第1の切換回路26の出力はU相に設置さ
れた直列変圧器31と、V相に接続された直列変
圧器32とに接続される。また第2の切換回路2
7の出力はV相に設置された直列変圧器33と、
W相に接続された直列変圧器34とに接続され
る。さらに第3の切換回路28の出力はW相に設
置された直列変圧器35と、U相に設置された直
列変圧器36とに接続される。
次に第8図の構成の動作について説明する。今
例えば第5図の電力系統のUV相間に力率がほぼ
一定な単相負荷16が接続されている場合を考え
る。この場合の電圧降下ベクトルVTは第6図に
ついて上述したように負荷の力率が一定であるの
で負荷電流I〓LとUV相間電圧VUVとの角度は一
定となり、しかも電力系統のインピーダンスr及
びxが一定であるため電圧降下ベクトルV〓TとUV
相間電圧V〓UVとの角度θは θ=tan-1(r/x)−(π/2−) ………(1) で表わされ、負荷電流I〓Lの大きさにかかわらず一
定となる。またU相電流IUとV相電流IVとは大き
さが等しく方向が逆向きであるため、U相とV相
に生じる電圧降下ベクトルVTは大きさが等しく
方向は逆向きとなる。
従つて直列変圧器によつて発生させる補償電圧
V2の向きを電圧降下ベクトルVTと大きさが等し
く向きが逆方向となるように選定し、その圧V2
をU相及びV相に同時に互いに逆方向に印加すれ
ばU相とV相の電圧降下ベクトルV〓Tを同時にか
つ完全に補償することができる。
ここで第6図の場合のように降下電圧VTと同
相の補償電圧V2はUV相間電圧とのなす角度θが
一定であることを利用して第9図に示すよにUV
相間電圧VUVとWU相間電圧VWUをベクトル合成
することにより作ることができる。
第8図において調整変圧器23の1次側には
UV相間電圧VUVとWU相間電圧VWUが入力されて
おり、その2次側電圧V2はUV相間電圧とθだけ
位相のずれた電圧降下ベクトルVTと同相の電圧
となる。今第6図のベクトル図に示された電圧降
下VTがあり、その電圧補償を行う場合第8図の
回路は次のように動作する。切換回路26は第2
図のような回路で構成されておりサイリスタスイ
ツチ7及び6をオンにしサイリスタスイツチ5及
び8をオフにすると(第2図)、切換回路26は
第8図に示すように入力電圧と逆方向に電圧を出
力する。
この出力電圧V2はU相及びV相に設置された
直列変圧器31及び32の2次巻線に補償電圧と
して印加される。ここで、U相及びV相での電圧
降下ベクトルVTは互いに逆向きであるため、直
列変圧器31及び32の2次巻線に印加される電
圧V2も互いに逆方向になるように印加される。
その結果補償電圧V2はU相とV相に同時に作
用し、かつそのベクトルの方向は電圧降下ベクト
ルVTと丁度反対方向になるため第10図のよう
に降下電圧VTを補償電圧V2により効果よく打消
すことができ1回のタツプ切換動作だけで2相分
の電圧降下を同時に補償することができ、かくす
るにつき従来の装置のように他相間の電圧を不必
要に持上げるといつた欠点は生じない。
なお上述においてはUV相間に単相負荷が接続
されている場合について説明したが、他相間に単
相負荷が接続されている場合も同様であり、3相
の各相間に単相負荷が接続されていることを考慮
して第8図のように全ての相に対して上述の補償
回路が構成されている。
なお上述の実施例では各相に2台づつの独立し
た直列変圧器を接続した場合について述べたがこ
れに代え、共通鉄心の変圧器を1台で構成しても
良く、換言すれば励磁側に2巻線を有すると共に
主回路側に1巻線を有する直列変圧器1台でも実
現できる。
またサイリスタ切換回路に代えて機械式開閉器
を用いても実現できる。
さらに調整変圧器は1次側に2巻線を有した変
圧器に限定されず要するに移相機能を有するもの
であれば良い。
以上のように本発明によれば、単相負荷により
生じる電圧降下と逆方向の補償電圧を発生させる
ようにし、かつこの補償電圧を単相負荷が接続さ
れている2相に同時に作用するようにしたので、
1回のタツプ切換動作をさせるだけで効果よく電
圧降下を補償することができ、かくして応答が速
くかつ補償効果の高い自動電圧調整装置を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の自動電圧調整装置を示す接続
図、第2図はその切換回路を示す接続図、第3図
は第1図の自動電圧調整装置のU相等価回路を示
す接続図、第4図は自動電圧調整装置の動作の説
明のためのタツプ切換回路を示す接続図、第5図
は3相電力系統を示す接続図、第6図はその電圧
降下を示すベクトル図、第7図は従来の装置によ
り電圧降下を補償する場合の動作の説明に供する
ベクトル図、第8図は本発明に依る自動電圧調整
装置の一実施例を示す接続図、第9図は電圧降下
ベクトルと同位相の補償電圧の作り方の説明に供
するベクトル図、第10図は本発明の自動電圧調
整装置を用いた場合の電圧補償効果を示すベクト
ル図である。 1U〜1W:入力端子、2U〜2W:出力端
子、3U〜3W:調整変圧器、4U〜4W:切換
回路、5〜8:サイリスタスイツチ、9U〜9
W:直列変圧器、10:負荷、23,24,2
5:調整変圧器、26〜28:切換回路、31〜
35:直列変圧器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 3相入力端子のうちの2相にそれぞれ接続さ
    れ負荷力率及び電源インピーダンスに応じて1次
    側電圧及び2次側電圧間に予定の位相差を生じさ
    せる3相分の調整変圧器と、上記各調整変圧器の
    出力端にそれぞれ接続され当該各調整変圧器の出
    力電圧の大きさに応じた調整電圧切換出力を送出
    する3相分の切換回路と、1次巻線をそれぞれ上
    記入力端子及びこれに対応する出力端子間に介挿
    すると共に上記切換回路のうちの2相分の切換出
    力をそれぞれ受ける3相分の直列変圧器とを具
    え、上記入力端子に到来した電圧が変化して上記
    切換回路によつて切換動作が行なわれたとき上記
    3相出力端への3相出力に対して同時に電源イン
    ピーダンス降下電圧の補償電圧を印加することを
    特徴とする自動電圧調整装置。
JP8414581A 1981-05-29 1981-05-29 Automatic voltage regulator Granted JPS57199430A (en)

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JP8414581A JPS57199430A (en) 1981-05-29 1981-05-29 Automatic voltage regulator

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JPS57199430A JPS57199430A (en) 1982-12-07
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JP2014057481A (ja) * 2012-09-14 2014-03-27 Takaoka Electric Mfg Co Ltd 電圧調整装置
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