JPH086651A - 電圧安定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】急速な電圧変動に対し、小容量の電圧調整回路
により瞬時に連続して電圧調整ができるようにする。 【構成】電下側１０と負荷側２０との間に二次巻線を直
列介挿した直列変圧器４０と、この直列変圧器４０の電
源側に配置した調整用変圧器３０と、この調整用変圧器
３０の出力を直列変圧器４０の一次巻線に補償電圧とし
て加える電圧調整回路５０とを有し、調整用変圧器３０
は、電源側の電圧を昇圧する昇圧部３１と、直列変圧器
の一次巻線に補償電圧として加える電圧供給部３２とか
らなり、線路の負荷側の電圧を検出する電圧検出器７０
を配置し、この電圧検出器７０と電圧調整回路５０とを
接続して電圧検出器７０からの検出電圧に基づいて電圧
調整回路５０を制御して電圧を安定させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は交流電圧の変動、例え
ば、電力系統の負荷電流による電圧降下や瞬時電圧低下
を補償して定電圧とする電圧安定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電力系統において、電源側から負
荷点までは常にインピーダンスが存在するので、負荷電
流が大きくなればそれに応動して線路電圧降下が生じ、
負荷点の電圧は降下する。このように負荷点の電圧が降
下する電力系統にあっては、負荷に供給する電圧を一定
の電圧範囲に抑えるために、一般に電圧調整装置が設置
されている。この種電圧調整装置においは、高圧線のピ
ーク・オフピーク時の電流比が大きく影響し、また地域
や季節によっても変化するので、こられの要素を総合的
に判断し、電圧調整を検討する必要がある。

【０００３】一般的に使用されている線路用電圧調整装
置（ＳＶＲ：Ｓｔｅｐ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｒｅｇｕｌａ
ｔｏｒ）は、図７に示されるものが知られている。図７
において、電力系統の電圧降下の大きい箇所に調整用変
圧器（単巻変圧器）３０を設け、この調整用変圧器（単
巻変圧器）３０に設けられたタップＹ１〜Ｙ５を切り換
えて、電源入力側１０、１０から入力された電圧Ｖinが
負荷側２０、２０で電圧降下する分を予め昇圧してお
き、負荷側の電圧Ｖoutを一定の範囲内の電圧にして負
荷による電圧降下を補償しようとするものである。

【０００４】また、この種電圧調整装置としては、図８
に示されるものも知られている。図８において、図示し
ない電源より供給される三相電力は三相入力端子１Ｕ、
１Ｖ、１Ｗに入力される。この三相入力端子１Ｕ、１
Ｖ、１Ｗには調整用変圧器３Ｕ、３Ｖ、３Ｗが接続され
ている。この調整用変圧器３Ｕ、３Ｖ、３Ｗのそれぞれ
の一次巻線ａは星形に接続されており、その二次巻線ｂ
から相電圧を取り出している。この調整用変圧器３Ｕ、
３Ｖ、３Ｗの二次巻線ｂには、図９に示されるように、
一対のサイリスタ５、６、７、８をブリッジ接続して構
成される切換回路４Ｕ、４Ｖ、４Ｗが接続されている。
この切換回路４Ｕ、４Ｖ、４Ｗの出力は、直列変圧器９
Ｕ、９Ｖ、９Ｗの一次巻線ｈに接続される。この直列変
圧器９Ｕ、９Ｖ、９Ｗの二次巻線ｇは、三相入力端子１
Ｕ、１Ｖ、１Ｗと三相出力端子２Ｕ、２Ｖ、２Ｗとの間
に直列に接続されている。

【０００５】上述のように構成された電圧調整装置の動
作を、図９に示すＵ相のみについて説明する。図９にお
いて、サイリスタスイッチ７および８をオンにし、サイ
リスタスイッチ５および６をオフにすると、直列変圧器
９Ｕの一次側はサイリスタスイッチ７および８により短
絡され、直列変圧器９Ｕの二次巻線ｇには電圧の変化が
生じない。次に、サイリスタスイッチ７および６をオン
にし、サイリスタスイッチ５および８をオフにすると、
調整変圧器３Ｕの二次側電圧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。逆に、サイリ
スタスイッチ５および８をオンにし、サイリスタスイッ
チ７および６をオフにすると、調整変圧器３Ｕの二次側
電圧Ｖ₃が出力電圧Ｖ₂を下げる方向に直列変圧器９Ｕに
印加される。

【０００６】このように、図９の構成によれば、切換回
路４Ｕのサイリスタスイッチ５〜８のオン・オフの組み
合わせにより、調整変圧器３Ｕは、入力電圧Ｖ₁が低下
したときは出力電圧Ｖ₂を上げるように作用し、入力電
圧Ｖ₁が上昇したときは出力電圧Ｖ₂を下げるように作用
することとなるので、出力電圧Ｖ₂を適正な値に制御す
ることができる。なお、図９のＵ相の回路の動作は他の
相の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ち上げたり、下げたりして三
相電圧の調整を行うこととなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、当該電圧調
整装置においては、例えば、図７に示されるものにおい
ては、調整用変圧器（単巻変圧器）３０に設けられたタ
ップＹ１〜Ｙ５を切り換えて電圧補償を行うため、連続
的な電圧変動の補償をすることができなく、かつ、急速
な電圧変動を補償できないという問題が生じる。また、
タップを切り換えるため、接点部が摩耗するという問題
も生じる。さらに、図８、図９に示されるものにおいて
は、連続的に電圧変動を調整することができるが、あら
ゆる電圧変動に対応させるためには電圧調整装置の容量
が大きくなり、電圧調整装置の容量を大きくすると、サ
イリスタの発熱量が多くなって電力損失が増大するとい
う問題を生じる。

【０００８】そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなさ
れたものであり、急速な電圧変動を生じても、小容量の
電圧調整回路により瞬時に電圧変動が補償でき、かつ、
電圧変動範囲が大きくても連続的に電圧変動が補償でき
る電圧安定装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の構成上の第１の
特徴は、電源と負荷との間に二次巻線を直列介挿した直
列変圧器と、この直列変圧器の電源側に配置した調整用
変圧器と、この調整用変圧器の出力を前記直列変圧器の
一次巻線に補償電圧として加える電圧調整回路とを有
し、前記調整用変圧器は、電源側の電圧を昇圧する昇圧
部と、直列変圧器の一次巻線に補償電圧として加える電
圧供給部とからなり、線路の負荷側の電圧を検出する電
圧検出器を配置し、この電圧検出器と電圧調整回路とを
接続して電圧検出器からの検出電圧に基づいて線路の負
荷側の電圧を安定させることにある。

【００１０】また、本発明の構成上の第２の特徴は、上
述の調整用変圧器を、調整用変圧器の入力側に接続され
た低圧巻線と前記調整用変圧器の出力側に接続された高
圧巻線とを有する単巻変圧器と、単巻変圧器の二次側に
配置されて、当該単巻変圧器の電圧が誘起される巻線と
から構成したことにある。さらに、本発明の第３の構成
上の特徴は、上述の調整用変圧器を、調整用変圧器の入
力側に接続された低圧巻線と、前記調整用変圧器の出力
側に接続された高圧巻線とを有する単巻変圧器と、線路
の各相間に介挿した一次巻線と、当該一次巻線より電圧
が誘起される二次巻線とを有する供給用変圧器とから構
成したことにある。

【００１１】また、本発明の第４の構成上の特徴は、上
述の電圧調整回路に、調整用変圧器の出力を直流に変換
するコンバータと、このコンバータにより直流に変換さ
れた電圧を交流に変換して直列変圧器に供給するインバ
ータと、電圧検出器からの検出電圧に基づき、このイン
バータの点弧角を制御する制御手段とを設けたことにあ
る。さらに、本発明の構成上の第５の特徴は、上述の電
圧調整回路に、調整用変圧器の出力を直流に変換するコ
ンバータと、このコンバータにより直流に変換された電
圧を交流に変換して直列変圧器の各相毎に供給する複数
のインバータとを設け、電圧検出器からの検出電圧に基
づき、これらの複数のインバータの点弧角を直列変圧器
の各相毎に制御する制御手段とを設けたことにある。

【００１２】さらに、本発明の第６の構成上の特徴は、
上述の調整用変圧器を、調整用変圧器の入力側に接続さ
れた低圧巻線と前記調整用変圧器の出力側に接続された
高圧巻線とを有する単巻変圧器と、単巻変圧器の二次側
に配置されて、当該単巻変圧器の電圧が誘起される巻線
とから構成し、また、上述の電圧調整回路に、調整用変
圧器の出力を直流に変換するコンバータと、このコンバ
ータにより直流に変換された電圧を交流に変換して直列
変圧器に供給するインバータと、電圧検出器からの検出
電圧に基づき、このインバータの点弧角を制御する制御
手段とを設けたことにある。

【００１３】さらに、本発明の第７の構成上の特徴は、
上述の調整用変圧器を、調整用変圧器の入力側に接続さ
れた低圧巻線と、前記調整用変圧器の出力側に接続され
た高圧巻線とを有する単巻変圧器と、線路の各相間に介
挿した一次巻線と、当該一次巻線より電圧が誘起される
二次巻線とを有する供給用変圧器とから構成し、また、
上述の電圧調整回路に、調整用変圧器の出力を直流に変
換するコンバータと、このコンバータにより直流に変換
された電圧を交流に変換して直列変圧器に供給するイン
バータと、電圧検出器からの検出電圧に基づき、このイ
ンバータの点弧角を制御する制御手段とを設けたことに
ある。

【００１４】さらに、本発明の第８の構成上の特徴は、
上述の調整用変圧器を、調整用変圧器の入力側に接続さ
れた低圧巻線と前記調整用変圧器の出力側に接続された
高圧巻線とを有する単巻変圧器と、単巻変圧器の二次側
に配置されて、当該単巻変圧器の電圧が誘起される巻線
とから構成し、また、上述の電圧調整回路に、調整用変
圧器の出力を直流に変換するコンバータと、このコンバ
ータにより直流に変換された電圧を交流に変換して直列
変圧器の各相毎に供給する複数のインバータとを設け、
電圧検出器からの検出電圧に基づき、これらの複数のイ
ンバータの点弧角を直列変圧器の各相毎に制御する制御
手段とを設けたことにある。

【００１５】さらに、本発明の第９の構成上の特徴は、
上述の調整用変圧器を、調整用変圧器の入力側に接続さ
れた低圧巻線と、前記調整用変圧器の出力側に接続され
た高圧巻線とを有する単巻変圧器と、線路の各相間に介
挿した一次巻線と、当該一次巻線より電圧が誘起される
二次巻線とを有する供給用変圧器とから構成し、また、
上述の電圧調整回路に、調整用変圧器の出力を直流に変
換するコンバータと、このコンバータにより直流に変換
された電圧を交流に変換して直列変圧器の各相毎に供給
する複数のインバータとを設け、電圧検出器からの検出
電圧に基づき、これらの複数のインバータの点弧角を直
列変圧器の各相毎に制御する制御手段とを設けたことに
ある。

【００１６】

【発明の作用・効果】かかる構成の電圧安定装置におい
ては、負荷電流による電圧降下分を予め見越して調整用
変圧器により昇圧させ、電圧調整回路は、負荷側の検出
電圧に応じて直列変圧器に作用させる。この調整用変圧
器の昇圧作用により、電圧調整回路の容量を小さくする
ことが可能となる。また、電圧調整回路の容量を小さく
することにより、電圧調整回路の主回路部を構成するサ
イリスタの発熱による熱損失が軽減でき、電力損失を軽
減できるという格別の効果を生じる。また、電圧調整回
路の作用により、線路に急速な電圧変動を生じても、直
列変圧器は線路の負荷側の電圧を瞬時に、連続的に持ち
上げたり、下げたりすることが可能となり、系統の信頼
性が格段に向上するという格別の効果を生じる。

【００１７】また、線路の負荷側に不平衡な相電圧を生
じても、電圧検出器が不平衡な相電圧を検出すると、電
圧調整回路は、主回路部の各インバータの各点弧角を独
立に制御して、直列変圧器の各二次巻線に平衡な相電圧
となるような電圧が印加されるように主回路部から出力
させるので、負荷側に平衡な相電圧を生じさせることが
可能となり、常に平衡で安定した相電圧を得ることがで
きるという格別の効果を奏する。

【００１８】

【実施例】

実施例１ 以下、本発明の第１実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る電圧安定装置の全体構成を示す図で
ある。図１において、三相電力は三相入力端子１０Ｕ、
１０Ｖ、１０Ｗより供給されている。この三相入力端子
１０Ｕ、１０Ｖ、１０Ｗには調整用変圧器３０の昇圧部
となる単巻変圧器３１の低圧側巻線３１が接続されてお
り、この単巻変圧器３１の二次側には単巻変圧器３１か
ら誘起される電圧を取り出して後述する直列変圧器４０
の一次巻線に補償電圧として加える電圧供給部となる巻
線３２が配置されている。この調整用変圧器３０の単巻
変圧器３１の低圧側巻線はΔ形に接続されており、単巻
変圧器３１の高圧側巻線はＹ形に接続されている。ま
た、この調整用変圧器３０の単巻変圧器３１の二次側に
配置された巻線３２の出力は、後述する電圧調整回路５
０に接続されている。

【００１９】なお、本第１実施例においては、単巻変圧
器３１の二次側には単巻変圧器３１から誘起される電圧
を取り出して直列変圧器４０の一次巻線に補償電圧とし
て加える電圧供給部となる巻線３２を配置する構成とし
たが、単巻変圧器３１とは別に図２に示されるように、
三相入力端子１０Ｕ、１０Ｖ、１０Ｗの各相間に介挿し
た一次巻線３３Ｕ、３３Ｖ、３３Ｗと、この一次巻線３
３Ｕ、３３Ｖ、３３Ｗより電圧が誘起される二次巻線３
３Ｕ’、３３Ｖ’、３３Ｗ’とを有する供給用変圧器３
３を配置してもよい。

【００２０】電圧調整回路５０の出力は直列変圧器４０
の一次巻線４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗに接続される。直列
変圧器４０の二次巻線４０Ｕ’、４０Ｖ’、４０Ｗ’
は、三相入力端子１０Ｕ、１０Ｖ、１０Ｗと三相出力端
子２０Ｕ、２０Ｖ、２０Ｗとの間に直列に接続されてい
る。また、直列変圧器４０の二次巻線４０Ｕ’、４０
Ｖ’、４０Ｗ’と三相出力端子２０Ｕ、２０Ｖ、２０Ｗ
との間には電流検出器６０と電圧検出器７０とが接続さ
れており、これらの各検出器６０、７０の出力は電圧調
整回路５０に入力されるように接続されている。

【００２１】図３は、図１の三相回路図の単相のみを示
すブロック回路図であり、図１の電圧調整回路５０は図
３の一点鎖線で囲まれた部分に示されている。図３にお
いて、電圧調整回路５０は、主回路部５２と、電流検出
器６０よりの出力電流を検出する電流検出回路５６と、
電圧検出器７０の出力電圧を検出する電圧検出回路５８
と、これらの電流検出回路５６および電圧検出回路５８
の出力に基づいて主回路部５２に動作指令を与える動作
制御回路５４とから構成されている。この電圧調整回路
５０の主回路部５２の出力は直列変圧器４０の一次巻線
に入力されるように接続されている。ここで、主回路部
５２は、線路の負荷側の出力電圧Ｖ₂が低下したときは
出力電圧Ｖ₂を上げるように直列変圧器４０に作用さ
せ、線路の負荷側の出力電圧Ｖ₂が上昇したときは出力
電圧Ｖ₂を下げるように直列変圧器４０に作用させるも
のであり、例えば、コンバータ５２ａとインバータ５２
ｂとコンデンサ５２ｃ等により構成されている。

【００２２】ついで、本第１実施例の電圧安定装置の動
作を図１および図３に基づいて説明する。この電圧安定
装置の調整用変圧器３０の単巻変圧器３１は、この種電
圧安定装置を取り付ける場所の負荷に応じて、電源電圧
をどの程度昇圧させるかは予め設定されており、通常の
負荷状態においては、電圧検出器７０および電圧調整回
路５０の電圧検出回路５８は電圧変化を検出しないの
で、電圧調整回路５０の動作制御回路５４は主回路部５
２のコンバータ５２ａおよびインバータ５２ｂの各サイ
リスタに点弧信号を送出しなく、主回路部５２のコンバ
ータ５２ａおよびインバータ５２ｂは動作しない。

【００２３】この状態において、突然負荷が急激に上昇
して、急激に電圧低下すると、電圧調整回路５０の電圧
検出回路５８と電流検出回路５６が、それぞれ電圧検出
器６０および電圧検出器７０の信号を受け、電圧調整回
路５０の動作制御回路５４にこの電圧、電流の検出信号
を送出する。動作制御回路５４は、この検出信号を受
け、ある目標の電圧低下分を考慮して、主回路部５２の
コンバータ５２ａおよびインバータ５２ｂの各サイリス
タに点弧信号を送出し、主回路部５２のコンバータ５２
ａおよびインバータ５２ｂは作動状態となり、主回路部
５２の出力が直列変圧器４０の各一次巻線４０Ｕ、４０
Ｖおよび４０Ｗに印加されることとなる。

【００２４】このようにして、この主回路部５２のコン
バータ５２ａおよびインバータ５２ｂの動作により、主
回路部５２の出力が直列変圧器４０の各一次巻線４０
Ｕ、４０Ｖおよび４０Ｗに上昇した電圧が印加され、直
列変圧器４０の各二次巻線４０Ｕ’、４０Ｖ’および４
０Ｗ’は上昇した電圧が誘起され、線路の負荷側の出力
電圧Ｖ₂を上げるように作用するので、線路の負荷側の
出力電圧Ｖ₂の変動を瞬時に適正な値に制御することが
できる。

【００２５】以上に説明したように、本第１実施例にお
いては、負荷電流による電圧降下分を予め見越して調整
用変圧器３０の単巻変圧器３１により昇圧させ、電圧調
整回路５０は、電圧調整回路５０の電圧検出回路５８お
よび電流検出回路５６の信号に応じて直列変圧器４０に
作用させる。この調整用変圧器３０の単巻変圧器３１の
昇圧作用により、電圧調整回路５０の容量を小さくする
ことが可能となる。また、電圧調整回路５０の容量を小
さくすることにより、電圧調整回路５０の主回路部を構
成するコンバータ５２ａおよびインバータ５２ｂの各サ
イリスタの発熱による熱損失が軽減でき、電力損失を軽
減できるという格別の効果を生じる。また、電圧調整回
路５０の作用により、線路の負荷側に急速な電圧変動を
生じても、直列変圧器は線路の負荷側の電圧を瞬時に、
連続的に持ち上げたり、下げたりすることが可能とな
り、系統の信頼性が格段に向上するという格別の効果を
生じる。

【００２６】実施例２ 以下、本発明の第２実施例を図面に基づいて説明する。
本第２実施例において、上述の第１実施例と相違する点
は、電圧調整回路５０の電圧検出部５８を線路の各相毎
に検出できるようにした点と、主回路部５２のインバー
タ５２ｂを３個設けて、線路の各相毎の検出電圧に基づ
いて３個のインバータをそれぞれ独立に制御して、この
３個のインバータ出力を直列変圧器の各相毎に印加する
点で相違するのみ、その他の点においては上述の第１実
施例と同様である。

【００２７】図４に本第２実施例の三相回路図を示す。
図４において、三相電力は三相入力端子１０Ｕ、１０
Ｖ、１０Ｗより供給されている。この三相入力端子１０
Ｕ、１０Ｖ、１０Ｗには調整用変圧器３０の昇圧部とな
る単巻変圧器３１の低圧側巻線３１が接続されており、
この単巻変圧器３１の二次側には単巻変圧器３１から誘
起される電圧を取り出して後述する直列変圧器４０の一
次巻線に補償電圧として加える電圧供給部となる巻線３
２が配置されている。この調整用変圧器３０の単巻変圧
器３１の低圧側巻線および高圧側巻線はＹ形に接続され
ている。また、この調整用変圧器３０の単巻変圧器３１
の二次側に配置された巻線３２の出力は、後述する電圧
調整回路５０に接続されている。

【００２８】なお、本第２実施例においては、上述の第
１実施例と同様に、単巻変圧器３１の二次側には単巻変
圧器３１から誘起される電圧を取り出して直列変圧器４
０の一次巻線に補償電圧として加える電圧供給部となる
巻線３２を配置する構成としたが、単巻変圧器３１とは
別に図２に示されるように、三相入力端子１０Ｕ、１０
Ｖ、１０Ｗの各相間に介挿した一次巻線３３Ｕ、３３
Ｖ、３３Ｗと、この一次巻線３３Ｕ、３３Ｖ、３３Ｗよ
り電圧が誘起される二次巻線３３Ｕ’、３３Ｖ’、３３
Ｗ’とを有する供給用変圧器３３を配置してもよい。

【００２９】電圧調整回路５０の出力は直列変圧器４０
の一次巻線４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗのそれぞれに各相毎
に接続されている。直列変圧器４０の二次巻線４０
Ｕ’、４０Ｖ’、４０Ｗ’は、三相入力端子１０Ｕ、１
０Ｖ、１０Ｗと三相出力端子２０Ｕ、２０Ｖ、２０Ｗと
の間に直列に接続されている。また、直列変圧器４０の
二次巻線４０Ｕ’、４０Ｖ’、４０Ｗ’と三相出力端子
２０Ｕ、２０Ｖ、２０Ｗとの間には電流検出器６０と電
圧検出器７０とが接続されており、これらの各検出器６
０、７０の出力は電圧調整回路５０に入力されるように
接続されている。

【００３０】図５は本発明の第２実施例に係る電圧安定
装置の単相のみを示すブロック回路図である。図５にお
いて、電圧調整回路５０は、主回路部５２と、電流検出
器６０よりの出力電流を検出する電流検出回路５６と、
電圧検出器７０の出力電圧を検出する電圧検出回路５８
と、これらの電流検出回路５６および電圧検出回路５８
の出力に基づいて主回路部５２に動作指令を与える動作
制御回路５４とから構成されている。この電圧調整回路
５０の主回路部５２の出力は直列変圧器４０の一次巻線
４０Ｕ、４０Ｖおよび４０Ｗのそれぞれに各相毎に入力
されるように接続されている。

【００３１】ここで、主回路部５２は、線路の負荷側の
出力電圧Ｖ₂が低下したときは線路の負荷側の出力電圧
Ｖ₂を上げるように直列変圧器４０に作用させ、線路の
負荷側の出力電圧Ｖ₂が上昇したときは線路の負荷側の
出力電圧Ｖ₂を下げるように直列変圧器４０に作用させ
るものであり、コンバータ５２ａと３個のインバータ５
２ｂＵ、５２ｂＶおよび５２ｂＷとコンデンサ５２ｃ等
により構成されている。ついで、本第２実施例の電圧安
定装置の動作を図４および図５に基づいて説明する。

【００３２】この電圧安定装置の調整用変圧器３０の単
巻変圧器３１は、この種電圧安定装置を取り付ける場所
の負荷に応じて、電源電圧をどの程度昇圧するかは予め
設定されており、通常の負荷状態においては、電圧検出
器７０および電圧調整回路５０の電圧検出回路５８は電
圧変化を検出しないので、電圧調整回路５０の動作制御
回路５４は主回路部５２のコンバータ５２ａおよびイン
バータ５２ｂＵ、５２ｂＶ、５２ｂＷの各サイリスタに
点弧信号を送出しなく、主回路部５２のコンバータ５２
ａおよびインバータ５２ｂＵ、５２ｂＶ、５２ｂＷは動
作しない。

【００３３】この状態において、突然負荷が急激に上昇
して、急激に電圧低下すると、電圧調整回路５０の電圧
検出回路５８と電流検出回路５６が、それぞれ電圧検出
器７０および電流検出器６０の信号を受け、電圧調整回
路５０の動作制御回路５４にこの各相毎の電圧低下の検
出信号を送出する。動作制御回路５４は主回路部５２の
コンバータ５２ａの各サイリスタに点弧信号を送出する
とともに、インバータ５２ｂＵ、５２ｂＶ、５２ｂＷの
各サイリスタに独立に点弧信号を送出し、主回路部５２
のコンバータ５２ａは作動状態となり、かつ、各インバ
ータ５２ｂＵ、５２ｂＶ、５２ｂＷはそれぞれ独立に作
動状態となって、主回路部５２の出力が直列変圧器４０
の各一次巻線４０Ｕ、４０Ｖおよび４０Ｗ毎にそれぞれ
独立した電圧が印加されることとなる。

【００３４】このようにして、この主回路部５２のコン
バータ５２ａの作動および各インバータ５２ｂＵ、５２
ｂＶ、５２ｂＷの独立した作動により、主回路部５２の
出力が直列変圧器４０の各一次巻線４０Ｕ、４０Ｖおよ
び４０Ｗにそれぞれ独立して上昇した電圧が印加され、
直列変圧器４０の各二次巻線４０Ｕ’、４０Ｖ’および
４０Ｗ’はそれぞれ独立して上昇した電圧が誘起され、
線路の負荷側の出力電圧Ｖ₂を上げるように作用するの
で、線路の負荷側の出力電圧Ｖ₂の変動に対応して瞬時
に適正な値に制御することができる。

【００３５】ここで、例えば負荷側の各相電圧が図６
（ａ）に示されるように、Ｅａ、Ｅｂ、Ｅｃと不平衡電
圧となった場合、動作制御回路５４は、検出した各相の
不平衡電圧Ｅａ、Ｅｂ、Ｅｃに基づいて、主回路部５２
の各インバータ５２ｂＵ、５２ｂＶ、５２ｂＷの各点弧
角を独立に制御して、直列変圧器４０の各二次巻線４０
Ｕ’、４０Ｖ’および４０Ｗ’に図６（ｂ）に示される
ような電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃが印加されるような電圧を
主回路部５２から出力させる。このようにして、負荷側
の各相電圧は図６（ｃ）に示されるように、平衡な相電
圧Ｅａ’、Ｅｂ’、Ｅｃ’となる。この場合、図６
（ｂ）に示すように、電圧が一番小さな相電圧Ｅａを基
準にして不平衡電圧を昇圧すると最も効率よく平衡な相
電圧にすることができる。

【００３６】以上に説明したように、本第２実施例にお
いては、前述の第１実施例と同様に、負荷電流による電
圧降下分を予め見越して調整用変圧器３０の単巻変圧器
３１により昇圧させ、電圧調整回路５０は、電圧検出器
７０および電圧調整回路５０の電圧検出回路５８および
電流検出回路５６の検出信号に応じて直列変圧器４０に
作用させるので、この調整用変圧器３０の単巻変圧器３
１の昇圧作用により、電圧調整回路５０の容量を小さく
することが可能となる。また、電圧調整回路５０の容量
を小さくすることにより、電圧調整回路５０の主回路部
を構成するコンバータ５２ａおよびインバータ５２ｂの
各サイリスタの発熱による熱損失が軽減でき、電力損失
を軽減できるという格別の効果を生じる。さらに、電圧
調整回路５０の作用により、線路に急速な電圧変動を生
じても、直列変圧器は線路の負荷側の電圧を瞬時に、連
続的に持ち上げたり、下げたりすることが可能となり、
系統の信頼性が格段に向上するという格別の効果を生じ
る。

【００３７】また、負荷側に不平衡な相電圧を生じて
も、電圧検出器７０が図６（ａ）に示されるな不平衡な
相電圧Ｅａ、Ｅｂ、Ｅｃを検出すると、動作制御回路５
４は、主回路部５２の各インバータ５２ｂＵ、５２ｂ
Ｖ、５２ｂＷの各点弧角を独立に制御して、直列変圧器
４０の各二次巻線４０Ｕ’、４０Ｖ’および４０Ｗ’に
図６（ｂ）に示されるような電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃが印
加されるような電圧を主回路部５２から出力させるの
で、負荷側に平衡な相電圧を生じさせることが可能とな
り、常に平衡で安定した相電圧得ることができるという
格別の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電圧安定装置の第１実施例の三相回路
の全体構成を示す図である。

【図２】図１と同様な本発明の電圧安定装置の三相回路
の全体構成の他の例を示す図である。

【図３】図１の電圧調整回路を示す第１実施例のブロッ
ク回路図である。

【図４】本発明の電圧安定装置の第２実施例の三相回路
の全体構成を示す図である。

【図５】図４の電圧調整回路を示す第２実施例のブロッ
ク回路図である。

【図６】図５のブロック回路図における検出相電圧のベ
クトル合成を示す図であり、（ａ）は検出相電圧のベク
トル図であり、（ｂ）は電圧調整してベクトル合成する
図であり、（ｃ）はベクトル合成した後の負荷側電圧の
ベクトル図である。

【図７】電圧調整装置の従来例を示す図である。

【図８】電圧調整装置の従来例の他の例を示す図であ
る。

【図９】図８の静止型電圧調整装置のＵ相のみを示す回
路図である。

【符号の説明】

１０…入力端子（電源側）、２０…出力端子（負荷
側）、３０…調整用変圧器、４０…直列変圧器、５０…
電圧調整回路、６０…電流検出器、７０…電圧検出器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫻井 隆行 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電源と負荷との間に二次巻線を直列介挿し
   た直列変圧器と、 前記直列変圧器の電源側に配置した調整用変圧器と、 前記調整用変圧器の出力を前記直列変圧器の一次巻線に
   補償電圧として加える電圧調整回路と、を有し、 前記調整用変圧器は、 前記電源側の電圧を昇圧する昇圧部と、 前記直列変圧器の一次巻線に補償電圧として加える電圧
   供給部とからなり、 線路の負荷側の電圧を検出する電圧検出器を配置し、 前記電圧検出器と前記電圧調整回路とを接続して前記電
   圧検出器からの検出電圧に基づいて前記線路の負荷側の
   電圧を安定させることを特徴とする電圧安定装置。
2. 【請求項２】電源と負荷との間に二次巻線を直列介挿し
   た直列変圧器と、 前記直列変圧器の電源側に配置した調整用変圧器と、 前記調整用変圧器の出力を前記直列変圧器の一次巻線に
   補償電圧として加える電圧調整回路と、を有し、 前記調整用変圧器は、 前記調整用変圧器の入力側に接続された低圧巻線と前記
   調整用変圧器の出力側に接続された高圧巻線とを有する
   単巻変圧器と、 前記単巻変圧器の二次側に配置されて、当該単巻変圧器
   の電圧が誘起される巻線とからなり、 線路の負荷側の電圧を検出する電圧検出器を配置し、 前記電圧検出器と前記電圧調整回路とを接続して前記電
   圧検出器からの検出電圧に基づいて前記線路の負荷側の
   電圧を安定させることを特徴とする電圧安定装置。
3. 【請求項３】電源と負荷との間に二次巻線を直列介挿し
   た直列変圧器と、 前記直列変圧器の電源側に配置した調整用変圧器と、 前記調整用変圧器の出力を前記直列変圧器の一次巻線に
   補償電圧として加える電圧調整回路と、を有し、 前記調整用変圧器は、 前記調整用変圧器の入力側に接続された低圧巻線と、前
   記調整用変圧器の出力側に接続された高圧巻線とを有す
   る単巻変圧器と、 線路の各相間に介挿した一次巻線と、当該一次巻線より
   電圧が誘起される二次巻線とを有する供給用変圧器とか
   らなり、 前記線路の負荷側の電圧を検出する電圧検出器を配置
   し、 前記電圧検出器と前記電圧調整回路とを接続して前記電
   圧検出器からの検出電圧に基づいて前記線路の負荷側の
   電圧を安定させることを特徴とする電圧安定装置。
4. 【請求項４】電源と負荷との間に二次巻線を直列介挿し
   た直列変圧器と、 前記直列変圧器の電源側に配置した調整用変圧器と、 前記調整用変圧器の出力を前記直列変圧器の一次巻線に
   補償電圧として加える電圧調整回路と、を有し、 前記調整用変圧器は、 前記電源側の電圧を昇圧する昇圧部と、 前記直列変圧器の一次巻線に補償電圧として加える電圧
   供給部とからなり、 前記電圧調整回路は、 前記調整用変圧器の出力を直流に変換するコンバータ
   と、 前記コンバータにより直流に変換された電圧を交流に変
   換して前記直列変圧器に供給するインバータとを有し、 線路の負荷側の電圧を検出する電圧検出器を配置し、 前記電圧検出器と前記電圧調整回路とを接続し、 前記電圧検出器からの検出電圧に基づき前記電圧調整回
   路のインバータの点弧角を制御する制御手段を設けたこ
   とを特徴とする電圧安定装置。
5. 【請求項５】電源と負荷との間に二次巻線を直列介挿し
   た直列変圧器と、 前記直列変圧器の電源側に配置した調整用変圧器と、 前記調整用変圧器の出力を前記直列変圧器の一次巻線に
   補償電圧として加える電圧調整回路と、を有し、 前記調整用変圧器は、 前記電源側の電圧を昇圧する昇圧部と、 前記直列変圧器の一次巻線に補償電圧として加える電圧
   供給部とからなり、 前記電圧調整回路は、 前記調整用変圧器の出力を直流に変換するコンバータ
   と、 前記コンバータにより直流に変換された電圧を交流に変
   換して前記直列変圧器の各相毎に供給する複数のインバ
   ータとを有し、 線路の負荷側の各相毎の電圧を検出する電圧検出器を配
   置し、 前記電圧検出器と前記電圧調整回路とを接続し、 前記電圧検出器からの各相毎の検出電圧に基づき、前記
   電圧調整回路の複数のインバータ毎にその点弧角を制御
   する制御手段を設けたことを特徴とする電圧安定装置。
6. 【請求項６】電源と負荷との間に二次巻線を直列介挿し
   た直列変圧器と、 前記直列変圧器の電源側に配置した調整用変圧器と、 前記調整用変圧器の出力を前記直列変圧器の一次巻線に
   補償電圧として加える電圧調整回路と、を有し、 前記調整用変圧器は、 前記調整用変圧器の入力側に接続された低圧巻線と前記
   調整用変圧器の出力側に接続された高圧巻線とを有する
   単巻変圧器と、 前記単巻変圧器の二次側に配置されて、当該単巻変圧器
   の電圧が誘起される巻線とからなり、 前記電圧調整回路は、 前記調整用変圧器の出力を直流に変換するコンバータ
   と、 前記コンバータにより直流に変換された電圧を交流に変
   換して前記直列変圧器に供給するインバータとを有し、 線路の負荷側の電圧を検出する電圧検出器を配置し、 前記電圧検出器と前記電圧調整回路とを接続し、 前記電圧検出器からの検出電圧に基づき前記電圧調整回
   路のインバータの点弧角を制御する制御手段を設けたこ
   とを特徴とする電圧安定装置。
7. 【請求項７】電源と負荷との間に二次巻線を直列介挿し
   た直列変圧器と、 前記直列変圧器の電源側に配置した調整用変圧器と、 前記調整用変圧器の出力を前記直列変圧器の一次巻線に
   補償電圧として加える電圧調整回路と、を有し、 前記調整用変圧器は、 前記調整用変圧器の入力側に接続された低圧巻線と、前
   記調整用変圧器の出力側に接続された高圧巻線とを有す
   る単巻変圧器と、 線路の各相間に介挿した一次巻線と、当該一次巻線より
   電圧が誘起される二次巻線とを有する供給用変圧器とか
   らなり、 前記電圧調整回路は、 前記調整用変圧器の出力を直流に変換するコンバータ
   と、 前記コンバータにより直流に変換された電圧を交流に変
   換して前記直列変圧器に供給するインバータとを有し、 前記線路の負荷側の電圧を検出する電圧検出器を配置
   し、 前記電圧検出器と前記電圧調整回路とを接続し、 前記電圧検出器からの検出電圧に基づき前記電圧調整回
   路のインバータの点弧角を制御する制御手段を設けたこ
   とを特徴とする電圧安定装置。
8. 【請求項８】電源と負荷との間に二次巻線を直列介挿し
   た直列変圧器と、 前記直列変圧器の電源側に配置した調整用変圧器と、 前記調整用変圧器の出力を前記直列変圧器の一次巻線に
   補償電圧として加える電圧調整回路と、を有し、 前記調整用変圧器は、 前記調整用変圧器の入力側に接続された低圧巻線と前記
   調整用変圧器の出力側に接続された高圧巻線とを有する
   単巻変圧器と、 前記単巻変圧器の二次側に配置されて、当該単巻変圧器
   の電圧が誘起される巻線とからなり、 前記電圧調整回路は、 前記調整用変圧器の出力を直流に変換するコンバータ
   と、 前記コンバータにより直流に変換された電圧を交流に変
   換して前記直列変圧器の各相毎に供給する複数のインバ
   ータとを有し、 線路の負荷側の各相毎に電圧を検出する電圧検出器を配
   置し、 前記電圧検出器と前記電圧調整回路とを接続し、 前記電圧検出器からの各相毎の検出電圧に基づき、前記
   電圧調整回路の複数のインバータ毎にその点弧角を制御
   する制御手段を設けたことを特徴とする電圧安定装置。
9. 【請求項９】電源と負荷との間に二次巻線を直列介挿し
   た直列変圧器と、 前記直列変圧器の電源側に配置した調整用変圧器と、 前記調整用変圧器の出力を前記直列変圧器の一次巻線に
   補償電圧として加える電圧調整回路と、を有し、 前記調整用変圧器は、 前記調整用変圧器の入力側に接続された低圧巻線と、前
   記調整用変圧器の出力側に接続された高圧巻線とを有す
   る単巻変圧器と、 線路の各相間に介挿した一次巻線と、当該一次巻線より
   電圧が誘起される二次巻線とを有する供給用変圧器とか
   らなり、 前記電圧調整回路は、 前記調整用変圧器の出力を直流に変換するコンバータ
   と、 前記コンバータにより直流に変換された電圧を交流に変
   換して前記直列変圧器の各相毎に供給する複数のインバ
   ータとを有し、 前記線路の負荷側の各相毎に電圧を検出する電圧検出器
   を配置し、 前記電圧検出器と前記電圧調整回路とを接続し、 前記電圧検出器からの各相毎の検出電圧に基づき、前記
   電圧調整回路の複数のインバータ毎にその点弧角を制御
   する制御手段を設けたことを特徴とする電圧安定装置。