JPH11289666A - 電圧調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】比較的遅い電圧変動と比較的速い電圧変動との
双方に対応することができる電圧調整装置を提供する。 【解決手段】タップ付きの調整変圧器１３とそのタップ
切換を制御するタップ制御部１５とを備えたタップ切換
式電圧調整器１１と静止形電圧調整器１２とを設ける。
静止形電圧調整器１２は、配電線路側から得た電圧を調
整電圧に変換する電力変換器１８と、調整電圧を変成し
て電圧調整器１１の出力電圧に重畳する直列変圧器１６
と、系統電圧を目標値に近付けるために必要な調整電圧
を得るように電力変換器１８を制御する電力変換器制御
部１９とを設ける。タップ制御部１５は電力変換器１８
の出力電圧の時間積分値が判定レベルを超えたときにタ
ップ切換指令を発生するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配電線路の電圧を
調整する電圧調整装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】配電系統の電圧は、需要家の負荷率の日
間変化に伴って比較的緩やかに変化する。また配電系統
に接続されているモータ、アーク炉、圧延装置などの大
容量負荷の起動時及び停止時には系統電圧が瞬時的に低
下したり上昇したりする。

【０００３】一般に、配電系統の電圧を調整する装置と
しては、線路の電圧を入力として該電圧を変成するタッ
プ付きの調整変圧器と、タップ切換指令に応じて調整変
圧器のタップを切り換えるタップ切換器と、タップ切換
器にタップ切換指令を与えるタップ制御部とを少なくと
も備えて、負荷側の線路に印加するための電圧を出力す
るタップ切換式の電圧調整器（ＳＶＲ）が用いられてい
る。

【０００４】図１１は、従来のＳＶＲ（Step Voltage R
egulater）を備えた配電系統を示したもので、同図にお
いて１は電源側変電所につながる電源側の線路、２は負
荷につながる負荷側の線路，３はＳＶＲである。ＳＶＲ
３は、タップ４a1，４a2，…を有する一次巻線４ａと、
負荷側の線路２に接続された二次巻線４ｂとを備えた調
整変圧器４と、調整変圧器のタップを選択するタップ選
択器５ａと該タップ選択器を駆動する図示しない駆動機
構とを備えたタップ切換器５と、負荷側の線路を流れる
電流を検出する変流器６と、変流器６により検出された
線路電流と負荷側の線路２の電圧とを入力としてタップ
切換器５を制御するタップ制御部７とを備え、調整変圧
器４の一次巻線がタップ選択器５ａを通して電源側の線
路１に接続されている。

【０００５】タップ制御部７は、系統電圧が一次側に入
力される計器用変圧器と、該計器用変圧器の二次側に得
られる出力電圧を入力として、入力電圧が整定値よりも
高いとき及び低いときにそれぞれタップ下げ指令及びタ
ップ上げ指令を発生する自動電圧調整継電器（９０リレ
ー）と、配電線に負荷電流が流れたときに線路インピー
ダンスにより生じる電圧降下を補償するように自動電圧
調整継電器に入力される電圧を補正する線路電圧降下補
償器（ＬＤＣ）とを備えていて、系統電圧を目標値に近
付けるようにタップ切換器５を制御する。調整変圧器４
は、タップ選択器５ａにより選択されたタップに応じて
電源側の線路１の電圧を昇圧または降圧して負荷側の線
路２に印加し、負荷側の線路２の電圧を目標値に近付け
るように調整する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】タップ切換器は機械的
な構成部分を有するため、タップ切換えの頻度には機械
的寿命からくる制約があり、頻繁なタップ切換えを行わ
せることは困難である。そのため、図１１に示したＳＶ
Ｒでは、タップの切換えに数秒ないし数十秒の動作時限
をもたせている。

【０００７】従って、ＳＶＲを用いた従来の電圧調整装
置は、需要家の負荷率の日間変化に伴う比較的緩やかな
電圧変動には対応することができるが、大容量負荷の起
動・停止に伴う比較的速い電圧変動には対応することが
できないという問題があった。

【０００８】またＳＶＲを用いた電圧調整装置では、電
圧の調整幅は調整変圧器のタップ幅（例えば６．６［Ｋ
Ｖ］系の配電線の場合で１００［Ｖ］程度）で制限され
るため、きめの細かな電圧調整を行うことができないと
いう問題があった。

【０００９】本発明の目的は、負荷率の日間変化などに
起因する比較的遅い電圧変動に対応することができるの
はもちろん、大容量負荷の起動・停止に伴う比較的速い
配電線の電圧変化にも対応することができる電圧調整装
置を提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、調整変圧器のタップ
幅の制約を受けることなくきめの細かい電圧調整を行う
ことができる電圧調整装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる電圧調整
装置においては、配電線路の途中に設置されて設置点の
線路の電圧を入力として該電圧を変成するタップ付きの
調整変圧器と、タップ切換指令に応じて調整変圧器のタ
ップを切り換えるタップ切換器と、タップ切換器にタッ
プ切換指令を与えるタップ制御部とを少なくとも備え
て、設置点よりも負荷側の線路に印加するための電圧を
出力するタップ切換式電圧調整器と、二次巻線の誘起電
圧がタップ切換式電圧調整器の出力電圧に重畳されるよ
うにタップ切換式電圧調整器の出力側と設置点よりも負
荷側の線路との間に二次巻線が挿入された直列変圧器
と、配電線路側から得た電圧を入力として大きさ及び位
相が可変の調整電圧を発生して該調整電圧を直列変圧器
の一次巻線に与える電力変換器と、負荷側の線路の電圧
と目標電圧との差を無くすためにタップ切換式電圧調整
器の出力電圧に加えるべき電圧を直列変圧器の二次巻線
に誘起させるために必要な調整電圧を電力変換器から出
力させるように電力変換器を制御する電力変換器制御部
とを備えた静止形電圧調整器とを設ける。

【００１２】上記タップ制御部は、直列変圧器の二次巻
線の誘起電圧が時間平均的に調整変圧器の１タップ分の
電圧調整幅以上であると判定されたときに電力変換器が
出力する調整電圧の大きさを零に近付ける方向にタップ
切換を行わせるべくタップ切換器にタップ切換指令を与
えるように構成する。

【００１３】上記の電圧調整装置において、電力変換器
制御部は、負荷側の線路で電圧変動が生じたときに、時
限動作を伴わない静止形電圧調整器の電力変換器からほ
ぼ瞬時に調整電圧を発生させて該調整電圧を直列変圧器
を介して線路に与える。これにより、負荷側の線路の電
圧がほぼ瞬時に目標値に調整される。

【００１４】タップ制御部は、直列変圧器の二次巻線の
誘起電圧が時間平均的に調整変圧器の１タップ分の電圧
調整幅以上であると判定したときに、電力変換器が出力
する調整電圧を零に近付ける方向に調整変圧器のタップ
を切り換えるべく、タップ切換器にタップ切換指令を与
える。これにより調整変圧器のタップが昇圧側または降
圧側に切り換えられる。

【００１５】調整変圧器のタップが切り換えられると負
荷側の線路の電圧が変化させられるが、この時ただちに
電力変換器制御部が調整電圧を変化させて負荷側の線路
の電圧変動を補償するので実際には負荷側の線路の電圧
はほとんど変化することなく目標値に保たれる。

【００１６】調整変圧器のタップが切り換えられた後、
未だ電力変換器が調整電圧を出力していて、直列変圧器
の二次巻線の誘起電圧が時間平均的に調整変圧器の１タ
ップ分の電圧調整幅以上であると判定されたときには、
再びタップ制御部がタップ切換指令を発生して調整変圧
器のタップの切換を行わせる。静止形電圧調整器はこの
タップ切換による負荷側の線路の電圧の変化を補償する
べく調整電圧を変化させる。これらの動作の繰り返しに
より、負荷側の線路の電圧が目標値に保持される。

【００１７】電力変換器が出力する調整電圧の大きさ
は、最終的には、タップ切換式電圧調整器の出力電圧と
負荷側の線路の目標電圧との差を補償するために必要な
大きさに収束する。

【００１８】上記のように、本発明によれば、負荷側の
線路の電圧に変動が生じたときに直ちにそれを補償する
ことができるので、即応性が高い電圧調整を行うことが
でき、需要家の負荷率の日間変化に伴う比較的遅い電圧
変動を補償することができるのはもちろん、大容量負荷
の起動・停止に伴う比較的速い電圧変動をも適確に補償
することができるという利点が得られる。

【００１９】また電圧を段階的に調整するＳＶＲのみを
用いた従来の電圧調整装置では、負荷側の線路の電圧と
目標電圧との間に、最大で調整変圧器の１タップ分の電
圧調整幅に相当する偏差が生じるのを避けられなかった
が、本発明では、静止形電圧調整器によりこの偏差分を
補償するように制御するので、負荷側の線路の電圧と目
標電圧との間の偏差を零にすることができる。

【００２０】また本発明によれば、静止形電圧調整器が
負荷側の線路の電圧を連続的に調整するため、電圧調整
を段階的にしか行うことができなかった従来のＳＶＲに
比べて、きめの細かい電圧調整を行うことができる。

【００２１】更に本発明で用いるタップ切換式電圧調整
器は、電力変換器側から直列変圧器を通して線路に与え
られる電圧が時間平均的に調整変圧器の１タップ分の電
圧調整幅を超えているときにのみタップの切換を行うた
め、タップ切換の頻度を高くすることなくきめの細かい
電圧調整を行わせることができる。

【００２２】また本発明によれば、調整電圧の大きさを
零に近付ける方向にタップを切り換えることにより、す
なわち電力変換器側から直列変圧器を通して線路に与え
られる電圧が時間平均的に調整変圧器の１タップ分の電
圧調整幅よりも小さくなるまでタップを切り換えること
により、タップが切り換わる毎に静止形電圧調整器から
出力される電圧が小さくなり、これに伴って静止形電圧
調整器の熱的負担が小さくなり、さらに定常状態では、
電力変換器側から直列変圧器を通して線路に与えられる
電圧が時間平均的に調整変圧器の１タップ分の電圧調整
幅よりも小さくなっているため、静止形電圧調整器の熱
的負担がさらに小さくなり、この機器の放熱器を小さ
く、しかも容量を小さくすることができる。

【００２３】本発明で用いるタップ切換式電圧調整器の
基本構成（タップ制御部以外の構成）は従来から用いら
れているＳＶＲ（Step Voltage Regulater）のそれと同
様でよい。ＳＶＲの基本構成としては、調整変圧器の出
力電圧を直接負荷側の線路に印加する直接式のものと、
調整変圧器の出力電圧を直列変圧器を通して負荷側の線
路に加える間接式のものと、電源側の線路から直列変圧
器を通して取り出した電圧をタップ付きの調整変圧器に
より変成して、該調整変圧器の出力電圧を負荷側の線路
に加える間接式のものとが知られているが、本発明で用
いるタップ切換式電圧調整器の基本構成としては、これ
らいずれの形式のＳＶＲの基本構成を採用してもよい。

【００２４】直接式のＳＶＲは、配電線路の途中に設置
されて設置点よりも電源側の線路の電圧を入力として該
設置点よりも負荷側の線路に印加するための電圧を出力
するタップ付きの調整変圧器と、タップ切換指令に応じ
て調整変圧器のタップを切り換えるタップ切換器と、タ
ップ切換器にタップ切換指令を与えるタップ制御部とを
備えたものである。

【００２５】本発明において、タップ切換式電圧調整器
の構成として上記直接式のＳＶＲの構成を採用する場
合、静止形電圧調整器は、二次巻線の誘起電圧が調整変
圧器の出力電圧に重畳されるように調整変圧器の出力側
と設置点よりも負荷側の線路との間に二次巻線が挿入さ
れた直列変圧器と、配電線路側から得た電圧を入力とし
て大きさ及び位相が可変の調整電圧を発生して該調整電
圧を直列変圧器の一次巻線に与える電力変換器と、負荷
側の線路の電圧と目標電圧との差を無くすために調整変
圧器の出力電圧に加える電圧を直列変圧器の二次巻線に
誘起させるために必要な調整電圧を電力変換器から出力
させるように電力変換器を制御する電力変換器制御部と
を備えることにより構成される。

【００２６】この場合もタップ制御部は、直列変圧器の
二次巻線の誘起電圧が時間平均的に調整変圧器の１タッ
プ分の電圧調整幅以上であると判定されたときに調整電
圧の大きさを零に近付ける方向にタップ切換を行わせる
べくタップ切換器にタップ切換指令を与えるように構成
される。

【００２７】また間接式のＳＶＲは、配電線路の途中に
設置されて設置点よりも電源側の線路の電圧を変成する
タップ付きの調整変圧器と、該調整変圧器の出力が一次
巻線に入力され二次巻線が電源側の線路に直列に接続さ
れた第１の直列変圧器と、タップ切換指令に応じて調整
変圧器のタップを切り換えるタップ切換器と、タップ切
換器にタップ切換指令を与えるタップ制御部とを備える
ことにより構成される。

【００２８】本発明において、タップ切換式電圧調整器
の基本構成として間接式ＳＶＲの基本構成を採用する場
合、静止形電圧調整器は、配電線路側から得た電圧を入
力として大きさ及び位相が可変の調整電圧を発生する電
力変換器と、電力変換器から得られる調整電圧が一次巻
線に印加され、二次電圧が第１の直列変圧器の二次電圧
に重畳されて設置点よりも負荷側の線路に印加されるよ
うに第１の直列変圧器の二次巻線と負荷側の線路とに二
次巻線が直列に接続された第２の直列変圧器と、負荷側
の線路の電圧と目標電圧との差を無くすために第１の直
列変圧器の誘起電圧に加えるべき電圧を第２の直列変圧
器の二次巻線に誘起させるために必要な調整電圧を電力
変換器から出力させるように電力変換器を制御する電力
変換器制御部とを備えた構成とすることができる。この
場合のタップ制御部の構成は、タップ切換式電圧調整器
の基本構成として、直接式のＳＶＲの基本構成を採用す
る場合と同様である。

【００２９】また本発明において、間接式のＳＶＲの基
本構成を備えたタップ切換式電圧調整器を用いる場合、
即ち、配電線路の途中に設置されて設置点よりも電源側
の線路の電圧を一次巻線への入力とし、設置点より負荷
側の線路に印加するための電圧を二次巻線から出力する
タップ付きの調整変圧器と、該調整変圧器の出力が一次
巻線に入力され、二次巻線が電源側の線路と負荷側の線
路とに直列に接続された直列変圧器と、タップ切換指令
に応じて調整変圧器のタップを切り換えるタップ切換器
と、該タップ切換器にタップ切換指令を与えるタップ制
御部とを備えたタップ切換式電圧調整器を用いる場合に
は、配電線路側から得た電圧を入力として大きさ及び位
相が可変の調整電圧を発生して該調整電圧を調整変圧器
の出力電圧に重畳して直列変圧器の一次巻線に与える電
力変換器と、負荷側の線路の電圧と目標電圧との差を無
くすために電源側の線路に加えるべき電圧を上記直列変
圧器の二次巻線に誘起させるために必要な調整電圧を電
力変換器から出力させるように電力変換器を制御する電
力変換器制御部とにより静止形電圧調整器を構成するこ
ともできる。

【００３０】この場合、タップ制御部は、調整電圧が時
間平均的に調整変圧器の１タップの電圧幅以上であると
判定されたときに調整電圧の大きさを零に近付ける方向
にタップ切換を行わせるべくタップ切換器にタップ切換
指令を与えるように構成される。

【００３１】このように構成すると、直列変圧器をタッ
プ切換式電圧調整器と静止形電圧調整器とで共用するこ
とができるため、装置の構成を簡単にすることができ
る。

【００３２】上記電力変換器は、入力電圧を一定の直流
電圧に変換するコンバータと、該コンバータの出力電圧
を交流電圧に変換して調整電圧を出力するインバータ
と、コンバータから出力される直流電圧を一定とするよ
うに該コンバータを構成する半導体スイッチ素子をオン
オフ制御し、インバータから所定の大きさと位相とを有
する交流電圧を発生させるように外部から与えられるイ
ンバータ制御信号に応じて該インバータを構成する半導
体スイッチ素子をオンオフ制御する半導体スイッチ制御
部とにより構成することができる。

【００３３】この場合、電力変換器制御部は、タップ切
換式電圧調整器の出力電圧を検出する検出回路と、負荷
側の線路の目標電圧を設定する目標電圧設定部と、該目
標電圧設定部により設定された負荷側の線路の目標電圧
と検出回路の出力とから直列変圧器に与える調整電圧の
目標値を演算する調整電圧演算部と、電力変換器の実際
の出力電圧と演算された調整電圧の目標値との差を零に
するように電力変換器の半導体スイッチ制御部にインバ
ータ制御信号を与えるインバータ制御信号発生部とによ
り構成することができる。

【００３４】またタップ制御部は、電力変換器の出力か
ら配電線の電圧と同位相の成分を抽出する系統電圧同相
分抽出部と、該系統電圧同相分抽出部により抽出された
成分を一定時間積分する積分器と、該積分器の出力のレ
ベルを設定された判別レベルと比較して積分器の出力レ
ベルが判別レベル以上になったときにレベル弁別信号を
出力するレベル判別器とを備えて、該レベル判別器がレ
ベル弁別信号を出力したとき、または該レベル弁別信号
が出力されてから所定の動作時限が経過したときにタッ
プ切換指令を発生するように構成することができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係わる電圧調整装
置の全体的な構成の一例を示したもので、同図において
１は電源側の線路、２は負荷側の線路、１０は本発明に
係わる電圧調整装置である。

【００３６】本発明に係わる電圧調整装置１０は、タッ
プ切換式電圧調整器１１と、静止形電圧調整器１２とに
より構成される。タップ切換式電圧調整器１１は、従来
のＳＶＲと同様の基本構成を有するもので、例えば、配
電線路の途中に設置されて設置点よりも電源側の線路１
の電圧Ｖｓを入力として該電圧を変成するタップ付きの
調整変圧器１３と、タップ切換指令に応じて調整変圧器
１３のタップを切り換えるタップ切換器１４と、タップ
切換器１４にタップ切換指令を与えるタップ制御部１５
とにより構成されている。

【００３７】静止形電圧調整器１２は、一次巻線１６ａ
と二次巻線１６ｂとを有して二次巻線１６ｂがタップ切
換式電圧調整器１１の出力側と負荷側の線路２との間に
挿入された直列変圧器１６と、配電線路側から並列変圧
器１７を通して得た電圧を調整電圧ΔＶi に変換して該
調整電圧ΔＶi を直列変圧器１６の一次巻線１６ａに与
える電力変換器１８と、電力変換器１８を制御する電力
変換器制御部１９とを備えている。

【００３８】電力変換器１８は、並列変圧器１７から与
えられる電圧を一定の直流電圧に変換するコンバータと
該コンバータの出力を大きさ及び位相が可変の調整電圧
（交流電圧）に変換するインバータと、コンバータ及び
インバータを制御する制御部とからなっていて、配電線
路側から並列変圧器１７を通して得た電圧を大きさ及び
位相が可変の調整電圧ΔＶi に変換して該調整電圧を直
列変圧器１６の一次巻線１６ａに与える。

【００３９】電力変換器制御部１９は、負荷側の線路２
の電圧と目標電圧との差を無くすためにタップ切換式電
圧調整器１１の出力電圧Ｖr1に加えるべき電圧ΔＶo を
直列変圧器１６の二次巻線１６ｂに誘起させるために直
列変圧器１６の一次巻線１６ａに与える必要がある調整
電圧ΔＶi を電力変換器１８から出力させるように該電
力変換器１８を制御する。

【００４０】図示の例では、並列変圧器１７の一次側が
調整変圧器１１の出力側に接続されていて、調整変圧器
１１の出力電圧が並列変圧器１７により降圧されて電力
変換器１８に与えられている。

【００４１】図３を参照すると、直列変圧器１６、並列
変圧器１７及び電力変換器１８の構成が詳細に示されて
いる。なお図１においては、電圧調整装置の全体的な構
成を単線結線図で示しているため、３相の電圧や構成部
品を示す符号を区別していないが、図３においては、
Ｕ，Ｖ及びＷの３相を区別するために、Ｕ，Ｖ及びＷの
３相の電圧や３相の部品を示す符号にそれぞれｕ，ｖ及
びｗの添字が付されている。

【００４２】図３に示した例では、直列変圧器１６が、
スター結線された３相の一次巻線１６pu，１６pv及び１
６pwと、互いに独立な二次巻線１６su，１６sv及び１６
swとを有している。直列変圧器１６の３相の二次巻線１
６su，１６sv及び１６swはそれぞれ調整変圧器１３（図
３には図示せず。）の３相の出力端子１３ｕ，１３ｖ及
び１３ｗと負荷側の線路２ｕ，２ｖ及び２ｗとの間に接
続されて、調整変圧器１３及び負荷側の線路２ｕ，２ｖ
及び２ｗに対して直列に接続されている。

【００４３】並列変圧器１７は、デルタ結線された３相
の一次巻線１７pu，１７pv及び１７pwと、同じくデルタ
結線された二次巻線１７su，１７sv及び１７swとを有
し、該変圧器１７の３相の入力端子がそれぞれ調整変圧
器の３相の出力端子１３ｕ，１３ｖ及び１３ｗに接続さ
れている。

【００４４】電力変換器１８は、並列変圧器１７の出力
電圧を直流電圧に変換するコンバータ１８Ａと、該コン
バータ１８Ａにより変換された直流電圧を蓄積する電源
コンデンサ１８Ｂと、電源コンデンサ１８Ｂの両端に得
られる直流電圧を配電線路の電圧と周波数が等しい３相
交流電圧に変換して調整電圧ΔＶiu，ΔＶiv及びΔＶiw
として出力するインバータ１８Ｃと、コンバータ１８Ａ
及びインバータ１８Ｃを構成する半導体スイッチを制御
する半導体スイッチ制御部１８Ｄとからなっており、電
力変換器１８から出力される調整電圧ΔＶiu〜ΔＶiwの
大きさ及び位相は、インバータ１８Ｃを構成する半導体
スイッチ素子をオンオフ制御することにより、適宜に調
整することができるようになっている。

【００４５】図示のコンバータ１８Ａは、ダイオードＤ
u 〜Ｄw 及びＤx 〜Ｄz を３相全波ブリッジ接続すると
ともに、ダイオードＤu ，Ｄv ，Ｄw 及びＤx ，Ｄy ，
Ｄzのそれぞれの両端にＩＧＢＴ（絶縁ゲート形トラン
ジスタ）等の半導体スイッチ素子Ｓu ，Ｓv ，Ｓw 及び
Ｓx ，Ｓy ，Ｓz を逆並列に接続した回路からなってい
て、このコンバータの３相の交流入力端子に並列変圧器
１７の３相の出力端子が接続されている。

【００４６】またインバータ１８Ｃは、ＩＧＢＴ等の半
導体スイッチ素子Ｓu ´〜Ｓw ´及びＳx ´〜Ｓz ´を
３相ブリッジ接続するとともに、スイッチ素子Ｓu ´〜
Ｓw´及びＳx ´〜Ｓz ´のそれぞれの両端に帰還用ダ
イオードＤu ´〜Ｄw ´及びＤx ´〜Ｄz ´を逆並列接
続した回路からなっていて、このインバータ回路の直流
入力端子はコンデンサ１８Ｂの両端に接続され、交流出
力端子は直列変圧器１６の３相の入力端子に接続されて
いる。

【００４７】コンバータ１８Ａを構成する半導体スイッ
チ素子Ｓu 〜Ｓw 及びＳx 〜Ｓz と、インバータ１８Ｃ
を構成する半導体スイッチ素子Ｓu ´〜Ｓw ´及びＳx
´〜Ｓz ´とを制御するために半導体スイッチ制御部１
８Ｄが設けられている。

【００４８】半導体スイッチ制御部１８Ｄは例えばＣＰ
Ｕを備えていて、該ＣＰＵに所定のプログラムを実行さ
せることにより、コンデンサ１８Ｂの両端の電圧を一定
に保つようにコンバータ１８Ａを制御するコンバータ制
御手段と、電力変換器制御部１９から与えられるインバ
ータ制御信号に応じてインバータ１８Ｃを制御するイン
バータ制御手段とを実現する。

【００４９】半導体スイッチ制御部１８Ｄは、図示しな
い検出回路から与えられるコンデンサ１８Ｂの両端の電
圧の検出値をフィードバックすることにより、コンデン
サ１８Ｂの両端の電圧を設定値に保ち、該コンデンサ１
８Ｂの両端に一定の直流電圧を発生させる。この直流電
圧は、インバータ１８Ｃに電源電圧として与えられる。

【００５０】半導体スイッチ制御部１８Ｄはまた、電力
変換器制御部１９から与えられるインバータ制御信号に
応じてインバータ１８Ｃの上辺のスイッチ素子Ｓu ´〜
Ｓw´及び下辺のスイッチ素子Ｓx ´〜Ｓz ´をそれぞ
れ所定の順序でオンオフ制御することにより、負荷側の
線路２ｕ〜２ｗの電圧と目標電圧との差を無くすために
タップ切換式電圧調整器１３の出力電圧に加えるべき電
圧ΔＶou〜ΔＶowを直列変圧器１６の二次巻線１６su〜
１６swに誘起させるために必要な調整電圧ΔＶiu〜ΔＶ
iwをインバータ１８Ｃから出力させる。

【００５１】図１に示された電力変換器制御部１９は、
図２に示したように、図示しない計器用電圧変成器（Ｖ
Ｔ）を通してタップ切換式電圧調整器１１の出力電圧Ｖ
r1を検出する検出回路２０と、負荷側の線路の目標電圧
Ｖraを設定する目標電圧設定部２１と、該目標電圧設定
部により設定された負荷側の線路の目標電圧と検出回路
の出力とから直列変圧器１６に与える調整電圧の目標値
ΔＶiaを演算する調整電圧演算部２２と、図示しない計
器用電圧変成器（ＶＴ）を通して検出した電力変換器１
８の実際の出力電圧ΔＶi と演算された調整電圧の目標
値ΔＶiaとの差を零にするようにフィードバック制御を
行い、電力変換器１８の半導体スイッチ制御部１８Ｄに
インバータ制御信号を与えるインバータ制御信号発生部
２３とを備えている。

【００５２】目標電圧設定部２１は、正弦波を階段状波
形で近似した形で、負荷側の線路の目標電圧を与える目
標電圧設定信号を発生する。この目標電圧設定信号は、
図示しないフェーズロックドループ制御部（ＰＬＬ制御
部）により、配電線の電圧と同期している。

【００５３】調整電圧演算部２２は、目標電圧設定信号
と検出回路２０から得られるタップ切換式電圧調整器１
１の出力電圧の検出信号との差をとって、その差に直列
変圧器の電圧変成比の逆数を乗じることにより、調整電
圧の目標値ΔＶiaを演算する。この調整電圧の目標値を
演算する際には、目標電圧設定信号とタップ切換式電圧
調整器１１の出力電圧との差をとるため、調整電圧の目
標値ΔＶiaを与える信号の波形は歪みを含んだ波形とな
る場合がある。

【００５４】図示のインバータ制御信号発生部２３は、
波形成形部２４と、制御信号出力部２５とにより構成さ
れている。波形成形部２４は、調整電圧演算部２２が出
力する歪み波形の信号をフィルタに通すことにより正弦
波形とし、該正弦波形の信号（調整電圧の目標値ΔＶia
を与える信号）と電力変換器１８が出力している実際の
調整電圧ΔＶi との差ΔＶia−ΔＶi を増幅（誤差増
幅）する。制御信号出力部２５は、波形成形部２４から
得られる信号を入力として、調整電圧の目標値ΔＶiaと
電力変換器１８が出力している調整電圧ΔＶi との偏差
を零にするようにインバータ１８Ｃを構成する半導体ス
イッチ素子をオンオフ制御すべくインバータ制御信号を
発生する。電力変換器１８内の半導体スイッチ制御部１
８Ｄは、このインバータ制御信号に応じてインバータ１
８Ｃを構成するスイッチ素子をオンオフ制御してインバ
ータ１８Ｃから目標値ΔＶiaに等しくなるように調整電
圧ΔＶi を出力させる。

【００５５】またタップ制御部１５は、直列変圧器１６
の二次巻線の誘起電圧ΔＶo が時間平均的に調整変圧器
１３の１タップ分の電圧調整幅以上であると判定したと
きに調整変圧器１３の出力側の電圧と入力側の電圧との
差を少なくする方向、すなわち調整電圧ΔＶi の大きさ
を零に近付ける方向にタップ切換を行わせるべくタップ
切換器１４にタップ切換指令を与えるように構成され
る。

【００５６】このタップ制御部１５は、例えば図４に示
すように、タップ切換式電圧調整器１１の出力電圧Ｖr1
と、電力変換器１８が出力している調整電圧ΔＶi とか
ら配電線の電圧と同位相の成分を抽出する系統電圧同相
分抽出部３０と、該系統電圧同相分抽出部３０により抽
出された成分を一定時間積分する積分器３１と、該積分
器３１の出力のレベルを設定された判別レベルと比較し
て積分器３１の出力レベルが判別レベル以上になったと
きにレベル弁別信号を出力するレベル判別器３２と、該
レベル判別器３２がレベル弁別信号を出力したときに時
限動作を開始して設定された動作時限が経過したときに
タップ切換指令を発生するタイマ３３とにより構成する
ことができる。レベル判定器３２は、電力変換器１８が
出力している調整電圧ΔＶi の極性から、タップを切り
換える方向が昇圧側か降圧側かを判断して、調整電圧Δ
Ｖi の大きさを零に近付ける方向にタップの切換を行わ
せるべく、タイマ３３を通してタップ切換器１４にタッ
プ切換指令を与える。

【００５７】ここで、本発明に係わる電圧調整装置の動
作を説明するため、図８に示すような６．６［ＫＶ］系
の配電系統を考える。図８においてＳは電源変電所、１
及び２はそれぞ電圧調整装置１０の設置点よりも電源側
及び負荷側の線路、Ｚ1 及びＺ2 はそれぞれ電源側の線
路１及び負荷側の線路２の線路インピーダンスである。
またＶs は電圧調整装置１０の入力側の電圧、Ｖr1はタ
ップ切換式電圧調整器１１の出力側の電圧、Ｖr2は電圧
調整装置１０の出力側の電圧である。負荷側の線路２に
はスイッチＳＷを介して負荷Ｌが接続されているものと
する。

【００５８】ここで説明を簡単にするために直列変圧器
１６の電圧変成比を１とし、電力変換器１８が出力する
調整電圧ΔＶi と同じ大きさの電圧が直列変圧器１６を
通してタップ切換式電圧調整器１１の出力に重畳されて
負荷側の線路２に印加されるものとする。またタップ切
換式電圧調整器１１のタップが切り換えられることによ
り生じる電圧の変化をΔＶt とする。

【００５９】まず本発明との比較例として、図１１に示
した従来の電圧調整装置（ＳＶＲ）の動作を図９を参照
して説明する。今、図８に示した系統において、時刻ｔ
1 でスイッチＳＷが閉じられて負荷Ｌが投入されたとす
る。図１１に示した従来の電圧調整装置による場合に
は、図９に示したように時刻ｔ1 で負荷が投入されると
負荷側の線路の電圧Ｖr2が降下する。時刻ｔ1 から所定
のタップ切換の動作時限が経過して時刻ｔ2 になると、
タップ切換器５が調整変圧器のタップを昇圧側に１タッ
プ切り換えて、負荷側の線路の電圧を上昇させる。図示
の例では、時刻ｔ2 でタップ切換が行われてもなお負荷
側の線路の電圧Ｖr2と目標電圧（６．６［ＫＶ］）との
差が１タップ分の電圧調整幅よりも大きいため、時刻ｔ
2 から動作時限が経過した時刻ｔ3 において再びタップ
が１タップ昇圧側に切り換えられて電圧調整が行われ
る。これにより負荷側の線路の電圧Ｖr2がＳＶＲの不感
帯の範囲（負荷側の線路電圧と目標電圧との間に差があ
ってもタップ切換が行われない範囲）に入るため、タッ
プ切換動作が停止する。従来の電圧調整装置による場合
には、電圧調整が所定の動作時限をもって段階的に行わ
れるため、系統電圧Ｖr2が低下したときに直ちに電圧調
整を行わせることができなかった。また一般に図９に示
したように系統電圧Ｖr2と目標電圧との間に、最大で１
タップ分の電圧調整幅に達する偏差δＶが生じるのを避
けられなかった。

【００６０】これに対し、本発明に係わる電圧調整装置
による場合には、時刻ｔ1 で負荷Ｌが投入されて負荷側
の線路２の電圧が低下すると、時限動作を伴わない静止
形電圧調整器１２の電力変換器１８がほぼ瞬時に調整電
圧ΔＶi を発生して該調整電圧ΔＶi を直列変圧器１６
を介して負荷側の線路２に与えるため、図１０に示すよ
うに負荷側の線路の電圧はほぼ瞬時に目標値に戻され
る。

【００６１】タップ制御部１５は、直列変圧器の二次巻
線の誘起電圧が時間平均的に調整変圧器の１タップ分の
電圧調整幅以上であると判定した時にタイマ３３の時限
動作を開始させる。図１０に示す時刻ｔ2 において、タ
イマ３３が時限動作を完了すると、タップ制御部１５
は、電力変換器１８が出力している調整電圧ΔＶi の大
きさを零に近付ける方向（図１０に示した例では昇圧
側）にタップ切換を行わせるべくタップ切換器１４にタ
ップ切換指令を与える。これにより調整変圧器１３のタ
ップが昇圧側に切り換えられる。調整変圧器１３のタッ
プが昇圧側に切り換えられると負荷側の線路の電圧Ｖr2
が上昇させられるが、この時ただちに電力変換器制御部
１９が電力変換器１８から出力される調整電圧ΔＶi を
低下させて負荷側の線路２の電圧変動を補償するので、
実際には負荷側の線路の電圧はほとんど変化しない。

【００６２】時刻ｔ2 で調整変圧器のタップが切り換え
られた後、未だ電力変換器が調整電圧を出力していて、
直列変圧器の二次巻線の誘起電圧が時間平均的に調整変
圧器の１タップ分の電圧調整幅以上であると判定された
ときには、再度タイマ３３の時限動作が開始される。時
刻ｔ3 でタイマ３３が時限動作を完了すると、再びタッ
プ制御部１５がタップ切換指令を発生して調整変圧器１
３のタップの切換を行わせる。静止形電圧調整器１２は
このタップ切換による負荷側の線路の電圧の上昇を補償
するべく調整電圧ΔＶi を低下させる。時刻ｔ3 でタッ
プを切り換えた結果、直列変圧器の二次巻線の誘起電圧
が時間平均的に１タップ分の電圧調整幅よりも小さくな
ると、タップ切換動作が停止し、負荷側の線路の電圧が
目標値に保持される。電力変換器１８が出力する調整電
圧ΔＶi の大きさは、タップ切換式電圧調整器１１のみ
により電圧調整を行った場合に生じる電圧偏差（最大で
１タップ分の電圧調整幅）を補償するために必要な大き
さ（図１０のδＶi ）に保たれる。

【００６３】上記のように、電圧を段階的に調整するＳ
ＶＲを用いた従来の電圧調整装置では、負荷側の線路の
電圧が変動した後、所定の動作時限が経過しないと電圧
の調整が行われなかったが、本発明による場合には、時
限動作を伴わない静止形電圧調整器１２が直ちに電圧変
動を補償するので、線路電圧が変動した後、直ちにその
変動を補償するように電圧調整を行わせることができ
る。

【００６４】また従来の電圧調整装置では、負荷側の線
路の電圧と目標電圧との間に、最大で調整変圧器の１タ
ップ分の電圧調整幅に相当する偏差が生じるのを避けら
れなかったが、本発明によれば、タップ切換式電圧調整
器により生じる偏差分を静止形電圧調整器１２により補
償することができるため、負荷側の線路２の電圧と目標
電圧との間の偏差を零にすることができる。

【００６５】図１の電圧調整装置１０において、タップ
切換式電圧調整器１１としては調整変圧器１３の出力電
圧を直接負荷側の線路に印加する直接式のものを用いて
もよく、調整変圧器１３の出力電圧を直列変圧器を通し
て負荷側の線路に加える間接式のものを用いてもよい。

【００６６】図５はタップ切換式電圧調整器１１として
直接式のものを用いた場合の要部の具体的構成例を示し
たもので、この例では、図１１に示した従来例と同様に
調整変圧器１３が単巻変圧器からなっている。単巻変圧
器は直列巻線１３ａと分路巻線１３ｂとを有していて、
図示の例では直列巻線１３ａに複数のタップＴ1 ，Ｔ2
，…が設けられ、該複数のタップはタップ切換器１４
のタップ選択器１４ａを通して電源側の線路１に接続さ
れている。複数のタップＴ1 ，Ｔ2 ，…のうちの１つの
タップＴ4 が素通しタップとなっていて、該素通しタッ
プＴ4 から電圧調整器１１の出力端子１１ａが導出され
ている。

【００６７】静止形電圧調整器１２は、二次巻線１６ｂ
の誘起電圧が調整変圧器１３の出力電圧に重畳されるよ
うに調整変圧器１３の出力端子と負荷側の線路２との間
に二次巻線１６ｂが挿入された直列変圧器１６と、タッ
プ切換式電圧調整器１１の出力側から並列変圧器１７を
通して得た電圧を入力として大きさ及び位相が可変の調
整電圧を発生して該調整電圧を直列変圧器の一次巻線に
与える電力変換器１８と、負荷側の線路２の電圧と目標
電圧との差を無くすために調整変圧器の出力電圧に加え
る電圧を直列変圧器の二次巻線に誘起させるために必要
な調整電圧を電力変換器１８から出力させるように電力
変換器１８を制御する電力変換器制御部１９とからなっ
ている。図示してないが、タップ制御部１５及び電力変
換器制御部１９には、図示しない計器用電圧変成器（Ｖ
Ｔ）を通して検出された調整変圧器１３の出力電圧Ｖr1
と、電力変換器１８の出力電圧（調整電圧）ΔＶi とが
入力されている。

【００６８】タップ制御部１５は、直列変圧器１６の二
次巻線の誘起電圧が時間平均的に調整変圧器１３の１タ
ップ分の電圧調整幅以上であると判定されたときに、調
整変圧器１３の出力側の電圧と入力側の電圧との差を少
なくする方向にタップ切換を行わせるべくタップ切換器
１４にタップ切換指令を与えるように構成されている。

【００６９】図６は、タップ切換式電圧調整器１１の基
本構成として間接式のＳＶＲの基本構成を採用する場合
の要部の具体的構成例を示したもので、この例では、一
次巻線１３ｐ及び二次巻線１３ｓを有して、二次巻線１
３ｓにタップＴ1 ，Ｔ2 ，…が設けられた調整変圧器１
３と、タップ切換指令に応じて調整変圧器１３のタップ
を切り換えるタップ切換器１４と、タップ切換器１４の
タップ選択器１４ａ及び調整変圧器１３の二次巻線の中
間タップＴ3 にそれぞれ一次巻線４０ａの一端及び他端
が接続され、二次巻線４０ｂが電源側の線路１に直列に
接続された第１の直列変圧器４０と、タップ切換器１４
にタップ切換指令を与えるタップ制御部１５とにより、
タップ切換式電圧調整器１１が構成されている。

【００７０】また静止形電圧調整器１２は、タップ切換
式電圧調整器１１の出力側から並列変圧器１７を通して
得た電圧を入力として大きさ及び位相が可変の調整電圧
を発生する電力変換器１８と、電力変換器１８から得ら
れる調整電圧が一次巻線に印加され、二次電圧が第１の
直列変圧器４０の二次電圧に重畳されて負荷側の線路に
印加されるように第１の直列変圧器４０の二次巻線と負
荷側の線路２とに二次巻線１６ｂが直列に接続された第
２の直列変圧器（図１及び図５に示した直列変圧器と同
じもの）１６と、負荷側の線路２の電圧と目標電圧との
差を無くすために第１の直列変圧器４０の誘起電圧に加
えるべき電圧を第２の直列変圧器１６の二次巻線に誘起
させるために必要な調整電圧ΔＶi を電力変換器１８か
ら出力させるように該電力変換器１８を制御する電力変
換器制御部１９とからなっている。

【００７１】図６に示した間接式のタップ切換式電圧調
整器１１では、第１の直列変圧器４０を調整変圧器１３
の二次側に配置しているが、調整変圧器の一次側にタッ
プを設けるとともに、第１の直列変圧器４０の一次巻線
を調整変圧器１３の一次巻線の一端と電源側の線路との
間に挿入して、第１の直列変圧器の二次巻線の誘起電圧
をタップ切換器を通して調整変圧器１３の一次側に入力
するようにした公知の間接式のタップ切換式電圧調整器
を用いることもできる。

【００７２】次に図７は、図６に示したタップ切換式電
圧調整器１１と同様のもの用いる場合の他の構成例を示
したもので、この例では、図６に示した直列変圧器１６
が省略され、タップ切換式電圧調整器１１の直列変圧器
（図６に示した第１の直列変圧器と同じもの）４０が、
静止形電圧調整器１２の直列変圧器として共用されてい
る。

【００７３】即ち、この例では、直列変圧器４０の一次
巻線４０ａの一端がタップ選択器１４ａに接続されると
もに、該一次巻線４０ａの他端及び調整変圧器１３の二
次巻線の中間タップＴ3 にそれぞれ電力変換器１８の一
方の出力端子及び他方の出力端子が接続され、電力変換
器１８から得られる調整電圧ΔＶi が調整変圧器１３の
出力電圧に重畳されて直列変圧器４０の一次巻線４０ａ
に印加されている。この場合、電力変換器制御部１９
は、負荷側の線路の電圧と目標電圧との差を無くすため
に電源側の線路に加えるべき電圧ΔＶo を直列変圧器４
０の二次巻線４０ｂに誘起させるために必要な調整電圧
ΔＶi を電力変換器１８から出力させるように電力変換
器１８を制御する。タップ制御部１５は、調整電圧が時
間平均的に調整変圧器１３の１タップの電圧幅以上であ
ると判定されたときに調整電圧の大きさを零に近付ける
方向にタップ切換を行わせるべく、タップ切換器１４に
タップ切換指令を与えるように構成されている。

【００７４】また図７に示した例では、調整変圧器１３
に３次巻線１３ｔが設けられ、該３次巻線１３ｔから電
力変換器１８に配電線路側の電圧が入力されている。

【００７５】図７に示すように構成すると、１台の直列
変圧器４０をタップ切換式電圧調整器１１と静止形電圧
調整器１２とで共用することができるため、装置の構成
を簡単にすることができる。

【００７６】本発明においては、配電線路側から得た電
圧を電力変換器に入力するとしているが、これは、配電
線を通して供給される電圧を電力変換器の入力電圧とし
て用いるとの趣旨であり、電力変換器に入力する電圧の
取り出し方には種々の変形を考えることができる。

【００７７】静止形電圧調整器はタップ切換式電圧調整
器と負荷側の線路との間に設けられるため、装置の構成
を簡単にするためには、電圧調整装置内の回路の電圧、
例えばタップ切換式電圧調整器の出力電圧を並列変圧器
に入力して、該並列変圧器の出力電圧を電力変換器に入
力するようにするのが好ましい。しかし、本発明はこの
ような構成をとる場合に限定されるものではなく、例え
ば配電線の電源側の線路の電圧を並列変圧器を通して電
力変換器に入力してもよい。また負荷側の線路の電圧を
並列変圧器を通して電力変換器に入力してもよい。

【００７８】また図７に示したように、調整変圧器に３
次巻線を設けることができる場合には、該調整変圧器の
３次巻線から電力変換器に入力する電圧を得るようにす
ることもできる。このように、調整変圧器１３に３次巻
線を設けて、該３次巻線から電力変換器１８に電圧を入
力するようにすると、図１、図５及び図６に示した例で
用いた並列変圧器１７を省略できるため、装置の構成を
簡単にすることができる。

【００７９】なお図６に示した例でも、調整変圧器１３
に３次巻線を設けて該３次巻線から電力変換器１８に電
圧を与える構成をとることにより、並列変圧器１７を省
略することができる。同様に、タップ切換式電圧調整器
の基本構成として、直接式のＳＶＲの構成を用いる場合
にも、調整変圧器に３次巻線を設けることができる場合
には、該３次巻線から電力変換器１８に電圧を与える構
成をとることにより、並列変圧器を省略することができ
る。

【００８０】本発明に係わる電圧調整装置において、電
力変換器１８から直列変圧器を通して負荷側の線路に印
加する調整電圧の位相を、直列変圧器の二次巻線を通過
する電流の位相に対して９０度異ならせると、電圧調整
に加えて、無効電力の補償をも行うことができる。

【００８１】また本発明に係わる電圧調整装置におい
て、系統の各相に対応する電力変換器制御部を設けて、
３相の電力変換器から直列変圧器を通して３相の線路に
加えられる調整電圧をそれぞれ制御することにより、３
相の線路電圧の不平衡を抑制する効果を得ることもでき
る。

【００８２】本発明に係わる電圧調整装置において、タ
ップ制御部１５は、直列変圧器の二次巻線の誘起電圧が
時間平均的に調整変圧器の１タップ分の電圧調整幅以上
であると判定されたときに調整電圧の大きさを零に近付
ける方向にタップ切換を行わせるべくタップ切換器にタ
ップ切換指令を与えるように構成すればよいが、静止形
電圧調整器１２が故障した場合に備えるためには、電力
変換器制御部１９から調整電圧の目標値ΔＶiaを出力し
てタップ制御部１５に入力するか、または該タップ制御
部１５に電圧継電器（９０リレー）を設けて、静止形電
圧調整器の故障時に該電圧継電器からタップ切換器にタ
ップ切換指令が与えられるように構成しておくのが好ま
しい。

【００８３】図４に示した例では、タップ制御部１５
が、電力変換器１９の出力から配電線路の電圧と同位相
の成分を抽出する系統電圧同相分抽出部３０と、系統電
圧同相分抽出部により抽出された成分を一定時間積分す
る積分器３１と、該積分器の出力のレベルを設定された
判別レベルと比較して該積分器の出力レベルが該判定レ
ベルに達したときにレベル弁別信号を出力するレベル判
別器３２と、レベル判別機３２がレベル弁別信号を発生
したときに時限動作を開始して所定の動作時限が経過し
たときにタップ切換指令を発生するタイマ３３とにより
構成されているが、このタップ制御部１５において、積
分器３１の積分時間を十分に長く設定した場合には、積
分器３１にタイマとしての機能ももたせることができる
ため、タイマ３３を省略することができる。即ち、レベ
ル判別器３２がレベル弁別信号を発生したときにタップ
切換指令を発生するように構成することができる。この
場合、レベル判別器３２が出力するレベル弁別信号その
ものをタップ切換指令として直接または増幅器を通して
タップ切換器に与えるようにしてもよく、レベル弁別信
号をタップ切換器に与えるのに都合がよい波形に変換し
た信号をタップ切換信号とするようにしてもよい。

【００８４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、タップ
切換式電圧調整器と静止形電圧調整器とを組み合わせ
て、負荷側の線路の電圧に変動が生じたときに直ちに静
止形電圧調整器からそれを補償するための調整電圧を出
力させるようにしたので、即応性が高い電圧調整を行う
ことができ、需要家の負荷率の日間変化に伴う比較的遅
い電圧変動を補償することができるのはもちろん、大容
量負荷の起動・停止に伴う比較的速い電圧変動をも適確
に補償することができるという利点がある。

【００８５】また本発明によれば、タップ切換式電圧調
整器により電圧調整を行った場合に生じる電圧偏差を静
止形電圧調整器により補償することができるので、負荷
側の線路の電圧と目標電圧との間の偏差を零にすること
ができる利点がある。

【００８６】更に本発明によれば、静止形電圧調整器に
より負荷側の線路の電圧を連続的に調整することができ
るため、電圧調整を段階的にしか行うことができなかっ
た従来のＳＶＲに比べて、きめの細かい電圧調整を行う
ことができる。

【００８７】また本発明においては、電力変換器側から
直列変圧器を通して線路に与えられる調整電圧が時間平
均的に調整変圧器の１タップ分の電圧調整幅を超えてい
るときにのみ調整変圧器のタップ切換を行うため、タッ
プ切換の頻度を高くすることなくきめの細かい電圧調整
を行わせることができる。

【００８８】また本発明によれば、直列変圧器の二次巻
線の誘起電圧が時間平均的に調整変圧器の１タップ分の
電圧調整幅よりも小さくなるまでタップを切り換えるよ
うにしたので、静止形電圧調整器の熱的負担が小さくな
り、この機器の放熱器を小さく、しかも容量を小さくす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる電圧調整装置の構成例を示した
構成図である。

【図２】図１の電圧調整装置で用いる電力変換器制御部
の一構成例を示したブロック図である。

【図３】図１の電圧調整装置で用いる電力変換器の構成
例を示した回路図である。

【図４】図１の電圧調整装置で用いるタップ制御部の一
構成例を示したブロック図である。

【図５】本発明に係わる電圧調整装置において、タップ
切換式電圧調整器に直接式のＳＶＲの基本構成を用いる
場合の構成例を示した構成図である。

【図６】本発明に係わる電圧調整装置において、タップ
切換式電圧調整器に間接式のＳＶＲの基本構成を用いる
場合の構成例を示した構成図である。

【図７】本発明に係わる電圧調整装置において、タップ
切換式電圧調整器に間接式のＳＶＲの基本構成を用いる
場合の他の構成例を示した構成図である。

【図８】従来の電圧調整装置及び本発明に係わる電圧調
整装置の動作を説明するために用いる配電系統の単線結
線図である。

【図９】従来の電圧調整装置による電圧調整動作を説明
する線図である。

【図１０】本発明に係わる電圧調整装置による電圧調整
動作を説明する線図である。

【図１１】従来の電圧調整装置の構成を示した構成図で
ある。

【符号の説明】

１ 電源側の線路 ２ 負荷側の線路 １０ 電圧調整装置 １１ タップ切換式電圧調整器 １２ 静止形電圧調整器 １３ 調整変圧器 １４ タップ切換器 １５ タップ制御部 １６ 直列変圧器 １７ 並列変圧器 １８ 電力変換器 １９ 電力変換器制御部 ２０ 検出回路 ２１ 目標電圧設定部 ２２ 調整電圧演算部 ２３ インバータ制御信号発生部 ３０ 系統電圧同相分抽出部 ３１ 積分器 ３２ レベル判別器 ３３ タイマ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配電線路の途中に設置されて設置点の線
   路の電圧を入力として該電圧を変成するタップ付きの調
   整変圧器と、タップ切換指令に応じて前記調整変圧器の
   タップを切り換えるタップ切換器と、前記タップ切換器
   にタップ切換指令を与えるタップ制御部とを少なくとも
   備えたタップ切換式電圧調整器と、 二次巻線の誘起電圧が前記タップ切換式電圧調整器の出
   力電圧に重畳されるように前記タップ切換式電圧調整器
   の出力側と前記設置点よりも負荷側の線路との間に二次
   巻線が挿入された直列変圧器と、前記配電線路側から得
   た電圧を入力として大きさ及び位相が可変の調整電圧を
   発生して該調整電圧を前記直列変圧器の一次巻線に与え
   る電力変換器と、前記負荷側の線路の電圧と目標電圧と
   の差を無くすために前記タップ切換式電圧調整器の出力
   電圧に加えるべき電圧を前記直列変圧器の二次巻線に誘
   起させるために必要な前記調整電圧を前記電力変換器か
   ら出力させるように前記電力変換器を制御する電力変換
   器制御部とを備えた静止形電圧調整器とを具備し、 前記タップ制御部は、前記直列変圧器の二次巻線の誘起
   電圧が時間平均的に前記調整変圧器の１タップ分の電圧
   調整幅以上であると判定されたときに前記調整電圧の大
   きさを零に近付ける方向にタップ切換を行わせるべく前
   記タップ切換器にタップ切換指令を与えるように構成さ
   れていることを特徴とする電圧調整装置。
2. 【請求項２】 配電線路の途中に設置されて設置点より
   も電源側の線路の電圧を入力として該設置点よりも負荷
   側の線路に印加するための電圧を出力するタップ付きの
   調整変圧器と、タップ切換指令に応じて前記調整変圧器
   のタップを切り換えるタップ切換器と、前記タップ切換
   器にタップ切換指令を与えるタップ制御部とを備えたタ
   ップ切換式電圧調整器と、 二次巻線の誘起電圧が前記調整変圧器の出力電圧に重畳
   されるように前記調整変圧器の出力側と前記設置点より
   も負荷側の線路との間に二次巻線が挿入された直列変圧
   器と、前記配電線路側から得た電圧を入力として大きさ
   及び位相が可変の調整電圧を発生して該調整電圧を前記
   直列変圧器の一次巻線に与える電力変換器と、前記負荷
   側の線路の電圧と目標電圧との差を無くすために前記調
   整変圧器の出力電圧に加えるべき電圧を前記直列変圧器
   の二次巻線に誘起させるために必要な前記調整電圧を前
   記電力変換器から出力させるように前記電力変換器を制
   御する電力変換器制御部とを備えた静止形電圧調整器と
   を具備し、 前記タップ制御部は、前記直列変圧器の二次巻線の誘起
   電圧が時間平均的に前記調整変圧器の１タップ分の電圧
   調整幅以上であると判定されたときに前記調整電圧の大
   きさを零に近付ける方向にタップ切換を行わせるべく前
   記タップ切換器にタップ切換指令を与えるように構成さ
   れていることを特徴とする電圧調整装置。
3. 【請求項３】 配電線路の途中に設置されて設置点より
   も電源側の線路の電圧を入力として該電圧を変成するタ
   ップ付きの調整変圧器と、前記調整変圧器の出力が一次
   巻線に入力され二次巻線が前記電源側の線路に直列に接
   続された第１の直列変圧器と、タップ切換指令に応じて
   前記調整変圧器のタップを切り換えるタップ切換器と、
   前記タップ切換器にタップ切換指令を与えるタップ制御
   部とを備えたタップ切換式電圧調整器と、 前記配電線路側から得た電圧を入力として大きさ及び位
   相が可変の調整電圧を発生する電力変換器と、前記電力
   変換器から得られる調整電圧が一次巻線に印加され、二
   次電圧が前記第１の直列変圧器の二次電圧に重畳されて
   前記設置点よりも負荷側の線路に印加されるように前記
   第１の直列変圧器の二次巻線と前記負荷側の線路とに二
   次巻線が直列に接続された第２の直列変圧器と、前記負
   荷側の線路の電圧と目標電圧との差を無くすために前記
   第１の直列変圧器の誘起電圧に加えるべき電圧を前記第
   ２の直列変圧器の二次巻線に誘起させるために必要な前
   記調整電圧を前記電力変換器から出力させるように前記
   電力変換器を制御する電力変換器制御部とを備えた静止
   形電圧調整器とを具備し、 前記タップ制御部は、前記第２の直列変圧器の二次巻線
   の誘起電圧が時間平均的に前記調整変圧器の１タップ分
   の電圧調整幅以上であると判定されたときに前記調整電
   圧の大きさを零に近付ける方向にタップ切換を行わせる
   べく前記タップ切換器にタップ切換指令を与えるように
   構成されていることを特徴とする電圧調整装置。
4. 【請求項４】 配電線路の途中に設置されて設置点より
   も電源側の線路の電圧を一次巻線への入力とし、前記設
   置点よりも負荷側の線路に印加するための電圧を二次巻
   線から出力するタップ付きの調整変圧器と、前記調整変
   圧器の出力が一次巻線に入力され、二次巻線が前記電源
   側の線路と負荷側の線路とに直列に接続された直列変圧
   器と、タップ切換指令に応じて前記調整変圧器のタップ
   を切り換えるタップ切換器と、前記タップ切換器にタッ
   プ切換指令を与えるタップ制御部とを備えたタップ切換
   式電圧調整器と、 前記配電線路側から得た電圧を入力として大きさ及び位
   相が可変の調整電圧を発生して該調整電圧を前記調整変
   圧器の出力電圧に重畳して前記直列変圧器の一次巻線に
   与える電力変換器と、前記負荷側の線路の電圧と目標電
   圧との差を無くすために前記電源側の線路に加えるべき
   電圧を前記直列変圧器の二次巻線に誘起させるために必
   要な前記調整電圧を前記電力変換器から出力させるよう
   に前記電力変換器を制御する電力変換器制御部とを備え
   た静止形電圧調整器とを具備し、 前記タップ制御部は、前記調整電圧が時間平均的に前記
   調整変圧器の１タップの電圧幅以上であると判定された
   ときに前記調整電圧の大きさを零に近付ける方向にタッ
   プ切換を行わせるべく前記タップ切換器にタップ切換指
   令を与えるように構成されていることを特徴とする電圧
   調整装置。
5. 【請求項５】 前記電力変換器は、入力電圧を一定の直
   流電圧に変換するコンバータと、該コンバータの出力電
   圧を交流電圧に変換して調整電圧を出力するインバータ
   と、前記コンバータから出力される直流電圧を一定とす
   るように該コンバータを構成する半導体スイッチ素子を
   オンオフ制御し、前記インバータから所定の大きさと位
   相とを有する交流電圧を発生させるように外部から与え
   られるインバータ制御信号に応じて該インバータを構成
   する半導体スイッチ素子をオンオフ制御する半導体スイ
   ッチ制御部とを備えてなり、 前記電力変換器制御部は、前記タップ切換式電圧調整器
   の出力電圧を検出する検出回路と、前記負荷側の線路の
   目標電圧を設定する目標電圧設定部と、前記目標電圧設
   定部により設定された負荷側の線路の目標電圧と前記検
   出回路の出力とから前記調整電圧の目標値を演算する調
   整電圧演算部と、前記電力変換器の実際の出力電圧と演
   算された調整電圧の目標値との差を零にするように前記
   電力変換器の半導体スイッチ制御部にインバータ制御信
   号を与えるインバータ制御信号発生部とを備えているこ
   とを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載
   の電圧調整装置。
6. 【請求項６】 前記タップ制御部は、前記電力変換器の
   出力から配電線の電圧と同位相の成分を抽出する系統電
   圧同相分抽出部と、前記系統電圧同相分抽出部により抽
   出された成分を一定時間積分する積分器と、前記積分器
   の出力のレベルを設定された判別レベルと比較して該積
   分器の出力レベルが該判定レベルに達したときにレベル
   弁別信号を出力するレベル判別器とを備え、前記レベル
   判別器がレベル弁別信号を出力したとき、または該レベ
   ル弁別信号が出力されてから所定の動作時限が経過した
   ときに前記タップ切換指令を発生するように構成されて
   いる請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電圧調整
   装置。