単相３線式電圧適正化装置
【課題】 単相３線式回路に連系された分散形電源の逆潮流に起因する電圧上昇を抑制する。
【解決手段】 単相３線式による正相が供給される第１線路Ｌ１と負相が供給される第２線路Ｌ２と中性相が供給される第３線路Ｎとをもつ単相３線式線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎと、第１巻線２ａと、第１巻線に対向して設けられる第２巻線３ａとをもつ第１変圧器１ａと、第３巻線２ｂと、第３巻線に対向して設けられる第４巻線３ｂとをもつ第２変圧器１ｂと、第１線路と第２線路と第３線路と、第１変圧器の第２巻線と第２変圧器の第４巻線との間の接続を制御する切換部４ａ，４ｂと、第１線路及び第２線路の電圧値を測定して所定範囲を超えている場合、切換部を制御することで、単相交流電流の正相電流を第２巻線に供給するか単相交流電流の負相電流を第４巻線に供給することにより、第１線路及び第２線路の電圧値を適正化するべく制御する制御部１０をもつ単相３線式電圧適正化装置。
【解決手段】 単相３線式による正相が供給される第１線路Ｌ１と負相が供給される第２線路Ｌ２と中性相が供給される第３線路Ｎとをもつ単相３線式線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎと、第１巻線２ａと、第１巻線に対向して設けられる第２巻線３ａとをもつ第１変圧器１ａと、第３巻線２ｂと、第３巻線に対向して設けられる第４巻線３ｂとをもつ第２変圧器１ｂと、第１線路と第２線路と第３線路と、第１変圧器の第２巻線と第２変圧器の第４巻線との間の接続を制御する切換部４ａ，４ｂと、第１線路及び第２線路の電圧値を測定して所定範囲を超えている場合、切換部を制御することで、単相交流電流の正相電流を第２巻線に供給するか単相交流電流の負相電流を第４巻線に供給することにより、第１線路及び第２線路の電圧値を適正化するべく制御する制御部１０をもつ単相３線式電圧適正化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単相３線式電圧適正化装置に関し、特に、分散形電源を接続することによる電圧変動を適正化する単相３線式電圧適正化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、分散形電源が連系された低圧配電線では、配電用変圧器のタップ整定に対応した電圧値の電力が需要家に供給されていた。例えば、特許文献１においては、配電用自動電圧調整器の電力逆潮流原因判定方法及び装置、ならびに電力逆潮流時配電用自動電圧調整制御方法を示している。この従来技術では、低圧配電線で必要に応じて設置されている線路用電圧調整装置は、順方向潮流下で運用される配電線の負荷変動による電圧変動や１次側入力電圧の変動を抑制することができる。
【特許文献１】特開２０００−２９５７７４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１の従来技術である電力逆潮流原因判定装置においては、連系された分散形電源に起因する逆潮流下での配電線の電圧変動を抑制することができないという問題がある。これは、すなわち、低圧の単相３線式回路において需要家へ供給される電力は、配電用変圧器のタップ整定に対応した電圧で供給されているが、線路長の比較的長い単相３線式回路に分散形電源が連系される場合は、線路インピーダンスが大きいため、分散形電源の発電出力による逆潮流によって当該回路の電圧が上昇してしまうという現象が生じる。
【０００４】
その電圧上昇値が電気事業法で規定された範囲を超える場合には、分散形電源のもつ機能により、電圧値が上昇し過ぎないようにその出力パワーを抑制する制御がなされるため、該分散形電源は定格出力（フルパワー）を出せなくなるという問題がある。
このことは、低圧単相３線式回路の末端近傍の住宅に設置された小規模分散形電源である太陽光発電システムの近くの系統（回路）で上記と同様の電圧超過現象が起こった場合を例にとると、その住宅の太陽光発電システムは定格容量の出力を出せず、それをかなり下回った出力状態での運転となることが避けられなくなってしまうことを意味する。換言すれば、たとえ夏場の太陽光が最も入射される時間帯下であっても、需要家が折角導入した該太陽光発電システムのメリットを享受できないという問題がある。
【０００５】
又、単相３線式回路の場合は、各回路の負荷の違いにより、＋相電圧と−相電圧が同電圧値とならない，いわゆる電圧不平衡を生じる問題もある。
【０００６】
本発明は、上記のような事情を考慮してなされたもので、単相３線式回路に連系された分散形電源の逆潮流に起因する電圧上昇を抑制し、これにより単相３線式線路の電圧値を適正化する電圧適正化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る多種情報記録装置は、単相３線式による単相交流電流の正相が供給される第１線路（Ｌ１）と負相が供給される第２線路（Ｌ２）と中性相が供給される第３線路（Ｎ）とをもつ単相３線式線路（Ｌ１，Ｌ２，Ｎ）と、前記単相３線式線路の第１線路に挿入される第１巻線（２ａ）と、前記第１巻線に対向して設けられる第２巻線（３ａ）とをもつ第１変圧器（１ａ）と、前記単相３線式線路の第２線路に挿入される第３巻線（２ｂ）と、前記第３巻線に対向して設けられる第４巻線（３ｂ）とをもつ第２変圧器（１ｂ）と、前記第１線路と前記第２線路と前記第３線路と、前記第１変圧器の第２巻線と前記第２変圧器の第４巻線との間の接続を制御する切換部（４ａ，４ｂ）と、前記第１線路及び前記第２線路の電圧値を測定して所定範囲を超えている場合、前記切換部を制御することで、前記単相交流電流の正相電流を前記第２巻線に供給するか、前記単相交流電流の負相電流を前記第４巻線に供給することにより、前記第１線路及び前記第２線路の電圧値を適正化するべく制御する制御部（１０）とを具備することを特徴とする単相３線式電圧適正化装置である。
【発明の効果】
【０００８】
上記した単相３線式電圧適正化装置においては、外部に接続された太陽光発電等の分散型電源装置による影響により変動した第１線路（Ｌ１）の電圧や第２線路（Ｌ２）の電圧が制御部により検出される。そして、この値が、例えば、１０１Ｖとなるところが、１０８Ｖ等の抑制すべき値であると制御部１０が判断した場合、その電圧を適正化するものである。
【０００９】
すわなち、電圧の値を制するべく、第１線路Ｌ１の電流を直列変圧器１ａ等の直列巻線２ａに供給すると共に、例えば切換器４ａを制御することにより、この直列変圧器１ａ等の第１直列巻線２ａに対向して設けた第２直列巻線３ａの他端に、第１直列巻線２ａとは逆方向に第１線路Ｌ１の電流を供給するものである。これにより、直列変圧器１ａの働きによって、第１線路Ｌ１の電圧値を、予め適宜設定された直列変圧器１ａの巻数比に応じて適正に抑制するものである。このような制御部及び切換器の制御動作により、分散形電源の連系によって低圧３線式回路に生じる電圧変動を、潮流方向に関わらず規定電圧範囲に抑制できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態である電圧適正化装置について、図面を参照して以下に詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置の構成の一例を示すブロック図、図２は、同じく電圧適正化装置が有する制御部の機能構成の一例を示す図、図３は、同じく電圧適正化装置と配線用変圧器との接続を示す説明図、図４は、同じく電圧適正化装置の周辺の接続と電圧の変動とを説明する説明図である。
【００１１】
＜本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置＞
（構成）
本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置１００の一例は、図１に示すように、単相３線式による単相交流電流の正相が供給される＋線路Ｌ１と負相が供給される−線路Ｌ２と中性相が供給される線路Ｎとをもつ単相３線式線路と、２つの直列変圧器１ａ、１ｂと、各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎと、各変圧器１ａ，１ｂの励磁巻線３ｂとの間の接続を制御する切換部４ａ，４ｂと、これらに接続して動作を制御する制御回路１０とを少なくとも有している。
【００１２】
ここで、２つの直列変圧器１ａ、１ｂは、それぞれの１次巻線に相当する励磁巻線３ａ、３ｂ及び２次巻線に相当する直列巻線２ａ、２ｂを備えている。図１に示すよう、直列巻線２ａは、単相３線式回路の＋電圧線路Ｌ１に、直列巻線２は−電圧線路Ｌ２に、直列に挿入して接続されている。一方、励磁巻線３ａは、その端子３ａＡ及び３ａＢを介して切換器４ａに、励磁巻線３ｂは、その端子３ｂＡ及び３ｂＢを介して切換器４ｂに接続するよう構成する。
【００１３】
又、制御回路１０は、図２に示すように、内部に入力部１０−１と、計測検出部１０−２と、指令部１０−３と、及び出力部１０−４とを備えている。入力部１０−１と単相３線式回路の＋線路Ｌ１、−線路Ｌ２及び中性線路Ｎとの間は、それぞれ接続線１０Ｘ、１０Ｙ、及び１０Ｚで接続する。出力部１０−４と２つの切換器４ａ、４ｂとの間は、それぞれに対応する接続線群１０Ａ、１０Ｂで接続する。制御回路１０内部の入力部１０−１と、計測部１０−２と、計測部１０−２と、指令部１０−３及び指令部１０−３と出力部１０−４との間も相互に結合している。
【００１４】
２つの切換器４ａ、４ｂは、上記したそれぞれに対応する当の励磁巻線３ａ、４ｂとの接続及び制御回路１０との図１に示した接続のほかに、低圧３線式回路の＋線路Ｌ１、−線路Ｌ２、及び中性線路Ｎとも接続されている。
【００１５】
２つの切換器４ａ、４ｂの内部は、それぞれ同様の接点論理を備えている。この接点論理を、一例として、複数の電磁リレーで構成する場合、電磁リレー群のコイル側の図示を省略し接点の接続関係のみで示すと、接点５ａ、６ａ−１、６ａ−２、７ａ−１、７ａ−２、８ａ、９ａ（それぞれ、図示を省略した電磁リレー５Ａ、６Ａ、６Ａ、７Ａ、７Ａ、８Ａ、及び９Ａの接点を意味する）のグループ、及び 接点５ｂ、６ｂ−１、６ｂ−２、７ｂ−１、７ｂ−２、８ｂ、９ｂ（それぞれ、図示を省略した電磁リレー５Ｂ、６Ｂ、６Ｂ、７Ｂ、７Ｂ、８Ｂ、及び９Ｂの接点を意味する）のグループの双方とも、図１の当部に示す接続構成としている。
【００１６】
切換器４ａ内部の接点５ａは、コイルの図示を省略した電磁リレー５Ａの接点であり、その両端は、図示したように励磁巻線３ａの両端に、並列に接続する。コイルの図示を省略した電磁リレー６Ａの接点である接点６ａ−１は、一方端を励磁巻３ａの３ａＢ端子側に、他方端を＋線路Ｌ１と接続する。電磁リレー６Ａのもう一つの接点である接点６ａ−２は、一方端を励磁巻線３ａの端子３ａＡ側に、他方端を接点８ａ、及び接点９ａの両者が接続されている端子側に接続する。この端子は、接点７ａ−２の一方端にも接続する。
【００１７】
コイルの図示を省略した電磁リレー７Ａの接点である接点７ａ−１は、一方端を＋線路Ｌ１に、他方端を励磁巻線３ａの端子３ａＡ側に接続する。電磁リレー７Ａのもう一つの接点である接点７ａ−２は、一方端を励磁巻線３ａの端子３ａＢ側に、他方端を接点８ａ、及び接点９ａの両者が接続されている端子側に接続する。この端子は、接点６ａ−２の一方端にも接続する。
【００１８】
コイルの図示を省略した電磁リレー８Ａの接点である接点８ａは、一方端を中性線路Ｎに、他方端を接点６ａ−２、７ａ−２、及び９ａが接続されている端子側に接続する。コイルの図示を省略した電磁リレー９Ａの接点である接点９ａは、一方端を−線路Ｌ２に、他方端を接点６ａ−２、７ａ−２、及び８ａが接続されている端子側に接続する。
【００１９】
全く同様に、切換器４ｂ内部の接点５ｂは、コイルの図示を省略した電磁リレー５Ｂの接点であり、その両端は、図示したように励磁巻線３ｂの両端に、並列に接続する。コイルの図示を省略した電磁リレー６Ｂの接点である接点６ｂ−１は、一方端を励磁巻３ｂの３ｂＢ端子側に、他方端を−線路Ｌ２と接続する。電磁リレー６Ｂのもう一つの接点である接点６ｂ−２は、一方端を励磁巻線３ｂの端子３ｂＢ側に、他方端を接点８ｂ、及び接点９ｂの両者が接続されている端子側に接続する。この端子は、接点７ｂ−２の一方端にも接続する。
【００２０】
コイルの図示を省略した電磁リレー７Ｂの接点である接点７ｂ−１は、一方端を−線路Ｌ２に、他方端を励磁巻線３ｂの端子３ｂＡ側に接続する。電磁リレー７Ｂのもう一つの接点である接点７ｂ−２は、一方端を励磁巻線３ｂの端子３ｂＢ側に、他方端を接点８ｂ、及び接点９ｂの両者が接続されている端子側に接続する。この端子は、接点６ｂ−２の一方端にも接続する。
【００２１】
コイルの図示を省略した電磁リレー８Ｂの接点である接点８ｂは、一方端を中性線路Ｎに、他方端を接点６ｂ−２、７ｂ−２、及び９ｂが接続されている端子側に接続する。コイルの図示を省略した電磁リレー９Ｂの接点である接点９ｂは、一方端を＋線路Ｌ１に、他方端を接点６ｂ−２、７ｂ−２、及び８ｂが接続されている端子側に接続する。
【００２２】
（周辺機器との接続）
更に、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置は、図３及び図４に示すように、例えば屋外の電柱等に設けられた配電用変圧器２１に接続されるものであり、更に、一例として、上流側に太陽光発電等の分散型電源装置２２が、下流側に太陽光発電等の分散型電源装置２３が接続される場合がある。これらの分散型電源装置２２，２３の影響により、図４に示すように、出力電圧が適正電圧範囲（一例として、９５Ｖ−１０７Ｖ）を超えた値を示すことがある。本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置においては、以下にフローチャートを用いて説明するように、これらの電圧変動を解消するものである。
【００２３】
（適正電圧範囲に応じた適正化処理）
次に、フローチャートを用いて、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置の適正電圧範囲に応じた適正化処理を詳細に説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置の適正電圧範囲に応じた適正化処理の一例を示すフローチャート、図６は、同じく電圧適正化装置の適正電圧範囲に応じた適正化処理からの復帰処理の一例を示すフローチャートである。
【００２４】
本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置においては、以下の４つのフローチャートが同時に実行されることで、＋電圧線路Ｌ１及び−電圧線路Ｌ２の電圧が適正化されるものである。
【００２５】
本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置１００は、図５の(ａ)のフローチャートにおいて、例えば、配電用変圧器２１から配電線を介して、単相交流電流を各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎに供給されている状態で、制御部１０は、各線路Ｌ１，Ｎの二次側端子電圧１０Ｘ，１０Ｚを入力部１０−１により取り込み（Ｓ１１）、計測部１０−２において実行値に変換した上で計測する（Ｓ１２）。そして、指令部１０−３においてこの計測値が適正電圧範囲（例えば、９５Ｖ乃至１０７Ｖ）(Ｓ１３)であるかどうかを判断し(Ｓ１４)、ここで、この計測値が適正電圧範囲を上回れば、その程度に応じて、例えば、「指令値 差電圧１Ｖ」や(Ｓ１５)、「指令値 差電圧２Ｖ」(Ｓ１７)として指令を出す。これに応じて出力部１０−４では、例えば、「指令値 差電圧１Ｖ」に対しては、接点５ａをオフ、接点６ａ，接点６ａ−２をオン、接点７ａ，接点７ａ−２をオフ、接点８ａをオンする(Ｓ１６)。これにより、＋電圧線路Ｌ１が励磁巻線３ａの下流端に接続され、励磁巻線３ａの上流端が中性相線路Ｎに接続されることとなり、これにより直列変圧器１ａの働きによって＋電圧線路Ｌ１の電圧が適正化されるものである。
【００２６】
又、例えば、「指令値 差電圧２Ｖ」に対しては、制御部１０の出力部１０−４は、接点５ａをオフ、接点６ａ，接点６ａ−２をオン、接点７ａ，接点７ａ−２をオフ、接点９ａをオンするべく制御する(Ｓ１８)。これにより、＋電圧線路Ｌ１が励磁巻線３ａの下流端に接続され、励磁巻線３ａの上流端が−電圧線路Ｌ２に接続されることとなり、同様に、直列変圧器１ａの働きによって＋電圧線路Ｌ１の電圧が適正化されるものである。
【００２７】
更に、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置１００は、図５の(ｂ)のフローチャートにおいて、例えば、配電用変圧器２１から配電線を介して、単相交流電流を各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎに供給されている状態で、制御部１０は、各線路Ｌ２，Ｎの二次側端子電圧１０Ｚ，１０Ｙを入力部１０−１により取り込み（Ｓ２１）、計測部１０−２において実行値に変換した上で計測する（Ｓ２２）。そして、指令部１０−３においてこの計測値が適正電圧範囲（例えば、９５Ｖ乃至１０７Ｖ）(Ｓ２３)であるかどうかを判断し(Ｓ２４)、ここで、この計測値が適正電圧範囲を上回れば、その程度に応じて、例えば、「指令値 差電圧１Ｖ」や(Ｓ２５)、「指令値 差電圧２Ｖ」(Ｓ２７)として指令を出す。これに応じて出力部１０−４では、例えば、「指令値 差電圧１Ｖ」に対しては、接点５ｂをオフ、接点６ｂ，接点６ｂ−２をオン、接点７ｂ，接点７ｂ−２をオフ、接点８ｂをオンする(Ｓ１６)。これにより、−電圧線路Ｌ２が励磁巻線３ａの下流端に接続され、励磁巻線３ａの上流端が中性相線路Ｎに接続されることとなり、−電圧線路Ｌ２の電圧が適正化されるものである。
【００２８】
又、例えば、「指令値 差電圧２Ｖ」に対しては、制御部１０の出力部１０−４は、接点５ｂをオフ、接点６ｂ，接点６ｂ−２をオン、接点７ｂ，接点７ｂ−２をオフ、接点９ｂをオンするべく制御する(Ｓ２８)。これにより、＋電圧線路Ｌ１が励磁巻線３ｂの下流端に接続され、励磁巻線３ｂの上流端が−電圧線路Ｌ２に接続されることとなり、同様に、−電圧線路Ｌ２の電圧が適正化されるものである。
【００２９】
次に、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置１００は、図６の(ａ)のフローチャートにおいて、復帰処理がなされる。すなわち、例えば、配電用変圧器２１から配電線を介して、単相交流電流を各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎに供給されている状態で、制御部１０は、各線路Ｌ１，Ｎの二次側端子電圧１０Ｘ，１０Ｙを入力部１０−１により取り込み（Ｓ３１）、計測部１０−２において実行値に変換した上で計測する（Ｓ３２）。そして、指令部１０−３においてこの計測値が復帰判定値（例えば、１０１Ｖ±１Ｖ）(Ｓ３３)であるかどうかを判断し(Ｓ３４)、ここで、この計測値が適正電圧範囲以内であれば、「指令値 差電圧０Ｖ」として指令を出す(Ｓ３５)。これに応じて出力部１０−４では、接点６ａ−１，６ａ−２をオフ、接点８ａ，接点９ａをオフ、接点５ａをオンする(Ｓ３６)。これにより、励磁巻線３ａの下流端と励磁巻線３ａの上流端が接続されることとなり、＋電圧線路Ｌ１の電圧が適正値に安定化されるものである。
【００３０】
次に、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置１００は、図６の(ｂ)のフローチャートにおいて、復帰処理がなされる。すなわち、例えば、配電用変圧器２１から配電線を介して、単相交流電流を各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎに供給されている状態で、制御部１０は、各線路Ｌ２，Ｎの二次側端子電圧１０Ｙ，１０Ｚを入力部１０−１により取り込み（Ｓ４１）、計測部１０−２において実行値に変換した上で計測する（Ｓ４２）。そして、指令部１０−３においてこの計測値が復帰判定値（例えば、１０１Ｖ±１Ｖ）(Ｓ４３)であるかどうかを判断し(Ｓ４４)、ここで、この計測値が適正電圧範囲以内であれば、「指令値 差電圧０Ｖ」として指令を出す(Ｓ４５)。これに応じて出力部１０−４では、接点６ｂ−１，６ｂ−２をオフ、接点８ｂ，接点９ｂをオフ、接点５ｂをオンする(Ｓ４６)。これにより、励磁巻線３ｂの下流端と励磁巻線３ｂの上流端が接続されることとなり、−電圧線路Ｌ２の電圧が適正値に安定化されるものである。
【００３１】
（不平衡電圧範囲に応じた適正化処理）
次に、フローチャートを用いて、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置の不平衡電圧範囲に応じた適正化処理を詳細に説明する。図７は、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置の不平衡電圧範囲に応じた適正化処理の一例を示すフローチャート、図８は、同じく電圧適正化装置の不平衡電圧範囲に応じた適正化処理からの復帰処理の一例を示すフローチャートである。
【００３２】
本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置１００は、図７の(ａ)のフローチャートにおいて、例えば、配電用変圧器２１から配電線を介して、単相交流電流を各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎに供給されている状態で、制御部１０は、各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎの二次側端子電圧１０Ｘ，１０Ｙ，１０Ｚを入力部１０−１により取り込み（Ｓ５１）、計測部１０−２において実行値に変換した上で計測する（Ｓ５２）。そして、＋電圧線路Ｌ１の電圧と−電圧線路Ｌ２の電圧とが比較され計測される(Ｓ５３)。そして、指令部１０−３においてこの計測値が不平衡電圧範囲（例えば、相手相の電位を基準に９５Ｖ乃至１０７Ｖ）(Ｓ５０)であるかどうかを判断し(Ｓ５４)、ここで、この計測値が適正電圧範囲を上回れば、その程度に応じて、例えば、「指令値 差電圧１Ｖ」や(Ｓ５５)、「指令値 差電圧２Ｖ」(Ｓ５７)として指令を出す。これに応じて出力部１０−４では、例えば、「指令値 差電圧１Ｖ」に対しては、接点５ａをオフ、接点６ａ，接点６ａ−２をオフ、接点７ａ，接点７ａ−２をオン、接点８ａをオンする(Ｓ５６)。これにより、＋電圧線路Ｌ１が励磁巻線３ａの下流端に接続され、励磁巻線３ａの上流端が中性相線路Ｎに接続されることとなり、これにより直列変圧器１ａの働きによって、＋電圧線路Ｌ１の電圧の不平衡が解消されるものである。
【００３３】
又、例えば、「指令値 差電圧２Ｖ」に対しては、制御部１０の出力部１０−４は、接点５ａをオフ、接点６ａ，接点６ａ−２をオン、接点７ａ，接点７ａ−２をオフ、接点９ａをオンするべく制御する(Ｓ５７)。これにより、＋電圧線路Ｌ１が励磁巻線３ａの下流端に接続され、励磁巻線３ａの上流端が−電圧線路Ｌ２に接続されることとなり、同様に、直列変圧器１ａの働きによって、＋電圧線路Ｌ１の電圧の不平衡が解消されるものである。
【００３４】
更に、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置１００は、図７の(ｂ)のフローチャートにおいて、例えば、配電用変圧器２１から配電線を介して、単相交流電流を各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎに供給されている状態で、制御部１０は、各線路Ｌ２，Ｎの二次側端子電圧１０Ｚ，１０Ｙを入力部１０−１により取り込み（Ｓ６１）、計測部１０−２において実行値に変換した上で計測する（Ｓ６２）。そして、＋電圧線路Ｌ１の電圧と−電圧線路Ｌ２の電圧とが比較され計測される(Ｓ６３)。そして、指令部１０−３においてこの計測値が不平衡電圧範囲（例えば、相手相の電位を基準に９５Ｖ乃至１０７Ｖ） (Ｓ６０)であるかどうかを判断し(Ｓ６４)、ここで、この計測値が適正電圧範囲を上回れば、その程度に応じて、例えば、「指令値 差電圧１Ｖ」や(Ｓ６５)、「指令値 差電圧２Ｖ」(Ｓ６７)として指令を出す。これに応じて出力部１０−４では、例えば、「指令値 差電圧１Ｖ」に対しては、接点５ｂをオフ、接点６ｂ，接点６ｂ−２をオフ、接点７ｂ，接点７ｂ−２をオン、接点８ｂをオンする(Ｓ６６)。これにより、−電圧線路Ｌ２が励磁巻線３ａの下流端に接続され、励磁巻線３ａの上流端が中性相線路Ｎに接続されることとなり、これにより直列変圧器１ｂの働きによって、−電圧線路Ｌ２の電圧の不平衡が解消されるものである。
【００３５】
又、例えば、「指令値 差電圧２Ｖ」に対しては、制御部１０の出力部１０−４は、接点５ｂをオフ、接点６ｂ，接点６ｂ−２をオフ、接点７ｂ，接点７ｂ−２をオン、接点９ｂをオンするべく制御する(Ｓ６８)。これにより、−電圧線路Ｌ２が励磁巻線３ｂの下流端に接続され、励磁巻線３ｂの上流端が−電圧線路Ｌ２に接続されることとなり、同様に、直列変圧器１ｂの働きによって、−電圧線路Ｌ２の電圧の不平衡が解消されるものである。
【００３６】
次に、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置１００は、図８の(ａ)のフローチャートにおいて、復帰処理がなされる。すなわち、例えば、配電用変圧器２１から配電線を介して、単相交流電流を各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎに供給されている状態で、制御部１０は、各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎの二次側端子電圧１０Ｘ，１０Ｙを入力部１０−１により取り込み（Ｓ７１）、計測部１０−２において実行値に変換した上で計測する（Ｓ７２）。そして、指令部１０−３においてこの計測値が不平衡復帰判定値（例えば、１０１Ｖ±１Ｖ）(Ｓ７３)であるかどうかを判断し(Ｓ７４)、ここで、この計測値が不平衡復帰範囲以内であれば、「指令値 差電圧０Ｖ」として指令を出す(Ｓ７５)。これに応じて出力部１０−４では、接点６ａ−１，６ａ−２をオフ、接点８ａ，接点９ａをオフ、接点５ａをオンする(Ｓ７６)。これにより、励磁巻線３ａの下流端と励磁巻線３ａの上流端が接続されることとなり、＋電圧線路Ｌ１の電圧が適正値に安定化されるものである。
【００３７】
次に、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置１００は、図８の(ｂ)のフローチャートにおいて、復帰処理がなされる。すなわち、例えば、配電用変圧器２１から配電線を介して、単相交流電流を各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎに供給されている状態で、制御部１０は、各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎの二次側端子電圧１０Ｘ，１０Ｙ，１０Ｚを入力部１０−１により取り込み（Ｓ８１）、計測部１０−２において実行値に変換した上で計測する（Ｓ８２）。そして、指令部１０−３においてこの計測値が不平衡復帰判定値（例えば、１０１Ｖ±１Ｖ）(Ｓ８３)であるかどうかを判断し(Ｓ８４)、ここで、この計測値が不平衡復帰範囲以内であれば、「指令値 差電圧０Ｖ」として指令を出す(Ｓ８５)。これに応じて出力部１０−４では、接点６ｂ−１，６ｂ−２をオフ、接点８ｂ，接点９ｂをオフ、接点５ｂをオンする(Ｓ８６)。これにより、励磁巻線３ｂの下流端と励磁巻線３ｂの上流端が接続されることとなり、−電圧線路Ｌ２の電圧が適正値に安定化されるものである。
【００３８】
（タップ）
更に、先の直列変圧器１ａ，１ｂにおいて、各励磁巻線３ａ，３ｂは、開始端から終了端までの単調な巻き方となっているが、所望の電圧値に応じて予め適正な巻数を定めこの巻数に応じた複数のタップを設けることが好適である。切換器４ａ、４ｂをこれらのタップに任意に接続することで、所望の電圧制御を自由に行なうことが可能となり、本発明の一実施形態が目的としている各線路の電圧制御を高い信頼性において行なうことが可能となるものである。
【００３９】
以上に述べたように本実施形態で述べた電圧適正化装置１００は、常に、そのときどきの低圧３線式回路の二つの回路の電圧瞬時値を極めて短い周期の一定間隔Ｔで取り込み、これを、予め定め内部に記憶した基準値と大小関係を比較し、その結果に従って、単相３線式回路の当回路電圧を適正化するように制御する構成としているので、これにより、従来装置の課題である本明細書のはじめの所で述べた事項を解決することができる。
【００４０】
上記の実施形態では、制御回路１０を、マイクロプロセッサを中心に構成し、必要な一連の処理をプログラムを具備してこれを処理することで実現する場合を示したが、その実現する構成は、通常のワイアドロジックで用意しても本発明の目的を達成できることは言うまでもない。
【００４１】
同様に、上記の実施形態では、電磁リレーを用いて示した接点論理は、例えば、サイリスタなどのパワーエレクトロニクス素子や、電磁接触器等を用いることでも、同等の実施を行なえることは言うまでもない。
【００４２】
以上記載した様々な実施形態により、当業者は本発明を実現することができるが、更にこれらの実施形態の様々な変形例を思いつくことが当業者によって容易であり、発明的な能力をもたなくとも様々な実施形態へと適用することが可能である。従って、本発明は、開示された原理と新規な特徴に矛盾しない広範な範囲に及ぶものであり、上述した実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置の構成の一例を示すブロック図。
【図２】同じく電圧適正化装置が有する制御部の機能構成の一例を示す図。
【図３】同じく電圧適正化装置と配線用変圧器との接続を示す説明図。
【図４】同じく電圧適正化装置の周辺の接続と電圧の変動とを説明する説明図。
【図５】同じく電圧適正化装置の適正電圧範囲に応じた適正化処理の一例を示すフローチャート。
【図６】同じく電圧適正化装置の適正電圧範囲に応じた適正化処理からの復帰処理の一例を示すフローチャート。
【図７】同じく電圧適正化装置の不平衡電圧範囲に応じた適正化処理の一例を示すフローチャート。
【図８】同じく電圧適正化装置の不平衡電圧範囲に応じた適正化処理からの復帰処理の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４４】
１００…電圧適正化装置、１０…制御部、１ａ…直列変圧器、１ｂ…直列変圧器。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単相３線式電圧適正化装置に関し、特に、分散形電源を接続することによる電圧変動を適正化する単相３線式電圧適正化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、分散形電源が連系された低圧配電線では、配電用変圧器のタップ整定に対応した電圧値の電力が需要家に供給されていた。例えば、特許文献１においては、配電用自動電圧調整器の電力逆潮流原因判定方法及び装置、ならびに電力逆潮流時配電用自動電圧調整制御方法を示している。この従来技術では、低圧配電線で必要に応じて設置されている線路用電圧調整装置は、順方向潮流下で運用される配電線の負荷変動による電圧変動や１次側入力電圧の変動を抑制することができる。
【特許文献１】特開２０００−２９５７７４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１の従来技術である電力逆潮流原因判定装置においては、連系された分散形電源に起因する逆潮流下での配電線の電圧変動を抑制することができないという問題がある。これは、すなわち、低圧の単相３線式回路において需要家へ供給される電力は、配電用変圧器のタップ整定に対応した電圧で供給されているが、線路長の比較的長い単相３線式回路に分散形電源が連系される場合は、線路インピーダンスが大きいため、分散形電源の発電出力による逆潮流によって当該回路の電圧が上昇してしまうという現象が生じる。
【０００４】
その電圧上昇値が電気事業法で規定された範囲を超える場合には、分散形電源のもつ機能により、電圧値が上昇し過ぎないようにその出力パワーを抑制する制御がなされるため、該分散形電源は定格出力（フルパワー）を出せなくなるという問題がある。
このことは、低圧単相３線式回路の末端近傍の住宅に設置された小規模分散形電源である太陽光発電システムの近くの系統（回路）で上記と同様の電圧超過現象が起こった場合を例にとると、その住宅の太陽光発電システムは定格容量の出力を出せず、それをかなり下回った出力状態での運転となることが避けられなくなってしまうことを意味する。換言すれば、たとえ夏場の太陽光が最も入射される時間帯下であっても、需要家が折角導入した該太陽光発電システムのメリットを享受できないという問題がある。
【０００５】
又、単相３線式回路の場合は、各回路の負荷の違いにより、＋相電圧と−相電圧が同電圧値とならない，いわゆる電圧不平衡を生じる問題もある。
【０００６】
本発明は、上記のような事情を考慮してなされたもので、単相３線式回路に連系された分散形電源の逆潮流に起因する電圧上昇を抑制し、これにより単相３線式線路の電圧値を適正化する電圧適正化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る多種情報記録装置は、単相３線式による単相交流電流の正相が供給される第１線路（Ｌ１）と負相が供給される第２線路（Ｌ２）と中性相が供給される第３線路（Ｎ）とをもつ単相３線式線路（Ｌ１，Ｌ２，Ｎ）と、前記単相３線式線路の第１線路に挿入される第１巻線（２ａ）と、前記第１巻線に対向して設けられる第２巻線（３ａ）とをもつ第１変圧器（１ａ）と、前記単相３線式線路の第２線路に挿入される第３巻線（２ｂ）と、前記第３巻線に対向して設けられる第４巻線（３ｂ）とをもつ第２変圧器（１ｂ）と、前記第１線路と前記第２線路と前記第３線路と、前記第１変圧器の第２巻線と前記第２変圧器の第４巻線との間の接続を制御する切換部（４ａ，４ｂ）と、前記第１線路及び前記第２線路の電圧値を測定して所定範囲を超えている場合、前記切換部を制御することで、前記単相交流電流の正相電流を前記第２巻線に供給するか、前記単相交流電流の負相電流を前記第４巻線に供給することにより、前記第１線路及び前記第２線路の電圧値を適正化するべく制御する制御部（１０）とを具備することを特徴とする単相３線式電圧適正化装置である。
【発明の効果】
【０００８】
上記した単相３線式電圧適正化装置においては、外部に接続された太陽光発電等の分散型電源装置による影響により変動した第１線路（Ｌ１）の電圧や第２線路（Ｌ２）の電圧が制御部により検出される。そして、この値が、例えば、１０１Ｖとなるところが、１０８Ｖ等の抑制すべき値であると制御部１０が判断した場合、その電圧を適正化するものである。
【０００９】
すわなち、電圧の値を制するべく、第１線路Ｌ１の電流を直列変圧器１ａ等の直列巻線２ａに供給すると共に、例えば切換器４ａを制御することにより、この直列変圧器１ａ等の第１直列巻線２ａに対向して設けた第２直列巻線３ａの他端に、第１直列巻線２ａとは逆方向に第１線路Ｌ１の電流を供給するものである。これにより、直列変圧器１ａの働きによって、第１線路Ｌ１の電圧値を、予め適宜設定された直列変圧器１ａの巻数比に応じて適正に抑制するものである。このような制御部及び切換器の制御動作により、分散形電源の連系によって低圧３線式回路に生じる電圧変動を、潮流方向に関わらず規定電圧範囲に抑制できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態である電圧適正化装置について、図面を参照して以下に詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置の構成の一例を示すブロック図、図２は、同じく電圧適正化装置が有する制御部の機能構成の一例を示す図、図３は、同じく電圧適正化装置と配線用変圧器との接続を示す説明図、図４は、同じく電圧適正化装置の周辺の接続と電圧の変動とを説明する説明図である。
【００１１】
＜本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置＞
（構成）
本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置１００の一例は、図１に示すように、単相３線式による単相交流電流の正相が供給される＋線路Ｌ１と負相が供給される−線路Ｌ２と中性相が供給される線路Ｎとをもつ単相３線式線路と、２つの直列変圧器１ａ、１ｂと、各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎと、各変圧器１ａ，１ｂの励磁巻線３ｂとの間の接続を制御する切換部４ａ，４ｂと、これらに接続して動作を制御する制御回路１０とを少なくとも有している。
【００１２】
ここで、２つの直列変圧器１ａ、１ｂは、それぞれの１次巻線に相当する励磁巻線３ａ、３ｂ及び２次巻線に相当する直列巻線２ａ、２ｂを備えている。図１に示すよう、直列巻線２ａは、単相３線式回路の＋電圧線路Ｌ１に、直列巻線２は−電圧線路Ｌ２に、直列に挿入して接続されている。一方、励磁巻線３ａは、その端子３ａＡ及び３ａＢを介して切換器４ａに、励磁巻線３ｂは、その端子３ｂＡ及び３ｂＢを介して切換器４ｂに接続するよう構成する。
【００１３】
又、制御回路１０は、図２に示すように、内部に入力部１０−１と、計測検出部１０−２と、指令部１０−３と、及び出力部１０−４とを備えている。入力部１０−１と単相３線式回路の＋線路Ｌ１、−線路Ｌ２及び中性線路Ｎとの間は、それぞれ接続線１０Ｘ、１０Ｙ、及び１０Ｚで接続する。出力部１０−４と２つの切換器４ａ、４ｂとの間は、それぞれに対応する接続線群１０Ａ、１０Ｂで接続する。制御回路１０内部の入力部１０−１と、計測部１０−２と、計測部１０−２と、指令部１０−３及び指令部１０−３と出力部１０−４との間も相互に結合している。
【００１４】
２つの切換器４ａ、４ｂは、上記したそれぞれに対応する当の励磁巻線３ａ、４ｂとの接続及び制御回路１０との図１に示した接続のほかに、低圧３線式回路の＋線路Ｌ１、−線路Ｌ２、及び中性線路Ｎとも接続されている。
【００１５】
２つの切換器４ａ、４ｂの内部は、それぞれ同様の接点論理を備えている。この接点論理を、一例として、複数の電磁リレーで構成する場合、電磁リレー群のコイル側の図示を省略し接点の接続関係のみで示すと、接点５ａ、６ａ−１、６ａ−２、７ａ−１、７ａ−２、８ａ、９ａ（それぞれ、図示を省略した電磁リレー５Ａ、６Ａ、６Ａ、７Ａ、７Ａ、８Ａ、及び９Ａの接点を意味する）のグループ、及び 接点５ｂ、６ｂ−１、６ｂ−２、７ｂ−１、７ｂ−２、８ｂ、９ｂ（それぞれ、図示を省略した電磁リレー５Ｂ、６Ｂ、６Ｂ、７Ｂ、７Ｂ、８Ｂ、及び９Ｂの接点を意味する）のグループの双方とも、図１の当部に示す接続構成としている。
【００１６】
切換器４ａ内部の接点５ａは、コイルの図示を省略した電磁リレー５Ａの接点であり、その両端は、図示したように励磁巻線３ａの両端に、並列に接続する。コイルの図示を省略した電磁リレー６Ａの接点である接点６ａ−１は、一方端を励磁巻３ａの３ａＢ端子側に、他方端を＋線路Ｌ１と接続する。電磁リレー６Ａのもう一つの接点である接点６ａ−２は、一方端を励磁巻線３ａの端子３ａＡ側に、他方端を接点８ａ、及び接点９ａの両者が接続されている端子側に接続する。この端子は、接点７ａ−２の一方端にも接続する。
【００１７】
コイルの図示を省略した電磁リレー７Ａの接点である接点７ａ−１は、一方端を＋線路Ｌ１に、他方端を励磁巻線３ａの端子３ａＡ側に接続する。電磁リレー７Ａのもう一つの接点である接点７ａ−２は、一方端を励磁巻線３ａの端子３ａＢ側に、他方端を接点８ａ、及び接点９ａの両者が接続されている端子側に接続する。この端子は、接点６ａ−２の一方端にも接続する。
【００１８】
コイルの図示を省略した電磁リレー８Ａの接点である接点８ａは、一方端を中性線路Ｎに、他方端を接点６ａ−２、７ａ−２、及び９ａが接続されている端子側に接続する。コイルの図示を省略した電磁リレー９Ａの接点である接点９ａは、一方端を−線路Ｌ２に、他方端を接点６ａ−２、７ａ−２、及び８ａが接続されている端子側に接続する。
【００１９】
全く同様に、切換器４ｂ内部の接点５ｂは、コイルの図示を省略した電磁リレー５Ｂの接点であり、その両端は、図示したように励磁巻線３ｂの両端に、並列に接続する。コイルの図示を省略した電磁リレー６Ｂの接点である接点６ｂ−１は、一方端を励磁巻３ｂの３ｂＢ端子側に、他方端を−線路Ｌ２と接続する。電磁リレー６Ｂのもう一つの接点である接点６ｂ−２は、一方端を励磁巻線３ｂの端子３ｂＢ側に、他方端を接点８ｂ、及び接点９ｂの両者が接続されている端子側に接続する。この端子は、接点７ｂ−２の一方端にも接続する。
【００２０】
コイルの図示を省略した電磁リレー７Ｂの接点である接点７ｂ−１は、一方端を−線路Ｌ２に、他方端を励磁巻線３ｂの端子３ｂＡ側に接続する。電磁リレー７Ｂのもう一つの接点である接点７ｂ−２は、一方端を励磁巻線３ｂの端子３ｂＢ側に、他方端を接点８ｂ、及び接点９ｂの両者が接続されている端子側に接続する。この端子は、接点６ｂ−２の一方端にも接続する。
【００２１】
コイルの図示を省略した電磁リレー８Ｂの接点である接点８ｂは、一方端を中性線路Ｎに、他方端を接点６ｂ−２、７ｂ−２、及び９ｂが接続されている端子側に接続する。コイルの図示を省略した電磁リレー９Ｂの接点である接点９ｂは、一方端を＋線路Ｌ１に、他方端を接点６ｂ−２、７ｂ−２、及び８ｂが接続されている端子側に接続する。
【００２２】
（周辺機器との接続）
更に、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置は、図３及び図４に示すように、例えば屋外の電柱等に設けられた配電用変圧器２１に接続されるものであり、更に、一例として、上流側に太陽光発電等の分散型電源装置２２が、下流側に太陽光発電等の分散型電源装置２３が接続される場合がある。これらの分散型電源装置２２，２３の影響により、図４に示すように、出力電圧が適正電圧範囲（一例として、９５Ｖ−１０７Ｖ）を超えた値を示すことがある。本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置においては、以下にフローチャートを用いて説明するように、これらの電圧変動を解消するものである。
【００２３】
（適正電圧範囲に応じた適正化処理）
次に、フローチャートを用いて、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置の適正電圧範囲に応じた適正化処理を詳細に説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置の適正電圧範囲に応じた適正化処理の一例を示すフローチャート、図６は、同じく電圧適正化装置の適正電圧範囲に応じた適正化処理からの復帰処理の一例を示すフローチャートである。
【００２４】
本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置においては、以下の４つのフローチャートが同時に実行されることで、＋電圧線路Ｌ１及び−電圧線路Ｌ２の電圧が適正化されるものである。
【００２５】
本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置１００は、図５の(ａ)のフローチャートにおいて、例えば、配電用変圧器２１から配電線を介して、単相交流電流を各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎに供給されている状態で、制御部１０は、各線路Ｌ１，Ｎの二次側端子電圧１０Ｘ，１０Ｚを入力部１０−１により取り込み（Ｓ１１）、計測部１０−２において実行値に変換した上で計測する（Ｓ１２）。そして、指令部１０−３においてこの計測値が適正電圧範囲（例えば、９５Ｖ乃至１０７Ｖ）(Ｓ１３)であるかどうかを判断し(Ｓ１４)、ここで、この計測値が適正電圧範囲を上回れば、その程度に応じて、例えば、「指令値 差電圧１Ｖ」や(Ｓ１５)、「指令値 差電圧２Ｖ」(Ｓ１７)として指令を出す。これに応じて出力部１０−４では、例えば、「指令値 差電圧１Ｖ」に対しては、接点５ａをオフ、接点６ａ，接点６ａ−２をオン、接点７ａ，接点７ａ−２をオフ、接点８ａをオンする(Ｓ１６)。これにより、＋電圧線路Ｌ１が励磁巻線３ａの下流端に接続され、励磁巻線３ａの上流端が中性相線路Ｎに接続されることとなり、これにより直列変圧器１ａの働きによって＋電圧線路Ｌ１の電圧が適正化されるものである。
【００２６】
又、例えば、「指令値 差電圧２Ｖ」に対しては、制御部１０の出力部１０−４は、接点５ａをオフ、接点６ａ，接点６ａ−２をオン、接点７ａ，接点７ａ−２をオフ、接点９ａをオンするべく制御する(Ｓ１８)。これにより、＋電圧線路Ｌ１が励磁巻線３ａの下流端に接続され、励磁巻線３ａの上流端が−電圧線路Ｌ２に接続されることとなり、同様に、直列変圧器１ａの働きによって＋電圧線路Ｌ１の電圧が適正化されるものである。
【００２７】
更に、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置１００は、図５の(ｂ)のフローチャートにおいて、例えば、配電用変圧器２１から配電線を介して、単相交流電流を各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎに供給されている状態で、制御部１０は、各線路Ｌ２，Ｎの二次側端子電圧１０Ｚ，１０Ｙを入力部１０−１により取り込み（Ｓ２１）、計測部１０−２において実行値に変換した上で計測する（Ｓ２２）。そして、指令部１０−３においてこの計測値が適正電圧範囲（例えば、９５Ｖ乃至１０７Ｖ）(Ｓ２３)であるかどうかを判断し(Ｓ２４)、ここで、この計測値が適正電圧範囲を上回れば、その程度に応じて、例えば、「指令値 差電圧１Ｖ」や(Ｓ２５)、「指令値 差電圧２Ｖ」(Ｓ２７)として指令を出す。これに応じて出力部１０−４では、例えば、「指令値 差電圧１Ｖ」に対しては、接点５ｂをオフ、接点６ｂ，接点６ｂ−２をオン、接点７ｂ，接点７ｂ−２をオフ、接点８ｂをオンする(Ｓ１６)。これにより、−電圧線路Ｌ２が励磁巻線３ａの下流端に接続され、励磁巻線３ａの上流端が中性相線路Ｎに接続されることとなり、−電圧線路Ｌ２の電圧が適正化されるものである。
【００２８】
又、例えば、「指令値 差電圧２Ｖ」に対しては、制御部１０の出力部１０−４は、接点５ｂをオフ、接点６ｂ，接点６ｂ−２をオン、接点７ｂ，接点７ｂ−２をオフ、接点９ｂをオンするべく制御する(Ｓ２８)。これにより、＋電圧線路Ｌ１が励磁巻線３ｂの下流端に接続され、励磁巻線３ｂの上流端が−電圧線路Ｌ２に接続されることとなり、同様に、−電圧線路Ｌ２の電圧が適正化されるものである。
【００２９】
次に、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置１００は、図６の(ａ)のフローチャートにおいて、復帰処理がなされる。すなわち、例えば、配電用変圧器２１から配電線を介して、単相交流電流を各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎに供給されている状態で、制御部１０は、各線路Ｌ１，Ｎの二次側端子電圧１０Ｘ，１０Ｙを入力部１０−１により取り込み（Ｓ３１）、計測部１０−２において実行値に変換した上で計測する（Ｓ３２）。そして、指令部１０−３においてこの計測値が復帰判定値（例えば、１０１Ｖ±１Ｖ）(Ｓ３３)であるかどうかを判断し(Ｓ３４)、ここで、この計測値が適正電圧範囲以内であれば、「指令値 差電圧０Ｖ」として指令を出す(Ｓ３５)。これに応じて出力部１０−４では、接点６ａ−１，６ａ−２をオフ、接点８ａ，接点９ａをオフ、接点５ａをオンする(Ｓ３６)。これにより、励磁巻線３ａの下流端と励磁巻線３ａの上流端が接続されることとなり、＋電圧線路Ｌ１の電圧が適正値に安定化されるものである。
【００３０】
次に、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置１００は、図６の(ｂ)のフローチャートにおいて、復帰処理がなされる。すなわち、例えば、配電用変圧器２１から配電線を介して、単相交流電流を各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎに供給されている状態で、制御部１０は、各線路Ｌ２，Ｎの二次側端子電圧１０Ｙ，１０Ｚを入力部１０−１により取り込み（Ｓ４１）、計測部１０−２において実行値に変換した上で計測する（Ｓ４２）。そして、指令部１０−３においてこの計測値が復帰判定値（例えば、１０１Ｖ±１Ｖ）(Ｓ４３)であるかどうかを判断し(Ｓ４４)、ここで、この計測値が適正電圧範囲以内であれば、「指令値 差電圧０Ｖ」として指令を出す(Ｓ４５)。これに応じて出力部１０−４では、接点６ｂ−１，６ｂ−２をオフ、接点８ｂ，接点９ｂをオフ、接点５ｂをオンする(Ｓ４６)。これにより、励磁巻線３ｂの下流端と励磁巻線３ｂの上流端が接続されることとなり、−電圧線路Ｌ２の電圧が適正値に安定化されるものである。
【００３１】
（不平衡電圧範囲に応じた適正化処理）
次に、フローチャートを用いて、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置の不平衡電圧範囲に応じた適正化処理を詳細に説明する。図７は、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置の不平衡電圧範囲に応じた適正化処理の一例を示すフローチャート、図８は、同じく電圧適正化装置の不平衡電圧範囲に応じた適正化処理からの復帰処理の一例を示すフローチャートである。
【００３２】
本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置１００は、図７の(ａ)のフローチャートにおいて、例えば、配電用変圧器２１から配電線を介して、単相交流電流を各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎに供給されている状態で、制御部１０は、各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎの二次側端子電圧１０Ｘ，１０Ｙ，１０Ｚを入力部１０−１により取り込み（Ｓ５１）、計測部１０−２において実行値に変換した上で計測する（Ｓ５２）。そして、＋電圧線路Ｌ１の電圧と−電圧線路Ｌ２の電圧とが比較され計測される(Ｓ５３)。そして、指令部１０−３においてこの計測値が不平衡電圧範囲（例えば、相手相の電位を基準に９５Ｖ乃至１０７Ｖ）(Ｓ５０)であるかどうかを判断し(Ｓ５４)、ここで、この計測値が適正電圧範囲を上回れば、その程度に応じて、例えば、「指令値 差電圧１Ｖ」や(Ｓ５５)、「指令値 差電圧２Ｖ」(Ｓ５７)として指令を出す。これに応じて出力部１０−４では、例えば、「指令値 差電圧１Ｖ」に対しては、接点５ａをオフ、接点６ａ，接点６ａ−２をオフ、接点７ａ，接点７ａ−２をオン、接点８ａをオンする(Ｓ５６)。これにより、＋電圧線路Ｌ１が励磁巻線３ａの下流端に接続され、励磁巻線３ａの上流端が中性相線路Ｎに接続されることとなり、これにより直列変圧器１ａの働きによって、＋電圧線路Ｌ１の電圧の不平衡が解消されるものである。
【００３３】
又、例えば、「指令値 差電圧２Ｖ」に対しては、制御部１０の出力部１０−４は、接点５ａをオフ、接点６ａ，接点６ａ−２をオン、接点７ａ，接点７ａ−２をオフ、接点９ａをオンするべく制御する(Ｓ５７)。これにより、＋電圧線路Ｌ１が励磁巻線３ａの下流端に接続され、励磁巻線３ａの上流端が−電圧線路Ｌ２に接続されることとなり、同様に、直列変圧器１ａの働きによって、＋電圧線路Ｌ１の電圧の不平衡が解消されるものである。
【００３４】
更に、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置１００は、図７の(ｂ)のフローチャートにおいて、例えば、配電用変圧器２１から配電線を介して、単相交流電流を各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎに供給されている状態で、制御部１０は、各線路Ｌ２，Ｎの二次側端子電圧１０Ｚ，１０Ｙを入力部１０−１により取り込み（Ｓ６１）、計測部１０−２において実行値に変換した上で計測する（Ｓ６２）。そして、＋電圧線路Ｌ１の電圧と−電圧線路Ｌ２の電圧とが比較され計測される(Ｓ６３)。そして、指令部１０−３においてこの計測値が不平衡電圧範囲（例えば、相手相の電位を基準に９５Ｖ乃至１０７Ｖ） (Ｓ６０)であるかどうかを判断し(Ｓ６４)、ここで、この計測値が適正電圧範囲を上回れば、その程度に応じて、例えば、「指令値 差電圧１Ｖ」や(Ｓ６５)、「指令値 差電圧２Ｖ」(Ｓ６７)として指令を出す。これに応じて出力部１０−４では、例えば、「指令値 差電圧１Ｖ」に対しては、接点５ｂをオフ、接点６ｂ，接点６ｂ−２をオフ、接点７ｂ，接点７ｂ−２をオン、接点８ｂをオンする(Ｓ６６)。これにより、−電圧線路Ｌ２が励磁巻線３ａの下流端に接続され、励磁巻線３ａの上流端が中性相線路Ｎに接続されることとなり、これにより直列変圧器１ｂの働きによって、−電圧線路Ｌ２の電圧の不平衡が解消されるものである。
【００３５】
又、例えば、「指令値 差電圧２Ｖ」に対しては、制御部１０の出力部１０−４は、接点５ｂをオフ、接点６ｂ，接点６ｂ−２をオフ、接点７ｂ，接点７ｂ−２をオン、接点９ｂをオンするべく制御する(Ｓ６８)。これにより、−電圧線路Ｌ２が励磁巻線３ｂの下流端に接続され、励磁巻線３ｂの上流端が−電圧線路Ｌ２に接続されることとなり、同様に、直列変圧器１ｂの働きによって、−電圧線路Ｌ２の電圧の不平衡が解消されるものである。
【００３６】
次に、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置１００は、図８の(ａ)のフローチャートにおいて、復帰処理がなされる。すなわち、例えば、配電用変圧器２１から配電線を介して、単相交流電流を各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎに供給されている状態で、制御部１０は、各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎの二次側端子電圧１０Ｘ，１０Ｙを入力部１０−１により取り込み（Ｓ７１）、計測部１０−２において実行値に変換した上で計測する（Ｓ７２）。そして、指令部１０−３においてこの計測値が不平衡復帰判定値（例えば、１０１Ｖ±１Ｖ）(Ｓ７３)であるかどうかを判断し(Ｓ７４)、ここで、この計測値が不平衡復帰範囲以内であれば、「指令値 差電圧０Ｖ」として指令を出す(Ｓ７５)。これに応じて出力部１０−４では、接点６ａ−１，６ａ−２をオフ、接点８ａ，接点９ａをオフ、接点５ａをオンする(Ｓ７６)。これにより、励磁巻線３ａの下流端と励磁巻線３ａの上流端が接続されることとなり、＋電圧線路Ｌ１の電圧が適正値に安定化されるものである。
【００３７】
次に、本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置１００は、図８の(ｂ)のフローチャートにおいて、復帰処理がなされる。すなわち、例えば、配電用変圧器２１から配電線を介して、単相交流電流を各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎに供給されている状態で、制御部１０は、各線路Ｌ１，Ｌ２，Ｎの二次側端子電圧１０Ｘ，１０Ｙ，１０Ｚを入力部１０−１により取り込み（Ｓ８１）、計測部１０−２において実行値に変換した上で計測する（Ｓ８２）。そして、指令部１０−３においてこの計測値が不平衡復帰判定値（例えば、１０１Ｖ±１Ｖ）(Ｓ８３)であるかどうかを判断し(Ｓ８４)、ここで、この計測値が不平衡復帰範囲以内であれば、「指令値 差電圧０Ｖ」として指令を出す(Ｓ８５)。これに応じて出力部１０−４では、接点６ｂ−１，６ｂ−２をオフ、接点８ｂ，接点９ｂをオフ、接点５ｂをオンする(Ｓ８６)。これにより、励磁巻線３ｂの下流端と励磁巻線３ｂの上流端が接続されることとなり、−電圧線路Ｌ２の電圧が適正値に安定化されるものである。
【００３８】
（タップ）
更に、先の直列変圧器１ａ，１ｂにおいて、各励磁巻線３ａ，３ｂは、開始端から終了端までの単調な巻き方となっているが、所望の電圧値に応じて予め適正な巻数を定めこの巻数に応じた複数のタップを設けることが好適である。切換器４ａ、４ｂをこれらのタップに任意に接続することで、所望の電圧制御を自由に行なうことが可能となり、本発明の一実施形態が目的としている各線路の電圧制御を高い信頼性において行なうことが可能となるものである。
【００３９】
以上に述べたように本実施形態で述べた電圧適正化装置１００は、常に、そのときどきの低圧３線式回路の二つの回路の電圧瞬時値を極めて短い周期の一定間隔Ｔで取り込み、これを、予め定め内部に記憶した基準値と大小関係を比較し、その結果に従って、単相３線式回路の当回路電圧を適正化するように制御する構成としているので、これにより、従来装置の課題である本明細書のはじめの所で述べた事項を解決することができる。
【００４０】
上記の実施形態では、制御回路１０を、マイクロプロセッサを中心に構成し、必要な一連の処理をプログラムを具備してこれを処理することで実現する場合を示したが、その実現する構成は、通常のワイアドロジックで用意しても本発明の目的を達成できることは言うまでもない。
【００４１】
同様に、上記の実施形態では、電磁リレーを用いて示した接点論理は、例えば、サイリスタなどのパワーエレクトロニクス素子や、電磁接触器等を用いることでも、同等の実施を行なえることは言うまでもない。
【００４２】
以上記載した様々な実施形態により、当業者は本発明を実現することができるが、更にこれらの実施形態の様々な変形例を思いつくことが当業者によって容易であり、発明的な能力をもたなくとも様々な実施形態へと適用することが可能である。従って、本発明は、開示された原理と新規な特徴に矛盾しない広範な範囲に及ぶものであり、上述した実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係る電圧適正化装置の構成の一例を示すブロック図。
【図２】同じく電圧適正化装置が有する制御部の機能構成の一例を示す図。
【図３】同じく電圧適正化装置と配線用変圧器との接続を示す説明図。
【図４】同じく電圧適正化装置の周辺の接続と電圧の変動とを説明する説明図。
【図５】同じく電圧適正化装置の適正電圧範囲に応じた適正化処理の一例を示すフローチャート。
【図６】同じく電圧適正化装置の適正電圧範囲に応じた適正化処理からの復帰処理の一例を示すフローチャート。
【図７】同じく電圧適正化装置の不平衡電圧範囲に応じた適正化処理の一例を示すフローチャート。
【図８】同じく電圧適正化装置の不平衡電圧範囲に応じた適正化処理からの復帰処理の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４４】
１００…電圧適正化装置、１０…制御部、１ａ…直列変圧器、１ｂ…直列変圧器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単相３線式による単相交流電流の正相が供給される第１線路と負相が供給される第２線路と中性相が供給される第３線路とをもつ単相３線式線路と、
前記単相３線式線路の第１線路に挿入される第１巻線と、前記第１巻線に対向して設けられる第２巻線とをもつ第１変圧器と、
前記単相３線式線路の第２線路に挿入される第３巻線と、前記第３巻線に対向して設けられる第４巻線とをもつ第２変圧器と、
前記第１線路と前記第２線路と前記第３線路と、前記第１変圧器の第２巻線と前記第２変圧器の第４巻線との間の接続を制御する切換部と、
前記第１線路及び前記第２線路の電圧値を測定して所定範囲を超えている場合、前記切換部を制御することで、前記単相交流電流の正相電流を前記第２巻線に供給するか、前記単相交流電流の負相電流を前記第４巻線に供給することにより、前記第１線路及び前記第２線路の電圧値を適正化するべく制御する制御部と、
を具備することを特徴とする単相３線式電圧適正化装置。
【請求項２】
前記第１変圧器の第２巻線又は前記第２変圧器の第４巻線は、その開始端から終了端の間に単数又は複数のタップ端をそれぞれ設けており、前記切換部はこのタップ端に接続されていることを特徴とする請求項１記載の単相３線式電圧適正化装置。
【請求項３】
単相３線式による単相交流電流の正相が供給される第１線路と負相が供給される第２線路と中性相が供給される第３線路とをもつ単相３線式線路と、
前記単相３線式線路の第１線路に挿入される第１巻線と、前記第１巻線に対向して設けられる第２巻線とをもつ第１変圧器と、
前記単相３線式線路の第２線路に挿入される第３巻線と、前記第３巻線に対向して設けられる第４巻線とをもつ第２変圧器と、
前記第１線路と前記第２線路と前記第３線路と、前記第１変圧器の第２巻線と前記第２変圧器の第４巻線との間の接続を制御する切換部と、
前記第１線路と前記第２線路との電位差を測定してこれが所定範囲を超えている場合、前記切換部を制御することで、前記単相交流電流の正相電流を前記第２巻線に供給するか、前記単相交流電流の負相電流を前記第４巻線に供給することにより、前記第１線路及び前記第２線路の電位差を適正化するべく制御する制御部と、
を具備することを特徴とする単相３線式電圧適正化装置。
【請求項４】
前記第１変圧器の第２巻線又は前記第２変圧器の第４巻線は、その開始端から終了端の間に単数又は複数のタップ端をそれぞれ設けており、前記切換部はこのタップ端に接続されていることを特徴とする請求項３記載の単相３線式電圧適正化装置。
【請求項１】
単相３線式による単相交流電流の正相が供給される第１線路と負相が供給される第２線路と中性相が供給される第３線路とをもつ単相３線式線路と、
前記単相３線式線路の第１線路に挿入される第１巻線と、前記第１巻線に対向して設けられる第２巻線とをもつ第１変圧器と、
前記単相３線式線路の第２線路に挿入される第３巻線と、前記第３巻線に対向して設けられる第４巻線とをもつ第２変圧器と、
前記第１線路と前記第２線路と前記第３線路と、前記第１変圧器の第２巻線と前記第２変圧器の第４巻線との間の接続を制御する切換部と、
前記第１線路及び前記第２線路の電圧値を測定して所定範囲を超えている場合、前記切換部を制御することで、前記単相交流電流の正相電流を前記第２巻線に供給するか、前記単相交流電流の負相電流を前記第４巻線に供給することにより、前記第１線路及び前記第２線路の電圧値を適正化するべく制御する制御部と、
を具備することを特徴とする単相３線式電圧適正化装置。
【請求項２】
前記第１変圧器の第２巻線又は前記第２変圧器の第４巻線は、その開始端から終了端の間に単数又は複数のタップ端をそれぞれ設けており、前記切換部はこのタップ端に接続されていることを特徴とする請求項１記載の単相３線式電圧適正化装置。
【請求項３】
単相３線式による単相交流電流の正相が供給される第１線路と負相が供給される第２線路と中性相が供給される第３線路とをもつ単相３線式線路と、
前記単相３線式線路の第１線路に挿入される第１巻線と、前記第１巻線に対向して設けられる第２巻線とをもつ第１変圧器と、
前記単相３線式線路の第２線路に挿入される第３巻線と、前記第３巻線に対向して設けられる第４巻線とをもつ第２変圧器と、
前記第１線路と前記第２線路と前記第３線路と、前記第１変圧器の第２巻線と前記第２変圧器の第４巻線との間の接続を制御する切換部と、
前記第１線路と前記第２線路との電位差を測定してこれが所定範囲を超えている場合、前記切換部を制御することで、前記単相交流電流の正相電流を前記第２巻線に供給するか、前記単相交流電流の負相電流を前記第４巻線に供給することにより、前記第１線路及び前記第２線路の電位差を適正化するべく制御する制御部と、
を具備することを特徴とする単相３線式電圧適正化装置。
【請求項４】
前記第１変圧器の第２巻線又は前記第２変圧器の第４巻線は、その開始端から終了端の間に単数又は複数のタップ端をそれぞれ設けており、前記切換部はこのタップ端に接続されていることを特徴とする請求項３記載の単相３線式電圧適正化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２６２６０９（Ｐ２００６−２６２６０９Ａ）
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７５９１５（Ｐ２００５−７５９１５）
【出願日】平成１７年３月１６日（２００５．３．１６）
【出願人】（３９１００４９２０）東北電機製造株式会社 (7)
【出願人】（０００２２２０３７）東北電力株式会社 (228)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１６日（２００５．３．１６）
【出願人】（３９１００４９２０）東北電機製造株式会社 (7)
【出願人】（０００２２２０３７）東北電力株式会社 (228)
【Ｆターム（参考）】
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