JP7791020B2 - voltage regulator - Google Patents
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Description
本開示は電圧調整装置に関する。 This disclosure relates to a voltage regulator.
特許文献1には、3つの配電線中の2つの間の交流電圧の実効値を調整する電圧調整装置が開示されている。この電圧調整装置は3つの直列変圧器を有する。各直列変圧器は1次巻線及び2次巻線を有する。3つの直列変圧器それぞれの2次巻線は、3つの配電線の中途に配置されている。3つの直列変圧器の1次巻線には種々の交流電圧が印加される。これにより、出力側の交流電圧の実効値が調整される。 Patent Document 1 discloses a voltage regulator that adjusts the effective value of the AC voltage between two of three distribution lines. This voltage regulator has three series transformers. Each series transformer has a primary winding and a secondary winding. The secondary winding of each of the three series transformers is located midway between the three distribution lines. Various AC voltages are applied to the primary windings of the three series transformers. This adjusts the effective value of the AC voltage on the output side.
3つの直列変圧器に関して、特許文献1では3つの1次巻線の結線がY結線である。3つの2次巻線の結線もY結線である。3つの2次巻線の一端子が接続される中性点は接地されていない。この場合、各2次巻線で、周波数が基本波の3倍である第3高調波成分が誘起された場合、中性点の電圧である零相電圧が発生する。実効値が大きい零相電圧が発生した場合、種々の問題が発生する。零相電圧を抑制する方法として、3つの直列変圧器に用いられる共通の鉄心として三相三脚の鉄心を用いる方法が挙げられる。 In Patent Document 1, the three primary windings of the three series transformers are connected in a Y-connection. The three secondary windings are also connected in a Y-connection. The neutral point to which one terminal of the three secondary windings is connected is not grounded. In this case, if a third harmonic component, whose frequency is three times the fundamental wave, is induced in each secondary winding, a zero-phase voltage, which is the voltage at the neutral point, is generated. If a zero-phase voltage with a large effective value is generated, various problems arise. One method for suppressing the zero-phase voltage is to use a three-phase, three-legged core as the common core used by the three series transformers.
三相三脚の鉄心が用いられた場合、幅方向の長さは小さく、かつ、高さ方向の長さは大きい。三相五脚の鉄心が用いられた場合、幅方向の長さは大きく、かつ、高さ方向の長さは小さい。特許文献1の構成で三相五脚の鉄心を用いる場合、零相電圧の実効値を抑制するための追加の巻線が必要となる。このため、特許文献1の構成では、三相五脚の鉄心を用いにくい。結果、特許文献1の構成では三相三脚の鉄心を用いる必要があるため、配置に関する自由度が小さいという問題がある。 When a three-phase, three-legged core is used, the width direction length is small and the height direction length is large. When a three-phase, five-legged core is used, the width direction length is large and the height direction length is small. When a three-phase, five-legged core is used in the configuration of Patent Document 1, an additional winding is required to suppress the effective value of the zero-phase voltage. For this reason, it is difficult to use a three-phase, five-legged core in the configuration of Patent Document 1. As a result, the configuration of Patent Document 1 requires the use of a three-phase, three-legged core, which poses the problem of limited flexibility in terms of placement.
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、配置に関する自由度が大きい電圧調整装置を提供することにある。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and its purpose is to provide a voltage regulator that allows for a high degree of freedom in terms of placement.
本発明の一態様に係る電圧調整装置は、第1配電線、第2配電線及び第3配電線中の2つの間の交流電圧の実効値を調整する電圧調整装置であって、前記第1配電線及び第2配電線間に1次巻線が接続され、2次巻線に複数のタップが接続されている第1タップ変圧器と、前記第2配電線及び第3配電線間に1次巻線が接続され、2次巻線に複数のタップが接続されている第2タップ変圧器と、1次巻線及び前記第1配電線の中途に配置される2次巻線を有する第1直列変圧器と、1次巻線及び前記第2配電線の中途に配置される2次巻線を有する第2直列変圧器と、1次巻線及び前記第3配電線の中途に配置される2次巻線を有する第3直列変圧器と、前記第1タップ変圧器及び第2タップ変圧器の2次巻線に接続されている複数のタップの中で、前記第1直列変圧器、第2直列変圧器及び第3直列変圧器が有する3つの1次巻線の端子が電気的に接続されるタップを切換える切換え器とを備え、前記第1直列変圧器の1次巻線の一端子は、前記第2直列変圧器の1次巻線の一端子に接続され、前記第2直列変圧器の1次巻線の他端子は、前記第3直列変圧器の1次巻線の一端子に接続され、前記第3直列変圧器の1次巻線の他端子は、前記第1直列変圧器の1次巻線の他端子に接続される。 A voltage adjustment device according to one aspect of the present invention is a voltage adjustment device that adjusts the effective value of the AC voltage between two of a first distribution line, a second distribution line, and a third distribution line, and includes: a first tap transformer having a primary winding connected between the first distribution line and the second distribution line and a secondary winding to which multiple taps are connected; a second tap transformer having a primary winding connected between the second distribution line and the third distribution line and a secondary winding to which multiple taps are connected; a first series transformer having a secondary winding located midway between the primary winding and the first distribution line; a second series transformer having a secondary winding located midway between the primary winding and the second distribution line; and a second series transformer having a secondary winding located midway between the primary winding and the third distribution line. and a selector for selecting a tap, among the multiple taps connected to the secondary windings of the first and second tap transformers, to which the terminals of the three primary windings of the first, second, and third series transformers are electrically connected. One terminal of the primary winding of the first series transformer is connected to one terminal of the primary winding of the second series transformer, the other terminal of the primary winding of the second series transformer is connected to one terminal of the primary winding of the third series transformer, and the other terminal of the primary winding of the third series transformer is connected to the other terminal of the primary winding of the first series transformer.
上記の態様によれば、配置に関する自由度が大きい。 The above aspect allows for a great degree of freedom in terms of placement.
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。
図1は本実施の形態における電圧調整装置1の回路図である。交流電源2には、3つの配電線U,V,Wが各別に接続されている。交流電源2は、配電線U,Vを介して交流電圧を出力し、配電線V,Wを介して交流電圧を出力し、配電線W,Uを介して交流電圧を出力する。交流電源2は例えば変電所である。以下では、3つの配電線U,V,W中の2つの配電線間の交流電圧の実効値を線間電圧と記載する。配電線U,V間の線間電圧は、配電線V,W間の線間電圧と共通しており、配電線W,U間の線間電圧と共通している。
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings showing embodiments thereof.
1 is a circuit diagram of a voltage adjustment device 1 according to the present embodiment. Three distribution lines U, V, and W are connected to an AC power source 2. The AC power source 2 outputs an AC voltage via the distribution lines U and V, outputs an AC voltage via the distribution lines V and W, and outputs an AC voltage via the distribution lines W and U. The AC power source 2 is, for example, a substation. Hereinafter, the effective value of the AC voltage between two of the three distribution lines U, V, and W will be referred to as the line voltage. The line voltage between the distribution lines U and V is common to the line voltage between the distribution lines V and W, and is also common to the line voltage between the distribution lines W and U.
配電線U,V,Wそれぞれは第1配電線、第2配電線及び第3配電線として機能する。なお、2つの線間電圧の「共通」は実質的な一致を示す。従って、2つの線間電圧の差が設計上の誤差の範囲内の値である場合、2つの線間電圧は共通している。 The distribution lines U, V, and W function as the first distribution line, second distribution line, and third distribution line, respectively. Note that "common" between two line voltages indicates that they are substantially the same. Therefore, if the difference between the two line voltages is within the design error range, the two line voltages are common.
電圧調整装置1は、3つの配電線U,V,Wの中途に配置されている。電圧調整装置1では、交流電源2から3つの交流電圧が入力され、3つの交流電圧を出力する。電圧調整装置1は、出力側の配電線U,V間の線間電圧と、出力側の配電線V,W間の線間電圧と、出力側の配電線W,U間の線間電圧とを一括で調整する。 The voltage regulator 1 is placed midway between the three distribution lines U, V, and W. The voltage regulator 1 receives three AC voltages from the AC power source 2 and outputs three AC voltages. The voltage regulator 1 simultaneously adjusts the line voltage between the output distribution lines U and V, the line voltage between the output distribution lines V and W, and the line voltage between the output distribution lines W and U.
電圧調整装置1は、3つの直列変圧器3u,3v,3w、2つの調整変圧器4a,4b及び切換え器5を有する。直列変圧器3u,3v,3wそれぞれは、1次巻線31及び2次巻線32を有する。3つの1次巻線31及び3つの2次巻線32それぞれは、共通の鉄心33(図5参照)に巻き付いている。鉄心33は磁性体である。3つの2次巻線32それぞれの一端子は、入力側の配電線U,V,Wに接続されている。3つの2次巻線32それぞれの他端子は、出力側の配電線U,V,Wに接続されている。直列変圧器3u,3v,3wそれぞれは第1直列変圧器、第2直列変圧器及び第3直列変圧器として機能する。 The voltage regulator 1 has three series transformers 3u, 3v, and 3w, two regulating transformers 4a and 4b, and a switch 5. Each of the series transformers 3u, 3v, and 3w has a primary winding 31 and a secondary winding 32. The three primary windings 31 and the three secondary windings 32 are wound around a common iron core 33 (see Figure 5). The iron core 33 is a magnetic material. One terminal of each of the three secondary windings 32 is connected to the input distribution lines U, V, and W. The other terminal of each of the three secondary windings 32 is connected to the output distribution lines U, V, and W. The series transformers 3u, 3v, and 3w function as the first, second, and third series transformers, respectively.
直列変圧器3uの1次巻線31の一端子は、直列変圧器3vの1次巻線31の一端子に接続されている。直列変圧器3vの1次巻線31の他端子は、直列変圧器3wの1次巻線31の一端子に接続されている。直列変圧器3wの1次巻線31の他端子は、直列変圧器3uの1次巻線31の他端子に接続されている。従って、3つの1次巻線31の結線はデルタ結線である。3つの2次巻線32の結線はY結線である。 One terminal of the primary winding 31 of the series transformer 3u is connected to one terminal of the primary winding 31 of the series transformer 3v. The other terminal of the primary winding 31 of the series transformer 3v is connected to one terminal of the primary winding 31 of the series transformer 3w. The other terminal of the primary winding 31 of the series transformer 3w is connected to the other terminal of the primary winding 31 of the series transformer 3u. Therefore, the three primary windings 31 are connected in a delta configuration. The three secondary windings 32 are connected in a wye configuration.
調整変圧器4a,4bそれぞれは、1次巻線41及び2次巻線42を有する。1次巻線41及び2次巻線42は図示しない鉄心に巻き付いている。この鉄心も磁性体である。調整変圧器4aの1次巻線41は、2つの配電線U,V間に接続されている。調整変圧器4bの1次巻線41は、2つの配電線V,W間に接続されている。2つの1次巻線41の結線はV結線である。調整変圧器4aの1次巻線41には、出力側の配電線U,V間の交流電圧が印加される。調整変圧器4bの1次巻線41には、出力側の配電線V,W間の交流電圧が印加される。 Each of the regulating transformers 4a and 4b has a primary winding 41 and a secondary winding 42. The primary winding 41 and secondary winding 42 are wound around an iron core (not shown). This iron core is also made of magnetic material. The primary winding 41 of the regulating transformer 4a is connected between two distribution lines U and V. The primary winding 41 of the regulating transformer 4b is connected between two distribution lines V and W. The two primary windings 41 are V-connected. The AC voltage between the output distribution lines U and V is applied to the primary winding 41 of the regulating transformer 4a. The AC voltage between the output distribution lines V and W is applied to the primary winding 41 of the regulating transformer 4b.
調整変圧器4a,4bそれぞれの2次巻線には、3つのタップT1,T2,T3が接続されている。調整変圧器4a,4bそれぞれは、第1タップ変圧器及び第2タップ変圧器として機能する。2つの1次巻線41の巻数は同じである。2つの2次巻線42に関して、タップT1,T2間の巻数は同じである。タップT2,T3間の巻数も同じである。タップT1,T2間の巻数はタップT2,T3間の巻数よりも小さい。2次巻線42は、3つのタップT1,T2,T3中の2つから交流電圧を出力する。出力される交流電圧の実効値は、1次巻線41に印加される交流電圧の実効値(線間電圧)と巻数比との積で表される。巻数比は、2つのタップ間の巻数を1次巻線41の巻数で除算することによって得られる値である。 Three taps T1, T2, and T3 are connected to the secondary windings of each of the regulating transformers 4a and 4b. Regulating transformers 4a and 4b function as a first tap transformer and a second tap transformer, respectively. The two primary windings 41 have the same number of turns. For the two secondary windings 42, the number of turns between taps T1 and T2 is the same. The number of turns between taps T2 and T3 is also the same. The number of turns between taps T1 and T2 is smaller than the number of turns between taps T2 and T3. The secondary winding 42 outputs an AC voltage from two of the three taps T1, T2, and T3. The effective value of the output AC voltage is expressed as the product of the effective value (line voltage) of the AC voltage applied to the primary winding 41 and the turns ratio. The turns ratio is obtained by dividing the number of turns between the two taps by the number of turns of the primary winding 41.
図2は切換え器5の要部構成を示すブロック図である。切換え器5は、2つの集合体50a,50b及び制御部51を有する。集合体50a,50bそれぞれは、3つの上側スイッチ回路A1,A2,A3、下側スイッチ回路B1,B2,B3、矯絡スイッチ回路C及び橋絡抵抗Rを有する。制御部51は、論理回路又はFPGA(Field Programmable Gate Array)等を用いて構成される。 Figure 2 is a block diagram showing the main components of the switch 5. The switch 5 has two assemblies 50a and 50b and a control unit 51. Each of the assemblies 50a and 50b has three upper switch circuits A1, A2, and A3, three lower switch circuits B1, B2, and B3, a fault correction switch circuit C, and a bridging resistor R. The control unit 51 is configured using a logic circuit or an FPGA (Field Programmable Gate Array), etc.
以下では、直列変圧器3u,3vが有する2つの1次巻線31間の接続ノードを第1ノードN1と記載する。直列変圧器3v,3wが有する2つの1次巻線31間の接続ノードを第2ノードN2と記載する。直列変圧器3u,3wが有する2つの1次巻線31間の接続ノードを第3ノードN3と記載する。第1ノードN1は接地されている。 Hereinafter, the connection node between the two primary windings 31 of the series transformers 3u and 3v will be referred to as the first node N1. The connection node between the two primary windings 31 of the series transformers 3v and 3w will be referred to as the second node N2. The connection node between the two primary windings 31 of the series transformers 3u and 3w will be referred to as the third node N3. The first node N1 is grounded.
集合体50aが有する上側スイッチ回路A1,A2,A3の第1端子と、集合体50bが有する下側スイッチ回路B1,B2,B3の第1端子とは第1ノードN1に接続されている。集合体50bが有する上側スイッチ回路A1,A2,A3の第1端子は第2ノードN2に接続されている。集合体50aが有する下側スイッチ回路B1,B2,B3の第1端子は第3ノードN3に接続されている。 The first terminals of the upper switch circuits A1, A2, and A3 in the assembly 50a and the first terminals of the lower switch circuits B1, B2, and B3 in the assembly 50b are connected to a first node N1. The first terminals of the upper switch circuits A1, A2, and A3 in the assembly 50b are connected to a second node N2. The first terminals of the lower switch circuits B1, B2, and B3 in the assembly 50a are connected to a third node N3.
集合体50a,50bそれぞれでは、矯絡スイッチ回路Cは橋絡抵抗Rに直列に接続されている。矯絡スイッチ回路C及び橋絡抵抗Rを含む集合体50aの直列回路は、第1ノードN1及び第3ノードN3間に接続されている。矯絡スイッチ回路C及び橋絡抵抗Rを含む集合体50bの直列回路は第1ノードN1及び第2ノードN2間に接続されている。 In each of the assemblies 50a and 50b, the fault correction switch circuit C is connected in series with the bridging resistor R. The series circuit of the assembly 50a, including the fault correction switch circuit C and the bridging resistor R, is connected between the first node N1 and the third node N3. The series circuit of the assembly 50b, including the fault correction switch circuit C and the bridging resistor R, is connected between the first node N1 and the second node N2.
集合体50aに関して、上側スイッチ回路A1,A2,A3それぞれの第2端子は、調整変圧器4aが有する2次巻線42に接続されているタップT1,T2,T3に接続されている。下側スイッチ回路B1,B2,B3それぞれの第2端子も、調整変圧器4aが有する2次巻線42に接続されているタップT1,T2,T3に接続されている。 For assembly 50a, the second terminals of the upper switch circuits A1, A2, and A3 are connected to taps T1, T2, and T3, respectively, which are connected to the secondary winding 42 of the regulating transformer 4a. The second terminals of the lower switch circuits B1, B2, and B3 are also connected to taps T1, T2, and T3, respectively, which are connected to the secondary winding 42 of the regulating transformer 4a.
同様に、集合体50bに関して、上側スイッチ回路A1,A2,A3それぞれの第2端子は、調整変圧器4bが有する2次巻線42に接続されているタップT1,T2,T3に接続されている。下側スイッチ回路B1,B2,B3それぞれの第2端子も、調整変圧器4bが有する2次巻線42に接続されているタップT1,T2,T3に接続されている。 Similarly, for assembly 50b, the second terminals of the upper switch circuits A1, A2, and A3 are connected to taps T1, T2, and T3, respectively, which are connected to the secondary winding 42 of the regulating transformer 4b. The second terminals of the lower switch circuits B1, B2, and B3 are also connected to taps T1, T2, and T3, respectively, which are connected to the secondary winding 42 of the regulating transformer 4b.
制御部51は、6つの上側スイッチ回路A1,A2,A3、6つの下側スイッチ回路B1,B2,B3及び2つの矯絡スイッチ回路Cそれぞれについて、状態を、電流の通流が可能な通流状態、又は、電流の通流が遮断される遮断状態に切換える。 The control unit 51 switches the state of each of the six upper switch circuits A1, A2, A3, the six lower switch circuits B1, B2, B3, and the two fault correction switch circuits C between a conducting state in which current can flow and a blocking state in which current flow is blocked.
図3は集合体50aの上側スイッチ回路A1の回路図である。集合体50bの上側スイッチ回路A1、4つの上側スイッチ回路A2,A3、6つの下側スイッチ回路B1,B2,B3及び2つの矯絡スイッチ回路Cそれぞれは、集合体50aの上側スイッチ回路A1と同様に構成されている。 Figure 3 is a circuit diagram of the upper switch circuit A1 of assembly 50a. The upper switch circuit A1, four upper switch circuits A2 and A3, six lower switch circuits B1, B2, and B3, and two fault correction switch circuits C of assembly 50b are each configured in the same way as the upper switch circuit A1 of assembly 50a.
6つの上側スイッチ回路A1,A2,A3、6つの下側スイッチ回路B1,B2,B3及び2つの矯絡スイッチ回路Cそれぞれは、第1サイリスタ61及び第2サイリスタ62を有する。第1サイリスタ61のカソードは、第2サイリスタ62のアノードに接続されている。第2サイリスタ62のカソードは、第1サイリスタ61のアノードに接続されている。第1サイリスタ61のカソードと第2サイリスタ62のアノードとの間の接続ノードは、前述した第1端子として機能する。第2サイリスタ62のカソードと第1サイリスタ61のアノードとの間の接続ノードは、前述した第2端子として機能する。 Each of the six upper switch circuits A1, A2, A3, the six lower switch circuits B1, B2, B3, and the two fault correction switch circuits C has a first thyristor 61 and a second thyristor 62. The cathode of the first thyristor 61 is connected to the anode of the second thyristor 62. The cathode of the second thyristor 62 is connected to the anode of the first thyristor 61. The connection node between the cathode of the first thyristor 61 and the anode of the second thyristor 62 functions as the first terminal described above. The connection node between the cathode of the second thyristor 62 and the anode of the first thyristor 61 functions as the second terminal described above.
第1サイリスタ61及び第2サイリスタ62のゲートは制御部51に接続されている。制御部51は、第1サイリスタ61及び第2サイリスタ62のゲートの電圧を調整することによって、状態を通流状態又は遮断状態に切換える。上側スイッチ回路A1の状態が通流状態である場合、上側スイッチ回路A1を介して交流電流の通流が可能である。第2端子から第1端子へ向かう電流は、実線の矢印で示すように、第1サイリスタ61を介して流れる。第1端子から第2端子へ向かう電流は、破線の矢印で示すように、第2サイリスタ62を介して流れる。上側スイッチ回路A1の状態が遮断状態である場合、上側スイッチ回路A1を介して電流が流れることはない。 The gates of the first thyristor 61 and the second thyristor 62 are connected to the control unit 51. The control unit 51 adjusts the gate voltages of the first thyristor 61 and the second thyristor 62 to switch their states between conductive and cut-off. When the upper switch circuit A1 is in the conductive state, AC current can flow through the upper switch circuit A1. Current flowing from the second terminal to the first terminal flows through the first thyristor 61, as indicated by the solid arrow. Current flowing from the first terminal to the second terminal flows through the second thyristor 62, as indicated by the dashed arrow. When the upper switch circuit A1 is in the cut-off state, no current flows through the upper switch circuit A1.
集合体50bの上側スイッチ回路A1、4つの上側スイッチ回路A2,A3、6つの下側スイッチ回路B1,B2,B3及び2つの矯絡スイッチ回路Cそれぞれの電流に関する作用は、集合体50aの上側スイッチ回路A1の電流に関する作用と同様である。 The current-related functions of the upper switch circuit A1, the four upper switch circuits A2 and A3, the six lower switch circuits B1, B2, and B3, and the two fault correction switch circuits C of assembly 50b are similar to the current-related functions of the upper switch circuit A1 of assembly 50a.
図2に示す集合体50a,50bそれぞれに関して、通常、3つの上側スイッチ回路A1,A2,A3中の1つの状態が通流状態であり、残り2つの上側スイッチ回路の状態は遮断状態である。集合体50a,50bそれぞれに関して、通常、3つの下側スイッチ回路B1,B2,B3中の1つの状態が通流状態であり、残り2つの下側スイッチ回路の状態は遮断状態である。 For each of assemblies 50a and 50b shown in FIG. 2, normally, one of the three upper switch circuits A1, A2, and A3 is in a conducting state, and the remaining two upper switch circuits are in a blocking state. For each of assemblies 50a and 50b, normally, one of the three lower switch circuits B1, B2, and B3 is in a conducting state, and the remaining two lower switch circuits are in a blocking state.
第1ノードN1は、調整変圧器4aが有する2次巻線42に接続されている3つのタップT1,T2,T3の中で、集合体50aが有する通流状態の上側スイッチ回路に接続されているタップに電気的に接続されている。第1ノードN1は、調整変圧器4bが有する2次巻線42に接続されている3つのタップT1,T2,T3の中で、集合体50bが有する通流状態の下側スイッチ回路に接続されているタップに電気的に接続されている。 The first node N1 is electrically connected to one of the three taps T1, T2, and T3 connected to the secondary winding 42 of the regulating transformer 4a, which is connected to the upper switch circuit of the assembly 50a in a conducting state. The first node N1 is electrically connected to one of the three taps T1, T2, and T3 connected to the secondary winding 42 of the regulating transformer 4b, which is connected to the lower switch circuit of the assembly 50b in a conducting state.
第2ノードN2は、調整変圧器4bが有する2次巻線42に接続されている3つのタップT1,T2,T3の中で、集合体50bが有する通流状態の上側スイッチ回路に接続されているタップに電気的に接続されている。第3ノードN3は、調整変圧器4aが有する2次巻線42に接続されている3つのタップT1,T2,T3の中で、集合体50aが有する通流状態の下側スイッチ回路に接続されているタップに電気的に接続されている。2つの2次巻線42の結線はV結線である。 The second node N2 is electrically connected to one of the three taps T1, T2, and T3 connected to the secondary winding 42 of the regulating transformer 4b, which is connected to the upper switch circuit of the assembly 50b in a conducting state. The third node N3 is electrically connected to one of the three taps T1, T2, and T3 connected to the secondary winding 42 of the regulating transformer 4a, which is connected to the lower switch circuit of the assembly 50a in a conducting state. The two secondary windings 42 are connected in a V-connection.
制御部51は、集合体50aに関して、通流状態の上側スイッチ回路を変更することによって、調整変圧器4aの2次巻線42に接続されている3つのタップT1,T2,T3の中で第1ノードN1に電気的に接続されるタップを切換える。制御部51は、集合体50aに関して、通流状態の下側スイッチ回路を変更することによって、調整変圧器4aの2次巻線42に接続されている3つのタップT1,T2,T3の中で第3ノードN3に電気的に接続されるタップを切換える。 The control unit 51 switches the tap electrically connected to the first node N1 among the three taps T1, T2, and T3 connected to the secondary winding 42 of the regulating transformer 4a by changing the conducting state of the upper switch circuit for the assembly 50a. The control unit 51 switches the tap electrically connected to the third node N3 among the three taps T1, T2, and T3 connected to the secondary winding 42 of the regulating transformer 4a by changing the conducting state of the lower switch circuit for the assembly 50a.
同様に、制御部51は、集合体50bに関して、通流状態の上側スイッチ回路を変更することによって、調整変圧器4bの2次巻線42に接続されている3つのタップT1,T2,T3の中で第2ノードN2に電気的に接続されるタップを切換える。制御部51は、集合体50bに関して、通流状態の下側スイッチ回路を変更することによって、調整変圧器4bの2次巻線42に接続されている3つのタップT1,T2,T3の中で第1ノードN1に電気的に接続されるタップを切換える。 Similarly, the control unit 51 switches which of the three taps T1, T2, and T3 connected to the secondary winding 42 of the regulating transformer 4b is electrically connected to the second node N2 by changing the conducting state of the upper switch circuit for the assembly 50b. The control unit 51 switches which of the three taps T1, T2, and T3 connected to the secondary winding 42 of the regulating transformer 4b is electrically connected to the first node N1 by changing the conducting state of the lower switch circuit for the assembly 50b.
2つの矯絡スイッチ回路Cの状態は、通常、遮断状態である。制御部51は、通流状態の上側スイッチ回路又は下側スイッチ回路を変更する過程において、矯絡スイッチ回路Cの状態を通流状態に切換える。集合体50aにおいて、制御部51は、通流状態の上側スイッチ回路を上側スイッチ回路A1から上側スイッチ回路A2に変更する場合、まず、矯絡スイッチ回路Cの状態を遮断状態から通流状態に切換える。次に、制御部51は、上側スイッチ回路A1の状態を通流状態から遮断状態に切換える。このとき、3つの上側スイッチ回路A1,A2,A3の状態は遮断状態である。 The two fault correction switch circuits C are normally in a cutoff state. The control unit 51 switches the state of the fault correction switch circuit C to a conduction state in the process of changing the conduction state of the upper switch circuit or the lower switch circuit. In the assembly 50a, when the control unit 51 changes the conduction state of the upper switch circuit from upper switch circuit A1 to upper switch circuit A2, it first switches the state of the fault correction switch circuit C from a cutoff state to a conduction state. Next, the control unit 51 switches the state of upper switch circuit A1 from a conduction state to a cutoff state. At this time, the states of the three upper switch circuits A1, A2, and A3 are in a cutoff state.
次に、制御部51は、上側スイッチ回路A2の状態を遮断状態から通流状態に切換える。その後、制御部51は、矯絡スイッチ回路Cの状態を通流状態から遮断状態に切換える。以上のように、制御部51は、集合体50a,50bの一方において、通流状態の上側スイッチ回路又は下側スイッチ回路を変更する場合に、矯絡スイッチ回路Cの状態を、遮断状態から通流状態及び遮断状態の順に切換える。 Next, the control unit 51 switches the state of the upper switch circuit A2 from a cut-off state to a conduction state. Thereafter, the control unit 51 switches the state of the fault correction switch circuit C from a conduction state to a cut-off state. As described above, when changing the conduction state of the upper switch circuit or the lower switch circuit in one of the assemblies 50a, 50b, the control unit 51 switches the state of the fault correction switch circuit C from a cut-off state to a conduction state and then to a cut-off state.
直列変圧器3u,3v,3wが有する3つの1次巻線31それぞれには、2つの2次巻線42中の少なくとも一方から切換え器5を介して交流電圧が印加される。3つの1次巻線31に交流電圧が印加されている場合、直列変圧器3u,3vが有する2つの2次巻線32は、出力側の配電線U,V間の線間電圧を上昇させるか、又は、低下させる。直列変圧器3v,3wが有する2つの2次巻線32は、出力側の配電線V,W間の線間電圧を上昇させるか、又は、低下させる。直列変圧器3u,3wが有する2つの2次巻線32は、出力側の配電線U,W間の線間電圧を上昇させるか、又は、低下させる。 An AC voltage is applied to each of the three primary windings 31 of the series transformers 3u, 3v, and 3w from at least one of the two secondary windings 42 via the switch 5. When an AC voltage is applied to the three primary windings 31, the two secondary windings 32 of the series transformers 3u and 3v either increase or decrease the line voltage between the output distribution lines U and V. The two secondary windings 32 of the series transformers 3v and 3w either increase or decrease the line voltage between the output distribution lines V and W. The two secondary windings 32 of the series transformers 3u and 3w either increase or decrease the line voltage between the output distribution lines U and W.
切換え器5の制御部51が、第1ノードN1、第2ノードN2及び第3ノードN3中の少なくとも1つについて、電気的に接続されるタップを切換えた場合、少なくとも1つの1次巻線41に印加される交流電圧が変化する。これにより、出力側の配電線U,V間の線間電圧、出力側の配電線V,W間の線間電圧、及び、出力側の配電線W,U間の線間電圧中の少なくとも1つは変化する。 When the control unit 51 of the switch 5 switches the electrically connected tap for at least one of the first node N1, second node N2, and third node N3, the AC voltage applied to at least one primary winding 41 changes. This changes at least one of the line voltage between the output side distribution lines U and V, the line voltage between the output side distribution lines V and W, and the line voltage between the output side distribution lines W and U.
図4は、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路の組合せを示す図表である。通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路の組合せに関して、集合体50a,50bそれぞれで同一の組合せが選択される。図4では、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路の組合せに加えて1次タップ電圧及び2次定格電圧が示されている。 Figure 4 is a diagram showing combinations of upper and lower switch circuits in a conducting state. The same combinations of upper and lower switch circuits in a conducting state are selected for each of assemblies 50a and 50b. Figure 4 also shows the primary tap voltages and secondary rated voltages in addition to the combinations of upper and lower switch circuits in a conducting state.
任意の整数をkで表す。整数kは1、2及び3のいずれであってもよい。集合体50a,50bそれぞれにおいて、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路の組合せが上側スイッチ回路Ak及び下側スイッチ回路Bkである場合、第1ノードN1、第2ノードN2及び第3ノードN3の電圧が一致する。このため、3つの1次巻線31に電圧が印加されない。結果、3つの線間電圧は調整されない。 Let k denote any integer. Integer k may be 1, 2, or 3. In each of assemblies 50a and 50b, when the combination of upper and lower switch circuits in a conducting state is upper switch circuit Ak and lower switch circuit Bk, the voltages of the first node N1, second node N2, and third node N3 are the same. Therefore, no voltage is applied to the three primary windings 31. As a result, the three line voltages are not regulated.
1次タップ電圧は、3つの線間電圧が調整されていない状態で、調整変圧器4a,4bが有する2つの1次巻線41それぞれに印加される交流電圧の実効値である。2次定格電圧は、配電線U,V間の交流電圧、配電線V,W間の交流電圧、及び、配電線W,U間の交流電圧それぞれに関する一定の実効値であり、予め決められている。図4の例では、2次定格電圧は6600Vである。2次定格電圧は定格実効値に相当する。 The primary tap voltage is the effective value of the AC voltage applied to each of the two primary windings 41 of the regulating transformers 4a and 4b when the three line voltages are not regulated. The secondary rated voltage is a predetermined constant effective value for each of the AC voltage between distribution lines U and V, the AC voltage between distribution lines V and W, and the AC voltage between distribution lines W and U. In the example of Figure 4, the secondary rated voltage is 6600 V. The secondary rated voltage corresponds to the rated effective value.
前述したように、配電線U,V間の線間電圧は、配電線V,W間の線間電圧と共通しており、配電線W,U間の線間電圧と共通している。配電線U,V間の線間電圧、配電線V,W間の線間電圧、及び、配電線W,U間の線間電圧は一括して調整される。 As mentioned above, the line voltage between distribution lines U and V is common to the line voltage between distribution lines V and W, and is also common to the line voltage between distribution lines W and U. The line voltage between distribution lines U and V, the line voltage between distribution lines V and W, and the line voltage between distribution lines W and U are regulated collectively.
集合体50a,50bそれぞれにおいて、通流状態の上側スイッチ回路及び下流スイッチ回路の組合せが上側スイッチ回路A1及び下側スイッチ回路B3である場合、3つの線間電圧は上昇する。線間電圧の上昇幅は最も大きい。3つの線間電圧が2次定格電圧、即ち、6600Vに調整される1次タップ電圧は6300Vである。 In each of assemblies 50a and 50b, when the combination of the upper switch circuit and downstream switch circuit in the conducting state is upper switch circuit A1 and lower switch circuit B3, the three line voltages increase. The increase in the line voltages is the largest. The primary tap voltage at which the three line voltages are adjusted to the secondary rated voltage, i.e., 6600V, is 6300V.
集合体50a,50bそれぞれにおいて、通流状態の上側スイッチ回路及び下流スイッチ回路の組合せが上側スイッチ回路A2及び下側スイッチ回路B3であるか、又は、上側スイッチ回路A1及び下側スイッチ回路B2である場合、3つの線間電圧は上昇する。図4では、2つの組合せそれぞれについて、3つの線間電圧が2次定格電圧に調整される1次タップ電圧が示されている。 In each of assemblies 50a and 50b, when the combination of the upper and downstream switch circuits in a conducting state is upper switch circuit A2 and lower switch circuit B3, or upper switch circuit A1 and lower switch circuit B2, the three line voltages increase. Figure 4 shows the primary tap voltages at which the three line voltages are regulated to the secondary rated voltage for each of the two combinations.
通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路の組合せが上側スイッチ回路Ak及び下側スイッチ回路Bkである場合、3つの線間電圧が2次定格電圧、即ち、6600Vに調整される1次タップ電圧は6600Vである。 When the combination of upper and lower switch circuits in a conducting state is upper switch circuit Ak and lower switch circuit Bk, the primary tap voltage at which the three line voltages are adjusted to the secondary rated voltage, i.e., 6600V, is 6600V.
集合体50a,50bそれぞれにおいて、通流状態の上側スイッチ回路及び下流スイッチ回路の組合せが上側スイッチ回路A3及び下側スイッチ回路B1である場合、3つの線間電圧は低下する。線間電圧の低下幅は最も大きい。3つの線間電圧が2次定格電圧、即ち、6600Vに調整される1次タップ電圧は6900Vである。 In each of assemblies 50a and 50b, when the combination of the upper switch circuit and downstream switch circuit in the conducting state is upper switch circuit A3 and lower switch circuit B1, the three line voltages decrease. The decrease in line voltage is the largest. The primary tap voltage at which the three line voltages are adjusted to the secondary rated voltage, i.e., 6600V, is 6900V.
集合体50a,50bそれぞれにおいて、通流状態の上側スイッチ回路及び下流スイッチ回路の組合せが上側スイッチ回路A3及び下側スイッチ回路B2であるか、又は、上側スイッチ回路A2及び下側スイッチ回路B1である場合、3つの線間電圧は低下する。図4では、2つの組合せそれぞれについて、3つの線間電圧が2次定格電圧に調整される1次タップ電圧が示されている。
図4に示すように、出力側の線間電圧が2次定格電圧に調整される1次タップ電圧の最小値及び最大値それぞれは、6300V及び6900Vである。
In each of the assemblies 50a and 50b, when the combination of the upper and lower switch circuits in the conducting state is the upper switch circuit A3 and the lower switch circuit B2, or the upper switch circuit A2 and the lower switch circuit B1, the three line voltages are reduced. Figure 4 shows the primary tap voltages at which the three line voltages are regulated to the secondary rated voltage for each of the two combinations.
As shown in FIG. 4, the minimum and maximum values of the primary tap voltage at which the line voltage on the output side is adjusted to the secondary rated voltage are 6300V and 6900V, respectively.
以下では、出力側の配電線U,V間の線間電圧、出力側の配電線V,W間の線間電圧、及び、出力側の配電線W,U間の線間電圧それぞれを、Vuv、Vvw及びVwuで表す。切換え器5の制御部51は、3つの線間電圧Vuv,Vvw,Vwuを取得する。3つの線間電圧Vuv,Vvw,Vwuそれぞれは、例えば、図示しない電圧センサを用いて測定される。 In the following, the line voltage between output side distribution lines U and V, the line voltage between output side distribution lines V and W, and the line voltage between output side distribution lines W and U will be represented by Vuv, Vvw, and Vwu, respectively. The control unit 51 of the switch 5 acquires the three line voltages Vuv, Vvw, and Vwu. Each of the three line voltages Vuv, Vvw, and Vwu is measured, for example, using a voltage sensor (not shown).
制御部51は、タップの切換えに関する7つの組合せ(パターン)それぞれについて、一定の目標値からの偏差を算出する。制御部51は偏差算出部として機能する。目標値をVgで表した場合、偏差Duは下記の(1)式で表される。 The control unit 51 calculates the deviation from a fixed target value for each of the seven tap switching combinations (patterns). The control unit 51 functions as a deviation calculation unit. When the target value is represented by Vg, the deviation Du is expressed by the following equation (1).
制御部51は、集合体50a,50bそれぞれにおいて、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路の組合せを、算出した7つの偏差の中で、最も小さい偏差に対応する組合せ(パターン)に切換える。これにより、3つの線間電圧は、3つの2次巻線32によって、目標値、又は、目標値近傍の値に調整される。目標値は、2次定格電圧と一致していてもよいし、2次定格電圧とは異なっていてもよい。 The control unit 51 switches the combination of current-carrying upper and lower switch circuits in each of the assemblies 50a and 50b to the combination (pattern) that corresponds to the smallest deviation among the seven calculated deviations. As a result, the three line voltages are adjusted by the three secondary windings 32 to target values or values close to the target values. The target values may match the secondary rated voltage or may differ from the secondary rated voltage.
図1に示すように、3つの2次巻線32の結線はY結線である。各2次巻線32で、周波数が基本波の3倍である第3高調波成分が誘起された場合、中性点の電圧である零相電圧が発生する。交流電源2が変電所である場合において、実効値が大きい零相電圧が発生したとき、変電所の地絡継電器が不要な動作を可能性がある。また、同様の場合において、配電線自動化システムにおいて自動区分開閉器の遠隔制御方式に零相電圧キャリア方式が用いられているとき、装置と開閉器との間の通信不良が発生する可能性がある。通信不良が発生した場合、事故時の系統運用に支障が生じる可能性がある。 As shown in Figure 1, the three secondary windings 32 are connected in a Y-connection. When a third harmonic component, whose frequency is three times that of the fundamental wave, is induced in each secondary winding 32, a zero-phase sequence voltage, which is the voltage at the neutral point, is generated. When the AC power source 2 is a substation and a zero-phase sequence voltage with a large effective value is generated, the substation's ground fault relay may operate unnecessarily. In a similar case, when a zero-phase sequence voltage carrier method is used in the remote control method for automatic section switches in an automated distribution system, communication failures may occur between the device and the switch. If communication failures occur, system operation may be hindered in the event of an accident.
3つの2次巻線32の結線はY結線であり、かつ、3つの1次巻線31の結線がY結線である場合、実効値が大きい零相電圧が発生しない対策を行う必要がある。1つ目の対策として、3つの1次巻線31及び3つの2次巻線32を巻き付ける共通の鉄心33として、三相三脚の鉄心を用いる。2つ目の対策として、巻線を追加することによって、1次巻線31を介して流れる第3高調波の励磁電流が還流する経路を形成する。 When the three secondary windings 32 are connected in a Y-connection and the three primary windings 31 are also connected in a Y-connection, measures must be taken to prevent the generation of zero-phase voltages with large effective values. The first measure is to use a three-phase, three-legged core as the common core 33 around which the three primary windings 31 and three secondary windings 32 are wound. The second measure is to add a winding to create a path for the third harmonic excitation current flowing through the primary winding 31 to return.
しかしながら、電圧調整装置1では、前述したように、3つの1次巻線31の結線はデルタ結線であり、第3高調波の励磁電流が還流する経路が形成されている。このため、零相電圧の実効値が小さい。従って、巻線の追加は不要であり、鉄心33として、三相三脚の鉄心以外の鉄心、例えば、三相五脚の鉄心を用いることができる。 However, as mentioned above, in the voltage regulator 1, the three primary windings 31 are delta-connected, forming a path for the third harmonic excitation current to return. This results in a small effective value for the zero-phase voltage. Therefore, no additional windings are required, and a core other than a three-phase, three-legged core, such as a three-phase, five-legged core, can be used as the core 33.
図5は、3つの1次巻線31が巻き付けられている鉄心33の側面図である。図5の上側には、鉄心33として三相三脚の鉄心が用いられた例が示されている。この場合、鉄心33では、上下方向に延びる棒状の3つの脚部が左右方向に並べられている。3つの脚部の上端部は、左右方向に延びる棒状の上側柱部に連結している。3つの脚部の下端部は、左右方向に延びる棒状の下側柱部に連結している。3つの脚部それぞれには、例えば、3つの直列変圧器3u,3v,3wが有する3つの2次巻線32が巻き付いている。3つの脚部それぞれでは、例えば、2次巻線32の外側から1次巻線31が巻き付いている。 Figure 5 is a side view of an iron core 33 around which three primary windings 31 are wound. The upper part of Figure 5 shows an example in which a three-phase, three-legged iron core is used as the iron core 33. In this case, the iron core 33 has three rod-shaped legs extending vertically and aligned horizontally. The upper ends of the three legs are connected to a rod-shaped upper column extending horizontally. The lower ends of the three legs are connected to a rod-shaped lower column extending horizontally. For example, three secondary windings 32 of three series transformers 3u, 3v, and 3w are wound around each of the three legs. For example, a primary winding 31 is wound around each of the three legs from the outside of the secondary winding 32.
図5の下側には、鉄心33として三相五脚の鉄心が用いられた例が示されている。この場合、鉄心33では、上下方向に延びる棒状の5つの脚部が左右方向に並べられている。5つの脚部の上端部は、左右方向に延びる棒状の上側柱部に連結している。5つの脚部の下端部は、左右方向に延びる棒状の下側柱部に連結している。中央部に配置されている3つの脚部それぞれには、例えば、3つの直列変圧器3u,3v,3wが有する3つの2次巻線32が巻き付いている。中央に配置されている3つの脚部それぞれでは、例えば、2次巻線32の外側から1次巻線31が巻き付いている。 The lower part of Figure 5 shows an example in which a three-phase, five-legged core is used as the core 33. In this case, the core 33 has five rod-shaped legs extending vertically and aligned horizontally. The upper ends of the five legs are connected to a rod-shaped upper column extending horizontally. The lower ends of the five legs are connected to a rod-shaped lower column extending horizontally. For example, three secondary windings 32 of the three series transformers 3u, 3v, and 3w are wound around each of the three central legs. For example, a primary winding 31 is wound around each of the three central legs from the outside of the secondary winding 32.
鉄心33として、三相三脚の鉄心が用いられた場合、鉄心33の幅方向の長さは小さく、鉄心33の高さ方向の長さは大きい。鉄心33として、三相五脚の鉄心が用いられた場合、鉄心33の幅方向の長さは大きく、高さ方向の長さは小さい。鉄心33として、三相三脚の鉄心及び三相五脚の鉄心の中で、電圧調整装置1の設置場所に適している鉄心を用いることができる。結果、電圧調整装置1の配置に関する自由度が大きい。 When a three-phase, three-legged core is used as the iron core 33, the width of the iron core 33 is small and the height of the iron core 33 is large. When a three-phase, five-legged core is used as the iron core 33, the width of the iron core 33 is large and the height of the iron core 33 is small. As the iron core 33, it is possible to use, from among three-phase, three-legged cores and three-phase, five-legged cores, an iron core that is suitable for the installation location of the voltage regulator 1. As a result, there is a great degree of freedom in the placement of the voltage regulator 1.
以下では、2次巻線42間の交流電圧の実効値を2次巻線電圧と記載する。3つの直列変圧器3u,3v,3wが有する3つの2次巻線42に関する3つの2次巻線電圧は共通している。2次巻線電圧は第1実効値に相当する。なお、3つの2次巻線電圧の「共通」は実質的な一致を意味する。従って、3つの2次巻線電圧に関して、最大値及び最小値の差が誤差範囲内の値である場合、3つの2次巻線電圧は共通している。 In the following, the effective value of the AC voltage between the secondary windings 42 will be referred to as the secondary winding voltage. The three secondary winding voltages for the three secondary windings 42 of the three series transformers 3u, 3v, and 3w are common. The secondary winding voltage corresponds to the first effective value. Note that "common" for the three secondary winding voltages means that they are substantially the same. Therefore, if the difference between the maximum and minimum values for the three secondary winding voltages is within the error range, the three secondary winding voltages are common.
3つの線間電圧が、1次タップ電圧の最小値、例えば6300Vから2次定格電圧、例えば6600Vに調整されるタップの切換えを切換え器5が行った場合に、2次巻線電圧を配電線U,V間又は配電線V,W間の線間電圧で除算することによって得られる比率を第1比率と記載する。ここで、2次巻線電圧及び線間電圧は切換え後の値である。3つの線間電圧が、1次タップ電圧の最大値、例えば6900Vから2次定格電圧、例えば6600Vに調整されるタップの切換えを切換え器5が行った場合に、2次巻線電圧を配電線U,V間又は配電線V,W間の線間電圧で除算することによって得られる比率を第2比率と記載する。ここで、2次巻線電圧及び線間電圧は切換え後の値である。以下では、電圧調整装置1において、第1比率及び第2比率が満たす範囲を説明する。配電線U,V間又は配電線V,W間の線間電圧は第2実効値に相当する。 When the tap changer 5 changes the taps to adjust the three line voltages from the minimum value of the primary tap voltage, e.g., 6300 V, to the secondary rated voltage, e.g., 6600 V, the ratio obtained by dividing the secondary winding voltage by the line voltage between distribution lines U and V or between distribution lines V and W is referred to as the first ratio. Here, the secondary winding voltage and line voltage are the values after the change. When the tap changer 5 changes the taps to adjust the three line voltages from the maximum value of the primary tap voltage, e.g., 6900 V, to the secondary rated voltage, e.g., 6600 V, the ratio obtained by dividing the secondary winding voltage by the line voltage between distribution lines U and V or between distribution lines V and W is referred to as the second ratio. Here, the secondary winding voltage and line voltage are the values after the change. The ranges satisfied by the first ratio and second ratio in the voltage regulator 1 are described below. The line voltage between distribution lines U and V or between distribution lines V and W corresponds to the second effective value.
図6は、3つの2次巻線32の両端間の交流電圧の説明図である。前述したように、2つの調整変圧器4a,4bが有する2つの1次巻線41の結線はV結線である。配電線U,V間の交流電圧はベクトル70で表されている。配電線V,W間の交流電圧はベクトル71で表されている。ベクトル70の大きさは、配電線U,V間の線間電圧を示す。ベクトル71の大きさは、配電線V,W間の線間電圧を示す。2つのベクトルがなす角度は、2つのベクトルに対応する2つの交流電圧の位相差を示す。 Figure 6 is an explanatory diagram of the AC voltage between both ends of the three secondary windings 32. As mentioned above, the two primary windings 41 of the two regulating transformers 4a and 4b are connected in a V-connection. The AC voltage between the distribution lines U and V is represented by vector 70. The AC voltage between the distribution lines V and W is represented by vector 71. The magnitude of vector 70 indicates the line voltage between the distribution lines U and V. The magnitude of vector 71 indicates the line voltage between the distribution lines V and W. The angle between the two vectors indicates the phase difference between the two AC voltages corresponding to the two vectors.
前述したように、2つの調整変圧器4a,4bが有する2つの2次巻線42の結線はV結線である。2つの2次巻線42から出力される2つの交流電圧は、ベクトル80,81によって表される。ベクトル80,81それぞれの傾きは、ベクトル70,71の傾きと一致している。ベクトル80,81それぞれの大きさは、ベクトル70,71の大きさと、前述した巻数比との積で表される。巻数比は1未満の値に調整されているため、ベクトル80,81それぞれの大きさは、ベクトル70,71の大きさよりも小さい。 As mentioned above, the two secondary windings 42 of the two regulating transformers 4a and 4b are connected in a V-connection. The two AC voltages output from the two secondary windings 42 are represented by vectors 80 and 81. The slopes of vectors 80 and 81 match the slopes of vectors 70 and 71. The magnitudes of vectors 80 and 81 are represented by the product of the magnitudes of vectors 70 and 71 and the turns ratio described above. Because the turns ratio is adjusted to a value less than 1, the magnitudes of vectors 80 and 81 are smaller than the magnitudes of vectors 70 and 71.
前述したように、3つの直列変圧器3u,3v,3wが有する3つの1次巻線31の結線はデルタ結線である。ベクトル80,81に対応する2つの交流電圧が3つの1次巻線31にそのまま印加される。3つの1次巻線31に印加される3つの交流電圧は、ベクトル90,91,92によって表される。ベクトル90,91,92によって三角形が形成される。ベクトル90,91,92それぞれの大きさは、3つの1次巻線31に印加される交流電圧の実効値である。 As mentioned above, the three primary windings 31 of the three series transformers 3u, 3v, and 3w are delta-connected. The two AC voltages corresponding to vectors 80 and 81 are applied directly to the three primary windings 31. The three AC voltages applied to the three primary windings 31 are represented by vectors 90, 91, and 92. Vectors 90, 91, and 92 form a triangle. The magnitude of each of vectors 90, 91, and 92 is the effective value of the AC voltage applied to the three primary windings 31.
前述したように、3つの直列変圧器3u,3v,3wが有する3つの2次巻線32の結線はY結線である。3つの2次巻線32の両端間の交流電圧は3つのベクトルによって表される。3つのベクトルの始点は一致している。3つのベクトルそれぞれの傾きはベクトル90,91,92と一致している。切換え器5の制御部51が切換えを行った場合、ベクトル80,81の大きさが変更される。ベクトル80,81の大きさが変更された場合、3つの2次巻線32の両端間の交流電圧を示す3つのベクトルの大きさが変更される。 As mentioned above, the three secondary windings 32 of the three series transformers 3u, 3v, and 3w are connected in a Y-connection. The AC voltages between both ends of the three secondary windings 32 are represented by three vectors. The starting points of the three vectors are the same. The slopes of the three vectors are the same as those of vectors 90, 91, and 92. When the control unit 51 of the switch 5 performs switching, the magnitudes of vectors 80 and 81 are changed. When the magnitudes of vectors 80 and 81 are changed, the magnitudes of the three vectors representing the AC voltages between both ends of the three secondary windings 32 are also changed.
図7は線間電圧の上昇及び低下の説明図である。入力側の配電線U,V,Wそれぞれの交流電圧は、ベクトルEu1,Ev1,Ew1で表されている。出力側の配電線U,V,Wそれぞれの交流電圧は、ベクトルEu2,Ev2,Ew2で表されている。直列変圧器3u,3v,3wそれぞれの2次巻線32の両端間の交流電圧は、ベクトルΔEu,ΔEv,ΔEwで表される。 Figure 7 is an explanatory diagram of the rise and fall of line voltages. The AC voltages of the input distribution lines U, V, and W are represented by vectors Eu1, Ev1, and Ew1. The AC voltages of the output distribution lines U, V, and W are represented by vectors Eu2, Ev2, and Ew2. The AC voltages across the secondary windings 32 of the series transformers 3u, 3v, and 3w are represented by vectors ΔEu, ΔEv, and ΔEw.
線間電圧を上昇させる場合、ベクトルEu2はベクトルEu1,ΔEuの和で表される。同様に、ベクトルEv2は、ベクトルEv1,ΔEvの和で表される。ベクトルEw2は、ベクトルEw1,ΔEwの和で表される。2つのベクトルEu2,Ev2の終点間の距離は出力側の配電線U,V間の線間電圧Vuvを示す。ベクトルの終点は矢印の先端である。2つのベクトルEv2,Ew2の終点間の距離は出力側の配電線V,W間の線間電圧Vvwを示す。2つのベクトルEw2,Eu2の終点間の距離は出力側の配電線W,U間の線間電圧Vwuを示す。3つの線間電圧Vuv,Vvw,Vwuは一致している。 When increasing the line voltage, vector Eu2 is expressed as the sum of vectors Eu1 and ΔEu. Similarly, vector Ev2 is expressed as the sum of vectors Ev1 and ΔEv. Vector Ew2 is expressed as the sum of vectors Ew1 and ΔEw. The distance between the end points of the two vectors Eu2 and Ev2 indicates the line voltage Vuv between the output distribution lines U and V. The end points of the vectors are the tips of the arrows. The distance between the end points of the two vectors Ev2 and Ew2 indicates the line voltage Vvw between the output distribution lines V and W. The distance between the end points of the two vectors Ew2 and Eu2 indicates the line voltage Vwu between the output distribution lines W and U. The three line voltages Vuv, Vvw, and Vwu are the same.
配電線U,V,Wの交流電圧は三相平衡電圧である。また、ベクトルΔEu,ΔEv,ΔEwの大きさは共通している。このため、ベクトルEu1,Eu2,ΔEuによって形成される三角形は、ベクトルEv1,Ev2,ΔEvによって形成される三角形と同じであり、ベクトルEv1,Ev2,ΔEvによって形成される三角形と同じである。 The AC voltages of the distribution lines U, V, and W are three-phase balanced voltages. Furthermore, the magnitudes of the vectors ΔEu, ΔEv, and ΔEw are the same. Therefore, the triangle formed by vectors Eu1, Eu2, and ΔEu is the same as the triangle formed by vectors Ev1, Ev2, and ΔEv, and is the same as the triangle formed by vectors Ev1, Ev2, and ΔEv.
前述したように、直列変圧器3u,3v,3wに関して、1次巻線31の結線がデルタ結線であり、2次巻線32の結線はY結線である。このため、ベクトルEu2,ΔEuがなす角度、ベクトルEv2,ΔEvがなす角度、及び、ベクトルEw2,ΔEwがなす角度は30度である。 As mentioned above, for series transformers 3u, 3v, and 3w, the primary winding 31 is delta-connected and the secondary winding 32 is wye-connected. Therefore, the angle between vectors Eu2 and ΔEu, the angle between vectors Ev2 and ΔEv, and the angle between vectors Ew2 and ΔEw are 30 degrees.
以下では、ベクトルEu1,Ev1,Ew1の大きさをE1で表す。ベクトルEu2,Ev2,Ew2の大きさをE2で表す。ベクトルΔEu,ΔEv,ΔEwの大きさをΔEで表す。入力側の線間電圧Vuv,Vvw,Vwuの大きさをV1で表す。出力側の線間電圧Vuv,Vvw,Vwuの大きさをV2で表す。ΔEをV2で除算することによって得られる比率をKで表す。 In the following, the magnitude of vectors Eu1, Ev1, and Ew1 will be represented by E1. The magnitude of vectors Eu2, Ev2, and Ew2 will be represented by E2. The magnitude of vectors ΔEu, ΔEv, and ΔEw will be represented by ΔE. The magnitude of the input line voltages Vuv, Vvw, and Vwu will be represented by V1. The magnitude of the output line voltages Vuv, Vvw, and Vwu will be represented by V2. The ratio obtained by dividing ΔE by V2 will be represented by K.
線間電圧を上昇させる場合、余弦定理により、下記の(2)式が成り立つ。
E12 =E22 +ΔE2 -2・E2・ΔE・cos30°…(2)
「・」は積を示す。ΔE=K・V2が成り立つ。(2)式において、ΔEにK・V2を代入することによって、下記の(3)式が得られる。
E12 =E22 +(K・V2)2 -E2・K・V2・√3…(3)
When the line voltage is increased, the following equation (2) holds true according to the cosine law.
E1 2 =E2 2 +ΔE 2 -2・E2・ΔE・cos30°…(2)
"·" indicates a product. ΔE = K·V2 holds. By substituting K·V2 for ΔE in equation (2), the following equation (3) is obtained.
E1 2 = E2 2 + (K・V2) 2 −E2・K・V2・√3…(3)
前述したように、配電線U,V,Wの交流電圧は三相平衡電圧である。このため、E1=V1/√3及びE2=V2/√3が成り立つ。これらの式を用いて、(3)式のE1及びE2を削除することによって、下記の(4)式が得られる。
3・K2 ・V22 -3・K・V22 +V22 -V12 =0…(4)
As mentioned above, the AC voltages of the distribution lines U, V, and W are three-phase balanced voltages. Therefore, E1 = V1/√3 and E2 = V2/√3 hold. By using these equations and deleting E1 and E2 from equation (3), the following equation (4) is obtained.
3・K 2・V2 2 −3・K・V2 2 +V2 2 −V1 2 =0…(4)
(4)式は、Kに関する2次方程式である。解の公式を用いることによって、Kは下記の(5)式で表される。 Equation (4) is a quadratic equation with respect to K. By using the solution formula, K can be expressed as equation (5) below.
通常、V2はΔEよりも十分に大きい。このため、Kが0.5を超えることはない。このため、(5)式の中でKが0.5以上となる解を削除する。これにより、Kは(6)式で表される。 Normally, V2 is sufficiently larger than ΔE. Therefore, K will never exceed 0.5. Therefore, solutions in equation (5) where K is 0.5 or greater are eliminated. As a result, K can be expressed as equation (6).
出力側の線間電圧が2次定格電圧に調整される1次タップ電圧の最小値をVminで表し、2次定格電圧をVcで表した場合、第1比率K1は、下記の(7)式で表される。 If the minimum value of the primary tap voltage at which the output line voltage is adjusted to the secondary rated voltage is represented by Vmin, and the secondary rated voltage is represented by Vc, the first ratio K1 is expressed by the following equation (7).
入力側及び出力側の線間電圧の変圧比(=V1/V2)に関してr%のズレが許容される場合、変圧比は、(1-(r/100))・V1/V2以上であり、かつ、(1+(r/100))・V1/V2以下である値であればよい。従って、入力側及び出力側の線間電圧の変圧比(=V1/V2)に関してr%のズレが許容される場合、第1比率K1は下記の(8)式を満たす。ここで、rは、0以上であり、かつ、100以下の実数である。 When a deviation of r% is allowed for the transformation ratio (= V1/V2) of the line voltages on the input and output sides, the transformation ratio should be greater than or equal to (1 - (r/100)) V1/V2 and less than or equal to (1 + (r/100)) V1/V2. Therefore, when a deviation of r% is allowed for the transformation ratio (= V1/V2) of the line voltages on the input and output sides, the first ratio K1 satisfies the following equation (8). Here, r is a real number greater than or equal to 0 and less than or equal to 100.
電圧調整装置1では、第1比率K1が(8)式を満たすように、ΔE及びV2が設計されている。このため、1次タップ電圧が最小値である場合において、誤差が小さい正確な電圧調整が実現される。許容されるズレを示すrは、規格によって決められており、例えば0.4である。 In the voltage regulator 1, ΔE and V2 are designed so that the first ratio K1 satisfies equation (8). This allows for accurate voltage regulation with minimal error when the primary tap voltage is at its minimum value. The allowable deviation, r, is determined by standards and is, for example, 0.4.
図4の例では、1次タップ電圧の最小値Vminは6300Vである。2次定格電圧Vcは6600Vである。rが0.4である場合、0.0280≦K1≦0.00331を満たすように、ΔE及びV2が設計される。第1比率K1が0.03055である場合、ベクトルEu1,Eu2がなす角度、ベクトルEv1,Ev2がなす角度、及び、ベクトルEw1,Ew2がなす角度は、約1.6度であり、十分に小さい。このため、線間電圧を上昇させた場合に生じる配電線U,V,Wの交流電圧の位相の変動は小さい。 In the example of Figure 4, the minimum value Vmin of the primary tap voltage is 6300V. The secondary rated voltage Vc is 6600V. When r is 0.4, ΔE and V2 are designed to satisfy 0.0280≦K1≦0.00331. When the first ratio K1 is 0.03055, the angle between vectors Eu1 and Eu2, the angle between vectors Ev1 and Ev2, and the angle between vectors Ew1 and Ew2 are approximately 1.6 degrees, which is sufficiently small. Therefore, the phase fluctuation of the AC voltages of the distribution lines U, V, and W that occurs when the line voltage is increased is small.
線間電圧を低下させる場合、図7の下側に示すように、ベクトルEu2はベクトルEu1からベクトルΔEuを引くことによって得られる。同様に、ベクトルEv2は、ベクトルEv1からベクトルΔEvを引くことによって得られる。ベクトルEw2は、ベクトルEw1からベクトルΔEwを引くことによって得られる。この場合においても、3つの線間電圧Vuv,Vvw,Vwuの大きさは一致している。 When lowering the line voltage, as shown in the lower part of Figure 7, vector Eu2 is obtained by subtracting vector ΔEu from vector Eu1. Similarly, vector Ev2 is obtained by subtracting vector ΔEv from vector Ev1. Vector Ew2 is obtained by subtracting vector ΔEw from vector Ew1. In this case, too, the magnitudes of the three line voltages Vuv, Vvw, and Vwu are the same.
ベクトルEu1,Eu2,ΔEuによって形成される三角形は、ベクトルEv1,Ev2,ΔEvによって形成される三角形と同じであり、ベクトルEv1,Ev2,ΔEvによって形成される三角形と同じである。ベクトルEu2,ΔEuがなす角度、ベクトルEv2,ΔEvがなす角度、及び、ベクトルEw2,ΔEwがなす角度は30度である。 The triangle formed by vectors Eu1, Eu2, and ΔEu is the same as the triangle formed by vectors Ev1, Ev2, and ΔEv, and is the same as the triangle formed by vectors Ev1, Ev2, and ΔEv. The angle between vectors Eu2 and ΔEu, the angle between vectors Ev2 and ΔEv, and the angle between vectors Ew2 and ΔEw are all 30 degrees.
線間電圧を低下させる場合、余弦定理により、下記の(9)式が成り立つ。
E12 =E22 +ΔE2 -2・E2・ΔE・cos150°…(9)
ΔE=K・V2が成り立つので、(9)式において、ΔEにK・V2を代入することによって、下記の(10)式が得られる。
E12 =E22 +(K・V2)2 +E2・K・V2・√3…(10)
When the line voltage is reduced, the following equation (9) holds true according to the cosine law.
E1 2 =E2 2 +ΔE 2 -2・E2・ΔE・cos150°…(9)
Since ΔE=K·V2 holds, by substituting K·V2 for ΔE in equation (9), the following equation (10) is obtained.
E1 2 = E2 2 + (K・V2) 2 +E2・K・V2・√3…(10)
前述したように、E1=V1/√3及びE2=V2/√3が成り立つ。これらの式を用いて(10)式のE1及びE2を削除することによって、下記の(11)式が得られる。
3・K2 ・V22 +3・K・V22 +V22 -V12 =0…(11)
As described above, E1=V1/√3 and E2=V2/√3 hold. By using these equations to delete E1 and E2 from equation (10), the following equation (11) is obtained.
3・K 2・V2 2 +3・K・V2 2 +V2 2 −V1 2 =0…(11)
(11)式は、Kに関する2次方程式である。解の公式を用いることによって、Kは下記の(12)式で表される。 Equation (11) is a quadratic equation with respect to K. By using the solution formula, K can be expressed as the following equation (12).
Kは比率であるため、負の値ではない。このため、(12)式の中でKが負の値となる解を削除する。これにより、Kは(13)式で表される。 K is a ratio, so it cannot be a negative value. Therefore, we eliminate solutions in equation (12) where K is a negative value. This allows K to be expressed as equation (13).
出力側の線間電圧が2次定格電圧に調整される1次タップ電圧の最大値をVmaxで表し、2次定格電圧をVcで表した場合、第2比率K2は、下記の(14)式で表される。 If the maximum value of the primary tap voltage at which the output line voltage is adjusted to the secondary rated voltage is represented by Vmax, and the secondary rated voltage is represented by Vc, the second ratio K2 is expressed by the following equation (14).
入力側及び出力側の線間電圧の変圧比(=V2/V1)に関してr%のズレが許容される場合、第2比率K2は、下記の(15)式を満たす。前述したように、rは、0以上であり、かつ、100以下の実数である。 When a deviation of r% is allowed for the transformation ratio (= V2/V1) of the line voltages on the input and output sides, the second ratio K2 satisfies the following equation (15). As mentioned above, r is a real number greater than or equal to 0 and less than or equal to 100.
電圧調整装置1では、第2比率K2が(15)式を満たすようにΔE及びV2が設計されている。このため、1次タップ電圧が最大値である場合において、誤差が小さい正確な電圧調整が実現される。前述したように、rは例えば0.4である。 In the voltage regulator 1, ΔE and V2 are designed so that the second ratio K2 satisfies equation (15). Therefore, when the primary tap voltage is at its maximum value, accurate voltage regulation with small error is achieved. As mentioned above, r is, for example, 0.4.
第1比率K1が(8)式を満たし、かつ、第2比率K2が(15)式を満たす場合においては、1次タップ電圧が最小値及び最大値とは異なる値であっても、入力側及び出力側の線間電圧の変圧比に関するズレはr%以下である。 When the first ratio K1 satisfies equation (8) and the second ratio K2 satisfies equation (15), even if the primary tap voltage has values different from the minimum and maximum values, the deviation in the transformation ratio between the line voltages on the input and output sides is r% or less.
図4の例では、1次タップ電圧の最大値Vmaxは6900Vである。2次定格電圧Vcは6600Vである。誤差の許容比率rが0.004である場合、0.0273≦K2≦0.00328を満たすように、ΔE及びV2が設計される。第2比率K2が0.03086である場合、ベクトルEu1,Eu2がなす角度、ベクトルEv1,Ev2がなす角度、及び、ベクトルEw1,Ew2がなす角度は、約1.4度であり、十分に小さい。このため、線間電圧を低下させた場合に生じる配電線U,V,Wの交流電圧の位相の変動は小さい。 In the example of Figure 4, the maximum value Vmax of the primary tap voltage is 6900V. The secondary rated voltage Vc is 6600V. When the error tolerance ratio r is 0.004, ΔE and V2 are designed to satisfy 0.0273≦K2≦0.00328. When the second ratio K2 is 0.03086, the angle between vectors Eu1 and Eu2, the angle between vectors Ev1 and Ev2, and the angle between vectors Ew1 and Ew2 are approximately 1.4 degrees, which is sufficiently small. Therefore, the phase fluctuation of the AC voltages of the distribution lines U, V, and W that occurs when the line voltage is reduced is small.
また、1次巻線41の結線及び2次巻線42の結線がV結線であり、かつ、1次巻線31の結線及び2次巻線32の結線がY結線である電圧調整装置では、3つの線間電圧中の1つの直接的な調整は不可能である。しかしながら、電圧調整装置1では、1次巻線31の結線がデルタ結線であるため、ベクトルEu1,Eu2がなす角度、ベクトルEv1,Ev2がなす角度、及び、ベクトルEw1,Ew2がなす角度は0を超えている。このため、3つの線間電圧を直接的に調整することができる。 Furthermore, in a voltage regulator in which the primary winding 41 and the secondary winding 42 are connected in a V-connection and the primary winding 31 and the secondary winding 32 are connected in a Y-connection, direct adjustment of one of the three line voltages is impossible. However, in voltage regulator 1, the primary winding 31 is connected in a delta-connection, so the angle between vectors Eu1 and Eu2, the angle between vectors Ev1 and Ev2, and the angle between vectors Ew1 and Ew2 exceed zero. Therefore, the three line voltages can be directly adjusted.
調整変圧器4a,4bに関して、2つの2次巻線42に接続されているタップの数は、3に限定されず、2又は4以上であってもよい。切換え器5は、複数のタップの中で、第1ノードN1、第2ノードN2及び第3ノードN3それぞれが電気的に接続されるタップを切換える。集合体50a,50bそれぞれに関して、上側スイッチ回路の数は、1つの2次巻線42に接続されているタップの数と同じである。下側スイッチ回路の数も、1つの2次巻線42に接続されているタップの数と同じである。 For the regulating transformers 4a and 4b, the number of taps connected to the two secondary windings 42 is not limited to three and may be two, four, or more. The selector 5 switches between the taps electrically connected to the first node N1, the second node N2, and the third node N3, respectively, among the multiple taps. For each of the assemblies 50a and 50b, the number of upper switch circuits is the same as the number of taps connected to one secondary winding 42. The number of lower switch circuits is also the same as the number of taps connected to one secondary winding 42.
上側スイッチ回路A1,A2,A3、下側スイッチ回路B1,B2,B3及び矯絡スイッチ回路Cそれぞれは、状態が通流状態及び遮断状態に遷移する回路であれば問題はない。このため、これらのスイッチ回路それぞれは、第1サイリスタ61及び第2サイリスタ62を用いた回路に限定されず、例えば、サイリスタ以外の半導体スイッチを用いた回路であってもよい。前述したスイッチ回路は、例えばトライアックが用いられてもよい。 The upper switch circuits A1, A2, A3, the lower switch circuits B1, B2, B3, and the fault correction switch circuit C can be any circuit that transitions between a conducting state and a blocking state. Therefore, each of these switch circuits is not limited to circuits using the first thyristor 61 and the second thyristor 62, and may be, for example, circuits using semiconductor switches other than thyristors. The aforementioned switch circuits may also use triacs, for example.
開示された本実施の形態はすべ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、上記した意味ではなく、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すべての変更が含まれることが意図される。 The disclosed embodiments should be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the claims, not by the above meaning, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.
1 電圧調整装置、3u 直列変圧器(第1直列変圧器)、3v 直列変圧器(第2直列変圧器)、3w 直列変圧器(第3直列変圧器)、4a 調整変圧器(第1タップ変圧器)、4b 調整変圧器(第2タップ変圧器)、5 切換え器、51 制御部(偏差算出部)、31,41 1次巻線、32,42 2次巻線、T1,T2,T3 タップ、U 配電線(第1配電線)、V 配電線(第2配電線)、W 配電線(第3配電線) 1: Voltage regulator, 3u: Series transformer (first series transformer), 3v: Series transformer (second series transformer), 3w: Series transformer (third series transformer), 4a: Regulating transformer (first tap transformer), 4b: Regulating transformer (second tap transformer), 5: Switch, 51: Control unit (deviation calculation unit), 31, 41: Primary winding, 32, 42: Secondary winding, T1, T2, T3: Tap, U: Distribution line (first distribution line), V: Distribution line (second distribution line), W: Distribution line (third distribution line)
Claims (8)
前記第1配電線及び第2配電線間に1次巻線が接続され、2次巻線に複数のタップが接続されている第1タップ変圧器と、a first tap transformer having a primary winding connected between the first distribution line and the second distribution line and a plurality of taps connected to a secondary winding;
前記第2配電線及び第3配電線間に1次巻線が接続され、2次巻線に複数のタップが接続されている第2タップ変圧器と、a second tap transformer having a primary winding connected between the second distribution line and the third distribution line and a plurality of taps connected to a secondary winding;
1次巻線及び前記第1配電線の中途に配置される2次巻線を有する第1直列変圧器と、a first series transformer having a primary winding and a secondary winding disposed midway along the first distribution line;
1次巻線及び前記第2配電線の中途に配置される2次巻線を有する第2直列変圧器と、a second series transformer having a primary winding and a secondary winding disposed midway along the second distribution line;
1次巻線及び前記第3配電線の中途に配置される2次巻線を有する第3直列変圧器と、a third series transformer having a primary winding and a secondary winding disposed midway along the third distribution line;
前記第1タップ変圧器及び第2タップ変圧器の2次巻線に接続されている複数のタップの中で、前記第1直列変圧器、第2直列変圧器及び第3直列変圧器が有する3つの1次巻線の端子が電気的に接続されるタップを切換える切換え器とa selector for selecting a tap to which terminals of three primary windings of the first series transformer, the second series transformer, and the third series transformer are electrically connected, among a plurality of taps connected to the secondary windings of the first tap transformer and the second tap transformer;
を備え、Equipped with
前記第1直列変圧器の1次巻線の一端子は、前記第2直列変圧器の1次巻線の一端子に接続され、One terminal of the primary winding of the first series transformer is connected to one terminal of the primary winding of the second series transformer;
前記第2直列変圧器の1次巻線の他端子は、前記第3直列変圧器の1次巻線の一端子に接続され、The other terminal of the primary winding of the second series transformer is connected to one terminal of the primary winding of the third series transformer,
前記第3直列変圧器の1次巻線の他端子は、前記第1直列変圧器の1次巻線の他端子に接続され、the other terminal of the primary winding of the third series transformer is connected to the other terminal of the primary winding of the first series transformer;
前記第1直列変圧器、第2直列変圧器及び第3直列変圧器が有する3つの2次巻線中の2つは、第1配電線、第2配電線及び第3配電線中の2つの間の出力側の交流電圧の実効値を調整し、two of the three secondary windings of the first series transformer, the second series transformer, and the third series transformer adjust an effective value of an AC voltage on an output side between two of the first distribution line, the second distribution line, and the third distribution line;
前記切換え器がタップの切換えを行った場合、前記出力側の交流電圧の実効値は変化し、When the switch performs tap switching, the effective value of the AC voltage on the output side changes,
前記第1直列変圧器、第2直列変圧器及び第3直列変圧器が有する3つの2次巻線の両端間の交流電圧の第1実効値は共通しており、a first effective value of AC voltages between both ends of three secondary windings of the first series transformer, the second series transformer, and the third series transformer is common;
前記第1タップ変圧器及び第2タップ変圧器の1次巻線に印加される交流電圧の第2実効値は共通しており、a second effective value of the AC voltage applied to the primary windings of the first tap transformer and the second tap transformer is common;
第1配電線、第2配電線及び第3配電線中の2つの間の交流電圧に関する一定の定格実効値をVcで表し、出力側の交流電圧の実効値が前記定格実効値に調整される前記第2実効値の最小値をVminで表し、入力側及び出力側の交流電圧の実効値の変圧比に関してr%のズレが許容される場合にて、前記出力側の交流電圧の実効値が前記最小値から前記定格実効値に調整されるように前記切換え器が切換えを行ったときに前記第1実効値を前記第2実効値で除算することによって得られる第1比率は下記式を満たし、When a constant rated effective value of the AC voltage between two of the first distribution line, the second distribution line, and the third distribution line is represented by Vc, the minimum value of the second effective value at which the effective value of the AC voltage on the output side is adjusted to the rated effective value is represented by Vmin, and a deviation of r % is allowed in a transformation ratio of the effective values of the AC voltages on the input side and the output side, when the switch performs switching so that the effective value of the AC voltage on the output side is adjusted from the minimum value to the rated effective value, a first ratio obtained by dividing the first effective value by the second effective value satisfies the following formula:
rは、0以上であり、かつ、100以下である実数であるr is a real number greater than or equal to 0 and less than or equal to 100
電圧調整装置。Voltage regulator.
前記切換え器がタップの切換えを行った場合、前記出力側の交流電圧の実効値は変化し、
前記第1直列変圧器、第2直列変圧器及び第3直列変圧器が有する3つの2次巻線の両端間の交流電圧の第1実効値は共通しており、
前記第1タップ変圧器及び第2タップ変圧器の1次巻線に印加される交流電圧の第2実効値は共通しており、
第1配電線、第2配電線及び第3配電線中の2つの間の交流電圧に関する一定の定格実効値をVcで表し、出力側の交流電圧の実効値が前記定格実効値に調整される前記第2実効値の最大値をVmaxで表し、入力側及び出力側の交流電圧の実効値の変圧比に関してr%のズレが許容される場合にて、前記出力側の交流電圧の実効値が前記最大値から前記定格実効値に調整されるように前記切換え器が切換えを行ったときに前記第1実効値を前記第2実効値で除算することによって得られる第2比率は下記式を満たし、
rは、0以上であり、かつ、100以下である実数である
請求項1に記載の電圧調整装置。
When the switch performs tap switching, the effective value of the AC voltage on the output side changes,
a first effective value of the AC voltage between both ends of three secondary windings of the first series transformer, the second series transformer, and the third series transformer is common;
a second effective value of the AC voltage applied to the primary windings of the first tap transformer and the second tap transformer is common;
When a constant rated effective value of the AC voltage between two of the first distribution line, the second distribution line, and the third distribution line is represented by Vc, the maximum value of the second effective value at which the effective value of the AC voltage on the output side is adjusted to the rated effective value is represented by Vmax, and a deviation of r % is allowed in a transformation ratio of the effective values of the AC voltages on the input side and the output side, when the switch performs switching so that the effective value of the AC voltage on the output side is adjusted from the maximum value to the rated effective value, a second ratio obtained by dividing the first effective value by the second effective value satisfies the following formula:
r is a real number greater than or equal to 0 and less than or equal to 100
The voltage regulator of claim 1 .
請求項1又は請求項2のいずれか1項に記載の電圧調整装置。 r is 0.4
The voltage regulator according to claim 1 or 2 .
前記切換え器は、前記偏差算出部が算出した複数の偏差の中で偏差が最も小さいパターンの切換えを行い、
前記偏差は下記式で表される
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電圧調整装置。
Vg:前記目標値
V12:第1配電線及び第2配電線間の交流電圧の実効値
V23:第2配電線及び第3配電線間の交流電圧の実効値
V31:第3配電線及び第1配電線間の交流電圧の実効値 a deviation calculation unit that calculates a deviation from a certain target value for each of a plurality of switching patterns performed by the switch;
the switcher switches to a pattern with the smallest deviation among the plurality of deviations calculated by the deviation calculation unit,
The deviation is expressed by the following formula:
The voltage regulator according to any one of claims 1 to 3 .
Vg: the target value V12: the effective value of the AC voltage between the first distribution line and the second distribution line V23: the effective value of the AC voltage between the second distribution line and the third distribution line V31: the effective value of the AC voltage between the third distribution line and the first distribution line
前記第1配電線及び第2配電線間に1次巻線が接続され、2次巻線に複数のタップが接続されている第1タップ変圧器と、a first tap transformer having a primary winding connected between the first distribution line and the second distribution line and a plurality of taps connected to a secondary winding;
前記第2配電線及び第3配電線間に1次巻線が接続され、2次巻線に複数のタップが接続されている第2タップ変圧器と、a second tap transformer having a primary winding connected between the second distribution line and the third distribution line and a plurality of taps connected to a secondary winding;
1次巻線及び前記第1配電線の中途に配置される2次巻線を有する第1直列変圧器と、a first series transformer having a primary winding and a secondary winding disposed midway along the first distribution line;
1次巻線及び前記第2配電線の中途に配置される2次巻線を有する第2直列変圧器と、a second series transformer having a primary winding and a secondary winding disposed midway along the second distribution line;
1次巻線及び前記第3配電線の中途に配置される2次巻線を有する第3直列変圧器と、a third series transformer having a primary winding and a secondary winding disposed midway along the third distribution line;
前記第1タップ変圧器及び第2タップ変圧器の2次巻線に接続されている複数のタップの中で、前記第1直列変圧器、第2直列変圧器及び第3直列変圧器が有する3つの1次巻線の端子が電気的に接続されるタップを切換える切換え器とa selector for selecting a tap to which terminals of three primary windings of the first series transformer, the second series transformer, and the third series transformer are electrically connected, among a plurality of taps connected to the secondary windings of the first tap transformer and the second tap transformer;
を備え、Equipped with
前記第1直列変圧器の1次巻線の一端子は、前記第2直列変圧器の1次巻線の一端子に接続され、One terminal of the primary winding of the first series transformer is connected to one terminal of the primary winding of the second series transformer;
前記第2直列変圧器の1次巻線の他端子は、前記第3直列変圧器の1次巻線の一端子に接続され、The other terminal of the primary winding of the second series transformer is connected to one terminal of the primary winding of the third series transformer,
前記第3直列変圧器の1次巻線の他端子は、前記第1直列変圧器の1次巻線の他端子に接続され、the other terminal of the primary winding of the third series transformer is connected to the other terminal of the primary winding of the first series transformer;
前記第1直列変圧器、第2直列変圧器及び第3直列変圧器が有する3つの2次巻線中の2つは、第1配電線、第2配電線及び第3配電線中の2つの間の出力側の交流電圧の実効値を調整し、two of the three secondary windings of the first series transformer, the second series transformer, and the third series transformer adjust an effective value of an AC voltage on an output side between two of the first distribution line, the second distribution line, and the third distribution line;
前記切換え器がタップの切換えを行った場合、前記出力側の交流電圧の実効値は変化し、When the switch performs tap switching, the effective value of the AC voltage on the output side changes,
前記第1直列変圧器、第2直列変圧器及び第3直列変圧器が有する3つの2次巻線の両端間の交流電圧の第1実効値は共通しており、a first effective value of AC voltages between both ends of three secondary windings of the first series transformer, the second series transformer, and the third series transformer is common;
前記第1タップ変圧器及び第2タップ変圧器の1次巻線に印加される交流電圧の第2実効値は共通しており、a second effective value of the AC voltage applied to the primary windings of the first tap transformer and the second tap transformer is common;
第1配電線、第2配電線及び第3配電線中の2つの間の交流電圧に関する一定の定格実効値をVcで表し、出力側の交流電圧の実効値が前記定格実効値に調整される前記第2実効値の最大値をVmaxで表し、入力側及び出力側の交流電圧の実効値の変圧比に関してr%のズレが許容される場合にて、前記出力側の交流電圧の実効値が前記最大値から前記定格実効値に調整されるように前記切換え器が切換えを行ったときに前記第1実効値を前記第2実効値で除算することによって得られる第2比率は下記式を満たし、When a constant rated effective value of the AC voltage between two of the first distribution line, the second distribution line, and the third distribution line is represented by Vc, the maximum value of the second effective value at which the effective value of the AC voltage on the output side is adjusted to the rated effective value is represented by Vmax, and a deviation of r % is allowed in a transformation ratio of the effective values of the AC voltages on the input side and the output side, when the switch performs switching so that the effective value of the AC voltage on the output side is adjusted from the maximum value to the rated effective value, a second ratio obtained by dividing the first effective value by the second effective value satisfies the following formula:
rは、0以上であり、かつ、100以下である実数であるr is a real number greater than or equal to 0 and less than or equal to 100
電圧調整装置。Voltage regulator.
請求項5に記載の電圧調整装置。The voltage regulator according to claim 5 .
前記切換え器は、前記偏差算出部が算出した複数の偏差の中で偏差が最も小さいパターンの切換えを行い、the switcher switches to a pattern with the smallest deviation among the plurality of deviations calculated by the deviation calculation unit,
前記偏差は下記式で表されるThe deviation is expressed by the following formula:
請求項5又は請求項6のいずれか1項に記載の電圧調整装置。The voltage regulator according to claim 5 or 6.
Vg:前記目標値Vg: the target value
V12:第1配電線及び第2配電線間の交流電圧の実効値V12: Effective value of AC voltage between the first distribution line and the second distribution line
V23:第2配電線及び第3配電線間の交流電圧の実効値V23: Effective value of AC voltage between the second distribution line and the third distribution line
V31:第3配電線及び第1配電線間の交流電圧の実効値V31: Effective value of AC voltage between the third distribution line and the first distribution line
前記第1配電線及び第2配電線間に1次巻線が接続され、2次巻線に複数のタップが接続されている第1タップ変圧器と、a first tap transformer having a primary winding connected between the first distribution line and the second distribution line and a plurality of taps connected to a secondary winding;
前記第2配電線及び第3配電線間に1次巻線が接続され、2次巻線に複数のタップが接続されている第2タップ変圧器と、a second tap transformer having a primary winding connected between the second distribution line and the third distribution line and a plurality of taps connected to a secondary winding;
1次巻線及び前記第1配電線の中途に配置される2次巻線を有する第1直列変圧器と、a first series transformer having a primary winding and a secondary winding disposed midway along the first distribution line;
1次巻線及び前記第2配電線の中途に配置される2次巻線を有する第2直列変圧器と、a second series transformer having a primary winding and a secondary winding disposed midway along the second distribution line;
1次巻線及び前記第3配電線の中途に配置される2次巻線を有する第3直列変圧器と、a third series transformer having a primary winding and a secondary winding disposed midway along the third distribution line;
前記第1タップ変圧器及び第2タップ変圧器の2次巻線に接続されている複数のタップの中で、前記第1直列変圧器、第2直列変圧器及び第3直列変圧器が有する3つの1次巻線の端子が電気的に接続されるタップを切換える切換え器とa selector for selecting a tap to which terminals of three primary windings of the first series transformer, the second series transformer, and the third series transformer are electrically connected, among a plurality of taps connected to the secondary windings of the first tap transformer and the second tap transformer;
を備え、Equipped with
前記第1直列変圧器の1次巻線の一端子は、前記第2直列変圧器の1次巻線の一端子に接続され、one terminal of the primary winding of the first series transformer is connected to one terminal of the primary winding of the second series transformer;
前記第2直列変圧器の1次巻線の他端子は、前記第3直列変圧器の1次巻線の一端子に接続され、The other terminal of the primary winding of the second series transformer is connected to one terminal of the primary winding of the third series transformer,
前記第3直列変圧器の1次巻線の他端子は、前記第1直列変圧器の1次巻線の他端子に接続され、the other terminal of the primary winding of the third series transformer is connected to the other terminal of the primary winding of the first series transformer;
前記切換え器が行う切換えの複数のパターンそれぞれについて、一定の目標値からの偏差を算出する偏差算出部を備え、a deviation calculation unit that calculates a deviation from a certain target value for each of a plurality of switching patterns performed by the switch;
前記切換え器は、前記偏差算出部が算出した複数の偏差の中で偏差が最も小さいパターンの切換えを行い、the switcher switches to a pattern with the smallest deviation among the plurality of deviations calculated by the deviation calculation unit,
前記偏差は下記式で表されるThe deviation is expressed by the following formula:
電圧調整装置。Voltage regulator.
Vg:前記目標値Vg: the target value
V12:第1配電線及び第2配電線間の交流電圧の実効値V12: Effective value of AC voltage between the first distribution line and the second distribution line
V23:第2配電線及び第3配電線間の交流電圧の実効値V23: Effective value of AC voltage between the second distribution line and the third distribution line
V31:第3配電線及び第1配電線間の交流電圧の実効値V31: Effective value of AC voltage between the third distribution line and the first distribution line
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|---|---|---|---|---|
| JP2004088929A (en) | 2002-08-27 | 2004-03-18 | Toshiba Corp | Voltage imbalance reduction device |
| JP2014166002A (en) | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Takasago Seisakusho:Kk | Ac power supply device |
| JP2017117084A (en) | 2015-12-22 | 2017-06-29 | 株式会社ダイヘン | Automatic voltage regulator |
| JP2018057135A (en) | 2016-09-28 | 2018-04-05 | 株式会社ダイヘン | Voltage regulator |
| JP2019080430A (en) | 2017-10-24 | 2019-05-23 | 株式会社ダイヘン | Voltage adjustment device |
| JP2021082667A (en) | 2019-11-15 | 2021-05-27 | 株式会社ダイヘン | On-load tap changer, on-load tap changing transformer and voltage regulating device |
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-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004088929A (en) | 2002-08-27 | 2004-03-18 | Toshiba Corp | Voltage imbalance reduction device |
| JP2014166002A (en) | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Takasago Seisakusho:Kk | Ac power supply device |
| JP2017117084A (en) | 2015-12-22 | 2017-06-29 | 株式会社ダイヘン | Automatic voltage regulator |
| JP2018057135A (en) | 2016-09-28 | 2018-04-05 | 株式会社ダイヘン | Voltage regulator |
| JP2019080430A (en) | 2017-10-24 | 2019-05-23 | 株式会社ダイヘン | Voltage adjustment device |
| JP2021082667A (en) | 2019-11-15 | 2021-05-27 | 株式会社ダイヘン | On-load tap changer, on-load tap changing transformer and voltage regulating device |
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