特許 7029360 電圧調整装置及び線間電圧検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-22

(45)【発行日】2022-03-03

(54)【発明の名称】電圧調整装置及び線間電圧検出方法

(51)【国際特許分類】

   G05F 1/14 20060101AFI20220224BHJP

   H02J 3/12 20060101ALI20220224BHJP

   H02J 3/26 20060101ALI20220224BHJP

   H02M 5/12 20060101ALI20220224BHJP

【ＦＩ】

G05F1/14 Z

H02J3/12

H02J3/26

H02M5/12 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018146043

(22)【出願日】2018-08-02

(65)【公開番号】P2020022310

(43)【公開日】2020-02-06

【審査請求日】2021-04-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】土井 康輔

【審査官】佐藤 匡

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－２２０５００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２３３０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２６７７４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－８０６５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ５／１２

Ｈ０２Ｊ ３／１２，３／２６

Ｈ０１Ｆ ２９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力系統の送配電線の三相交流電圧を変圧して調整する電圧調整装置であって、
自装置の一次側の第１線間電圧及び該第１線間電圧と同相である二次側の第１線間電圧を各別に検出する第１検出部と、
該第１検出部が検出した前記二次側の第１線間電圧に対する前記一次側の第１線間電圧の比である変圧比を算出する第１算出部と、
前記一次側又は前記二次側の第２線間電圧を検出する第２検出部と、
該第２検出部が第２線間電圧を検出した前記一次側又は前記二次側について、前記第１検出部が検出した第１線間電圧及び前記第２検出部が検出した第２線間電圧に基づいて第３線間電圧を算出する第３算出部と、
前記第２検出部が検出した第２線間電圧、前記第３算出部が算出した第３線間電圧及び前記第１算出部が算出した変圧比に基づいて、前記第２検出部が第２線間電圧を検出した前記一次側又は前記二次側とは反対側の第２線間電圧及び第３線間電圧を算出する第４算出部と
を備える電圧調整装置。

【請求項2】

前記第３算出部は、前記第１検出部が検出した第１線間電圧の大きさと、前記第２検出部が検出した第２線間電圧の大きさと、前記第１検出部が検出した第１線間電圧のベクトル及び前記第２検出部が検出した第２線間電圧のベクトルの位相差とに基づいて第３線間電圧を算出する請求項１に記載の電圧調整装置。

【請求項3】

前記第４算出部は、
前記第２検出部が前記一次側の第２線間電圧を検出した場合、前記第２検出部が検出した第２線間電圧及び前記第３算出部が算出した第３線間電圧夫々を、前記第１算出部が算出した変圧比で除して前記二次側の第２線間電圧及び第３線間電圧を算出し、前記第２検出部が前記二次側の第２線間電圧を検出した場合、前記第２検出部が検出した第２線間電圧及び前記第３算出部が算出した第３線間電圧夫々に、前記第１算出部が算出した変圧比を乗じて前記一次側の第２線間電圧及び第３線間電圧を算出する
請求項１又は２に記載の電圧調整装置。

【請求項4】

電力系統の送配電線の三相交流電圧を変圧して調整する電圧調整装置の一次側及び二次側の線間電圧を検出する方法であって、
前記一次側の第１線間電圧及び該第１線間電圧と同相である前記二次側の第１線間電圧を各別に検出するステップと、
検出した前記二次側の第１線間電圧に対する前記一次側の第１線間電圧の比である変圧比を算出するステップと、
前記一次側又は前記二次側の第２線間電圧を検出するステップと、
第２線間電圧を検出した前記一次側又は前記二次側について、検出した第１線間電圧及び第２線間電圧に基づいて第３線間電圧を算出するステップと、
検出した第２線間電圧、算出した第３線間電圧及び算出した変圧比に基づいて、第２線間電圧を検出した前記一次側又は前記二次側とは反対側の第２線間電圧及び第３線間電圧を算出するステップと
を含む線間電圧検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、配電系統の送配電線の三相交流電圧を変圧して調整する電圧調整装置及び該電圧調整装置による線間電圧検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の自動電圧調整器による電圧調整は、特定の２つの相の線間電圧を監視し、全ての線間について一律の制御方向及び制御量で電圧の昇降圧方向及び加減量を調整する方法が一般的である。この方法は配電系統の線間電圧が三相平衡であることを前提としているが、近年は太陽光発電やヒートポンプ式給湯器などの大容量単相機器が低圧配電線に接続されることが多くなっており、これらの機器が何れかの線間に偏って接続されることで高圧配電線が三相不平衡となる。この状態で、例えば自動電圧調整器が最小電圧の線間を監視して制御を行った場合、昇圧動作をするとその他の線間の電圧が上限値を逸脱する虞れがある。

【0003】

これに対し、非特許文献１に開示されているように、三相線間電圧の平均値を監視して電圧調整をする方法がある。この方法では、自動電圧調整器にて三相線間電圧を検出する必要があり、系統切替による逆送時の電圧調整を考慮すると、一次側及び二次側の三相線間電圧を検出しなければならない。このような電圧検出手段を追加することで自動電圧調整器を実現した場合、コストに対するメリットは小さい。

【0004】

また、特許文献１に開示されている方法で自動電圧調整器以外の機器を用いて三相不平衡を解消することも可能であるが、この方法についても自動電圧調整器で三相線間電圧を計測することが前提となっている。従来の自動電圧調整器は前述の通り三相線間電圧を監視していないため、三相不平衡の解消に活用することが難しい。その他には、特許文献２および非特許文献２に開示されているように、柱上変圧器の接続相を入れ替えて三相不平衡を解消する方法がある。この方法についても三相計測機能付開閉器にて系統の線間電圧における不平衡状態を把握する必要がある。

【0005】

上述のとおり、系統運用上、三相不平衡の解消のために各地点における三相線間電圧を計測するニーズがある。自動電圧調整器についても三相計測機能付開閉器と同様に遠方通信機能を有している場合があり、三相線間電圧を計測することが求められるが、コストアップや大型化を招くことなどから現状は三相線間電圧の計測機能が搭載されていないことが多い。このように計測機能が制限された機器にて一次側及び二次側の三相線間電圧を監視するために、特許文献３では、電圧検出手段により検出した二次側の線間電圧と現在タップ位置情報により、一次側の線間電圧を算出する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１４－１５０６９４号公報

【文献】特開２０１７－００５８９３号公報

【文献】特開２００４－２２０５００号公報

【非特許文献】

【0007】

【文献】上村 敏「配電線の三相不平衡時のＳＶＲによる電圧制御の問題点と対策用制御方式の開発」電力中央研究所、2013年7月、研究報告：R12021

【文献】奥村 貴博「三相計測機能付開閉器データを活用した配電系統電圧不平衡を改善する柱上変圧器接続法」電力中央研究所、2015年7月、研究報告：R14003

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献３に開示された方法を用いた場合であっても二次側の三相線間電圧を検出する必要があり、現在のタップ位置から一次側の線間電圧を算出した場合は、実際の変圧比に含まれる誤差のために算出の精度が落ちる。また、タップ切換器にタップ位置検出用の接点が搭載されていない場合は、接点を追加するのみならず、タップ切換器及び制御装置間の制御線を「タップ数＋コモン端子数」だけ増設する必要があり、油密部や制御装置の構造変更も加わってコストアップになる可能性が高い。

【0009】

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、電圧の検出手段の数が制約されている場合であっても、一次側及び二次側の線間電圧を検出することが可能な電圧調整装置及び線間電圧検出方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様に係る電圧調整装置は、電力系統の送配電線の三相交流電圧を変圧して調整する電圧調整装置であって、自装置の一次側の第１線間電圧及び該第１線間電圧と同相である二次側の第１線間電圧を各別に検出する第１検出部と、該第１検出部が検出した前記二次側の第１線間電圧に対する前記一次側の第１線間電圧の比である変圧比を算出する第１算出部と、前記一次側又は前記二次側の第２線間電圧を検出する第２検出部と、該第２検出部が第２線間電圧を検出した前記一次側又は前記二次側について、前記第１検出部が検出した第１線間電圧及び前記第２検出部が検出した第２線間電圧に基づいて第３線間電圧を算出する第３算出部と、前記第２検出部が検出した第２線間電圧、前記第３算出部が算出した第３線間電圧及び前記第１算出部が算出した変圧比に基づいて、前記第２検出部が第２線間電圧を検出した前記一次側又は前記二次側とは反対側の第２線間電圧及び第３線間電圧を算出する第４算出部とを備える。

【0011】

本開示の一態様に係る線間電圧検出方法は、電力系統の送配電線の三相交流電圧を変圧して調整する電圧調整装置の一次側及び二次側の線間電圧を検出する方法であって、前記一次側の第１線間電圧及び該第１線間電圧と同相である前記二次側の第１線間電圧を各別に検出するステップと、検出した前記二次側の第１線間電圧に対する前記一次側の第１線間電圧の比である変圧比を算出するステップと、前記一次側又は前記二次側の第２線間電圧を検出するステップと、第２線間電圧を検出した前記一次側又は前記二次側について、検出した第１線間電圧及び第２線間電圧に基づいて第３線間電圧を算出するステップと、検出した第２線間電圧、算出した第３線間電圧及び算出した変圧比に基づいて、第２線間電圧を検出した前記一次側又は前記二次側とは反対側の第２線間電圧及び第３線間電圧を算出するステップとを含む。

【0012】

本態様にあっては、一次側と二次側とで同相と見なせる第１線間電圧を夫々検出し、検出した２つの第１線間電圧の比を変圧比として算出し、更に、一次側又は二次側の第２線間電圧を検出する。一次側の第２線間電圧を検出した場合は、一次側の第１線間電圧及び第２線間電圧に基づいて一次側の第３線間電圧を算出し、検出した一次側の第２線間電圧と、算出した一次側の第３線間電圧と、算出した変圧比とに基づいて二次側の第２線間電圧及び第３線間電圧を算出する。これに対し、二次側の第２線間電圧を検出した場合は、二次側の第１線間電圧及び第２線間電圧に基づいて二次側の第３線間電圧を算出し、検出した二次側の第２線間電圧と、算出した二次側の第３線間電圧と、算出した変圧比とに基づいて一次側の第２線間電圧及び第３線間電圧を算出する。これにより、一次側及び二次側にて計３つの線間電圧を検出して演算することで、残り３つの線間電圧が精度よく算出される。

【0013】

本発明の一態様に係る電圧調整装置は、前記第３算出部は、前記第１検出部が検出した第１線間電圧の大きさと、前記第２検出部が検出した第２線間電圧の大きさと、前記第１検出部が検出した第１線間電圧のベクトル及び前記第２検出部が検出した第２線間電圧のベクトルの位相差とに基づいて第３線間電圧を算出する。

【0014】

本態様にあっては、一次側又は二次側の何れかについて、検出した第１線間電圧及び第２線間電圧夫々の大きさと、検出した第１線間電圧及び第２線間電圧夫々のベクトルの位相差とに基づいてスカラー演算することにより、第３線間電圧を算出する。これにより、２つの線間電圧を検出して演算することで、残り１つの線間電圧が精度よく算出される。

【0015】

本発明の一態様に係る電圧調整装置は、前記第４算出部は、前記第２検出部が前記一次側の第２線間電圧を検出した場合、前記第２検出部が検出した第２線間電圧及び前記第３算出部が算出した第３線間電圧夫々を、前記第１算出部が算出した変圧比で除して前記二次側の第２線間電圧及び第３線間電圧を算出し、前記第２検出部が前記二次側の第２線間電圧を検出した場合、前記第２検出部が検出した第２線間電圧及び前記第３算出部が算出した第３線間電圧夫々に、前記第１算出部が算出した変圧比を乗じて前記一次側の第２線間電圧及び第３線間電圧を算出する。

【0016】

本態様にあっては、一次側の第２線間電圧を検出した場合、検出した第２線間電圧及び算出した第３線間電圧夫々を変圧比で除算することによって、二次側の第２線間電圧及び第３線間電圧を算出する。一方、二次側の第２線間電圧を検出した場合、検出した第２線間電圧及び算出した第３線間電圧夫々に変圧比を乗算することによって、一次側の第２線間電圧及び第３線間電圧を算出する。これにより、１つの線間電圧のみが検出された一次側又は二次側について、残りの２つの線間電圧が精度よく算出される。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、電圧の検出手段の数が制約されている場合であっても、一次側及び二次側の線間電圧を検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態に係る電圧調整装置の構成例を示すブロック図である。

【図2】電圧調整装置の二次側における線間電圧の電圧ベクトルを示すベクトル図である。

【図3】計測されない線間電圧を算出するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明をその実施形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施形態）
図１は、実施形態に係る電圧調整装置１００の構成例を示すブロック図である。図中１ｕ，１ｖ，１ｗは、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相を含む三相の交流電圧を送配電する一次側の送配電線であり、２ｕ，２ｖ，２ｗは、二次側の送配電線である。送配電線１ｗ，１ｕ間には、計測用変圧器２１ｗｕの一次巻線が接続されている。送配電線２ｗ，２ｕ間には、計測用変圧器２２ｗｕの一次巻線が接続されている。送配電線２ｕ，２ｖ間には、計測用変圧器２２ｕｖの一次巻線が接続されている。

【0020】

電圧調整装置１００は、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相夫々の交流電圧を一次側から二次側へ、又は二次側から一次側へ変圧するタップ付きの調整変圧器１０ｕ，１０ｖ，１０ｗと、夫々のタップを切り換えるタップ切換器１１ｕ，１１ｖ，１１ｗと、装置全体を制御する制御部２０とを備える。

【0021】

調整変圧器１０ｕ，１０ｖ，１０ｗは、巻線がスター（Ｙ）結線された状態で各巻線の一端が送配電線２ｕ，２ｖ，２ｗに接続されている。調整変圧器１０ｕ，１０ｖ，１０ｗの夫々は、タップｔ１からタップｔ９まで９つのタップを有するが、タップの数が９つに限定されるものではない。

【0022】

タップ切換器１１ｕ，１１ｖ，１１ｗ夫々は、調整変圧器１０ｕ，１０ｖ，１０ｗのタップを切り換えるものであり、切り換えられたタップが送配電線１ｕ，１ｖ，１ｗに夫々接続される。タップの切り換えは、制御部２０からの切換指令によって行われる。

【0023】

制御部２０は、不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit ）を有し、該ＣＰＵがＲＯＭ（Read Only Memory ）に記憶された制御プログラムを実行することにより、入出力、演算、時間の計測等の処理を行う。制御部２０には、計測用変圧器２１ｗｕ，２２ｗｕ，２２ｕｖ夫々の二次巻線と、タップ切換器１１ｕ，１１ｖ，１１ｗ夫々に対する切換指令の入力部とが接続されている。計測用変圧器２１ｗｕ，２２ｗｕ，２２ｕｖが電圧調整装置１００に含まれていてもよい。制御部２０をマイクロコンピュータ又は専用のハードウェア回路で構成してもよい。

【0024】

制御部２０のＣＰＵは、計測用変圧器２１ｗｕ，２２ｗｕ，２２ｕｖ夫々の二次巻線から電圧を取得して、一次側のＷＵ相間の線間電圧（第１線間電圧に相当），二次側のＷＵ相間の線間電圧（第１線間電圧に相当），二次側のＵＶ相間の線間電圧（第２線間電圧に相当）を検出する。そして、ＣＰＵは、検出した各線間電圧に基づいてタップ切換器１１ｕ，１１ｖ，１１ｗに切換指令を与える。計測用変圧器２１ｗｕ，２２ｗｕ，２２ｕｖ夫々の二次巻線に電圧検出部が設けられている場合は、制御部２０のＣＰＵが、これらの電圧検出部から各線間電圧の検出結果を取得すればよい。

【0025】

次に、計測用変圧器が接続されていない二次側のＶＷ相間の線間電圧を算出する方法について説明する。図２は、電圧調整装置１００の二次側における線間電圧の電圧ベクトルを示すベクトル図である。本明細書では、電圧ベクトルを表す文字列に対するドットの表記を省略する。図中Ｖ２ｗｕ及びＶ２ｕｖ夫々は、検出されたＷＵ相間及びＵＶ相間の線間電圧を表す電圧ベクトルである。Ｖ２ｖｗは、ＶＷ相間の線間電圧を表す電圧ベクトルである。Ｖ２ｕｖ，Ｖ２ｖｗ，Ｖ２ｗｕ夫々の電圧ベクトルのベクトル和が０となるため、図２に示す閉じた三角形が描かれる。

【0026】

ここで、Ｖ２ｗｕ，Ｖ２ｕｖ，Ｖ２ｖｗ夫々の電圧ベクトルの始点をＡ，Ｂ，Ｃで表し、点Ｂから線分ＡＣに下ろした垂線の足を点Ｐとする。また、Ｖ２ｗｕの電圧ベクトルに対するＶ２ｕｖの電圧ベクトルの相対的な位相角（即ち位相差）をθとし、Ｖ２ｗｕの電圧ベクトルを反転したベクトルに対するＶ２ｖｗの電圧ベクトルの相対的な位相角をφとする。以下では、例えば線分ＡＰの長さを単にＡＰと表す。また例えばＶ２ｗｕの電圧ベクトルの大きさを｜Ｖ２ｗｕ｜で表す。他の線分及び電圧ベクトルの大きさについても同様である。

【0027】

図２より、ＢＰは以下の式（１）で表される。そしてＡＰは以下の式（２）で表されるから、ＰＣは以下の式（３）で表される。

【0028】

ＢＰ＝｜Ｖ２ｕｖ｜ｓｉｎ（π－θ）＝｜Ｖ２ｕｖ｜ｓｉｎθ・・・・・・・・（１）
ＡＰ＝｜Ｖ２ｕｖ｜ｃｏｓ（π－θ）＝－｜Ｖ２ｕｖ｜ｃｏｓθ・・・・・・・（２）
ＰＣ＝ＡＣ－ＡＰ＝｜Ｖ２ｗｕ｜＋｜Ｖ２ｕｖ｜ｃｏｓθ・・・・・・・・・・（３）

【0029】

次いで、直角三角形ＢＰＣに三平方の定理を適用することにより、ＢＣ即ちＶ２ｖｗの電圧ベクトルの大きさ｜Ｖ２ｖｗ｜は、以下の式（４）で表される。そして式（４）の右辺に式（１）及び（３）を代入することにより、式（４）が式（５）のとおり変形される。

【0030】

｜Ｖ２ｖｗ｜＝√｛（ＢＰ）² ＋（ＰＣ）² ｝・・・・・・・・・・・・・・・（４）
｜Ｖ２ｖｗ｜＝√｛（｜Ｖ２ｕｖ｜ｓｉｎθ）²
＋（｜Ｖ２ｗｕ｜＋｜Ｖ２ｕｖ｜ｃｏｓθ）² ｝
＝√｛｜Ｖ２ｕｖ｜² ＋｜Ｖ２ｗｕ｜²
＋２｜Ｖ２ｕｖ｜×｜Ｖ２ｗｕ｜ｃｏｓθ｝・・・・・・・・（５）

【0031】

一方、Ｖ２ｖｗの電圧ベクトルの相対的な位相角φは、図２より以下の式（６）で表される。そして式（６）の右辺に式（１）及び（３）を代入することにより、式（６）が式（７）のとおり変形される。

【0032】

φ＝ａｒｃｔａｎ（ＢＰ／ＰＣ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）
φ＝ａｒｃｔａｎ｛（｜Ｖ２ｕｖ｜ｓｉｎθ）
／（｜Ｖ２ｗｕ｜＋｜Ｖ２ｕｖ｜ｃｏｓθ）｝・・・・・・（７）

【0033】

以上のとおり、Ｖ２ｖｗの電圧ベクトルの大きさがスカラー量として式（５）により算出される。また、Ｖ２ｖｗの電圧ベクトルの相対的な位相角φが式（７）によって算出される。なお、制御部２０が、各タップの切り換えを制御する際に線間電圧の大きさを用いる場合は、位相角φを算出しなくてもよい。

【0034】

次に、計測用変圧器が接続されていない一次側のＵＶ相間及びＶＷ相間夫々の線間電圧を算出する方法について説明する。一次側のＵＶ相間の線間電圧は、二次側のＵＶ相間の線間電圧と同相であり、二次側のＵＶ相間の線間電圧に変圧比を乗じたものであると見なせる。同様に、一次側のＶＷ相間の線間電圧は、二次側のＶＷ相間の線間電圧と同相であり、二次側のＶＷ相間の線間電圧に変圧比を乗じたものであると見なせる。一方、電圧調整装置１００による変圧比ａは、以下の式（８）で表される。

【0035】

ａ＝一次側のＷＵ相間の線間電圧の大きさ／二次側のＷＵ相間の線間電圧の大きさ
＝｜Ｖ１ｗｕ｜／｜Ｖ２ｗｕ｜・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（８）

【0036】

従って、一次側のＵＶ相間の線間電圧Ｖ１ｕｖ及び一次側のＶＷ相間の線間電圧Ｖ１ｖｗ夫々は、式（８）で算出した変圧比ａを用いた以下の式（９）及び（１０）により、Ｖ２ｕｖ及びＶ２ｖｗと同相の電圧として算出される。

【0037】

Ｖ１ｕｖ＝Ｖ２ｕｖ×ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（９）
Ｖ１ｖｗ＝Ｖ２ｖｗ×ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１０）

【0038】

以下では、上述した制御部２０の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。図３は、計測されない線間電圧を算出するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。図３の処理は、例えば一定の周期で起動され、不図示のＲＯＭに予め格納されているコンピュータプログラムに従ってＣＰＵにより実行される。

【0039】

図３の処理が起動された場合、ＣＰＵは、計測用変圧器２１ｗｕの二次巻線から電圧を取得して、一次側のＷＵ相間の線間電圧Ｖ１ｗｕを検出し（Ｓ１１）、更に計測用変圧器２２ｗｕの二次巻線から電圧を取得して、二次側のＷＵ相間の線間電圧Ｖ２ｗｕを検出する（Ｓ１２）。ステップＳ１１及びＳ１２が、第１検出部に相当する。ここで検出される電圧は、大きさ及び相対的な位相角で表される電圧ベクトルである。次いで、ＣＰＵは、検出したＶ１ｗｕ及びＶ２ｗｕ夫々の絶対値を式（８）の右辺に代入して、変圧比ａを算出する（Ｓ１３：第１算出部に相当）。ステップＳ１１～Ｓ１３と、ステップＳ１４とで実行順序を逆にしてもよい。

【0040】

その後、ＣＰＵは、計測用変圧器２２ｕｖの二次巻線から電圧を取得して、二次側のＵＶ相間の線間電圧Ｖ２ｕｖを電圧ベクトルとして検出する（Ｓ１４：第２検出部に相当）。次いで、ＣＰＵは、ＷＵ相間の線間電圧Ｖ２ｗｕ及びＵＶ相間の線間電圧Ｖ２ｕｖの位相差θを算出し（Ｓ１５）、この算出値と、Ｖ２ｕｖ及びＶ２ｗｕの絶対値とを式（５）及び（７）の右辺に代入して、ＶＷ相間の二次側の線間電圧Ｖ２ｖｗの絶対値及び相対的な位相角φを算出する。これにより、線間電圧Ｖ２ｖｗが電圧ベクトルとして算出される（Ｓ１６：第３算出部に相当）。

【0041】

その後、ＣＰＵは、ステップＳ１４で算出したＶ２ｕｖを式（９）の右辺に代入して、一次側のＵＶ相間の線間電圧Ｖ１ｕｖを算出する（Ｓ１７）。ＣＰＵは、更に、ステップＳ１６で算出したＶ２ｖｗを式（１０）の右辺に代入して、一次側のＶＷ相間の線間電圧Ｖ１ｖｗを算出し（Ｓ１８）、図３の処理を終了する。ステップＳ１７，Ｓ１８が第４算出部に相当する。

【0042】

なお、図３に示す処理では、線間電圧Ｖ２ｖｗ，Ｖ１ｕｖ，Ｖ１ｖｗを電圧ベクトルとして算出したが、これらの線間電圧の大きさのみを用いる場合は、式（５），（９），（１０）夫々によって線間電圧Ｖ２ｖｗ，Ｖ１ｕｖ，Ｖ１ｖｗの絶対値のみを算出すればよい。

【0043】

本実施形態にあっては、一次側及び二次側で同相の線間電圧であるＶ１ｗｕ及びＶ２ｗｕを検出して変圧比ａを算出したが、Ｖ１ｕｖ及びＶ２ｕｖを検出するか、又は、Ｖ１ｖｗ及びＶ２ｖｗを検出しても、式（８）と同様の式によって変圧比ａを算出することができる。Ｖ１ｕｖ及びＶ２ｕｖを第１線間電圧として検出した場合は、二次側のＶ２ｖｗ（又はＶ２ｗｕ）を第２線間電圧として検出し、式（５）及び（７）と同様の式によって二次側のＶ２ｗｕ（又はＶ２ｖｗ）を第３線間電圧して算出すればよい。更にこの場合、Ｖ２ｖｗ（又はＶ２ｗｕ）に変圧比ａを乗じて一次側のＶ１ｖｗ（又はＶ１ｗｕ）を第２線間電圧として算出し、二次側のＶ２ｗｕ（又はＶ２ｖｗ）に変圧比ａを乗じて一次側のＶ１ｗｕ（又はＶ１ｖｗ）を第３線間電圧として算出すればよい。

【0044】

一方、Ｖ１ｖｗ及びＶ２ｖｗを第１線間電圧として検出した場合は、二次側のＶ２ｗｕ（又はＶ２ｕｖ）を第２線間電圧として検出し、式（５）及び（７）と同様の式によって二次側のＶ２ｕｖ（又はＶ２ｗｕ）を第３線間電圧して算出すればよい。更にこの場合、Ｖ２ｗｕ（又はＶ２ｕｖ）に変圧比ａを乗じて一次側のＶ１ｗｕ（又はＶ１ｕｖ）を第２線間電圧として算出し、二次側のＶ２ｕｖ（又はＶ２ｗｕ）に変圧比ａを乗じて一次側のＶ１ｕｖ（又はＶ１ｗｕ）を第３線間電圧として算出すればよい。

【0045】

また、本実施形態にあっては、一次側のＶ１ｗｕ及び二次側のＶ２ｗｕの他に、二次側のＶ２ｕｖを検出し、検出したこれらの電圧に基づいて変圧比ａ及び二次側のＶ２ｖｗを算出すると共に、一次側のＶ１ｕｖ及びＶ１ｖｗを算出したが、このような方法に限定されない。具体的には、検出する線間電圧と算出する線間電圧との関係を一次側と二次側とで逆転させてもよい。

【0046】

より具体的には、例えば一次側のＶ１ｗｕ及び二次側のＶ２ｗｕの他に、一次側のＶ１ｕｖを検出し、検出したこれらの電圧に基づいて変圧比ａ及び一次側のＶ１ｖｗを算出すると共に、二次側のＶ２ｕｖ及びＶ２ｖｗを算出してもよい。この場合、一次側のＶ１ｕｖは第２線間電圧として検出され、一次側のＶ１ｖｗは、式（５）及び（７）と同様の式によって第３線間電圧として算出される。また、二次側のＶ２ｕｖは、一次側のＶ１ｕｖを変圧比ａで除して算出され、二次側のＶ２ｖｗは、一次側のＶ１ｖｗを変圧比ａで除して算出される。

【0047】

以上のように本実施形態によれば、一次側と二次側とで同相と見なせるＶ１ｗｕ及びＶ２ｗｕを夫々検出し、検出したＶ２ｗｕに対するＶ１ｗｕの比の絶対値を変圧比として算出し、更に、二次側のＶ２ｕｖ又は一次側のＶ１ｕｖを検出する。二次側のＶ２ｕｖを検出した場合は、二次側のＶ２ｗｕ及びＶ２ｕｖに基づいて二次側のＶ２ｖｗを算出し、検出した二次側のＶ２ｕｖと、算出した二次側のＶ２ｖｗと、算出した変圧比ａとに基づいて一次側のＶ１ｕｖ及びＶ１ｖｗを算出する。これに対し、一次側のＶ１ｕｖを検出した場合は、一次側のＶ１ｗｕ及びＶ１ｕｖに基づいて一次側のＶ１ｖｗを算出し、検出した一次側のＶ１ｕｖと、算出した一次側のＶ１ｖｗと、算出した変圧比ａとに基づいて二次側のＶ２ｕｖ及びＶ２ｖｗを算出する。これにより、一次側及び二次側にて計３つの線間電圧を検出して演算することで、残り３つの線間電圧が精度よく算出される。従って、電圧の検出手段の数が制約されている場合であっても、一次側及び二次側の線間電圧を検出することが可能が可能となる。

【0048】

また、実施形態によれば、二次側のＶ２ｕｖを検出した場合は、検出したＶ２ｗｕ及びＶ２ｕｖ夫々の大きさと、検出したＶ２ｗｕ及びＶ２ｕｖ夫々の電圧ベクトルの位相差とに基づいてスカラー演算することにより、Ｖ２ｖｗを算出する。また、一次側のＶ１ｕｖを検出した場合は、検出したＶ１ｗｕ及びＶ１ｕｖ夫々の大きさと、検出したＶ１ｗｕ及びＶ１ｕｖ夫々の電圧ベクトルの位相差とに基づいてスカラー演算することにより、Ｖ１ｖｗを算出する。従って、２つの線間電圧を検出して演算することで、残り１つの線間電圧を精度よく算出することができる。

【0049】

更に、実施形態によれば、二次側のＶ２ｕｖを検出した場合、検出したＶ２ｕｖ及び算出したＶ２ｖｗ夫々に変圧比ａを乗算することによって、一次側のＶ１ｕｖ及びＶ１ｖｗを算出する。一方、一次側のＶ１ｕｖを検出した場合、検出したＶ１ｕｖ及び算出したＶ１ｖｗ夫々を変圧比ａで除算することによって、二次側のＶ２ｕｖ及びＶ２ｖｗを算出する。従って、１つの線間電圧のみが検出された一次側又は二次側について、残りの２つの線間電圧を精度よく算出することができる。

【0050】

なお、本実施形態にあっては、一次側及び二次側で計３つの線間電圧を検出して残り３つの線間電圧を算出したが、一次側及び二次側で計３つの相電圧を検出して残り３つの相電圧を算出してもよい。具体的に、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相夫々の相電圧をＥｕ，Ｅｖ，Ｅｗで表す場合、例えば二次側のＥｗ及びＥｕと一次側のＥｗとを検出し、検出した各相電圧に基づいて、二次側のＥｖと一次側のＥｕ及びＥｖとを算出することができる。

【0051】

より具体的には、Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗ夫々の電圧ベクトルのベクトル和が０となるため、Ｅｕ，Ｅｖ，Ｅｗの電圧ベクトルについて、図２に示す三角形と同様の閉じた三角形が描かれる。従って、式（５）及び（７）と同様の式によって、二次側のＥｖの絶対値及び相対的な位相角が算出される。また、一次側と二次側とで夫々検出したＥｗが同相であると見なせるため、式（８）と同様の式によって変圧比ａが算出される。そして、二次側のＥｕ及びＥｖに算出した変圧比ａを乗じて一次側のＥｕ及びＥｖが算出される。

【0052】

今回開示された実施形態は、全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、上述した意味ではなく、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全ての変更が含まれることが意図される。また、実施形態で記載されている技術的特徴は、お互いに組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0053】

１００ 電圧調整装置
１ｕ、１ｖ、１ｗ （一次側の）送配電線
２ｕ、２ｖ、２ｗ （二次側の）送配電線
１０ｕ、１０ｖ、１０ｗ 調整変圧器
１１ｕ、１１ｖ、１１ｗ タップ切換器
ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７、ｔ８、ｔ９ タップ
２０ 制御部
２１ｗｕ （一次側の）計測用変圧器
２２ｗｕ、２２ｕｖ （二次側の）計測用変圧器

【図1】

【図2】

【図3】