(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力経路の電圧変動を補償する電圧変動補償装置であって、
直列に接続される複数の電圧補償回路と、
前記複数の電圧補償回路にそれぞれ接続される複数の電力蓄積手段と、
前記複数の電圧補償回路を制御して、前記電圧変動を補償する所定値の補償電圧を出力させる制御回路と
を備え、
前記電圧補償回路は、
オフ状態で所定方向に電流を流し、オン状態で前記所定方向とは反対方向に電流を流すことが可能なスイッチを複数備え、
前記制御回路の制御に基づいて、接続される前記電力蓄積手段に蓄積される電力を前記電力経路に出力可能な構成であること
を特徴とする電圧変動補償装置。
【請求項２】
前記電圧補償回路は、
前記複数のスイッチをフルブリッジに構成してなる回路であること
を特徴とする請求項１に記載の電圧変動補償装置。
【請求項３】
前記電圧補償回路は、
前記スイッチをハーフブリッジに構成してなる回路を複数備えること
を特徴とする請求項１に記載の電圧変動補償装置。
【請求項４】
前記複数の電力蓄積手段に蓄積される電力値は、
それぞれ異なること
を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電圧変動補償装置。
【請求項５】
前記スイッチは、
ダイオードが逆並列に接続された半導体素子を含んで構成されること
を特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電圧変動補償装置。
【請求項６】
前記制御回路は、
前記電力経路に設けられた短絡スイッチを開放する場合、前記電力経路に流れていた電流とは逆極性であり、前記電流の周波数よりも高い周波数の電力が、前記電力経路に出力されるように、前記複数の電圧補償回路を制御すること
を特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電圧変動補償装置。
【請求項７】
電圧変動補償装置は、前記制御回路に電力を出力する直流電源装置を備え、
前記直流電源装置は、
電力供給源に一次側が接続されたトランスと、
前記トランスの二次側に接続され、整流回路と電力蓄積手段とを含むコンバータ回路と
を有すること
を特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電圧変動補償装置。
【請求項８】
前記電力供給源は、
前記電力経路であること
を特徴とする請求項７に記載の電圧変動補償装置。
【請求項９】
前記直流電源装置の前記電力蓄積手段は、
前記直流電源装置から出力される電力の電圧値が前記電圧補償の補償動作時間内に前記制御回路から要求される電圧値以上となるように、放電時定数が設定されること
を特徴とする請求項７または８に記載の電圧変動補償装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、負荷に供給される電力系統の電圧が瞬時的に低下した際に、それを検出して電圧低下を補償する電圧変動補償装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
雷などにより電力系統の電圧が瞬時的に低下し、工場などの精密機器などが誤作動や一時停止することにより、生産ラインで多大な被害を被ることがある。このような被害を防ぐために、電力系統の瞬時的電圧低下などの電圧変動を監視して、電圧低下を補償する電圧変動補償装置が用いられている。
従来の電圧変動補償装置の概略構成図を図２２に示す。図に示すように、送電線１からの電力は、変圧器２により降圧されて、電圧変動補償装置を介して需要家３（負荷）に接続され、電力が供給される。電圧変動補償装置は、直流電源４、インバータ５、平滑フィルタ６および大容量トランス７で構成される。
このような従来の電圧変動補償装置における、系統電圧の瞬時低下時（以下、瞬低時と称す）の電圧補償動作について以下に示す。
図２３は、系統電圧の瞬低時の、系統電圧、電圧変動補償回路出力、および需要家３に供給される電圧をそれぞれ示したものである。図に示すように、系統電圧に瞬時的に電圧低下が発生すると、電圧変動を監視している検出部（図示せず）にて電圧低下を検出し、それに基づく給電制御により、電圧変動補償装置では、直流電源４とインバータ５とで交流電圧を発生させて、平滑フィルタ６と大容量のトランス７を介して電力系統に直列に接続することにより、電力系統の電圧低下を補償する。これにより、需要家３には、電圧低下した系統電圧に電圧変動補償装置からの出力電圧が加算されてほぼ正常な電圧で電力が供給される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電圧変動補償装置は、以上のように構成されているため、系統電圧が正常の場合にも、トランス７を介して負荷電流相当分がインバータ５に流れ、これにより、トランス７とインバータ５との損失が通常時にも発生し、大型の冷却装置が必要であった。
また、系統電圧の瞬低時には、平滑フィルタ６およびトランス７を介して電力系統に電圧供給するため、平滑フィルタ６やトランス７の容量が大きくなり、装置が大型化するという問題点があった。
【０００４】
この発明は、上記のような問題点を解消するために成されたものであって、系統電圧の瞬低時における高精度な電圧補償が可能で、装置全体が安価で小型に構成できる電圧変動補償装置を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電圧変動補償装置は、
電力経路の電圧変動を補償する電圧変動補償装置であって、
直列に接続される複数の電圧補償回路と、
前記複数の電圧補償回路にそれぞれ接続される複数の電力蓄積手段と、
前記複数の電圧補償回路を制御して、前記電圧変動を補償する所定値の補償電圧を出力させる制御回路と
を備え、
前記電圧補償回路は、
オフ状態で所定方向に電流を流し、オン状態で前記所定方向とは反対方向に電流を流すことが可能なスイッチを複数備え、
前記制御回路の制御に基づいて、接続される前記電力蓄積手段に蓄積される電力を前記電力経路に出力可能な構成であること
としたものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による電圧変動補償装置の構成図である。
送電線１からの電力は、変圧器２により降圧されて、電圧変動補償装置１００を介して需要家３（負荷）に接続され、電力が供給される。
電圧変動補償装置１００においては、図に示すように、電力系統に、電圧の極性に応じて選択される２つの電圧補償回路Ｐ、Ｎからなる補償ユニット１１０が複数個直列に接続される。この直列接続された複数個（この場合６個）の電圧補償回路Ｎ１、Ｐ１、Ｎ２、Ｐ２、Ｎ３、Ｐ３で構成される全補償回路１２０は、その出力端に全補償回路１２０と並列に、高速機械式の定常短絡スイッチ８を備える。
各電圧補償回路Ｐ１〜Ｐ３、Ｎ１〜Ｎ３には、出力端に並列に備えられた瞬低切替スイッチ９、瞬低補償スイッチ１０、エネルギ蓄積手段としての充電コンデンサ１１、および充電コンデンサ１１を充電するための充電ダイオード１２と充電用トランス２００の２次巻線１４とが備えられ、充電コンデンサ１１の充電電圧はこの充電コンデンサ１１に直列に接続された瞬低補償スイッチ１０によって電力系統に接続される。また、瞬低切替スイッチ９および瞬低補償スイッチ１０は、ダイオードが逆並列に接続された半導体スイッチング素子、例えばＩＧＢＴにて構成されている。なお、半導体スイッチング素子はＩＧＢＴ以外の自己消弧型素子でも構わない。
【００３３】
充電コンデンサ１１は充電ダイオード１２と充電用トランス２００の２次巻線１４によって電圧が充電され、充電用トランス１次巻線１３は、電力系統と接続される。なお、１５は充電用トランス２００のコアである。
１つの補償ユニット１１０内の２つの電圧補償回路Ｐ、Ｎは、それぞれ正・負の電圧発生をつかさどる。つまり、２つの充電ダイオード１２ｐ、１２ｎの作用により、充電コンデンサ１１ｐと充電コンデンサ１１ｎとには共通の２次巻線１４を用いてそれぞれ逆極性の電圧が同じ大きさで充電されている。
各補償ユニット１１０内の充電コンデンサ１１（（１１ｐ１，１１ｎ１）（１１ｐ２，１１ｎ２）（１１ｐ３，１１ｎ３））に充電される電圧の比は概ね２のべき乗比に設定されている。つまり、以下の関係を満足させる。
Ｖｎ３＝２×Ｖｎ２＝２×２×Ｖｎ１    （ｐも同様）
【００３４】
定常短絡スイッチ８、瞬低切替スイッチ９、瞬低補償スイッチ１０は、検出制御部としての電圧瞬低制御回路１６に接続される。また、系統電圧も電圧瞬低制御回路１６に入力される。この電圧瞬低制御回路１６の構成および動作について、以下に説明する。
図２は、電圧瞬低制御回路１６の詳細を示す回路図である。また、図３は、図１で示した電圧変動補償装置１００による電圧補償の動作と電圧瞬低制御回路１６の制御動作との関係を示す波形図である。
図２に示すように、系統電圧は電圧瞬低制御回路１６に入力され、目標電圧２５と比較される。このとき目標電圧２５は、正常時の系統電圧とする。両者の差を誤差増幅器２６にて増幅し、さらに絶対値変換を施した後、Ａ/Ｄコンバータ２７にて３ビットのデジタル信号（Ｄ１〜Ｄ３）に変換する。系統電圧と目標電圧２５との差が、充電コンデンサ１１ｐ１の充電電圧Ｖｐ１と等しくなったとき、Ａ/Ｄコンバータ２７からの出力信号における最下位ビットのみが１、即ち゛００１゛となるよう、誤差増幅器２６のゲインは予め調整しておく。
【００３５】
Ｄ１〜Ｄ３の信号のいずれかが１となると、ＮＯＲ回路２８を通して、信号Ｚ（＝０）により定常短絡スイッチ８をオフする。
一方、電圧瞬低制御回路１６に入力された系統電圧は、極性判定回路２９にも入力され、極性が判定される。次いで、系統電圧の極性が正・負の場合に応じて、デジタル信号Ｄ１〜Ｄ３にてアクテイブとなる信号ＹｐもしくはＹｎ、ＸｐもしくはＸｎをＡＮＤ回路３０および反転器３１を経て選択する。Ｘｐ、Ｘｎは瞬低補償スイッチ１０の駆動信号で、Ｙｐ、Ｙｎは瞬低切替スイッチ９の駆動信号であり、瞬低切替スイッチ９と瞬低補償スイッチ１０とは常に逆極性にて動作するよう反転器３１にて構成されている。
系統電圧が通常時、即ちデジタル信号Ｄ１〜Ｄ３が全て０の時は、定常短絡スイッチ８はオン（信号Ｚは１）、瞬低切替スイッチ９はオン（信号Ｙは１）、瞬低補償スイッチ１０はオフ状態（信号Ｘは０）にあり、電流は定常短絡スイッチ８を流れる。このとき充電コンデンサ１１は充電用トランス２００によって一定の電圧に充電されている。充電用トランス２００は、充電コンデンサ１１を充電するのみの働きでよいから、小容量のもので済む。
【００３６】
次に、瞬低時の補償動作を図３に基づいて説明する。
時刻ｔ０において、系統電圧に瞬時的に電圧低下が発生したとする。時刻ｔ０以降に誤差増幅回路２６の出力には誤差電圧が発生する。それに応じて、Ａ/Ｄコンバータ２７の出力には、誤差電圧に応じてデジタル信号Ｄ１〜Ｄ３が発生する。それと同時に、信号Ｚが０となり、定常短絡スイッチ８はオフする。
時刻ｔ０〜ｔ１は系統電圧の極性が正であるから、デジタル信号Ｄ１〜Ｄ３は、それぞれｐ側素子に伝達される。最下位ビットの信号Ｄ１が１のとき、電圧補償回路Ｐ１において、Ｘｐ１が１、Ｙｐ１が０となり、瞬低補償スイッチ１０ｐ１がオン、瞬低切替スイッチ９ｐ１がオフして、充電コンデンサ１１ｐ１の電圧Ｖｐ１が瞬低補償スイッチ１０ｐ１により出力される。信号Ｄ２が１のときは、電圧補償回路Ｐ２において、Ｘｐ２が１、Ｙｐ２が０となり、瞬低補償スイッチ１０ｐ２がオン、瞬低切替スイッチ９ｐ２がオフして、充電コンデンサ１１ｐ２の電圧Ｖｐ２が瞬低補償スイッチ１０ｐ２により出力される。同様に、最上位ビットの信号Ｄ３が１のとき、電圧補償回路Ｐ３において充電コンデンサ１１ｐ３の電圧Ｖｐ３が出力される。なお、各デジタル信号Ｄ１〜Ｄ３のうち０となる信号については、例えば最下位ビットの信号Ｄ１が０のとき、電圧補償回路Ｐ１において、Ｘｐ１が０、Ｙｐ１が１であるので、瞬低切替スイッチ９ｐ１によって出力端が短絡されて電圧補償回路Ｐ１からの出力はほぼゼロとなる。これらの出力は、系統にて組み合わされ、゛０００゛〜゛１１１゛の８階調の電圧出力を発生することができ、最大の補償電圧は、７×Ｖｐ１となる。
時刻ｔ１〜ｔ２までは、系統電圧の極性が負であるから、デジタル信号Ｄ１〜Ｄ３は、それぞｎ側素子に伝達されて、電圧補償回路Ｎ１〜Ｎ３において同様に補償電圧を出力し、最大の補償電圧は、７×Ｖｎ１となる。
【００３７】
上記実施の形態１では、直列接続された複数個の電圧補償回路Ｎ１、Ｐ１、Ｎ２、Ｐ２、Ｎ３、Ｐ３で構成される全補償回路１２０が直接電力系統に直列に接続されているため、従来のような大型のトランスが不要である。また、全補償回路１２０と並列に、高速機械式の定常短絡スイッチ８を備えて、系統電圧が通常時には定常短絡スイッチ８が導通して電流をバイパスするため、通常時の装置ロスはほとんどゼロとなり、冷却装置が小容量でよく、装置全体が安価で小型化できる。
また、系統電圧が瞬時低下したときには、それぞれ異なる電圧が充電された充電コンデンサ１１を有する複数個の電圧補償回路Ｎ１、Ｐ１、Ｎ２、Ｐ２、Ｎ３、Ｐ３をディジタル階調制御により組み合わせを選択して、出力電圧の総和で電圧補償するため、きめ細かい電圧補償が可能になり、出力フィルタが不要または小型でよい。また、一般に用いられるＰＷＭ制御の場合などで出力フィルタの帯域分に相当する応答遅れが発生するのに比して、制御方式がデジタル階調制御であるため、リアルタイムで電圧を補償でき、さらに精度良く電圧補償が可能である。
【００３８】
また、各電圧補償回路Ｐ１〜Ｐ３、Ｎ１〜Ｎ３の充電コンデンサ１１に充電される電圧は、Ｖｎ３＝２×Ｖｎ２＝２×２×Ｖｎ１（ｐも同様）としたため、補償電圧を等間隔で高精度に階調制御できる。
さらに充電コンデンサ１１は、電力系統に接続された充電用トランス２００を介して、系統電圧の通常時にゆっくり充電できるため、充電用トランス２００は小容量で十分であり、充電回路は小型・安価となる。また、自動的に充電が行われるため装置が簡素化される。
【００３９】
なお、上記実施の形態１では、全補償回路１２０の出力端に全補償回路１２０と並列に、定常短絡スイッチ８を１個備えたが、図４に示すように、各電圧補償回路Ｐ１〜Ｐ３、Ｎ１〜Ｎ３の出力端毎に並列に備えても良い。また、一対の電圧補償回路Ｐ、Ｎから成る各補償ユニット１１０の出力端毎に、定常短絡スイッチ８を備えても良く、この場合の各補償ユニット１１０の構成図を図５に示す。あるいはその他の複数の電圧補償回路Ｐ１〜Ｐ３、Ｎ１〜Ｎ３の出力端毎に定常短絡スイッチ８を備えても良い。このように定常短絡スイッチ８が複数個備えられても、制御方式は１個の場合と同様であり、通常時には全ての定常短絡スイッチ８を閉じて全ての電圧補償回路Ｐ１〜Ｐ３、Ｎ１〜Ｎ３をバイパスし、電力系統の電圧低下時には全ての定常短絡スイッチ８を開放して電圧補償回路Ｐ１〜Ｐ３、Ｎ１〜Ｎ３からの電圧出力により電力系統の電圧低下を補償する。
【００４０】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２について説明する。
図６（ａ）、図６（ｂ）は、この発明の実施の形態２による電圧変動補償装置における電圧補償回路の構成図である。
上記実施の形態１では、一対の電圧補償回路Ｐ、Ｎで補償ユニット１１０を構成したが、この実施の形態２で示す２種の例では、正負の電圧を出力する各補償ユニット１１０は、１つの電圧補償回路ＰＮで構成される。上記実施の形態１における電圧補償回路Ｐ１および電圧補償回路Ｎ１に対応する電圧補償回路ＰＮ１について以下に説明する。
【００４１】
図６（ａ）に示す第１の例では、電圧補償回路ＰＮ１は、ダイオードが逆並列に接続された４個の半導体スイッチング素子１７ａ〜１７ｄから成るフルブリッジインバータ、エネルギ蓄積手段としての充電コンデンサ１８、および充電コンデンサ１８を充電するための充電ダイオード１２と充電用トランス２００の２次巻線１４とが備えられ、充電コンデンサ１８の充電電圧Ｖｐｎ１は、半導体スイッチング素子１７ａ〜１７ｄのオン／オフ制御により正負いずれかの極性で電力系統に接続される。また、電圧補償回路ＰＮ１の出力端には、電圧補償回路ＰＮ１と並列に定常短絡スイッチ８が設けられる。
この場合も、上記実施の形態１と同様に、それぞれ充電電圧の異なる充電コンデンサ１８を備えた電圧補償回路ＰＮ１と電圧補償回路ＰＮ２、ＰＮ３（図示せず）とが電力系統に直列に接続される。また、各電圧補償回路ＰＮ１、ＰＮ２、ＰＮ３内の充電コンデンサ１８に充電される電圧の比は２のべき乗比に設定されている。つまり、以下の関係を満足させる。
Ｖｐｎ３＝２×Ｖｐｎ２＝２×２×Ｖｐｎ１
【００４２】
次に、動作について説明する。通常時、即ちデジタル信号Ｄ１〜Ｄ３が全て０の時は、定常短絡スイッチ８はオン状態で、電流は定常短絡スイッチ８を流れる。このとき、半導体スイッチング素子１７ａ〜１７ｄのうち上アーム側１７ａ、１７ｂあるいは下アーム側１７ｃ、１７ｄのどちらか一方をオン状態とし他方をオフ状態としておく。
また電力系統の電圧低下時には、誤差電圧に応じて発生されたデジタル信号Ｄ１〜Ｄ３によって選択された各電圧補償回路ＰＮ１、ＰＮ２、ＰＮ３において、系統電圧の極性が正のとき、スイッチング素子１７ｂ、１７ｃをオンし、スイッチング素子１７ａ、１７ｄをオフすることにより、スイッチング素子１７ｂ、１７ｃを介して充電電圧を正極性で出力する。また系統電圧の極性が負のとき、スイッチング素子１７ａ、１７ｄをオンし、スイッチング素子１７ｂ、１７ｃをオフすることにより、スイッチング素子１７ａ、１７ｄを介して充電電圧を負極性で出力する。なお、各デジタル信号Ｄ１〜Ｄ３のうち０となる信号については、例えば最下位ビットの信号Ｄ１が０のとき、電圧補償回路ＰＮ１において、上アーム側１７ａ、１７ｂあるいは下アーム側１７ｃ、１７ｄのどちらか一方がオンで他方がオフであるため、出力端が短絡されて電圧補償回路ＰＮ１からの出力はほぼゼロとなる。これにより上記実施の形態１と同様に、電圧補償が行える。
このように構成される電圧補償回路ＰＮ１、ＰＮ２、ＰＮ３では、それぞれ１個の充電用ダイオード１２および充電コンデンサ１８で、正負両極性に対応できる補償電圧を出力できるため、小型化および低コスト化が図れる。
【００４３】
次に、図６（ｂ）に示す第２の例について説明する。
図に示すように、電圧補償回路ＰＮ１は、ダイオードが逆並列に接続された２個の半導体スイッチング素子１９ｐ１、１９ｎ１から成るハーフブリッジインバータ、ダイオードが逆並列に接続された２個の半導体スイッチング素子２０ｐ１、２０ｎ１が逆方向に直列接続されて、電圧補償回路ＰＮ１の出力端に並列に接続される瞬低切替スイッチ、エネルギ蓄積手段としての充電コンデンサ２１ｐ１、２１ｎ１、および充電コンデンサ２１ｐ１、２１ｎ１を充電するための充電ダイオード１２と充電用トランス２００の２次巻線１４とが備えられる。
また、電圧補償回路ＰＮ１の出力端には、電圧補償回路ＰＮ１と並列に定常短絡スイッチ８が設けられる。
この場合も、上記実施の形態１と同様に、それぞれ充電電圧の異なる充電コンデンサ２１を備えた電圧補償回路ＰＮ１と電圧補償回路ＰＮ２、ＰＮ３（図示せず）とが電力系統に直列に接続される。
【００４４】
この場合、上記実施の形態１の図２で示した電圧瞬低制御回路１６で発生する同様の制御信号Ｘ、Ｙ、Ｚで制御され、例えば図に示す電圧補償回路ＰＮ１においては、信号Ｘｐ１はスイッチング素子１９ｐ１に、信号Ｘｎ１はスイッチング素子１９ｎ１に、信号Ｙｐ１はスイッチング素子２０ｐ１に、信号Ｙｎ１はスイッチング素子２０ｎ１に、信号Ｚは定常短絡スイッチ８にそれぞれ伝達される。これにより、電力系統の電圧低下時に、例えば極性が正で、最下位ビットの信号Ｄ１が１のとき、電圧補償回路ＰＮ１において、Ｘｐ１が１、Ｙｐ１が０となり、充電コンデンサ２１ｐ１の電圧Ｖｐ１がスイッチング素子１９ｐ１により出力される。極性が負の時は、Ｘｎ１が１、Ｙｎ１が０となり、充電コンデンサ２１ｎ１の電圧Ｖｎ１がスイッチング素子１９ｎ１により出力される。信号Ｄ１が０のときも上記実施の形態１と同様に、瞬低切替スイッチを構成するスイッチング素子２０ｐ１、２０ｎ１がオンしているため、出力端が短絡されて電圧補償回路ＰＮ１からの出力はほぼゼロとなる。これにより上記実施の形態１の図３で示した同様の電圧補償動作が行える。
【００４５】
このように構成される電圧補償回路ＰＮ１、ＰＮ２、ＰＮ３では、正極、負極の充電コンデンサ２１ｐ、２１ｎを共通の充電用経路で充電でき、充電用ダイオード１２が１個でよく、充電用トランス２次巻線１４のタップが１つ少なくて済むため、小型化および低コスト化が図れる。
【００４６】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３について説明する。
図７は、この発明の実施の形態３による電圧変動補償装置の構成図である。
上記実施の形態１では、一対の電圧補償回路Ｐ、Ｎで補償ユニット１１０を構成したが、この実施の形態３では、正極電圧を発生する電圧補償回路Ｐと負極電圧を発生する電圧補償回路Ｎとがそれぞれまとめられ、例えば図に示すように、電圧補償回路Ｐ３、電圧補償回路Ｐ２、電圧補償回路Ｐ１、電圧補償回路Ｎ１、電圧補償回路Ｎ２、電圧補償回路Ｎ３の順に直列に接続して全補償回路１２０を構成し、その出力端に全補償回路１２０と並列に、高速機械式の定常短絡スイッチ８を備える。
各電圧補償回路Ｐ１〜Ｐ３、Ｎ１〜Ｎ３は、上記実施の形態１と同様に、出力端に並列に備えられた瞬低切替スイッチ９、瞬低補償スイッチ１０、エネルギ蓄積手段としての充電コンデンサ１１が備えられる。
【００４７】
各充電コンデンサ１１はそれぞれ所望の充電電圧に応じた電圧設定用抵抗２２が並列に接続され、また全充電コンデンサ１１を一括して充電する充電用トランス２次巻き線１４を備える。充電用トランス２次巻き線１４の中間タップを電圧補償回路Ｐ１と電圧補償回路Ｎ１との接続点に接続して、正側と負側でそれぞれ充電用ダイオード１２を備え、正側充電用経路および負側充電用経路にて、各充電コンデンサ１１には、並列接続された電圧設定用抵抗２２の比に応じて分圧された充電電圧が充電される。
各抵抗２２は以下のようにおおよそ選定する（ｎはｐに同様）。
（２２ｐ３の抵抗）＝２×（２２ｐ２の抵抗）＝２×２×（２２ｐ１の抵抗）このようにすることで、各充電コンデンサ１１の電圧は上記実施の形態１と同様に設定できる。
また、各充電コンデンサ１１に並列接続される電圧設定用抵抗２２に比して十分小さな電流制限用の抵抗２３を、充電用トランス２次巻き線１４の中間タップと電圧補償回路Ｐ１、Ｎ１の接続点との間に挿入する。
【００４８】
なお、この構成では充電コンデンサ１１の充電経路とは別に、電流制限用抵抗２３および瞬低切替スイッチ９を経由して流れる電流を食い止めることができない。従って、この構成では、まず、系統電圧が通常時で定常短絡スイッチ８が導通状態にあるとき、各瞬低切替スイッチ９はいずれもオフ状態となるよう制御する。なお、このとき以外の制御は上記実施の形態１と同様である。
即ち、図３におけるｔ０以前とｔ２以降は瞬低切替スイッチ９は強制的にオフとするよう制御する。それにより、充電経路が系統と切り離され、充電電圧の系統への漏洩が防止される。しかし、定常短絡スイッチ８がオフとなる図３の時刻ｔ０〜ｔ２までの間は瞬低切替スイッチ９がいずれかでオンとなるため、充電電圧が瞬低切替スイッチ９を通して漏洩してしまう。このとき中間タップから瞬低切替スイッチ９、充電ダイオード１２を介して充電用トランス２００を流れる漏洩電流は、電流制限用抵抗２３によって制限されるため、充電用トランス２００の破壊を防止することができる。このように、電流制限用抵抗２３は、瞬低補償時（ｔｏ〜ｔ２）における漏洩電流を抑制するものであり、電圧設定用抵抗２２との間に以下の関係が成り立てば、充電コンデンサ１１の充電時に電流制限用抵抗２３での電圧降下が問題ない程度に抑えられる。
（電圧設定用抵抗２２ｐ１の抵抗）＞＞（電流制限用抵抗２３の抵抗）
【００４９】
この実施の形態では、充電用トランス２００の共通の２次巻線１４により全充電コンデンサ１１が充電されるため、２次巻線１４は中間点から１タップを採るのみの構成でよく、極めて簡略なものとでき、電圧変動補償装置１００の小型化および低コスト化が図れる。
【００５０】
なお、上記実施の形態１〜３では、電圧補償回路Ｐ１〜Ｐ３、Ｎ１〜Ｎ３、あるいは電圧補償回路ＰＮ１〜ＰＮ３を直列に接続、即ち補償ユニット１１０を３個用いたが、これに限るものではなく、補償ユニット１１０の数が多いほど、きめ細かな電圧補償が行える。
【００５１】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４を図８について説明する。
上記実施の形態１、２で示した電圧変動補償装置１００において、充電用トランス１４、充電コンデンサ１１、充電用ダイオード１２で充電ループが構成され、電圧補償動作終了後に上記充電ループには、充電用トランス２次巻き線１４→充電コンデンサ１１→充電用ダイオード１２の向きの充電電流が流れる。ここで電圧補償動作期間が長く充電コンデンサ１１の電圧低下が大きい場合にはこの充電電流が大きくなり、２次巻き線１４の焼損、充電ダイオード１２の破壊等が発生する恐れがある。このため、この実施の形態４では、充電ループ内に電流制限抵抗２４を設けた。これにより充電時に充電ループ内で過電流が流れるのを防ぐことができ、充電ループを構成する回路部品の異常発熱、破壊を防ぐことができる。
【００５２】
実施の形態５．
次に、上記実施の形態１の図１で示した同様の構成の電圧変動補償装置１００において、全補償回路１２０の出力端に並列に設けられた定常短絡スイッチ８について、図９に基づいて詳細に説明する。
図に示すように、全補償回路１２０と定常短絡スイッチ８とで構成される並列回路に接続される電力系統の電源側や負荷側には電流や電圧などを計測する計測部３５ａが配設されている。また定常短絡スイッチ８を流れる電流経路にも計測部３５ｂが配設される。
これらの計測部３５（３５ａ、３５ｂ）からの電気情報に基づいて電圧瞬低制御回路１６は各電圧補償回路Ｐ１〜Ｐ３、Ｎ１〜Ｎ３や定常短絡スイッチ８を上述したように適切な時間で制御する。
【００５３】
次に定常短絡スイッチ８の動作を中心として電圧変動補償装置１００の動作について説明する。この電圧変動補償装置１００は、電力系統の電圧が低下した場合などにその電圧を補償して負荷側（需要家３）には正常な電圧を送出するもので、まず、系統電圧が正常な場合には、定常短絡スイッチ８がオン状態で、電流はこの定常短絡スイッチ８を流れる。これにより電圧変動補償装置１００における電力損失はきわめて小さい。
【００５４】
次に系統電圧に瞬低などの異常が発生した場合について説明する。電圧の低下に対して電圧補償を行うのがこの装置の目的であるが、その前に定常短絡スイッチ８に流れている電流を全補償回路１２０へ転流する、すなわち定常短絡スイッチ８を流れる電流を速やかに遮断する必要がある。図１０は、このような転流動作を説明する図であり、また、図１１に電力系統の電圧低下とその後の上記転流動作を含む電圧変動補償装置１００の補償動作による電流電圧波形の変化を模式的に示す。
電源側の計測部３５ａでは常時、電圧と電流とを監視し、図１１に示すように、時刻ｔ１において、電圧異常が発生してそれを検出する。直後に電圧瞬低制御回路１６は、定常短絡スイッチ８に開極指令を送出する。時刻ｔ１では電源側電圧（系統電圧）Ｖ１が低下し、これに伴って定常短絡スイッチ電流Ｉ２も低下している。開極指令により定常短絡スイッチ８の接点が時刻ｔ１ａにて開離しアークが発生するが、通常このままでは電流の自然ゼロ点まで定常短絡スイッチ８には電流が流れ続けてしまい電圧補償動作がそれまで行えない。このため、定常短絡スイッチ８の接点間で、アークが発生し、その後転流可能な接点間距離に至った時刻ｔ２において、図１０に示すように、全補償回路１２０の例えば電圧補償回路Ｎ１の補償スイッチ１０ｎ１をオンにし、その他の電圧補償回路Ｎ２、Ｎ３、Ｐ１〜Ｐ３の瞬低切替スイッチ９をオンにする。これにより充電コンデンサ１１ｎ１に予め充電されていた電荷を定常短絡スイッチ８を介した閉回路としての瞬時遮断用閉ループ３６に、定常短絡スイッチ８を流れていた電流と逆極性に流す。なお、転流可能な接点間距離に至る時刻ｔ２とは、転流完了時に接点間にかかる電圧に対して耐えうる距離まで接点が離れた時刻を意味する。
【００５５】
上記瞬時遮断用閉ループ３６に流れる充電コンデンサ１１ｎ１からの放電電流３７の周波数は、充電コンデンサ１１ｎ１の静電容量とこの閉ループ３６のインダクタンスとから決定され、例えば５０Ｈｚ、６０Ｈｚといった商用周波数より十分に高いものである。このため、定常短絡スイッチ８を流れる商用周波電流に瞬時遮断用閉ループ３６の高周波電流（放電電流）３７が重畳されて、時刻ｔ３において、定常短絡スイッチ電流Ｉ２に強制的に電流ゼロ点３８が形成される。この強制電流ゼロ点３８において定常短絡スイッチ８は電流を遮断し、その後は系統の電流が全補償回路１２０に流れることになる。
図１１に示すように、時刻ｔ２〜ｔ３において、定常短絡スイッチ電流Ｉ２は減少し、逆に全補償回路電流Ｉ３は増加している。この増加する割合は上述した瞬時遮断用閉ループ３６の充電コンデンサ１１ｎ１の静電容量とインダクタンスとで決まる周波数により決定される。
全補償回路１２０に電流が転流された直後から、全補償回路１２０は電圧瞬低制御回路１６からの制御によって、上記実施の形態１と同様に補償動作を行う。
【００５６】
ところで、定常短絡スイッチ８は、系統電圧の瞬低時に、可能な限り瞬時に電圧を補償するために、素早く開極する必要がある。
図１２は高速機械式の定常短絡スイッチ８を、電磁反発力を用いた真空開閉装置で構成した場合の断面図である。図において、４１は電路を開閉する接点部である真空バルブ、４２は真空バルブ４１に接続された固定側端子、４３は可動側端子で、系統の電流は固定側端子４２−真空バルブ４１−可動側端子４３で構成される電路を流れる。図示していないが真空バルブ４１の中に固定接点と可動接点がある。４４は真空バルブ４１の接点を開閉するための駆動部である電磁反発部、４５は接点を接触させるための接触力と接点の開極状態の保持とを行うバネ機構部である。このように構成される定常短絡スイッチ８では、開極指令が与えられてから約１ｍｓ程度で真空バルブ４１の中の接点を離すことが可能で、瞬時の遮断に適した構造であるといえる。また機械式の接点であるので通電時の損失が極めて小さい。
【００５７】
上記実施の形態５では、定常短絡スイッチ８の開放開始時に、全補償回路１２０の充電コンデンサ１１から放電電流３７を流して定常短絡スイッチ電流に強制的に電流ゼロ点３８を発生させて、定常短絡スイッチ電流を瞬時に遮断することができる。このため、電圧低下の補償動作が電圧に異常が発生してから瞬時に開始できる。また、強制電流ゼロ点を発生させるための装置や制御装置を別途必要とせず、小型化、低コスト化に適した構造で、信頼性の高い電圧変動補償装置が得られる。
【００５８】
なお、上記実施の形態では、全補償回路１２０内の充電コンデンサ１１ｎ１から放電電流３７を流したが、放電電流３７の極性が同じであれば、他の充電コンデンサ１１ｎ２、１１ｎ３、またはその組み合わせにより、放電電流３７を流すこともできる。
【００５９】
また、上記実施の形態で示した定常短絡スイッチ８の転流動作は、全補償回路１２０に並列に定常短絡スイッチ８が接続される上記実施の形態３にも同様に適用でき、また、複数の電圧補償回路Ｐ１〜Ｐ３、Ｎ１〜Ｎ３を直列に接続した電圧変動補償装置１００だけでなく、一つの電圧補償回路で電圧変動補償装置が構成されて電力系統に直列に接続された場合であっても、同様に適用できる。
さらに、上記実施の形態では、定常短絡スイッチ８の開放開始時に、全補償回路１２０内の充電コンデンサ１１ｎ１から放電電流３７を流して、定常短絡スイッチ８を流れる電流を遮断したが、定常短絡スイッチ８を流れる電流を、この電流と逆方向の電流を供給することで瞬時に遮断することができれば、他の転流手段を用いてもよい。
【００６０】
実施の形態６．
次に、この発明の実施の形態６について説明する。
図１３は、この発明の実施の形態６による電圧変動補償装置の概略構成図である。
図に示すように、複数の電圧補償回路Ｐ、Ｎが全て直列に接続された全補償回路１２０の出力端に全補償回路１２０と並列に、高速機械式の定常短絡スイッチ８を備えた電圧変動補償装置１００において、全補償回路１２０の両端にはそれぞれ切り離しスイッチ５１、５２が全補償回路１２０に直列に接続される。この切り離しスイッチ５１、５２は、全補償回路１２０と定常短絡スイッチ８との接続点５３、５４よりも全補償回路１２０側に配される。
【００６１】
次に動作について説明する。全補償回路１２０は系統電圧が低下するなどの異常時にその不足電圧を補償するものであるが、電圧が正常なとき、定常短絡スイッチ８はオン状態で、接続点５３から接続点５４までの回路インピーダンスは定常短絡スイッチ８側の回路の方が、切り離しスイッチ５１、５２と全補償回路１２０で構成される回路よりも低いので、電流のほとんどは定常短絡スイッチ８を流れ、電圧変動補償装置１００の通常時の損失は大きく抑制される。このとき、切り離しスイッチ５１、５２はオン状態である。この状態から系統電圧の低下等の異常が発生すると、定常短絡スイッチ８をオフして上記実施の形態１で説明したように全補償回路１２０が電圧の不足分を補償する動作を行う。
ところで、この全補償回路１２０において点検や修理の必要が生じた場合、通常時は電流は定常短絡スイッチ８を流れているため、切り離しスイッチ５１、５２をオフして全補償回路１２０の点検、修理を行う。
また系統電圧の低下時で全補償回路１２０が電圧補償動作を行っている最中に全補償回路１２０の点検や修理を行う場合、定常短絡スイッチ８をオンさせて切り離しスイッチ５１、５２をオフする。
【００６２】
上記実施の形態では、全補償回路１２０の両端にそれぞれ切り離しスイッチ５１、５２を備えて、全補償回路１２０の点検や修理の際、定常短絡スイッチ８をオンして切り離しスイッチ５１、５２をオフする。このため、一次側端子（電源側）から二次側端子（負荷側）に電力を供給したままで負荷側で停電を発生することがなく、電圧低下時に補償はできないものの連続的に給電可能となる。またこのとき、切り離しスイッチ５１、５２をオフすることで、全補償回路１２０は無電圧状態となり感電のおそれなく点検や修理が可能である。
【００６３】
なお、この実施の形態で用いる切り離しスイッチ５１、５２は、例えば図１４に示すように、ジョイント凸端子６１ａおよびジョイント凹端子６１ｂから成るジョイント６１を用い、プレート６２上に車輪６３を備えて可動状態で載置された全補償回路１２０を、電力系統から取り外して絶縁に必要な距離を離す動作を行う際に、ジョイント６１で系統から電気的に切り離すようにしても良い。
【００６４】
実施の形態７．
次に、この発明の実施の形態７について説明する。
図１５は、この発明の実施の形態７による電圧変動補償装置の概略構成図である。
図に示すように、複数の電圧補償回路Ｐ、Ｎが全て直列に接続された全補償回路１２０の出力端に全補償回路１２０と並列に、高速機械式の定常短絡スイッチ８を備えた電圧変動補償装置１００において、全補償回路１２０の両端にはそれぞれ切り離しスイッチ５１、５２が全補償回路１２０に直列に接続される。この切り離しスイッチ５１、５２は、全補償回路１２０と定常短絡スイッチ８との接続点５３、５４よりも外側（全補償回路１２０と反対側）に配され、さらに外側の接続点５５、５６にバイパス用スイッチ５７が、全補償回路１２０および定常短絡スイッチ８が並列接続された回路と並列に接続される。
【００６５】
次に動作について説明する。全補償回路１２０は系統電圧が低下するなどの異常時にその不足電圧を補償するものであるが、電圧が正常なとき、定常短絡スイッチ８はオン状態で、接続点５３から接続点５４までの回路インピーダンスは定常短絡スイッチ８側の回路の方が、全補償回路１２０で構成される回路よりも低いので、電流のほとんどは定常短絡スイッチ８を流れ、電圧変動補償装置１００の通常時の損失は大きく抑制される。このとき、切り離しスイッチ５１、５２はオン状態、バイパス用スイッチ５７はオフ状態である。この状態から系統電圧の低下等の異常が発生すると、定常短絡スイッチ８をオフして上記実施の形態１で説明したように全補償回路１２０が電圧の不足分を補償する動作を行う。
ところで、この全補償回路１２０や定常短絡スイッチ８において点検や修理の必要が生じた場合、バイパス用スイッチ５７をオンさせて、切り離しスイッチ５１、５２をオフする。
【００６６】
このような電圧変動補償装置１００では、全補償回路１２０および定常短絡スイッチ８の点検修理時においても、一次側端子（電源側）から二次側端子（負荷側）に電力を供給したままで負荷側で停電を発生することがなく、電圧低下時に補償はできないものの連続的に給電可能となる。またこのとき、切り離しスイッチ５１、５２をオフすることで、全補償回路１２０および定常短絡スイッチ８は無電圧状態となり感電のおそれなく点検や修理が可能である。
【００６７】
なお、図１６（ａ）、図１６（ｂ）に示すように、定常短絡スイッチ８が備えられていない場合、通常時には、バイパス用スイッチ５７はオフ状態であり、電流は図１７に示す全補償回路１２０の瞬低切替スイッチ９のスイッチング素子とそれに並列接続されたダイオードとの回路を流れ、系統電圧の低下時には上記実施の形態と同様の補償動作を全補償回路１２０で行う。
この場合も上記実施の形態７と同様に、全補償回路１２０において点検や修理の必要が生じた場合は、バイパス用スイッチ５７をオンさせて、点検や修理を行う。このとき図１６（ａ）では、切り離しスイッチ５１、５２をオフすることにより全補償回路１２０は無電圧状態となり感電のおそれなく点検や修理が可能である。
【００６８】
実施の形態８．
次に、この発明の実施の形態８について説明する。
図１８は、この発明の実施の形態８による電圧変動補償装置の構成図である。
図に示すように、上記実施の形態１における、この場合図４で示した電圧変動補償装置１００において、電圧瞬低制御回路１６を動作させるための制御回路用直流電源装置７０を設けた。この直流電源装置７０は、電力系統に１次側が接続された降圧用トランス７１、および降圧用トランス７１の２次側に接続され、整流回路７２とコンデンサ７３とから成るコンバータ回路７４で構成される。
次に、直流電源装置７０の動作について説明する。
制御回路用の直流電源装置７０は、電圧補償を行う対象である送電線１から電源を引き込み、送電線１に接続された降圧トランス７１にて電圧瞬低制御回路１６に用いるための電圧に変換する。降圧トランス７１の２次側にはコンバータ回路７４が接続されており交流を直流に変換する。コンバータ回路７４の出力部分に設けられたコンデンサ７３により出力電圧は安定化され、電圧瞬低制御回路１６に制御回路用直流電圧ＶＤＣを供給する。
【００６９】
ところで、電圧補償を行う対象である送電線１から電源を引き込んでいるため、送電線１の電力系統の電圧が低下して補償動作を行う際に、電圧瞬低制御回路１６に供給する出力電圧が低下する。このため、電圧瞬低制御回路１６を正常に動作させる出力電圧が確保されるように、コンバータ回路７４のコンデンサ７３からの放電時定数を大きくしておく。
系統電圧に瞬低が発生した場合、コンバータ回路７４の出力電圧ＶＤＣは、図１９に示すように、時間と共に低下する。例えば電圧変動補償装置１００の補償動作時間ｔ１内にコンバータ回路７４の出力はΔＶだけ低下する。ここで電圧瞬低制御回路１６に要求される直流電圧供給最小電圧をＶminとすると、ΔＶが（ＶＤＣ−Ｖmin）よりも大きくなると、補償動作中に電圧瞬低制御回路１６への供給電圧がＶmin以下となり、電圧瞬低制御回路１６が正常に動作しなくなる。そこで、この実施の形態では、電圧変動補償装置１００の補償動作時間ｔ１と電圧瞬低制御回路１６に要求される直流電圧供給最小電圧Ｖminから、許容される電圧低下分ΔＶａを求め、コンバータ回路７４の出力電圧低下率がΔＶａ／ｔ１以下となるようにする。これは、コンバータ回路７４出力部分のコンデンサ７３の放電時定数が所定値以上となるようにコンデンサ７３容量を大きくしておけばよい。
【００７０】
この実施の形態では、系統電圧の低下中にも電圧瞬低制御回路１６に必要な直流電圧を供給することができ、電圧瞬低制御回路１６の動作異常を防ぐことができ、電圧変動補償装置１００の信頼性が向上する。
【００７１】
なお、上記実施の形態では、電圧補償を行う対象である送電線１から電源を引き込んだ直流電源装置７０を示したが、図２０に示すように、電圧補償の対象である送電線１と別の電力系統に接続される直流電源７５を用いてもよい。この場合、電圧変動補償装置１００が電圧補償する電力系統とは別系統に接続した直流電源７５から電圧瞬低制御回路１６に直流電圧を供給しているので、補償対象の電力系統で瞬低が発生した場合にもその影響を受けずに安定して電圧瞬低制御回路１６に直流電圧を供給することができる。直流電源７５にはバッテリー、太陽電池、風力発電装置などを用いてもよく、同様の効果が得られる。
【００７２】
実施の形態９．
次に、この発明の実施の形態９を説明する。
一般に、電力系統には保護機能が備えられ、過電流継電器および不足電圧継電器によって系統の異常を検出し、これによって保護遮断器は電路を切り離す。保護遮断器は過電流継電器あるいは不足電圧継電器のどちらか一方の異常信号だけでも遮断動作するように構成される。これは電力系統に短絡事故が発生した場合、大電流が流れ且つ短絡事故のため電圧低下が発生するので、過電流と電圧低下の二つを監視していれば、どちらか一方の継電器が故障しても他方の継電器からの異常信号により確実に事故を検出できるからである。
【００７３】
この発明の実施の形態９では、上記のような通常の保護機能を備えた電力系統に上記実施の形態１で示した電圧変動補償装置を導入する場合について、図２１に基づいて以下に説明する。
図に示すように、送電線１からの電力は変圧器２によって降圧され、まず保護遮断器８０を通り、電路８１ａで電圧変動補償装置１００に入力され、電圧変動補償装置１００の出力が電路８１ｂにより各需要家３に接続され電力が供給される。保護遮断器８０は系統事故時に電圧源である変圧器２から電路８１ａを切り離すもので、この保護遮断器８０の直下の電路８１ａには、過電流検出用の過電流継電器８２のための電流計８３と、不足電圧検出用の不足電圧継電器８４のための電圧計８５とが設置される。
【００７４】
過電流継電器８２は電路８１ａの電流が規定値を超えると信号「１」、それ以下では信号「０」を出力して、出力信号はＯＲ回路８６の第１の入力となる。一方、不足電圧継電器８４では電路８１ａの電圧が規定値より小さくなると電圧低下検出信号８７となる信号「１」、それ以上では信号「０」を出力し、その出力信号は電圧変動補償装置１００の出力部分に備えられたＡＮＤ回路８８の第１の入力となる。電圧変動補償装置１００では、例えば図２に示した電圧瞬低制御回路１６からの信号ＺのＮＯＴ信号を、ＡＮＤ回路８８に入力する。即ち、電圧補償動作中は信号「０」、電圧補償動作停止中は信号「１」を出力して、この出力信号がＡＮＤ回路８８の第２の入力となる。ＡＮＤ回路８８の出力は、ＯＲ回路８６の第２の入力となり、ＯＲ回路８６の出力は、保護遮断器８０へ電路遮断指令８９として入力される。保護遮断器８０は電路遮断指令８９が「０」の場合は不動作、「１」の場合に遮断動作を行う。
【００７５】
図２１において、送電線１の系統電圧が正常、下流の系統にも異常が無い場合は、過電流継電器８２および不足電圧継電器８４の出力は共に「０」、また電圧変動補償装置１００の出力は、電圧補償動作が停止しているため「１」である。ＡＮＤ回路８８には「０」、「１」が入力されて出力は「０」となり、従ってＯＲ回路８６には「０」、「０」が入力されて出力は「０」となり、保護遮断器８０は遮断動作しない。
送電線１の事故により系統電圧が低下すると電圧変動補償装置１００は瞬時に補償動作に入り、電圧補償動作中を示す信号「０」を出力する。一方、不足電圧継電器８４の応答は遅く、電路８１ａの電圧低下を検出し不足電圧継電器８４が電圧低下検出信号８７即ち、信号「１」を出力するのは、電圧変動補償装置１００が動作開始した後である。また過電流継電器８２の出力は「０」となる。従って、ＡＮＤ回路８８には「０」、「１」が入力されて出力は「０」となり、従ってＯＲ回路８６には「０」、「０」が入力されて出力は「０」となり、保護遮断器８０は遮断動作しない。これにより電圧変動補償装置１００は不足電圧の補償動作を行い、需要家３に電力を供給する。
【００７６】
このように、電圧変動補償装置１００の出力部分にＡＮＤ回路８８を配し、電圧補償動作中には、不足電圧継電器８４から出力される電圧低下検出信号８７を電力系統の保護遮断器８０に伝達しないで阻止するようにした。
即ち、保護遮断器８０の電路遮断指令８９となる、不足電圧継電器８４からの電圧低下検出信号８７は、電圧変動補償装置１００の電圧補償動作中には電路遮断指令８９として作用せず、保護遮断器８０は遮断動作を行わない。このため、電圧変動補償装置１００は系統電圧の瞬低時に信頼性良く電圧補償動作を行うことができ、補償された電圧を負荷需要家３に供給することができる。
【００７７】
なお、この実施の形態では、送電系統の送り出し部に電圧変動補償装置１００を設置した場合を示したが、需要家３構内に設置した場合でも同様である。
またこの実施の形態では、不足電圧継電器８４の電圧低下検出信号８７が電圧変動補償装置１００の電圧補償動作中には保護遮断器８０に伝達されない構成にしたが、電圧補償動作中には不足電圧継電器８４が動作しないようにしても良い。
【００７８】
また、上記実施の形態では、上記実施の形態１で示した電圧変動補償装置を用いたが、電力系統に接続されて、電力系統の電圧低下の監視に基づく給電制御により補償電圧を出力する電圧変動補償装置のいずれにも適用できる。
【００７９】
また、上記各実施の形態では、各補償ユニット内の充電コンデンサに充電される電圧の比を概ね２のべき乗比に設定するようにしているが、他の電圧比の組み合わせにしてもよい。なお、電圧の比を概ね２のべき乗にすることで、その組み合わせによって供給可能な電圧値が重複されることがないので、最適なものにすることができる。
【００８０】
また、上記各実施の形態では、エネルギー蓄積手段としてコンデンサを用いたものを示しているが、例えばエネルギー蓄積手段としてバッテリーを用いたものにしてもよい。
【００８１】
【発明の効果】
以上のようにこの発明に係る電圧変動補償装置は、電力経路の電圧変動を補償する電圧変動補償装置であって、直列に接続される複数の電圧補償回路と、複数の電圧補償回路にそれぞれ接続される複数の電力蓄積手段と、複数の電圧補償回路を制御して、電圧変動を補償する所定値の補償電圧を出力させる制御回路とを備え、電圧補償回路は、オフ状態で所定方向に電流を流し、オン状態で所定方向とは反対方向に電流を流すことが可能なスイッチを複数備え、制御回路の制御に基づいて、接続される電力蓄積手段に蓄積される電力を電力経路に出力可能な構成であることとしたため、安価で小型化の促進された装置構成とできると共に、きめ細かい高精度な電圧補償が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による電圧変動補償装置の構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態１による電圧瞬低制御回路の詳細を示す回路図である。
【図３】  この発明の実施の形態１による電圧変動補償装置の動作を説明する波形図である。
【図４】  この発明の実施の形態１の別例による電圧変動補償装置の構成図である。
【図５】  この発明の実施の形態１の別例による電圧補償回路の構成図である。
【図６】  この発明の実施の形態２による電圧補償回路の構成図である。
【図７】  この発明の実施の形態３による電圧変動補償装置の構成図である。
【図８】  この発明の実施の形態４による電圧変動補償装置の構成図である。
【図９】  この発明の実施の形態５による電圧変動補償装置の構成図である。
【図１０】  この発明の実施の形態５による定常短絡スイッチの転流動作を説明する図である。
【図１１】  この発明の実施の形態５による電圧変動補償装置の電圧補償動作時の電流電圧波形を示す図である。
【図１２】  この発明の実施の形態５による定常短絡スイッチの構造を示す断面図である。
【図１３】  この発明の実施の形態６による電圧変動補償装置の概略構成図である。
【図１４】  この発明の実施の形態６による切り離しスイッチの構造を示す図である。
【図１５】  この発明の実施の形態７による電圧変動補償装置の概略構成図である。
【図１６】  この発明の実施の形態７の別例による電圧変動補償装置の概略構成図である。
【図１７】  この発明の実施の形態７の別例による全補償回路の構成図である。
【図１８】  この発明の実施の形態８による電圧変動補償装置の構成図である。
【図１９】  この発明の実施の形態８による直流電源装置の出力を示す図である。
【図２０】  この発明の実施の形態８の別例による電圧変動補償装置の構成図である。
【図２１】  この発明の実施の形態９による電圧変動補償装置の概略構成図である。
【図２２】  従来の電圧変動補償装置の概略構成図である。
【図２３】  従来の電圧変動補償装置の電圧補償動作を説明する図である。
【符号の説明】
１  送電線、３  負荷（需要家）、８  定常短絡スイッチ、
９  瞬低切替スイッチ、１０  瞬低補償スイッチ、
１１  エネルギ蓄積手段としての充電コンデンサ、１２  充電用ダイオード、
１３  充電用トランス１次巻き線、１４  充電用トランス２次巻き線、
１６  検出制御部としての電圧瞬低制御回路、
１７ａ〜１７ｂ  半導体スイッチング素子（フルブリッジインバータ）、
１８  エネルギ蓄積手段としての充電コンデンサ、
１９ｐ，１９ｎ  半導体スイッチング素子（ハーフブリッジインバータ）、
２０（２０ｐ１，２０ｎ１）  瞬低切替スイッチ、
２１（２１ｐ１，２１ｎ１）  エネルギ蓄積手段としての充電コンデンサ、
２２  電圧設定用抵抗、２３  電流制限用抵抗、２４  電流制限用抵抗、
３６  閉回路としての瞬時遮断用閉ループ、３７  放電電流、
３８  電流ゼロ点、４１  接点部としての真空バルブ、４４  電磁反発部、
５１，５２  切り離しスイッチ、５３，５４  接続点、５５，５６  接続点、
５７  バイパス用スイッチ、７０  直流電源装置、７１  降圧用トランス、
７２  整流回路、７３  コンデンサ、７４  コンバータ回路、７５  直流電源、
８０  保護遮断器、８４  不足電圧継電器、８６  ＯＲ回路、
８７  電圧低下検出信号、８８  ＡＮＤ回路、８９  電路遮断指令、
１００  電圧変動補償装置、１２０  全補償回路、２００  充電用トランス、
Ｐ１〜Ｐ３，Ｎ１〜Ｎ３，ＰＮ  電圧補償回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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