(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】2022-09-08
(45)【発行日】2022-09-16
(54)【発明の名称】負荷時タップ切換器、負荷時タップ切換変圧器及び電圧調整装置
(51)【国際特許分類】
G05F 1/20 20060101AFI20220909BHJP
【ＦＩ】
G05F1/20 Z
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2019032100
(22)【出願日】2019-02-25
(65)【公開番号】P2020135769
(43)【公開日】2020-08-31
【審査請求日】2021-10-06
(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】平野 南洋
(72)【発明者】
【氏名】久富 和郎
(72)【発明者】
【氏名】白土 紀明
(72)【発明者】
【氏名】前 秀和
(72)【発明者】
【氏名】前田 博宣
【審査官】佐藤 匡
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１１７０８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０４６３０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５８－１０１３０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭４８－０９３９２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６１－０２５２２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２７１０９６（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０５Ｆ １／２０
Ｈ０１Ｆ ２９／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
タップ付き変圧器の奇数番号のタップを選択する奇数タップ選択器と、偶数番号のタップを選択する偶数タップ選択器と、前記奇数タップ選択器及び出力端子の間に接続された奇数タップスイッチと、前記偶数タップ選択器及び前記出力端子の間に接続された偶数タップスイッチとを備える負荷時タップ切換器であって、前記奇数タップスイッチ及び前記偶数タップスイッチのそれぞれは、半導体スイッチと該半導体スイッチに並列的に接続された機械接点を有するスイッチとを含み、
前記半導体スイッチ及び前記機械接点を有するスイッチをオン／オフする制御部と、
前記奇数タップスイッチ及び前記偶数タップスイッチの何れか一方に含まれる半導体スイッチに印加される電圧に基づいて該半導体スイッチを自己点弧させる自己点弧回路と、
前記半導体スイッチに関する過電圧又は過電流を検出するための検出部と
を備え、
前記制御部は、前記検出部によって前記過電圧又は前記過電流を検出した場合、前記奇数タップスイッチ及び前記偶数タップスイッチの両方に含まれる半導体スイッチをオフした後に前記一方に含まれる半導体スイッチをオンし、更に後に前記一方に含まれる機械接点を有するスイッチをオンするようにしてある負荷時タップ切換器。
【請求項2】
前記検出部は、前記出力端子の電圧を検出する電圧検出部であり、前記制御部は、前記電圧検出部が検出した電圧が所定の電圧閾値より高い場合、前記過電圧を検出するようにしてある
請求項１に記載の負荷時タップ切換器。
【請求項3】
前記奇数タップスイッチ及び前記偶数タップスイッチの他方に含まれる半導体スイッチに直列に接続された速断ヒューズを更に備え、前記検出部は、前記速断ヒューズの溶断を検出する溶断検出部であり、
前記制御部は、前記溶断検出部で溶断を検出した場合、前記過電流を検出するようにしてある
請求項１に記載の負荷時タップ切換器。
【請求項4】
前記検出部は、前記出力端子に流れる電流を検出する電流検出部であり、前記制御部は、
前記電流検出部が検出した電流が所定の電流閾値より大きい場合、前記過電流を検出するようにしてあり、
前記過電流を検出した場合、前記一方に含まれる半導体スイッチをオンしているときは、前記半導体スイッチをオン／オフせずに前記一方に含まれる機械接点を有するスイッチをオンするようにしてある
請求項１に記載の負荷時タップ切換器。
【請求項5】
前記奇数タップスイッチ及び前記偶数タップスイッチの他方に含まれる半導体スイッチに印加される電圧に基づいて該半導体スイッチを自己点弧させる第２の自己点弧回路を更に備える請求項１から請求項４の何れか１項に記載の負荷時タップ切換器。
【請求項6】
前記一方に含まれる機械接点を有するスイッチがオンしない異常状態を検出する異常検出部を更に備え、前記制御部は、前記異常検出部で前記異常状態を検出した場合、前記両方に含まれる半導体スイッチをオフした後に前記他方に含まれる半導体スイッチをオンし、更に後に前記他方に含まれる機械接点を有するスイッチをオンするようにしてある
請求項５に記載の負荷時タップ切換器。
【請求項7】
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の負荷時タップ切換器と、前記タップ付き変圧器と
を備える負荷時タップ切換変圧器。
【請求項8】
三相の交流電圧を電源から負荷に配電する配電線路に三相分の二次巻線が直列に接続され、一次巻線が三相結線されている直列変圧器と、請求項７に記載の負荷時タップ切換変圧器とを備える電圧調整装置であって、前記負荷時タップ切換変圧器は、前記配電線路における前記直列変圧器の接続位置よりも前記負荷側の位置に前記タップ付き変圧器の一次巻線が三相結線され、前記直列変圧器の一次巻線に前記負荷時タップ切換器の出力端子が接続されている電圧調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、機械接点を有するスイッチ及び半導体スイッチを用いた切換開閉器を有する負荷時タップ切換器、負荷時タップ切換変圧器及び電圧調整装置に関する。
【背景技術】
【0002】
いわゆる間接切換方式による電圧調整装置（SVR：Step Voltage Regulator ）は、二次巻線が配電線路に直列に接続される直列変圧器と、二次巻線に複数のタップが設けられた調整変圧器と、調整変圧器のタップを切り換えるタップ切換器と、タップ切換器を制御する制御部とを備えている。調整変圧器は、一次巻線が配電線路に並列に接続されている。タップ切換器は、調整変圧器の二次巻線の各タップと直列変圧器の一次巻線との間に設けられている。制御部は、調整変圧器から直列変圧器に印加される調整電圧を調整して配電線路の電圧を目標範囲に保つようにタップ切換器を制御する。
【0003】
いわゆる負荷時タップ切換器（OLTC：On-Load Tap Changer ）は、奇数番号のタップを選択する奇数タップ選択器と、偶数番号のタップを選択する偶数タップ選択器と、これら両タップ選択器を切り換える切換開閉器とを有する（特許文献１参照）。切換開閉器は、例えばサイリスタ対からなる半導体スイッチと、該半導体スイッチに並列的に接続された機械接点を有するスイッチとで構成される（特許文献２参照）。
【0004】
上記のような電圧調整装置にて、半導体スイッチの誤開放及び誤導通が発生したり、配電系統に過電圧及び短絡が発生したりした場合、切換開閉器の半導体スイッチに耐圧を越える高電圧が印加されたり、過電流が流れたりすることがある。これに対し、特許文献３には、直列変圧器の一次巻線に過電圧が誘起したときに、上記一次巻線間に接続した電磁接触器をオンすると共に、タップ切換器に含まれる素通しタップ選択用の半導体スイッチをオンすることにより、タップ切換器を保護する自動電圧調整装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開平６－１１８１０６号公報
【文献】特公昭４７－２６２５３号公報
【文献】特開２０１６－４２２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献３に記載された自動電圧調整装置は、タップ選択にサイリスタを用いてタップ切換器の無接点化を図ったもの（TVR：Thyristor type Step Voltage Regulator）であり、タップ切換器の構成が特許文献２に記載のものとは異なる。このため、半導体スイッチで素通しタップを選択する構成によって、特許文献２に記載された切換開閉器を保護することはできない。また、特許文献３に記載された電磁接触器で切換開閉器を保護する場合は、切換開閉器に過電圧が印加されてから保護動作が開始されるまでの遅延時間が比較的長いため、切換開閉器の半導体スイッチを保護できないことがある。
【0007】
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、切換開閉器を過電圧又は過電流から保護することが可能な負荷時タップ切換器、負荷時タップ切換変圧器及び電圧調整装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係る負荷時タップ切換器は、タップ付き変圧器の奇数番号のタップを選択する奇数タップ選択器と、偶数番号のタップを選択する偶数タップ選択器と、前記奇数タップ選択器及び出力端子の間に接続された奇数タップスイッチと、前記偶数タップ選択器及び前記出力端子の間に接続された偶数タップスイッチとを備える負荷時タップ切換器であって、前記奇数タップスイッチ及び前記偶数タップスイッチのそれぞれは、半導体スイッチと該半導体スイッチに並列的に接続された機械接点を有するスイッチとを含み、前記半導体スイッチ及び前記機械接点を有するスイッチをオン／オフする制御部と、前記奇数タップスイッチ及び前記偶数タップスイッチの何れか一方に含まれる半導体スイッチに印加される電圧に基づいて該半導体スイッチを自己点弧させる自己点弧回路と、前記半導体スイッチに関する過電圧又は過電流を検出するための検出部とを備え、前記制御部は、前記検出部によって前記過電圧又は前記過電流を検出した場合、前記奇数タップスイッチ及び前記偶数タップスイッチの両方に含まれる半導体スイッチをオフした後に前記一方に含まれる半導体スイッチをオンし、更に後に前記一方に含まれる機械接点を有するスイッチをオンするようにしてある。
【0009】
本発明にあっては、外部に接続されたタップ付き変圧器の奇数番号のタップ及び偶数番号のタップそれぞれを奇数タップ選択器及び偶数タップ選択器が選択し、選択されたそれぞれのタップを奇数タップスイッチ及び偶数タップスイッチが出力端子に選択的に接続する。奇数タップスイッチ及び偶数タップスイッチそれぞれは、半導体スイッチと機械接点を有するスイッチとが並列的に接続されており、制御部がこれらのスイッチをオン／オフする。奇数タップスイッチ及び偶数タップスイッチの何れか一方に含まれる半導体スイッチは、自身に印加される電圧に基づいて自己点弧するようにしてある。例えば電流が流れている他の変圧器の一の巻線に接続される出力端子は、奇数タップスイッチに含まれる半導体スイッチによって奇数番号のタップに接続されているか、又は偶数タップスイッチに含まれる半導体スイッチによって偶数番号のタップに接続されている。
【0010】
制御部が半導体スイッチに関する過電圧又は過電流を検出して奇数タップスイッチ及び偶数タップスイッチの両方に含まれる半導体スイッチをオフした場合、出力端子がより確実な開放状態となって出力端子の電圧が的確に上昇し、上記一方に含まれる半導体スイッチが速やかに自己点弧する。その後、制御部が上記一方に含まれる半導体スイッチを確認的にオンする。続いて制御部が上記一方に含まれる機械接点を有するスイッチをオンすることにより、破壊耐量が大きい機械接点によってタップ付き変圧器のタップと他の変圧器の一の巻線とが接続される。従って、切換開閉器に相当する奇数タップスイッチ及び偶数タップスイッチそれぞれに含まれる半導体スイッチを過電圧又は過電流から保護することが可能となる。
【0011】
本発明に係る負荷時タップ切換器は、前記検出部は、前記出力端子の電圧を検出する電圧検出部であり、前記制御部は、前記電圧検出部が検出した電圧が所定の電圧閾値より高い場合、前記過電圧を検出するようにしてある。
【0012】
本発明にあっては、例えば、オンしている方の半導体スイッチが誤ってオフになったときに、上記他の変圧器の一の巻線が開放されて出力端子に過電圧が発生する。制御部は、出力端子の電圧が所定の電圧閾値より高いと判定することによって過電圧を検出する。
【0013】
本発明に係る負荷時タップ切換器は、前記奇数タップスイッチ及び前記偶数タップスイッチの他方に含まれる半導体スイッチに直列に接続された速断ヒューズを更に備え、前記検出部は、前記速断ヒューズの溶断を検出する溶断検出部であり、前記制御部は、前記溶断検出部で溶断を検出した場合、前記過電流を検出するようにしてある。
【0014】
本発明にあっては、例えば、オフしている方の半導体スイッチが誤ってオンになったときは、奇数番号のタップ及び偶数番号のタップを介してタップ間短絡が発生し、少なくとも上記他方に含まれる半導体スイッチに過電流が流れて該半導体スイッチに直列に接続された速断ヒューズが溶断する。制御部は、速断ヒューズの溶断を検出することによって過電流を検出する。
【0015】
本発明に係る負荷時タップ切換器は、前記検出部は、前記出力端子に流れる電流を検出する電流検出部であり、前記制御部は、前記電流検出部が検出した電流が所定の電流閾値より大きい場合、前記過電流を検出するようにしてあり、前記過電流を検出した場合、前記一方に含まれる半導体スイッチをオンしているときは、前記半導体スイッチをオン／オフせずに前記一方に含まれる機械接点を有するスイッチをオンするようにしてある。
【0016】
本発明にあっては、例えば、上記他の変圧器の他の巻線における接続先に短絡が発生した場合、一の巻線に接続された出力端子に過電流が流れる。制御部は、出力端子に流れる電流が所定の電流閾値より大きいと判定することによって過電流を検出する。制御部は、上記一方に含まれる半導体スイッチをオンしている間に過電流を検出した場合は、上記一方に含まれる機械接点を有するスイッチを直ちにオンする。これにより、既に一方の半導体スイッチがオンしているときは、一方の半導体スイッチが一旦オフされることなく、一方の機械接点が閉じられる。
【0017】
本発明に係る負荷時タップ切換器は、前記奇数タップスイッチ及び前記偶数タップスイッチの他方に含まれる半導体スイッチに印加される電圧に基づいて該半導体スイッチを自己点弧させる第２の自己点弧回路を更に備える。
【0018】
本発明にあっては、奇数タップスイッチ及び偶数タップスイッチの他方に含まれる半導体スイッチについても、自身に印加される電圧に基づいて自己点弧するようにしてある。制御部が半導体スイッチに関する過電圧又は過電流を検出して奇数タップスイッチ及び偶数タップスイッチの両方に含まれる半導体スイッチをオフした場合、出力端子がより確実な開放状態となって出力端子の電圧が的確に上昇し、上記一方又は他方の何れかに含まれる半導体スイッチが速やかに自己点弧する。これにより、上記一方に含まれる半導体スイッチが自己点弧しない場合であっても、上記他方に含まれる半導体スイッチが自己点弧するため、制御部が上記一方に含まれる機械接点を有するスイッチをオンするときに、機械接点に印加される電圧を確実に低下させておくことができる。
【0019】
本発明に係る負荷時タップ切換器は、前記一方に含まれる機械接点を有するスイッチがオンしない異常状態を検出する異常検出部を更に備え、前記制御部は、前記異常検出部で前記異常状態を検出した場合、前記両方に含まれる半導体スイッチをオフした後に前記他方に含まれる半導体スイッチをオンし、更に後に前記他方に含まれる機械接点を有するスイッチをオンするようにしてある。
【0020】
本発明にあっては、制御部が上記一方に含まれる機械接点を有するスイッチをオンしたにも関わらず、当該スイッチがオンしない異常状態に陥った場合、制御部は、再び上記両方に含まれる半導体スイッチをオフする。この場合、出力端子が再び開放状態となって出力端子の電圧が上昇し、上記他方に含まれる半導体スイッチが速やかに自己点弧する。その後、制御部が上記他方に含まれる半導体スイッチを確認的にオンする。続いて制御部が上記他方に含まれる機械接点を有するスイッチをオンすることにより、破壊耐量が大きい機械接点によってタップ付き変圧器のタップと他の変圧器の一の巻線とが接続される。
【0021】
本発明に係る負荷時タップ切換変圧器は、上述の負荷時タップ切換器と、前記タップ付き変圧器とを備える。
【0022】
本発明にあっては、タップ付き変圧器のタップを負荷時タップ切換器が選択する。従って、奇数タップスイッチ及び偶数タップスイッチそれぞれに含まれる半導体スイッチを過電圧又は過電流から保護することが可能な負荷時タップ切換器（OLTC ）を、負荷時タップ切換変圧器（LRT：Load Ratio control Transformer ）に適用することができる。
【0023】
本発明に係る電圧調整装置は、三相の交流電圧を電源から負荷に配電する配電線路に三相分の二次巻線が直列に接続され、一次巻線が三相結線されている直列変圧器と、請求項７に記載の負荷時タップ切換変圧器とを備える電圧調整装置であって、
前記負荷時タップ切換変圧器は、前記配電線路における前記直列変圧器の接続位置よりも前記負荷側の位置に前記タップ付き変圧器の一次巻線が三相結線され、前記直列変圧器の一次巻線に前記負荷時タップ切換器の出力端子が接続されている。
前記負荷時タップ切換変圧器は、前記配電線路における前記直列変圧器の接続位置よりも前記負荷側の位置に前記タップ付き変圧器の一次巻線が三相結線され、前記直列変圧器の一次巻線に前記負荷時タップ切換器の出力端子が接続されている。
【0024】
本発明にあっては、三相分の二次巻線が三相の配電線路に直列接続される直列変圧器の一次巻線が三相結線され、負荷時タップ切換変圧器が備えるタップ付き変圧器の一次巻線が配電線路に三相結線される。そして、負荷時タップ切換変圧器が備える負荷時タップ切換器の出力端子が直列変圧器の一次巻線に接続される。これにより、負荷時タップ切換変圧器のタップを選択して切り換えることにより、配電線路の三相の電圧が調整される。従って、奇数タップスイッチ及び偶数タップスイッチそれぞれに含まれる半導体スイッチを過電圧又は過電流から保護することが可能な負荷時タップ切換器を備える負荷時タップ切換変圧器を、電圧調整装置（SVR ）に適用することができる。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、切換開閉器に相当する奇数タップスイッチ及び偶数タップスイッチそれぞれに含まれる半導体スイッチを過電圧又は過電流から保護することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】実施形態１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】実施形態１に係る負荷時タップ切換器で双方向サイリスタが誤開放した場合に過電圧が発生する部位を示すブロック図である。
【図3】実施形態１に係る負荷時タップ切換器で出力端子の過電圧を検出してこれに対処する制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図4】実施形態２に係る負荷時タップ切換器で双方向サイリスタが誤導通した場合に過電流が流れる経路を示すブロック図である。
【図5】実施形態２に係る負荷時タップ切換器で双方向サイリスタに過電流が流れたことを検出してこれに対処する制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図6】実施形態３に係る負荷時タップ切換器で系統短絡が発生した場合に過電流が流れる経路を示すブロック図である。
【図7】実施形態３に係る負荷時タップ切換器で出力端子に流れる過電流を検出してこれに対処する制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図8】実施形態４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9】実施形態４に係る負荷時タップ切換器でスイッチの異常状態を検出して代替するスイッチをオンする制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図10】変形例１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11】変形例２に係る電圧調整装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
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。
（実施の形態１）
図１は、実施形態１に係る電圧調整装置の構成例を示すブロック図である。図中１ｕ，１ｖ，１ｗは、電源から負荷（何れも不図示）へＵ，Ｖ，Ｗ三相の交流電圧を紙面の右向きに配電する配電線路である。いわゆる系統切替が発生した場合は、交流電圧が配電される向きが逆転して紙面の左向きとなる。電圧調整装置１００ａは、配電線路１ｕ，１ｖ，１ｗそれぞれに二次巻線２１ｓ，２２ｓ，２３ｓが直列に接続される直列変圧器２と、配電線路１ｕ，１ｖ，１ｗに一次巻線３１ｐ，３２ｐが接続されるタップ付き変圧器である調整変圧器３と、調整変圧器３の二次巻線３１ｓ，３２ｓ及び直列変圧器２の一次巻線２１ｐ，２２ｐ，２３ｐの間に設けられた負荷時タップ切換器４ａとを備える。調整変圧器３と負荷時タップ切換器４ａとで負荷時タップ切換変圧器１０ａを構成する。
（実施の形態１）
図１は、実施形態１に係る電圧調整装置の構成例を示すブロック図である。図中１ｕ，１ｖ，１ｗは、電源から負荷（何れも不図示）へＵ，Ｖ，Ｗ三相の交流電圧を紙面の右向きに配電する配電線路である。いわゆる系統切替が発生した場合は、交流電圧が配電される向きが逆転して紙面の左向きとなる。電圧調整装置１００ａは、配電線路１ｕ，１ｖ，１ｗそれぞれに二次巻線２１ｓ，２２ｓ，２３ｓが直列に接続される直列変圧器２と、配電線路１ｕ，１ｖ，１ｗに一次巻線３１ｐ，３２ｐが接続されるタップ付き変圧器である調整変圧器３と、調整変圧器３の二次巻線３１ｓ，３２ｓ及び直列変圧器２の一次巻線２１ｐ，２２ｐ，２３ｐの間に設けられた負荷時タップ切換器４ａとを備える。調整変圧器３と負荷時タップ切換器４ａとで負荷時タップ切換変圧器１０ａを構成する。
【0028】
直列変圧器２は、二次巻線２１ｓ，２２ｓ，２３ｓそれぞれに一次巻線２１ｐ，２２ｐ，２３ｐが対応している。一次巻線２１ｐ，２２ｐ，２３ｐはスター（Ｙ）結線されているが、調整変圧器３の二次巻線の結線に対応させてオープンスター結線又はデルタ結線されていてもよい。一次巻線２１ｐ，２２ｐ，２３ｐそれぞれの一端は中性点Ｎに接続されている。一次巻線２１ｐ，２２ｐ，２３ｐそれぞれの他端を端子ｕ１，ｖ１，ｗ１とする。
【0029】
調整変圧器３は、一次巻線３１ｐが配電線路１ｖ，１ｗ間に、一次巻線３２ｐが配電線路１ｕ，１ｖ間に、それぞれ接続される。即ち、調整変圧器３は、２つの変圧器の一次巻線３１ｐ，３２ｐが配電線路１ｕ，１ｖ，１ｗにＶ結線されるが、３つの変圧器の一次巻線が配電線路１ｕ，１ｖ，１ｗにスター結線又はデルタ結線されるものであってもよい。調整変圧器３は、一次巻線３１ｐ，３２ｐそれぞれに二次巻線３１ｓ，３２ｓが対応している。二次巻線３１ｓ，３２ｓのそれぞれは、一端及び他端の間から引き出された奇数番号のタップｔ１，ｔ３，ｔ５，ｔ７，ｔ９と，偶数番号のタップｔ２,ｔ４，ｔ６，ｔ８とを有する。
【0030】
負荷時タップ切換器４ａは、調整変圧器３の二次巻線３１ｓが有するタップｔ１，ｔ３，ｔ５，ｔ７，ｔ９及びタップｔ２，ｔ４，ｔ６，ｔ８それぞれを選択する奇数タップ選択器４１及び偶数タップ選択器４２と、奇数タップ選択器４１及び偶数タップ選択器４２それぞれと出力端子９１との間に接続された奇数タップスイッチ５ａ及び偶数タップスイッチ６ａとを有する。負荷時タップ切換器４ａは、また、調整変圧器３の二次巻線３２ｓが有するタップｔ１，ｔ３，ｔ５，ｔ７，ｔ９及びタップｔ２，ｔ４，ｔ６，ｔ８それぞれを選択する奇数タップ選択器４３及び偶数タップ選択器４４と、奇数タップ選択器４３及び偶数タップ選択器４４それぞれと出力端子９２との間に接続された奇数タップスイッチ７ａ及び偶数タップスイッチ８ａとを有する。
【0031】
二次巻線３１ｓが有するタップｔ１からｔ９の何れかは、奇数タップ選択器４１及び奇数タップスイッチ５ａと、偶数タップ選択器４２及び偶数タップスイッチ６ａとの何れかを介し、更に出力端子９１を介して直列変圧器２の一次側の端子ｗ１に接続されている。二次巻線３２ｓが有するタップｔ１からｔ９の何れかは、奇数タップ選択器４３及び奇数タップスイッチ７ａと、偶数タップ選択器４４及び偶数タップスイッチ８ａとの何れかを介し、更に出力端子９２を介して直列変圧器２の一次側の端子ｕ１に接続されている。二次巻線３１ｓ及び３２ｓそれぞれが有するタップｔ５は、出力端子９３を介して直列変圧器２の一次側の端子ｖ１に固定的に接続されている。
【0032】
負荷時タップ切換器４ａは、更に、奇数タップ選択器４１及び偶数タップ選択器４２によるタップｔ１からｔ９の選択と、奇数タップ選択器４３及び偶数タップ選択器４４によるタップｔ１からｔ９の選択と、奇数タップスイッチ５ａ，７ａ及び偶数タップスイッチ６ａ，８ａのオン／オフとを制御する制御部４０を備える。制御部４０には、後述する複数の接点信号等を入力するための入力部４０１と、奇数タップスイッチ５ａ，７ａ及び偶数タップスイッチ６ａ，８ａをオン／オフに駆動するための駆動部４０２とが接続されている。
【0033】
制御部４０は、不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit ）を有し、予めＲＯＭ（Read Only Memory ）に記憶された制御プログラムに従って各部の動作を制御すると共に、入出力、演算等の処理を行う。ＣＰＵによる各処理の手順を定めたコンピュータプログラムを、不図示の手段を用いて予めＲＡＭ（Random Access Memory ）にロードし、ロードされたコンピュータプログラムをＣＰＵが実行するようにしてもよいし、制御部４０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。
【0034】
奇数タップスイッチ５ａは、双方向サイリスタ（半導体スイッチに相当）５１及び速断ヒューズ５３の直列回路と、該直列回路に並列接続された機械接点を有するスイッチ５２とを含む。即ち、双方向サイリスタ５１及びスイッチ５２が並列的に接続されている。偶数タップスイッチ６ａは、双方向サイリスタ６１と、該双方向サイリスタ６１に並列接続された機械接点を有するスイッチ６２とを含む。双方向サイリスタ６１には、矯絡用の双方向サイリスタ６４及び限流抵抗器６５の直列回路が並列接続されている。
【0035】
双方向サイリスタ６４は、奇数タップ選択器４１及び偶数タップ選択器４２によってタップｔ１からｔ９を切り換える過程で、限流抵抗器６５を介してタップ間を一時的に矯絡させる際に、タップ間への限流抵抗器６５の接続及び切り離しを行うためのものである。双方向サイリスタ６１の両端及びトリガ端子（ゲート）には、自己点弧回路６１ｂが接続されている。双方向サイリスタ５１，６１，６４それぞれの両端及びトリガ端子は駆動部４０２に接続されている。スイッチ５２，６２それぞれの駆動コイルは駆動部４０２に接続されている。
【0036】
奇数タップスイッチ７ａは、双方向サイリスタ７１及び速断ヒューズ７３の直列回路と、該直列回路に並列接続された機械接点を有するスイッチ７２とを含む。即ち、双方向サイリスタ７１及びスイッチ７２が並列的に接続されている。偶数タップスイッチ８ａは、双方向サイリスタ８１と、該双方向サイリスタ８１に並列接続された機械接点を有するスイッチ８２とを含む。双方向サイリスタ８１には、矯絡用の双方向サイリスタ８４及び限流抵抗器８５の直列回路が並列接続されている。
【0037】
双方向サイリスタ８４は、奇数タップ選択器４３及び偶数タップ選択器４４によってタップｔ１からｔ９を切り換える過程で、限流抵抗器８５を介してタップ間を一時的に矯絡させる際に、タップ間への限流抵抗器８５の接続及び切り離しを行うためのものである。双方向サイリスタ８１の両端及びトリガ端子には、自己点弧回路８１ｂが接続されている。双方向サイリスタ７１，８１，８４それぞれの両端及びトリガ端子は駆動部４０２に接続されている。スイッチ７２，８２それぞれの駆動コイルは駆動部４０２に接続されている。
【0038】
速断ヒューズ５３及び７３のそれぞれは、溶断時に導通する警報接点５３ｂ及び７３ｂを有する。スイッチ５２，６２，７２，８２は、例えば電磁接触器である。自己点弧回路６１ｂ及び８１ｂのそれぞれは、双方向サイリスタ６１及び８１の両端に印加された電圧が規定の動作電圧に達したときにオン状態になるトリガ素子をアノード・ゲート間に接続したものである。警報接点５３ｂ及び７３ｂは、入力部４０１に接続されている。警報接点５３ｂ及び７３ｂは溶断検出部に相当する。
【0039】
出力端子９１及び９３の間には、出力端子９３の電位に対する出力端子９１の電圧、即ち双方向サイリスタ５１及び６１の一端に印加される電圧を計測する計測用変圧器ＰＴ１の一次巻線が接続されている。出力端子９２及び９３の間には、出力端子９３の電位に対する出力端子９２の電圧、即ち双方向サイリスタ７１及び８１の一端に印加される電圧を計測する計測用変圧器ＰＴ２の一次巻線が接続されている。計測用変圧器ＰＴ１及びＰＴ２それぞれの二次巻線は、入力部４０１に接続されている。計測用変圧器ＰＴ１及びＰＴ２は電圧検出部に相当する。
【0040】
奇数タップスイッチ５ａ及び偶数タップスイッチ６ａの接続点と出力端子９１との間には、出力端子９１に流れる電流、即ち、双方向サイリスタ５１又は６１に流れる電流を検出する電流トランスＣＴ１が設けられている。奇数タップスイッチ７ａ及び偶数タップスイッチ８ａの接続点と出力端子９２との間には、出力端子９２に流れる電流、即ち、双方向サイリスタ７１又は８１に流れる電流を検出する電流トランスＣＴ２が設けられている。電流トランスＣＴ１及びＣＴ２それぞれの二次巻線は入力部４０１に接続されている。電流トランスＣＴ１及びＣＴ２は電流検出部に相当する。
【0041】
なお、計測用変圧器ＰＴ１及びＰＴ２に加えて、又は計測用変圧器ＰＴ１及びＰＴ２に代えて、出力端子９１及び９２の間に他の計測用変圧器を接続し、該他の計測用変圧器によって出力端子９１及び９２の間の電圧を検出するようにしてもよい。また、電流トランスＣＴ１及びＣＴ２に加えて、又は電流トランスＣＴ１及びＣＴ２に代えて、出力端子９３に流れる電流を他の電流トランスによって検出してもよい。また、配電線路１ｕ，１ｖ，１ｗの少なくとも１つに流れる電流を他の電流トランスによって検出し、直列変圧器２の変圧比に基づいて出力端子９１,９２，９３の少なくとも１つに流れる電流を検出してもよい。
【0042】
上述の構成による電圧調整装置１００ａの運用中に、制御部４０は、不図示の計測用変圧器によって配電線路１ｕ，１ｖ，１ｗの電圧を検出し、検出した電圧に基づいて奇数タップ選択器４１，４３及び偶数タップ選択器４２，４４に各タップを選択させるために、不図示の駆動機構に選択信号を与える。これにより、調整変圧器３のタップｔ１からｔ９が選択されて調整電圧が直列変圧器２に印加され、配電線路１ｕ，１ｖ，１ｗの三相の電圧が調整される。なお、この選択信号による駆動機構の制御については周知であるため、詳細な説明を省略する。
【0043】
奇数タップ選択器４１，４３及び偶数タップ選択器４２，４４による各タップの選択に伴い、制御部４０は、選択されるタップが奇数番号か偶数番号かに応じて、奇数タップスイッチ５ａ又は偶数タップスイッチ６ａをオンすると共に、奇数タップスイッチ７ａ又は偶数タップスイッチ８ａをオンする。この場合、奇数タップスイッチ５ａ及び７ａそれぞれとして双方向サイリスタ５１及び７１が用いられ、偶数タップスイッチ６ａ及び８ａそれぞれとして双方向サイリスタ６１及び８１が用いられる。
【0044】
電圧調整装置１００ａの運用を終える場合、制御部４０は、オンしている双方向サイリスタ５１又は６１に代えてスイッチ５２又は６２をオンすると共に、オンしている双方向サイリスタ７１又は８１に代えてスイッチ７２又は８２をオンする。これにより、調整変圧器３の二次巻線３１ｓのタップｔ１からｔ９の何れかが機械接点を介して直列変圧器２の一次側の端子ｗ１に接続され、二次巻線３２ｓのタップｔ１からｔ９の何れかが機械接点を介して直列変圧器２の一次側の端子ｕ１に接続される。
【0045】
電圧調整装置１００ａの運用中に、制御部４０は、速断ヒューズ５３及び７３それぞれの警報接点５３ｂ及び７３ｂからの接点信号と、計測用変圧器ＰＴ１及びＰＴ２それぞれからの検出電圧と、電流トランスＣＴ１及びＣＴ２それぞれからの検出電流とを入力部４０１を介して取り込む。制御部４０は、取り込んだ接点信号、検出電圧及び検出電流に基づき、双方向サイリスタ５１，６１，６４，７１，８１，８４及びスイッチ５２，６２，７２，８２を駆動部４０２によってオン／オフに駆動する。
【0046】
本実施形態１では、制御部４０は、計測用変圧器ＰＴ１及びＰＴ２それぞれから検出電圧を取り込み、取り込んだ検出電圧に基づいて、出力端子９１及び９２の過電圧、即ち双方向サイリスタ５１，６１及び７１，８１に関する過電圧を検出する。このような過電圧は、例えば、双方向サイリスタ５１，６１及び７１，８１が制御部４０の制御に反してオフすること（以下、誤開放という）によってもたらされる。
【0047】
制御部４０は、出力端子９１及び９２それぞれの過電圧を検出した場合、双方向サイリスタ５１，６１及び７１，８１を過電圧による破壊から保護する処理を行う。出力端子９１の過電圧を検出した場合と、出力端子９２の過電圧を検出した場合とでは、制御部４０が実行する処理が明らかに類似しているため、本実施形態１では、出力端子９１の過電圧を制御部４０が検出した場合の処理について説明する。双方向サイリスタ５１が誤開放した場合と、双方向サイリスタ６１が誤開放した場合とでは、これらの原因による過電圧を検出して対処する制御部４０の処理内容が同一であるため、以下では、双方向サイリスタ５１が誤開放した場合について説明する。
【0048】
図２は、実施形態１に係る負荷時タップ切換器４ａで双方向サイリスタ５１が誤開放した場合に過電圧が発生する部位を示すブロック図である。図２に示す接続構成は、図１に示すものと同一であるため、説明を省略する。なお、実施形態１では、警報接点５３ｂ,７３ｂと、電流トランスＣＴ１,ＣＴ２と、速断ヒューズ５３，７３とを用いない。
【0049】
双方向サイリスタ５１がオンに制御されている場合、直列変圧器２の一次巻線２３ｐには、二次巻線２３ｓに流れている配電線路１ｗの電流に比例する電流が双方向サイリスタ５１を介して流れている。ここで、図２に×印で示すように双方向サイリスタ５１が誤開放した場合、直列変圧器２の一次巻線２３ｐが開放状態となるため、黒塗りの両矢印で示すように出力端子９１の電圧が上昇する。この電圧は、場合により数ｋＶにも達する。
【0050】
制御部４０は、計測用変圧器ＰＴ１が検出した電圧が所定の電圧閾値より高い場合、出力端子９１の過電圧を検出する。過電圧が検出された場合、双方向サイリスタ５１又は６１が誤開放した蓋然性が高いことから、制御部４０は、安全のために少なくとも双方向サイリスタ５１及び６１を一旦オフし、これに伴って双方向サイリスタ６１（一方に含まれる半導体スイッチに相当）を自己点弧させて端子ｗ１と二次巻線３１ｓとの接続を速やかに確保する。然る後に、制御部４０は、双方向サイリスタ６１を確認的にオンし、更に後にスイッチ６２（一方に含まれる機械接点を有するスイッチに相当）をオンする。これにより、直列変圧器２の一次巻線２３ｐ、スイッチ６２の機械接点、偶数タップ選択器４２及び調整変圧器３の二次巻線３１ｓが閉ループを形成するようになり、出力端子９１の過電圧が解消される。
【0051】
なお、双方向サイリスタ６１が誤開放した場合に、双方向サイリスタ６１を自己点弧させたり、制御部４０の制御でオンさせたりすることができないときであっても、双方向サイリスタ６１がオンしたか否かに関わらず、制御部４０はスイッチ６２をオンする。スイッチ６２をオンした後に、制御部４０は、双方向サイリスタ６１をオフしてもよいし、オンのまま保持してもよい。
【0052】
上記で少なくとも双方向サイリスタ５１及び６１をオフして双方向サイリスタ６１を自己点弧させるために、制御部４０は、双方向サイリスタ５１，６１，６４，７１，８１，８４の全てをオフにする。これは、少なくとも直列変圧器２の一次巻線２３ｐを完全な開放状態にして出力端子９１の電圧を上昇させるためである。自己点弧回路６１ｂに含まれる上述のトリガ素子がオン状態になるときの出力端子９１の電圧は、制御部４０が過電圧を判定する電圧閾値よりも高く設定されている。このため、制御部４０は、双方向サイリスタ６１が自己点弧する前に、出力端子９１の過電圧を検出することができる。
【0053】
本実施形態１にあっては、双方向サイリスタ６１を自己点弧させるために、双方向サイリスタ５１，６１，６４，７１，８１，８４の全てをオフにしたが、これに限定されるものではない。双方向サイリスタ５１，６１，６４，７１，８１，８４の全てをオフにすることにより、直列変圧器２の一次巻線２１ｐ,２２ｐ,２３ｐの全てが開放状態となり、出力端子９１の電圧がより上昇する。但し、直列変圧器２の設計によっては、双方向サイリスタ５１，６１，６４のみをオフした場合であっても、出力端子９１の電圧を適度に上昇させることができる。
【0054】
以下では、上述した負荷時タップ切換器４ａ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、実施形態１に係る負荷時タップ切換器４ａで出力端子９１の過電圧を検出してこれに対処する制御部４０の処理手順を示すフローチャートである。図３に示す処理は、電圧調整装置１００ａの運用中に適時起動される。図中、破線で囲んだステップは、制御部４０が実行する処理ではなく、自己点弧回路６１ｂがハードウェアで実行するステップである。
【0055】
図３の処理が起動された場合、制御部４０は、入力部４０１を介して計測用変圧器ＰＴ１の検出電圧を取り込み（Ｓ１０）、取り込んだ検出電圧が所定の電圧閾値より高いか否かを判定する（Ｓ１１）。検出電圧が電圧閾値より高くない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、制御部４０は、計測用変圧器ＰＴ１の検出電圧の取り込みを繰り返すために、ステップＳ１０に処理を移す。
【0056】
検出電圧が電圧閾値より高い場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、制御部４０は、出力端子９１の過電圧を検出したものとして全ての双方向サイリスタ（双方向サイリスタ５１，６１，６４，７１，８１，８４；以下同様）をオフし（Ｓ１３）、所定の第１時間だけ待機して（Ｓ１４）各サイリスタが確実にオフするのを待ち受ける。この間に、自己点弧回路６１ｂが双方向サイリスタ６１をオンする（Ｓ１５）、即ち自己点弧させる（以下同様）。その後、制御部４０は、双方向サイリスタ６１をオンし（Ｓ１６）、更に後にスイッチ６２をオンする（Ｓ１７）
【0057】
次いで、制御部４０は、スイッチ６２の機械接点が確実にオンするのを待ち受けるために、第２時間だけ待機した（Ｓ１８）後、双方向サイリスタ６１をオフして（Ｓ１９）図３の処理を終了する。上述したように、ステップＳ１８及びＳ１９の処理は省略してもよい。
【0058】
なお、ステップＳ１１で双方向サイリスタ５１がオンしている場合、ステップＳ１３で双方向サイリスタ５１をオフしてからステップＳ１６で双方向サイリスタ６１をオンするまでの間は、タップ間短絡が発生しないように双方向サイリスタ５１が実際にオフするまでの時間を確保する必要がある。本実施形態１では双方向サイリスタ５１が実際にオフしてタップ間が開放された直後に、ステップＳ１５で自己点弧回路６１ｂが双方向サイリスタ６１をオンする（即ち自己点弧させる）ため、タップ間が開放される時間を最小限にすることができる。
【0059】
以上のように本実施形態１によれば、タップ付き変圧器である調整変圧器３の奇数番号のタップｔ１，ｔ３，ｔ５，ｔ７，ｔ９及び偶数番号のタップｔ２，ｔ４，ｔ６，ｔ８それぞれを奇数タップ選択器４１及び偶数タップ選択器４２が選択し、選択されたそれぞれのタップを奇数タップスイッチ５ａ及び偶数タップスイッチ６ａが出力端子９１に選択的に接続する。奇数タップスイッチ５ａは、双方向サイリスタ５１と機械接点を有するスイッチ５２とが並列的に接続されており、偶数タップスイッチ６ａは、双方向サイリスタ６１と機械接点を有するスイッチ６２とが並列的に接続されている。制御部４０がこれらのスイッチをオン／オフする。奇数タップスイッチ５ａ及び偶数タップスイッチ６ａの一方に含まれる双方向サイリスタ６１は、自己点弧回路６１ｂによって自己点弧するようにしてある。電流が流れている直列変圧器２の一次巻線２３ｐに接続される出力端子９１は、奇数タップスイッチ５ａに含まれる双方向サイリスタ５１によって奇数番号のタップｔ１，ｔ３，ｔ５，ｔ７，ｔ９の何れかに接続されているか、又は偶数タップスイッチ６ａに含まれる双方向サイリスタ６１によって偶数番号のタップｔ２，ｔ４，ｔ６，ｔ８の何れかに接続されている。
【0060】
制御部４０が出力端子９１の過電圧、即ち双方向サイリスタ５１及び６１に関する過電圧を検出して少なくとも奇数タップスイッチ５ａ及び偶数タップスイッチ６ａの両方に含まれる双方向サイリスタ５１及び６１をオフした場合、出力端子９１がより確実な開放状態となって出力端子９１の電圧が的確に上昇し、上記一方に含まれる双方向サイリスタ６１が速やかに自己点弧する。その後、制御部４０が上記一方に含まれる双方向サイリスタ６１を確認的にオンする。続いて制御部４０が上記一方に含まれる機械接点を有するスイッチ６２をオンすることにより、破壊耐量が大きい機械接点によって調整変圧器３のタップｔ２，ｔ４，ｔ６，ｔ８の何れかと直列変圧器２の一次巻線２３ｐの端子ｗ１とが接続されて過電圧が解消する。従って、切換開閉器に相当する奇数タップスイッチ５ａ及び偶数タップスイッチ６ａそれぞれに含まれる双方向サイリスタ５１及び６１を過電圧から保護することが可能となる。
【0061】
また、実施形態１によれば、オンしている方の双方向サイリスタ５１が誤ってオフになったときに、直列変圧器２の一次巻線２３ｐが開放されて出力端子９１に過電圧が発生する。制御部４０は、出力端子９１の電圧が所定の電圧閾値より高いと判定することによって過電圧を検出することができる。
【0062】
更に、実施形態１によれば、調整変圧器３のタップｔ１からｔ９を負荷時タップ切換器４ａが選択する。従って、奇数タップスイッチ５ａ及び偶数タップスイッチ６ａそれぞれに含まれる双方向サイリスタ５１及び６１を過電圧から保護することが可能な負荷時タップ切換器４ａを、負荷時タップ切換変圧器１０ａに適用することができる。
【0063】
更に、実施形態１によれば、三相分の二次巻線２１ｓ，２２ｓ，２３ｓそれぞれが三相の配電線路１ｕ，１ｖ，１ｗに直列接続される直列変圧器２の一次巻線２１ｐ，２２ｐ，２３ｐがスター結線され、負荷時タップ切換変圧器１０ａが備える調整変圧器３の一次巻線３１ｐ，３２ｐが配電線路１ｕ，１ｖ，１ｗにＶ結線される。そして、負荷時タップ切換変圧器１０ａが備える負荷時タップ切換器４ａの出力端子９１，９２，９３それぞれが直列変圧器２の一次巻線２３ｐ，２１ｐ，２２ｐに接続される。これにより、調整変圧器３のタップｔ１からｔ９を選択して切り換えることにより、配電線路１ｕ，１ｖ，１ｗの三相の電圧が調整される。従って、奇数タップスイッチ５ａ及び偶数タップスイッチ６ａそれぞれに含まれる双方向サイリスタ５１及び６１を過電圧から保護することが可能な負荷時タップ切換器４ａを備える負荷時タップ切換変圧器１０ａを、電圧調整装置１００ａに適用することができる。
【0064】
（実施形態２）
実施形態１は、制御部４０が出力端子９１及び９２の過電圧を検出してこれに対処するする形態であるのに対し、実施形態２は、制御部４０が双方向サイリスタ５１及び７１に過電流が流れたことを検出してこれに対処する形態である。本実施形態２では、制御部４０は、警報接点５３ｂ及び７３ｂそれぞれの接点信号を取り込み、取り込んだ接点信号に基づいて、双方向サイリスタ５１及び７１に過電流が流れたこと、即ち双方向サイリスタ５１及び７１に関する過電流を検出する。このような過電流は、例えば、双方向サイリスタ５１，６１及び７１，８１が制御部４０の制御に反してオンすること（以下、誤導通という）によってもたらされる。
実施形態１は、制御部４０が出力端子９１及び９２の過電圧を検出してこれに対処するする形態であるのに対し、実施形態２は、制御部４０が双方向サイリスタ５１及び７１に過電流が流れたことを検出してこれに対処する形態である。本実施形態２では、制御部４０は、警報接点５３ｂ及び７３ｂそれぞれの接点信号を取り込み、取り込んだ接点信号に基づいて、双方向サイリスタ５１及び７１に過電流が流れたこと、即ち双方向サイリスタ５１及び７１に関する過電流を検出する。このような過電流は、例えば、双方向サイリスタ５１，６１及び７１，８１が制御部４０の制御に反してオンすること（以下、誤導通という）によってもたらされる。
【0065】
制御部４０は、双方向サイリスタ５１及び７１それぞれに過電流が流れたことを検出した場合、双方向サイリスタ５１，６１及び７１，８１に過電流の影響が残るのを防止する処理を行う。双方向サイリスタ５１に過電流が流れたことを検出した場合と、双方向サイリスタ７１に過電流が流れたことを検出した場合とでは、制御部４０が実行する処理が明らかに類似しているため、本実施形態１では、双方向サイリスタ５１に過電流が流れたことを制御部４０が検出した場合の処理について説明する。双方向サイリスタ５１が誤導通した場合と、双方向サイリスタ６１が誤導通した場合とでは、これらの原因による過電流を検出して対処する制御部４０の処理内容が同一であるため、以下では、双方向サイリスタ６１が誤導通した場合について説明する。
【0066】
図４は、実施形態２に係る負荷時タップ切換器４ａで双方向サイリスタ６１が誤導通した場合に過電流が流れる経路を示すブロック図である。図４に示す接続構成は、図１に示すものと同一であるため、説明を省略する。実施形態２では、計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２と、電流トランスＣＴ１,ＣＴ２とを用いない。
【0067】
双方向サイリスタ５１がオンに制御されている状態で、図４に×印で示すように双方向サイリスタ６１が誤導通した場合、黒塗りの両矢印で示すように二次巻線３１ｓについてタップ間短絡が発生する。この場合の短絡電流は、場合により数ｋＡにも達するため、速断ヒューズ５３が速やかに溶断して警報接点５３ｂの接点信号がオンとなる。
【0068】
制御部４０は、警報接点５３ｂの接点信号がオンであると判定して速断ヒューズ５３の溶断を検出した場合、双方向サイリスタ５１に過電流が流れたことを検出する。ここで過電流が流れたことが検出された場合、双方向サイリスタ５１又は６１が誤導通した蓋然性が高いことから、制御部４０は、安全のために少なくとも双方向サイリスタ５１及び６１を一旦オフし、これに伴って双方向サイリスタ６１を自己点弧させて端子ｗ１と二次巻線３１ｓとの接続を速やかに確保する。然る後に、制御部４０は、双方向サイリスタ６１を確認的にオンし、更に後にスイッチ６２をオンする。これにより、直列変圧器２の一次巻線２３ｐ、スイッチ６２の機械接点、偶数タップ選択器４２及び調整変圧器３の二次巻線３１ｓが閉ループを形成するようになる。タップ間短絡の状態は、速断ヒューズ５３が溶断した時点で解消されている。
【0069】
上記で少なくとも双方向サイリスタ５１及び６１をオフして双方向サイリスタ６１を自己点弧させるために、制御部４０は、双方向サイリスタ５１，６１，６４，７１，８１，８４の全てをオフにする。この処理及びこの後の制御部４０の動作については、実施形態１の場合と同様である。
【0070】
以下では、上述した負荷時タップ切換器４ａ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５は、実施形態２に係る負荷時タップ切換器４ａで双方向サイリスタ５１に過電流が流れたことを検出してこれに対処する制御部４０の処理手順を示すフローチャートである。図５に示す処理は、電圧調整装置１００ａの運用中に適時起動される。図中、破線で囲んだステップは、制御部４０が実行する処理ではなく、自己点弧回路６１ｂがハードウェアで実行するステップである。
【0071】
図５の処理が起動された場合、制御部４０は、入力部４０１を介して警報接点５３ｂの接点信号を取り込み（Ｓ２０）、取り込んだ接点信号がオンであるか否かを判定する（Ｓ２１）。接点信号がオンではない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、制御部４０は、警報接点５３ｂの接点信号の取り込みを繰り返すために、ステップＳ２０に処理を移す。
【0072】
接点信号がオンである場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、制御部４０は、全ての双方向サイリスタをオフする（Ｓ２３）。この後のステップＳ２４からＳ２９までの処理は、実施形態１の図３に示すステップＳ１４からＳ１９までの処理と同一であるため、その説明を省略する。
【0073】
以上のように本実施形態２によれば、制御部４０が双方向サイリスタ５１に過電流が流れたこと、即ち双方向サイリスタ５１に関する過電流を検出した場合、少なくとも奇数タップスイッチ５ａ及び偶数タップスイッチ６ａの両方に含まれる双方向サイリスタをオフし、これに伴って双方向サイリスタ６１を自己点弧させ、更に双方向サイリスタ６１をオンした後にスイッチ６２をオンする。これにより、破壊耐量が大きい機械接点によって調整変圧器３のタップｔ２，ｔ４，ｔ６，ｔ８の何れかと直列変圧器２の一次巻線２３ｐの端子ｗ１とが接続される。従って、切換開閉器に相当する奇数タップスイッチ５ａ及び偶数タップスイッチ６ａそれぞれに含まれる双方向サイリスタ５１及び６１に過電流の影響が残るのを防止することが可能となる。
【0074】
また、実施形態２によれば、オフしている方の双方向サイリスタ６１が誤ってオンになったときは、奇数番号のタップｔ１，ｔ３，ｔ５，ｔ７，ｔ９の何れかと偶数番号のタップｔ２，ｔ４，ｔ６，ｔ８の何れかとを介してタップ間短絡が発生し、少なくとも双方向サイリスタ５１に過電流が流れて該双方向サイリスタ５１に直列に接続された速断ヒューズ５３が溶断する。制御部４０は、警報接点５３ｂからの接点信号に基づいて速断ヒューズ５３の溶断を検出することによって過電流を検出することができる。
【0075】
（実施形態３）
実施形態１は、制御部４０が出力端子９１及び９２の過電圧を検出してこれに対処する形態であるのに対し、実施形態３は、制御部４０が出力端子９１及び９２に流れる過電流を検出してこれに対処する形態である。本実施形態３では、制御部４０は、電流トランスＣＴ１及びＣＴ２それぞれから検出電流を取り込み、取り込んだ検出電流に基づいて、出力端子９１及び９２に流れる過電流、即ち双方向サイリスタ５１，６１及び７１，８１に関する過電流を検出する。このような過電流は、例えば、直列変圧器２の二次巻線２１ｓ，２２ｓ，２３ｓにおける接続先に短絡（以下、系統短絡という）が発生した場合に発生する。
実施形態１は、制御部４０が出力端子９１及び９２の過電圧を検出してこれに対処する形態であるのに対し、実施形態３は、制御部４０が出力端子９１及び９２に流れる過電流を検出してこれに対処する形態である。本実施形態３では、制御部４０は、電流トランスＣＴ１及びＣＴ２それぞれから検出電流を取り込み、取り込んだ検出電流に基づいて、出力端子９１及び９２に流れる過電流、即ち双方向サイリスタ５１，６１及び７１，８１に関する過電流を検出する。このような過電流は、例えば、直列変圧器２の二次巻線２１ｓ，２２ｓ，２３ｓにおける接続先に短絡（以下、系統短絡という）が発生した場合に発生する。
【0076】
制御部４０は、出力端子９１及び９２それぞれに流れる過電流を検出した場合、双方向サイリスタ５１，６１及び７１，８１を過電流による破壊から保護する処理を行う。出力端子９１に流れる過電流を検出した場合と、出力端子９２に流れる過電流を検出した場合とでは、制御部４０が実行する処理が明らかに類似しているため、本実施形態１では、出力端子９１に流れる過電流を制御部４０が検出した場合の処理について説明する。
【0077】
図６は、実施形態３に係る負荷時タップ切換器４ａで系統短絡が発生した場合に過電流が流れる経路を示すブロック図である。図６に示す接続構成は、図１に示すものと同一であるため、説明を省略する。実施形態３では、警報接点５３ｂ,７３ｂと、計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２とを用いない。
【0078】
双方向サイリスタ５１がオンに制御されている状態で系統短絡が発生した場合、黒塗りの矢印で示すように、直列変圧器２の一次巻線２２ｐ，２３ｐと、速断ヒューズ５３と、奇数タップ選択器４１と、調整変圧器３の二次巻線３１ｓとを介して双方向サイリスタ５１に過電流が流れる。一方、双方向サイリスタ６１がオンに制御されている状態で系統短絡が発生した場合、黒塗りの矢印及び破線の矢印で示すように、直列変圧器２の一次巻線２２ｐ，２３ｐと、偶数タップ選択器４２と、調整変圧器３の二次巻線３１ｓとを介して双方向サイリスタ６１に過電流が流れる。
【0079】
制御部４０は、電流トランスＣＴ１が検出した電流が所定の電流閾値より大きい場合、出力端子９１に流れる過電流を検出する。この過電流が検出された場合、系統短絡が発生した蓋然性が高いことから、制御部４０は、双方向サイリスタ５１及び６１によらずに機械接点を有するスイッチ６２によって、端子ｗ１と二次巻線３１ｓとの接続を速やかに確保する。なお、制御部４０が、出力端子９１に流れる過電流を検出する前に、警報接点５３ｂによって速断ヒューズ５３の溶断を検出した場合は、実施形態２に係る処理が先に実行されて、本実施形態３に係る処理は実行されないものとする。
【0080】
スイッチ６２によって端子ｗ１と二次巻線３１ｓとの接続を確保するには、実施形態１及び２の場合と同様に、双方向サイリスタ５１，６１，６４，７１，８１，８４の全てをオフにし、これに伴って双方向サイリスタ６１を自己点弧させ、更に双方向サイリスタ６１をオンした後にスイッチ６２をオンするようにしてもよい。但し、実施形態１及び２の場合とは異なり、双方向サイリスタ５１，６１が誤開放又は誤導通したケースではないため、安全のためにこれらの双方向サイリスタ５１，６１を必ずしも一旦オフにする必要がない。
【0081】
そこで、本実施形態３では、出力端子９１に流れる過電流が検出された場合に、双方向サイリスタ５１をオンに制御しているときは、上記の実施形態１及び２の場合と同様の処理を実行し、双方向サイリスタ６１をオンに制御しているときは、直ちにスイッチ６２をオンする処理を実行する。これにより、双方向サイリスタ６１をオンに制御しているときは、処理時間が短縮される上に、自己点弧回路６１ｂが動作する程度の高電圧がタップ間に発生することもない。
【0082】
以下では、上述した負荷時タップ切換器４ａ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７は、実施形態３に係る負荷時タップ切換器４ａで出力端子９１に流れる過電流を検出してこれに対処する制御部４０の処理手順を示すフローチャートである。図７に示す処理は、電圧調整装置１００ａの運用中に適時起動される。図中、破線で囲んだステップは、制御部４０が実行する処理ではなく、自己点弧回路６１ｂがハードウェアで実行するステップである。
【0083】
図７の処理が起動された場合、制御部４０は、入力部４０１を介して電流トランスＣＴ１の検出電流を取り込み（Ｓ３０）、取り込んだ検出電流が所定の電流閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ３１）。検出電流が電流閾値より大きくない場合（Ｓ３１：ＮＯ）、制御部４０は、電流トランスＣＴ１の検出電流の取り込みを繰り返すために、ステップＳ３０に処理を移す。
【0084】
検出電流が電流閾値より大きい場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、制御部４０は、双方向サイリスタ６１をオンに制御している状態であるか否かを判定し（Ｓ３２）、オンに制御している状態である場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、直ちにスイッチ６２をオンするために、後述するステップＳ３７に処理を移す。なお、双方向サイリスタ６１をオンに制御している状態であるか否かは、奇数タップ選択器４１，４３及び偶数タップ選択器４２，４４にタップｔ１からｔ９を選択させる処理によって、制御部４０が有する不図示の記憶部に記憶されている。
【0085】
一方、双方向サイリスタ６１をオンに制御している状態ではない場合（Ｓ３２：ＮＯ）、制御部４０は、全ての双方向サイリスタをオフする（Ｓ３３）。この後のステップＳ３４からＳ３９までの処理は、実施形態１の図３に示すステップＳ１４からＳ１９までの処理と同一であるため、その説明を省略する。
【0086】
以上のように本実施形態３によれば、制御部４０が出力端子９１に流れる過電流、即ち双方向サイリスタ５１及び６１に関する過電流を検出した場合、双方向サイリスタ５１をオンに制御しているときは、少なくとも奇数タップスイッチ５ａ及び偶数タップスイッチ６ａの両方に含まれる双方向サイリスタ５１及び６１をオフし、これに伴って双方向サイリスタ６１を自己点弧させ、更に双方向サイリスタ６１をオンした後にスイッチ６２をオンする。これにより、破壊耐量が大きい機械接点によって調整変圧器３のタップｔ２，ｔ４，ｔ６，ｔ８の何れかと直列変圧器２の一次巻線２３ｐの端子ｗ１とが接続される。従って、切換開閉器に相当する奇数タップスイッチ５ａ及び偶数タップスイッチ６ａそれぞれに含まれる双方向サイリスタ５１及び６１を過電流から保護することが可能となる。
【0087】
また、実施形態３によれば、直列変圧器２の二次巻線２１ｓ，２２ｓ，２３ｓにおける接続先に短絡が発生した場合、一次巻線２２ｐ，２３ｐに接続された出力端子９１，９３に過電流が流れる。制御部４０は、出力端子９１に流れる電流が所定の電流閾値より大きいと判定することによって過電流を検出することができる。制御部４０は、双方向サイリスタ６１をオンに制御している間に過電流を検出した場合は、機械接点を有するスイッチ６２を直ちにオンする。従って、既に双方向サイリスタ６１をオンに制御しているときは、双方向サイリスタ６１を一旦オフすることなく、スイッチ６２の機械接点を閉じることができる。
【0088】
（実施形態４）
実施形態１から３は、双方向サイリスタ５１及び７１に自己点弧回路が接続されていない形態であるのに対し、実施形態４は、双方向サイリスタ５１及び７１それぞれにも自己点弧回路５１ｂ及び７１ｂが接続されており、更に、スイッチ６２及び８２それぞれが補助接点６２ｂ及び８２ｂを有する形態である。本実施形態４では、スイッチ６２及び８２それぞれがオンしない異常状態が発生した場合、代替的に、制御部４０がスイッチ５２及び７２をオンする。
実施形態１から３は、双方向サイリスタ５１及び７１に自己点弧回路が接続されていない形態であるのに対し、実施形態４は、双方向サイリスタ５１及び７１それぞれにも自己点弧回路５１ｂ及び７１ｂが接続されており、更に、スイッチ６２及び８２それぞれが補助接点６２ｂ及び８２ｂを有する形態である。本実施形態４では、スイッチ６２及び８２それぞれがオンしない異常状態が発生した場合、代替的に、制御部４０がスイッチ５２及び７２をオンする。
【0089】
図８は、実施形態４に係る電圧調整装置１００ｂの構成例を示すブロック図である。電圧調整装置１００ｂは、直列変圧器２と、調整変圧器３と、負荷時タップ切換器４ｂとを備える。調整変圧器３と負荷時タップ切換器４ｂとで負荷時タップ切換変圧器１０ｂを構成する。負荷時タップ切換器４ｂは、実施形態１の負荷時タップ切換器４ａと比較して、奇数タップスイッチ５ｂ及び７ｂそれぞれが自己点弧回路５１ｂ及び７１ｂを更に有し、偶数タップスイッチ６ｂ及び８ｂそれぞれが補助接点６２ｂ及び８２ｂ（異常検出部に相当）を更に有する。
【0090】
自己点弧回路５１ｂ及び７１ｂ（第２の自己点弧回路に相当）のそれぞれは、双方向サイリスタ５１及び７１の両端に印加された電圧が規定の動作電圧に達したときにオン状態になるトリガ素子をアノード・ゲート間に接続したものである。補助接点６２ｂ及び８２ｂのそれぞれは、スイッチ６２及び８２の機械接点と同時にオン／オフして接点信号を出力するものである。補助接点６２ｂ及び８２ｂは、入力部４０１に接続されている。その他、実施形態１に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。
【0091】
本実施形態４では、制御部４０が、補助接点６２ｂ及び８２ｂそれぞれから取り込んだ接点信号に基づいて、スイッチ６２及び８２がオンしない異常状態を検出した場合、スイッチ６２及び８２それぞれに代えてスイッチ５２及び７２をオンする。スイッチ６２がオンしない異常状態を検出した場合と、スイッチ８２がオンしない異常状態を検出した場合とでは、これらの異常状態に対処するために制御部４０が実行する処理が明らかに類似しているため、以下では、スイッチ６２がオンしない異常状態を制御部４０が検出した場合について説明する。
【0092】
最初に、図８に示す電圧調整装置１００ｂを実施形態１及び３に適用した場合に、自己点弧回路５１ｂがどのように作用するかについて、フローチャートに沿って説明する。自己点弧回路７１ｂの作用についても同様である。なお、電圧調整装置１００ｂを実施形態２に適用した場合は、双方向サイリスタ６１の誤導通に伴うタップ間短絡によって速断ヒューズ５３が溶断することで、自己点弧回路５１ｂに電圧が印加されなくなるため、自己点弧回路５１ｂは特段の作用を及ぼさない。
【0093】
電圧調整装置１００ｂを実施形態１及び３に適用した場合、図３及び７それぞれに示すフローチャートのステップＳ１５及びＳ３５では、自己点弧回路６１ｂが双方向サイリスタ６１をオンするか、又は自己点弧回路５１ｂが双方向サイリスタ５１をオンするか、何れか一方の事象が発生する。このため、自己点弧回路６１ｂが双方向サイリスタ６１をオンすることができない場合、必然的に自己点弧回路５１ｂが双方向サイリスタ５１をオンすることとなり、制御部４０がステップＳ１７及びＳ３７でスイッチ６２をオンする前に、出力端子９１の電圧を確実に低下させておくことができる。
【0094】
一方、自己点弧回路６１ｂが双方向サイリスタ６１をオンすることが可能な状態で、先に自己点弧回路５１ｂが双方向サイリスタ５１をオンした場合、制御部４０がステップＳ１６及びＳ３６で双方向サイリスタ６１をオンしたときに、タップ間短絡が発生し、速断ヒューズ５３が溶断する。従って、制御部４０がステップＳ１７及びＳ３７でスイッチ６２をオンすることにより、実施形態１及び３の場合と同様に、双方向サイリスタ５１,６１を過電圧及び過電流から保護することが可能となる。
【0095】
次に、実施形態１から３で制御部４０がスイッチ６２をオンすることができなかった場合に実行される異常処理について説明する。スイッチ６２が有する機械接点は、電圧調整装置１００ｂが運用を停止するときにオンされるものであるため、運用が長期間にわたった後では、接点の接触不良によってオンしない異常状態に陥ることがあり得る。制御部４０は、スイッチ６２の主たる機械接点と同時にオン／オフする補助接点６２ｂの接点信号を、入力部４０１を介して取り込むことにより、このような異常状態を検出することができる。
【0096】
制御部４０は、スイッチ６２の異常状態を検出した場合、スイッチ６２に代えてスイッチ５２をオンする。スイッチ５２をオンするための制御部４０の処理手順は、実施形態１から３にて制御部４０がスイッチ６２をオンするときの処理手順と類似している。具体的には、制御部４０は、少なくとも奇数タップスイッチ５ｂ及び偶数タップスイッチ６ｂの両方に含まれる双方向サイリスタ５１及び６１をオフし、これに伴って双方向サイリスタ５１を自己点弧させ、更に双方向サイリスタ５１をオンした後にスイッチ５２をオンする。
【0097】
以下では、上述した負荷時タップ切換器４ｂ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９は、実施形態４に係る負荷時タップ切換器４ｂでスイッチ６２の異常状態を検出して代替するスイッチ５２をオンする制御部４０の処理手順を示すフローチャートである。図９の処理は、実施形態１，２，３それぞれの図３，５，７に示すステップＳ１６,Ｓ２６,Ｓ３６の処理に続けて実行される。具体的には、図９のステップＳ１７ｂが、図３，５，７それぞれに示すステップＳ１７，Ｓ２７，Ｓ３７に対応している。また、ステップＳ１７ｂ,Ｓ１８ｂ,Ｓ１９ｂが、実施形態１の図３に示すステップＳ１７，Ｓ１８，Ｓ１９に対応している。実施形態２,３についても同様である。
【0098】
制御部４０は、スイッチ６２をオンし（Ｓ１７ｂ）、第２時間だけ待機した（Ｓ１８ｂ）後に、補助接点６２ｂの接点信号を取り込む（Ｓ４０）。制御部４０は、取り込んだ接点信号がオンであるか否かを判定し（Ｓ４１）、オンである場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、実施形態１，２，３の場合と同様に双方向サイリスタ６１をオフして（Ｓ１９ｂ）、図９の処理を終了する。
【0099】
一方、取り込んだ接点信号がオンではない場合（Ｓ４１：ＮＯ）、即ちスイッチ６２がオンしない異常状態が発生した場合、制御部４０は、信頼できないスイッチ６２をオフする（Ｓ４２）。次いで、制御部４０は、全ての双方向サイリスタをオフし（Ｓ４３）、所定の第１時間だけ待機して（Ｓ４４）各サイリスタが確実にオフするのを待ち受ける。この間に、自己点弧回路５１ｂ又は６１ｂが双方向サイリスタ５１又は６１をオンする（Ｓ４５）。実施形態２にて既に速断ヒューズ５３が溶断していたときは、自己点弧回路５１ｂに電圧が印加されないため、このステップＳ４５で必然的に自己点弧回路６１ｂが双方向サイリスタ６１をオンする。
【0100】
その後、制御部４０は、双方向サイリスタ５１をオンする（Ｓ４６）。実施形態１及び３にて速断ヒューズ５３が溶断していない状態で、上記ステップＳ４５にて先に双方向サイリスタ６１がオンしていたときは、このステップＳ４６でタップ間短絡が発生する。但し、速断ヒューズ５３が溶断してタップ間短絡が直ちに解消するため、以下の処理ステップに支障は生じない。また、実施形態２にて既に速断ヒューズ５３が溶断していたときは、自己点弧回路５１ｂに電圧が印加されないため、このステップＳ４６では双方向サイリスタ５１がオンしない。但し、上記ステップＳ４５にて双方向サイリスタ６１がオンしているため、次のステップＳ４７でスイッチ５２をオンする前に、出力端子９１の電圧は確実に低下している。
【0101】
次いで、制御部４０は、スイッチ５２をオンする（Ｓ４７）。実施形態２にて既に速断ヒューズ５３が溶断していた状態で、ステップＳ４５にて双方向サイリスタ６１がオンしていたときは、このステップＳ４７にてタップ間短絡が発生する。但し、数ｍｓ以内に双方向サイリスタ６１に流れる電流がゼロクロスして双方向サイリスタ６１がオフし、タップ間短絡が解消するため、特段の問題は生じない。
【0102】
次いで、制御部４０は、スイッチ５２の機械接点が確実にオンするのを待ち受けるために、第２時間だけ待機した（Ｓ４８）後、双方向サイリスタ５１をオフして（Ｓ４９）図９の処理を終了する。上述したように、ステップＳ４８及びＳ４９の処理は省略してもよい。
【0103】
以上のように本実施形態４によれば、奇数タップスイッチ５ｂ及び偶数タップスイッチ６ｂの他方に含まれる双方向サイリスタ５１についても、自己点弧回路５１ｂにより自己点弧するようにしてある。制御部４０が双方向サイリスタ５１及び６１に関する過電圧又は過電流を検出して、少なくとも奇数タップスイッチ５ｂ及び偶数タップスイッチ６ｂの両方に含まれる双方向サイリスタ５１及び６１をオフした場合、出力端子９１がより確実な開放状態となって出力端子９１の電圧が的確に上昇し、上記一方又は他方に含まれる双方向サイリスタ６１又は５１が速やかに自己点弧する。これにより、上記一方に含まれる双方向サイリスタ６１が自己点弧しない場合であっても、上記他方に含まれる双方向サイリスタ５１が自己点弧するため、制御部４０が上記一方に含まれる機械接点を有するスイッチ５２をオンするときに、機械接点に印加される電圧を確実に低下させておくことができる。
【0104】
また、実施形態４によれば、制御部４０が上記一方に含まれる機械接点を有するスイッチ６２をオンしたにも関わらず、当該スイッチ６２がオンしない異常状態に陥った場合、制御部４０は、少なくとも上記両方に含まれる双方向サイリスタ５１及び６１を再びオフする。この場合、出力端子９１が再び開放状態となって出力端子９１の電圧が上昇し、上記他方に含まれる双方向サイリスタ５１が速やかに自己点弧する。その後、制御部４０が上記他方に含まれる双方向サイリスタ５１を確認的にオンする。続いて制御部４０が上記他方に含まれる機械接点を有するスイッチ５２をオンすることにより、破壊耐量が大きい機械接点によって調整変圧器３のタップｔ２，ｔ４，ｔ６，ｔ８の何れかと直列変圧器２の一次巻線２３ｐの端子ｗ１とが接続される。従って、奇数タップスイッチ５ｂ及び偶数タップスイッチ６ｂそれぞれに含まれる双方向サイリスタ５１及び６１を過電圧や過電流から保護することが可能となる。
【0105】
（変形例１）
実施形態１から３は、機械接点を有するスイッチ５２に流れる電流が、速断ヒューズ５３には流れない構成であったが、スイッチ５２に流れる電流が、速断ヒューズ５３に流れる構成であってもよい。同様に、スイッチ７２に流れる電流が、速断ヒューズ７３に流れる構成であってもよい。
実施形態１から３は、機械接点を有するスイッチ５２に流れる電流が、速断ヒューズ５３には流れない構成であったが、スイッチ５２に流れる電流が、速断ヒューズ５３に流れる構成であってもよい。同様に、スイッチ７２に流れる電流が、速断ヒューズ７３に流れる構成であってもよい。
【0106】
図１０は、変形例１に係る電圧調整装置１００ｃの構成例を示すブロック図である。電圧調整装置１００ｃは、直列変圧器２と、調整変圧器３と、負荷時タップ切換器４ｃとを備える。調整変圧器３と負荷時タップ切換器４ｃとで負荷時タップ切換変圧器１０ｃを構成する。負荷時タップ切換器４ｃは、実施形態１から３の負荷時タップ切換器４ａと比較して、速断ヒューズ５３及び７３の接続位置が異なっている。
【0107】
即ち、奇数タップスイッチ５ｃは、双方向サイリスタ５１及びスイッチ５２の並列回路と、速断ヒューズ５３とが直列に接続されている。奇数タップスイッチ７ｃは、双方向サイリスタ７１及びスイッチ７２の並列回路と、速断ヒューズ７３とが直列に接続されている。換言すれば、実施形態１から３の場合と比較して、スイッチ５２及び７２の接続部位が変更されている。その他、実施形態１から３に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。
【0108】
実施形態１から３にあっては、電圧調整装置１００ａの運用中にスイッチ５２及び７２がオンにされることはなかった。従って、変形例１にてスイッチ５２及び７２の接続部位を変更した場合であっても、実施形態１から３と同様の効果を奏する。また、双方向サイリスタ５１及び７１それぞれに自己点弧回路５１ｂ及び７１ｂを追加して、実施形態１から３に適用することにより、双方向サイリスタ５１及び７１を過電圧及び過電流からより確実に保護することもできる。
【0109】
（変形例２）
実施形態１から３では、奇数タップスイッチ５ａ，７ａ及び偶数タップスイッチ６ａ，８ａの何れか一方とは、偶数タップスイッチ６ａ，８ａを指していた。例えば、奇数タップスイッチ５ａに含まれる双方向サイリスタ５１に速断ヒューズ５３を直列接続してあり、制御部４０が双方向サイリスタ５１及び６１に関する過電圧及び過電流を検出した場合、最終的に偶数タップスイッチ６ａに含まれるスイッチ６２をオンにした。
実施形態１から３では、奇数タップスイッチ５ａ，７ａ及び偶数タップスイッチ６ａ，８ａの何れか一方とは、偶数タップスイッチ６ａ，８ａを指していた。例えば、奇数タップスイッチ５ａに含まれる双方向サイリスタ５１に速断ヒューズ５３を直列接続してあり、制御部４０が双方向サイリスタ５１及び６１に関する過電圧及び過電流を検出した場合、最終的に偶数タップスイッチ６ａに含まれるスイッチ６２をオンにした。
【0110】
本変形例２では、上記の偶数と奇数の関係を入れ替える。例えば、偶数タップスイッチ６ｄに含まれる双方向サイリスタ６１に速断ヒューズ６３を直列接続してあり、制御部４０が双方向サイリスタ５１及び６１に関する過電圧及び過電流を検出した場合、最終的に奇数タップスイッチ５ｄに含まれるスイッチ５２をオンにする。
【0111】
図１１は、変形例２に係る電圧調整装置１００ｄの構成例を示すブロック図である。電圧調整装置１００ｄは、直列変圧器２と、調整変圧器３と、負荷時タップ切換器４ｄとを備える。調整変圧器３と負荷時タップ切換器４ｄとで負荷時タップ切換変圧器１０ｄを構成する。負荷時タップ切換器４ｄは、実施形態１から３の負荷時タップ切換器４ａと比較して、速断ヒューズ５３及び７３が削除されており、速断ヒューズ６３及び８３が追加されている。
【0112】
奇数タップスイッチ５ｄは、双方向サイリスタ５１と、該双方向サイリスタ５１に並列接続されたスイッチ５２とを含む。偶数タップスイッチ６ｄは、双方向サイリスタ６１及び速断ヒューズ６３の直列回路と、該直列回路に並列接続されたスイッチ６２とを含む。即ち、双方向サイリスタ６１及びスイッチ６２が並列的に接続されている。速断ヒューズ６３は、溶断時に導通する警報接点６３ｂを有する。警報接点６３ｂは入力部４０１に接続されている。
【0113】
奇数タップスイッチ７ｄは、双方向サイリスタ７１と、該双方向サイリスタ７１に並列接続されたスイッチ７２とを含む。偶数タップスイッチ８ｄは、双方向サイリスタ８１及び速断ヒューズ８３の直列回路と、該直列回路に並列接続されたスイッチ８２とを含む。即ち、双方向サイリスタ８１及びスイッチ８２が並列的に接続されている。速断ヒューズ８３は、溶断時に導通する警報接点８３ｂを有する。警報接点８３ｂは入力部４０１に接続されている。その他、実施形態１から３に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。
【0114】
本変形例２にあっては、上述のとおり奇数タップスイッチ５ｄ，７ｄ及び偶数タップスイッチ６ｄ，８ｄと、実施形態１から３に係る奇数タップスイッチ５ａ，７ａ及び偶数タップスイッチ６ａ，８ａとでは、偶数と奇数の関係が入れ替わっている。従って図３，５，７に示すフローチャートにおける双方向サイリスタ、自己点弧回路及びスイッチの符号を入れ替えることにより、実施形態１から３に係る電圧調整装置１００ａと同様の効果を奏する。
【0115】
例えば、図３に示すステップＳ１５では「自己点弧回路５１ｂが双方向サイリスタ５１をオン」とし、ステップＳ１６では「双方向サイリスタ５１ オン」とし、ステップＳ１７では「スイッチ５２ オン」とし、ステップＳ１９では「双方向サイリスタ５１ オフ」とする。図５，７についても同様である。
【0116】
なお、本変形例２におけるスイッチ６２及び８２の接続部位を、変形例１におけるスイッチ５２及び７２の接続部位と同様に変更することにより、スイッチ６２及び８２それぞれに流れる電流が、速断ヒューズ６３及び８３に流れるようにしてもよい。このように構成した場合であっても、変形例１の場合と同様に、実施形態１から３と同様の効果を奏する。
【0117】
また、本変形例２におけるスイッチ５２及び７２それぞれに補助接点を追加し、双方向サイリスタ６１及び８１それぞれに自己点弧回路６１ｂ及び８１ｂを更に追加してもよい。このように追加した構成は、実施形態４に係る負荷時タップ切換器４ｂにおける奇数タップスイッチ５ｂ，７ｂ及び偶数タップスイッチ６ｂ，８ｂにて偶数と奇数の関係を入れ替えたものとなり、実施形態４と同様の効果を奏する。
【0118】
今回開示された実施の形態は、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、各実施の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】
【0119】
１ｕ，１ｖ，１ｗ 配電線路、 ２ 直列変圧器、 ２１ｐ，２２ｐ，２３ｐ 一次巻線、 ２１ｓ，２２ｓ，２３ｓ 二次巻線、 ｕ１，ｖ１，ｗ１ 端子、 Ｎ 中性点、 ３ 調整変圧器、 ３１ｐ，３２ｐ 一次巻線、 ３１ｓ，３２ｓ 二次巻線、 ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６，ｔ７，ｔ８，ｔ９ タップ、 ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 負荷時タップ切換器、 ４０ 制御部、 ４０１ 入力部、 ４０２ 駆動部、 ４１，４３ 奇数タップ選択器、 ４２，４４ 偶数タップ選択器、 ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ 奇数タップスイッチ、 ６ａ，６ｂ，６ｄ，８ａ，８ｂ，８ｄ 偶数タップスイッチ、 ５１，６１，６４，７１，８１，８４ 双方向サイリスタ、 ５２，６２，７２，８２ スイッチ、 ５３，６３，７３，８３ 速断ヒューズ、 ５３ｂ，６３ｂ，７３ｂ，８３ｂ 警報接点、 ５１ｂ，６１ｂ，７１ｂ，８１ｂ 自己点弧回路、 ６２ｂ，８２ｂ 補助接点、 ６５，８５ 限流抵抗器、 ＰＴ１，ＰＴ２ 計測用変圧器、 ＣＴ１，ＣＴ２ 電流トランス、 ９１，９２，９３ 出力端子、 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 負荷時タップ切換変圧器、 １００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ 電圧調整装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】