JP2022046270A - 電圧調整装置及び電圧調整装置の部品交換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品の交換が容易な電圧調整装置及び電圧調整装置の部品交換方法を提供する。【解決手段】電圧調整装置（１００）は、三相の交流電圧を配電する配電線（１ｕ，１ｖ，１Ｗ）に二次巻線が直列に接続される直列変圧器（１）と、配電線に一次巻線が並列に接続される調整変圧器（２）と、配電線の電圧を計測するための計測用変圧器（ＰＴ１，ＰＴ２）と、調整変圧器の二次巻線のタップを切換スイッチ（Ｔｈｍ＿Ｘ）により切り換えて直列変圧器の一次巻線に接続するタップ切換器（３）と、切換スイッチをオンに制御する制御部（４）と、直列変圧器に対してタップ切換器を離接するための第１接続部（ＴＢ１）と、調整変圧器に対してタップ切換器を離接するための第２接続部（ＴＢ２）と、計測用変圧器に対して制御部を離接するための第３接続部（ＴＢ３）とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、配電系統における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電圧調整装置の部品交換方法に関する。

いわゆる間接切換式の電圧調整装置は、二次巻線が配電線に直列に接続される直列変圧器と、一次巻線が配電線に並列に接続され、二次巻線に複数のタップが設けられた調整変圧器と、該複数のタップを切り換えて直列変圧器の一次巻線に接続するタップ切換器とを備えている（特許文献１参照）。

タップ切換器は、直列変圧器の一次巻線に接続するタップを切り換えるための切換スイッチと、タップ切換を行う過程でタップ間に流れる矯絡電流を制限する限流抵抗器及び矯絡用スイッチの直列回路と、運用停止時に閉路して直列変圧器の一次巻線を短絡する電磁接触器とを有する。

タップ切換器は、切換スイッチ及び矯絡用スイッチを所定のシーケンスでオンオフすることにより、調整変圧器から直列変圧器の一次巻線に印加する調整電圧の大きさ及び極性を切り換える。切換スイッチをオンオフする制御を行う制御部は、負荷側である二次側の電圧を降圧した電圧を計測用変圧器から取得し、取得した電圧に基づいて計測した二次側の電圧が基準電圧に近づくように制御する。

電圧調整装置は、直列変圧器、調整変圧器、計測用変圧器及び限流抵抗器を収納する油入変圧器側と、限流抵抗器を除くタップ切換器及び制御部を含む制御装置側とに分けて構成されている。保守時に交換が必要とされるのは制御装置側に含まれている構成品である。特にタップ切換器は部品点数が多く、保守交換での作業性の向上が望まれる。

特開２０１８－１８６５９８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された電圧調整装置では、構成品の保守交換について特段の考慮がなされていなかった。以下では構成品及び該構成品の構成部品を含めて部品と言う。

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、部品の交換が容易な電圧調整装置及び電圧調整装置の部品交換方法を提供することにある。

本発明の一態様に係る電圧調整装置は、三相の交流電圧を配電する配電線に二次巻線が直列に接続される直列変圧器と、前記配電線に一次巻線が並列に接続される調整変圧器と、前記配電線の電圧を計測するための計測用変圧器と、前記調整変圧器の二次巻線のタップを切換スイッチにより切り換えて前記直列変圧器の一次巻線に接続するタップ切換器と、前記切換スイッチをオンに制御する制御部と、前記直列変圧器に対して前記タップ切換器を離接するための第１接続部と、前記調整変圧器に対して前記タップ切換器を離接するための第２接続部と、前記計測用変圧器に対して前記制御部を離接するための第３接続部とを備える。

本態様にあっては、直列変圧器の二次巻線が配電線に直列に接続され、調整変圧器の一次巻線が配電線に並列に接続される。制御部は、配電線の電圧を計測用変圧器によって計測し、計測した電圧に基づいてタップ切換器の切換スイッチをオンに制御することにより、調整変圧器の二次巻線のタップを切り換えて直列変圧器の一次巻線に接続する。タップ切換器は直列変圧器に対して第１接続部にて分離／接続が可能である。タップ切換器は、更に調整変圧器に対して第２接続部にて分離／接続が可能である。制御部は計測用変圧器に対して第３接続部にて分離／接続が可能である。これにより、直列変圧器、調整変圧器及び計測用変圧器に対してタップ切換器及び制御部を容易に分離し、且つ容易に再接続することができる。

本発明の一態様に係る電圧調整装置は、前記切換スイッチは、複数の半導体スイッチを含み、該複数の半導体スイッチからの熱を放熱する放熱器を更に備え、前記タップ切換器は、前記放熱器と分離可能に接触して前記複数の半導体スイッチを保持する保持部材を有する。

本態様にあっては、保持部材が、切換スイッチである複数の半導体スイッチを保持すると共に、放熱器と接触して半導体スイッチからの熱を放熱する。タップ切換器が交換される場合は、タップ切換器に含まれる保持部材を放熱器に対して容易に分離し、且つ容易に再接触させることができる。

本発明の一態様に係る電圧調整装置は、前記タップ切換器は、前記直列変圧器の一次巻線に接続する電路に並列に接続された限流抵抗器及び矯絡用スイッチの直列回路を有し、前記第１接続部は、前記直列変圧器に対して前記タップ切換器のうち前記限流抵抗器を除く他の部分を離接するためのものである。

本態様にあっては、直列変圧器に対し、第１接続部にて限流抵抗器を除くタップ切換器の他の部分の分離／接続が可能である。これにより、発熱量が比較的大きい限流抵抗器をタップ切換器の他の部分とは別に配置した場合であっても、タップ切換器の他の部分を直列変圧器に対して容易に分離し、且つ容易に再接続することができる。

本発明の一態様に係る電圧調整装置は、前記タップ切換器は、前記直列変圧器の一次巻線に接続する電路に流れる電流を計測するための変流器と、前記電路に並列に接続された電磁接触器と、前記電路に印加する電圧を計測するための第２の計測用変圧器とのうちの少なくとも１つを有する。

本態様にあっては、変流器、電磁接触器及び第２の計測用変圧器のうちの何れかがタップ切換器に含まれる場合であっても、直列変圧器及び調整変圧器に対し、第１接続部及び第２接続部にてタップ切換器を容易に分離し、且つ容易に再接続することができる。

本発明の一態様に係る電圧調整装置の部品交換方法は、上述の電圧調整装置の部品を交換する方法であって、前記タップ切換器を、前記直列変圧器の一次巻線を短絡する素通しタップの状態にする工程と、前記配電線に前記電圧調整装置を迂回する迂回路を接続する工程と、前記配電線から前記電圧調整装置を切り離す工程と、前記第１接続部及び前記第２接続部にて前記タップ切換器を切り離し、前記第３接続部にて前記制御部を切り離す工程と、前記タップ切換器及び前記制御部それぞれを新旧交換する工程と、前記第１接続部及び前記第２接続部にて交換後の前記タップ切換器を接続し、前記第３接続部にて交換後の前記制御部を接続する工程と、前記配電線に前記電圧調整装置を接続する工程と、前記配電線から前記迂回路を切り離す工程と、前記タップ切換器を前記素通しタップの状態から復帰させる工程とを含む。

本態様にあっては、先ずタップ切換器を素通しタップの状態にすることによって直列変圧器の二次巻線に誘起する電圧を０にする。その後、配電線に迂回路を接続して電気所と負荷とを直結した上で、配電線から直列変圧器、調整変圧器及び計測用変圧器を含む電圧調整装置全体を切り離す。電圧調整装置の切り離しによって、制御部への電圧供給が絶たれ、制御部の動作が停止する。次いで、タップ切換器及び制御部を第１接続部、第２接続部及び第３接続部にて切り離し、新たなタップ切換器及び制御部を第１接続部、第２接続部及び第３接続部にて接続する。そして、配電線に直列変圧器、調整変圧器及び計測用変圧器を含む電圧調整装置全体を再接続して制御部の動作を再開させた後に迂回路を切り離す。最後に、タップ切換器を素通しタップの状態から復帰させて運用状態とする。これにより、電圧調整装置の運用を停止してから再開するまでの間に、直列変圧器、調整変圧器及び計測用変圧器に対してタップ切換器及び制御部を容易に分離し、且つ容易に再接続することができる。

本発明によれば、部品の交換を容易に行うことができる。

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。 制御部とタップ切換器及び計測用変圧器との間で授受される信号を示す説明図である。 電圧調整装置の実体的な配線図である。 電圧調整装置のタップ切換器及び制御部を交換する処理手順を示すフローチャートである。

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。サイリスタ式の電圧調整装置（ＴＶＲ＝Thyristor type step Voltage Regulator）１００は、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗの一次側にある電気所から供給されるＵ相，Ｖ相，Ｗ相の交流電圧を調整して、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗの二次側の負荷へｕ相，ｖ相，ｗ相の交流電圧を配電する。

電圧調整装置１００は、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗの一次側及び二次側それぞれにて開閉器ＳＷ１及びＳＷ２により、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗに対する分離／接続が可能である。開閉器ＳＷ１,ＳＷ２及び電圧調整装置１００を迂回する迂回路１０ｕ，１０ｖ，１０ｗは、開閉器ＳＷ３により、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗに対する分離／接続が可能である。

電圧調整装置１００は、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗそれぞれに二次巻線１１２，１２２，１３２が直列に接続される直列変圧器１と、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗの二次側に一次巻線２１１，２２１，２３１がΔ結線される調整変圧器２とを備える。電圧調整装置１００は、更に、調整変圧器２の二次巻線２１２，２２２，２３２及び直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１の間に設けられたタップ切換器３と、該タップ切換器３に対する切換指令を発令する制御部４とを備える。配電線１ｕ，１ｖ、１ｗの二次側には、制御部４が線間電圧を計測するための計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２がＶ結線されている。

調整変圧器２の二次巻線２１２，２２２，２３２のそれぞれは、一端及び他端から引き出されたタップｔ１及びｔ４と，一端及び他端の間から引き出された中間のタップｔ２及びｔ３とを有する。二次巻線２１２，２２２，２３２のそれぞれは、タップｔ１～ｔ４の何れか１つが第２接続部ＴＢ２及びタップ切換器３を介して直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１の一端と、一次巻線１２１，１３１，１１１の他端とに接続され、該１つと同一又は異なる他の１つが第２接続部ＴＢ２及びタップ切換器３を介して中性点Ｎに接続される。即ち、調整変圧器２に対し、タップ切換器３は第２接続部ＴＢ２にて分離／接続が可能である。なお、同一のタップが中性点Ｎに接続されるのは、直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１それぞれの両端がタップ切換器３によって短絡されるいわゆる素通しタップの場合である。

タップ切換器３は、調整変圧器２の二次巻線２１２のタップｔ１～ｔ４を切り換えるための８つの切換スイッチＴｈｍ＿Ｕ（ｍ＝Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，１，２，３，４）と、二次巻線２２２のタップｔ１～ｔ４を切り換えるための８つの切換スイッチＴｈｍ＿Ｖと、二次巻線２３２のタップｔ１～ｔ４を切り換えるための８つの切換スイッチＴｈｍ＿Ｗとを有する。各切換スイッチは、例えば双方向に導通するトライアック又は逆並列に接続されたサイリスタ対（半導体スイッチに相当）を含む。

二次巻線２１２のタップｔ１は、保護用のヒューズ（図１では不図示：以下同様）を介して切換スイッチＴｈＡ＿Ｕ及びＴｈ１＿Ｕの一端に接続され、タップｔ２は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＢ＿Ｕ及びＴｈ２＿Ｕの一端に接続され、タップｔ３は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＣ＿Ｕ及びＴｈ３＿Ｕの一端に接続され、タップｔ４は、切換スイッチＴｈＤ＿Ｕ及びＴｈ４＿Ｕの一端に接続されている。切換スイッチＴｈＡ＿Ｕ，ＴｈＢ＿Ｕ，ＴｈＣ＿Ｕ，ＴｈＤ＿Ｕの他端同士は、中性点Ｎに接続されている。切換スイッチＴｈ１＿Ｕ，Ｔｈ２＿Ｕ，Ｔｈ３＿Ｕ，Ｔｈ４＿Ｕの他端同士は、接続線３ｕ及び第１接続部ＴＢ１を介して直列変圧器１の一次巻線１１１の一端及び一次巻線１２１の他端に接続されている。

二次巻線２２２のタップｔ１は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＡ＿Ｖ及びＴｈ１＿Ｖの一端に接続され、タップｔ２は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＢ＿Ｖ及びＴｈ２＿Ｖの一端に接続され、タップｔ３は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＣ＿Ｖ及びＴｈ３＿Ｖの一端に接続され、タップｔ４は、切換スイッチＴｈＤ＿Ｖ及びＴｈ４＿Ｖの一端に接続されている。切換スイッチＴｈＡ＿Ｖ，ＴｈＢ＿Ｖ，ＴｈＣ＿Ｖ，ＴｈＤ＿Ｖの他端同士は、中性点Ｎに接続されている。切換スイッチＴｈ１＿Ｖ，Ｔｈ２＿Ｖ，Ｔｈ３＿Ｖ，Ｔｈ４＿Ｖの他端同士は、接続線３ｖ及び第１接続部ＴＢ１を介して直列変圧器１の一次巻線１２１の一端及び一次巻線１３１の他端に接続されている。

二次巻線２３２のタップｔ１は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＡ＿Ｗ及びＴｈ１＿Ｗの一端に接続され、タップｔ２は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＢ＿Ｗ及びＴｈ２＿Ｗの一端に接続され、タップｔ３は、ヒューズを介して切換スイッチＴｈＣ＿Ｗ及びＴｈ３＿Ｗの一端に接続され、タップｔ４は、切換スイッチＴｈＤ＿Ｗ及びＴｈ４＿Ｗの一端に接続されている。切換スイッチＴｈＡ＿Ｗ，ＴｈＢ＿Ｗ，ＴｈＣ＿Ｗ，ＴｈＤ＿Ｗの他端同士は、中性点Ｎに接続されている。切換スイッチＴｈ１＿Ｗ，Ｔｈ２＿Ｗ，Ｔｈ３＿Ｗ，Ｔｈ４＿Ｗの他端同士は、接続線３ｗ及び第１接続部ＴＢ１を介して直列変圧器１の一次巻線１３１の一端及び一次巻線１１１の他端に接続されている。

制御部４は、ＣＰＵを有し、予めＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、電圧の調整を制御する。一時的に発生した情報はＲＡＭに記憶される（ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭは何れも不図示）。制御部４は、切換指令に応じた駆動信号によって各切換スイッチをオンに駆動する駆動部（不図示）を含んでいる。制御部４には、第３接続部ＴＢ３を介して計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２の二次巻線が接続（不図示）されている。また、制御部４には、後述する計測用変圧器ＰＴ３，ＰＴ４及び変流器ＣＴ＿Ｕ，ＣＴ＿Ｗの二次巻線と、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷと、電磁接触器ＭＣ＿ＵＶ，ＭＣ＿ＶＷとが接続（何れも不図示）されている。

接続線３ｕ及び３ｖ間には、限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ及び矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶの直列回路と、電磁接触器ＭＣ＿ＵＶと、タップ切換器３によって直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１に印加される電圧を制御部４が計測するための計測用変圧器ＰＴ３とが並列に接続されている。接続線３ｕにおける電磁接触器ＭＣ＿ＵＶとの接続点と、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶとの接続点との間には、制御部４が接続線３ｕに流れる電流を計測するための変流器ＣＴ＿Ｕが結合している。接続線３ｖ及び３ｗ間には、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＶＷ及び限流抵抗器Ｒ＿ＶＷの直列回路と、電磁接触器ＭＣ＿ＶＷと、タップ切換器３によって直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１に印加される電圧を制御部４が計測するための計測用変圧器ＰＴ４とが並列に接続されている。接続線３ｗにおける電磁接触器ＭＣ＿ＶＷとの接続点と、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＶＷとの接続点との間には、制御部４が接続線３ｗに流れる電流を計測するための変流器ＣＴ＿Ｗが結合している。

なお、限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ及びＲ＿ＶＷそれぞれの一端は、第１接続部ＴＢ１を介して矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ及びＴｈＳ＿ＶＷと接続されている。また、限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ及びＲ＿ＶＷそれぞれの他端は、第１接続部ＴＢ１を介して接続線３ｖと接続されている。即ち、直列変圧器１及び限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ及びＲ＿ＶＷに対して、タップ切換器３の限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ及びＲ＿ＶＷを除く部分は、第１接続部ＴＢ１にて分離／接続が可能である。

矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ及びＴｈＳ＿ＶＷは、二次巻線２１２，２２２，２３２のタップｔ１～ｔ４を切り換える過程で、それぞれ限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ及びを介してタップ間を矯絡させておくために、制御部４がタップ間への限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ及びＲ＿ＶＷの接続及び切り離しを行うためのものである。電磁接触器ＭＣ＿ＵＶ及びＭＣ＿ＶＷは、過電流が検出されて全ての切換スイッチがオフされる場合、又はタップ切換器３の運用が停止される場合に、直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１の両端を矯絡して、開放状態にしないようにするためのものである。

上述の通り構成された電圧調整装置１００の制御部４は、計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２が降圧した電圧を、例えば交流電圧の半周期毎に取得して配電線１ｕ，１ｖ，１ｗの電圧を計測する。更に、制御部４は、計測した電圧に基づいて切換指令を発令し、切換指令に応じた駆動信号によって各切換スイッチをオンに駆動する。タップ切換器３は、発令された切換指令に応じたタップ位置にタップ切換する。タップ切換中に２つのタップが橋絡された時に流れる循環電流は、限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ，Ｒ＿ＶＷによって制限される。

次に、図１では図示しなかった信号線に係る信号について説明する。図２は、制御部４とタップ切換器３及び計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２との間で授受される信号を示す説明図である。制御部４は、切換スイッチＴｈｍ＿Ｘ（ｍ＝Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，１，２，３，４；Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）をオンに駆動する駆動信号を与える。制御部４は、タップ切換器３に含まれるヒューズＦｎ＿Ｘ（ｎ＝１，２，３）（後述する図３参照）の溶断を示す警報接点信号を取得する。制御部４は、計測用変圧器ＰＴ３，ＰＴ４が降圧した電圧を二次巻線から取得し、取得した電圧に基づいてタップ切換器３が直列変圧器１に印加する電圧、即ち接続線３ｕ，３ｖ，３ｗの線間電圧を計測する。

制御部４は、電磁接触器ＭＣ＿ＵＶ，ＭＣ＿ＶＷの投入コイル又は引外しコイル（開放コイル）に励磁信号を与え、電磁接触器ＭＣ＿ＵＶ，ＭＣ＿ＶＷから補助接点の接点信号を取得する。制御部４は、変流器ＣＴ＿Ｕ，ＣＴ＿Ｗの二次巻線から変流された電流を取得し、取得した電流に基づいて接続線３ｕ，３ｖ，３ｗに流れる電流を計測する。制御部４は、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオンに駆動する駆動信号を与える。制御部４は、また、計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２の二次巻線から第３接続部ＴＢ３を介して降圧された電圧を取得する。

制御部４とタップ切換器３との間で授受される信号の信号線は、例えばワイヤハーネスによって配線される。各信号線の両端又は一端がコネクタによって接続されるようにすることにより、制御部４とタップ切換器３との接続及び切り離しが容易になる。制御部４と第３接続部ＴＢ３との間の信号線についても同様である。

次に、電圧調整装置１００内における配線の引き回しを実際に即して説明する。図３は、電圧調整装置１００の実体的な配線図である。電圧調整装置１００は、絶縁油が満たされた絶縁油タンク１１と、板金で構成された架台１２とを備える。架台１２には、制御部４がスペーサ１３，１３を介して保持されている。架台１２は、絶縁油タンク１１と連結されている不図示の筐体内に配置されている。図中の太い実線は、交流電圧を配線する複数のブスバー又は複数の電線を表している。また、矢印付きの細い実線は、矢印の向きに信号が授受される信号線を表している。

絶縁油タンク１１には、直列変圧器１、調整変圧器２、計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２及び限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ，Ｒ＿ＶＷが収納されて絶縁油に浸されている。絶縁油タンク１１には、更に、切換スイッチＴｈｍ＿Ｘ（ｍ＝Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，１，２，３，４；Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）からの熱を放熱する放熱器Ｈｓが外部から嵌め込まれている。放熱器Ｈｓと絶縁油タンク１１との隙間にはパッキングが装着されている。

絶縁油タンク１１内の構成品と、絶縁油タンク１１外の構成品との接続は、第１接続部ＴＢ１、第２接続部ＴＢ２及び第３接続部ＴＢ３を介して行われる。これらの接続部は、例えば貫通端子台である。外部の構成品から第１接続部ＴＢ１、第２接続部ＴＢ２及び第３接続部ＴＢ３に対して接続を行うには、例えば各接続部に配線するブスバーの端部又は電線の端部に圧接された端子を、それぞれの接続部に螺子止めする。電線の端部に圧接されたコンタクトを収納するコネクタプラグを、接続部側のコネクタソケットに嵌合させるようにしてもよい。

架台１２には、主にタップ切換器３の構成部品が搭載されている。具体的には、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷ、変流器ＣＴ＿Ｕ，ＣＴ＿Ｗ及び電磁接触器ＭＣ＿ＵＶ，ＭＣ＿ＶＷが架台１２上に螺子止めされている。調整変圧器２の二次巻線２１２，２２２，２３２それぞれのタップｔ１，ｔ２，ｔ３に直列接続されているヒューズＦｎ＿Ｘ（ｎ＝１，２，３；Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）も架台１２上に螺子止めされている。

切換スイッチＴｈｍ＿Ｘは、熱を伝導させるアルミニウム合金製の保持部材Ｈｓｓ上に螺子止めされている。保持部材Ｈｓｓは、架台１２に固定された状態で放熱器Ｈｓと分離可能に接触する。これにより、切換スイッチＴｈｍ＿Ｘからの熱は、保持部材Ｈｓｓ及び放熱器Ｈｓを介して絶縁油タンク１１内の絶縁油に放熱される。

制御部４は、不図示のＣＰＵ等が搭載された制御基板４１と、該制御基板４１に動作電源を供給するスイッチング電源である電源４２とを有する。制御基板４１と、架台１２上のタップ切換器３の構成部品及び第３接続部ＴＢ３との間の信号の授受については、図２で説明した通りワイヤハーネスを介して行われる。

交流電圧の配線については、以下の通りである。開閉器ＳＷ１からの配電線１ｕ，１ｖ、１ｗは、直列変圧器１の二次巻線１１２，１２２，１３２を介して調整変圧器２の一次巻線２１１，２２１，２３１及び計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２の一次巻線に接続され、更に開閉器ＳＷ２に接続される。調整変圧器２の二次巻線２１２，２２２，２３２それぞれのタップｔ１，ｔ２，ｔ３からの配線は、ヒューズＦｎ＿Ｘ（ｎ＝１，２，３；Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）を介して切換スイッチＴｈｉ＿Ｘ（ｉ＝Ａ，Ｂ，Ｃ，１，２，３）の一端に接続されている（図１参照）。なお、各タップｔ４からの配線は直接的に切換スイッチＴｈＤ＿Ｘ及びＴｈ４＿Ｘの一端に接続されているが、図３ではその配線を省略する。

切換スイッチＴｈｍ＿Ｘの他端からの配線、即ち接続線３ｕ，３ｖ，３ｗは、線間に計測用変圧器ＰＴ３，ＰＴ４の一次巻線及び電磁接触器ＭＣ＿ＵＶ，ＭＣ＿ＶＷが接続されており、変流器ＣＴ＿Ｕ，ＣＴ＿Ｗが結合されている。この配線は、第１接続部ＴＢ１を介して直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１に接続されると共に、配線の一部が矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷ及び第１接続部ＴＢ１を介して限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ，Ｒ＿ＶＷの一端に接続されている。限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ，Ｒ＿ＶＷの他端からの配線は、第１接続部ＴＢ１にて直列変圧器１への配線と合流している。

計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２からの配線のうち、二次巻線からの配線は、前述の通り第３接続部ＴＢ３を介して制御基板４１に接続されている。計測用変圧器ＰＴ１又はＰＴ２には、制御部４の動作電源用の巻線が巻回されており、この巻線からの配線は、第３接続部ＴＢ３を介して制御部４の電源４２に接続されている。電源４２に交流電圧を供給するために、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗの何れかの線間に一次巻線が接続された他の変圧器を用いてもよい。

以上の通り配線された電圧調整装置１００は、直列変圧器１、調整変圧器２、計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２及び限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ，Ｒ＿ＶＷに対し、該限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ，Ｒ＿ＶＷを除くタップ切換器３及び制御部４を、第１接続部ＴＢ１、第２接続部ＴＢ２及び第３接続部ＴＢ３にて容易に分離し、接続することができる。

以下では、電圧調整装置１００の構成品を交換する方法について、フローチャートを用いて説明する。図４は、電圧調整装置１００のタップ切換器３及び制御部４を交換する処理手順を示すフローチャートである。図４の処理の一部は、制御部４に含まれるＣＰＵにより実行される。図４の処理は、電圧調整装置１００の運用中に実行される。即ち、開閉器ＳＷ１及びＳＷ２が投入され、開閉器ＳＷ３が開放されていることを前提とする。

図４の処理手順を開始する場合、例えば不図示の操作パネルに対して特定の操作が加えられた場合に、ＣＰＵがタップ切換器３の運用を停止して素通しタップの状態にする（Ｓ１１）。タップ切換器３が素通しタップの状態になると、直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１に印加される電圧が実質的に０となり、二次巻線１１２，１２２，１３２に誘起する電圧も０となる。

その後、例えば使用者が手動で開閉器ＳＷ３を投入することにより、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗの一次側及び二次側の間に迂回路１０ｕ，１０ｖ，１０ｗを接続する（Ｓ１２）。これにより、一次側の電気所から二次側の負荷への配電経路は、実質的に迂回路１０ｕ，１０ｖ，１０ｗに迂回されることとなる。

その後、例えば使用者が手動で開閉器ＳＷ１，ＳＷ２を開放することにより、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗから電圧調整装置（ＴＶＲ）１００を切り離す（Ｓ１３）。この場合、電源４２に対する交流電圧の供給が絶たれるため、制御部４及びタップ切換器３における活電部が無くなり、以後の構成品の取り外し及び取り付けが安全に行える。

その後、例えば使用者が第１接続部ＴＢ１、第２接続部ＴＢ２及び第３接続部ＴＢ３にて配線を取り外すことにより、タップ切換器３及び制御部を切り離す（Ｓ１４）。これにより、直列変圧器１、調整変圧器２、計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２及び限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ，Ｒ＿ＶＷと、該限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ，Ｒ＿ＶＷを除くタップ切換器３及び制御部４とが電気的に切り離される。

その後、例えば使用者が不図示の筐体から制御部４を含む架台１２を取り外して新たな架台１２を取り付けることにより、限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ，Ｒ＿ＶＷを除くタップ切換器３及び制御部４のそれぞれを新旧交換する（Ｓ１５）。この場合、保持部材Ｈｓｓが放熱器Ｈｓから分離可能であるため、架台１２を放熱器Ｈｓからも取り外すことができる。

その後、例えば使用者が第１接続部ＴＢ１、第２接続部ＴＢ２及び第３接続部ＴＢ３にて配線を取り付けることにより、タップ切換器３及び制御部を接続する（Ｓ１６）。次いで、例えば使用者が手動で開閉器ＳＷ１，ＳＷ２を投入することにより、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗに電圧調整装置１００を接続する（Ｓ１７）。この場合、電源４２に対する交流電圧の供給が再開されるが、電源断直前の切換スイッチの状態が記憶されるようにしておくことにより、素通しタップの状態を維持することができる。制御部４の初期化時に素通しタップの状態となるようにしてもよい。

その後、例えば使用者が手動で開閉器ＳＷ３を開放することにより、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗから迂回路１０ｕ，１０ｖ，１０ｗを切り離す（Ｓ１８）。そして、例えば不図示の操作パネルに対して他の特定の操作が加えられた場合に、ＣＰＵがタップ切換器３を素通しタップの状態から復帰させて運用を再開し（Ｓ１９）、図４の処理を終了する。

また、本実施形態にあっては、調整変圧器２の二次巻線２１２，２２２，２３２がタップ切換器３を介してＹ結線され、直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１がΔ結線されている場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、調整変圧器２の二次巻線２１２，２２２，２３２がタップ切換器を介してΔ結線され、直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１がＹ結線されていてもよい。また、調整変圧器２の二次巻線２１２，２２２がタップ切換器を介してＶ結線され、直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１がＹ結線されていてもよい。これらの場合であっても、実施形態と同様の効果を奏する。

以上のように本実施形態によれば、直列変圧器１の二次巻線１１２，１２２，１３２が配電線１ｕ，１ｖ，１ｗに直列に接続され、調整変圧器２の一次巻線２１１，２２１，２３１が配電線１ｕ，１ｖ，１ｗの二次側に並列に接続される。制御部４は、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗの二次側の電圧を計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２によって計測し、計測した電圧に基づいてタップ切換器３の切換スイッチＴｈｍ＿Ｘをオンに制御する。これにより、制御部４は、調整変圧器２の二次巻線２１２，２２２，２３２それぞれのタップｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４を切り換えて直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１に接続する。タップ切換器３は直列変圧器１に対して第１接続部ＴＢ１にて分離／接続が可能である。タップ切換器３は、更に調整変圧器２に対して第２接続部ＴＢ２にて分離／接続が可能である。制御部４は計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２に対して第３接続部ＴＢ３にて分離／接続が可能である。これにより、電圧調整装置１００の運用を停止してから再開するまでの間に、直列変圧器１、調整変圧器２及び計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２に対してタップ切換器３及び制御部４を容易に分離し、且つ容易に再接続することができる。従って、部品を容易に交換することが可能である。

また、実施形態によれば、保持部材Ｈｓｓが、切換スイッチＴｈｍ＿Ｘである複数の半導体スイッチ（トライアック又はサイリスタ対）を保持すると共に、放熱器Ｈｓと接触して半導体スイッチからの熱を放熱する。タップ切換器３が交換される場合は、タップ切換器３に含まれる保持部材Ｈｓｓを放熱器Ｈｓに対して容易に分離し、且つ容易に再接触させることができる。

更に、実施形態によれば、直列変圧器１に対し、第１接続部ＴＢ１にて限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ，Ｒ＿ＶＷを除くタップ切換器３の他の部分の分離／接続が可能である。従って、発熱量が比較的大きい限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ，Ｒ＿ＶＷをタップ切換器３の他の部分とは別に配置した場合であっても、タップ切換器３の他の部分を直列変圧器１に対して容易に分離し、且つ容易に再接続することができる。

更に、実施形態によれば、変流器ＣＴ＿Ｕ，ＣＴ＿Ｗ、電磁接触器ＭＣ＿ＵＶ，ＭＣ＿ＶＷ及び計測用変圧器ＰＴ３，ＰＴ４がタップ切換器３に含まれる場合であっても、直列変圧器１及び調整変圧器２に対し、第１接続部ＴＢ１及び第２接続部ＴＢ２にてタップ切換器３を容易に分離し、且つ容易に再接続することができる。

更に、実施形態によれば、先ずタップ切換器３を素通しタップの状態にすることによって直列変圧器１の二次巻線１１２，１２２，１３２に誘起する電圧を０にする。その後、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗに迂回路１０ｕ，１０ｖ，１０ｗを接続して電気所と負荷とを直結した上で、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗから直列変圧器１、調整変圧器２及び計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２を含む電圧調整装置１００全体を切り離す。電圧調整装置１００の切り離しによって、制御部４への電圧供給が絶たれ、制御部４の動作が停止する。次いで、タップ切換器３及び制御部４を第１接続部ＴＢ１、第２接続部ＴＢ２及び第３接続部ＴＢ３にて切り離し、新たなタップ切換器３及び制御部４を第１接続部ＴＢ１、第２接続部ＴＢ２及び第３接続部ＴＢ３にて接続する。そして、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗに直列変圧器１、調整変圧器２及び計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２を含む電圧調整装置１００全体を再接続して制御部４の動作を再開させた後に迂回路１０ｕ，１０ｖ，１０ｗを切り離す。最後に、タップ切換器３を素通しタップの状態から復帰させて運用状態とする。これにより、電圧調整装置１００の運用を停止してから再開するまでの間に、直列変圧器１、調整変圧器２及び計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２に対してタップ切換器３及び制御部４を容易に分離し、且つ容易に再接続することができる。従って、部品を容易に交換することが可能である。

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、各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。

１ｕ，１ｖ，１ｗ 配電線、 １０ｕ，１０ｖ，１０ｗ 迂回路、 ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３ 開閉器、 １００ 電圧調整装置、 １１ 絶縁油タンク、 １２ 架台、 １３ スペーサ、 ＴＢ１ 第１接続部、 ＴＢ２ 第２接続部、 ＴＢ３ 第３接続部、 Ｈｓ 放熱器、 Ｈｓｓ 保持部材、 １ 直列変圧器、 １１１，１２１，１３１ 一次巻線、 １１２，１２２，１３２ 二次巻線、 ２ 調整変圧器、 ２１１，２２１，２３１ 一次巻線、 ２１２，２２２，２３２ 二次巻線、 ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４ タップ、 ３ タップ切換器、 ４ 制御部、 ４１ 制御基板、 ４２ 電源、 Ｔｈｍ＿Ｘ（ｍ＝Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，１，２，３，４；Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ） 切換スイッチ、 Ｆｎ＿Ｘ（ｎ＝１，２，３；Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ） ヒューズ、 ３ｕ，３ｖ，３ｗ 接続線、 ＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷ 矯絡用スイッチ、 Ｒ＿ＵＶ，Ｒ＿ＶＷ 限流抵抗器、 ＭＣ＿ＵＶ，ＭＣ＿ＶＷ 電磁接触器、 ＣＴ＿Ｕ，ＣＴ＿Ｗ 変流器、 ＰＴ１，ＰＴ２，ＰＴ３，ＰＴ４ 計測用変圧器

Claims (5)

1. 三相の交流電圧を配電する配電線に二次巻線が直列に接続される直列変圧器と、
   前記配電線に一次巻線が並列に接続される調整変圧器と、
   前記配電線の電圧を計測するための計測用変圧器と、
   前記調整変圧器の二次巻線のタップを切換スイッチにより切り換えて前記直列変圧器の一次巻線に接続するタップ切換器と、
   前記切換スイッチをオンに制御する制御部と、
   前記直列変圧器に対して前記タップ切換器を離接するための第１接続部と、
   前記調整変圧器に対して前記タップ切換器を離接するための第２接続部と、
   前記計測用変圧器に対して前記制御部を離接するための第３接続部と
   を備える電圧調整装置。
2. 前記切換スイッチは、複数の半導体スイッチを含み、
   該複数の半導体スイッチからの熱を放熱する放熱器を更に備え、
   前記タップ切換器は、前記放熱器と分離可能に接触して前記複数の半導体スイッチを保持する保持部材を有する請求項１に記載の電圧調整装置。
3. 前記タップ切換器は、前記直列変圧器の一次巻線に接続する電路に並列に接続された限流抵抗器及び矯絡用スイッチの直列回路を有し、
   前記第１接続部は、前記直列変圧器に対して前記タップ切換器のうち前記限流抵抗器を除く他の部分を離接するためのものである
   請求項１又は請求項２に記載の電圧調整装置。
4. 前記タップ切換器は、前記直列変圧器の一次巻線に接続する電路に流れる電流を計測するための変流器と、前記電路に並列に接続された電磁接触器と、前記電路に印加する電圧を計測するための第２の計測用変圧器とのうちの少なくとも１つを有する請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電圧調整装置。
5. 請求項１から請求項４の何れか１項に記載の電圧調整装置の部品を交換する方法であって、
   前記タップ切換器を、前記直列変圧器の一次巻線を短絡する素通しタップの状態にする工程と、
   前記配電線に前記電圧調整装置を迂回する迂回路を接続する工程と、
   前記配電線から前記電圧調整装置を切り離す工程と、
   前記第１接続部及び前記第２接続部にて前記タップ切換器を切り離し、前記第３接続部にて前記制御部を切り離す工程と、
   前記タップ切換器及び前記制御部それぞれを新旧交換する工程と、
   前記第１接続部及び前記第２接続部にて交換後の前記タップ切換器を接続し、前記第３接続部にて交換後の前記制御部を接続する工程と、
   前記配電線に前記電圧調整装置を接続する工程と、
   前記配電線から前記迂回路を切り離す工程と、
   前記タップ切換器を前記素通しタップの状態から復帰させる工程と
   を含む電圧調整装置の部品交換方法。

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