JP7332510B2 - 負荷時タップ切換器 - Google Patents

Description

本発明は、変圧器のタップを切換スイッチにより切り換える負荷時タップ切換器に関する。

いわゆる間接切換方式による電圧調整装置は、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。

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等の限流素子と、該限流素子のタップ間への接続及び切り離しを行う矯絡用スイッチとを有する。タップ切換器は、これらの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。

切換スイッチがサイリスタである場合、ゲートに印加される制御電圧がオン／オフしてから、アノード及びカソードに流れる主電流がオン／オフするまでには時間的な遅れが生じる。トライアックについても同様である。例えば、主電流が実際にオフするには、制御電圧がオフとなり、更に主電流が最低動作電流より小さくなる必要がある。従って、切換元の切換スイッチと切換先の切換スイッチとを排他的にオンさせる場合は、一方が実際にオフ（遮断）されたのを確認してから他方をオン（導通）させる必要がある。

これに対し、特許文献１には、交流スイッチ（切換スイッチに相当）とバイパス回路（限流抵抗器及び矯絡用スイッチに相当）との間に設けた電流検出器の検出電流が所定の電流値以下のときに、次に選択される交流スイッチに切換信号を出力する電圧調整装置が開示されている。この電圧調整装置にて切換元の交流スイッチがオフした場合、電流検出器に流れる電流が０となるため、切換元と切換先の交流スイッチの同時オンが防止される。

特開平１１－３１２６１２号公報

しかしながら、特許文献１には単相回路の場合が例示されているに過ぎず、３相回路の場合の具体的な構成や制御方法は明らかにされていない。

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、３相の交流電圧を出力する場合に、切換スイッチ同士の短絡を確実に防止することが可能な負荷時タップ切換器を提供することにある。

本発明の一態様に係る負荷時タップ切換器は、タップ付変圧器の複数の巻線それぞれが有するタップを切り換えて選択するための切換スイッチを備え、前記複数の巻線それぞれについて選択されたタップ同士を結線して３相の交流電圧を出力する負荷時タップ切換器であって、前記交流電圧の少なくとも２相の線電流を検出する電流検出部と、該電流検出部よりも出力側における少なくとも２組の２相の線間にそれぞれ接続された限流抵抗器及び矯絡用スイッチの直列回路と、前記切換スイッチ及び前記矯絡用スイッチをオン／オフに駆動する制御部とを備え、前記切換スイッチ及び前記矯絡用スイッチは、トライアック又は逆並列に接続された２つのサイリスタを含み、該制御部は、前記タップを切り換える場合、切換元のタップを選択するための切換スイッチをオフに駆動すると共に、前記矯絡用スイッチをオンに駆動し、前記切換スイッチをオフに駆動すると共に、前記矯絡用スイッチをオンに駆動した後に、前記電流検出部の検出結果に基づく３相の線電流の全てがゼロクロス点を通過するまで待機し、前記線電流の全てがゼロクロス点を通過するまで待機した後に、切換先のタップを選択するための切換スイッチをオンに駆動すると共に、前記矯絡用スイッチをオフに駆動する。

本態様にあっては、タップ付変圧器の巻線それぞれが有するタップを制御部が切換スイッチで切り換えて選択し、選択されたタップ同士がＹ結線、Δ結線又はＶ結線されて３相の交流電圧が出力される。３相のうちの少なくとも２相の線電流を検出する電流検出部よりも出力側における少なくとも２組の２相の線間には、限流抵抗器及び矯絡用スイッチの直列回路がそれぞれ接続されている。タップを切り換える場合、制御部は、切換元のタップを選択するための切換スイッチ（以下、切換元の切換スイッチと言う）をオフに駆動すると共に矯絡用スイッチをオンに駆動した後に、３相の線電流の全てがゼロクロス点を通過するまで待機し、その後、切換先のタップを選択するための切換スイッチ（以下、切換先の切換スイッチと言う）をオンに駆動すると共に、矯絡用スイッチをオフに駆動する。これにより、切換元の切換スイッチの全てが遮断された後に、切換先の切換スイッチが導通する。

本発明の一態様に係る負荷時タップ切換器は、前記制御部は、前記３相の線電流のうち何れかの線電流のゼロクロス点にて、前記切換元のタップを選択するための切換スイッチをオフに駆動すると共に、前記矯絡用スイッチをオンに駆動する。

本態様にあっては、タップを切り換える場合、制御部は、最初に検出された線電流のゼロクロス点にて、切換元の切換スイッチをオフに駆動すると共に矯絡用スイッチをオンに駆動する。これにより、オフにする切換スイッチの全てがオフに駆動されてから実際に遮断されるまでの時間が一定となり、動作が安定する。

本発明の一態様に係る負荷時タップ切換器は、前記３相の線電流のうち何れかの線電流が所定時間以上ゼロクロス点を通過せず、且つ該線電流の大きさが所定の電流閾値より大きい場合、異常を検知する第１異常検知部を更に備える。

本態様にあっては、電流の大きさが所定の電流閾値より大きいにも関わらず所定時間以上ゼロクロス点を通過しない線電流があった場合に異常を検知する。異常を検知した場合は、例えばタップ切換を中断して切換元のタップに戻すことができる。

本発明の一態様に係る負荷時タップ切換器は、前記直列回路の両端の交流電圧を検出する電圧検出部を更に備え、前記制御部は、前記電圧検出部の検出結果に基づく３つの線間電圧のうち何れかの線間電圧のゼロクロス点にて、前記切換先のタップを選択するための切換スイッチをオンに駆動すると共に、前記矯絡用スイッチをオフに駆動する。

本態様にあっては、限流抵抗器及び矯絡用スイッチの直列回路の両端電圧が電圧検出部で検出される。制御部は、最初に検出された線間電圧のゼロクロス点にて、切換先の切換スイッチをオンに駆動すると共に、矯絡用スイッチをオフに駆動する。これにより、矯絡用スイッチがオフに駆動されてから実際に遮断されるまでの時間が一定となり、動作が安定する。

本発明の一態様に係る負荷時タップ切換器は、前記切換先のタップを選択するための切換スイッチをオンに駆動すると共に、前記矯絡用スイッチをオフに駆動した場合、前記３つの線間電圧の全てがゼロクロス点を通過するまで待機する。

本態様にあっては、制御部は、最初に検出された線間電圧のゼロクロス点にて、切換先の切換スイッチをオンに駆動すると共に、前記矯絡用スイッチをオフに駆動し、その後、３つの線間電圧の全てがゼロクロス点を通過するまで待機する。これにより、矯絡用スイッチがオフに駆動されて実際に遮断されたときに、タップ切換の完了が確認される。

本発明の一態様に係る負荷時タップ切換器は、前記３つの線間電圧のうち何れかの線間電圧が所定時間以上ゼロクロス点を通過せず、且つ該線間電圧の大きさが所定の電圧閾値より大きい場合、異常を検知する第２異常検知部を更に備える。

本態様にあっては、電圧の大きさが所定の電圧閾値より大きいにも関わらず所定時間以上ゼロクロス点を通過しない線間電圧があった場合に異常を検知する。異常を検知した場合は、例えばタップ切換を中断して切換元のタップに戻すことができる。

本発明によれば、３相の交流電圧を出力する場合に、切換スイッチ同士の短絡を確実に防止することが可能となる。

実施形態１に係る負荷時タップ切換器を含む電圧調整装置の構成例を示すブロック図である。 切換スイッチの構成例を示す回路図である。 ＯＵ相について、タップ位置とオンにする切換スイッチとの関係を示す図表である。 調整変圧器の二次巻線に誘起する電圧と直列変圧器の一次巻線に供給される電圧との関係を示す説明図である。 実施形態１に係る調整変圧器の出力側の線電流の位相と切換元の切換スイッチが遮断される位相との関係を示す説明図である。 切換元の切換スイッチが正常に遮断されたか否かを判定する制御部の処理手順を示すフローチャートである。 線電流のゼロクロス点の通過を検知してフラグをセットする制御部の処理手順を示すフローチャートである。 実施形態２に係る調整変圧器の出力側の線間電圧の位相と矯絡用スイッチが遮断される位相との関係を示す説明図である。 矯絡用スイッチが正常に遮断されたか否かを判定する制御部の処理手順を示すフローチャートである。 線間電圧のゼロクロス点の通過を検知してフラグをセットする制御部の処理手順を示すフローチャートである。 実施形態３に係る負荷時タップ切換器を含む電圧調整装置の構成例を示すブロック図である。 実施形態４に係る負荷時タップ切換器を含む電圧調整装置の構成例を示すブロック図である。

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１）
図１は、実施形態１に係る負荷時タップ切換器３を含む電圧調整装置１００の構成例を示すブロック図である。電圧調整装置（SVR＝Step Voltage Regulator）１００は、紙面左側の電源から供給されるＵ相，Ｖ相，Ｗ相の交流電圧を調整し、紙面右側の負荷へ、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗを介して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に一次巻線２１１，２２１，２３１がΔ結線される調整変圧器２（タップ付変圧器に相当）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の間に設けられた負荷時タップ切換器（以下、単にタップ切換器とも言う）３を備える。タップ切換器３及び調整変圧器２が、負荷時タップ切換変圧器２００を構成する。

直列変圧器１は、二次巻線１１２，１２２，１３２それぞれに一次巻線１１１，１２１，１３１が対応している。一次巻線１１１，１２１，１３１はΔ結線されている。二次巻線１１２，１２２，１３２それぞれの上記負荷側の端子に対応する一次巻線１１１，１２１，１３１の端子をｕ１，ｖ１，ｗ１とする。また、二次巻線１１２，１２２，１３２それぞれの上記電源側の端子に対応する一次巻線１１１，１２１，１３１の端子をｕ２，ｖ２，ｗ２とする。

調整変圧器２は、一次巻線２１１が配電線１ｕ，１ｖ間に、一次巻線２２１が配電線１ｖ，１ｗ間に、一次巻線２３１が配電線１ｗ，１ｕ間にそれぞれ接続されている。一次巻線２１１，２２１，２３１のそれぞれには、二次巻線２１２，２２２，２３２が対応している。

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つがタップ切換器３を介して直列変圧器１の一次側の端子ｕ２，ｖ２，ｗ２と、端子ｖ１，ｗ１，ｕ１とに接続され、該１つと同一又は異なる他の１つが中性点Ｎとしてアースに接続される。即ち、調整変圧器２の二次巻線２１２，２２２，２３２は、タップ切換器３を介してＹ結線される。同一のタップが直列変圧器１の一次側の各端子及び中性点Ｎに接続されるのは、後述する素通しタップの場合である。

調整変圧器２の一次巻線２１１，２２１，２３１に印加される電圧を計測するために、配電線１ｕ，１ｖ、１ｗには計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２がＶ結線されている。即ち、配電線１ｕ及び１ｖ間には計測用変圧器ＰＴ１の一次巻線が接続されており、配電線１ｖ及び１ｗ間には計測用変圧器ＰＴ２の一次巻線が接続されている。例えば計測用変圧器ＰＴ１及びＰＴ２の二次巻線をΔ結線の３相平衡回路と見做し、後述する制御部３１が３相分の計測電圧（以下、計測結果と言う）を取得することにより、一次巻線２１１，２２１，２３１に印加される電圧を検出する。これらの電圧を、３つの計測用変圧器をΔ結線することによって検出してもよいし、抵抗分圧等の手段を用いて検出してもよい。

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ＴｈＡ＿Ｕ，ＴｈＢ＿Ｕ，ＴｈＣ＿Ｕ，ＴｈＤ＿Ｕ，Ｔｈ１＿Ｕ，Ｔｈ２＿Ｕ，Ｔｈ３＿Ｕ，Ｔｈ４＿Ｕ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ＴｈＡ＿Ｖ，ＴｈＢ＿Ｖ，ＴｈＣ＿Ｖ，ＴｈＤ＿Ｖ，Ｔｈ１＿Ｖ，Ｔｈ２＿Ｖ，Ｔｈ３＿Ｖ，Ｔｈ４＿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ＴｈＡ＿Ｗ，ＴｈＢ＿Ｗ，ＴｈＣ＿Ｗ，ＴｈＤ＿Ｗ，Ｔｈ１＿Ｗ，Ｔｈ２＿Ｗ，Ｔｈ３＿Ｗ，Ｔｈ４＿Ｗとを有する。

タップ切換器の構成は図１に示すものに限定されず、例えば、直列変圧器１に印加する電圧の極性を切り換える極性切換用タップ選択スイッチを含む構成であってもよい。また、タップ数がタップｔ１～ｔ４の４つに限定されるものでもない。

タップ切換器３は、更に、上記各切換スイッチの切り換えを制御する制御部３１と、制御部３１からの駆動信号に基づいて各切換スイッチをオンに駆動する駆動部３２とを有する。制御部３１には、計測用変圧器ＰＴ１，ＰＴ２の二次巻線、後述する計測用変圧器ＰＴ３，ＰＴ４（電圧検出部に相当）の二次巻線及び変流器ＣＴ＿Ｕ，ＣＴ＿Ｗ（電流検出部に相当）の二次巻線が接続されている。制御部３１と各計測用変圧器及び各変流器との接続、並びに駆動部３２と各切換スイッチとの接続は、図示を省略する。

制御部３１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、電圧の調整を制御する。一時的に発生した情報はＲＡＭ（Random Access Memory ）に記憶される。制御部３１は、また、ハードウェアにより近い制御を行う不図示のＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array ）と、経過時間を計測するためのタイマカウンタとを有する。

二次巻線２１２のタップｔ１は、保護用のヒューズ（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を介して直列変圧器１の一次側の端子ｕ２及びｖ１に接続されている。接続線３ｕは、タップ切換器３からＵ相に対応する交流電圧を出力するものであり、その位相をＯＵと表す。

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を介して直列変圧器１の一次側の端子ｖ２及びｗ１に接続されている。接続線３ｖは、タップ切換器３からＶ相に対応する交流電圧を出力するものであり、その位相をＯＶと表す。

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を介して直列変圧器１の一次側の端子ｗ２及びｕ１に接続されている。接続線３ｗは、タップ切換器３からＷ相に対応する交流電圧を出力するものであり、その位相をＯＷと表す。

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とが並列に接続されている。電磁接触器ＭＣ＿ＵＶは二次巻線２１２により近い位置に接続されており、接続線３ｕにおける電磁接触器ＭＣ＿ＵＶとの接続点と、限流抵抗器Ｒ＿ＵＶとの接続点との間には、ＯＵ相の線電流を計測するための変流器ＣＴ＿Ｕの一次巻線が結合している。接続線３ｖ及び３ｗ間には、限流抵抗器Ｒ＿ＶＷ及び矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＶＷの直列回路と、電磁接触器ＭＣ＿ＶＷとが並列に接続されている。電磁接触器ＭＣ＿ＶＷは二次巻線２３２により近い位置に接続されており、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、ＯＷ相の線電流を計測するための変流器ＣＴ＿Ｗの一次巻線が結合している。

矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶは、二次巻線２１２又は２２２のタップｔ１～ｔ４を切り換える過程で、限流抵抗器Ｒ＿ＵＶを介してタップ間を矯絡させておくために、タップ間への限流抵抗器Ｒ＿ＵＶの接続及び切り離しを行うためのものである。矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＶＷは、二次巻線２２２又は２３２のタップｔ１～ｔ４を切り換える過程で、限流抵抗器Ｒ＿ＶＷを介してタップ間を矯絡させておくために、タップ間への限流抵抗器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の一次側の端子ｕ１，ｕ２間、端子ｖ１，ｖ２間及び端子ｗ１，ｗ２間を矯絡して、開放状態にしないようにするためのものである。

変流器ＣＴ＿Ｕ，ＣＴ＿Ｗを上述の位置に設けることにより、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷのオン／オフに関わらず、切換スイッチに流れる電流を計測することができる。このため、変流器ＣＴ＿Ｕ，ＣＴ＿Ｗを切換スイッチの過電流保護に用いることができる。また、計測した切換スイッチに流れる電流及び直列変圧器１の巻数比に基づいて配電線１ｕ，１ｖ，１ｗに流れる線電流を算出することができる。更に、算出した線電流及び配電線１ｕ，１ｖ，１ｗの電圧に基づいて力率を計算することもできる。

電磁接触器ＭＣ＿ＵＶ，ＭＣ＿ＶＷがオンした場合は、変流器ＣＴ＿Ｕ，ＣＴ＿Ｗにより、直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１から電磁接触器ＭＣ＿ＵＶ，ＭＣ＿ＶＷに流れる電流を計測することができる。このため、例えば配電線１ｕ，１ｖ，１ｗにおける短絡事故発生時に、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗに流れる最大電流を算出することができる。

矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ及び限流抵抗器Ｒ＿ＵＶの直列回路の両端電圧を検出するために、ＯＵ相及びＯＶ相の線間には計測用変圧器ＰＴ３の一次巻線が接続されている。矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＶＷ及び限流抵抗器Ｒ＿ＶＷの直列回路の両端電圧を検出するために、ＯＶ相及びＯＷ相の線間には計測用変圧器ＰＴ４の一次巻線が接続されている。計測用変圧器ＰＴ３，ＰＴ４の二次巻線は、制御部３１に接続されている。制御部３１が計測用変圧器ＰＴ３，ＰＴ４の二次巻線から計測結果を取得することにより、ＯＵ相及びＯＶ相の線間電圧ＶＯ＿ＵＶと、ＯＶ相及びＯＷ相の線間電圧ＶＯ＿ＶＷとが検出される。

次に、各スイッチの構成を、切換スイッチＴｈＡ＿Ｕを例として説明する。他の切換スイッチ及び矯絡用スイッチについても同様である。図２は、切換スイッチＴｈＡ＿Ｕの構成例を示す回路図である。切換スイッチＴｈＡ＿Ｕは、アノードからカソードへ一方向に導通するサイリスタＴｈＡａ＿Ｕ及びＴｈＡｂ＿Ｕを逆並列に接続してなる。サイリスタＴｈＡａ＿Ｕのアノード及びサイリスタＴｈＡｂ＿Ｕのカソードは、中性点Ｎに接続されている。サイリスタＴｈＡａ＿Ｕのカソード及びサイリスタＴｈＡｂ＿Ｕのアノードは、調整変圧器２の二次巻線２１２のタップｔ１に接続されている。サイリスタＴｈＡａ＿Ｕ及びＴｈＡｂ＿Ｕのゲートは、駆動部３２に接続されている。駆動部３２からトリガ信号が各サイリスタのゲートに印加された場合、切換スイッチＴｈＡ＿Ｕは双方向に導通する。切換スイッチＴｈＡ＿Ｕを１つのトライアックで構成してもよい。

次に、オンにする切換スイッチの組合せについて説明する。図３は、ＯＵ相について、タップ位置とオンにする切換スイッチとの関係を示す図表である。他のＯＶ相，ＯＷ相についても、ＵをＶ，Ｗに読み替えた同様の図表が示される。以下では、主にＯＵ相を例にして説明するが、ＯＶ相及びＯＷ相についても同様の説明が成り立つ。

切換スイッチの組合せは１３通りあり、これらの組合せをタップ１からタップ１３までのタップ位置で表す。例えば、タップ位置をタップ１にした場合、切換スイッチＴｈＤ＿Ｕ及びＴｈ１＿Ｕがオンする。これにより、二次巻線２１２のタップｔ１が接続線３ｕに接続され、タップｔ４が中性点Ｎに接続される。この場合、タップｔ１及びｔ４間の巻数が二次巻線２１２の巻数に等しくなり、ＯＵ相の相電圧の大きさが最大となる。

タップ２からタップ６までについては、タップ間の巻数が５段階に少なくなるようなタップの組合せに応じて、２つのタップを接続線３ｕ及び中性点Ｎに接続する切換スイッチが決まる。例えば、タップ位置をタップ６にした場合、切換スイッチＴｈＤ＿Ｕ及びＴｈ３＿Ｕがオンする。これにより、二次巻線２１２のタップｔ３が接続線３ｕに接続され、タップｔ４が中性点Ｎに接続される。この場合、タップｔ３及びｔ４間の巻数が０を除いて最小となり、ＯＵ相の相電圧の大きさが０を除いて最小となる。

タップ位置をタップ７にした場合、切換スイッチＴｈＤ＿Ｕ及びＴｈ４＿Ｕがオンする。これにより、二次巻線２１２のタップｔ４が接続線３ｕに接続され、同じタップｔ４が中性点Ｎに接続される。この場合、タップｔ４及びｔ４間の巻数が０となり、ＯＵ相の相電圧が０となる。これが、いわゆる素通しタップである。

タップ８からタップ１２までについては、タップ間の巻数が５段階に多くなるようなタップの組合せに応じて、２つのタップを接続線３ｕ及び中性点Ｎに接続する切換スイッチが決まる。例えば、タップ位置をタップ８にした場合、切換スイッチＴｈＣ＿Ｕ及びＴｈ４＿Ｕがオンする。これにより、二次巻線２１２のタップｔ４が接続線３ｕに接続され、タップｔ３が中性点Ｎに接続される。この場合、タップｔ３及びｔ４間の巻数が０を除いて最小となり、ＯＵ相の相電圧の大きさが０を除いて最小となる。但し、タップ６の場合と比較して、ＯＵ相の相電圧の位相が反転する。

タップ位置をタップ１３にした場合、切換スイッチＴｈＡ＿Ｕ及びＴｈ４＿Ｕがオンする。これにより、二次巻線２１２のタップｔ４が接続線３ｕに接続され、タップｔ１が中性点Ｎに接続される。この場合、タップｔ１及びｔ４間の巻数が二次巻線２１２の巻数に等しくなり、ＯＵ相の相電圧の大きさが最大となる。但し、タップ１の場合と比較して、ＯＵ相の相電圧の位相が反転する。

前述のとおり、タップ切換によって接続線３ｕ及び中性点Ｎに接続される２つのタップに係るタップ間の巻数は、タップ位置に応じて決まる、換言すれば、タップ位置に応じて、調整変圧器２の巻数比が決まる。ここで言う巻数比は、タップ切換によって接続線３ｕ及び中性点Ｎに接続される２つのタップに係るタップ間の巻数に対する一次巻線２１１の巻数の比である。そこで、図３に示すように、タップ１からタップ１３までのタップ位置と、ＮＴ＿Ｕ１からＮＴ＿Ｕ１３までの巻数比とを対応付けておく。但し、タップ位置がタップ７の場合、上記の定義による巻数比の算出は不能となるから、タップ位置と巻数比との対応付けは行わない。ＮＴ＿Ｕ１からＮＴ＿Ｕ１３までの総称をＮＴ＿Ｕとする。

本実施形態１にあっては、図３に示すタップ位置と、オンにする切換スイッチ及び巻数比とを対応付けたテーブルが、制御部３１のＲＯＭに予め記憶されている。タップ位置を上げ下げする毎にこのテーブルを参照して、オンにすべき切換スイッチを示す情報と巻数比とを読み出すことにより、タップ切換の処理が容易に行える。

次に、電源側からのＵ相，Ｖ相，Ｗ相の交流電圧に加算又は減算される電圧について説明する。図４は、調整変圧器２の二次巻線２１２，２２２，２３２に誘起する電圧と直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１に印加される電圧との関係を示す説明図である。調整変圧器２の二次巻線２１２は、切換スイッチＴｈ１＿Ｕ，Ｔｈ２＿Ｕ，Ｔｈ３＿Ｕ，Ｔｈ４＿Ｕの何れかがオンすることによって、何れかのタップが接続線３ｕに接続され、切換スイッチＴｈＡ＿Ｕ，ＴｈＢ＿Ｕ，ＴｈＣ＿Ｕ，ＴｈＤ＿Ｕの何れかがオンすることによって、他の何れかのタップが中性点Ｎに接続される。調整変圧器２の二次巻線２２２，２３２についても、ＵをＶ，Ｗに読み替えることによって同様のことが言える。

図３を用いて説明したように、タップ位置がタップ１からタップ６までの何れかである場合と、タップ位置がタップ８からタップ１３までの何れかである場合とでは、ＯＵ相の相電圧の位相が互いに反転する。ここでは、タップ位置がタップ１からタップ６までの間にある場合について説明する。調整変圧器２は、一次巻線２１１，２２１，２３１がΔ結線され、二次巻線２１２，２２２，２３２がタップ切換器３を介してＹ結線されているから、接続線３ｕ，３ｖ，３ｗにおけるＯＵ相，ＯＶ相，ＯＷ相それぞれの位相は、破線で示すような配電線１ｕ，１ｖ，１ｗにおけるｕ相，ｖ相，ｗ相の位相に対して３０度だけ進んでいる。

一方、直列変圧器１の一次巻線１２１には、ＯＵ相・ＯＶ相の線間電圧であるＶＯ＿ＵＶが、端子ｖ２からｖ１への向きに印加される。同様に、一次巻線１３１には、ＯＶ相・ＯＷ相の線間電圧であるＶＯ＿ＶＷが、端子ｗ２からｗ１への向きに印加され、一次巻線１１１には、ＯＷ相・ＯＵ相の線間電圧であるＶＯ＿ＷＵが、端子ｕ２からｕ１への向きに印加される。

ここで図１に戻って、例えば直列変圧器１の一次巻線１２１及び二次巻線１２２に着目する。上記のとおり、一次巻線１２１の端子ｖ１，ｖ２間には、端子ｖ２からｖ１への向きに紙面上で右向きの電圧Ｖ＿ＵＶが印加される。この場合、Ｖ＿ＵＶに対応して二次巻線１２２に誘起する電圧も、紙面上で右向きの電圧となる。従って、電源側からのＶ相の交流電圧に対して電圧Ｖ＿ＵＶが加算された電圧が、負荷側に供給される。

一方、電圧Ｖ＿ＵＶは、図４に破線で示すｖ相の相電圧とは逆位相の電圧である。即ち、Ｖ相の交流電圧に対して、ｖ相の交流電圧とは逆位相の電圧Ｖ＿ＵＶが加算されるから、ｖ相の交流電圧とは同位相の電圧が減算されることとなる。換言すれば、電源側からのＶ相の交流電圧が降圧されて、負荷側にｖ相の交流電圧が供給される。タップ位置のタップ番号を１から６まで上げるに連れて、降圧される電圧の絶対値が順次小さくなり、タップ７（素通し）にて降圧される電圧が０となる。その後、更にタップ位置のタップ番号を上げるに連れて、電源側からのＶ相の交流電圧が順次昇圧されて負荷側に供給されるようになる。

以上のとおり、タップ位置をタップ１からタップ１３まで切り換えることにより、電源側からのＵ相，Ｖ相，Ｗ相の交流電圧を降圧した電圧から昇圧した電圧まで段階的に調整して、ｕ相，ｖ相，ｗ相の交流電圧とすることができる。制御部３１は、計測用変圧器ＰＴ１及びＰＴ２により、ｕ相，ｖ相，ｗ相の線間電圧を検出し、検出した電圧が不感帯を逸脱した場合に、タップ位置を上げ下げすることによって、ｕ相，ｖ相，ｗ相の線間電圧が基準電圧に近づくように調整する。本実施形態１では、二次巻線２１２，２２２，２３２それぞれについてタップ位置が同じとなるように調整するが、それぞれのタップ位置を独立して切り換えることにより、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の交流電圧の不平衡を改善することもできる。

次に、タップ切換のシーケンスについて説明する。各切換スイッチに含まれるスイッチング素子が自己消弧素子ではないサイリスタ又はトライアックの場合、ゲート信号だけではスイッチング素子の導通／遮断、即ち点弧／消弧を制御することができない。具体的には、ゲート信号のオン／オフに加えて、サイリスタの場合はアノード電流の大きさが、トライアックの場合は主端子間を流れる主電流の大きさが、スイッチング素子の点弧／消弧を左右する。例えば、サイリスタの点弧条件及び消弧条件は以下のとおりである。トライアックについても同様であり、アノードからカソードに流れる電流を主端子間の主電流に置き換えればよい。

（ａ）点弧条件：サイリスタのゲートにゲートトリガ電圧が印加されてゲートトリガ電流より大きいゲート電流が流れており、且つアノードからカソードに保持電流より大きい電流が流れている。
（ｂ）消弧条件：サイリスタのゲートにゲートトリガ電流より大きいゲート電流が流れておらず、且つアノードからカソードに保持電流より大きい電流が流れていない。

駆動部３２からサイリスタのゲートに供給されるトリガ信号のオン／オフに応じて、ゲートトリガ電流より大きい電流が流れる／流れないようになっているから、サイリスタの点弧及び消弧は、専らアノードからカソードに流れる電流が保持電流より大きいか否かによって左右される。そこで、本実施形態１では、タップを選択／非選択の状態にするためにオン／オフされる切換スイッチに流れる電流を検出するために、図１及び図４に示す変流器ＣＴ＿Ｕ及びＣＴ＿Ｗを用いる。

図４にて、直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１それぞれに流れる電流を破線，一点鎖線，二点鎖線で表した場合、接続線３ｕに一次巻線が結合している変流器ＣＴ＿Ｕでは、破線の電流と一点鎖線の電流との差分が計測される。また、接続線３ｗに一次巻線が結合している変流器ＣＴ＿Ｗでは、破線の電流と二点鎖線の電流との差分が計測される。

接続線３ｕ，３ｖ，３ｗを流れる電流は相互に接続された閉ループを流れる電流であるから、接続線３ｖを流れる電流は、「－（変流器ＣＴ＿Ｕの計測結果＋変流器ＣＴ＿Ｗの計測結果）」で表される。具体的に接続線３ｖには、一点鎖線の電流と二点鎖線の電流との差分が流れる。このように、接続線３ｕ，３ｖ，３ｗを流れる電流、即ちＯＵ相，ＯＶ相，ＯＷ相の線電流は、それぞれ調整変圧器２の二次巻線２１２，２２２，２３２のタップを切り換えるための切換スイッチに流れる電流として検出又は算出される。

タップ切換は、先ず矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオンに駆動した状態で、切換元の切換スイッチをオフに駆動するところから始まる。図５は、実施形態１に係る調整変圧器２の出力側の線電流の位相と切換元の切換スイッチが遮断される位相との関係を示す説明図である。図の横軸は位相角（度）を表し、縦軸は線電流の正規化された振幅を表す。実線，破線，一点鎖線のそれぞれはＯＵ相，ＯＶ相，ＯＷ相の線電流を表す。

例えば、位相角ｄ１のタイミングで、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオンに駆動すると共に、切換元の切換スイッチをオフに駆動する場合を想定する。ｄ１は、例えば０度と６０度との間の位相角である。矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷは、ｄ１よりも早い位相角でオンに駆動してもよいが、限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ，Ｒ＿ＶＷにおける電力消費が無駄に増大する。切換元の切換スイッチをオフに駆動した後で矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオンに駆動することは、直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１が開放となる期間を生じさせる可能性があるため、避けなければならない。

矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ及びＴｈＳ＿ＶＷそれぞれの両端には、ＯＵ相・ＯＶ相の線間電圧ＶＯ＿ＵＶ及びＯＶ相・ＯＷ相の線間電圧ＶＯ＿ＶＷが印加されているため、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ及びＴｈＳ＿ＶＷは、位相角ｄ１にてオンに駆動されたことにより速やかに点弧して導通する。一方、切換元の切換スイッチは、オフに駆動された後、自身に流れる相電流がゼロクロス点を通過したときに遮断される。具体的には、位相角６０度にてＯＷ相の相電流が流れる二次巻線２３２のタップの切換スイッチが遮断され、位相角１２０度にてＯＶ相の相電流が流れる二次巻線２２２のタップの切換スイッチが遮断され、位相角１８０度にてＯＵ相の相電流が流れる二次巻線２１２のタップの切換スイッチが遮断される（図５にて横方向の破線で示す区間におけるドット参照）。

以上のことから、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオンに駆動すると共に、切換元の切換スイッチをオフに駆動してから、切換元の切換スイッチの全てが遮断されるまでの位相角の遅れは、１２０度から１８０度の範囲内となる。例えば、位相角ｄ１が限りなく６０度に近い場合、ＯＷ相の切換元の切換スイッチがオフに駆動された直後にＯＷ相の線電流がゼロクロス点を通過するため、オフへの駆動が遅れた場合は、当該切換スイッチの遮断が位相角６０度の時点よりも更に１８０度遅れる。

このような不安定な動作を回避するには、ＯＵ相，ＯＶ相，ＯＷ相の何れかの線電流のゼロクロス点にて、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオンに駆動すると共に、切換元の切換スイッチをオフに駆動すればよい。例えば、位相角ｄ１を０度、６０度又は１２０度とすればよい。これにより、切換元の切換スイッチがオフに駆動されてから実際に遮断されるまでの位相角の遅れが１８０度に固定される。

切換元の切換スイッチの全てが遮断された後は、切換先の切換スイッチをオンに駆動すると共に、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオフに駆動することができる。これにより、切換先の切換スイッチは速やかに導通する。また、直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１から限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ，Ｒ＿ＶＷに流れていた電流が保持電流未満となったときに矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷが遮断される。

本実施形態１では、何れかの線電流がゼロクロス点を通過したときに矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオンに駆動すると共に、切換元の切換スイッチをオフに駆動し、その後の所定時間内にＯＵ相，ＯＶ相，ＯＷ相の線電流の全てがゼロクロス点を通過したことを確認する。所定時間は、上記１８０度の位相差に相当する１／２周期より長い時間とする。この所定時間内にＯＵ相，ＯＶ相，ＯＷ相の線電流の何れかがゼロクロス点を通過しない場合、異常を検知して異常フラグをセットすると共に適切な異常処理を行う。なお、ＯＵ相，ＯＶ相，ＯＷ相の線電流が比較的小さい場合、例えばタップ位置が素通しタップの場合、又は配電線１ｕ，１ｖ，１ｗの負荷側に流れる電流が比較的小さい場合は、上記所定時間内にＯＵ相，ＯＶ相，ＯＷ相の線電流の何れかがゼロクロス点を通過しないことがあり得るため、これを考慮する。

以下では、上述した制御部３１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６は、切換元の切換スイッチが正常に遮断されたか否かを判定する制御部３１の処理手順を示すフローチャートである。図７は、線電流のゼロクロス点の通過を検知してフラグをセットする制御部３１の処理手順を示すフローチャートである。図６の処理は、タップ切換が発生する毎に起動され、制御部３１に含まれるＲＯＭに予め格納されている制御プログラムに従って、ＣＰＵにより実行される。図７の処理は、制御部３１の初期化後に、交流電圧の周期より十分に短い周期で起動され、制御部３１に含まれるＦＰＧＡにより実行される。ＣＰＵとＦＰＧＡとの処理分担は適当に変更してもよい。電流ゼロクロスフラグは、ＣＰＵ及びＦＰＧＡの両方からアクセス可能なメモリに記憶されており、例えば１バイト中にそれぞれ１ビットからなる３相分のフラグが含まれている。

図６の処理が起動された場合、制御部３１のＣＰＵは、異常フラグを０にクリアし（Ｓ１１）、更に電流ゼロクロスフラグを０に全クリアする（Ｓ１２）。その後、ＣＰＵは、何れかの電流ゼロクロスフラグが１にセットされたか否かを判定し（Ｓ１３）、何れもセットされていない場合（Ｓ１３：ＮＯ）、何れかがセットされるまで待機する。

何れかの電流ゼロクロスフラグが１にセットされた場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、切換元の切換スイッチをオフに駆動し（Ｓ１４）、更に矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオンに駆動する（Ｓ１５）。次いで、ＣＰＵは、電流ゼロクロスフラグを０に全クリアし（Ｓ１６）、所定時間（例えば１７ｍｓ）の監視タイマをスタートさせる（Ｓ１７）。

その後、ＣＰＵは、全ての電流ゼロクロスフラグが１にセットされたか否かを判定し（Ｓ１８）、セットされていないフラグがある場合（Ｓ１８：ＮＯ）、監視タイマがタイムアップしたか否かを判定する（Ｓ１９）。監視タイマがタイムアップしていない場合（Ｓ１９：ＮＯ）、ＣＰＵは、ステップＳ１８に処理を移す。

一方、監視タイマがタイムアップした場合（Ｓ１９：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、フラグがセットされていない相（ＯＵ相、ＯＶ相又はＯＷ相）の線電流が電流閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ２０）。各相の線電流は、前述のとおり変流器ＣＴ＿Ｕ，ＣＴ＿Ｗから取得した計測結果に基づいて検出又は算出される。フラグがセットされていない相が複数あった場合は、フラグがセットされていない相の何れかについて線電流が電流閾値より大きいか否かを判定する。

フラグがセットされていない何れかの相の線電流が電流閾値より大きい場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、異常フラグを１にセットし（Ｓ２１：第１異常検知部に相当）、切換元の切換スイッチをオンに駆動して（Ｓ２２）、後述するステップＳ２６に処理を移す。ＣＰＵは、異常フラグを１にセットした場合に、必ずしも切換元の切換スイッチをオンに駆動しなくてもよい。また、異常検知の原因となった切換スイッチを特定し、特定された切換スイッチを除く他の切換スイッチにて、後続するタップ切換を実行してもよい。

フラグがセットされていない全ての相の線電流が電流閾値より大きくない場合（Ｓ２０：ＮＯ）又はステップＳ１８にて全ての電流ゼロクロスフラグが１にセットされた場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、切換先の切換スイッチをオンに駆動する（Ｓ２５）。更に、ＣＰＵは、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオフに駆動して（Ｓ２６）図６の処理を終了する。

図７に移って、図７の処理が起動された場合、制御部３１のＦＰＧＡは、変流器ＣＴ＿Ｕ，ＣＴ＿Ｗから計測結果を取得することにより、ＯＵ相，ＯＷ相それぞれの線電流ＩＯ＿Ｕ，ＩＯ＿Ｗを検出する（Ｓ４１）。次いで、ＦＰＧＡは、前述のとおり「－（変流器ＣＴ＿Ｕの計測結果＋変流器ＣＴ＿Ｗの計測結果）」により、線電流ＩＯ＿Ｖを算出する（Ｓ４２）。

その後、ＦＰＧＡは、線電流ＩＯ＿Ｕがゼロクロス点を通過したか否か、即ちゼロクロスしたか否かを判定し（Ｓ４３）、ゼロクロスした場合（Ｓ４３：ＹＥＳ）、ＯＵ相の電流ゼロクロスフラグを１にセットする（Ｓ４４）。ステップＳ４４の処理を終えた場合、又は線電流ＩＯ＿Ｕがゼロクロスしていない場合（Ｓ４３：ＮＯ）、ＦＰＧＡは、線電流ＩＯ＿Ｖがゼロクロスしたか否かを判定し（Ｓ４５）、ゼロクロスした場合（Ｓ４５：ＹＥＳ）、ＯＶ相の電流ゼロクロスフラグを１にセットする（Ｓ４６）。

ステップＳ４６の処理を終えた場合、又は線電流ＩＯ＿Ｖがゼロクロスしていない場合（Ｓ４５：ＮＯ）、ＦＰＧＡは、線電流ＩＯ＿Ｗがゼロクロスしたか否かを判定し（Ｓ４７）、ゼロクロスした場合（Ｓ４７：ＹＥＳ）、ＯＷ相の電流ゼロクロスフラグを１にセットする（Ｓ４８）。ステップＳ４８の処理を終えた場合、又は線電流ＩＯ＿Ｗがゼロクロスしていない場合（Ｓ４７：ＮＯ）、ＦＰＧＡは図７の処理を終了する。

以上のように本実施形態１によれば、調整変圧器２の二次巻線２１２，２２２，２３２それぞれが有するタップｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４を制御部３１が８つの切換スイッチＴｈＸ＿Ｕ（Ｘ＝１，２，３，４，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ），ＴｈＸ＿Ｖ，ＴｈＸ＿Ｗで切り換えて選択し、選択されたタップ同士がＹ結線されて３相（ＯＵ相，ＯＶ相，ＯＷ相）の交流電圧が出力される。３相のうちの２相の線電流を検出する変流器ＣＴ＿Ｕ，ＣＴ＿Ｗよりも出力側における２組の２相の線間（ＯＵ相・ＯＶ相の線間とＯＶ相・ＯＷ相の線間）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、限流抵抗器Ｒ＿ＶＷ及び矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＶＷの直列回路とがそれぞれ接続されている。タップを切り換える場合、制御部３１は、切換元の切換スイッチをオフに駆動すると共に矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオンに駆動した後に、３相の線電流の全てがゼロクロス点を通過するまで待機し、その後、切換先の切換スイッチをオンに駆動すると共に、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオフに駆動する。これにより、切換元の切換スイッチの全てが遮断された後に、切換先の切換スイッチが導通する。従って、３相の交流電圧を出力する場合に、切換スイッチ同士の短絡を確実に防止することが可能となる。

また、実施形態１によれば、タップを切り換える場合、制御部３１は、最初に検出された線電流のゼロクロス点にて、切換元の切換スイッチをオフに駆動すると共に矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオンに駆動する。従って、オフにする切換スイッチの全てがオフに駆動されてから実際に遮断されるまでの時間が一定となり、動作を安定にすることができる。

更に、実施形態１によれば、電流の大きさが所定の電流閾値より大きいにも関わらず所定時間以上ゼロクロス点を通過しない線電流があった場合に異常を検知する。異常を検知した場合は、例えばタップ切換を中断して切換元のタップに戻すことができる。

（実施形態２）
実施形態１は、制御部３１が矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオフに駆動した後、実際に矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷが遮断されるのを確認しない形態であった。これに対し、実施形態２は、制御部３１が矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオフに駆動した後、実際に矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷが遮断されるのを確認する形態である。実施形態２に係る電圧調整装置１００の構成は、実施形態１の図１に示すものと同様であるため、図示及びその説明を省略する。

本実施形態２では、実施形態１の図６におけるステップＳ２５直前の処理及びステップＳ２５以降の処理について、よりきめ細かい制御を行う。図６のステップＳ２５の直前に至った時点では、ＯＵ相，ＯＶ相，ＯＷ相の線電流が流れない状態であるため、変流器ＣＴ＿Ｕ，ＣＴ＿Ｗを用いた計測はできない。一方、ＯＵ相・ＯＶ相の線間及びＯＶ相・ＯＷ相の線間には、それぞれ限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ及びＲ＿ＶＷが挿入され、これらの限流抵抗器にて直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１を流れる電流（図４に破線、一点鎖線及び二点鎖線で示す電流参照）同士を合成した電流による電圧降下が生じる。これらの電圧降下による線間電圧は、計測用変圧器ＰＴ３，ＰＴ４により計測される。ＯＷ相・ＯＵ相の線間電圧は、「－（計測用変圧器ＰＴ３の計測結果＋計測用変圧器ＰＴ４の計測結果）」で表される。

図８は、実施形態２に係る調整変圧器２の出力側の線間電圧の位相と矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷが遮断される位相との関係を示す説明図である。図の横軸は位相角（度）を表し、縦軸は線間電圧の正規化された振幅を表す。実線，破線，一点鎖線のそれぞれはＯＶ相・ＯＷ相間，ＯＷ相・ＯＵ相間，ＯＵ相・ＯＶ相間の線間電圧を表す。

例えば、位相角ｄ２のタイミングで、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオフに駆動すると共に、切換先の切換スイッチをオンに駆動する場合を想定する。ｄ２は、例えば０度と６０度との間の位相角である。矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷは、ｄ２よりも遅い位相角でオフに駆動してもよいが、限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ，Ｒ＿ＶＷの遮断が遅れて電力消費が無駄に増大する可能性がある。切換先の切換スイッチをオンに駆動する前に矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオフに駆動することは、直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１が開放となる期間を生じさせる可能性があるため、避けなければならない。

切換先の切換スイッチの両端には、接続線３ｕ，３ｖ，３ｗそれぞれから電圧が印加されているため、切換先の切換スイッチは、位相角ｄ２にてオンに駆動されたことにより速やかに点弧して導通する。一方、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ及びＴｈＳ＿ＶＷは、オフに駆動された後、自身に流れる電流がゼロクロス点を通過したときに遮断される。具体的には、位相角６０度にてＯＵ相・ＯＶ相間の線間電圧に比例する電流が流れる矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶが遮断され、位相角１８０度にてＯＶ相・ＯＷ相間の線間電圧に比例する電流が流れる矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＶＷが遮断される（図８にて横方向の破線で示す区間におけるドット参照）。例えばＯＷ相・ＯＵ相間に限流抵抗器及び矯絡用スイッチの直列回路が接続されている場合は、位相角１２０度にて該矯絡用スイッチが遮断される。

以上のことから、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオフに駆動すると共に、切換先の切換スイッチをオンに駆動してから、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ及びＴｈＳ＿ＶＷが遮断されるまでの間に、１２０度から１８０度までの範囲内の位相差が生じる。例えば、位相角ｄ２が限りなく６０度に近い場合、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷがオフに駆動された直後にＯＵ相・ＯＶ相間の線間電圧がゼロクロス点を通過するため、駆動が遅れた場合は、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶの遮断が位相角６０度の時点よりも更に１８０度遅れる。

このような不安定な動作を回避するには、ＯＶ相・ＯＷ相間，ＯＷ相・ＯＵ相間，ＯＵ相・ＯＶ相間の何れかの線間電圧のゼロクロス点にて、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオフに駆動すると共に、切換先の切換スイッチをオンに駆動すればよい。例えば、位相角ｄ２を０度、６０度又は１２０度とすればよい。これにより、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷがオフに駆動されてから実際に遮断されるまでの位相角の遅れが１８０度に固定される。

本実施形態２では、何れかの線間電圧がゼロクロス点を通過したときに矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオフに駆動すると共に、切換先の切換スイッチをオンに駆動し、その後の所定時間内にＯＶ相・ＯＷ相間，ＯＷ相・ＯＵ相間，ＯＵ相・ＯＶ相間の線間電圧の全てがゼロクロス点を通過したことを確認する。所定時間は、上記１８０度の位相差に相当する１／２周期より長い時間とする。この所定時間内にＯＶ相・ＯＷ相間，ＯＷ相・ＯＵ相間，ＯＵ相・ＯＶ相間の線間電圧の何れかがゼロクロス点を通過しない場合、異常を検知して異常フラグをセットすると共に適切な異常処理を行う。なお、ＯＶ相・ＯＷ相間，ＯＷ相・ＯＵ相間，ＯＵ相・ＯＶ相間の線間電圧が比較的小さい場合、例えば、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗの負荷側に流れる電流が比較的小さい場合は、上記所定時間内にＯＶ相・ＯＷ相間，ＯＷ相・ＯＵ相間，ＯＵ相・ＯＶ相間の線間電圧の何れかがゼロクロス点を通過しないことがあり得るため、これを考慮する。

以下では、上述した制御部３１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、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷが正常に遮断されたか否かを判定する制御部３１の処理手順を示すフローチャートである。図１０は、線間電圧のゼロクロス点の通過を検知してフラグをセットする制御部３１の処理手順を示すフローチャートである。図９の処理は、タップ切換が発生する毎に起動され、制御部３１に含まれるＲＯＭに予め格納されている制御プログラムに従って、ＣＰＵにより実行される。図１０の処理は、制御部３１の初期化後に、交流電圧の周期より十分に短い周期で起動され、制御部３１に含まれるＦＰＧＡにより実行される。ＣＰＵとＦＰＧＡとの処理分担は適当に変更してもよい。

電圧ゼロクロスフラグは、ＣＰＵ及びＦＰＧＡの両方からアクセス可能なメモリに記憶されており、例えば１バイト中にそれぞれ１ビットからなる３相分のフラグが含まれている。図９のステップＳ１１からＳ２２までの処理は、実施形態１の図６に示す同番号の処理と同一であるため、処理内容の図示とその説明を省略する。ステップＳ２２の処理を終えた後、ステップＳ２６に処理を移すのも実施形態１の場合と同様である。

ステップＳ１８にて全ての電流ゼロクロスフラグが１にセットされた場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、又はステップＳ２０にてフラグがセットされていない全ての相の線電流が電流閾値より大きくない場合（Ｓ２０：ＮＯ）、ＣＰＵは、電圧ゼロクロスフラグを０に全クリアする（Ｓ２３）。その後、ＣＰＵは、何れかの電圧ゼロクロスフラグが１にセットされたか否かを判定し（Ｓ２４）、何れもセットされていない場合（Ｓ２４：ＮＯ）、何れかがセットされるまで待機する。

何れかの電圧ゼロクロスフラグが１にセットされた場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、切換先の切換スイッチをオンに駆動し（Ｓ２５）、更に、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオフに駆動する（Ｓ２６）。次いで、ＣＰＵは、電圧ゼロクロスフラグを０に全クリアし（Ｓ２７）、所定時間（例えば１７ｍｓ）の監視タイマをスタートさせる（Ｓ２８）。

その後、ＣＰＵは、全ての電圧ゼロクロスフラグが１にセットされたか否かを判定し（Ｓ２９）、セットされていないフラグがある場合（Ｓ２９：ＮＯ）、監視タイマがタイムアップしたか否かを判定する（Ｓ３０）。監視タイマがタイムアップしていない場合（Ｓ３０：ＮＯ）、ＣＰＵは、ステップＳ２９に処理を移す。

一方、監視タイマがタイムアップした場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、フラグがセットされていない相間（ＯＶ相・ＯＷ相間、ＯＷ相・ＯＵ相間又はＯＵ相・ＯＶ相間）の線間電圧が電圧閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ３１）。各相間の線間電圧は、前述のとおり計測用変圧器ＰＴ３，ＰＴ４から取得した計測結果に基づいて検出又は算出される。フラグがセットされていない相間が複数あった場合は、フラグがセットされていない相間の何れかについて線間電圧が電圧閾値より大きいか否かを判定する。

フラグがセットされていない何れかの相間の線間電圧が電圧閾値より大きい場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、異常フラグを１にセットする（Ｓ３２：第２異常検知部に相当）。ステップＳ３２の処理に加えて、切換先の切換スイッチをオフに駆動した後に、切換元の切換スイッチを元のオンの状態へ駆動するようにしてもよい。また、異常検知の原因となった切換スイッチ又は矯絡用スイッチを特定し、切換スイッチの異常の場合は、特定された切換スイッチを除く他の切換スイッチにて、後続するタップ切換を実行してもよい。

ステップＳ３２の処理を終えた場合、ステップ２９にて全ての電圧ゼロクロスフラグが１にセットされた場合（Ｓ２９：ＹＥＳ）又はステップＳ３１にてフラグがセットされていない相間の線間電圧が電圧閾値より大きくない場合（Ｓ３１：ＮＯ）、ＣＰＵは図９の処理を終了する。

図１０に移って、図１０の処理が起動された場合、制御部３１のＦＰＧＡは、計測用変圧器ＰＴ３，ＰＴ４から計測結果を取得することにより、ＯＵ相・ＯＶ相間の線間電圧ＶＯ＿ＵＶと、ＯＶ相・ＯＷ相間の線間電圧ＶＯ＿ＶＷとを検出する（Ｓ５１）。次いで、ＦＰＧＡは、前述のとおり「－（計測用変圧器ＰＴ３の計測結果＋計測用変圧器ＰＴ４の計測結果）」により、ＯＷ相・ＯＵ相間の線間電圧ＶＯ＿ＷＵを算出する（Ｓ５２）。

その後、ＦＰＧＡは、線間電圧ＶＯ＿ＵＶがゼロクロス点を通過したか否か、即ちゼロクロスしたか否かを判定し（Ｓ５３）、ゼロクロスした場合（Ｓ５３：ＹＥＳ）、ＯＵ相・ＯＶ相間の電圧ゼロクロスフラグを１にセットする（Ｓ５４）。ステップＳ５４の処理を終えた場合、又は線間電圧ＶＯ＿ＵＶがゼロクロスしていない場合（Ｓ５３：ＮＯ）、ＦＰＧＡは、線間電圧ＶＯ＿ＶＷがゼロクロスしたか否かを判定し（Ｓ５５）、ゼロクロスした場合（Ｓ５５：ＹＥＳ）、ＯＶ相・ＯＷ相間の電圧ゼロクロスフラグを１にセットする（Ｓ５６）。

ステップＳ５６の処理を終えた場合、又は線間電圧ＶＯ＿ＶＷがゼロクロスしていない場合（Ｓ５５：ＮＯ）、ＦＰＧＡは、線間電圧ＶＯ＿ＷＵがゼロクロスしたか否かを判定し（Ｓ５７）、ゼロクロスした場合（Ｓ５７：ＹＥＳ）、ＯＷ相・ＯＵ相間の電圧ゼロクロスフラグを１にセットする（Ｓ５８）。ステップＳ５８の処理を終えた場合、又は線間電圧ＶＯ＿ＷＵがゼロクロスしていない場合（Ｓ５７：ＮＯ）、ＦＰＧＡは図１０の処理を終了する。

以上のように本実施形態２によれば、限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ及び矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶの直列回路の両端電圧が計測用変圧器ＰＴ３で検出され、限流抵抗器Ｒ＿ＶＷ及び矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＶＷの直列回路の両端電圧が計測用変圧器ＰＴ４で検出される。制御部３１は、最初に検出された線間電圧のゼロクロス点にて、切換先の切換スイッチをオンに駆動すると共に、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオフに駆動する。従って、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷがオフに駆動されてから実際に遮断されるまでの時間が一定となり、動作を安定にすることができる。

また、実施形態２によれば、制御部３１は、最初に検出された線間電圧のゼロクロス点にて、切換先の切換スイッチをオンに駆動すると共に、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオフに駆動し、その後、３つの線間電圧の全てがゼロクロス点を通過するまで待機する。従って、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷがオフに駆動されて実際に遮断されたときに、タップ切換の完了を確認することができる。

更に、実施形態２によれば、電圧の大きさが所定の電圧閾値より大きいにも関わらず所定時間以上ゼロクロス点を通過しない線間電圧があった場合に異常を検知する。異常を検知した場合は、例えばタップ切換を中断して切換元のタップに戻すことができる。

（実施形態３）
実施形態１及び２は、調整変圧器２の二次巻線２１２，２２２，２３２について選択されたタップ同士がＹ結線される形態であるのに対し、実施形態３は、選択されたタップ同士がΔ結線される形態である。図１１は、実施形態３に係る負荷時タップ切換器３ｂを含む電圧調整装置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１と、調整変圧器２と、該調整変圧器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３ｂとを備える。タップ切換器３ｂ及び調整変圧器２が、負荷時タップ切換変圧器２００ｂを構成する。直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１は、それぞれにおける端子ｕ２，ｖ２，ｗ２が相互に接続されてＹ結線されている。端子ｕ２，ｖ２，ｗ２は中性点として接地されている。

調整変圧器２の二次巻線２１２は、タップｔ１～ｔ４の何れか１つがタップ切換器３ｂと接続線３ｕとを介して直列変圧器１の一次側の端子ｕ１に接続され、該１つと同一又は異なる他の１つがタップ切換器３ｂと接続線３ｖとを介して直列変圧器１の一次側の端子ｖ１に接続される。二次巻線２２２は、タップｔ１～ｔ４の何れか１つがタップ切換器３ｂと接続線３ｖとを介して端子ｖ１に接続され、該１つと同一又は異なる他の１つがタップ切換器３ｂと接続線３ｗとを介して直列変圧器１の一次側の端子ｗ１に接続される。二次巻線２３２は、タップｔ１～ｔ４の何れか１つがタップ切換器３ｂと接続線３ｗとを介して端子ｗ１に接続され、該１つと同一又は異なる他の１つがタップ切換器３ｂと接続線３ｕとを介して端子ｕ１に接続される。即ち、調整変圧器２の二次巻線２１２，２２２は、タップ切換器３ｂを介してΔ結線される。

タップ切換器３ｂ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ＴｈＡ＿Ｕ，ＴｈＢ＿Ｕ，ＴｈＣ＿Ｕ，ＴｈＤ＿Ｕ，Ｔｈ１＿Ｖ，Ｔｈ２＿Ｖ，Ｔｈ３＿Ｖ，Ｔｈ４＿Ｖ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ＴｈＡ＿Ｖ，ＴｈＢ＿Ｖ，ＴｈＣ＿Ｖ，ＴｈＤ＿Ｖ，Ｔｈ１＿Ｗ，Ｔｈ２＿Ｗ，Ｔｈ３＿Ｗ，Ｔｈ４＿Ｗ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ＴｈＡ＿Ｗ，ＴｈＢ＿Ｗ，ＴｈＣ＿Ｗ，ＴｈＤ＿Ｗ，Ｔｈ１＿Ｕ，Ｔｈ２＿Ｕ，Ｔｈ３＿Ｕ，Ｔｈ４＿Ｕとを有する。タップ切換器３ｂは、更に制御部３１と、駆動部３２とを有する。

二次巻線２１２のタップｔ１は、切換スイッチＴｈＡ＿Ｕ及びＴｈ１＿Ｖの一端に接続され、タップｔ２は、切換スイッチＴｈＢ＿Ｕ及びＴｈ２＿Ｖの一端に接続され、タップｔ３は、切換スイッチＴｈＣ＿Ｕ及びＴｈ３＿Ｖの一端に接続され、タップｔ４は、切換スイッチＴｈＤ＿Ｕ及びＴｈ４＿Ｖ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、接続線３ｕ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に接続されている。二次巻線２２２のタップｔ１は、切換スイッチＴｈＡ＿Ｖ及びＴｈ１＿Ｗの一端に接続され、タップｔ２は、切換スイッチＴｈＢ＿Ｖ及びＴｈ２＿Ｗの一端に接続され、タップｔ３は、切換スイッチＴｈＣ＿Ｖ及びＴｈ３＿Ｗの一端に接続され、タップｔ４は、切換スイッチＴｈＤ＿Ｖ及びＴｈ４＿Ｗ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、接続線３ｖ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に接続されている。

二次巻線２３２のタップｔ１は、切換スイッチＴｈＡ＿Ｗ及びＴｈ１＿Ｕの一端に接続され、タップｔ２は、切換スイッチＴｈＢ＿Ｗ及びＴｈ２＿Ｕの一端に接続され、タップｔ３は、切換スイッチＴｈＣ＿Ｗ及びＴｈ３＿Ｕの一端に接続され、タップｔ４は、切換スイッチＴｈＤ＿Ｗ及びＴｈ４＿Ｕ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、接続線３ｗ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に接続されている。その他、実施形態１及び２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。

本実施形態３にあっては、接続線３ｕ，３ｖ，３ｖにおけるＯＵ相，ＯＶ相，ＯＷ相の線電流は、実施形態１の図５に示すものと同様である。また、二次巻線２１２，２２２，２３２のタップを切り換えるための切換スイッチに流れる電流は、互いに１２０度ずつ位相が異なっている点も実施形態１の場合と同様である。一方、実施形態１では、ＯＵ相，ＯＶ相，ＯＷ相それぞれの線電流が、二次巻線２１２，２２２，２３２のタップを切り換えるための切換スイッチに流れる電流と同位相であったのに対し、本実施形態２では、線電流と切換スイッチに流れる電流との位相関係が実施形態１の場合と異なっている。具体的には、Δ結線における線電流と相電流との位相関係より、ＯＵ相，ＯＶ相，ＯＷ相それぞれの線電流の位相が、二次巻線２１２，２２２，２３２のタップを切り換えるための切換スイッチに流れる電流の位相より３０度だけ遅れている。

換言すれば、例えば、ＯＵ相の線電流がゼロクロス点を通過する位相角よりも３０度だけ位相が進んでいる位相角にて、二次巻線２１２のタップを切り換えるための切換スイッチに流れる電流がゼロクロス点を通過する。この位相角以降、位相が６０度進む毎に、二次巻線２３２，２２２，２１２のタップを切り換えるための切換スイッチに流れる電流が順次ゼロクロス点を通過する。従って、ＯＵ相の線電流がゼロクロス点を通過した時点から、二次巻線２３２，２２２，２１２のタップを切り換えるための切換スイッチに流れる電流が全てゼロクロス点を通過するまでの位相角の遅れは、一定の１５０度（＝３０度＋６０度×２）となる。ＯＶ相及びＯＷ相の線電流がゼロクロス点を通過する位相角を基準にしても結果は同様である。

以上のことから、ＯＵ相，ＯＶ相，ＯＷ相の何れかの線電流のゼロクロス点にて、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオンに駆動すると共に、切換元の切換スイッチをオフに駆動してから、切換元の切換スイッチの全てが遮断されるまでの位相角の遅れは、１５０度に固定される。なお、任意の位相角にて矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオンに駆動すると共に、切換元の切換スイッチをオフに駆動した場合、切換元の切換スイッチの全てが遮断されるまでの位相角の遅れが、実施形態１の場合と同様に１２０度から１８０度の範囲内となるのは明らかである。従って、切換元の切換スイッチが正常に遮断されたか否かを判定する制御部３１の処理手順を示すフローチャートは、実施形態１の図６及び図７に示すものと同様でよい。

切換元の切換スイッチの全てが遮断された後は、ＯＵ相，ＯＶ相，ＯＷ相の線電流が流れない状態であるため、実施形態２の場合と同様に、変流器ＣＴ＿Ｕ，ＣＴ＿Ｗを用いた計測はできない。また、ＯＵ相・ＯＶ相の線間及びＯＶ相・ＯＷ相の線間には、それぞれ直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１を流れる電流同士を合成した電流により、限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ，Ｒ＿ＶＷに電圧降下が生じるのも実施形態２の場合と同様である。即ち、接続線３ｕ，３ｖ，３ｖにおけるＯＶ相・ＯＷ相間，ＯＷ相・ＯＵ相間，ＯＵ相・ＯＶ相間の線間電圧は、実施形態２の図８に示すものと同様である。

以上のことから、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷをオフに駆動すると共に、切換先の切換スイッチをオンに駆動してから、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ及びＴｈＳ＿ＶＷが遮断されるまでの間に、１２０度から１８０度までの範囲内の位相差が生じるのは、実施形態２の場合と同様である。また、ＯＶ相・ＯＷ相間，ＯＷ相・ＯＵ相間，ＯＵ相・ＯＶ相間の何れかの線間電圧のゼロクロス点にて、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷがオフに駆動されてから実際に遮断されるまでの位相角の遅れが１８０度に固定されるのも実施形態２の場合と同様である。従って、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷが正常に遮断されたか否かを判定する制御部３１の処理手順を示すフローチャートは、実施形態２の図９及び図１０に示すものと同様でよい。

以上のように本実施形態３によれば、調整変圧器２の二次巻線２１２，２２２，２３２それぞれが有するタップｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４を制御部３１が８つの切換スイッチＴｈＹ＿Ｕ（Ｙ＝Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）とＴｈＺ＿Ｖ（Ｚ＝１，２，３，４），ＴｈＹ＿ＶとＴｈＺ＿Ｗ，ＴｈＹ＿ＷとＴｈＺ＿Ｕで切り換えて選択し、選択されたタップ同士がΔ結線されて３相（ＯＵ相，ＯＶ相，ＯＷ相）の交流電圧が出力される。タップを切り換える場合の制御部３１の動作は、実施形態１及び２の場合と同様である。従って、本実施形態３によれば、実施形態１及び２の場合と同様の作用及び効果を奏する。

（実施形態４）
実施形態３は、調整変圧器２がΔ－Δ結線される形態であるのに対し、実施形態４は、調整変圧器２ｃがＶ－Ｖ結線される形態である。図１２は、実施形態４に係る負荷時タップ切換器３ｃを含む電圧調整装置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１と、配電線１ｕ，１ｖ，１ｗに一次巻線２１１，２２１がＶ結線される調整変圧器２ｃとを備える。電圧調整装置１００ｃは、更に、調整変圧器２ｃの二次巻線２１２，２２２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３ｃを備える。タップ切換器３ｃ及び調整変圧器２ｃが、負荷時タップ切換変圧器２００ｃを構成する。

調整変圧器２ｃは、実施形態３に係る調整変圧器２から一次巻線２３１と、タップｔ１～ｔ４を含む二次巻線２３２とを省いたものである。即ち、調整変圧器２ｃは、一次巻線２１１が配電線１ｕ，１ｖ間に、一次巻線２２１が配電線１ｖ，１ｗ間にそれぞれ接続されている。二次巻線２１２，２２２のそれぞれは、タップｔ１～ｔ４の何れか１つがタップ切換器３ｃと接続線３ｕ，３ｖとを介して直列変圧器１の一次側の端子ｕ１，ｖ１に接続され、該１つと同一又は異なる他の１つがタップ切換器３ｃと接続線３ｖ，３ｗとを介して直列変圧器１の一次側の端子ｖ１，ｗ１に接続される。即ち、調整変圧器２ｃの二次巻線２１２，２２２は、タップ切換器３ｃを介してＶ結線される。

タップ切換器３ｃは、実施形態３に係る調整変圧器２から８つの切換スイッチＴｈＡ＿Ｗ，ＴｈＢ＿Ｗ，ＴｈＣ＿Ｗ，ＴｈＤ＿Ｗ，Ｔｈ１＿Ｕ，Ｔｈ２＿Ｕ，Ｔｈ３＿Ｕ，Ｔｈ４＿Ｕを省いたものである。即ち、タップ切換器３ｃは、調整変圧器２ｃ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ＴｈＡ＿Ｕ，ＴｈＢ＿Ｕ，ＴｈＣ＿Ｕ，ＴｈＤ＿Ｕ，Ｔｈ１＿Ｖ，Ｔｈ２＿Ｖ，Ｔｈ３＿Ｖ，Ｔｈ４＿Ｖ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ＴｈＡ＿Ｖ，ＴｈＢ＿Ｖ，ＴｈＣ＿Ｖ，ＴｈＤ＿Ｖ，Ｔｈ１＿Ｗ，Ｔｈ２＿Ｗ，Ｔｈ３＿Ｗ，Ｔｈ４＿Ｗとを有するほか、制御部３１と、駆動部３２とを有する。その他、実施形態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。

本実施形態４にあっては、接続線３ｕ，３ｖ，３ｖにおけるＯＵ相，ＯＶ相，ＯＷ相の線電流は、実施形態１の図５に示すものと同様である。また、ＯＵ相，ＯＷ相それぞれの線電流が、二次巻線２１２，２２２のタップを切り換えるための切換スイッチに流れる電流と同位相である点も実施形態１の場合と同様である。従って、切換元の切換スイッチが正常に遮断されたか否かを判定する制御部３１の処理手順を示すフローチャートは、実施形態１の図６及び図７に示すものと同様でよい。

切換元の切換スイッチの全てが遮断された後は、ＯＵ相，ＯＶ相，ＯＷ相の線電流が流れない状態であるため、実施形態２の場合と同様に、変流器ＣＴ＿Ｕ，ＣＴ＿Ｗを用いた計測はできない。また、ＯＵ相・ＯＶ相の線間及びＯＶ相・ＯＷ相の線間には、それぞれ直列変圧器１の一次巻線１１１，１２１，１３１を流れる電流同士を合成した電流により、限流抵抗器Ｒ＿ＵＶ，Ｒ＿ＶＷに電圧降下が生じるのも実施形態２の場合と同様である。即ち、接続線３ｕ，３ｖ，３ｖにおけるＯＶ相・ＯＷ相間，ＯＷ相・ＯＵ相間，ＯＵ相・ＯＶ相間の線間電圧は、実施形態２の図８に示すものと同様である。従って、矯絡用スイッチＴｈＳ＿ＵＶ，ＴｈＳ＿ＶＷが正常に遮断されたか否かを判定する制御部３１の処理手順を示すフローチャートは、実施形態２の図９及び図１０に示すものと同様でよい。

以上のように本実施形態４によれば、調整変圧器２の二次巻線２１２，２２２それぞれが有するタップｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４を制御部３１が８つの切換スイッチＴｈＹ＿Ｕ（Ｙ＝Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）とＴｈＺ＿Ｖ（Ｚ＝１，２，３，４），ＴｈＹ＿ＶとＴｈＺ＿Ｗで切り換えて選択し、選択されたタップ同士がＶ結線されて３相（ＯＵ相，ＯＶ相，ＯＷ相）の交流電圧が出力される。タップを切り換える場合の制御部３１の動作は、実施形態１及び２の場合と同様である。従って、本実施形態４によれば、実施形態１及び２の場合と同様の作用及び効果を奏する。

なお、本願によれば、このような特徴的な構成を備えるタップ切換器３，３ｂ、３ｃを実現することができるだけでなく、タップ切換器３，３ｂ，３ｃそれぞれを含む負荷時タップ切換変圧器２００，２００ｂ，２００ｃ、電圧調整装置１００，１００ｂ，１００ｃ及びサイリスタ式電圧調整装置（TVR＝Thyristor type Step Voltage Regulator ）を実現することもできる。

以上の実施形態１から４によれば、調整変圧器の二次巻線のタップ数が異なったり、調整変圧器の結線（Δ－Ｙ結線、Δ－Δ結線又はＶ－Ｖ結線）が異なったりした場合であっても、タップ切換器が有する切換スイッチの短絡を防止するための基本的なハードウェア及びソフトウェアを共通化することができる。具体的には、タップ切換器の出力側の３相（ＯＵ相，ＯＶ相，ＯＷ相）に対して少なくとも２つの変流器ＣＴ＿Ｕ，ＣＴ＿Ｗ及び計測用変圧器ＰＴ３，ＰＴ４の接続先を同一にすることができ、制御部３１の処理手順の内容を場合に応じて追加・削減する必要もない。

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、 １００，１００ｂ，１００ｃ 電圧調整装置、 １ 直列変圧器、 １１１，１２１，１３１ 一次巻線、 １１２，１２２，１３２ 二次巻線、 ｕ１，ｕ２，ｖ１，ｖ２，ｗ１，ｗ２ 端子、 ２００，２００ｂ，２００ｃ 負荷時タップ切換変圧器、 ２，２ｃ 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、 ３，３ｂ，３ｃ タップ切換器、 ３１ 制御部、 ３２ 駆動部、 Ｔｈ１＿Ｕ，Ｔｈ２＿Ｕ，Ｔｈ３＿Ｕ，Ｔｈ４＿Ｕ，ＴｈＡ＿Ｕ，ＴｈＢ＿Ｕ，ＴｈＣ＿Ｕ，ＴｈＤ＿Ｕ 切換スイッチ、 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、 ＰＴ１，ＰＴ２，ＰＴ３，ＰＴ４，ＰＴ５ 計測用変圧器、 ＣＴ＿Ｕ，ＣＴ＿Ｗ 変流器

Claims (6)

1. タップ付変圧器の複数の巻線それぞれが有するタップを切り換えて選択するための切換スイッチを備え、前記複数の巻線それぞれについて選択されたタップ同士を結線して３相の交流電圧を出力する負荷時タップ切換器であって、
   前記交流電圧の少なくとも２相の線電流を検出する電流検出部と、
   該電流検出部よりも出力側における少なくとも２組の２相の線間にそれぞれ接続された限流抵抗器及び矯絡用スイッチの直列回路と、
   前記切換スイッチ及び前記矯絡用スイッチをオン／オフに駆動する制御部とを備え、
   前記切換スイッチ及び前記矯絡用スイッチは、トライアック又は逆並列に接続された２つのサイリスタを含み、
   該制御部は、
   前記タップを切り換える場合、切換元のタップを選択するための切換スイッチをオフに駆動すると共に、前記矯絡用スイッチをオンに駆動し、
   前記切換スイッチをオフに駆動すると共に、前記矯絡用スイッチをオンに駆動した後に、前記電流検出部の検出結果に基づく３相の線電流の全てがゼロクロス点を通過するまで待機し、
   前記線電流の全てがゼロクロス点を通過するまで待機した後に、切換先のタップを選択するための切換スイッチをオンに駆動すると共に、前記矯絡用スイッチをオフに駆動する負荷時タップ切換器。
2. 前記制御部は、前記３相の線電流のうち何れかの線電流のゼロクロス点にて、前記切換元のタップを選択するための切換スイッチをオフに駆動すると共に、前記矯絡用スイッチをオンに駆動する請求項１に記載の負荷時タップ切換器。
3. 前記３相の線電流のうち何れかの線電流が所定時間以上ゼロクロス点を通過せず、且つ該線電流の大きさが所定の電流閾値より大きい場合、異常を検知する第１異常検知部を更に備える請求項１又は請求項２に記載の負荷時タップ切換器。
4. 前記直列回路の両端の交流電圧を検出する電圧検出部を更に備え、
   前記制御部は、前記電圧検出部の検出結果に基づく３つの線間電圧のうち何れかの線間電圧のゼロクロス点にて、前記切換先のタップを選択するための切換スイッチをオンに駆動すると共に、前記矯絡用スイッチをオフに駆動する
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載の負荷時タップ切換器。
5. 前記制御部は、前記切換先のタップを選択するための切換スイッチをオンに駆動すると共に、前記矯絡用スイッチをオフに駆動した場合、前記３つの線間電圧の全てがゼロクロス点を通過するまで待機する請求項４に記載の負荷時タップ切換器。
6. 前記３つの線間電圧のうち何れかの線間電圧が所定時間以上ゼロクロス点を通過せず、且つ該線間電圧の大きさが所定の電圧閾値より大きい場合、異常を検知する第２異常検知部を更に備える請求項４又は請求項５に記載に記載の負荷時タップ切換器。

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