(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次巻線に複数の中間タップを設けておき一次側の電圧変動に応じてショートバーにより中間タップの間を短絡して巻線数を変更することで二次側電圧を調節する変圧器に対し、変圧器に給電を維持した状態でショートバーの接続位置を変更するタップ切替え時に接続される変圧器タップ切換装置であって、
複数の中間タップ全てに接続され、各中間タップとの接続状態で中間タップの２個の組み合わせごとに互いの中間タップ間を短絡する主接点、および、主接点切替時に作動するアレスタを備える主接点部と、
複数の中間タップ全てに接続され、各中間タップが正規に接続されているか否かを判別し、また、ショートバーが接続されている二個の中間タップを識別するショートバー状態確認部と、
巻線比を異ならせて電源を供給する二個の中間タップに接続され、ショートバー状態確認部からの判別結果および識別結果に応じて主接点およびアレスタを開閉するように主接点部を制御し、主接点の接続状態を表示する主接点切替および切替状態表示部と、
ショートバー保持台にショートバーが取り付けられたときに、巻線比を異ならせて電源を供給する二個の中間タップに接続されるようになされ、短絡させる中間タップの組み合わせごとに設けられた切替スイッチおよびこの切替スイッチが操作されて切替指令が入力されたときにこの入力された切替指令を主接点部の主接点およびアレスタへ送出するようになされた信号送出回路とを備える切替指令部と、
を備えるような装置であって、切替えを行うときには、
ショートバー状態確認部は、各中間タップとの接続状態で、各中間タップに正規に接続されているか否かを判別する手段として機能し、
ショートバー状態確認部は、ショートバーが接続されている二個の中間タップを識別する手段として機能し、
主接点切替および切替状態表示部は、ショートバー状態確認部の判別結果および識別結果にもとづきショートバーが接続されている二個の中間タップに対応する主接点部の主接点に対して閉成させる指令を送信する手段として機能し、
主接点部は、ショートバーが接続されている二個の中間タップに対応する主接点部の主接点を閉成して二個の中間タップ間をバイパスするような経路を形成する手段として機能し、
主接点切替および切替状態表示部は、二個の中間タップ間をバイパスするように投入された主接点の状態をパイロットランプにより表示する手段として機能し、
パイロットランプに状態が表示された主接点によりバイパスされる二個の中間タップに接続されていたショートバーが外された後にショートバー保持台に接続されて動作が可能になった切替指令部は、新たに短絡させる二個の中間タップに対する切替スイッチが操作されたときに信号送出回路により切替指令を主接点部へ送出する手段として機能し、
主接点部は、信号送出回路から送出された切替指令に基づき主接点部の新たな主接点を閉成して新たに短絡させる二個の中間タップをバイパスするような経路を形成した後に主接点部の今までの主接点のアレスタを閉成し、その上で今までの主接点を開成する手段として機能し、
主接点切替および切替状態表示部は、新たに投入された主接点の状態をパイロットランプにより表示する手段として機能し、
切替え終了後にショートバー保持台から外されたショートバーが新たに短絡させた二個の中間タップに接続されて通電し、そして新たに短絡させた二個の中間タップをバイパスするような経路を形成した主接点部の主接点を開成することによりバイパスを解消し、最終的に二次側へ電力供給を維持しつつショートバーの切替えがなされることを特徴とする変圧器タップ切換装置。
【請求項２】
請求項１記載の変圧器タップ切替装置において、
前記ショートバー保持台は、ショートバーの接続ピッチと同一間隔の接続ボルトを立設した台であることを特徴とする変圧器タップ切替装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧配電線に設置される変圧器の一次側に設けられた中間タップの切替装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高圧配電線では線路の電圧降下があるため、線路上に設置された柱上変圧器はその設置位置によって入力される電圧が異なる。高圧側の電圧が違えば低圧需要家への供給電圧も異なり、一般家庭や事業者の電気機器に悪影響を与える恐れがある。このため、柱上変圧器の高圧巻線には変圧比調整用のタップが設けられており、そのタップを選択することにより、低圧側の電圧を定められた範囲に保つようにしている。そのためには、配電線で電圧変動が生じた場合に、設置されている変圧器のタップ切替作業を柱上で行わなければならない。その作業に際しては、安全上から停電状態で行われるため、需要家に迷惑をかけていた。そこで、需要家の停電を避けようとすると、移動変圧器を用意し、切替ようとする変圧器の負荷を移動変圧器へ移行した上でタップを切り替える方法があり、この方法では、大掛かりな準備作業が必要になる。そのため、大掛かりな準備作業を要せずに無停電でタップ切替を実現する装置として、本出願人は、特開平１０−４１１６１号として、低圧のスイッチおよびガスアレスタから構成される「変圧器タップ切替え装置」を提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この装置を用いたことで需要家に対して無停電のままタップ切替が可能にはなったものの、装置を変圧器に取り付ける作業が煩わしく、また、作業中にタップに接続されたショートバーの取り外しを忘れたままでタップ切替が行われる可能性があった。ショートバーを取り外さないでタップを切替えてしまうと、ショートバーと低圧のスイッチを介して短絡回路が形成され、巻線の焼損事故になるおそれがあった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで上記課題を解決するために、請求項１の発明は、
一次巻線に複数の中間タップを設けておき一次側の電圧変動に応じてショートバーにより中間タップの間を短絡して巻線数を変更することで二次側電圧を調節する変圧器に対し、変圧器に給電を維持した状態でショートバーの接続位置を変更するタップ切替え時に接続される変圧器タップ切換装置であって、
複数の中間タップ全てに接続され、各中間タップとの接続状態で中間タップの２個の組み合わせごとに互いの中間タップ間を短絡する主接点、および、主接点切替時に作動するアレスタを備える主接点部と、
複数の中間タップ全てに接続され、各中間タップが正規に接続されているか否かを判別し、また、ショートバーが接続されている二個の中間タップを識別するショートバー状態確認部と、
巻線比を異ならせて電源を供給する二個の中間タップに接続され、ショートバー状態確認部からの判別結果および識別結果に応じて主接点およびアレスタを開閉するように主接点部を制御し、主接点の接続状態を表示する主接点切替および切替状態表示部と、
ショートバー保持台にショートバーが取り付けられたときに、巻線比を異ならせて電源を供給する二個の中間タップに接続されるようになされ、短絡させる中間タップの組み合わせごとに設けられた切替スイッチおよびこの切替スイッチが操作されて切替指令が入力されたときにこの入力された切替指令を主接点部の主接点およびアレスタへ送出するようになされた信号送出回路とを備える切替指令部と、
を備えるような装置であって、切替えを行うときには、
ショートバー状態確認部は、各中間タップとの接続状態で、各中間タップに正規に接続されているか否かを判別する手段として機能し、
ショートバー状態確認部は、ショートバーが接続されている二個の中間タップを識別する手段として機能し、
主接点切替および切替状態表示部は、ショートバー状態確認部の判別結果および識別結果にもとづきショートバーが接続されている二個の中間タップに対応する主接点部の主接点に対して閉成させる指令を送信する手段として機能し、
主接点部は、ショートバーが接続されている二個の中間タップに対応する主接点部の主接点を閉成して二個の中間タップ間をバイパスするような経路を形成する手段として機能し、
主接点切替および切替状態表示部は、二個の中間タップ間をバイパスするように投入された主接点の状態をパイロットランプにより表示する手段として機能し、
パイロットランプに状態が表示された主接点によりバイパスされる二個の中間タップに接続されていたショートバーが外された後にショートバー保持台に接続されて動作が可能になった切替指令部は、新たに短絡させる二個の中間タップに対する切替スイッチが操作されたときに信号送出回路により切替指令を主接点部へ送出する手段として機能し、
主接点部は、信号送出回路から送出された切替指令に基づき主接点部の新たな主接点を閉成して新たに短絡させる二個の中間タップをバイパスするような経路を形成した後に主接点部の今までの主接点のアレスタを閉成し、その上で今までの主接点を開成する手段として機能し、
主接点切替および切替状態表示部は、新たに投入された主接点の状態をパイロットランプにより表示する手段として機能し、
切替え終了後にショートバー保持台から外されたショートバーが新たに短絡させた二個の中間タップに接続されて通電し、そして新たに短絡させた二個の中間タップをバイパスするような経路を形成した主接点部の主接点を開成することによりバイパスを解消し、最終的に二次側へ電力供給を維持しつつショートバーの切替えがなされることを特徴とする。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、
ショートバー保持台は、ショートバーの接続ピッチと同一間隔の接続ボルトを立設した台であることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明に係る変圧器タップ切替装置を変圧器に取り付けた状態を示す断面図であり、図２は図１の右側面図である。図において、１は変圧器であり、鉄心２と変圧器巻線３とタップ台４等から構成されている。５は変圧器１を収納するケースであり、６はその蓋であり、変圧器１は絶縁油７に浸されている。また、ケース５の右側面には、変圧器タップ切替装置８が設置され、その位置のケース５の内側にはアダプタ接続端子部９が取り付けられている。装置８の前面には、それぞれ３個の切替スイッチ１０およびパイロットランプ１１が互いに対応した上下の位置に配設されている。なお、ランプ１１の上方の１２は接地端子である。
【０００７】
次に、図３は図１の状態から変圧器タップ切替装置をタップ台４へ接続した状態を示す説明図である。図では、先ず、ケース５から蓋６を取り外し、タップ台４のショートバーが接続されていない中間端子にカバー棒１３およびガイド棒１４を装着し、次いで、ガイド棒１４を挿入するようにしてにアダプタ１５を取り付け、同時に、アダプタ１５の上端に予め接続されているＰＶケーブル１６の他端を端子部９へ接続する。
【０００８】
ガイド棒１４には、アダプタ１５の接点を開閉操作するためのレバー１７を嵌着する。このレバーを操作することで、両ガイド棒１４の下端に支持されている接触片１８，１９が両カバー棒１３およびタップ台４のタップに当接して、タップ台４の４個のタップと電気的に接続される。また、アダプタ１５の下端左方には、タップ台４から取り外したショートバーを、一時的に保持させるショートバー保持台２１が設置されている。この保持台２１は、ショートバーの接続孔ピッチと同一間隔に接続ボルト２２，２３が立設されている。
【０００９】
図４は、図１からタップ台４のみを取り出して示した平面図であり、一次側電圧が６,７５０Ｖの場合にタップ１とタップ２を、６,６６０Ｖの場合にタップ２とタップ３を、６,４５０Ｖの場合にタップ３とタップ４をそれぞれ短絡することで二次側の電圧を一定にすることができる。なお、図は、ショートバーが取り外された状態を示している。
【００１０】
図５は、変圧器に変圧器タップ切替装置を接続した状態の全体の電気的構成を示すブロック図である。図では、変圧器タップ切替装置が、主接点部２５、ショートバー状態確認部２６、主接点切替および切替状態表示部２７、切替指令部２８により構成されており、主接点部２５およびショートバー状態確認部２６が、タップ台４を介して変圧器１の中間タップ１〜４に接続されている。
【００１１】
同様に、主接点切替および切替状態表示部２７と切替指令部２８は、電源として中間タップ２，４に接続されている。また、切替状態表示部２７と切替指令部２８を接続する中間タップ２の線上に、ショートバー保持台２１が接続されており、この保持台２１にショートバーが接続された状態でのみ、切替指令部２８へ電源が供給されて切替指令部２８の動作が可能となる。
【００１２】
図６〜図９は、図５の各部の具体的な構成を示す回路図である。
主接点部２５は、図６に示されるように、変圧器タップをショートする主接点および切替時に作動するアレスタの開閉をする。ショートバー状態確認部２６は、図７に示されるように、切替装置が変圧器と正規に接続されているか診断後、現在のタップ状態を判定する。主接点切替および切替状態表示部２７は、図８に示されるように、ショートバー状態確認部２６の判定結果に対応する主接点を投入させる。
【００１３】
また、表示部２７は、切替指令部２８からの指令に対応する主接点部の接点（主接点およびアレスタ接点）を投入および開放させるとともに、主接点の投入状態（現在のタップ結線状態）をパイロットランプで表示する。切替指令部２８は、図９に示されるように、タップ切替スイッチを押すことによりタップ切替を実行させるが、変圧器１のタップ台４からのショートバーを外し、これをアダプタ１５のショートバー保持台２１に取り付けないと切替が実行されない。
【００１４】
次に、切替手順と装置の動作を説明する。
（１）初めに、変圧器の高圧巻線のタップに変圧器タップ切替装置を接続する。
（２）次に、ショートバー状態確認部２６が、変圧器１と変圧器タップ切替装置８の接続状態を判定する。この判定では、変圧器１のタップ１−３間および２−４間は、ショートバーの接続状態に関係なく常に１５０Ｖ発生することを利用する。具体的には、表１に示すような、タップ間電圧とリレー励磁コイル間電圧の組み合わせから判定する。ここで接続正常の場合は、リレーＸ４およびタイマーＴ４，Ｔ５が全て動作する。接続異常の場合は、後述するパイロットランプＰＬ（図１の１１）が点灯しないことで確認できる。
【００１５】
【表１】
0003744696.tif 000002
【００１６】
（３）次いで、ショートバー状態確認部２６が、変圧器１の現在のタップ接続状態（ショートバー接続状態）を判定する。図示例では、リレーＸ４とタイマーＴ５（設定時間０．５ｓ）が動作するとリレー励磁コイルＸ５，Ｘ６が回路と接続され、それらの動作、不動作により現在のタップ接続状態を判定する。ここでの、タップ接続状態によるタップ間発生電圧とリレーの関係は、表２のようになる。
【００１７】
【表２】
0003744696.tif 000003
【００１８】
（４）次に、主接点切替および切替状態表示部２７が、変圧器１の現在のタップ接続状態と同じタップ間に接続されている主接点を投入し、それにより、タップ接続状態を表示するパイロットランプＰＬが点灯する。ここでは、表３に示すように、リレーＸ５，Ｘ６の状態により、リレーＸ７，Ｘ８，Ｘ９の励磁コイルのいずれかを回路に接続する。
【００１９】
【表３】
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【００２０】
また、Ｘ７〜Ｘ９のいずれかが動作すると、表４に示すように、これに対応する主接点のタイマーＴ１，Ｔ２，Ｔ３用励磁コイルが回路に接続され、タイマー設定時間（１ｓ）後に主接点が投入される。投入された主接点の状態がパイロットランプＰＬにより表示される。
【００２１】
【表４】
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【００２２】
（５）ここで、作業者は、主接点状態表示パイロットランプＰＬの表示が変圧器タップ状態と一致していることを確認した後、タップ台４からショートバーを外しこれをアダプタ１５のショートバー保持台２１の接続ボルト２２，２３に挿入してナットにより締め付けて固定する。このショートバーの取り付けにより、切替指令部２８への電源回路が閉じられて、切替指令部２８の動作が可能になる。すなわち、ショートバーの取り付けを忘れると、以後の切り替えのためのシーケンスは作動しない。
【００２３】
（６）次に、作業者は切替指令部２８のタップ切替スイッチ１０を押し、変圧器１のタップを切り替える。ここでは、表５に示すように、スイッチ１０に対応する押しボタンスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３のいずれかを押すと、これに対応したリレーＸ１，Ｘ２，Ｘ３の励磁コイルが回路と接続され動作する。
【００２４】
【表５】
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【００２５】
これにより切替先タップ間に接続されたガスアレスタが回路に接続され、同時に切替元の励磁コイルＴ１，Ｔ２，Ｔ３が回路から切り離され切替元主接点が開放される。
【００２６】
また、リレーＸ７，Ｘ８，Ｘ９のいずれかが動作し、タイマー設定時間（１ｓ）後に切替先主接点Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３のいずれかが投入され、新たに切替先となった主接点の状態がパイロットランプＰＬにより表示される。さらに、切替指令部リセット用タイマーＴ６，Ｔ７，Ｔ８のいずれかがタイマー設定時間（３ｓ）後に動作し、次の切替指令を受けつけられる状態となる。
【００２７】
（７）次に、作業者は、アダプタ１５のショートバー保持台２１からショートバーを外し、タップ台４の切替先タップに接続する。
（８）さらに、変圧器の高圧巻線のタップから変圧器タップ切替装置を取り外して、タップ切替え作業を終了する。
【００２８】
このようにして、本発明の実施形態では、切替装置が正常に接続される状態やショートバー接続状態の判定回路と、ショートバー接続タップ間をショートするリレー回路と、スイッチ・ガスアレスタ・リレー・タイマ等から構成されるタップ切替回路と、タップ状態表示回路からなる変圧器タップ切替装置を備えたものであり、変圧器タップ切替装置には、アダプタとの接続端子を備え、タップ切替時、ショートバーがアダプタの所定位置に載置されて、タップ切替の作動を可能としている。
【００２９】
すなわち、予め、変圧器に変圧器タップ切替装置を設置しておけば、タップ切替の際に、カバー棒とガイド棒をタップ台に位置させるだけで、タップ切替が行える。それにより、タップ切替作業毎に、変圧器タップ切替装置を持ち込む必要がなくなり、アダプタと付属棒のみを用意するだけでよい。例えば、電柱上に多数配設されている柱上変圧器のタップ切替作業であっても、柱上での作業が容易となり、迅速に配電線の電圧変動に対処することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、ショートバー接続状態を表示により確認できるともに、タップの切替作業もスイッチ操作で行われるため作業性が改善される。また、表示切替指令部へ電源を供給する電源回路の途中にショートバー保持台を設けて、そこへタップ台から外したショートバーを接続することで、切替指令部へ電源が送られて切替動作が可能となる。その結果、タップ台からショートバーを外すことを忘れたままでは中間タップの切替操作が不能となり、焼損事故が確実に防がれる。すなわち、ショートバー付属のまま切替操作してしまうヒューマンエラーが解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る変圧器タップ切替装置を変圧器に取り付けた状態を示す断面図である。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】図１の状態から変圧器タップ切替装置をタップ台へ接続した状態を示す説明図である。
【図４】図１からタップ台のみを取り出して示した平面図である。
【図５】変圧器に変圧器タップ切替装置を接続した状態の全体の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】図５の主接点部の具体的な構成を示す回路図である。
【図７】図５のショートバー状態確認部の具体的な構成を示す回路図である。
【図８】図５の主接点切替および切替状態表示部の具体的な構成を示す回路図である。
【図９】図５の切替指令部の具体的な構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１  変圧器
２  鉄心
３  変圧器巻線
４  タップ台
５  ケース
６  蓋
７  絶縁油
８  変圧器タップ切替装置
９  アダプタ接続端子部
１０  切替スイッチ
１１  パイロットランプ
１２  接地端子
１３  カバー棒
１４  ガイド棒
１５  アダプタ
１６  ＰＶケーブル
１７  レバー
１８，１９  接触片
２１  ショートバー保持台
２２，２３  接続ボルト
２５  主接点部
２６  ショートバー状態確認部
２７  主接点切替および切替状態表示部
２８  切替指令部
【図１】
0003744696.tif 000007
【図２】
0003744696.tif 000008
【図３】
0003744696.tif 000009
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003744696.tif 000013
【図８】
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【図９】
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