電圧調整器用逆送切換装置
【課題】 既存の電圧調整器を用いて逆送時の電圧調整に対応できること
【解決手段】 配電系統１３の電源側に接続される電源側端子１５ａと負荷側に接続される負荷側端子１５ｂの間に配置される第１開閉部１４ａと、電源側端子と電圧調整器の一次側に接続される一次側端子１５ｃの間に配置される第２開閉部１５ｂと、負荷側端子と電圧調整器の二次側に接続される二次側端子１４ｄの間に配置される第３開閉部１５ｃと、負荷側端子と一次側端子の間に配置される第４開閉部１５ｄと、電源側端子と二次側端子の間に配置される第５開閉部１５ｅを備え、第２開閉部と第３開閉部を閉じるとともに、他の開閉部を開いた順送電モードと、第４開閉部と第５開閉部を閉じるとともに、他の開閉部を開いた逆送電モードを切り換え、電圧調整器の常に一次側から二次側に電流が流れるようにした。
【解決手段】 配電系統１３の電源側に接続される電源側端子１５ａと負荷側に接続される負荷側端子１５ｂの間に配置される第１開閉部１４ａと、電源側端子と電圧調整器の一次側に接続される一次側端子１５ｃの間に配置される第２開閉部１５ｂと、負荷側端子と電圧調整器の二次側に接続される二次側端子１４ｄの間に配置される第３開閉部１５ｃと、負荷側端子と一次側端子の間に配置される第４開閉部１５ｄと、電源側端子と二次側端子の間に配置される第５開閉部１５ｅを備え、第２開閉部と第３開閉部を閉じるとともに、他の開閉部を開いた順送電モードと、第４開閉部と第５開閉部を閉じるとともに、他の開閉部を開いた逆送電モードを切り換え、電圧調整器の常に一次側から二次側に電流が流れるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電線系統に電圧調整器を接続するための電圧調整器用逆送切換装置に関するもので、負荷側から電源側に流れる逆送電時でも、電圧調整器を用いて電圧調整できるようにするための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力の安定供給を図るため、配電線系統の途中に直列に自動電圧調整器（ＳＶＲ：Step Voltage Regulator）を配置した構成が採られている。この自動電圧調整器は、配電線の電圧降下を補償するため自動的に電圧調整器を構成する変圧器のタップを切り換え、電圧を調整するものである。
【０００３】
図１は、この自動電圧調整器を配電線の系統に接続する一形態を示している。図に示すように、自動電圧調整器１は、開閉器２を介して配電系統３に接続されている。開閉器２は、独立して動作する３つの手動式の開閉部４ａ，４ｂ，４ｃを備え、それら各開閉部４ａ，４ｂ，４ｃを適宜開閉することで、自動電圧調整器１をバイパスさせて点検，試験を行うことができるようになっている。
【０００４】
すなわち、開閉器２は、配電系統３の上流の電源側に接続される電源側端子２ａと、配電系統３の下流の負荷側に接続される負荷側端子２ｂと、自動電圧調整器１の一次側に接続される一次側端子２ｃと、自動電圧調整器１の二次側に接続される二次側端子２ｄを備え、各端子をそれぞれ所定の配電系統３並びに自動電圧調整器１に接続する。さらに開閉器２は、電源側端子２ａと負荷側端子２ｂとの間を第１開閉部４ａを介して接続し、第１開閉部４ａにより、両端子２ａ，２ｂ間を通電、遮断可能にしている。また、電源側端子２ａと一次側端子２ｃとを第２開閉部４ｂを介して接続し、負荷側端子２ｂと二次側端子２ｄとを第３開閉部４ｃを介して接続する。
【０００５】
そして、通常の運転時は、第１開閉部４ａを開路状態にするともに、第２，第３開閉部４ｂ，４ｃを閉路状態にする。これにより、図１（ａ）に示すように、電源側から負荷側に向かって電圧が供給される順送電の際は、電流は、電源側端子２ａから第２開閉部４ｂを経由して自動電圧調整器１の一次側に入力される。そして、自動電圧調整器１の二次側には、タップＴの位置に応じて調整された電圧が発生し、その電圧が、第３開閉部４ｃを経由して負荷側に供給される。
【０００６】
自動電圧調整器１の保守点検時は、第１開閉部４ａを閉路状態にするとともに、第２，第３開閉部４ｂ，４ｃを開路状態にすることで、自動電圧調整器１を配電線３から独立させ、負荷側への電力供給は第１開閉部４ａを経由して行える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開閉１１−５４０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、系統切換や、太陽光発電・熱併給発電（Co-generation）を初めとする分散電源の増加により、逆送・逆潮となるケースが増えつつある。上述した既存の自動電圧調整器１における電圧の調整（タップ切換）は、電流が一次側から二次側に流れることを前提としているため、図１（ｂ）に示すように、負荷側から電源側に電流が流れる逆送電の際には、二次側のタップＴの位置を一次側と同じ基準位置で固定し、自動電圧調整器１をスルー状態（変圧器で変圧をしない）としている。そのため、電圧の調整ができず、逆送電時の電圧の安定供給ができないという課題がある。
【０００９】
地球規模の温暖化防止策としての二酸化炭素の排出抑制のための太陽光や風力などの自然エネルギーの利用や、電力自由化に伴う自治体や企業の発電事業の参集に伴い、上記の逆送・逆潮となるケースは今後も継続、拡大することが予想されるため、二次側から一次側の電流が流れる際にも電圧調整が行えるといった逆送・逆潮対応の自動電圧調整器の開発は必要となっている。しかし、逆送・逆潮対応の自動電圧調整器は、多くの系統事象に対応させるために複雑な制御を必要とし、さらなる理論の確立などが必要となる。この制御の方法を確立するまでは逆送・逆潮対応の自動電圧調整器そのものの製品化や、標準仕様化を行うことはできない。さらに、既設の自動電圧調整器を、係る逆送・逆潮対応の自動電圧調整器に切り換えるのは、技術面のみならずコストの点からも大変であり、容易にできないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明は、（１）配電系統の電源側に接続される電源側端子と、前記配電系統の負荷側に接続される負荷側端子と、電圧調整器の一次側に接続される一次側端子と、前記電圧調整器の二次側に接続される二次側端子と、前記電源側端子と前記負荷側端子との間に配置される第１開閉部と、前記電源側端子と前記一次側端子との間に配置される第２開閉部と、前記負荷側端子と前記二次側端子との間に配置される第３開閉部と、前記負荷側端子と前記一次側端子との間に配置される第４開閉部と、前記電源側端子と前記二次側端子との間に配置される第５開閉部と、を備え、前記配電系統が順送電の際は、前記第２開閉部と前記第３開閉部を閉じるとともに、他の開閉部を開いた順送電モードにし、前記配電系統が逆送電の際は、前記第４開閉部と前記第５開閉部を閉じるとともに、他の開閉部を開いた逆送電モードにし、前記第１開閉部を閉じた状態で、他の開閉部の開閉を行い前記順送電モードと前記逆送電モードの切換を行うように構成した。
【００１１】
係る構成を採ると、逆送電モードの時は、負荷側端子から流れ込んだ電流は、第４開閉部から一次側端子を経由して電圧調整器の一次側に流すことができる。また、それに伴い電圧調整器の二次側に発生する所望の電圧に基づき、二次側端子から第５開閉部を経由して電源側端子から配電系統に電流を流すことができる。よって、逆送電時でも、電圧調整器に対しては、一次側から二次側の順方向に電流を流すことができ、電圧調整が可能となる。
【００１２】
（２）前記電圧調整器の一次側と二次側で変圧しない素通し状態で、前記第１開閉部を閉じて前記順送電モードと前記逆送電モードの切換を行うようにするとよい。一旦素通し状態にすることで、負荷側端子と電源側端子との間の電位差が０（ほぼ０）にすることができるため、その状態で第１開閉部を閉じても問題が無くなる。よって、順送電と逆送電の切り換えを素通し状態で行うことで、本装置に負荷開閉機能は必要なくなる。
【００１３】
（３）具体的な構成としては、前記電源側端子と前記負荷側端子とを結ぶ線と、前記一次側端子と前記二次側端子とを結ぶ線が交差するようにそれら４つの端子をケースに取付け、そのケース内には、回転軸に連結して一体に回転する第１回転体と第２回転体を設け、前記第１回転体は、前記回転軸と直交する回転平面内であって円周上の所定位置に第１導体部と第２導体部を有し、前記円周上には、前記４つの端子が、前記電源側端子，前記一次側端子，前記二次側端子，前記負荷側端子の順に配置され、前記第１導体部と第２導体部は、それぞれ前記第１回転体の回転に伴い、前記４つの端子のうちの第１回転体の回転方向で隣接する２つの端子に同時に接触してその隣接する２つの端子同士を導通させるとともに、他の２つの端子と非導通にする状態と、それら４つの端子を相互に非導通にする状態がとれるように設定され、前記第２回転体は、その回転位置により前記電源側端子と前記負荷側端子にそれぞれ同時に導通する状態と、非導通の状態をとる一対の第３導体部を備えるとともに、その一対の第３導体部同士が導通されるように構成され、かつ前記第３導体部の一部は、前記円周上であって、前記第１導体部並びに前記第２導体部の未形成領域に重なるように配置されるようにするとよい。このようにすると、回転軸を回転するだけで、上記の各開閉部の開閉の切換を適切に行える。
【００１４】
（４）前記第１回転体は、リング状の絶縁性の支持プレートを備え、その支持プレートの表面に前記第１導体部と前記第２導体部を取り付けるとともに、それら第１，第２導体部の表面と、その第１，第２導体部の未形成領域の表面が同一平面上に位置するように形成するとよい。
【００１５】
（５）前記第２回転体は、リング状の絶縁性の支持プレートを備え、その支持プレートの表面に前記第３導体部を取り付けるとともに、その第３導体部の表面と、その第３導体部の未形成領域の表面が同一平面上に位置するように形成するとよい。
【００１６】
上記の（４），（５）の発明によれば、各端子の接点が導体部から外れたり、接続される際に、導体部と導体部の未形成領域に段差が無いため、スムーズに行え、開閉の切換を繰り返し行うことに伴い生じる端子や導体部の摩耗・損傷等の発生を抑制できる。
【００１７】
（６）前記第２回転体は、径方向反対側に配置される一対の前記第３導体部と、それを連結する連結プレートを備え、その連結プレートを介して前記回転軸に取り付けられるようにするとよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、常に電圧調整器内部には電流が一次側から二次側に流れることとなるので、既存の電圧調整器に手を加えないか、最小限の改造で逆送（逆潮）の電圧調整に対応できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来例を示す図である。
【図２】本発明に係る電圧調整器用逆送切換装置の好適な一実施形態を示す回路図である。
【図３】その構成図である。
【図４】その構成図である。
【図５】作用を説明する図である。
【図６】作用を説明する図である。
【図７】作用を説明する図である。
【図８】作用を説明する図である。
【図９】作用を説明する図である。
【図１０】作用を説明する図である。
【図１１】作用を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図２は、本発明に係る電圧調整器用逆送切換装置の好適な一実施形態を示している。この電圧調整器用逆送切換装置１０は、自動電圧調整器（ＳＶＲ）１１を配電系統１３に直列に接続するとともに、配電系統１３に流れる電流が順送電時と逆送電時のいずれの時も自動電圧調整器１１にて電圧調整をできるようにするための装置である。
【００２１】
この電圧調整器用逆送切換装置１０は、配電系統１３の上流の電源側に接続される電源側端子１５ａと、配電系統１３の下流の負荷側に接続される負荷側端子１５ｂと、自動電圧調整器１１の一次側に接続される一次側端子１５ｃと、自動電圧調整器１１の二次側に接続される二次側端子１５ｄを備え、各端子をそれぞれ所定の配電系統１３並びに自動電圧調整器１１に接続する。図では１相分を示しており、実際には、３相のため係る構成が３相分併設される。これは、以下の説明も同様である。
【００２２】
さらに電圧調整器用逆送切換装置１０は、電源側端子１５ａと負荷側端子１５ｂとの間を第１開閉部１４ａを介して接続し、第１開閉部１４ａを開閉することで、両端子１５ａ，１５ｂ間を通電、遮断可能にしている。また、電源側端子１５ａと一次側端子１５ｃとを第２開閉部１４ｂを介して接続し、負荷側端子１５ｂと二次側端子１５ｄとを第３開閉部１４ｃを介して接続する。さらに本実施形態では、負荷側端子１５ｂと一次側端子１５ｃとを第４開閉部１４ｄを介して接続し、電源側端子１５ａと二次側端子１５ｄとを第５開閉部１４ｅを介して接続する。
【００２３】
このように５つの開閉部を適宜位置に配置し、それらの開閉を制御することで、配電系統（高圧系統）の送電方向が変化しても自動電圧調整器１１内部に流れ込む電流の向きを同じにすることができる。つまり、自動電圧調整器１１には、常に一次側から電流が流れ込むので、順送電時と逆送電時のいずれの場合も、タップＴの位置を適宜切り換えることで、二次側の電圧が一定になるように調整できる。
【００２４】
すなわち、図２（ａ）に示すように、順送電時は、第１開閉部１４ａと第４開閉部１４ｄと第５開閉部１４ｅとを開路状態にすると共に、第２開閉部１４ｂと第３開閉部１４ｃとを閉路状態にする。これにより、電源側端子１５ａと一次側端子１５ｃとが導通状態になり、また、負荷側端子１５ｂと二次側端子１５ｄとが導通状態となる。よって、電源側端子１５ａ側から電圧調整器用逆送切換装置１０内に流れ込んできた電流は、第２開閉部１４ｂを経由して一次側端子１５ｃに至り、自動電圧調整器１１の一次側に流れ込む。これにより、自動電圧調整器１１の一次側には、所望の電圧が印加され、二次側にはタップＴの位置に応じた所望の電圧が発生するので、その発生した電圧に基づく電流が、二次側端子１５ｄ→第３開閉部１４ｃ→負荷側端子１５ｂの順に流れ、負荷側へ電力供給できる。この順送電時の機能・作用は、基本的に図１に示したものと同様の構成を採ることができる。
【００２５】
一方、図２（ｂ）に示すように、逆送電時は、第１開閉部１４ａと第２開閉部１４ｂと第３開閉部１４ｃとを開路状態にすると共に、第４開閉部１４ｄと第５開閉部１４ｅとを閉路状態にする。これにより、電源側端子１５ａと二次側端子１５ｄとが導通状態になり、また、負荷側端子１５ｂと一次側端子１５ｃとが導通状態となる。よって、負荷側端子１５ｂ側から電圧調整器用逆送切換装置１０内に流れ込んできた電流は、第４開閉部１４ｄを経由して一次側端子１５ｃに至り、自動電圧調整器１１の一次側に流れ込む。これにより、自動電圧調整器１１の一次側には、所望の電圧が印加され、二次側にはタップＴの位置に応じた所望の電圧が発生するので、その発生した電圧に基づく電流が、二次側端子１５ｄ→第５開閉部１４ｅ→電源側端子１５ａの順に流れ、電源側へ電力供給できる。
【００２６】
さらに、図示省略するが、第１開閉部１４ａのみを閉路状態に他の開閉部を開路状態にすることで、電源側端子１５ａと負荷側端子１５ｂを導通させるとともに、自動電圧調整器１１を配電系統１３から切り離すことができる。これにより、自動電圧調整器１１に対する保守点検等を行うことができる。
【００２７】
本実施形態の電圧調整器用逆送切換装置１０を用いることで、自動電圧調整器１１は、逆送電時においても順送電時と全く同じタップ数・タップ値を備えた構成となる。そして、逆送電時におけるタップ切換による電圧の制御は、既存のＶＴ（計器用変圧器）、ＣＴ（変流器）より得られる一次側の電圧・電流情報を用いて制御する構成とでき、特別なセンサや制御回路を追加することなく逆送電時の電圧制御を行うことができるとともに、係る逆送電時の電圧制御効果は順送電時の制御効果と同程度となる。
【００２８】
上記の各開閉部１４ａ〜１４ｅは、それぞれ独立して開閉の切換を手動あるいは自動で行うことのできる各種の構成をとることができる。たとえば、特許文献１に示す開閉器は、本実施形態の第１から第３開閉部を備えているので、係る開閉器に所定の端子間を接続可能に第４開閉部と第５開閉部を配置するようにしてもよいが、本実施形態では、各開閉部の開閉の切換制御を一括して同一タイミングで行うようにしている。
【００２９】
さらに、自動電圧調整器１１は、自己への潮流を監視する手段（６７リレー（方向継電器））を設けている。これは、従来方式のものでは、自動電圧調整器に逆向きの電流が流れた場合、タップ位置を切り換えて素通し状態（変圧しない）にする制御を行う。そこで、本実施形態では、係る潮流を監視する手段の出力に基づき、各開閉部の開閉の切換を制御し、順送電時と逆送電時のそれぞれの状態でいずれも自動電圧調整器１１に対して一次側から電流が流れるようにするのを自動的に行うことができる。
【００３０】
そして、具体的には、ロータリー型接点構造の開閉装置を用い、接点を回転させることで、順送電時の順送電モードと、逆送電時の逆送電モードと、自動電圧調整器１１を配電系統から切り離すバイパスモードを適宜に切り換えることができるようにしている。すなわち、図３，図４に示すように、電圧調整器用逆送切換装置１０は、矩形状のケース２０に内蔵された回転軸２１に対し、第１回転板２２と第２回転板２３を取り付け、その第１回転板２２と第２回転板２３が、ケース１０の４角にそれぞれ配置される各端子１５ａ〜１５ｄに接触するように構成される。これらの各端子は、図３に示すように、電源側端子１５ａと負荷側端子１５ｂが対角線上に配置され、一次側端子１５ｃと二次側端子１５ｄが別の対角線上に配置される。換言すると、電源側端子１５ａと負荷側端子１５ｂとを結ぶ線と、一次側端子１５ｃと二次側端子１５ｄとを結ぶ線が、直交するように配置される。なお、本発明では、必ずしも直交するように配置される必要はなく、それらの結ぶ線が所定角度（非直角）で交差する場合には、各回転板２２，２３に形成する導体部の形成領域を適宜に修正設定することで対応できる。
【００３１】
さらに、各端子１５ａ〜１５ｄのケース２０側の先端１５ａ′〜１５ｄ′は、二股状に分岐し、それぞれの先端接点（図４では電源側端子１５ａの先端接点１５ａ′と、負荷側端子１５ｂの先端接点１５ｂ′を示す）が、第１回転板２２と第２回転板２３に接触し、回転板の導体部に接触すると、その導体部と先端接点ひいては端子とが導通状態になるようにしている。
【００３２】
回転軸２１は、ケース２０内に実装される操作機構部２４によりその回転が制御される。操作機構部２４は、サーボモータ等の回転角度を制御可能な駆動モータと、その駆動モータの回転を制御する制御部と、を備えている。制御部は、自動電圧調整器１１から送られてくる現在の状態（順送電（順方向の潮流）ＯＲ逆送電（逆方向の潮流））を示す信号に基づき、モードの切換の要否を判断し、モード切換が必要な場合には、回転軸２１を所定角度回転することで、各開閉部１４ａ〜１４ｅの開閉状態を所望の状態に切り換える（所定の端子（１５ａ〜１５ｄ）同士を導通状態にする）。
【００３３】
第１回転板２２は、図３（ｂ）に示すように、リング状の支持プレート２２ａを十字状に延びる帯状の連結アーム２２ｂにて回転軸２１に連結する。支持プレート２２ａには、円周に沿って２カ所に導体部（第１導体部２２ｃ，第２導体部２２ｄ）が取り付けられて一体化される。第１導体部２２ｃと第２導体部２２ｄは、支持プレート２２ａの取り付け面と平行な平面が円弧状となり、それら第１導体部２２ｃと第２導体部２２ｄとの間には、絶縁領域２２ｅが配置され、両導体部２２ｃ，２２ｄ同士は絶縁されている。この絶縁領域２２ｅは、実際にはＦＲＰなどの樹脂を用い、円板状の支持プレート２２ａの導体部取付面側の所定位置に凸部を一体成型することで形成される。絶縁領域２２ｅの表面と、第１，第２導体部２２ｃ，２２ｄの表面は面一にしている。
【００３４】
第１，第２導体部２２ｃ，２２ｄの形成位置は、隣接する２つの端子が１つの導体部に接続してその導体部を介して当該隣接する２つの端子が導通し、他の２つの端子とは非導通の状態となる（３つの端子が同時に１つの導体部に接触することはない）とともに、さらに、４つの導体部が、それぞれ導体部２２ｃ，２２ｄと２つの絶縁領域２２ｅ上に１つずつ存在し、第１回転板２２を介しては全ての導体部が相互に非導通の状態をとれるように設定される。
【００３５】
図３（ａ）では、電源側端子１５ａと一次側端子１５ｃとが第１導体部２２ｃを介して導通し、負荷側端子１５ｂと二次側端子１５ｄとは第２導体部２２ｄを介して導通する。このとき、電源側端子１５ａと一次側端子１５ｃのペアと、負荷側端子１５ｂと二次側端子１５ｄのペアの間では、非導通の状態となる。この状態は、第２開閉部１４ｂと第３開閉部１４ｃが閉路状態になったことを意味する。
【００３６】
また、図９（ａ）等では、負荷側端子１５ｂと一次側端子１５ｃとは第１導体部２２ｃを介して導通し、電源側端子１５ａと二次側端子１５ｄとが第２導体部２２ｄを介して導通した状態となる。この状態は、第４開閉部１４ｄと第５開閉部１４ｅが閉路状態になったことを意味する。
もちろん、第１回転板２２の回転角度を変えることで、隣接する端子同士の導通を、上記とは逆の導体部を用いてとることもできる。
【００３７】
さらに、図８（ａ）に示すように、電源側端子１５ａと、負荷側端子１５ｂは、それぞれ別々の絶縁領域２２ｅに位置し、一次側端子１５ｃは第１導体部２２ｃと接触し、二次側端子１５ｄは第２導体部２２ｄと接触する状態をとれる。この状態では、第１回転板２２では全ての開閉部が開路状態となる。なお、後述するように、第２回転板２３を介して電源側端子１５ａと負荷側端子１５ｂとは導通されるので、実際には、第１開閉部１４ａはその第２回転板２３によって閉路状態になる。
【００３８】
一方、第２回転板２３は、径方向反対側に配置される一対の円弧状の第３導体部２３ａを備えている。また、この第３導体部２３ａ同士は、帯状の導体プレート２３ｂにより導通されている。実際には、それら２つの第３導体部２３ａと導体プレート２３ｂを一体に形成する。導体プレート２３ｂには、中心に貫通孔を形成し、回転軸２１を装着する。なお、この回転軸と導体プレート２３ｂとの間は、所定の絶縁処理がなされている。なお、本実施形態では、一対の第３導体部２３ａ同士の導通を、第３導体部２３ａと一体形成した導体プレート２３ｂによりとるようにしているが、本発明はこれに限ることはなく、回転軸２１に取り付けられ、一対の第３導体部２３ａ同士を機械的に連結する部材は、第１回転板２２における連結アーム２２ｂのように樹脂等の絶縁部材で構成し、リード線その他の導通部材を用いて一対の第３導体部２３ａ同士を電気的に接続するようにしても良い。
【００３９】
また、第３導体部２３ａと、第１導体部２２ｃ及び第２導体部２２ｄの径は、等しくしている。これより、第１，第２回転板２２，２３を回転軸２１に取り付けた場合、両回転板２２，２３は互いに平行で、外周縁が一致するように配置される。さらに、第３導体部２３ａは、第１回転板２２の絶縁領域２２ｅと重なるとともに、第３導体部２３ａの周方向の両端は，それぞれ第１導体部２２ｃと第２導体部２２ｄに重なるようにしている。
【００４０】
また、この第２回転板２３も、好ましくは、第１回転板２２と同様に、リング状の支持プレート２３ｃを設け、この支持プレート２３ｃに第３導体部２３ａ，導体プレート２３ｂを装着するとともに、第３導体部２３ａが配置されていない支持プレート２３ｃの表面の絶縁領域２３ｄの表面と第３導体部２３ａの表面を面一にすることである。換言すると、支持プレート２３ｃの表面の第３導体部２３ａに対向する領域に、その第３導体部２３ａの外形状に符合する内形状の凹部２３ｅを設け、その凹部２３ｅに第３導体部２３ａを嵌め込む。このようにすると、各端子の先端接点が第３導体部２３ａと絶縁領域２３ｄとの境界部分を移動する際にも、その境界部分で段差がないのでスムーズに移動することができ、先端接点と第２回転板２３との間で大きな衝撃も発生せず、損傷が防止できる。
【００４１】
この一対の第３導体部２３ａは、図３に示すように、いずれの端子とも非接触の状態と、図７等に示すように、対向する端子（図７では電源側端子１５ａと負荷側端子１５ｂ）を導通させる状態を切り換えることができる。この図７に示す状態は、第１開閉部１４ａが閉路状態になったことを意味する。
【００４２】
回転軸２１を回転することで、第１回転板２２と第２回転板２３は同時に回転し、各同タイプ２２ｃ，２２ｄ，２３ａに接続する端子が切り換わることから、接点はロータリー式のスイッチを構成することになる。そして、かかる回転をさせることで、順送電モードと逆送電モードの切換等が行える。
【００４３】
次に、本実施形態の動作原理を説明する。図５以降は、順送電の状態から逆送電になった場合のモード切換を示している。まず、図５は、順送電時の状態を示している。図５（ａ）に示すように、電源側端子１５ａと一次側端子１５ｃとが、第１導体部２２ｃを介して導通し（第２開閉部１４ｂが閉路状態）、負荷側端子１５ｂと二次側端子１５ｄとが、第２導体部２２ｄを介して導通している（第３開閉部１４ｃが開路状態）。また、第２回転板２３の第３導体部２３ａは、いずれの端子１５ａ〜１５ｄとも非接触の状態となる。
【００４４】
これにより、図５（ｂ）に示すように、第２開閉部１４ｂ，第３開閉部１４ｃが閉路状態となり、他の開閉部１４ａ，１４ｄ，１４ｅは開路状態となる。よって、電源側端子１５ａからの電流は、第１導体部２２ｃ（第２開閉部１４ｂ）から一次側端子１５ｃを経由して自動電圧調整器１１の一次側に入力され、これに伴い、自動電圧調整器１１の二次側には、タップＴの位置に応じた電圧が発生する。この二次側に発生した電圧は、二次側端子１５ｄ→第２導体部２２ｄ（第３開閉部１４ｃ）→負荷側端子１５ｂを経由して負荷側に供給される。自動電圧調整器１１の機能により、タップＴの位置が適宜変更され、安定した電力供給が行える。
【００４５】
この順送電時において、自動電圧調整器１１内の６７リレーが逆送状態になったことを検知すると、図６（ｂ）に示すように自動電圧調整器１１が、素通し状態に切り換わる。つまり、タップＴの位置が基準位置に戻り、変圧しない状態になる。このとき、電圧調整器用逆送切換装置１０は、順送電時のまま保持される。よって、負荷側端子１５ｂから電圧調整器用逆送切換装置１０に流れ込んできた電流は、第２導体部２２ｄ（第３開閉部１４ｃ）から二次側端子１５ｄを経由して自動電圧調整器１１の二次側に流れ込む。素通し状態であるので、二次側の電圧がそのまま一次側の電圧として現れ、一次側端子１５ｃ→第１導体部２２ｃ（第２開閉部１４ｂ）→電源側端子１５ａを経由して電源側に供給される。これにより、自動電圧調整器１１を損傷することなく逆送状態を維持できる。これは、図１に示した装置を用いた逆送電時における動作と同じである。
【００４６】
次に本実施形態では、自動電圧調整器１１は、逆送電になり素通し状態に切り換わったことを電圧調整器用逆送切換装置１０（操作機構部２４）に通知する。そこで、係る通知を受けた操作機構部２４は、駆動モータを動作させて回転軸２１を回転させ（図６（ａ）中時計方向）、図７（ａ）に示すように、第１回転板２２側では、電源側端子１５ａと一次側端子１５ｃとが、第１導体部２２ｃを介して導通し（第２開閉部が閉路状態）、負荷側端子１５ｂと二次側端子１５ｄとが、第２導体部２２ｄを介して導通している（第３開閉部が開路状態）状態を維持しつつ、第２回転板２３側では電源側端子１５ａと負荷側端子１５ｂとが第３導体部２３ａを介して導通した状態（第１開閉部１４ａが閉路状態）にする。
【００４７】
これにより、図７（ｂ）に示すように、第１開閉部１４ａ，第２開閉部１４ｂ並びに第３開閉部１４ｃが閉路状態で、第４開閉部１４ｄ，第５開閉部１４ｅが開路状態となる。よって、負荷側端子１５ｂと電源側端子１５ａとの間は、ループ開路が構成され、直結された第３導体部２３ａ（第１開閉部１４ａ）を経由して電流が流れる。
【００４８】
次に、操作機構部２４は、さらに回転軸２１を回転させ、図８（ａ）に示すように、第３導体部２３ａによる電源側端子１５ａと負荷側端子１５ｂの導通状態を維持しつつ、第１回転板２２側では４つの端子１５ａ〜１５ｄをそれぞれ独立状態（非導通状態）にする。すると、図８（ｂ）に示すように、第１開閉部１４ａのみ閉路状態で、他の開閉部はいずれも開路状態となり、自動電圧調整器１１をバイパスした構成となる。
【００４９】
次いで、操作機構部２４は、さらに回転軸２１を回転させて、図９（ａ）に示すように、第３導体部２３ａによる電源側端子１５ａと負荷側端子１５ｂの導通状態を維持しつつ、負荷側端子１５ｂと一次側端子１５ｃとが、第１導体部２２ｃを介して導通し（第４開閉部１４ｄが閉路状態）、電源側端子１５ａと二次側端子１５ｄとが、第２導体部２２ｄを介して導通する（第５開閉部１４ｅが閉路状態）ように構成する。
【００５０】
すると、図９（ｂ）から明らかなように、負荷側端子１５ｂと電源側端子１５ａとの間は、直結された第３導体部２３ａ（第１開閉部１４ａ）を経由する通路と、負荷側端子１５ｂ→第１導体部２２ｃ（第４開閉部１４ｄ）→一次側端子１５ｃ→自動電圧調整器１１→二次側端子１５ｄ→第１導体部２２ｃ（第５開閉部１４ｅ）を経由して電源側端子１５ａに至る経路を備えたループ状となる。そして、この状態では、直結された第３導体部２３ａ（第１開閉部１４ａ）を経由して、負荷側端子１５ｂから電源側端子１５ａに電流が流れる。
【００５１】
次に、操作機構部２４は、さらに回転軸２１を回転させて、図１０（ａ）に示すように、第３導体部２３ａをいずれの端子１５ａ〜１５ｄと非接触の状態とする。このとき、負荷側端子１５ｂと一次側端子１５ｃとは第１導体部２２ｃを介して導通し（第４開閉部１４ｄが閉路状態）、電源側端子１５ａと二次側端子１５ｄとは第２導体部２２ｄを介して導通する（第５開閉部１４ｅが閉路状態）状態を維持する。
【００５２】
すると、図１０（ｂ）に示すように、第１開閉部１４ａが開路状態となり、負荷側端子１５ｂから電源側端子１５ａへ直接流れる経路が遮断されるため、負荷側端子１５ｂから電圧調整器用逆送切換装置１０に流れ込んできた電流は、第１導体部２２ｃ（第４開閉部１４ｄ）から一次側端子１５ｃを経由して自動電圧調整器１１の一次側に流れ込む。素通し状態であるので、一次側の電圧がそのまま二次側の電圧として現れ、二次側端子１５ｄ→第２導体部２２ｄ（第５開閉部１４ｅ）→電源側端子１５ａを経由して電源側に供給される。
【００５３】
このように負荷側端子１５ｂから流れ込んだ電流が、自動電圧調整器１１の一次側に入るので、通常の電圧調整ができ、二次側に出力される電圧が一定になるようにタップＴの位置が切換制御される（図１１参照）。
また、逆送電の状態から通常の順送電の状態に戻ったときには、上記と逆の手順をとることで、図５に示す順送電モードに復帰させることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 電圧調整器用逆送切換装置
１１ 自動電圧調整器
２０ ケース
２１ 回転軸
２２ 第１回転板
２２ｃ 第１導体部
２２ｄ 第２導体部
２３ 第２回転板
２３ａ 第３導体部
２４ 操作機構部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電線系統に電圧調整器を接続するための電圧調整器用逆送切換装置に関するもので、負荷側から電源側に流れる逆送電時でも、電圧調整器を用いて電圧調整できるようにするための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力の安定供給を図るため、配電線系統の途中に直列に自動電圧調整器（ＳＶＲ：Step Voltage Regulator）を配置した構成が採られている。この自動電圧調整器は、配電線の電圧降下を補償するため自動的に電圧調整器を構成する変圧器のタップを切り換え、電圧を調整するものである。
【０００３】
図１は、この自動電圧調整器を配電線の系統に接続する一形態を示している。図に示すように、自動電圧調整器１は、開閉器２を介して配電系統３に接続されている。開閉器２は、独立して動作する３つの手動式の開閉部４ａ，４ｂ，４ｃを備え、それら各開閉部４ａ，４ｂ，４ｃを適宜開閉することで、自動電圧調整器１をバイパスさせて点検，試験を行うことができるようになっている。
【０００４】
すなわち、開閉器２は、配電系統３の上流の電源側に接続される電源側端子２ａと、配電系統３の下流の負荷側に接続される負荷側端子２ｂと、自動電圧調整器１の一次側に接続される一次側端子２ｃと、自動電圧調整器１の二次側に接続される二次側端子２ｄを備え、各端子をそれぞれ所定の配電系統３並びに自動電圧調整器１に接続する。さらに開閉器２は、電源側端子２ａと負荷側端子２ｂとの間を第１開閉部４ａを介して接続し、第１開閉部４ａにより、両端子２ａ，２ｂ間を通電、遮断可能にしている。また、電源側端子２ａと一次側端子２ｃとを第２開閉部４ｂを介して接続し、負荷側端子２ｂと二次側端子２ｄとを第３開閉部４ｃを介して接続する。
【０００５】
そして、通常の運転時は、第１開閉部４ａを開路状態にするともに、第２，第３開閉部４ｂ，４ｃを閉路状態にする。これにより、図１（ａ）に示すように、電源側から負荷側に向かって電圧が供給される順送電の際は、電流は、電源側端子２ａから第２開閉部４ｂを経由して自動電圧調整器１の一次側に入力される。そして、自動電圧調整器１の二次側には、タップＴの位置に応じて調整された電圧が発生し、その電圧が、第３開閉部４ｃを経由して負荷側に供給される。
【０００６】
自動電圧調整器１の保守点検時は、第１開閉部４ａを閉路状態にするとともに、第２，第３開閉部４ｂ，４ｃを開路状態にすることで、自動電圧調整器１を配電線３から独立させ、負荷側への電力供給は第１開閉部４ａを経由して行える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開閉１１−５４０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、系統切換や、太陽光発電・熱併給発電（Co-generation）を初めとする分散電源の増加により、逆送・逆潮となるケースが増えつつある。上述した既存の自動電圧調整器１における電圧の調整（タップ切換）は、電流が一次側から二次側に流れることを前提としているため、図１（ｂ）に示すように、負荷側から電源側に電流が流れる逆送電の際には、二次側のタップＴの位置を一次側と同じ基準位置で固定し、自動電圧調整器１をスルー状態（変圧器で変圧をしない）としている。そのため、電圧の調整ができず、逆送電時の電圧の安定供給ができないという課題がある。
【０００９】
地球規模の温暖化防止策としての二酸化炭素の排出抑制のための太陽光や風力などの自然エネルギーの利用や、電力自由化に伴う自治体や企業の発電事業の参集に伴い、上記の逆送・逆潮となるケースは今後も継続、拡大することが予想されるため、二次側から一次側の電流が流れる際にも電圧調整が行えるといった逆送・逆潮対応の自動電圧調整器の開発は必要となっている。しかし、逆送・逆潮対応の自動電圧調整器は、多くの系統事象に対応させるために複雑な制御を必要とし、さらなる理論の確立などが必要となる。この制御の方法を確立するまでは逆送・逆潮対応の自動電圧調整器そのものの製品化や、標準仕様化を行うことはできない。さらに、既設の自動電圧調整器を、係る逆送・逆潮対応の自動電圧調整器に切り換えるのは、技術面のみならずコストの点からも大変であり、容易にできないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明は、（１）配電系統の電源側に接続される電源側端子と、前記配電系統の負荷側に接続される負荷側端子と、電圧調整器の一次側に接続される一次側端子と、前記電圧調整器の二次側に接続される二次側端子と、前記電源側端子と前記負荷側端子との間に配置される第１開閉部と、前記電源側端子と前記一次側端子との間に配置される第２開閉部と、前記負荷側端子と前記二次側端子との間に配置される第３開閉部と、前記負荷側端子と前記一次側端子との間に配置される第４開閉部と、前記電源側端子と前記二次側端子との間に配置される第５開閉部と、を備え、前記配電系統が順送電の際は、前記第２開閉部と前記第３開閉部を閉じるとともに、他の開閉部を開いた順送電モードにし、前記配電系統が逆送電の際は、前記第４開閉部と前記第５開閉部を閉じるとともに、他の開閉部を開いた逆送電モードにし、前記第１開閉部を閉じた状態で、他の開閉部の開閉を行い前記順送電モードと前記逆送電モードの切換を行うように構成した。
【００１１】
係る構成を採ると、逆送電モードの時は、負荷側端子から流れ込んだ電流は、第４開閉部から一次側端子を経由して電圧調整器の一次側に流すことができる。また、それに伴い電圧調整器の二次側に発生する所望の電圧に基づき、二次側端子から第５開閉部を経由して電源側端子から配電系統に電流を流すことができる。よって、逆送電時でも、電圧調整器に対しては、一次側から二次側の順方向に電流を流すことができ、電圧調整が可能となる。
【００１２】
（２）前記電圧調整器の一次側と二次側で変圧しない素通し状態で、前記第１開閉部を閉じて前記順送電モードと前記逆送電モードの切換を行うようにするとよい。一旦素通し状態にすることで、負荷側端子と電源側端子との間の電位差が０（ほぼ０）にすることができるため、その状態で第１開閉部を閉じても問題が無くなる。よって、順送電と逆送電の切り換えを素通し状態で行うことで、本装置に負荷開閉機能は必要なくなる。
【００１３】
（３）具体的な構成としては、前記電源側端子と前記負荷側端子とを結ぶ線と、前記一次側端子と前記二次側端子とを結ぶ線が交差するようにそれら４つの端子をケースに取付け、そのケース内には、回転軸に連結して一体に回転する第１回転体と第２回転体を設け、前記第１回転体は、前記回転軸と直交する回転平面内であって円周上の所定位置に第１導体部と第２導体部を有し、前記円周上には、前記４つの端子が、前記電源側端子，前記一次側端子，前記二次側端子，前記負荷側端子の順に配置され、前記第１導体部と第２導体部は、それぞれ前記第１回転体の回転に伴い、前記４つの端子のうちの第１回転体の回転方向で隣接する２つの端子に同時に接触してその隣接する２つの端子同士を導通させるとともに、他の２つの端子と非導通にする状態と、それら４つの端子を相互に非導通にする状態がとれるように設定され、前記第２回転体は、その回転位置により前記電源側端子と前記負荷側端子にそれぞれ同時に導通する状態と、非導通の状態をとる一対の第３導体部を備えるとともに、その一対の第３導体部同士が導通されるように構成され、かつ前記第３導体部の一部は、前記円周上であって、前記第１導体部並びに前記第２導体部の未形成領域に重なるように配置されるようにするとよい。このようにすると、回転軸を回転するだけで、上記の各開閉部の開閉の切換を適切に行える。
【００１４】
（４）前記第１回転体は、リング状の絶縁性の支持プレートを備え、その支持プレートの表面に前記第１導体部と前記第２導体部を取り付けるとともに、それら第１，第２導体部の表面と、その第１，第２導体部の未形成領域の表面が同一平面上に位置するように形成するとよい。
【００１５】
（５）前記第２回転体は、リング状の絶縁性の支持プレートを備え、その支持プレートの表面に前記第３導体部を取り付けるとともに、その第３導体部の表面と、その第３導体部の未形成領域の表面が同一平面上に位置するように形成するとよい。
【００１６】
上記の（４），（５）の発明によれば、各端子の接点が導体部から外れたり、接続される際に、導体部と導体部の未形成領域に段差が無いため、スムーズに行え、開閉の切換を繰り返し行うことに伴い生じる端子や導体部の摩耗・損傷等の発生を抑制できる。
【００１７】
（６）前記第２回転体は、径方向反対側に配置される一対の前記第３導体部と、それを連結する連結プレートを備え、その連結プレートを介して前記回転軸に取り付けられるようにするとよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、常に電圧調整器内部には電流が一次側から二次側に流れることとなるので、既存の電圧調整器に手を加えないか、最小限の改造で逆送（逆潮）の電圧調整に対応できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来例を示す図である。
【図２】本発明に係る電圧調整器用逆送切換装置の好適な一実施形態を示す回路図である。
【図３】その構成図である。
【図４】その構成図である。
【図５】作用を説明する図である。
【図６】作用を説明する図である。
【図７】作用を説明する図である。
【図８】作用を説明する図である。
【図９】作用を説明する図である。
【図１０】作用を説明する図である。
【図１１】作用を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図２は、本発明に係る電圧調整器用逆送切換装置の好適な一実施形態を示している。この電圧調整器用逆送切換装置１０は、自動電圧調整器（ＳＶＲ）１１を配電系統１３に直列に接続するとともに、配電系統１３に流れる電流が順送電時と逆送電時のいずれの時も自動電圧調整器１１にて電圧調整をできるようにするための装置である。
【００２１】
この電圧調整器用逆送切換装置１０は、配電系統１３の上流の電源側に接続される電源側端子１５ａと、配電系統１３の下流の負荷側に接続される負荷側端子１５ｂと、自動電圧調整器１１の一次側に接続される一次側端子１５ｃと、自動電圧調整器１１の二次側に接続される二次側端子１５ｄを備え、各端子をそれぞれ所定の配電系統１３並びに自動電圧調整器１１に接続する。図では１相分を示しており、実際には、３相のため係る構成が３相分併設される。これは、以下の説明も同様である。
【００２２】
さらに電圧調整器用逆送切換装置１０は、電源側端子１５ａと負荷側端子１５ｂとの間を第１開閉部１４ａを介して接続し、第１開閉部１４ａを開閉することで、両端子１５ａ，１５ｂ間を通電、遮断可能にしている。また、電源側端子１５ａと一次側端子１５ｃとを第２開閉部１４ｂを介して接続し、負荷側端子１５ｂと二次側端子１５ｄとを第３開閉部１４ｃを介して接続する。さらに本実施形態では、負荷側端子１５ｂと一次側端子１５ｃとを第４開閉部１４ｄを介して接続し、電源側端子１５ａと二次側端子１５ｄとを第５開閉部１４ｅを介して接続する。
【００２３】
このように５つの開閉部を適宜位置に配置し、それらの開閉を制御することで、配電系統（高圧系統）の送電方向が変化しても自動電圧調整器１１内部に流れ込む電流の向きを同じにすることができる。つまり、自動電圧調整器１１には、常に一次側から電流が流れ込むので、順送電時と逆送電時のいずれの場合も、タップＴの位置を適宜切り換えることで、二次側の電圧が一定になるように調整できる。
【００２４】
すなわち、図２（ａ）に示すように、順送電時は、第１開閉部１４ａと第４開閉部１４ｄと第５開閉部１４ｅとを開路状態にすると共に、第２開閉部１４ｂと第３開閉部１４ｃとを閉路状態にする。これにより、電源側端子１５ａと一次側端子１５ｃとが導通状態になり、また、負荷側端子１５ｂと二次側端子１５ｄとが導通状態となる。よって、電源側端子１５ａ側から電圧調整器用逆送切換装置１０内に流れ込んできた電流は、第２開閉部１４ｂを経由して一次側端子１５ｃに至り、自動電圧調整器１１の一次側に流れ込む。これにより、自動電圧調整器１１の一次側には、所望の電圧が印加され、二次側にはタップＴの位置に応じた所望の電圧が発生するので、その発生した電圧に基づく電流が、二次側端子１５ｄ→第３開閉部１４ｃ→負荷側端子１５ｂの順に流れ、負荷側へ電力供給できる。この順送電時の機能・作用は、基本的に図１に示したものと同様の構成を採ることができる。
【００２５】
一方、図２（ｂ）に示すように、逆送電時は、第１開閉部１４ａと第２開閉部１４ｂと第３開閉部１４ｃとを開路状態にすると共に、第４開閉部１４ｄと第５開閉部１４ｅとを閉路状態にする。これにより、電源側端子１５ａと二次側端子１５ｄとが導通状態になり、また、負荷側端子１５ｂと一次側端子１５ｃとが導通状態となる。よって、負荷側端子１５ｂ側から電圧調整器用逆送切換装置１０内に流れ込んできた電流は、第４開閉部１４ｄを経由して一次側端子１５ｃに至り、自動電圧調整器１１の一次側に流れ込む。これにより、自動電圧調整器１１の一次側には、所望の電圧が印加され、二次側にはタップＴの位置に応じた所望の電圧が発生するので、その発生した電圧に基づく電流が、二次側端子１５ｄ→第５開閉部１４ｅ→電源側端子１５ａの順に流れ、電源側へ電力供給できる。
【００２６】
さらに、図示省略するが、第１開閉部１４ａのみを閉路状態に他の開閉部を開路状態にすることで、電源側端子１５ａと負荷側端子１５ｂを導通させるとともに、自動電圧調整器１１を配電系統１３から切り離すことができる。これにより、自動電圧調整器１１に対する保守点検等を行うことができる。
【００２７】
本実施形態の電圧調整器用逆送切換装置１０を用いることで、自動電圧調整器１１は、逆送電時においても順送電時と全く同じタップ数・タップ値を備えた構成となる。そして、逆送電時におけるタップ切換による電圧の制御は、既存のＶＴ（計器用変圧器）、ＣＴ（変流器）より得られる一次側の電圧・電流情報を用いて制御する構成とでき、特別なセンサや制御回路を追加することなく逆送電時の電圧制御を行うことができるとともに、係る逆送電時の電圧制御効果は順送電時の制御効果と同程度となる。
【００２８】
上記の各開閉部１４ａ〜１４ｅは、それぞれ独立して開閉の切換を手動あるいは自動で行うことのできる各種の構成をとることができる。たとえば、特許文献１に示す開閉器は、本実施形態の第１から第３開閉部を備えているので、係る開閉器に所定の端子間を接続可能に第４開閉部と第５開閉部を配置するようにしてもよいが、本実施形態では、各開閉部の開閉の切換制御を一括して同一タイミングで行うようにしている。
【００２９】
さらに、自動電圧調整器１１は、自己への潮流を監視する手段（６７リレー（方向継電器））を設けている。これは、従来方式のものでは、自動電圧調整器に逆向きの電流が流れた場合、タップ位置を切り換えて素通し状態（変圧しない）にする制御を行う。そこで、本実施形態では、係る潮流を監視する手段の出力に基づき、各開閉部の開閉の切換を制御し、順送電時と逆送電時のそれぞれの状態でいずれも自動電圧調整器１１に対して一次側から電流が流れるようにするのを自動的に行うことができる。
【００３０】
そして、具体的には、ロータリー型接点構造の開閉装置を用い、接点を回転させることで、順送電時の順送電モードと、逆送電時の逆送電モードと、自動電圧調整器１１を配電系統から切り離すバイパスモードを適宜に切り換えることができるようにしている。すなわち、図３，図４に示すように、電圧調整器用逆送切換装置１０は、矩形状のケース２０に内蔵された回転軸２１に対し、第１回転板２２と第２回転板２３を取り付け、その第１回転板２２と第２回転板２３が、ケース１０の４角にそれぞれ配置される各端子１５ａ〜１５ｄに接触するように構成される。これらの各端子は、図３に示すように、電源側端子１５ａと負荷側端子１５ｂが対角線上に配置され、一次側端子１５ｃと二次側端子１５ｄが別の対角線上に配置される。換言すると、電源側端子１５ａと負荷側端子１５ｂとを結ぶ線と、一次側端子１５ｃと二次側端子１５ｄとを結ぶ線が、直交するように配置される。なお、本発明では、必ずしも直交するように配置される必要はなく、それらの結ぶ線が所定角度（非直角）で交差する場合には、各回転板２２，２３に形成する導体部の形成領域を適宜に修正設定することで対応できる。
【００３１】
さらに、各端子１５ａ〜１５ｄのケース２０側の先端１５ａ′〜１５ｄ′は、二股状に分岐し、それぞれの先端接点（図４では電源側端子１５ａの先端接点１５ａ′と、負荷側端子１５ｂの先端接点１５ｂ′を示す）が、第１回転板２２と第２回転板２３に接触し、回転板の導体部に接触すると、その導体部と先端接点ひいては端子とが導通状態になるようにしている。
【００３２】
回転軸２１は、ケース２０内に実装される操作機構部２４によりその回転が制御される。操作機構部２４は、サーボモータ等の回転角度を制御可能な駆動モータと、その駆動モータの回転を制御する制御部と、を備えている。制御部は、自動電圧調整器１１から送られてくる現在の状態（順送電（順方向の潮流）ＯＲ逆送電（逆方向の潮流））を示す信号に基づき、モードの切換の要否を判断し、モード切換が必要な場合には、回転軸２１を所定角度回転することで、各開閉部１４ａ〜１４ｅの開閉状態を所望の状態に切り換える（所定の端子（１５ａ〜１５ｄ）同士を導通状態にする）。
【００３３】
第１回転板２２は、図３（ｂ）に示すように、リング状の支持プレート２２ａを十字状に延びる帯状の連結アーム２２ｂにて回転軸２１に連結する。支持プレート２２ａには、円周に沿って２カ所に導体部（第１導体部２２ｃ，第２導体部２２ｄ）が取り付けられて一体化される。第１導体部２２ｃと第２導体部２２ｄは、支持プレート２２ａの取り付け面と平行な平面が円弧状となり、それら第１導体部２２ｃと第２導体部２２ｄとの間には、絶縁領域２２ｅが配置され、両導体部２２ｃ，２２ｄ同士は絶縁されている。この絶縁領域２２ｅは、実際にはＦＲＰなどの樹脂を用い、円板状の支持プレート２２ａの導体部取付面側の所定位置に凸部を一体成型することで形成される。絶縁領域２２ｅの表面と、第１，第２導体部２２ｃ，２２ｄの表面は面一にしている。
【００３４】
第１，第２導体部２２ｃ，２２ｄの形成位置は、隣接する２つの端子が１つの導体部に接続してその導体部を介して当該隣接する２つの端子が導通し、他の２つの端子とは非導通の状態となる（３つの端子が同時に１つの導体部に接触することはない）とともに、さらに、４つの導体部が、それぞれ導体部２２ｃ，２２ｄと２つの絶縁領域２２ｅ上に１つずつ存在し、第１回転板２２を介しては全ての導体部が相互に非導通の状態をとれるように設定される。
【００３５】
図３（ａ）では、電源側端子１５ａと一次側端子１５ｃとが第１導体部２２ｃを介して導通し、負荷側端子１５ｂと二次側端子１５ｄとは第２導体部２２ｄを介して導通する。このとき、電源側端子１５ａと一次側端子１５ｃのペアと、負荷側端子１５ｂと二次側端子１５ｄのペアの間では、非導通の状態となる。この状態は、第２開閉部１４ｂと第３開閉部１４ｃが閉路状態になったことを意味する。
【００３６】
また、図９（ａ）等では、負荷側端子１５ｂと一次側端子１５ｃとは第１導体部２２ｃを介して導通し、電源側端子１５ａと二次側端子１５ｄとが第２導体部２２ｄを介して導通した状態となる。この状態は、第４開閉部１４ｄと第５開閉部１４ｅが閉路状態になったことを意味する。
もちろん、第１回転板２２の回転角度を変えることで、隣接する端子同士の導通を、上記とは逆の導体部を用いてとることもできる。
【００３７】
さらに、図８（ａ）に示すように、電源側端子１５ａと、負荷側端子１５ｂは、それぞれ別々の絶縁領域２２ｅに位置し、一次側端子１５ｃは第１導体部２２ｃと接触し、二次側端子１５ｄは第２導体部２２ｄと接触する状態をとれる。この状態では、第１回転板２２では全ての開閉部が開路状態となる。なお、後述するように、第２回転板２３を介して電源側端子１５ａと負荷側端子１５ｂとは導通されるので、実際には、第１開閉部１４ａはその第２回転板２３によって閉路状態になる。
【００３８】
一方、第２回転板２３は、径方向反対側に配置される一対の円弧状の第３導体部２３ａを備えている。また、この第３導体部２３ａ同士は、帯状の導体プレート２３ｂにより導通されている。実際には、それら２つの第３導体部２３ａと導体プレート２３ｂを一体に形成する。導体プレート２３ｂには、中心に貫通孔を形成し、回転軸２１を装着する。なお、この回転軸と導体プレート２３ｂとの間は、所定の絶縁処理がなされている。なお、本実施形態では、一対の第３導体部２３ａ同士の導通を、第３導体部２３ａと一体形成した導体プレート２３ｂによりとるようにしているが、本発明はこれに限ることはなく、回転軸２１に取り付けられ、一対の第３導体部２３ａ同士を機械的に連結する部材は、第１回転板２２における連結アーム２２ｂのように樹脂等の絶縁部材で構成し、リード線その他の導通部材を用いて一対の第３導体部２３ａ同士を電気的に接続するようにしても良い。
【００３９】
また、第３導体部２３ａと、第１導体部２２ｃ及び第２導体部２２ｄの径は、等しくしている。これより、第１，第２回転板２２，２３を回転軸２１に取り付けた場合、両回転板２２，２３は互いに平行で、外周縁が一致するように配置される。さらに、第３導体部２３ａは、第１回転板２２の絶縁領域２２ｅと重なるとともに、第３導体部２３ａの周方向の両端は，それぞれ第１導体部２２ｃと第２導体部２２ｄに重なるようにしている。
【００４０】
また、この第２回転板２３も、好ましくは、第１回転板２２と同様に、リング状の支持プレート２３ｃを設け、この支持プレート２３ｃに第３導体部２３ａ，導体プレート２３ｂを装着するとともに、第３導体部２３ａが配置されていない支持プレート２３ｃの表面の絶縁領域２３ｄの表面と第３導体部２３ａの表面を面一にすることである。換言すると、支持プレート２３ｃの表面の第３導体部２３ａに対向する領域に、その第３導体部２３ａの外形状に符合する内形状の凹部２３ｅを設け、その凹部２３ｅに第３導体部２３ａを嵌め込む。このようにすると、各端子の先端接点が第３導体部２３ａと絶縁領域２３ｄとの境界部分を移動する際にも、その境界部分で段差がないのでスムーズに移動することができ、先端接点と第２回転板２３との間で大きな衝撃も発生せず、損傷が防止できる。
【００４１】
この一対の第３導体部２３ａは、図３に示すように、いずれの端子とも非接触の状態と、図７等に示すように、対向する端子（図７では電源側端子１５ａと負荷側端子１５ｂ）を導通させる状態を切り換えることができる。この図７に示す状態は、第１開閉部１４ａが閉路状態になったことを意味する。
【００４２】
回転軸２１を回転することで、第１回転板２２と第２回転板２３は同時に回転し、各同タイプ２２ｃ，２２ｄ，２３ａに接続する端子が切り換わることから、接点はロータリー式のスイッチを構成することになる。そして、かかる回転をさせることで、順送電モードと逆送電モードの切換等が行える。
【００４３】
次に、本実施形態の動作原理を説明する。図５以降は、順送電の状態から逆送電になった場合のモード切換を示している。まず、図５は、順送電時の状態を示している。図５（ａ）に示すように、電源側端子１５ａと一次側端子１５ｃとが、第１導体部２２ｃを介して導通し（第２開閉部１４ｂが閉路状態）、負荷側端子１５ｂと二次側端子１５ｄとが、第２導体部２２ｄを介して導通している（第３開閉部１４ｃが開路状態）。また、第２回転板２３の第３導体部２３ａは、いずれの端子１５ａ〜１５ｄとも非接触の状態となる。
【００４４】
これにより、図５（ｂ）に示すように、第２開閉部１４ｂ，第３開閉部１４ｃが閉路状態となり、他の開閉部１４ａ，１４ｄ，１４ｅは開路状態となる。よって、電源側端子１５ａからの電流は、第１導体部２２ｃ（第２開閉部１４ｂ）から一次側端子１５ｃを経由して自動電圧調整器１１の一次側に入力され、これに伴い、自動電圧調整器１１の二次側には、タップＴの位置に応じた電圧が発生する。この二次側に発生した電圧は、二次側端子１５ｄ→第２導体部２２ｄ（第３開閉部１４ｃ）→負荷側端子１５ｂを経由して負荷側に供給される。自動電圧調整器１１の機能により、タップＴの位置が適宜変更され、安定した電力供給が行える。
【００４５】
この順送電時において、自動電圧調整器１１内の６７リレーが逆送状態になったことを検知すると、図６（ｂ）に示すように自動電圧調整器１１が、素通し状態に切り換わる。つまり、タップＴの位置が基準位置に戻り、変圧しない状態になる。このとき、電圧調整器用逆送切換装置１０は、順送電時のまま保持される。よって、負荷側端子１５ｂから電圧調整器用逆送切換装置１０に流れ込んできた電流は、第２導体部２２ｄ（第３開閉部１４ｃ）から二次側端子１５ｄを経由して自動電圧調整器１１の二次側に流れ込む。素通し状態であるので、二次側の電圧がそのまま一次側の電圧として現れ、一次側端子１５ｃ→第１導体部２２ｃ（第２開閉部１４ｂ）→電源側端子１５ａを経由して電源側に供給される。これにより、自動電圧調整器１１を損傷することなく逆送状態を維持できる。これは、図１に示した装置を用いた逆送電時における動作と同じである。
【００４６】
次に本実施形態では、自動電圧調整器１１は、逆送電になり素通し状態に切り換わったことを電圧調整器用逆送切換装置１０（操作機構部２４）に通知する。そこで、係る通知を受けた操作機構部２４は、駆動モータを動作させて回転軸２１を回転させ（図６（ａ）中時計方向）、図７（ａ）に示すように、第１回転板２２側では、電源側端子１５ａと一次側端子１５ｃとが、第１導体部２２ｃを介して導通し（第２開閉部が閉路状態）、負荷側端子１５ｂと二次側端子１５ｄとが、第２導体部２２ｄを介して導通している（第３開閉部が開路状態）状態を維持しつつ、第２回転板２３側では電源側端子１５ａと負荷側端子１５ｂとが第３導体部２３ａを介して導通した状態（第１開閉部１４ａが閉路状態）にする。
【００４７】
これにより、図７（ｂ）に示すように、第１開閉部１４ａ，第２開閉部１４ｂ並びに第３開閉部１４ｃが閉路状態で、第４開閉部１４ｄ，第５開閉部１４ｅが開路状態となる。よって、負荷側端子１５ｂと電源側端子１５ａとの間は、ループ開路が構成され、直結された第３導体部２３ａ（第１開閉部１４ａ）を経由して電流が流れる。
【００４８】
次に、操作機構部２４は、さらに回転軸２１を回転させ、図８（ａ）に示すように、第３導体部２３ａによる電源側端子１５ａと負荷側端子１５ｂの導通状態を維持しつつ、第１回転板２２側では４つの端子１５ａ〜１５ｄをそれぞれ独立状態（非導通状態）にする。すると、図８（ｂ）に示すように、第１開閉部１４ａのみ閉路状態で、他の開閉部はいずれも開路状態となり、自動電圧調整器１１をバイパスした構成となる。
【００４９】
次いで、操作機構部２４は、さらに回転軸２１を回転させて、図９（ａ）に示すように、第３導体部２３ａによる電源側端子１５ａと負荷側端子１５ｂの導通状態を維持しつつ、負荷側端子１５ｂと一次側端子１５ｃとが、第１導体部２２ｃを介して導通し（第４開閉部１４ｄが閉路状態）、電源側端子１５ａと二次側端子１５ｄとが、第２導体部２２ｄを介して導通する（第５開閉部１４ｅが閉路状態）ように構成する。
【００５０】
すると、図９（ｂ）から明らかなように、負荷側端子１５ｂと電源側端子１５ａとの間は、直結された第３導体部２３ａ（第１開閉部１４ａ）を経由する通路と、負荷側端子１５ｂ→第１導体部２２ｃ（第４開閉部１４ｄ）→一次側端子１５ｃ→自動電圧調整器１１→二次側端子１５ｄ→第１導体部２２ｃ（第５開閉部１４ｅ）を経由して電源側端子１５ａに至る経路を備えたループ状となる。そして、この状態では、直結された第３導体部２３ａ（第１開閉部１４ａ）を経由して、負荷側端子１５ｂから電源側端子１５ａに電流が流れる。
【００５１】
次に、操作機構部２４は、さらに回転軸２１を回転させて、図１０（ａ）に示すように、第３導体部２３ａをいずれの端子１５ａ〜１５ｄと非接触の状態とする。このとき、負荷側端子１５ｂと一次側端子１５ｃとは第１導体部２２ｃを介して導通し（第４開閉部１４ｄが閉路状態）、電源側端子１５ａと二次側端子１５ｄとは第２導体部２２ｄを介して導通する（第５開閉部１４ｅが閉路状態）状態を維持する。
【００５２】
すると、図１０（ｂ）に示すように、第１開閉部１４ａが開路状態となり、負荷側端子１５ｂから電源側端子１５ａへ直接流れる経路が遮断されるため、負荷側端子１５ｂから電圧調整器用逆送切換装置１０に流れ込んできた電流は、第１導体部２２ｃ（第４開閉部１４ｄ）から一次側端子１５ｃを経由して自動電圧調整器１１の一次側に流れ込む。素通し状態であるので、一次側の電圧がそのまま二次側の電圧として現れ、二次側端子１５ｄ→第２導体部２２ｄ（第５開閉部１４ｅ）→電源側端子１５ａを経由して電源側に供給される。
【００５３】
このように負荷側端子１５ｂから流れ込んだ電流が、自動電圧調整器１１の一次側に入るので、通常の電圧調整ができ、二次側に出力される電圧が一定になるようにタップＴの位置が切換制御される（図１１参照）。
また、逆送電の状態から通常の順送電の状態に戻ったときには、上記と逆の手順をとることで、図５に示す順送電モードに復帰させることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 電圧調整器用逆送切換装置
１１ 自動電圧調整器
２０ ケース
２１ 回転軸
２２ 第１回転板
２２ｃ 第１導体部
２２ｄ 第２導体部
２３ 第２回転板
２３ａ 第３導体部
２４ 操作機構部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電系統の電源側に接続される電源側端子と、
前記配電系統の負荷側に接続される負荷側端子と、
電圧調整器の一次側に接続される一次側端子と、
前記電圧調整器の二次側に接続される二次側端子と、
前記電源側端子と前記負荷側端子との間に配置される第１開閉部と、
前記電源側端子と前記一次側端子との間に配置される第２開閉部と、
前記負荷側端子と前記二次側端子との間に配置される第３開閉部と、
前記負荷側端子と前記一次側端子との間に配置される第４開閉部と、
前記電源側端子と前記二次側端子との間に配置される第５開閉部と、
を備え、
前記配電系統が順送電の際は、前記第２開閉部と前記第３開閉部を閉じるとともに、他の開閉部を開いた順送電モードにし、
前記配電系統が逆送電の際は、前記第４開閉部と前記第５開閉部を閉じるとともに、他の開閉部を開いた逆送電モードにし、
前記第１開閉部を閉じた状態で、他の開閉部の開閉を行い前記順送電モードと前記逆送電モードの切換を行うように構成することを特徴とする電圧調整器用逆送切換装置。
【請求項２】
前記電圧調整器の一次側と二次側で変圧しない素通し状態で、前記第１開閉部を閉じて前記順送電モードと前記逆送電モードの切換を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電圧調整器用逆送切換装置。
【請求項３】
前記電源側端子と前記負荷側端子とを結ぶ線と、前記一次側端子と前記二次側端子とを結ぶ線が交差するようにそれら４つの端子をケースに取付け、
そのケース内には、回転軸に連結して一体に回転する第１回転体と第２回転体を設け、
前記第１回転体は、前記回転軸と直交する回転平面内であって円周上の所定位置に第１導体部と第２導体部を有し、
前記円周上には、前記４つの端子が、前記電源側端子，前記一次側端子，前記二次側端子，前記負荷側端子の順に配置され、前記第１導体部と第２導体部は、それぞれ前記第１回転体の回転に伴い、前記４つの端子のうちの第１回転体の回転方向で隣接する２つの端子に同時に接触してその隣接する２つの端子同士を導通させるとともに、他の２つの端子と非導通にする状態と、それら４つの端子を相互に非導通にする状態がとれるように設定され、
前記第２回転体は、その回転位置により前記電源側端子と前記負荷側端子にそれぞれ同時に導通する状態と、非導通の状態をとる一対の第３導体部を備えるとともに、その一対の第３導体部同士が導通されるように構成され、
かつ前記第３導体部の一部は、前記円周上であって、前記第１導体部並びに前記第２導体部の未形成領域に重なるように配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の電圧調整器用逆送切換装置。
【請求項４】
前記第１回転体は、リング状の絶縁性の支持プレートを備え、その支持プレートの表面に前記第１導体部と前記第２導体部を取り付けるとともに、それら第１，第２導体部の表面と、その第１，第２導体部の未形成領域の表面が同一平面上に位置するように形成したことを特徴とする請求項３に記載の電圧調整器用逆送切換装置。
【請求項５】
前記第２回転体は、リング状の絶縁性の支持プレートを備え、その支持プレートの表面に前記第３導体部を取り付けるとともに、その第３導体部の表面と、その第３導体部の未形成領域の表面が同一平面上に位置するように形成したことを特徴とする請求項３または４に記載の電圧調整器用逆送切換装置。
【請求項６】
前記第２回転体は、径方向反対側に配置される一対の前記第３導体部と、それを連結する連結プレートを備え、その連結プレートを介して前記回転軸に取り付けられることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の電圧調整器用逆送切換装置。
【請求項１】
配電系統の電源側に接続される電源側端子と、
前記配電系統の負荷側に接続される負荷側端子と、
電圧調整器の一次側に接続される一次側端子と、
前記電圧調整器の二次側に接続される二次側端子と、
前記電源側端子と前記負荷側端子との間に配置される第１開閉部と、
前記電源側端子と前記一次側端子との間に配置される第２開閉部と、
前記負荷側端子と前記二次側端子との間に配置される第３開閉部と、
前記負荷側端子と前記一次側端子との間に配置される第４開閉部と、
前記電源側端子と前記二次側端子との間に配置される第５開閉部と、
を備え、
前記配電系統が順送電の際は、前記第２開閉部と前記第３開閉部を閉じるとともに、他の開閉部を開いた順送電モードにし、
前記配電系統が逆送電の際は、前記第４開閉部と前記第５開閉部を閉じるとともに、他の開閉部を開いた逆送電モードにし、
前記第１開閉部を閉じた状態で、他の開閉部の開閉を行い前記順送電モードと前記逆送電モードの切換を行うように構成することを特徴とする電圧調整器用逆送切換装置。
【請求項２】
前記電圧調整器の一次側と二次側で変圧しない素通し状態で、前記第１開閉部を閉じて前記順送電モードと前記逆送電モードの切換を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電圧調整器用逆送切換装置。
【請求項３】
前記電源側端子と前記負荷側端子とを結ぶ線と、前記一次側端子と前記二次側端子とを結ぶ線が交差するようにそれら４つの端子をケースに取付け、
そのケース内には、回転軸に連結して一体に回転する第１回転体と第２回転体を設け、
前記第１回転体は、前記回転軸と直交する回転平面内であって円周上の所定位置に第１導体部と第２導体部を有し、
前記円周上には、前記４つの端子が、前記電源側端子，前記一次側端子，前記二次側端子，前記負荷側端子の順に配置され、前記第１導体部と第２導体部は、それぞれ前記第１回転体の回転に伴い、前記４つの端子のうちの第１回転体の回転方向で隣接する２つの端子に同時に接触してその隣接する２つの端子同士を導通させるとともに、他の２つの端子と非導通にする状態と、それら４つの端子を相互に非導通にする状態がとれるように設定され、
前記第２回転体は、その回転位置により前記電源側端子と前記負荷側端子にそれぞれ同時に導通する状態と、非導通の状態をとる一対の第３導体部を備えるとともに、その一対の第３導体部同士が導通されるように構成され、
かつ前記第３導体部の一部は、前記円周上であって、前記第１導体部並びに前記第２導体部の未形成領域に重なるように配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の電圧調整器用逆送切換装置。
【請求項４】
前記第１回転体は、リング状の絶縁性の支持プレートを備え、その支持プレートの表面に前記第１導体部と前記第２導体部を取り付けるとともに、それら第１，第２導体部の表面と、その第１，第２導体部の未形成領域の表面が同一平面上に位置するように形成したことを特徴とする請求項３に記載の電圧調整器用逆送切換装置。
【請求項５】
前記第２回転体は、リング状の絶縁性の支持プレートを備え、その支持プレートの表面に前記第３導体部を取り付けるとともに、その第３導体部の表面と、その第３導体部の未形成領域の表面が同一平面上に位置するように形成したことを特徴とする請求項３または４に記載の電圧調整器用逆送切換装置。
【請求項６】
前記第２回転体は、径方向反対側に配置される一対の前記第３導体部と、それを連結する連結プレートを備え、その連結プレートを介して前記回転軸に取り付けられることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の電圧調整器用逆送切換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１１５０００（Ｐ２０１２−１１５０００Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６０２９０（Ｐ２０１０−２６０２９０）
【出願日】平成２２年１１月２２日（２０１０．１１．２２）
【出願人】（０００００２８４２）株式会社高岳製作所 (72)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２２日（２０１０．１１．２２）
【出願人】（０００００２８４２）株式会社高岳製作所 (72)
【Ｆターム（参考）】
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