JP2002330544A - 自家用発電設備の単独運転検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自家用発電設備の単独運転を容易に検出で
き、発熱を抑えること。 【解決手段】 系統側の配電線３と自家用発電機８間の
分岐線６に設けられた電流検出器１０と、分岐線の電流
検出器より自家用発電機側に正逆並列接続された一対の
ＩＧＢＴ２０、２１を介して接続された検出用負荷コン
デンサ２２と、ＩＧＢＴと検出用負荷コンデンサの接続
点にスイッチ２４を介して接続された電荷放電用抵抗２
３と、電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する電
流ピーク値検出器１２と、電流の数サイクルの間は一対
のＩＧＢＴをゼロクロス点毎に交互にオン・オフさせ、
その後数サイクルの間はＩＧＢＴをオフすると共にスイ
ッチをオン制御するスイッチ制御回路２６と、検出用負
荷コンデンサに電流が流れている時の電流ピーク値検出
器が検出した電流のピーク値が所定の値と略同じときは
自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判
定部１６とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電力需要家に設備さ
れた自家用発電設備の単独運転検出装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、電力を大量に消費する需要家にお
いては、所内の電力消費を節約し、また非常停電等の発
生時に所内に電力を供給するために自家用発電機を設置
し、電力会社から一定の電力の供給を受けながら、自家
用発電機で発生した安価な電力を所内の自家用負荷に供
給する自家用発電設備が盛んに設置されつつある。この
自家用発電設備と、電力会社の電力供給側系統は、「系
統連系技術用件ガイドライン」に添って安全を維持する
ための必要な対策が設けられ、自家用発電設備内故障や
電力供給側故障等の発生時には各種の保護装置により負
荷側の機器類の損失を防止し、早急な故障回復に務めて
いる。

【０００３】しかし、近年、電力供給側において、新エ
ネルギー等分散型電源から余剰電力を積極的に購入する
ように法規が改正され、自家用発電設備においても一定
の条件のもとで電力供給側への連系に応じて余剰電力の
販売が可能となり、逆潮流防止装置を装備する必要がな
くなりつつある。しかしながら、自家用発電機の余剰電
力を電力供給側に供給できるように逆潮流が許容された
設備において、電力供給側が不健全状態にあるか否か、
即ち電力会社の発電所側の遮断器が開路されているか、
或いは配電線が断線しているか否かを自家用発電設備側
で検出することができず、配電線の故障等により電力供
給側の各遮断器が開路した状態で自家用発電設備側の連
系遮断器が閉路して自家用発電設備が単独運転すると、
電力供給側の故障した配電線に自家用発電機の電圧が印
加されて配電線の保守点検、復旧作業等が危険となると
いう問題があった。

【０００４】そこで、電力供給側が不健全状態で自家用
発電設備側の連系遮断器を正確に開路して各種事故の発
生を防止できるようにするために、電力供給側に連系さ
れた自家用発電設備側から電力供給側が不健全状態で自
家用発電設備が単独運転していることを容易に検出でき
る装置が要望されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みなされたもので、電力供給側に連系された自家用発
電設備側から電力供給側が不健全状態で自家用発電設備
が単独運転していることを容易に検出でき、しかも発熱
を最小限に抑え、小型化できてコストダウンが図れる自
家用発電設備の単独運転検出装置を得ることを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
自家用発電設備の単独運転検出装置は、系統電力会社側
の配電線と自家用発電機との間に設けられている分岐線
に設けられた電流検出器と、分岐線における電流検出器
より自家用発電機側又は配電線側に正逆並列接続された
一対の半導体素子を介して接続された検出用負荷コンデ
ンサと、一対の半導体素子と検出用負荷コンデンサの接
続点にスイッチを介して接続された電荷放電用抵抗と、
電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する電流ピー
ク値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクル
のうち、数サイクルの間は一対の半導体素子をゼロクロ
ス点毎に交互にオン・オフさせ、その後の数サイクルの
間は一対の半導体素子をオフすると共にスイッチをオン
するよう制御するスイッチ制御回路と、検出用負荷コン
デンサに電流が流れている時における電流ピーク値検出
器が検出した少なくとも１サイクルの電流のピーク値又
は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値が所定の
値と略同じか、或いは所定の値より大きいときは自家用
発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部と
を備えて構成されている。

【０００７】本発明の請求項２に係る自家用発電設備の
単独運転検出装置は、系統電力会社側の配電線と自家用
発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第
１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第
２の電流検出器の間の線路に正逆並列接続された一対の
半導体素子を介して接続された検出用負荷コンデンサ
と、一対の半導体素子と検出用負荷コンデンサの接続点
にスイッチを介して接続された電荷放電用抵抗と、配電
線側の第１の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出
する第１の電流ピーク値検出器と、自家用発電機側の第
２の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第２
の電流ピーク値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間
のサイクルのうち、数サイクルの間は一対の半導体素子
をゼロクロス点毎に交互にオン・オフさせ、その後の数
サイクルの間は一対の半導体素子をオフすると共にスイ
ッチをオンするよう制御するスイッチ制御回路と、検出
用負荷コンデンサに電流が流れている時における第１電
流ピーク値検出器が検出した少なくとも１サイクルの電
流のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは
実効値が所定の値と略同じか、或いは第２電流ピーク値
検出器が検出した少なくとも１サイクルの電流のピーク
値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値が所
定の値より大きいときは自家用発電設備が単独運転の場
合と判定する単独運転判定部と備えて構成されている。

【０００８】本発明の請求項３に係る自家用発電設備の
単独運転検出装置は、系統電力会社側の配電線と自家用
発電機との間に設けられている分岐線に設けられた電流
検出器と、分岐線における電流検出器より自家用発電機
側又は配電線側に正逆並列接続された一対の半導体素子
を介して接続された検出用負荷コンデンサと、一対の半
導体素子と検出用負荷コンデンサの接続点にスイッチを
介して接続された電荷放電用抵抗と、電流検出器に流れ
る電流の積分値を検出する電流積分値検出器と、分岐線
に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、数サイクルの
間は一対の半導体素子をゼロクロス点毎に交互にオン・
オフさせ、その後の数サイクルの間は一対の半導体素子
をオフすると共にスイッチをオンするよう制御するスイ
ッチ制御回路と、検出用負荷コンデンサに電流が流れて
いる時における電流積分値検出器が検出した少なくとも
１サイクルの電流の積分値が所定の値と略同じか、或い
は所定の値より大きいときは自家用発電設備が単独運転
の場合と判定する単独運転判定部とを備えて構成されて
いる。

【０００９】本発明の請求項４に係る自家用発電設備の
単独運転検出装置は、系統電力会社側の配電線と自家用
発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第
１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第
２の電流検出器の間の線路に正逆並列接続された一対の
半導体素子を介して接続された検出用負荷コンデンサ
と、一対の半導体素子検出用負荷コンデンサの接続点に
スイッチを介して接続された電荷放電用抵抗と、配電線
側の第１の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する
第１の電流積分値検出器と、自家用発電機側の第２の電
流検出器に流れる電流の積分値を検出する第２の電流積
分値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクル
のうち、数サイクルの間は一対の半導体素子をゼロクロ
ス点毎に交互にオン・オフさせ、その後の数サイクルの
間は一対の半導体素子をオフすると共にスイッチをオン
するよう制御するスイッチ制御回路と、検出用負荷コン
デンサに電流が流れている時における第１電流積分値検
出器が検出した少なくとも１サイクルの電流の積分値が
所定の値と略同じか、或いは第２電流積分値検出器が検
出した少なくとも１サイクルの電流の積分値が所定の値
より大きいときは自家用発電設備が単独運転の場合と判
定する単独運転判定部とを備えて構成されている。

【００１０】

【発明の実施の形態】実施の形態１ 図１は本発明の実施形態１の自家用発電設備の単独運転
検出装置の構成を示す単線結線図、図２は同単独運転検
出装置の原理的な構成を示す単線結線図、図３は同単独
運転検出装置の分岐線から検出用インピーダンス負荷に
流れる電流の模式化した波形図、図４は同自家用発電設
備の単独運転検出装置の検出用負荷コンデンサに生じる
残留電荷を説明するための波形図である。図において、
１は電力を供給する系統電力会社、２は系統電力会社１
から配電線３を介して電力が供給される自家用発電設
備、４は系統電力会社１と配電線３との間に設けられた
遮断器である。配電線３には複数の一般負荷５が接続さ
れている。これらの一般負荷５は内部に遮断器や断路器
等が接続されて地絡事故等が発生したときに各負荷を配
電線３より分離して危険を防止する。６は自家用発電設
備２に設けられ、配電線３の分岐点Ｐより分岐された分
岐線、７は分岐線６の分岐点Ｐ側に接続された自家用連
系遮断器、８は分岐線６の端末側に接続された自家用発
電機、９は自家用発電機８に分岐線６を介して接続され
た自家用負荷である。

【００１１】１０、１１は分岐線６に直列に設けられた
第１及び第２電流検出器（ＣＴ１、ＣＴ２）である。１
２は配電線側（以下、「系統側」という）の第１電流検
出器１０に流れる電流のピーク値を検出する第１電流ピ
ーク値検出器、１３は自家用発電機８側（以下、「発電
機側」という）の第２電流検出器１１に流れる電流のピ
ーク値を検出する第２電流ピーク値検出器、１４は系統
側の第１電流検出器１０に流れる電流の積分値を検出す
る第１電流積分値検出器、１５は発電機側の第２電流検
出器１１に流れる電流の積分値を検出する第２電流積分
値検出器、１６は第１及び第２電流ピーク値検出器１
２、１３と第１及び第２電流積分値検出器１４、１５に
接続され、これらの検出値から自家用発電設備２の単独
運転を検出する単独運転判定部である。

【００１２】２０、２１は分岐線６における第１及び第
２電流検出器１０、１１の間の線路ａに正逆並列接続さ
れた一対の半導体素子であるＩＧＢＴ、２２は一端が一
対のＩＧＢＴ２０、２１に接続され、他端が接地された
検出用負荷コンデンサ、２３は一端が検出用負荷コンデ
ンサ２２に接続され、他端が接地された電荷放電用抵
抗、２４は一端が検出用負荷コンデンサ２２に接続さ
れ、他端が電荷放電用抵抗２３に接続されたスイッチで
ある。２５は分岐線６に流れる電流のゼロクロス点を検
出するゼロクロス点検出回路、２６はゼロクロス点検出
回路２８が検出したゼロクロス点に基づいて一対のＩＧ
ＢＴ２０、２１をオン・オフさせると共にスイッチ２４
をオン・オフさせるスイッチ駆動回路である。

【００１３】まず、本発明の実施の形態１の自家用発電
設備の単独運転検出装置により自家用発電設備２の単独
運転を検出できる原理の大略を図２に基づいて説明す
る。なお、図２において、図１と実質的に同一の構成は
同一符号を付して説明を省略する。例えば、自家用発電
設備２内の自家用負荷９が必要とする電力を自家用発電
機８を駆動しながら供給する。そして、自家用負荷９の
電力が自家用発電機８の出力以上に必要となったら、不
足する電力が系統電力会社１から自家用連系遮断器７を
経由して自家用負荷９へ供給される。又、自家用負荷９
の負荷容量が減少して自家用発電機８の出力に余剰電力
が発生したら、この余剰電力は自動的に自家用連系遮断
器７より電力供給側である系統電力会社１側へ逆潮させ
て余剰電力を系統電力会社１へ販売するものである。

【００１４】ところで、自家用発電設備２が系統電力会
社１側と連系されて健全な正常な場合と系統電力会社１
側と連系中に不健全な状態となり自家用発電設備２が単
独運転している場合では、図２に示すように系統電力会
社１側の配電線３と自家用発電機８との間に設けられた
分岐線６に検出用負荷コンデンサ２２を瞬間的に投入す
ると、その分岐線６の系統側と発電機側とに流れる電流
のピーク値がそれぞれ違うことにより、それに基づき連
系されて正常な場合か単独運転の場合かを判定するよう
にしたものである。ここで、系統電力会社１側と連系中
に不健全な状態となり自家用発電設備２が単独運転して
いる場合とは系統電力会社１側に故障が発生して連系遮
断器４が開路されているか、或いは配電線３が断線して
いる場合をいう。

【００１５】自家用発電設備が系統電力会社側と連系さ
れて健全な正常な場合に、分岐線６に流れている電流の
ゼロクロス点でスイッチＳをオンして検出用負荷コンデ
ンサ２２を瞬間的に投入した時に、分岐線６の系統側と
発電機側とに流れる電流を第１及び第２電流検出器１
０、１１で検出すると、その電流波形は図３の（ａ）の
破線で示すように、発電機側の第２電流検出器１１（Ｃ
Ｔ２）が検出する電流のピーク値は少ししか変化しない
が、系統側の第１電流検出器１０（ＣＴ１）が検出する
電流のピーク値は大きく変化することが分かる。これは
自家用発電機８の発電電流が発電機側から系統側に流れ
ている場合に検出用負荷コンデンサ２２を瞬間的に投入
した時に、発電機側からの電流ｉｇの他に系統側からの
電流ｉｋが検出用負荷コンデンサ２２に流れる込み、し
かもｉｋはｉｇに比べて非常に大きいために第１電流検
出器１０（ＣＴ１）が検出する電流が減少することによ
るためと考えられるからである。

【００１６】次に、自家用発電設備が系統電力会社側と
連系中に不健全な状態となって自家用発電設備が単独運
転している場合に、分岐線６に流れている電流のゼロク
ロス点でスイッチ１２をオンして検出用負荷コンデンサ
２２を瞬間的に投入した時に、分岐線６の系統側と発電
機側とに流れる電流を第１及び第２の電流検出器１０と
１１とで検出すると、その電流波形は図３の（ｂ）の破
線で示すように、系統側の第１の電流検出器１０（ＣＴ
１）が検出する電流のピーク値は少ししか変化しない
が、発電機側の第２の電流検出器１１（ＣＴ２）が検出
する電流のピーク値は大きく変化することが分かってい
る。

【００１７】これは自家用発電機８の発電電流が発電機
側から系統側に流れている場合に検出用負荷コンデンサ
２２を瞬間的に投入した時に、今まで系統側からの電流
ｉｋは流れずゼロでそのままであるが、発電機側からの
電流ｉｇは検出用負荷コンデンサ２２が投入された分だ
け余計に流れ込むために第２電流検出器１１（ＣＴ２）
が検出する電流が増大することによるためと考えられる
からである。従って、第１電流検出器１０又は第２電流
検出器１１で検出した電流のピーク値の変化を見ること
により、自家用発電設備が系統電力会社側と連系されて
健全な正常な場合と系統電力会社側と連系中に不健全な
状態で自家用発電設備が単独運転している場合とを判定
することができる。

【００１８】次に、本発明の実施の形態１の自家用発電
設備の単独運転検出装置の動作について説明する。ま
ず、一対のＩＧＢＴ２０、２１がオフしている状態のま
までは、分岐線６に流れている電流の一部が検出用負荷
コンデンサ２２に流れることはないから、検出用負荷コ
ンデンサ２２がないのと同じ状態となり、分岐線６に流
れる電流を第１及び第２の電流検出器１０と１１で検出
しても、その検出値は同じとなる。これは系統連系中の
正常時や単独運転の異常時でも同じである。

【００１９】次に、分岐線６に流れている電流の１サイ
クルの間に正の半サイクルが始まるゼロクロス点から正
の半サイクルが終わるまでの間はＩＧＢＴ２０をオン
し、ＩＧＢＴ２１をオフし、次の負の半サイクルが始ま
るゼロクロス点から負の半サイクルが終わるまでの間は
ＩＧＢＴ２０をオフし、ＩＧＢＴ２１をオンする。そう
すると、正の半サイクルの間は検出用負荷コンデンサ２
２に正の電流が流れ、次の負の半サイクルの間は検出用
負荷コンデンサ２２に負の電流が流れる。このように、
検出用負荷コンデンサ２２に正と負の電流が流れる時に
おける分岐線６に流れる電流の変化を第１電流検出器１
０又は第２電流検出器１１で検出して単独運転を検知す
る。

【００２０】しかし、検出用負荷コンデンサ２２に正と
負の電流を流した場合、正の半サイクルの電流と負の半
サイクルの電流が全く等しいときには検出用負荷コンデ
ンサ２２に残留電荷が残ることはないが、正確には正の
半サイクルの電流と負の半サイクルの電流が全く等しい
ということはなく、いずれかの電流分が多いのが通例で
あるため、検出用負荷コンデンサ２２に残留電荷が残る
ことになる。従って、数サイクルにわたって検出用負荷
コンデンサ２２に正と負の電流を流していくと、次第に
検出用負荷コンデンサ２２に残留電荷が溜まっていき、
検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れなくなる事態が
生じる。そこで、数サイクルにわたって検出用負荷コン
デンサ２２に正と負の電流を流した後に、検出用負荷コ
ンデンサ２２に溜まった残留電荷を除去する必要が生じ
る。このため、例えば１秒間のうち、初めの数サイクル
は検出用負荷コンデンサ２２に正と負の電流を流し、次
の数サイクルは検出用負荷コンデンサ２２に溜まった残
留電荷を除去し、これらを１秒間に３〜５回の設定回数
り返し、設定した回数を連続して検知した場合に単独運
転と判定して異常信号を出す。

【００２１】以上の動作を図１に基づいて詳細に説明す
る。スイッチ駆動回路２６はゼロクロス点検出回路２５
からのゼロクロス点検出信号を受けている。そこで、ス
イッチ駆動回路２６は例えば１秒間のうち、分岐線６に
流れている電流の１サイクルの間に正の半サイクルが始
まるゼロクロス点から正の半サイクルが終わるまでの間
はＩＧＢＴ２０をオンし、ＩＧＢＴ２１をオフし、次の
負の半サイクルが始まるゼロクロス点から負の半サイク
ルが終わるまでの間はＩＧＢＴ２０をオフし、ＩＧＢＴ
２１をオンする。そうすると、正の半サイクルの間は検
出用負荷コンデンサ２２に正の電流が流れ、次の負の半
サイクルの間は検出用負荷コンデンサ２２に負の電流が
流れる。そして、この時点における第１及び第２の電流
検出器１０、１１が検出した電流から第１及び第２の電
流ピーク値検出器１２、１３が検出した電流ピーク値と
第１及び第２の電流積分値相検出器１４、１５が検出し
た電流の積分値は単独運転判定部１６に入力されてい
る。

【００２２】単独運転判定部１６では、１サイクルの間
に検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れている時にお
ける第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の正
又は負の半サイクルのピーク値と検出用負荷コンデンサ
２２に電流が流れていない時における第１の電流ピーク
値検出器１２が検出した電流の正又は負の半サイクルの
ピーク値とを比較し、検出用負荷コンデンサ２２に電流
が流れている時における第１の電流ピーク値検出器１２
が検出した電流の正又は負の半サイクルのピーク値が検
出用負荷コンデンサ２２に電流が流れていない時におけ
る第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の正又
は負の半サイクルのピーク値より減少している状態で、
両ピーク値の差Ａ１が所定の値Ａ１ref より大きいとき
は自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健
全な正常な場合と判定することができ、両ピーク値の差
Ａ１が所定の値Ａ１ref より小さいときは自家用発電設
備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態
となって単独運転をしている場合と判定することができ
る。

【００２３】また、１サイクルの間に検出用負荷コンデ
ンサ２２に電流が流れている時における第２の電流ピー
ク値検出器１３が検出した電流の正又は負の半サイクル
のピーク値と検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れて
いない時における第２の電流ピーク値検出器１３が検出
した電流の正又は負の半サイクルのピーク値とを比較
し、検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れている時に
おける第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流の
正又は負の半サイクルのピーク値が検出用負荷コンデン
サ２２に電流が流れていない時における第２の電流ピー
ク値検出器１３が検出した電流の正又は負の半サイクル
のピーク値より増大している状態で、両ピーク値の差Ａ
２が所定の値Ａ２ref より大きいときは自家用発電設備
２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態と
なって単独運転をしている場合と判定することができ、
両ピーク値の差Ａ２が所定の値Ａ２ref より小さいとき
は自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健
全な正常な場合と判定することができる。なお、検出用
負荷コンデンサ２２に電流が流れていない時における第
１の電流ピーク値検出器１２と第２の電流ピーク値検出
器１３が検出した電流の正又は負の半サイクルのピーク
値を単独運転判定部１６に所定の基準値として記憶させ
ておいてもよい。

【００２４】また、単独運転判定部１６では、１サイク
ルの間に検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れている
時における第１の電流積分値検出器１４が検出した電流
の正又は負の半サイクルの電流の積分値と検出用負荷コ
ンデンサ２２に電流が流れていない時における第１の電
流積分値検出器１４が検出した電流の正又は負の半サイ
クルの積分値とを比較し、検出用負荷コンデンサ２２に
電流が流れている時における第１の電流積分値検出器１
４が検出した電流の正又は負の半サイクルの積分値が検
出用負荷コンデンサ２２に電流が流れていない時におけ
る第１の電流積分値検出器１４が検出した電流の正又は
負の半サイクルの積分値より減少している状態で、両積
分値の差Ａ３が所定の値Ａ３ref より大きいときは自家
用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正
常な場合と判定することができ、両積分値の差Ａ３が所
定の値Ａ３ref より小さいときは自家用発電設備２が系
統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって
単独運転をしている場合と判定することができる。

【００２５】また、１サイクルの間に検出用負荷コンデ
ンサ２２に電流が流れている時における第２の電流積分
値検出器１５が検出した電流の正又は負の半サイクルの
積分値と検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れていな
い時における第２の電流積分値検出器１５が検出した電
流の正又は負の半サイクルの積分値とを比較し、検出用
負荷コンデンサ２２に電流が流れている時における第２
の電流積分値検出器１５が検出した電流の正又は負の半
サイクルの積分値が検出用負荷コンデンサ２２に電流が
流れていない時における第２の電流積分値検出器１５が
検出した電流の正又は負の半サイクルの積分値より増大
している状態で、両積分値の差Ａ４が所定の値Ａ４ref
より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側
と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をして
いる場合と判定することができ、両積分値の差Ａ４が所
定の値Ａ４ref より小さいときは自家用発電設備２が系
統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定す
ることができる。なお、検出用負荷コンデンサ２２に電
流が流れていない時における第１の電流積分値検出器１
１４と第２の電流積分値検出器１５が検出した電流の正
又は負の半サイクルの積分値を単独運転判定部１６に予
め所定の基準値として記憶させておいてもよい。

【００２６】そして、この実施の形態１の単独運転判定
部１６は、第１電流ピーク値検出器１２が検出した電流
のピーク値による判定又は第２電流ピーク値検出器１３
が検出した電流のピーク値による判定だけでなく、第１
及び第２の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピ
ーク値による判定が同じときに、或いは第１電流積分値
検出器１４が検出した電流の積分値による判定又は第２
電流積分値検出器１５が検出した電流の積分値による判
定だけでなく、第１及び第２の電流積分値検出器１５が
検出した電流の積分値による判定が同じときに、更にま
た第１及び第２の電流ピーク値検出器１２、１３が検出
した電流のピーク値による判定と第１及び第２電流積分
値検出器１４、１５が検出した電流の積分値による判定
とが同じときに、それぞれ自家用発電設備２が系統電力
会社１側と連系されて健全な正常な場合と、自家用発電
設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状
態で自家用発電設備２が単独運転している場合とに分け
て判定する。

【００２７】それは、このような２つ又は３つの観点か
ら判断した方がより正確に判定できるからである。従っ
て、このように自家用発電設備２が系統電力会社１側と
連系中に不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転し
ていると判定した場合は、直ちに自家用発電設備２を系
統電力会社１側から分離させ、自家用発電設備２側の機
器類の損傷、或いは系統電力会社１側の配電線３の保守
点検時の事故等の各種の事故の発生を防止することがで
きる。

【００２８】これによって、自家用発電機８は連続運転
しながら設備内の自家用負荷９に電力を供給でき、故障
により系統側遮断器４やその他の各遮断器が開路されて
無負荷状態の電線路３に自家用発電機８等により電力が
送電されることなく、安全に故障点検、復旧作業ができ
る。また、配電線３の故障復旧後に直ちに系統電力会社
１側の系統側遮断器４を閉路しても、自家用連系遮断器
７が開路されていれば自家用発電設備２側の機器類が損
傷することなく、自家用発電機８は電圧、周波数、位相
等を同期検定器等で系統電力会社１側と正確に同期させ
た後で自家用連系遮断器７を閉路し、連系させながら自
家用発電設備２を系統電力会社１側と系統連系させて通
常状態に復帰

【００２９】また、上述の如く、理論的には検出用負荷
コンデンサ２２に正と負の電流を流した場合、正の半サ
イクルの電流と負の半サイクルの電流が全く等しいとき
には検出用負荷コンデンサ２２に残留電荷が残ることは
ないが、正確には正の半サイクルの電流と負の半サイク
ルの電流が全く等しいということはなく、いずれかの電
流分が多いのが通例であるため、検出用負荷コンデンサ
２２に残留電荷が残ることになる。

【００３０】そこで、例えば１秒間のうち、初めは検出
用負荷コンデンサ２２に電流を流すために、スイッチ駆
動回路２６は分岐線６に流れている電流の１サイクルの
間に正の半サイクルが始まるゼロクロス点から正の半サ
イクルが終わるまでの間はＩＧＢＴ２０をオンし、ＩＧ
ＢＴ２１をオフし、次の負の半サイクルが始まるゼロク
ロス点から負の半サイクルが終わるまでの間はＩＧＢＴ
２０をオフし、ＩＧＢＴ２１をオンすることを数サイク
ル繰り返す。このときはスイッチ駆動回路２６はスイッ
チ２４をオフしたままである。

【００３１】しかる後に、今度はスイッチ駆動回路２６
は数サイクルの間はＩＧＢＴ２０とＩＧＢＴ２１を共に
オフし、スイッチ２４をオンさせる。そうすると、検出
用負荷コンデンサ２２に溜まった残留電荷は電荷放電用
抵抗２３で放電されることにより、検出用負荷コンデン
サ２２に溜まった残留電荷は除去されることとなる。そ
こで、これらを１秒間に３〜５回の設定回数り返し、設
定した回数を連続して検知した場合に単独運転と判定し
て異常信号を出す。なお、検出用負荷コンデンサ２２に
はゼロクロス点を基準に電流が流されるので、サージ電
流やアークが生じず、検出用負荷コンデンサ２２が破壊
されることはない。また、検出用負荷コンデンサ２２が
消費する電力は検出用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて
済み、発熱も少ないために検出用負荷コンデンサ２２は
検出用負荷抵抗に比べて小さいもので済み、装置全体の
小型化を図ることもできる。

【００３２】なお、上記実施の形態１では、単独運転判
定部１６が第１電流ピーク値検出器１２が検出した電流
のピーク値により判定又は第２電流ピーク値検出器１３
が検出した電流のピーク値により判定するようにしてい
るが、かかる電流のピーク値に基づいて平均値又は実効
値を演算して求め、平均値又は実効値により判定するこ
とができることはいうまでもない。

【００３３】また、単独運転判定部１６が第１の電流積
分値検出器１４、１５が検出した電流の積分値により判
定又は第２の電流積分値検出器１５が検出した電流の積
分値により判定するようにしたのは、第１電流ピーク値
検出器１２が検出した電流のピーク値により判定又は第
２電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値に
より判定するのに比べて、電流の積分値であるため、誤
動作が少ないことによるものである。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１によれ
ば、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設
けられている分岐線に設けられた電流検出器と、分岐線
における電流検出器より自家用発電機側又は配電線側に
正逆並列接続された一対の半導体素子を介して接続され
た検出用負荷コンデンサと、一対の半導体素子と検出用
負荷コンデンサの接続点にスイッチを介して接続された
電荷放電用抵抗と、電流検出器に流れる電流のピーク値
を検出する電流ピーク値検出器と、分岐線に流れる電流
の１秒間のサイクルのうち、数サイクルの間は一対の半
導体素子をゼロクロス点毎に交互にオン・オフさせ、そ
の後の数サイクルの間は一対の半導体素子をオフすると
共にスイッチをオンするよう制御するスイッチ制御回路
とを備え、単独運転判定部が検出用負荷コンデンサに電
流が流れている時における電流ピーク値検出器が検出し
た少なくとも１サイクルの電流のピーク値又は電流のピ
ーク値に基づく平均値或いは実効値が所定の値と略同じ
か、或いは所定の値より大きいときは自家用発電設備が
単独運転の場合と判定することができるので、自家用発
電設備が単独運転していると判定した場合は直ちに自家
用発電設備を系統電力会社側から分離させ、自家用発電
設備側の機器類の損傷、或いは系統電力会社側の配電線
の保守点検時の事故等の各種の事故の発生を防止できる
という効果を有する。

【００３５】また、スイッチ制御回路は分岐線に流れる
電流の１秒間のサイクルのうち、数サイクルの間は一対
の半導体素子をゼロクロス点毎に交互にオン・オフさ
せ、その後の数サイクルの間は一対の半導体素子をオフ
すると共にスイッチをオンするよう制御するので、検出
用負荷コンデンサにはゼロクロス点を基準に電流が流さ
れることとなり、サージ電流やアークが生じず、検出用
負荷コンデンサが破壊されることはなく、検出用負荷コ
ンデンサに溜まった残留電荷は残留電荷放電用抵抗によ
って放電されるため、残留電荷の悪影響を受けることは
なくなり、検出用負荷コンデンサが消費する電力は検出
用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ない
ために検出用負荷コンデンサは小さいもので済み、装置
全体の小型化を図ることもできるという効果がある。

【００３６】本発明の請求項２によれば、系統電力会社
側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に
直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線
における第１及び第２の電流検出器の間の線路に正逆並
列接続された一対の半導体素子を介して接続された検出
用負荷コンデンサと、一対の半導体素子と検出用負荷コ
ンデンサの接続点にスイッチを介して接続された電荷放
電用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流
のピーク値を検出する第１の電流ピーク値検出器と、自
家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流のピーク
値を検出する第２の電流ピーク値検出器と、分岐線に流
れる電流の１秒間のサイクルのうち、数サイクルの間は
一対の半導体素子をゼロクロス点毎に交互にオン・オフ
させ、その後の数サイクルの間は一対の半導体素子をオ
フすると共にスイッチをオンするよう制御するスイッチ
制御回路とを備え、単独運転判定部が検出用負荷コンデ
ンサに電流が流れている時における第１電流ピーク値検
出器が検出した少なくとも１サイクルの電流のピーク値
又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値が所定
の値と略同じか、或いは第２電流ピーク値検出器が検出
した少なくとも１サイクルの電流のピーク値又は電流の
ピーク値に基づく平均値或いは実効値が所定の値より大
きいときは自家用発電設備が単独運転の場合と判定する
ことができるので、自家用発電設備が単独運転している
と判定した場合は直ちに自家用発電設備を系統電力会社
側から分離させ、自家用発電設備側の機器類の損傷、或
いは系統電力会社側の配電線の保守点検時の事故等の各
種の事故の発生を防止できるという効果を有する。

【００３７】また、スイッチ制御回路は分岐線に流れる
電流の１秒間のサイクルのうち、数サイクルの間は一対
の半導体素子をゼロクロス点毎に交互にオン・オフさ
せ、その後の数サイクルの間は一対の半導体素子をオフ
すると共にスイッチをオンするよう制御するので、検出
用負荷コンデンサにはゼロクロス点を基準に電流が流さ
れることとなり、サージ電流やアークが生じず、検出用
負荷コンデンサが破壊されることはなく、検出用負荷コ
ンデンサに溜まった残留電荷は残留電荷放電用抵抗によ
って放電されるため、残留電荷の悪影響を受けることは
なくなり、検出用負荷コンデンサが消費する電力は検出
用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ない
ために検出用負荷コンデンサは小さいもので済み、装置
全体の小型化を図ることもできるという効果がある。

【００３８】本発明の請求項３によれば、系統電力会社
側の配電線と自家用発電機との間に設けられている分岐
線に設けられた電流検出器と、分岐線における電流検出
器より自家用発電機側又は配電線側に正逆並列接続され
た一対の半導体素子を介して接続された検出用負荷コン
デンサと、一対の半導体素子と検出用負荷コンデンサの
接続点にスイッチを介して接続された電荷放電用抵抗
と、電流検出器に流れる電流の積分値を検出する電流積
分値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクル
のうち、数サイクルの間は一対の半導体素子をゼロクロ
ス点毎に交互にオン・オフさせ、その後の数サイクルの
間は一対の半導体素子をオフすると共にスイッチをオン
するよう制御するスイッチ制御回路とを備え、単独運転
判定部は検出用負荷コンデンサに電流が流れている時に
おける電流積分値検出器が検出した少なくとも１サイク
ルの電流の積分値が所定の値と略同じか、或いは所定の
値より大きいときは自家用発電設備が単独運転の場合と
判定することができるので、自家用発電設備が単独運転
していると判定した場合は直ちに自家用発電設備を系統
電力会社側から分離させ、自家用発電設備側の機器類の
損傷、或いは系統電力会社側の配電線の保守点検時の事
故等の各種の事故の発生を防止できるという効果を有す
る。

【００３９】また、スイッチ制御回路は分岐線に流れる
電流の１秒間のサイクルのうち、数サイクルの間は一対
の半導体素子をゼロクロス点毎に交互にオン・オフさ
せ、その後の数サイクルの間は一対の半導体素子をオフ
すると共にスイッチをオンするよう制御するので、検出
用負荷コンデンサにはゼロクロス点を基準に電流が流さ
れることとなり、サージ電流やアークが生じず、検出用
負荷コンデンサが破壊されることはなく、検出用負荷コ
ンデンサに溜まった残留電荷は残留電荷放電用抵抗によ
って放電されるため、残留電荷の悪影響を受けることは
なくなり、検出用負荷コンデンサが消費する電力は検出
用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ない
ために検出用負荷コンデンサは小さいもので済み、装置
全体の小型化を図ることもできるという効果がある。

【００４０】本発明の請求項４によれば、系統電力会社
側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に
直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線
における第１及び第２の電流検出器の間の線路に正逆並
列接続された一対の半導体素子を介して接続された検出
用負荷コンデンサと、一対の半導体素子検出用負荷コン
デンサの接続点にスイッチを介して接続された電荷放電
用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流の
積分値を検出する第１の電流積分値検出器と、自家用発
電機側の第２の電流検出器に流れる電流の積分値を検出
する第２の電流積分値検出器と、分岐線に流れる電流の
１秒間のサイクルのうち、数サイクルの間は一対の半導
体素子をゼロクロス点毎に交互にオン・オフさせ、その
後の数サイクルの間は一対の半導体素子をオフすると共
にスイッチをオンするよう制御するスイッチ制御回路と
を備え、単独運転判定部は検出用負荷コンデンサに電流
が流れている時における第１電流積分値検出器が検出し
た少なくとも１サイクルの電流の積分値が所定の値と略
同じか、或いは第２電流積分値検出器が検出した少なく
とも１サイクルの電流の積分値が所定の値より大きいと
きは自家用発電設備が単独運転の場合と判定することが
できるので、自家用発電設備が単独運転していると判定
した場合は直ちに自家用発電設備を系統電力会社側から
分離させ、自家用発電設備側の機器類の損傷、或いは系
統電力会社側の配電線の保守点検時の事故等の各種の事
故の発生を防止できるという効果を有する。

【００４１】また、スイッチ制御回路は分岐線に流れる
電流の１秒間のサイクルのうち、数サイクルの間は一対
の半導体素子をゼロクロス点毎に交互にオン・オフさ
せ、その後の数サイクルの間は一対の半導体素子をオフ
すると共にスイッチをオンするよう制御するので、検出
用負荷コンデンサにはゼロクロス点を基準に電流が流さ
れることとなり、サージ電流やアークが生じず、検出用
負荷コンデンサが破壊されることはなく、検出用負荷コ
ンデンサに溜まった残留電荷は残留電荷放電用抵抗によ
って放電されるため、残留電荷の悪影響を受けることは
なくなり、検出用負荷コンデンサが消費する電力は検出
用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ない
ために検出用負荷コンデンサは小さいもので済み、装置
全体の小型化を図ることもできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の自家用発電設備の単独運
転検出装置の構成を示す単線結線図である。

【図２】同単独運転検出装置の原理的構成を示す単線結
線図である。

【図３】同単独運転検出装置の分岐線から検出用負荷コ
ンデンサに流れる電流の模式化した波形図である。

【図４】同自家用発電設備の単独運転検出装置の検出用
負荷コンデンサに生じる残留電荷を説明するための波形
図である。

【符号の説明】

１ 系統電力会社 ２ 自家用発電設備 ３ 配電線 ６ 分岐線 ８ 自家用発電機 ９ 自家用負荷 １０ 第１電流検出器（ＣＴ１） １１ 第２電流検出器（ＣＴ２） １２ 第１電流ピーク値検出器 １３ 第２電流ピーク値検出器 １４ 第１電流積分値検出器 １５ 第２電流積分値検出器 １６ 単独運転判定部 ２０ ＩＧＢＴ（半導体素子） ２１ ＩＧＢＴ（半導体素子） ２２ 検出用負荷コンデンサ ２３ 電荷放電用抵抗 ２５ ゼロクロス点検出回路 ２６ スイッチ駆動回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力を供給する系統電力会社側から配電
   線を介して電力が供給され、かつ自家用発電機から主と
   して電力を供給される自家用負荷を有する自家用発電設
   備であって、 系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けら
   れている分岐線に設けられた電流検出器と、 分岐線における電流検出器より自家用発電機側又は配電
   線側に正逆並列接続された一対の半導体素子を介して接
   続された検出用負荷コンデンサと、 一対の半導体素子と検出用負荷コンデンサの接続点にス
   イッチを介して接続された電荷放電用抵抗と、 電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する電流ピー
   ク値検出器と、 分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、数サイ
   クルの間は一対の半導体素子をゼロクロス点毎に交互に
   オン・オフさせ、その後の数サイクルの間は一対の半導
   体素子をオフすると共にスイッチをオンするよう制御す
   るスイッチ制御回路と、 検出用負荷コンデンサに電流が流れている時における電
   流ピーク値検出器が検出した少なくとも１サイクルの電
   流のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは
   実効値が所定の値と略同じか、或いは所定の値より大き
   いときは自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単
   独運転判定部とからなることを特徴とする自家用発電設
   備の単独運転検出装置。
2. 【請求項２】 電力を供給する系統電力会社側から配電
   線を介して電力が供給され、かつ自家用発電機から主と
   して電力を供給される自家用負荷を有する自家用発電設
   備であって、 系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けら
   れた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出
   器と、 分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に
   正逆並列接続された一対の半導体素子を介して接続され
   た検出用負荷コンデンサと、 一対の半導体素子と検出用負荷コンデンサの接続点にス
   イッチを介して接続された電荷放電用抵抗と、 配電線側の第１の電流検出器に流れる電流のピーク値を
   検出する第１の電流ピーク値検出器と、 自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流のピー
   ク値を検出する第２の電流ピーク値検出器と、 分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、数サイ
   クルの間は一対の半導体素子をゼロクロス点毎に交互に
   オン・オフさせ、その後の数サイクルの間は一対の半導
   体素子をオフすると共にスイッチをオンするよう制御す
   るスイッチ制御回路と、 検出用負荷コンデンサに電流が流れている時における第
   １電流ピーク値検出器が検出した少なくとも１サイクル
   の電流のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或
   いは実効値が所定の値と略同じか、或いは第２電流ピー
   ク値検出器が検出した少なくとも１サイクルの電流のピ
   ーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値
   が所定の値より大きいときは自家用発電設備が単独運転
   の場合と判定する単独運転判定部とからなることを特徴
   とする自家用発電設備の単独運転検出装置。
3. 【請求項３】 電力を供給する系統電力会社側から配電
   線を介して電力が供給され、かつ自家用発電機から主と
   して電力を供給される自家用負荷を有する自家用発電設
   備であって、 系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けら
   れている分岐線に設けられた電流検出器と、 分岐線における電流検出器より自家用発電機側又は配電
   線側に正逆並列接続された一対の半導体素子を介して接
   続された検出用負荷コンデンサと、 一対の半導体素子と検出用負荷コンデンサの接続点にス
   イッチを介して接続された電荷放電用抵抗と、 電流検出器に流れる電流の積分値を検出する電流積分値
   検出器と、 分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、数サイ
   クルの間は一対の半導体素子をゼロクロス点毎に交互に
   オン・オフさせ、その後の数サイクルの間は一対の半導
   体素子をオフすると共にスイッチをオンするよう制御す
   るスイッチ制御回路と、 検出用負荷コンデンサに電流が流れている時における電
   流積分値検出器が検出した少なくとも１サイクルの電流
   の積分値が所定の値と略同じか、或いは所定の値より大
   きいときは自家用発電設備が単独運転の場合と判定する
   単独運転判定部とからなることを特徴とする自家用発電
   設備の単独運転検出装置。
4. 【請求項４】 電力を供給する系統電力会社側から配電
   線を介して電力が供給され、かつ自家用発電機から主と
   して電力を供給される自家用負荷を有する自家用発電設
   備であって、 系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けら
   れた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出
   器と、 分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に
   正逆並列接続された一対の半導体素子を介して接続され
   た検出用負荷コンデンサと、 一対の半導体素子検出用負荷コンデンサの接続点にスイ
   ッチを介して接続された電荷放電用抵抗と、 配電線側の第１の電流検出器に流れる電流の積分値を検
   出する第１の電流積分値検出器と、 自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流の積分
   値を検出する第２の電流積分値検出器と、 分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、数サイ
   クルの間は一対の半導体素子をゼロクロス点毎に交互に
   オン・オフさせ、その後の数サイクルの間は一対の半導
   体素子をオフすると共にスイッチをオンするよう制御す
   るスイッチ制御回路と、 検出用負荷コンデンサに電流が流れている時における第
   １電流積分値検出器が検出した少なくとも１サイクルの
   電流の積分値が所定の値と略同じか、或いは第２電流積
   分値検出器が検出した少なくとも１サイクルの電流の積
   分値が所定の値より大きいときは自家用発電設備が単独
   運転の場合と判定する単独運転判定部とからなることを
   特徴とする自家用発電設備の単独運転検出装置。