JP2003018740A - 直流地絡検出装置及び系統連系発電装置 - Google Patents
直流地絡検出装置及び系統連系発電装置Info
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 直流電流の地絡の検出を低コストで実施して
高い安全性を確保できること。 【解決手段】 直流電流が流れる２本の直流ライン３９
に配設された電流センサ４１が、直流ラインを流れる電
流の差を計測することにより、この直流ラインに生ずる
直流地絡を検出する直流地絡検出装置４０において、上
記電流センサの検出用コア４４がＺＣＴにより構成され
たものである。
高い安全性を確保できること。 【解決手段】 直流電流が流れる２本の直流ライン３９
に配設された電流センサ４１が、直流ラインを流れる電
流の差を計測することにより、この直流ラインに生ずる
直流地絡を検出する直流地絡検出装置４０において、上
記電流センサの検出用コア４４がＺＣＴにより構成され
たものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流電流が流れる
導線に生ずる直流地絡を検出する直流地絡検出装置、及
びこの直流地絡検出装置を備え、発電した電力を連系
（接続）された商用電源系統へ回生可能とする系統連系
発電装置に関する。
導線に生ずる直流地絡を検出する直流地絡検出装置、及
びこの直流地絡検出装置を備え、発電した電力を連系
（接続）された商用電源系統へ回生可能とする系統連系
発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、太陽光をエネルギー源として発電
した電力を自家使用するのみならず、自家で使用しなか
った余剰電力を商用電源系統へ回生する系統連系発電装
置としての太陽光発電装置が普及しつつある。
した電力を自家使用するのみならず、自家で使用しなか
った余剰電力を商用電源系統へ回生する系統連系発電装
置としての太陽光発電装置が普及しつつある。
【０００３】このような太陽光発電装置では、太陽電池
によって発電した直流電力の電圧を昇圧回路にて昇圧し
た後に、この昇圧された直流電力をインバータ回路によ
って、商用電源系統の交流電力に対応した交流電力に変
換している。
によって発電した直流電力の電圧を昇圧回路にて昇圧し
た後に、この昇圧された直流電力をインバータ回路によ
って、商用電源系統の交流電力に対応した交流電力に変
換している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】また、このような太陽
光発電装置では、太陽電池側の直流ラインに電流センサ
を設け、この電流センサにより直流地絡を検出して安全
性を向上させている。
光発電装置では、太陽電池側の直流ラインに電流センサ
を設け、この電流センサにより直流地絡を検出して安全
性を向上させている。
【０００５】ところが、直流地絡検出用の電流センサ
（変流器）は、巻線を巻く磁性体が、例えば過飽和リア
クトル等のような高価な材料にて構成されているため、
コストが上昇してしまう。
（変流器）は、巻線を巻く磁性体が、例えば過飽和リア
クトル等のような高価な材料にて構成されているため、
コストが上昇してしまう。
【０００６】本発明の目的は、上述の事情を考慮してな
されたものであり、直流電流の地絡の検出を低コストで
実施して高い安全性を確保できる直流地絡検出装置、及
びこの直流地絡検出装置を備えた系統連系発電装置を提
供することにある。
されたものであり、直流電流の地絡の検出を低コストで
実施して高い安全性を確保できる直流地絡検出装置、及
びこの直流地絡検出装置を備えた系統連系発電装置を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、直流電流が流れる複数の測定対象導線に配設された
電流センサが、上記測定対象導線を流れる電流の差を計
測することにより、この測定対象導線に生ずる直流地絡
を検出する直流地絡検出装置において、上記電流センサ
の検出用コアがＺＣＴにより構成されたことを特徴とす
るものである。
は、直流電流が流れる複数の測定対象導線に配設された
電流センサが、上記測定対象導線を流れる電流の差を計
測することにより、この測定対象導線に生ずる直流地絡
を検出する直流地絡検出装置において、上記電流センサ
の検出用コアがＺＣＴにより構成されたことを特徴とす
るものである。
【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、上記電流センサの検出用コアに測定対
象導線が貫通し、上記検出用コアは、励磁状態に保持さ
れて、上記測定対象導線を流れる電流の差を計測可能に
構成され、この検出用コアからの出力により、上記測定
対象導線に発生する直流短絡を検出するよう構成された
ことを特徴とするものである。
の発明において、上記電流センサの検出用コアに測定対
象導線が貫通し、上記検出用コアは、励磁状態に保持さ
れて、上記測定対象導線を流れる電流の差を計測可能に
構成され、この検出用コアからの出力により、上記測定
対象導線に発生する直流短絡を検出するよう構成された
ことを特徴とするものである。
【０００９】請求項３に記載の発明は、発電手段と、こ
の発電手段にて発電された直流電力を昇圧する昇圧回路
と、この昇圧回路にて昇圧された直流電力を交流電力に
変換するインバータ回路と、商用電源系統の交流電力に
対応した交流電力を上記商用電源系統へ回生可能とする
ように、上記昇圧回路及び上記インバータ回路を制御す
る制御装置と、上記発電手段からの直流電流が流れる複
数の直流ラインに配設された電流センサが、上記直流ラ
インを流れる電流の差を計測して、この直流ラインに発
生する直流短絡を検出するよう構成された直流地絡検出
装置と、を有する系統連系発電装置において、上記直流
地絡検出装置における上記電流センサの検出用コアがＺ
ＣＴにより構成されたことを特徴とするものである。
の発電手段にて発電された直流電力を昇圧する昇圧回路
と、この昇圧回路にて昇圧された直流電力を交流電力に
変換するインバータ回路と、商用電源系統の交流電力に
対応した交流電力を上記商用電源系統へ回生可能とする
ように、上記昇圧回路及び上記インバータ回路を制御す
る制御装置と、上記発電手段からの直流電流が流れる複
数の直流ラインに配設された電流センサが、上記直流ラ
インを流れる電流の差を計測して、この直流ラインに発
生する直流短絡を検出するよう構成された直流地絡検出
装置と、を有する系統連系発電装置において、上記直流
地絡検出装置における上記電流センサの検出用コアがＺ
ＣＴにより構成されたことを特徴とするものである。
【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明において、上記直流地絡検出装置における電流セ
ンサの検出用コアに直流ラインが貫通し、上記検出用コ
アは、励磁状態に保持されて、上記直流ラインを流れる
電流の差を計測可能に構成され、この検出用コアからの
出力により、上記直流ラインに発生する直流短絡を検出
するよう構成されたことを特徴とするものである。
の発明において、上記直流地絡検出装置における電流セ
ンサの検出用コアに直流ラインが貫通し、上記検出用コ
アは、励磁状態に保持されて、上記直流ラインを流れる
電流の差を計測可能に構成され、この検出用コアからの
出力により、上記直流ラインに発生する直流短絡を検出
するよう構成されたことを特徴とするものである。
【００１１】請求項５に記載の発明は、請求項３または
４に記載の発明において、上記発電手段は、太陽光の受
光量に応じた電力を発電する太陽電池であることを特徴
とするものである。
４に記載の発明において、上記発電手段は、太陽光の受
光量に応じた電力を発電する太陽電池であることを特徴
とするものである。
【００１２】請求項１乃至５に記載の発明には、次の作
用がある。
用がある。
【００１３】測定対象導線（発電手段に接続された直流
ライン）を流れる電流の差を計測する電流センサの検出
用コアが、一般の交流漏電遮断器に具備された安価なＺ
ＣＴ（ゼロ相変流器）により構成されたことから、電流
センサを低コストにて構成できるとともに、この電流セ
ンサを用いてなされる直流地絡の検出により高い安全性
を確保することができる。
ライン）を流れる電流の差を計測する電流センサの検出
用コアが、一般の交流漏電遮断器に具備された安価なＺ
ＣＴ（ゼロ相変流器）により構成されたことから、電流
センサを低コストにて構成できるとともに、この電流セ
ンサを用いてなされる直流地絡の検出により高い安全性
を確保することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づき説明する。
面に基づき説明する。
【００１５】図１は、本発明に係る系統連系発電装置の
一実施の形態が適用された太陽光発電装置を、商用電源
系統とともに示す回路図である。
一実施の形態が適用された太陽光発電装置を、商用電源
系統とともに示す回路図である。
【００１６】この図１に示すように、系統連系発電装置
としての太陽光発電装置１０は、発電手段としての太陽
電池１１と系統連系装置１２とを有して構成され、この
系統連系装置１２が、商用電源系統１３の単相三線に接
続（連系）されている。そして、この太陽光発電装置１
０は、太陽電池１１が太陽光により発電した直流電力
を、系統連系装置１２が、商用電源系統１３の交流電力
に対応した交流電力に変換して、この商用電源系統１３
へ供給（回生）可能とする。
としての太陽光発電装置１０は、発電手段としての太陽
電池１１と系統連系装置１２とを有して構成され、この
系統連系装置１２が、商用電源系統１３の単相三線に接
続（連系）されている。そして、この太陽光発電装置１
０は、太陽電池１１が太陽光により発電した直流電力
を、系統連系装置１２が、商用電源系統１３の交流電力
に対応した交流電力に変換して、この商用電源系統１３
へ供給（回生）可能とする。
【００１７】太陽電池１１は、多数の太陽電池セルを有
してなり、これら個々の太陽電池セルが太陽光を受光す
ることにより直流電力を発電する。
してなり、これら個々の太陽電池セルが太陽光を受光す
ることにより直流電力を発電する。
【００１８】上記系統連系装置１２は、昇圧回路１４、
インバータ回路１５、電流平滑回路１６、および制御装
置としてのマイクロコンピュータ１７を有して構成され
る。このマイクロコンピュータ１７に、発電電圧検出セ
ンサ３３、発電電流検出センサ３４、昇圧電圧検出セン
サ１８、第１系統電圧検出センサ１９、第２系統電圧検
出センサ２０及びインバータ出力電流検出センサ２１が
接続されている。
インバータ回路１５、電流平滑回路１６、および制御装
置としてのマイクロコンピュータ１７を有して構成され
る。このマイクロコンピュータ１７に、発電電圧検出セ
ンサ３３、発電電流検出センサ３４、昇圧電圧検出セン
サ１８、第１系統電圧検出センサ１９、第２系統電圧検
出センサ２０及びインバータ出力電流検出センサ２１が
接続されている。
【００１９】昇圧回路１４は、太陽電池１１にて発電さ
れた不安定な直流電力をノイズフィルタ３５を介して入
力し、商用電源系統１３の系統電圧よりも大きな電圧に
昇圧するものであり、平滑コンデンサ２２、チョークコ
イル２３、スイッチ回路２４、ダイオード２５及びコン
デンサ２６を有して構成される。
れた不安定な直流電力をノイズフィルタ３５を介して入
力し、商用電源系統１３の系統電圧よりも大きな電圧に
昇圧するものであり、平滑コンデンサ２２、チョークコ
イル２３、スイッチ回路２４、ダイオード２５及びコン
デンサ２６を有して構成される。
【００２０】平滑コンデンサ２２は、チョークコイル２
３及びスイッチ回路２４に入力される直流電力を平滑す
る。スイッチ回路２４は、スイッチング素子２７及びダ
イオード２８にて構成される。スイッチング素子２７と
しては、パワートランジスタ、パワーＭＯＳＦＥＴ、ま
たはＩＧＢＴ等が好適である。このスイッチング素子２
７のＯＮ、ＯＦＦ操作により、チョークコイル２３に、
昇圧された電圧が発生する。また、コンデンサ２６は、
チョークコイル２３によって発生した高電圧電力を蓄え
る。ダイオード２５は、コンデンサ２６に蓄えられた高
電圧電力の逆流を防止する。
３及びスイッチ回路２４に入力される直流電力を平滑す
る。スイッチ回路２４は、スイッチング素子２７及びダ
イオード２８にて構成される。スイッチング素子２７と
しては、パワートランジスタ、パワーＭＯＳＦＥＴ、ま
たはＩＧＢＴ等が好適である。このスイッチング素子２
７のＯＮ、ＯＦＦ操作により、チョークコイル２３に、
昇圧された電圧が発生する。また、コンデンサ２６は、
チョークコイル２３によって発生した高電圧電力を蓄え
る。ダイオード２５は、コンデンサ２６に蓄えられた高
電圧電力の逆流を防止する。
【００２１】上記スイッチング素子２７をＯＮ操作する
時間（即ちＯＮデューティ）を調整することによって、
昇圧回路１４が昇圧する昇圧電圧が制御される。つま
り、商用電源系統１３の系統電圧が２００Ｖの場合、そ
の波高値（ピーク値）が±２８０Ｖになるので、系統連
系装置１２から交流電力を商用電源系統１３へ回生させ
るためには、昇圧回路１４による昇圧電圧は、上記波高
値の絶対値（２８０Ｖ）以上に設定される必要がある。
実際には、昇圧回路１４による昇圧電圧は、インバータ
回路１５のスイッチング素子２９（後述）のＯＮ抵抗や
電流平滑回路１６のリアクトル３１の抵抗を考慮して、
２８０Ｖよりも２０〜３０Ｖ高い値に設定される。
時間（即ちＯＮデューティ）を調整することによって、
昇圧回路１４が昇圧する昇圧電圧が制御される。つま
り、商用電源系統１３の系統電圧が２００Ｖの場合、そ
の波高値（ピーク値）が±２８０Ｖになるので、系統連
系装置１２から交流電力を商用電源系統１３へ回生させ
るためには、昇圧回路１４による昇圧電圧は、上記波高
値の絶対値（２８０Ｖ）以上に設定される必要がある。
実際には、昇圧回路１４による昇圧電圧は、インバータ
回路１５のスイッチング素子２９（後述）のＯＮ抵抗や
電流平滑回路１６のリアクトル３１の抵抗を考慮して、
２８０Ｖよりも２０〜３０Ｖ高い値に設定される。
【００２２】前記インバータ回路１５は、複数のスイッ
チング素子２９がブリッジ接続され、各スイッチング素
子２９に対応してダイオード３０（フライホイールダイ
オード）が設けられて構成され、昇圧回路１４にて昇圧
された直流電力を、商用電源系統１３の交流電力に対応
した、つまり商用電源系統１３の交流電力と略一致した
位相及び周波数の正弦波形を有する交流電力に変換す
る。
チング素子２９がブリッジ接続され、各スイッチング素
子２９に対応してダイオード３０（フライホイールダイ
オード）が設けられて構成され、昇圧回路１４にて昇圧
された直流電力を、商用電源系統１３の交流電力に対応
した、つまり商用電源系統１３の交流電力と略一致した
位相及び周波数の正弦波形を有する交流電力に変換す
る。
【００２３】つまり、インバータ回路１５は、スイッチ
ング素子２９をＯＮ、ＯＦＦ操作することによって、昇
圧回路１４から入力された直流電力をパルス幅変調して
交流電力に変換する。さらに、このインバータ回路１５
から出力された交流電力（交流電流、交流電圧）の波形
が、商用電源系統１３における系統電圧の交流電圧波形
と一致するように、スイッチング素子２９をＯＮ操作す
る時間（ＯＮデューティ）が調整される。これにより、
インバータ回路１５から出力された交流電力の位相及び
周波数が、商用電源系統１３の系統電力のそれらと略一
致する。
ング素子２９をＯＮ、ＯＦＦ操作することによって、昇
圧回路１４から入力された直流電力をパルス幅変調して
交流電力に変換する。さらに、このインバータ回路１５
から出力された交流電力（交流電流、交流電圧）の波形
が、商用電源系統１３における系統電圧の交流電圧波形
と一致するように、スイッチング素子２９をＯＮ操作す
る時間（ＯＮデューティ）が調整される。これにより、
インバータ回路１５から出力された交流電力の位相及び
周波数が、商用電源系統１３の系統電力のそれらと略一
致する。
【００２４】前記電流平滑回路１６は、図１に示すよう
にリアクトル３１及びコンデンサ３２によって形成さ
れ、インバータ回路１５にて変換された交流電力の電流
を平滑する。この電流平滑回路１６にて平滑された交流
電力が、ノイズフィルタ３６、解列コンタクタ３７及び
保護継電器３８を経て商用電源系統１３へ回生可能とさ
れる。
にリアクトル３１及びコンデンサ３２によって形成さ
れ、インバータ回路１５にて変換された交流電力の電流
を平滑する。この電流平滑回路１６にて平滑された交流
電力が、ノイズフィルタ３６、解列コンタクタ３７及び
保護継電器３８を経て商用電源系統１３へ回生可能とさ
れる。
【００２５】解列コンタクタ３７は、マイクロコンピュ
ータ１７に接続され、太陽光発電装置１０と商用電源系
統１３とを接続または切り離し可能とする。後に詳説す
るが、マイクロコンピュータ１７は、解列コンタクタ３
７へ操作信号を出力して、太陽光発電装置１０の運転終
了時に太陽光発電装置１０と商用電源系統１３とを切り
離し、太陽光発電装置１０の運転開始時に太陽光発電装
置１０と商用電源系統１３とを接続する。
ータ１７に接続され、太陽光発電装置１０と商用電源系
統１３とを接続または切り離し可能とする。後に詳説す
るが、マイクロコンピュータ１７は、解列コンタクタ３
７へ操作信号を出力して、太陽光発電装置１０の運転終
了時に太陽光発電装置１０と商用電源系統１３とを切り
離し、太陽光発電装置１０の運転開始時に太陽光発電装
置１０と商用電源系統１３とを接続する。
【００２６】前記発電電圧検出センサ３３は、例えばア
イソレーションアンプを備えてなり、太陽電池１１にて
発電されて昇圧回路１４へ入力される直流電力の電圧を
検出する。また、発電電流検出センサ３４は、例えば変
流器を備えてなり、太陽電池１１にて発電されて昇圧回
路１４へ入力される直流電力の電流を検出する。
イソレーションアンプを備えてなり、太陽電池１１にて
発電されて昇圧回路１４へ入力される直流電力の電圧を
検出する。また、発電電流検出センサ３４は、例えば変
流器を備えてなり、太陽電池１１にて発電されて昇圧回
路１４へ入力される直流電力の電流を検出する。
【００２７】前記昇圧電圧検出センサ１８は、例えばア
イソレーションアンプを備えてなり、昇圧回路１４にて
昇圧されて出力された昇圧電圧を検出する。また、前記
第１系統電圧検出センサ１９及び第２系統電圧検出セン
サ２０は、変圧器を備えてなり、商用電源系統１３にお
ける系統電力の系統電圧を検出する。更に、前記インバ
ータ出力電流検出センサ２１は、例えば変流器を備えて
なり、インバータ回路１５にて変換された交流電流を検
出する。
イソレーションアンプを備えてなり、昇圧回路１４にて
昇圧されて出力された昇圧電圧を検出する。また、前記
第１系統電圧検出センサ１９及び第２系統電圧検出セン
サ２０は、変圧器を備えてなり、商用電源系統１３にお
ける系統電力の系統電圧を検出する。更に、前記インバ
ータ出力電流検出センサ２１は、例えば変流器を備えて
なり、インバータ回路１５にて変換された交流電流を検
出する。
【００２８】前記マイクロコンピュータ１７は、発電電
圧検出センサ３３及び発電電流検出センサ３４によって
太陽電池１１により発電された直流電力を監視し、この
直流電力が一定値以上になった時に解列コンタクタ３７
をＯＮ操作させて、太陽光発電装置１０と商用電源系統
１３とを接続させ、太陽光発電装置１０の運転を開始さ
せる。
圧検出センサ３３及び発電電流検出センサ３４によって
太陽電池１１により発電された直流電力を監視し、この
直流電力が一定値以上になった時に解列コンタクタ３７
をＯＮ操作させて、太陽光発電装置１０と商用電源系統
１３とを接続させ、太陽光発電装置１０の運転を開始さ
せる。
【００２９】また、マイクロコンピュータ１７は、系統
連系装置１２から商用電源系統１３へ回生させる回生電
力、第１系統電圧検出センサ１９及び第２系統電圧検出
センサ２０により検出された系統電圧、及び昇圧電圧検
出センサ１８により検出された昇圧電圧に基づいて、昇
圧回路１４におけるスイッチング素子２７のＯＮデュー
ディを調整し、昇圧回路１４による昇圧電圧を商用電源
系統１３の系統電圧よりも大きな値に制御する。
連系装置１２から商用電源系統１３へ回生させる回生電
力、第１系統電圧検出センサ１９及び第２系統電圧検出
センサ２０により検出された系統電圧、及び昇圧電圧検
出センサ１８により検出された昇圧電圧に基づいて、昇
圧回路１４におけるスイッチング素子２７のＯＮデュー
ディを調整し、昇圧回路１４による昇圧電圧を商用電源
系統１３の系統電圧よりも大きな値に制御する。
【００３０】更に、マイクロコンピュータ１７は、第１
系統電圧検出センサ１９及び第２系統電圧検出センサ２
０により検出された系統電圧の波形（正弦波）と、イン
バータ出力電流検出センサ２１にて検出された出力電流
の波形とに基づいて、インバータ回路１５におけるスイ
ッチング素子２９のＯＮデューティを調整し、このイン
バータ回路１５にて変換される交流電力（交流電流、交
流電圧）を正弦波形に制御する。
系統電圧検出センサ１９及び第２系統電圧検出センサ２
０により検出された系統電圧の波形（正弦波）と、イン
バータ出力電流検出センサ２１にて検出された出力電流
の波形とに基づいて、インバータ回路１５におけるスイ
ッチング素子２９のＯＮデューティを調整し、このイン
バータ回路１５にて変換される交流電力（交流電流、交
流電圧）を正弦波形に制御する。
【００３１】このマイクロコンピュータ１７による昇圧
回路１４及びインバータ回路１５の制御によって、商用
電源系統１３の交流電力と略一致した交流電力が、太陽
光発電装置１０の系統連系装置１２から商用電源系統１
３へ回生可能とされる。
回路１４及びインバータ回路１５の制御によって、商用
電源系統１３の交流電力と略一致した交流電力が、太陽
光発電装置１０の系統連系装置１２から商用電源系統１
３へ回生可能とされる。
【００３２】ところで、上述のような太陽光発電装置１
０では、太陽電池１１と昇圧回路１４とを接続して、太
陽電池１１から昇圧回路１４へ直流電流が流れる測定対
象導線としての２本の直流ライン３９に、直流地絡検出
装置４０の電流センサ４１が配設されている。この直流
地絡検出装置４０は、図２に示すように、上記電流セン
サ４１の他、励磁用アンプ４２、倍電圧整流回路４３及
び前記マイクロコンピュータ１７を有して構成されて、
太陽光発電装置１０の太陽電池１１側で直流地絡を検出
する。
０では、太陽電池１１と昇圧回路１４とを接続して、太
陽電池１１から昇圧回路１４へ直流電流が流れる測定対
象導線としての２本の直流ライン３９に、直流地絡検出
装置４０の電流センサ４１が配設されている。この直流
地絡検出装置４０は、図２に示すように、上記電流セン
サ４１の他、励磁用アンプ４２、倍電圧整流回路４３及
び前記マイクロコンピュータ１７を有して構成されて、
太陽光発電装置１０の太陽電池１１側で直流地絡を検出
する。
【００３３】電流センサ４１は、２本の直流ライン３９
が貫通する検出用コア４４が、一般の交流漏電遮断器に
具備されたＺＣＴ（ゼロ相変流器）にて構成される。こ
のＺＣＴは、巻線が巻かれる磁性体がパーマロイ等のよ
うな安価な材料にて構成されている。このＺＣＴにより
構成された検出用コア４４が、太陽電池１１のケース４
５内に収容されている。
が貫通する検出用コア４４が、一般の交流漏電遮断器に
具備されたＺＣＴ（ゼロ相変流器）にて構成される。こ
のＺＣＴは、巻線が巻かれる磁性体がパーマロイ等のよ
うな安価な材料にて構成されている。このＺＣＴにより
構成された検出用コア４４が、太陽電池１１のケース４
５内に収容されている。
【００３４】マイクロコンピュータ１７に内蔵された発
振器４６からの信号に基づいて、このマイクロコンピュ
ータ１７がＰＷＭポート４７（ＰＷＭ：Pulse Width Mo
dulation）から、例えば±２．５Ｖのパルス波形電圧を
励磁用アンプ４２へ出力すると、この励磁用アンプ４２
は、電流センサ４１の検出用コア４４を励磁状態とす
る。
振器４６からの信号に基づいて、このマイクロコンピュ
ータ１７がＰＷＭポート４７（ＰＷＭ：Pulse Width Mo
dulation）から、例えば±２．５Ｖのパルス波形電圧を
励磁用アンプ４２へ出力すると、この励磁用アンプ４２
は、電流センサ４１の検出用コア４４を励磁状態とす
る。
【００３５】この検出用コア４４は、励磁保持された状
態で、２本の直流ライン３９に流れる電流の差（差分）
を計測し、この電流の差に応じた出力電流（交流）を倍
電圧整流回路４３へ出力する。つまり、直流ライン３９
に地絡が発生していない時には、２本の直流ライン３９
を流れる電流に差が生じないため、検出用コア４４から
の出力電流は、正負対称となって打ち消し合い零とな
る。これに対し、直流ライン３９に地絡が発生した時に
は、２本の直流ライン３９を流れる電流に、地絡の程度
に応じた差が生じ、このため、検出用コア４４からの出
力電流は、正側または負側へシフトして正負非対称な電
流となる。
態で、２本の直流ライン３９に流れる電流の差（差分）
を計測し、この電流の差に応じた出力電流（交流）を倍
電圧整流回路４３へ出力する。つまり、直流ライン３９
に地絡が発生していない時には、２本の直流ライン３９
を流れる電流に差が生じないため、検出用コア４４から
の出力電流は、正負対称となって打ち消し合い零とな
る。これに対し、直流ライン３９に地絡が発生した時に
は、２本の直流ライン３９を流れる電流に、地絡の程度
に応じた差が生じ、このため、検出用コア４４からの出
力電流は、正側または負側へシフトして正負非対称な電
流となる。
【００３６】倍電圧整流回路４３は、電流センサ４１の
検出用コア４４から出力された出力電流（交流）を直流
に整流すると共に、電圧を２倍以上の電圧に変換して、
マイクロコンピュータ１７のＡ／Ｄポート４８（Ａ／
Ｄ：Analogue to Digital）へ出力する。
検出用コア４４から出力された出力電流（交流）を直流
に整流すると共に、電圧を２倍以上の電圧に変換して、
マイクロコンピュータ１７のＡ／Ｄポート４８（Ａ／
Ｄ：Analogue to Digital）へ出力する。
【００３７】マイクロコンピュータ１７は、Ａ／Ｄポー
ト４８に入力された電圧値の大小から、直流ライン３９
に地絡が発生したか否かを検出する。例えば、図３に示
すように、検出用コア４４からの出力電流の絶対値Ｉが
Ｉ0（例えば１００ｍＡ）以上になった時に直流ライン
３９に地絡が発生したとすると、その電流値Ｉ0に対応
した電圧Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3…以上の電圧がＡ／Ｄポート４
８に入力された時に、マイクロコンピュータ１７は、直
流ライン３９に地絡が発生したと判断して、直流地絡を
検出する。上記電圧Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3…は、検出用コア４
４を構成するＺＣＴ毎に異なる値であり、予め測定され
て、図示しない外部記憶装置等に記憶されている。
ト４８に入力された電圧値の大小から、直流ライン３９
に地絡が発生したか否かを検出する。例えば、図３に示
すように、検出用コア４４からの出力電流の絶対値Ｉが
Ｉ0（例えば１００ｍＡ）以上になった時に直流ライン
３９に地絡が発生したとすると、その電流値Ｉ0に対応
した電圧Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3…以上の電圧がＡ／Ｄポート４
８に入力された時に、マイクロコンピュータ１７は、直
流ライン３９に地絡が発生したと判断して、直流地絡を
検出する。上記電圧Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3…は、検出用コア４
４を構成するＺＣＴ毎に異なる値であり、予め測定され
て、図示しない外部記憶装置等に記憶されている。
【００３８】また、太陽光発電装置１０の運転停止時に
は、太陽電池１１からの電流が直流ライン３９に流れて
いないので、電流センサ４１の検出用コア４４からの出
力電流も零となる。マイクロコンピュータ１７は、太陽
光発電装置１０の運転停止時に、検出用コア４４からの
出力電流が零ではなく、従ってＡ／Ｄポート４８に電圧
が入力された場合には、電流センサ４１に不具合が生じ
ていると判断して、例えば警報などを出力する。
は、太陽電池１１からの電流が直流ライン３９に流れて
いないので、電流センサ４１の検出用コア４４からの出
力電流も零となる。マイクロコンピュータ１７は、太陽
光発電装置１０の運転停止時に、検出用コア４４からの
出力電流が零ではなく、従ってＡ／Ｄポート４８に電圧
が入力された場合には、電流センサ４１に不具合が生じ
ていると判断して、例えば警報などを出力する。
【００３９】以上のように構成されたことから、上記実
施の形態によれば次の効果を奏する。
施の形態によれば次の効果を奏する。
【００４０】太陽電池１１に接続された直流ライン３９
を流れる電流の差を計測する電流センサ４１の検出用コ
ア４４が、一般の交流漏電遮断器に具備された安価なＺ
ＣＴ（ゼロ相変流器）により構成されたことから、電流
センサ４１を低コストにて構成できるとともに、この電
流センサ４１を用いてなされる直流地絡の検出により、
太陽光発電装置１０において高い安全性を確保すること
ができる。
を流れる電流の差を計測する電流センサ４１の検出用コ
ア４４が、一般の交流漏電遮断器に具備された安価なＺ
ＣＴ（ゼロ相変流器）により構成されたことから、電流
センサ４１を低コストにて構成できるとともに、この電
流センサ４１を用いてなされる直流地絡の検出により、
太陽光発電装置１０において高い安全性を確保すること
ができる。
【００４１】以上、本発明を上記実施の形態に基づいて
説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４２】例えば、上記実施の形態では、発電手段が
太陽電池１１であって、系統連系発電装置が太陽光発電
装置１０の場合を述べたが、風力発電装置等の他の発電
手段を用いて、発電電力を商用電源系統へ回生させる他
の系統連系発電装置であってもよい。
太陽電池１１であって、系統連系発電装置が太陽光発電
装置１０の場合を述べたが、風力発電装置等の他の発電
手段を用いて、発電電力を商用電源系統へ回生させる他
の系統連系発電装置であってもよい。
【００４３】また、上記実施の形態では、直流地絡検出
装置４０は太陽光発電装置１０に適用されたものを述べ
たが、特に高電圧を発生する燃料電池等に適用してもよ
い。
装置４０は太陽光発電装置１０に適用されたものを述べ
たが、特に高電圧を発生する燃料電池等に適用してもよ
い。
【００４４】
【発明の効果】請求項１に記載の発明に係る直流地絡検
出装置によれば、直流電流の地絡の検出を低コストで実
施して高い安全性を確保できる。
出装置によれば、直流電流の地絡の検出を低コストで実
施して高い安全性を確保できる。
【００４５】請求項３に記載の発明に係る系統連系発電
装置にれば、装備した直流地絡検出装置によって、直流
電流の地絡の検出を低コストで実施して高い安全性を確
保できる。
装置にれば、装備した直流地絡検出装置によって、直流
電流の地絡の検出を低コストで実施して高い安全性を確
保できる。
【図１】本発明に係る系統連系発電装置の一実施の形態
が適用された太陽光発電装置を、商用電源系統と共に示
す回路図である。
が適用された太陽光発電装置を、商用電源系統と共に示
す回路図である。
【図２】図１の直流地絡検出装置を示すブロック図であ
り。
り。
【図３】電流センサの検出用コアから出力された出力電
流Ｉと、マイクロコンピュータへ入力される入力電圧Ｖ
との関係を示すグラフである。
流Ｉと、マイクロコンピュータへ入力される入力電圧Ｖ
との関係を示すグラフである。
１０ 太陽光発電装置（系統連系発電装置）
１１ 太陽電池（発電手段）
１２ 系統連系装置
１３ 商用電源系統
１４ 昇圧回路
１５ インバータ回路
１７ マイクロコンピュータ（制御装置）
３９ 直流ライン（測定対象導線）
４０ 直流地絡検出装置
４１ 電流センサ
４４ 検出用コア
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０２Ｍ 7/48 Ｇ０５Ｆ 1/67 Ａ ５Ｈ４２０
// Ｇ０５Ｆ 1/67 Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｋ
(72)発明者 鬼塚 圭吾
栃木県足利市大月町１番地 三洋電機空調
株式会社内
(72)発明者 牧野 康弘
栃木県足利市大月町１番地 三洋電機空調
株式会社内
Ｆターム(参考） 2G014 AA04 AB10 AB29 AC18
5F051 JA01 JA20 KA05 KA07 KA10
5G058 BB02 BD14
5G066 HA13 HB06
5H007 AA05 AA12 AA17 BB07 CA01
CB04 CB05 CC03 CC09 CC12
DA03 DA06 DB12 DC02 DC04
DC05 FA13 FA19 GA08
5H420 BB02 BB12 BB13 CC03 DD03
DD10 EA14 EA17 EA45 EB01
EB16 EB26 EB39 FF03 FF04
FF07 FF11 FF24 FF25 GG07
KK04 LL04 LL09 LL10
Claims (5)
- 【請求項１】 直流電流が流れる複数の測定対象導線に
配設された電流センサが、上記測定対象導線を流れる電
流の差を計測することにより、この測定対象導線に生ず
る直流地絡を検出する直流地絡検出装置において、 上記電流センサの検出用コアがＺＣＴにより構成された
ことを特徴とする直流地絡検出装置。 - 【請求項２】 上記電流センサの検出用コアに測定対象
導線が貫通し、上記検出用コアは、励磁状態に保持され
て、上記測定対象導線を流れる電流の差を計測可能に構
成され、この検出用コアからの出力により、上記測定対
象導線に発生する直流短絡を検出するよう構成されたこ
とを特徴とする請求項１に記載の直流地絡検出装置。 - 【請求項３】 発電手段と、この発電手段にて発電され
た直流電力を昇圧する昇圧回路と、この昇圧回路にて昇
圧された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路
と、商用電源系統の交流電力に対応した交流電力を上記
商用電源系統へ回生可能とするように、上記昇圧回路及
び上記インバータ回路を制御する制御装置と、上記発電
手段からの直流電流が流れる複数の直流ラインに配設さ
れた電流センサが、上記直流ラインを流れる電流の差を
計測して、この直流ラインに発生する直流短絡を検出す
るよう構成された直流地絡検出装置と、を有する系統連
系発電装置において、 上記直流地絡検出装置における上記電流センサの検出用
コアがＺＣＴにより構成されたことを特徴とする系統連
系発電装置。 - 【請求項４】 上記直流地絡検出装置における電流セン
サの検出用コアに直流ラインが貫通し、上記検出用コア
は、励磁状態に保持されて、上記直流ラインを流れる電
流の差を計測可能に構成され、この検出用コアからの出
力により、上記直流ラインに発生する直流短絡を検出す
るよう構成されたことを特徴とする請求項３に記載の系
統連系発電装置。 - 【請求項５】 上記発電手段は、太陽光の受光量に応じ
た電力を発電する太陽電池であることを特徴とする請求
項３または４に記載の系統連系発電装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001197947A JP2003018740A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 直流地絡検出装置及び系統連系発電装置 |
| US10/179,325 US6809942B2 (en) | 2001-06-29 | 2002-06-24 | System interconnection electric power generator and control method therefor |
| DE60207489T DE60207489T2 (de) | 2001-06-29 | 2002-06-28 | Systemzwischenverbindung für einen elektrischen Leistungsgenerator und Steuerverfahren dafür |
| CNB021402248A CN1246945C (zh) | 2001-06-29 | 2002-06-28 | 系统连接发电装置 |
| EP02014432A EP1271742B1 (en) | 2001-06-29 | 2002-06-28 | System interconnection electric power generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001197947A JP2003018740A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 直流地絡検出装置及び系統連系発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003018740A true JP2003018740A (ja) | 2003-01-17 |
Family
ID=19035470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001197947A Pending JP2003018740A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 直流地絡検出装置及び系統連系発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003018740A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009078075A1 (ja) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 風力発電装置 |
| JP2011196729A (ja) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 直流回路の漏電検出装置および方法 |
| JP2016099192A (ja) * | 2014-11-20 | 2016-05-30 | 三菱電機株式会社 | 地絡検出回路故障診断装置 |
| JP6319929B1 (ja) * | 2017-03-24 | 2018-05-09 | 竹内マネージメント株式会社 | 直流地絡検出装置、太陽光発電システム、及びプログラム |
| JP2018152996A (ja) * | 2017-03-13 | 2018-09-27 | オムロン株式会社 | 分散型電源 |
| JP2020046261A (ja) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | 住友電気工業株式会社 | 零相変流器の健全性診断方法及びパワーコンディショナ |
| KR102145826B1 (ko) * | 2020-02-26 | 2020-08-19 | 동아전기공업 주식회사 | 누설전류 감지감도 조절식 zct |
-
2001
- 2001-06-29 JP JP2001197947A patent/JP2003018740A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009078075A1 (ja) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 風力発電装置 |
| JP4801779B2 (ja) * | 2007-12-14 | 2011-10-26 | 三菱重工業株式会社 | 風力発電装置 |
| KR101134960B1 (ko) * | 2007-12-14 | 2012-04-09 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 풍력 발전 장치 |
| US8222758B2 (en) | 2007-12-14 | 2012-07-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Wind turbine generator |
| CN101809837B (zh) * | 2007-12-14 | 2013-10-16 | 三菱重工业株式会社 | 风力发电装置 |
| JP2011196729A (ja) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 直流回路の漏電検出装置および方法 |
| JP2016099192A (ja) * | 2014-11-20 | 2016-05-30 | 三菱電機株式会社 | 地絡検出回路故障診断装置 |
| JP2018152996A (ja) * | 2017-03-13 | 2018-09-27 | オムロン株式会社 | 分散型電源 |
| JP6319929B1 (ja) * | 2017-03-24 | 2018-05-09 | 竹内マネージメント株式会社 | 直流地絡検出装置、太陽光発電システム、及びプログラム |
| JP2018164340A (ja) * | 2017-03-24 | 2018-10-18 | 竹内マネージメント株式会社 | 直流地絡検出装置、太陽光発電システム、及びプログラム |
| JP2020046261A (ja) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | 住友電気工業株式会社 | 零相変流器の健全性診断方法及びパワーコンディショナ |
| KR102145826B1 (ko) * | 2020-02-26 | 2020-08-19 | 동아전기공업 주식회사 | 누설전류 감지감도 조절식 zct |
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Legal Events
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