JP2008148505A - 過負荷対策電力補償装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電力過負荷時に、補助電源を用いても負荷装置の消費電力を充足できない場合に、全電源が遮断するのを防止することが可能な電力補償装置を提供する。
【解決手段】電力補償装置１０は、系統電源３０から電力を蓄える充電部１２及び蓄電部１４と、連系点Ａで測定される電力が所定電力を超えた場合に、系統電源３０から負荷装置群３２へ供給される電力に、蓄電部１４に蓄えられた電力を付加して供給するパワーコンディショナー１６と、パワーコンディショナー１６によって電力を付加しても負荷装置群３２の消費電力を充足できない場合に、系統電源３０と負荷装置群３２との間に設置される個別ＥＬＢ２５ｂを作動させて、負荷のかかる電力系統を遮断する制御部１８とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力供給系統に契約電力を上回る負荷電力が生じた際に、負荷装置へ補助的に電力を供給する電力補償装置に関する。

近年、ＩＨクッキングヒーター等の消費電力の大きい電化製品が増加しており、一般家庭でこれら電化製品を重畳して使用した際等に、消費電力が契約電力を超えてしまうことでアンペアブレーカーや漏電遮断器等が作動し、一時的に家庭内の全ての電力供給が遮断される場合がある。これを回避するための対策として契約容量を引き上げることが考えらえるが、集合住宅で受電設備の制約により契約電力に制限を設けている場合等もあり、契約容量を引き上げることができず、上記電化製品の使用が制限されることがある。また、契約容量を大きくすると基本契約料金が上がる場合もあり、更に時間帯別料金を契約している場合には電気料金の高額な時間帯に電力を多く使用することで、電気料金の面でもオール電化普及の妨げとなる。

一方、電気設備を使用する工場等においても、電力会社との契約等で予め取り決められた設定電力を超えて電力を使用した場合には契約電力を変更しなければならず、多大な費用負担を伴うおそれがある。

このため、従来より、例えば、特許文献１又は２に開示されるように、蓄電池に電力を蓄えておき、負荷装置の電力消費に一時的な過負荷が生じた際に、この蓄電池から負荷装置へ電力を供給して継続して安定的に電力供給を行うことが可能な無停電電源装置が開示されている。
特開２００２−９５１８３号公報 特開２００３−５２１３４号公報

しかしながら、特許文献１、２に開示される無停電電源装置は、停電しない、すなわち電圧を維持することで負荷を停電させないことを主目的に制御を行なっているために、今回目的とする機能の実現には適さない。

まず、一般家庭においては短時間の間、電圧が低下しても被害は少なく電圧低下防止に対する要求は強くない。また一般的に過負荷が生じてもさほど電圧低下は発生しないため、電圧低下を伴わないまま過負荷となり、個々のブレーカーが遮断しない場合には、例えば、一般家庭においては、過負荷の主要因となる消費電力の大きい電化製品以外の電化製品の電源もすべて遮断されることになる。また、工場においては、大規模的に製造ライン等が停止することになれば、多大な損害を被ってしまうおそれがある。

次に、無停電電源装置は停電時に瞬時に負荷へ電力を供給するため、待機中も制御回路やインバーターを常に作動させておく必要があり、無駄な消費電力が大量に消費される。

また、無停電電源装置は単独運転機能が必要なため、パワーコンディショナーとして自励式の採用が必須であり、かつ突入電流対策の機能を備えることが望ましい。さらに、ほとんどの負荷に対して電源供給可能にするためには、出力電圧波形は正弦波に近い波形である必要がある。これに対して本装置に必要とされる連系運転にのみ機能を限定すれば、他励式の採用が可能で突入電流対策を行なう必要も無く、しかも出力電圧波形は擬似的な交流電圧波形で良いため、簡易な構造のパワーコンディショナーが採用可能となる。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、電力過負荷時に、補助電源を用いても負荷装置の消費電力を充足できない場合に、全電源が遮断するのを防止することが可能な電力補償装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は複数の負荷装置による消費電力が所定電力を超過した際に、少なくともその超過分の電力を供給する電力補償装置であって、
系統電源から電力を蓄える蓄電手段と、
前記系統電源から前記負荷装置へ供給される電力を測定する電力測定手段と、
前記電力測定手段により測定された電力が所定電力を超えた場合に、前記蓄電手段内に蓄えられた電力を前記負荷装置へ供給する電力付加供給手段と、
前記電力付加供給手段により電力を供給しても前記負荷装置の消費電力を充足できない場合に、前記系統電源と前記負荷装置との間に設置される漏電遮断器を作動させることにより、一部の前記負荷装置への電力供給を遮断する遮断手段を備えることを特徴とする（第１の発明）。

本発明の電力補償装置によれば、電力付加供給手段により電力を付加しても負荷装置の消費電力を充足できない場合に、電源と負荷装置との間に設置される漏電遮断器の一部に電力系統の遮断を行わせて、一部の負荷装置への電力供給を遮断させることにより、全電力系統の電力負荷を軽減させることができるので、過電流保護装置による全電力系統の遮断から回避できる。例えば、分電盤内の電力供給系統の前段に主幹漏電遮断器が設置され、その後段で分岐する電力供給系統に個別漏電遮断器が設置されている場合に、電力過負荷時に主幹漏電遮断器による全電力系統の遮断をさせることなく、過負荷の主要因となる負荷装置が接続される電力供給系統に設置される個別漏電遮断器を優先的に遮断させることにより、その他の必要な電力供給系統を維持させることができるので、一般家庭では家庭内の全電化製品が同時に停止することなく、また工場では製造ライン等の停止を最小限に回避することができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記遮断手段は、前記漏電遮断器の負荷装置側の電力供給系統に地絡電流を流すことにより前記負荷装置への電力供給を遮断することを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明において、前記遮断手段は、前記漏電遮断器の電源側と負荷装置側との電力供給系統を短絡させることにより前記負荷装置への電力供給を遮断することを特徴とする。

第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明において、前記測定手段は、前記系統電源に接続される過電流保護装置が過電流を検知してから電力系統を遮断するまでの時間よりも短い間隔で、繰り返し電力の測定を行うことを特徴とする。

本発明の電力補償装置の測定手段によれば、電力付加供給手段を機能させるために必要な最長の間隔で電力を測定するので、電力補償装置の消費電力を低減できる。

第５の発明は、第１〜４のいずれかの発明において、前記蓄電部による蓄電は、夜間電力時間帯になされることを特徴とする。

本発明の電力補償装置の蓄電部によれば、電気使用料金の割安な夜間電力時間帯に電力を蓄えることにより、電力補償装置が使用する電気代を軽減できる。

本発明によれば、電力過負荷時に、補助電源を用いても負荷装置の消費電力を充足できない場合に、全電源が遮断するのを防止することが可能な電力補償装置を提供できる。

以下に、本発明の好ましい一実施形態について図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る電力補償装置のブロック構成図である。
図１に示すように、一般住宅等の電力系統には分電盤２０が設けられており、分電盤２０には、電力系統内に所定以上の電流が流れた場合や、漏電が生じた場合などに系統電源３０を遮断するためのＥＬＢ（Ｅａｒｔｈ Ｌｅａｋａｇｅ ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒ；漏電遮断器）２５が備えられている。このＥＬＢ２５は、前段の主幹ＥＬＢ２５ａと、後段の個別ＥＬＢ２５ｂとに分けて設置されており、個別ＥＬＢ２５ｂは各負荷装置群３２へ供給するための分岐路の夫々に複数設けられる。

これら主幹ＥＬＢ２５ａと個別ＥＬＢ２５ｂは、通常、遮断に至る電流又は漏電電流の許容値が夫々異なるように設定されている。主幹ＥＬＢ２５ａは、電力供給系統全体の電流又は漏電電流が許容値を超えた場合に全ての電力供給を遮断することに対し、個別ＥＬＢ２５ｂは、主幹ＥＬＢ２５ａよりも上記遮断に至る許容値を小さく設定されており、例えば、ある負荷装置の要因で過電流又は漏電電流が生じた場合に、その負荷装置の接続される電力系統のみを遮断する。これにより、他の個別ＥＬＢ２５ｂが設置される電力系統から供給される電力を遮断しないようになっている。

本実施形態の電力補償装置１０は、充電部１２、蓄電部１４、パワーコンディショナー１６、及び制御部１８を備えるもので、上記のような分電盤２０に付加的に設置可能な構成である。

充電部１２は、系統電源３０からの電力で蓄電部１４に充電する。この蓄電部１４には、例えば、鉛蓄電池やリチウムイオン電池などの各種蓄電池が用いられる。

パワーコンディショナー１６は、蓄電部１４に蓄えられた電力を系統電源３０と同じ周波数の交流に変換して、系統電源３０に加えて負荷装置群３２に電力を供給するものである。なお、この電力供給は、後述する制御部１８の連系点Ａにおける電流の測定により、系統電源３０の交流と同期をとりながら行われるようになっている。

制御部１８は、系統電源３０と主幹ＥＬＢ２５ａとの連系点Ａと、主幹ＥＬＢ２５ａと個別ＥＬＢ２５ｂとの連系点Ｂと、充電部１２と、パワーコンディショナー１６と、個別ＥＬＢ２５ｂとに接続されており、連系点Ａにおいて電力系統に供給される電流を測定し、その測定電流に応じて内部に備えるＳＷ１を切り替え或いは切り離すことにより、充電部１２、蓄電部１４、及びパワーコンディショナー１６による充電又は放電を制御するとともに、分電盤２０内に設置される個別ＥＬＢ２５ｂの導通遮断を制御するものである。なお、制御部１８が作動するための電源は、連系点Ｃから常時取得されるようになっている。

以下に制御部１８の制御についてさらに詳細に説明する。
図１は、電力補償装置１０の待機モードの状態を示している。待機モードは、例えば、負荷装置群３２の利用の多い日中などに実行される。この時の制御部１８の状態は、系統電源３０と主幹ＥＬＢ２５ａとの連系点Ａの電流を測定するとともに、電力補償装置１０自体の消費電力を抑えるために、スイッチＳＷ１を無接続にして系統電源３０から完全に切り離す。すなわち、充電部１２、蓄電部１４及びパワーコンディショナー１６を作動させず、電力補償装置１０内で制御部１８のみが系統電源３０を用いることになる。

さらに、連系点Ａの電流を測定するに際し、制御部１８はその内部に備えた時計機能により所定の時間間隔で電流を繰り返し測定し、その測定電流が、例えば主幹ＥＬＢ２５ａの定格電流を上回らなければ、次の測定までスリープ（電力を消費せず休止）するといった間欠的な測定を繰り返す。すなわち、待機モードにおいて電力補償装置１０内部で唯一常時作動している部分は制御部１８の時計機能のみとなり、その作動に要する消費電力も極めて小さい。

上記連系点Ａにおける電流の測定間隔は、電気系統で用いられる負荷装置群３２の全使用によって最大に消費されうる電流にしたがって設定される。以下にその設定について詳細に説明する。

図２は、ＥＬＢに流れる電流（定格電流に対する％）と、その電流がＥＬＢに流れた時にＥＬＢが電源を遮断するまでに要する時間（以下、電源遮断時間という）との動作特性の一例を示すグラフであり、横軸に電流（定格電流に対する％）、縦軸に電力遮断時間を示している。なお、図２中には、電流が１５Ａ及び５、６、１０Ａ流れた時の電源遮断時間の最大値と最小値とに対応するグラフが示されており、実際の電源遮断時間はそれら最大値と最小値とのグラフで挟まれる範囲に分布する。

図２に示すように、電流（定格電流に対する％）が大きくなるほど、ＥＬＢによる電源遮断時間が短くなる傾向を示す。例えば、電流（定格電流に対する％）が２００％である場合には約８秒〜１分、３００％である場合には約２．５秒〜３０秒、４００％である場合には約１．２秒〜１６秒となる。

したがって、連系点Ａにおける電力の測定間隔は、負荷装置群３２全体によって最大に消費されうる電流を想定して、その電流におけるＥＬＢの電源遮断時間を同図から読み取り、その読み取った電源遮断時間よりも短い時間に設定する。例えば、定格電源が１５Ａ以上であって、最大消費電流（定格電流に対する％）が２００％である場合には、パワーコンディショナー１６の起動時間を見込んで約８秒よりも短い、例えば５〜７秒程度を測定間隔にする。

待機モードにおいて連系点Ａの電流が主幹ＥＬＢ２５ａの定格電流を上回った場合には、制御部１８は放電モードの制御を行う。

図３は、電力補償装置１０の放電モードの状態を示す。連系点Ａの電流が主幹ＥＬＢ２５ａの定格電流を上回った場合は、図３に示すように制御部１８は、ＳＷ１をパワーコンディショナー１６側に切替えることにより、パワーコンディショナー１６を起動し、連系点Ａの電流が主幹ＥＬＢ２５ａの定格電流を上回らないように、蓄電部１４に蓄えられた電力を放電して負荷装置群３２に供給させる。

また、その後、連系点Ａの電流が主幹ＥＬＢ２５ａの定格電流よりも下回った場合には、制御部１８はスイッチＳＷ１を無接続状態にすることで、系統電源３０とパワーコンディショナー１６と切り離し、蓄電部１４から負荷装置群３２への電力供給を停止して再び待機モードになる。

図４は、電力補償装置１０の充電モードの状態を示す。制御部１８は内部に備えた時計機能により所定の時間帯になると、図４に示すようにスイッチＳＷ１を充電部１２側へ切り替えて充電部１２を起動させ、系統電源３０から供給される電力を蓄電部１４へ充電させる。この充電を行う時間帯は、例えば、負荷装置群３２による電力使用量が少なく、電気料金も安い深夜電力時間帯とすることが好ましい。

なお、充電モードにおいても連系点Ａの電流が主幹ＥＬＢ２５ａの定格電流を上回った場合には、制御部１８はスイッチＳＷ１を充電モードから放電モードへ切り替えて、負荷装置群３２への電力供給を優先させる。この時の制御部１８による充電から放電へのモードの切替えは以下の手順に従って行ってもよい。

先ず、スイッチＳＷ１を無接続にして系統電源３０から切り離し、この状態における連系点Ａの電流を測定する。この時の連系点Ａの電流が、主幹ＥＬＢ２５ａの定格電流より下回っている場合には、スイッチＳＷ１の無接続を維持させる。

これは充電を停止することによって過負荷状態が解消した場合であり、この場合にスイッチＳＷ１を充電モードへ切替えてしまうと、再び過負荷状態に戻ることになり、スイッチのオンオフを繰り返す現象（チャタリング）が生じるからである。

ただし、その後連系点Ａの電流に、充電に要する電流が付加されても、主幹ＥＬＢ２５ａの定格電流より下回るほど連系点Ａの電流が低下した場合（連系点Ａの電流＋充電に要する電流＜定格電流）には、充電モードへ切替える。

一方、スイッチＳＷ１を無接続にしても、連系点Ａの電流が、主幹ＥＬＢ２５ａの定格電流より上回っている場合には、スイッチＳＷ１を放電モードへ切り替える。

また、充電モードにおいて蓄電部１４が満充電状態となった場合には、制御部１８はスイッチＳＷ１を無接続状態に切り替え、図１に示す待機モードとする。この時、例えば、制御部１８の内部の記憶領域に充電不要のフラグをセットしておき、このフラグがセットされている間は、所定の充電時間帯となっても充電を行わせないようにする。そして、このフラグは所定量の放電を行った場合にリセットされ、その際に再び上記充電時間帯に充電がされることなる。

次に、放電モードとして電力を供給しても、負荷装置群３２による消費電力が大き過ぎるため、負荷装置群３２の消費電力を充足できずに過負荷状態が解消しない場合の制御について説明する。

図５は、電力補償装置１０の電力遮断モードの状態を示す。
図５に示すように、電力補償装置１０を放電モードとして電力を供給しても、負荷装置群３２の消費電力を充足できずに過負荷状態が解消しない場合には、制御部１８は複数の個別ＥＬＢ２５ｂうち、一部の負荷装置群３２を遮断させて電力供給を強制的に停止する。

図６は、ＥＬＢ２５の過負荷時の動作原理を説明するための説明図である。
図６に示すように、漏電していない場合ではＥＬＢ２５を通る往路の電流Ｉ_１と復路の電流Ｉ_２とはその電流値が同じであるため、その差がゼロとなる。一方、人が感電したり負荷装置の絶縁部位が劣化するなどにより漏電が生じている場合には、負荷装置から漏れ電流Ｉ_ｒが漏電して往路の電流Ｉ_１と復路の電流Ｉ_２とに一定の差が生じる。ＥＬＢ２５はこの原理を利用して上記電流の差を零相変流器３６で検出し、この差が一定値以上であれば非常に短い時間で電子回路３８及び電磁装置４０を介して遮断器部４２を作動させることにより電力供給を遮断している。

本実施形態による電力補償装置１０では、このようなＥＬＢの特性を利用して、過負荷が生じる負荷装置群３２の電力供給を強制的に遮断している。この具体例について以下に２つ説明する。

図７は、地絡電流を流して強制的に漏電させることにより、ＥＬＢ２５を作動させて電力供給の遮断を行う回路図である。
図７に示すように、ＥＬＢ２５の一対の負荷側供給線４３の一方にアース線４４を接続し、そのアース線４４に制御部１８によって切り替えが可能なスイッチＳＷ２を設けている。ＥＬＢの漏電に対する感度は、例えば、数十ｍＡであっても０．１秒程度の短時間でもって動作する程、微小な電流でも瞬時に反応するので、アース線４４には抵抗Ｒ_２を介している。例えば、１００Ｖの系統電源に対して、２ｋΩの抵抗Ｒ_２を設けた場合、スイッチＳＷ２が接続されると５０ｍＡの地絡電流が流れることになる。このように地絡電流が微小であることから、スイッチＳＷ２としてリレーを用いることで、分電盤２０に備える複数の個別ＥＬＢ２５ｂを同時に遮断させることができる。

図８は、リレーによって複数の個別ＥＬＢ２５ｂによる電力系統の遮断を同時に動作させるための回路図である。
図８に示すように、夫々の個別ＥＬＢ２５ｂの一対の負荷側供給線４３の一方にアース線４４を接続する構成となっており、これら複数のアース線４４に設けられる複数のスイッチＳＷ２をリレーＲｙ１として同時に閉じることで、全ての個別ＥＬＢ２５ｂに漏電を感知させて遮断できるようになっている。
また、ＥＬＢ２５の電源側と負荷側との電力供給線を短絡させる遮断方法もある。

図９は、ＥＬＢ２５の電源側と負荷側との電力供給線を短絡させることにより、ＥＬＢ２５を作動させて電力供給の遮断を行う回路図である。
図９に示すように、ＥＬＢ２５の系統電源側の一対の電源側供給線４１、及び負荷側の一対の負荷側供給線４３のうち、同じ極側の一方のライン同士を短絡させる短絡線５０が接続され、短絡線５０には制御部１８によって切り替えが可能なスイッチＳＷ３が設けられている。スイッチＳＷ３により短絡線５０が導通されると、短絡線５０に電流Ｉ_３が流れてＥＬＢ２５内の往路の電流Ｉ_１と復路電流Ｉ_２とに電流差Ｉ_３が生じることになって、ＥＬＢ２５に電力供給の遮断を行わせる。この時、短絡線５０に設けられる抵抗Ｒ_３は、例えば、ＥＬＢ２５の内部抵抗を０．５Ω（Ｒ_１）、系統電源から負荷装置へ流れる電流を５Ａ（Ｉ_１）として、ＥＬＢ２５が地絡電流１５ｍＡ（Ｉ_２）で遮断動作をする場合、次式（１）で求められる。
Ｒ_３＝Ｒ_１×Ｉ_１／Ｉ_３＝０．５Ω×５Ａ／１５ｍＡ＝１６６Ω ・・・ （１）
この遮断方法では、図７で説明したような地絡電流を生じさせて直ちに遮断させる方法とは異なり、次式（２）に示すように電流差Ｉ_３が負荷電流Ｉ_２と比例して生じるので、ＥＬＢ２５が遮断するために必要な電流差Ｉ_３を生じさせるためには、負荷電流Ｉ_２がある一定の値以上であることを必要とする。
Ｉ_３＝Ｒ_１／（Ｒ_１＋Ｒ_３）×Ｉ_２ ・・・ （２）
この特性を利用すると、例えば、分電盤２０内において、消費電力の大きい負荷装置群３２の電力系統に設置される個別ＥＬＢ２５ｂを選択的に遮断することができる。すなわち、消費電力の小さい負荷装置群３２への電力供給を遮断しなくて済む。

このようにしてＥＬＢ２５によって遮断された回路については、その後、短絡線５０がバイパスとなって電流が流れることになるので、遮断がなされたＥＬＢ２５については、短絡線５０に設置されるスイッチＳＷ３を切り離す制御を制御部１８により行う。

なお、ＥＬＢ２５を遮断するために必要な短絡線５０に流れる電流を可変できるように、この回路に短絡線、抵抗及びスイッチをもう一段並列に設けてもよい。

図１０は、図９の回路に短絡線５１、抵抗Ｒ_３及びスイッチＳＷ４を並列に設けた回路図である。
図１０に示すように、この回路は、図９の回路に短絡線５１、抵抗Ｒ_４及び制御部１８により切り替えが可能なスイッチＳＷ４を並列に設けたものであり、負荷装置群３２の消費電力による電流Ｉ_２が小さいため、スイッチＳＷ３を閉じても、ＥＬＢ２５内の往路の電流Ｉ_１と復路の電流Ｉ_２との電流差である抵抗Ｒ_３に流れる電流Ｉ_３が、ＥＬＢ２５を遮断させるために十分な電流でない場合、スイッチＳＷ４を閉じることで、電流Ｉ_３から電流（Ｉ_３＋Ｉ_４）に増加させることができるので、ＥＬＢ２５を遮断させることができるようになる。

また、図１１は、図１０の回路を複数の個別ＥＬＢ２５ｂに設け、夫々のＥＬＢ２５に付設されるスイッチＳＷ３及びスイッチＳＷ４の作動を、リレーＲｙ１及びリレーＲｙ２として同期させた回路の回路図である。

図１１に示すように、この回路は、過負荷時に先ずリレーＲｙ１を閉じることによって、負荷装置群３２のうち、消費電力の大きな負荷装置群３２に接続される個別ＥＬＢ２５ｂをいくつか遮断し、さらにこれらの個別ＥＬＢ２５ｂの遮断後でも電力負荷が十分に軽減できない場合に、リレーＲｙ２を併せて閉じることにより、リレーＲｙ１のみの短絡では遮断できなかった個別ＥＬＢ２５ｂも、短絡電流を増加させることによって遮断できるようにしたものである。この制御を制御部１８に行わせることで、電力負荷の大きい負荷装置群３２から段階的に電力供給を停止させていくことができる。

以上説明したように、本実施形態の電力補償装置１０によれば、過負荷時に、系統電源３０に加えて蓄電部１４に蓄えられた電力をパワーコンディショナー１６によって負荷装置群３２に供給しても消費電力を充足できない場合に、一部の負荷装置群３２への電力供給を、個別ＥＬＢ２５ｂを作動させて遮断することにより、電力系統全体の電力負荷を軽減でき、これにより主幹ＥＬＢ２５ａによって全電源が遮断されることから回避できる。すなわち、過負荷の主要因となる負荷装置群３２に接続された個別ＥＬＢ２５ｂを優先的に遮断させて、その他の必要な負荷装置群３２への電源供給は継続することができるので、電源供給が遮断される負荷装置群３２を必要最小限に抑えることができる。

本実施形態の電力補償装置１０によれば、待機モードにおいては、負荷装置群３２の消費電力が過負荷となった際に、主幹ＥＬＢ２５ａが電力系統を遮断するまでの時間よりも短い間隔で間欠的に連系点Ａにおける電力を測定することにより、負荷装置群３２への電力供給を機能させるために必要な最長の間隔で電力を測定するので、電力補償装置の消費電力を低減できる。なお、この時に電力補償装置１０内部で唯一常時作動している部分は制御部１８内の時計機能のみであるため、電力補償装置１０自体の消費電力は極めて小さい。

また、本実施形態の電力補償装置１０によれば、制御部１８によって、個別ＥＬＢ２５ｂに地絡電流又は短絡電流を生じさせることによって、個別ＥＬＢ２５ｂによる遮断を行わせることができる。

また、本実施形態の電力補償装置１０によれば、ＥＬＢの電源側と負荷側との電力供給線を短絡させる回路を、複数の個別ＥＬＢ２５ｂに設け、夫々のＥＬＢ２５に付設されるスイッチＳＷ３及びスイッチＳＷ４の作動を、リレーＲｙ１及びリレーＲｙ２として同期させることにより、電力負荷の大きい負荷装置群３２から段階的に電力供給を停止させていくことができる。

また、本実施形態の電力補償装置１０によれば、電気使用料金の割安な夜間電力時間帯に電力を蓄えることにより、電力補償装置１０が使用する電気代を軽減できる。

なお、本実施形態の電力補償装置１０によれば、パワーコンディショナー１６を起動させるための条件を連系点Ａの電流が主幹ＥＬＢ２５ａの定格電流を上回った場合としたが、これに限らず、連系点Ａの電流が主幹ＥＬＢ２５ａの定格電流より小さい所定電流を上回った場合としてもよい。この場合、制御部１８は、連系点Ａにおける電流がその所定電流を上回らないように、パワーコンディショナー１６を介して蓄電部１４に蓄えられた電力を負荷装置群３２に供給させ、また、連系点Ａにおける電流がその所定電流から下回った場合には、スイッチＳＷ１を無接続状態にすることで電力供給を停止し、再び待機モードになる。

また、本実施形態の電力補償装置は、一般住宅等の分電盤２０内にＥＬＢ２５を備える電気系統に適用したものであるが、これに限らず、工場などで使用されるノーヒューズブレーカーに適用してもよいが、この場合は漏電を検出して瞬時に遮断する回路を持たないため、負荷を遮断する機能を使用しない。なお、本実施形態では既存の漏電遮断器を用いることが出来るよう負荷を強制的に遮断するために漏電回路を用いているが、外部からの遮断信号を受信可能な遮断器を用いた場合には直接遮断信号を与えることも可能である。この場合は、ＥＬＢのみならずノーヒューズブレーカーの場合にも負荷を遮断する機能を利用できる。

本実施形態に係る電力補償装置のブロック構成図である。 ＥＬＢに流れる電流（定格電流に対する％）と、その電流がＥＬＢに流れた時にＥＬＢが電源を遮断するまでに要する時間との動作特性の一例を示すグラフである。 電力補償装置１０の放電モードの状態を示す図である。 電力補償装置１０の充電モードの状態を示す図である。 電力補償装置１０の電力遮断モードの状態を示す図である。 ＥＬＢ２５の過負荷時の動作原理を説明するための説明図である。 地絡電流を流して強制的に漏電させることにより、ＥＬＢ２５を作動させて電力供給の遮断を行う回路図である。 リレーによって複数の個別ＥＬＢ２５ｂによる電力系統の遮断を同時に動作させるための回路図である。 ＥＬＢ２５の電源側と負荷側との電力供給線を短絡させることにより、ＥＬＢ２５を作動させて電力供給の遮断を行う回路図である。 図９の回路に短絡線５１、抵抗Ｒ_３及びスイッチＳＷ４を並列に設けた回路図である。 図１０の回路を備える個別ＥＬＢ２５ｂを複数の負荷装置群３２に設け、夫々の個別ＥＬＢ２５ｂに付設されるスイッチＳＷ３及びスイッチＳＷ４の作動を、リレーＲｙ１及びリレーＲｙ２として同期させた回路の回路図である。

符号の説明

１０ 電力補償装置
１２ 充電部
１４ 蓄電部
１６ パワーコンディショナー
１８ 制御部
２０ 分電盤
２５ ＥＬＢ
２５ａ 主幹ＥＬＢ
２５ｂ 個別ＥＬＢ
３０ 系統電源
３２ 負荷装置群
３６ 零相変流器
３８ 電子回路
４０ 電磁装置
４１ 電源側供給線
４２ 遮断器部
４３ 負荷側供給線
４４ アース線
５０、５１ 短絡線
Ａ、Ｂ、Ｃ 連系点
Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４ 抵抗
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４ スイッチ

Claims (5)

1. 複数の負荷装置による消費電力が所定電力を超過した際に、少なくともその超過分の電力を供給する電力補償装置であって、
   系統電源から電力を蓄える蓄電手段と、
   前記系統電源から前記負荷装置へ供給される電力を測定する電力測定手段と、
   前記電力測定手段により測定された電力が所定電力を超えた場合に、前記蓄電手段内に蓄えられた電力を前記負荷装置へ供給する電力付加供給手段と、
   前記電力付加供給手段により電力を供給しても前記負荷装置の消費電力を充足できない場合に、前記系統電源と前記負荷装置との間に設置される漏電遮断器を作動させることにより、一部の前記負荷装置への電力供給を遮断する遮断手段を備えることを特徴とする過負荷対策電力補償装置。
2. 前記遮断手段は、前記漏電遮断器の負荷装置側の電力供給系統に地絡電流を流すことにより前記負荷装置への電力供給を遮断することを特徴とする請求項１に記載の過負荷対策電力補償装置。
3. 前記遮断手段は、前記漏電遮断器の電源側と負荷装置側との電力供給系統を短絡させることにより前記負荷装置への電力供給を遮断することを特徴とする請求項１に記載の過負荷対策電力補償装置。
4. 前記測定手段は、前記系統電源に接続される過電流保護装置が過電流を検知してから電力系統を遮断するまでの時間よりも短い間隔で、繰り返し電力の測定を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の過負荷対策電力補償装置。
5. 前記蓄電部による蓄電は、夜間電力時間帯になされることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の過負荷対策電力補償装置。

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