JP2013198232A - 三相不平衡抑制システム - Google Patents

Abstract

【課題】三相配電線に接続される負荷あるいは分散電源から成る機器の接続相を、切り替え時に停電を伴うことなく信頼性良く切り替えて三相負荷電流の不平衡を抑制できる。
【解決手段】複数の機器１００が複数の変圧器２を介して三相配電線１の２相に接続され、各変圧器２の低圧側と機器１００との間の配線に第１の切替装置２００を接続し、各変圧器２の低圧側の配線間を、第１の切替装置２００より機器１００側の点で結ぶバイパス線５００に第２の切替装置３００を接続する。第１、第２の切替装置２００、３００は、配線あるいはバイパス線５００に直列接続される第１の無接点スイッチ１０に第２の無接点スイッチ１１と抵抗１２との直列体が並列接続されて構成される。制御端末６は、三相配電線１の各相電流に基づいて、切り替え対象の機器１００を判定し、第１、第２の切替装置２００、３００を制御して、機器１００に接続される変圧器２を切り替える。
【選択図】図１

Description

この発明は、負荷や分散電源が接続された高圧の三相配電線の不平衡を抑制する三相不平衡抑制システムに関するものである。

高圧三相配電線に対する単相負荷の接続は、三相中の任意の二相に対して行われることとなるが、実際の系統においては単相負荷が特定の二相に集中して接続されることがある。このような場合には三相負荷電流の不平衡状態を招き、電力設備の利用効率が悪くなったり、三相誘導モータ等の負荷にも影響を及ぼしたりする。このような三相配電線の不平衡を減少させるため、一部の負荷の接続相を切り替えることを行っている。
従来の負荷切替装置は、三相配電線の各相の切断点と並列に開閉器を取り付け、各相の切断点よりも電源側の点と他相の切断点よりも負荷側の点との間に、無接点開閉器を取り付ける。そして、前記開閉器の開路に引き続き前記無接点開閉器を高速で閉じることにより、三相切替えを行う（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−１６５３８９号公報

近年、家庭や小口需要家に設置される太陽光発電設備等の分散電源が急速に増加している。このような分散電源は、三相配電線の三相中の任意の二相に対して接続され、その容量は通常負荷より大きいため、三相負荷電流の不平衡状態を一層招くものである。三相配電線の負荷電流の不平衡を抑制するには、負荷ならびに太陽光発電装置等の分散電源の接続相を切り替えることが必要である。
上記特許文献１では、上記開閉器の開路に引き続いて無接点開閉器を高速で閉じることで負荷の接続相切り替えを高速で行っている。しかしながら、切り替え時に、短時間の停電は避けられないもので、負荷、分散電源の接続相を信頼性良く切り替えることが不可能であった。

この発明は、上記のような問題点を解消するために成されたものであって、三相配電線に接続される負荷ならびに分散電源の接続相を、切り替え時に停電を伴うことなく信頼性良く切り替えて、三相負荷電流の不平衡を抑制できる三相不平衡抑制システムを提供することを目的とする。

この発明に係る三相不平衡抑制システムは、負荷あるいは分散電源から成る複数の機器が接続された三相配電線の三相不平衡を抑制するシステムであって、上記複数の機器は、上記三相配電線の３相内の所定の２相に高圧側がそれぞれ接続された複数台の変圧器を介して上記三相配電線に接続されている。そして、上記三相不平衡抑制システムは、上記三相配電線の各相電流を検出する相電流検出器と、上記各変圧器の低圧側と上記機器との間の配線に接続された第１の切替装置と、上記各変圧器の低圧側の配線間を結ぶバイパス線および該バイパス線に接続された第２の切替装置と、上記相電流検出器の検出結果に基づいて、上記第１、第２の切替装置を制御する制御装置とを備え、上記各バイパス線は、上記複数台の変圧器の内、高圧側が接続される所定の２相の組み合わせが異なる２つの変圧器の低圧側で上記第１の切替装置よりも上記機器側の配線間を互いに連結するものであり、上記第１、第２の切替装置は、上記配線あるいは上記バイパス線に直列接続される第１のスイッチに電流制限素子と第２のスイッチとの直列体が並列接続されて構成されるものである。

上記三相不平衡抑制システムによると、三相配電線に接続される負荷あるいは分散電源から成る機器の接続相を、切り替え時に停電を伴うことなく信頼性良く切り替えて三相負荷電流の不平衡を抑制できる。

この発明の実施の形態１による三相不平衡抑制システムを示す構成図である。 この発明の実施の形態１による三相不平衡抑制システムの全体概要を示す図である。 この発明の実施の形態１による第１、第２の切替装置の構成を示す図である。 この発明の実施の形態１による三相不平衡抑制システムの動作説明に用いるタイミングチャートを示す図である。 この発明の実施の形態３による切替装置の接続を示す図である。 この発明の実施の形態４による三相不平衡抑制システムの全体概要を示す図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による三相不平衡抑制システムを示す構成図であり、図２は三相不平衡抑制システムの全体概要を示す図である。
図１に示すように、電力系統には例えば６．６ｋＶの高圧の三相配電線１があり、三相配電線１の３相（Ａ相、Ｂ相、Ｃ相）内の２相に変圧器２ａ、２ｂ、２ｃが接続される。各変圧器２ａ、２ｂ、２ｃは高圧側（一次側）が三相配電線１に接続された、例えば単相３線式であり、ＡＢ変圧器となる変圧器２ａはＡ相とＢ相に、ＢＣ変圧器となる変圧器２ｂがＢ相とＣ相に、ＣＡ変圧器となる変圧器２ｃがＣ相とＡ相に接続され、即ち、接続２相の組み合わせが異なる。また、各変圧器２ａ、２ｂ、２ｃの低圧側（二次側）には、一般家庭及び小口需要家の単相１００Ｖ、あるいは単相２００Ｖの負荷ｘあるいは太陽光発電装置等の分散電源ｙから成る機器１００ａ、１００ｂ、１００ｃが接続されている。

また、三相不平衡抑制システムは、各変圧器２ａ、２ｂ、２ｃの低圧側と機器１００ａ、１００ｂ、１００ｃとの間の配線に接続された第１の切替装置２００ａ、２００ｂ、２００ｃと、各変圧器２ａ、２ｂ、２ｃの低圧側の配線間を結ぶバイパス線５００ａ、５００ｂと、バイパス線５００ａ、５００ｂに接続された第２の切替装置３００ａ、３００ｂとを備える。

バイパス線５００ａは、変圧器２ａ（ＡＢ変圧器）の低圧側の配線と変圧器２ｂ（ＢＣ変圧器）の低圧側の配線との間を、第１の切替装置２００ａ、２００ｂよりも機器１００ａ、１００ｂ側の点で結ぶ。またバイパス線５００ｂは、変圧器２ｂ（ＢＣ変圧器）の低圧側の配線と変圧器２ｃ（ＣＡ変圧器）の低圧側の配線との間を、第１の切替装置２００ｂ、２００ｃよりも機器１００ｂ、１００ｃ側の点で結ぶ。即ち、各バイパス線５００ａ、５００ｂの両側の２つの変圧器（２ａ、２ｂ）、（２ｂ、２ｃ）は、高圧側に接続される２相の組み合わせが異なる。

さらに、三相不平衡抑制システムは、三相配電線１の三相負荷電流における各相電流を検出する相電流検出器３と、各変圧器２ａ、２ｂ、２ｃの低圧側に流れる電流を検出する変圧器電流検出器としての電流検出器８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃと、監視制御を行う制御装置として、ＰＣ、サーバ、その他の監視機器等の制御端末６を備える。また、相電流検出器３にて検出された各相電流を制御端末６に送信する送信機４と、通信ネットワーク５とを備える。この場合、電流検出器８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃは、第１の切替装置２００ａ、２００ｂ、２００ｃの変圧器２ａ、２ｂ、２ｃ側の電流を検出するように第１の切替装置２００ａ、２００ｂ、２００ｃに設けられる。また、第１の切替装置２００ａ、２００ｂ、２００ｃには送受信機８ａ、８ｂ、８ｃが、第２の切替装置３００ａ、３００ｂには受信機９ａ、９ｂが設けられる。

相電流検出器３にて検出された各相電流は、送信機４から通信ネットワーク５を経由して制御端末６に送信され、電流検出器８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃにて検出された各変圧器２ａ、２ｂ、２ｃの低圧側に流れる電流は、各送受信機８ａ、８ｂ、８ｃから通信ネットワーク５を経由して制御端末６に送信される。そして、制御端末６では、受信した各電流の値に基づいて、切り替え対象となる機器１００ａ、１００ｂ、１００ｃを判定して、通信ネットワーク５および各送受信機８ａ、８ｂ、８ｃ、受信機９ａ、９ｂを経由して、切替指令を第１の切替装置２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、第２の切替装置３００ａ、３００ｂに与え、各第１、第２の切替装置２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、３００ａ、３００ｂを制御する。

なお上記説明では、１組の三相配電線１に、それぞれ接続２相の組み合わせが異なる３つの変圧器２ａ、２ｂ、２ｃを接続した場合を、簡略のために説明したが、電力系統には、図２に示すように多数の三相配電線１〜１ｎがあり、各三相配電線１〜１ｎには、一般に多数の変圧器２（２ａ、２ｂ、、、）を介して多数の機器１００（１００ａ、１００ｂ、、、）が接続されている。そして、各変圧器２の低圧側にそれぞれ第１の切替装置２００（２００ａ、２００ｂ、、、）が接続され、接続２相の組み合わせが異なる２つの変圧器２の第１の切替装置２００よりも機器１００側の配線間がバイパス線５００（５００ａ、５００ｂ、、、）で結ばれ、各バイパス線５００には第２の切替装置３００（３００ａ、３００ｂ、、、）が接続される。なお、三相配電線１〜１ｎは、さらに高圧の系統電源から変圧器７を介して電力供給される。

図３は、第１、第２の切替装置２００、３００の構成を示す図である。第１の切替装置２００では、各変圧器２の低圧側の配線としての３線に接続され、第２の切替装置３００ではバイパス線５００の３線に接続されるが、同様の構成である。なお、８は送受信機８ａ、８ｂ、８ｃを、９は受信機９ａ、９ｂをそれぞれ示し、第１の切替装置２００に設けられた電流検出器８１０（８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ）の図示は省略した。
図３に示すように、３線内の２線に、第１のスイッチとしての第１の無接点スイッチ１０が直列接続され、第２のスイッチとしての第２の無接点スイッチ１１と電流制限素子としての抵抗１２との直列体が、それぞれ第１の無接点スイッチ１０に並列接続される。この場合、３線内の残りの１線には、無接点スイッチ１３のみ直列接続されるが、３線とも同様の構成にしても良い。また、残りの1線が三相単線方式の中性線である場合はスイッチを省いても良い。この１線に接続された無接点スイッチ１３は、他の２線が導通するときに同時に導通するようにオン／オフ制御される。
第１、第２の無接点スイッチ１０、１１および無接点スイッチ１３は、両極性の半導体スイッチ、たとえば逆並列サイリスタ、トライアックで構成され、電流制限素子は、抵抗１２の代わりにリアクトル等でも良い。
なお、第１、第２の無接点スイッチ１０、１１および無接点スイッチ１３に代わって、有接点のスイッチを用いることもできる。

上記のように構成された三相不平衡抑制システムの動作について、以下に説明する。
上述したように、三相配電線１の各相電流は、相電流検出器３にて検出され、送信機４から通信ネットワーク５を経由して制御端末６に送信される。また、電流検出器８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃにて検出された各変圧器２ａ、２ｂ、２ｃの低圧側に流れる電流は、各送受信機８ａ、８ｂ、８ｃから通信ネットワーク５を経由して制御端末６に送信される。
制御端末６では、受信した各電流の値に基づいて、切り替え対象となる機器１００を判定して、切り替え対象の機器１００が接続された第１の変圧器２と、切替後に接続する第２の変圧器２との２つの変圧器２を、複数台の変圧器２内でバイパス線５００により低圧側の配線間が互いに結ばれたものから決定する。そして、切り替え対象の機器１００が第２の変圧器２に接続されるように、切替指令を生成して第１、第２の切替装置２００、３００を制御する。

切り替え動作の第１の例を、以下に示す。この例は、ＢＣ相に接続される負荷量をＡＢ相への接続に切り替える例である。
三相配電線１の各２相（ＡＢ相、ＢＣ相、ＣＡ相）に接続される機器１００の負荷量（電力量）は、相電流検出器３にて検出される各相電流に基づいて判定でき、切り替え前後の負荷量を表１に示す。

切り替え前の段階において、ＡＢ相に接続される機器１００の負荷量は４ｋＷ、ＢＣ相に接続される機器１００の負荷量は−８ｋＷ、ＣＡ相に接続される機器１００の負荷量は−２ｋＷである。この場合、ＢＣ相やＣＡ相には、機器１００内に太陽発電装置等の分散電源ｙがあり、消費電力量より発電量の方が多く負荷量の値が負となっている。ＡＢ相とＢＣ相では１２ｋＷの不平衡になっており、各相間でこのようにバラツキが多いと、電力の利用効率が悪くなり、高圧三相モータ等の負荷にも影響を及ぼすことがある。

ＢＣ相に接続される−６ｋＷ分の負荷量に相当する機器１００ｂをＡＢ相に接続するように切り替える。切り替え動作の詳細は後述するが、切り替えにより、ＡＢ相、ＢＣ相、ＣＡ相とも、接続される負荷量は、−２ｋＷになり不平衡は解消される。また、分散電源ｙの発電量を本来の接続相と異なる他相の系統（異系統）でも利用できるため、商用電力の消費を抑制することができる。

次に、−６ｋＷ分の負荷量を切り替える動作の詳細を説明する。
制御端末６では、電流検出器８１０にて検出された、各変圧器２の低圧側に流れる電流から、ＢＣ相に接続される−６ｋＷ分の負荷量に相当する機器１００ｂを判定し、その機器１００ｂが接続されている、即ち切り替え前の変圧器２ｂを第１の変圧器とする。そして、ＡＢ相に接続される切り替え後の変圧器２ａ（第２の変圧器）を決定するが、このとき、２つの変圧器である第１、第２の変圧器２ｂ、２ａは、バイパス線５００ａにより低圧側の配線間が互いに結ばれている。
この場合、図１内の変圧器２ｂ（第１の変圧器）に接続される機器１００ｂが切り替え対象として判定されるものとする。そして、制御端末６は、切替指令を第１、第２の切替装置２００ａ、２００ｂに送信し、機器１００ｂがバイパス線５００ａを介して変圧器２ａ（第２の変圧器）に接続されるように切り替える。

切り替え前の状態では、変圧器２ａ、２ｂに接続される第１の切替装置２００ａ、２００ｂでは、第１の無接点スイッチ１０および無接点スイッチ１３がオンしており、機器１００ａには変圧器２ａを介して、機器１００ｂには変圧器２ｂを介して電力が供給されている。
図４は、変圧器２ｂ（第１の変圧器）に接続される第１の切替装置２００ｂの動作と、第２の切替装置３００ａの動作とを示すタイミングチャートである。なお、変圧器２ａ（第２の変圧器）の低圧側の第１の切替装置２００ａでは、切り替え前後で変化しない。

制御端末６からの切替指令を受けると、第２の切替装置３００ａは、第２の無接点スイッチ１１および無接点スイッチ１３をオンしてバイパス線５００ａを導通させる。変圧器２ａはＡＢ相に、変圧器２ｂはＢＣ相に接続されており異系統であるため、バイパス線５００ａを介して横流が流れるが、第２の切替装置３００ａの第２の無接点スイッチ１１に直列接続された抵抗１２の作用により電流が制限され過電流が防止される。
次に、変圧器２ｂに接続される第１の切替装置２００ｂが、第１の無接点スイッチ１０および無接点スイッチ１３をオフすると、横流経路は遮断されるとともに、変圧器２ｂからの電力供給は停止される。この段階で機器１００ｂには変圧器２ａからのみバイパス線５００ａを介して電力が供給されていることになる。
続いて第２の切替装置３００ａが、第１の無接点スイッチ１０をオンした後、第２の無接点スイッチ１１をオフすることで、電流経路から抵抗１２を外した状態で、変圧器２ａから機器１００ｂに電力を供給する。

これらの一連の動作は内蔵されたタイマ、あるいはシーケンサ等により規定の時間差で動作するよう設定されている。図４に示すように第２の切替装置３００ａの第２の無接点スイッチ１１がオン状態で、第１の切替装置２００ｂの第１の無接点スイッチ１０をオフする。即ち、機器１００ｂに２つの変圧器２ａ、２ｂから電力供給されるオーバーラップ時間ｔ１が発生するため、その後に変圧器２ｂからの電力供給を遮断しても、機器１００ｂへの電力供給が途切れることはなく、瞬時停電は発生しない。また、第１の切替装置２００ｂ内で第２の無接点スイッチ１１から第１の無接点スイッチ１０に切り替える際にもオーバーラップ時間ｔ２を設けるため、同様に、瞬時停電を発生することなく電力供給を継続できる。
このように、機器１００の接続相を、切り替え時に停電を伴うことなく信頼性良く切り替えて三相負荷電流の不平衡を抑制できる。また三相不平衡の抑制により、電力利用の効率の高い状態を信頼性良く保つことができる。

また、変圧器２の低圧側に第１の切替装置２００を設け、さらに第１の切替装置２００より機器１００側にバイパス線５００を配して、機器１００の接続相を変圧器２の低圧側で切り替えているため、機器１００の切り替えにより変圧器２の運転台数を減らすことができる。また変圧器２は軽負荷の場合でも無負荷損があるが、軽負荷時には機器１００を切り替えて変圧器２の運転台数を減らすことにより全体の無負荷損を低減して損失低減を図ることができる。

次に、切り替え動作の第２の例を示す。この例は、ＡＢ相に接続される負荷量をＢＣ相への接続に切り替える例である。切り替え前後の負荷量を表２に示す。
切り替え前の段階において、ＡＢ相に接続される機器１００の負荷量は−８ｋＷ、ＢＣ相に接続される機器１００の負荷量は４ｋＷ、ＣＡ相に接続される機器１００の負荷量は−２ｋＷである。上記第１の例と同様に１２ｋＷの不平衡になっているが、この場合、ＡＢ相に接続される−６ｋＷ分の負荷量に相当する機器１００ａをＢＣ相への接続に切り替えることにより、不平衡は解消される。

この場合、切り替え対象の機器１００ａ、切り替え前の変圧器２ａ（第１の変圧器）、切り替え後の変圧器２ｂ（第２の変圧器）が、制御端末６により決定されて、上記第１の例と同様に、機器１００ａの接続が、第１の変圧器２ａから第２の変圧器２ｂに切り替えられる。ここでは、制御端末６は、変圧器２ａ（第１の変圧器）に接続される第１の切替装置２００ａと、第２の切替装置３００ａとを切り替え制御する。

次に、切り替え動作の第３の例を示す。この例は、ＢＣ相に接続される負荷量をＣＡ相への接続に切り替える例である。切り替え前後の負荷量を表３に示す。
切り替え前の段階において、ＡＢ相に接続される機器１００の負荷量は−２ｋＷ、ＢＣ相に接続される機器１００の負荷量は８ｋＷ、ＣＡ相に接続される機器１００の負荷量は４ｋＷである。上記第１の例と同様に１２ｋＷの不平衡になっているが、この場合、ＢＣ相に接続される−６ｋＷ分の負荷量に相当する機器１００ｂをＣＡ相への接続に切り替えることにより、不平衡は解消される。

この場合、切り替え対象の機器１００ｂ、切り替え前の変圧器２ｂ（第１の変圧器）、切り替え後の変圧器２ｃ（第２の変圧器）が、制御端末６により決定されて、上記第１の例と同様に、機器１００ｂの接続が、第１の変圧器２ｂから第２の変圧器２ｃに切り替えられる。ここでは、制御端末６は、変圧器２ｂ（第１の変圧器）に接続される第１の切替装置２００ｂと、第２の切替装置３００ｂとを切り替え制御する。

次に、切り替え動作の第４の例を示す。この例は、ＣＡ相に接続される負荷量をＢＣ相への接続に切り替える例である。切り替え前後の負荷量を表４に示す。
切り替え前の段階において、ＡＢ相に接続される機器１００の負荷量は−２ｋＷ、ＢＣ相に接続される機器１００の負荷量は４ｋＷ、ＣＡ相に接続される機器１００の負荷量は−８ｋＷである。上記第１の例と同様に１２ｋＷの不平衡になっているが、この場合、ＣＡ相に接続される−６ｋＷ分の負荷量に相当する機器１００ｃをＢＣ相への接続に切り替えることにより、不平衡は解消される。

この場合、切り替え対象の機器１００ｃ、切り替え前の変圧器２ｃ（第１の変圧器）、切り替え後の変圧器２ｂ（第２の変圧器）が、制御端末６により決定されて、上記第１の例と同様に、機器１００ｃの接続が、第１の変圧器２ｃから第２の変圧器２ｂに切り替えられる。ここでは、制御端末６は、変圧器２ｃ（第１の変圧器）に接続される第１の切替装置２００ｃと、第２の切替装置３００ｂとを切り替え制御する。

次に、切り替え動作の第５の例を示す。この例は、ＡＢ相に接続される負荷量をＣＡ相への接続に切り替える例である。切り替え前後の負荷量を表５に示す。
切り替え前の段階において、ＡＢ相に接続される機器１００の負荷量は−８ｋＷ、ＢＣ相に接続される機器１００の負荷量は−２ｋＷ、ＣＡ相に接続される機器１００の負荷量は４ｋＷである。上記第１の例と同様に１２ｋＷの不平衡になっているが、この場合、ＡＢ相に接続される−６ｋＷ分の負荷量に相当する機器１００ａをＣＡ相に接続するように切り替えることにより、不平衡は解消される。

この場合、第１の切り替え動作と第２の切り替え動作との２段階の切り替え動作を行う。第１の切り替え動作では、上記第２の例と同様にＡＢ相に接続される機器１００ａをＢＣ相に切り替え、続いて、第２の切り替え動作により上記第３の例と同様にＢＣ相に接続される機器１００ｂをＣＡ相に切り替える。但し、第１の切り替え動作における切り替え後の変圧器２と、第２の切り替え動作における切り替え前の変圧器２とは、いずれもＢＣ相に接続されるが、通常は異なる変圧器である。

次に、切り替え動作の第６の例を示す。この例は、ＣＡ相に接続される負荷量をＡＢ相への接続に切り替える例である。切り替え前後の負荷量を表６に示す。
切り替え前の段階において、ＡＢ相に接続される機器１００の負荷量は４ｋＷ、ＢＣ相に接続される機器１００の負荷量は−２ｋＷ、ＣＡ相に接続される機器１００の負荷量は−８ｋＷである。上記第１の例と同様に１２ｋＷの不平衡になっているが、この場合、ＣＡ相に接続される−６ｋＷ分の負荷量に相当する機器１００ｃをＡＢ相に接続するように切り替えることにより、不平衡は解消される。

この場合、第１の切り替え動作と第２の切り替え動作との２段階の切り替え動作を行う。第１の切り替え動作では、上記第４の例と同様にＣＡ相に接続される機器１００ｃをＢＣ相に切り替え、続いて、第２の切り替え動作により上記第１の例と同様にＢＣ相に接続される機器１００ｂをＡＢ相に切り替える。但し、第１の切り替え動作における切り替え後の変圧器２と、第２の切り替え動作における切り替え前の変圧器２とは、いずれもＢＣ相に接続されるが、通常は異なる変圧器である。

上記第１〜第６の例の各切り替え動作において、切替対象の機器１００は、切り替え前は第１の変圧器２に直接接続（バイパス線５００を介さず）されており、切り替え後に、バイパス線５００を介して第２の変圧器２に接続される。その際、バイパス線５００に接続された第２の切替装置３００における第２の無接点スイッチ１１をオンした後、第１の変圧器２に接続された第１の切替装置２００における第１の無接点スイッチ１０をオフし、その後上記第２の切替装置３００における第１の無接点スイッチ１０をオンした後、この第２の切替装置３００における第２の無接点スイッチ１１をオフする。これにより、切り替え時に停電を伴うことなく機器１００の接続相を信頼性良く切り替えて、三相負荷電流の不平衡を抑制できる。

なお、上記実施の形態では、各変圧器２の低圧側に流れる電流を検出する電流検出器８１０は、変圧器２の台数が少ない場合や、変圧器毎の負荷量の差が少ない場合などでは、無くても良い。その場合、制御端末６は、相電流検出器３の検出結果に基づいて切り替え対象の機器１００を判定する。

また、上記実施の形態では、単相３線式の変圧器２のみを示したが、三相３線式の変圧器を用いても良い。例えば、三相配電線１の２相に接続される変圧器２が軽負荷の場合に、その変圧器２に接続される機器１００を三相３線式の変圧器に接続されるよう切り替えると、三相負荷電流の不平衡を抑制しつつ変圧器２の運転台数を削減して損失低減を図れる。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、切替対象の機器１００が、切り替え後にバイパス線５００を介して第２の変圧器２に接続されるものを示したが、この実施の形態２では、逆の場合、即ち、バイパス線５００を介さない元の接続状態に戻す場合を示す。
上記実施の形態１の上記第１の例を用いて、切り替えを元の状態に戻す場合を、以下に説明する。
上記第１の例での切り替えが終了した段階では、機器１００ｂには変圧器２ａからバイパス線５００ａを介して電力が供給されている。変圧器２ａに接続される第１の切替装置２００ａとバイパス線５００ａに接続される第２の切替装置３００ａとは、共に第１の無接点スイッチ１０および無接点スイッチ１３がオン状態で、変圧器２ｂに接続される第１の切替装置２００ｂでは、全てのスイッチ、即ち第１、第２の無接点スイッチ１０、１１および無接点スイッチ１３がオフ状態である。

その後、三相配電線１の各２相（ＡＢ相、ＢＣ相、ＣＡ相）に接続される機器１００の負荷量（電力量）が変動して、ＡＢ相に接続される負荷量が大きく、ＢＣ相に接続される負荷量が小さくなると、ＡＢ相に接続される負荷量をＢＣ相に切り替える必要が生じる。
この場合も、制御端末６では、電流検出器８１０にて検出された電流から切り替え対象の機器１００ｂを判定するが、この場合、判定された機器１００ｂが、変圧器２ａからバイパス線５００ａを介して電力供給されているものとする。そして機器１００ｂが接続されている、即ち切り替え前の変圧器２ａを第１の変圧器とし、ＢＣ相に接続される切り替え後の変圧器２ｂ（第２の変圧器）を決定する。このとき、２つの変圧器である第１、第２の変圧器２ａ、２ｂは、バイパス線５００ａにより低圧側の配線間が互いに結ばれている。

そして、制御端末６は、第１、第２の切替装置２００、３００を制御して、ＡＢ相に接続される変圧器２ａからバイパス線５００ａを介して接続されていた機器１００ｂを、元の状態に、即ちＢＣ相に接続するように切り替える。
制御端末６からの切替指令を受けると、第２の変圧器２ｂに接続される第１の切替装置２００ｂでは、第２の無接点スイッチ１１および無接点スイッチ１３をオンする。この時、バイパス線５００ａは導通しており、変圧器２ａはＡＢ相に、変圧器２ｂはＢＣ相に接続されているため、バイパス線５００ａを介して横流が流れるが、第２の無接点スイッチ１１に直列接続された抵抗１２の作用により電流が制限され過電流が防止される。
次に、バイパス線５００ａに接続される第２の切替装置３００ａの第１の無接点スイッチ１０および無接点スイッチ１３をオフすると、バイパス線５００ａは遮断されて横流経路も遮断される。続いて第１の切替装置２００ｂでは、第１の無接点スイッチ１０をオンした後、第２の無接点スイッチ１１をオフすることで、電流経路から抵抗１２を外した状態で、変圧器２ｂから機器１００ｂに電力を供給する。なお、第１の変圧器２ａに接続される第１の切替装置２００ａでは、切り替え前後で変化しない。

このような切り替え動作では、切替対象の機器１００は、切り替え前は第１の変圧器２にバイパス線５００を介して接続され、切り替え後に第２の変圧器２に接続される。その際、第２の変圧器２に接続された第１の切替装置２００における第２の無接点スイッチ１１をオンした後、バイパス線５００に接続された第２の切替装置３００における第１の無接点スイッチ１０をオフし、その後、第２の変圧器２に接続された第１の切替装置２００における第１の無接点スイッチ１０をオンした後、この第１の切替装置２００における第２の無接点スイッチをオフする。これにより、切り替え時に停電を伴うことなく機器１００の接続相を信頼性良く切り替えて、三相負荷電流の不平衡を抑制できる。

実施の形態３．
この実施の形態では、上記実施の形態１の図１で示した三相不平衡抑制システムに、さらに、ＣＡ変圧器である変圧器２ｃとＡＢ変圧器である変圧器２ａとの低圧側の配線間にバイパス線５００ｃと、そのバイパス線５００ｃに接続された第２の切替装置３００ｃとを備える。バイパス線５００ｃは、変圧器２ｃの低圧側の配線と変圧器２ａの低圧側の配線との間を、第１の切替装置２００ｃ、２００ａよりも機器１００ｃ、１００ａ側の点で結ぶ。
これにより、ＡＢ相に接続される機器１００ａをＣＡ相に、またＣＡ相に接続される機器１００ｃをＡＢ相に、一回の切り替え動作で速やかに切り替えることができる。

実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４について説明する。
図６は、この発明の実施の形態４による三相不平衡抑制システムの全体概要を示す図である。図に示すように、三相配電線１は区分開閉器４００により複数の区分１ｘ、１ｙ、１ｚに分割されて管理されている。各区分１ｘ、１ｙ、１ｚには、接続２相の組み合わせの異なる複数の変圧器２を介して複数の機器１００が接続され、上記実施の形態１と同様の、第１、第２の切替装置２００、３００、バイパス線５００を備える。そして、各区分毎に、その区分１ｘ、１ｙ、１ｚの各相電流を検出する相電流検出器３および送信機４を備える。このように、三相不平衡抑制システムの各区分１ｘ、１ｙ、１ｚに対応する部分は、制御端末６および通信ネットワーク５を共用して、上記実施の形態１と同様である。
制御端末６は、各区分毎に三相負荷電流の不平衡を監視し、上記実施の形態１と同様に、機器１００の接続相を、切り替え時に停電を伴うことなく信頼性良く切り替えて、三相負荷電流の不平衡を抑制する。
このように複数区分に分割された区分毎に、三相負荷電流の不平衡を抑制でき、より細かな地域別に接続相の偏りを抑制することができる。また、電力系統の事故時には、区分単位で電力の融通可否を速やかに判断できる。

なお、この発明は、発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 三相配電線、２ 変圧器、２ａ 変圧器（ＡＢ変圧器）、
２ｂ 変圧器（ＢＣ変圧器）、２ｃ 変圧器（ＣＡ変圧器）、３ 相電流検出器、
５ 通信ネットワーク、６ 制御端末、
１０ 第１のスイッチとしての第１の無接点スイッチ、
１１ 第２のスイッチとしての第２の無接点スイッチ、１２ 抵抗、
１００（１００ａ，１００ｂ，１００ｃ） 機器、
２００（２００ａ，２００ｂ，２００ｃ） 第１の切替装置、
３００（３００ａ，３００ｂ，３００ｃ） 第２の切替装置、４００ 区分開閉器、
５００（５００ａ，５００ｂ，５００ｃ） バイパス線、
８１０（８１０ａ，８１０ｂ，８１０ｃ） 変圧器電流検出器としての電流検出器、
ｘ 負荷、ｙ 分散電源。

Claims (9)

1. 負荷あるいは分散電源から成る複数の機器が接続された三相配電線の三相不平衡を抑制する三相不平衡抑制システムにおいて、
   上記複数の機器は、上記三相配電線の３相内の所定の２相に高圧側がそれぞれ接続された複数台の変圧器を介して上記三相配電線に接続されており、
   上記三相配電線の各相電流を検出する相電流検出器と、
   上記各変圧器の低圧側と上記機器との間の配線に接続された第１の切替装置と、
   上記各変圧器の低圧側の配線間を結ぶバイパス線および該バイパス線に接続された第２の切替装置と、
   上記相電流検出器の検出結果に基づいて、上記第１、第２の切替装置を制御する制御装置とを備え、
   上記各バイパス線は、上記複数台の変圧器の内、高圧側が接続される所定の２相の組み合わせが異なる２つの変圧器の低圧側で上記第１の切替装置よりも上記機器側の配線間を互いに連結するものであり、
   上記第１、第２の切替装置は、上記配線あるいは上記バイパス線に直列接続される第１のスイッチに電流制限素子と第２のスイッチとの直列体が並列接続されて構成されることを特徴とする三相不平衡抑制システム。
2. 上記制御装置は、上記相電流検出器の検出結果に基づいて、上記複数の機器の内、切替対象の機器を判定し、該機器が接続された第１の変圧器と、切替後に接続する第２の変圧器との２つの変圧器を、上記複数台の変圧器内で上記バイパス線により低圧側の配線間が互いに結ばれたものから決定して、上記第１、第２の切替装置を制御することを特徴とする請求項１に記載の三相不平衡抑制システム。
3. 上記制御装置は、切替対象の上記機器が、上記第１、第２の変圧器間の上記バイパス線を経ることなく上記第１の変圧器に直接接続されている場合、上記バイパス線に接続された上記第２の切替装置における上記第２のスイッチを閉じた後、上記第１の変圧器に接続された上記第１の切替装置における上記第１のスイッチを閉から開放し、その後上記第２の切替装置における上記第１のスイッチを閉じた後、該第２の切替装置における上記第２のスイッチを開放することにより、上記機器が上記第２の変圧器に上記バイパス線を介して接続されるように切り替えることを特徴とする請求項２に記載の三相不平衡抑制システム。
4. 上記制御装置は、切替対象の上記機器が、上記第１、第２の変圧器間の上記バイパス線を介して上記第１の変圧器に接続されている場合、上記第２の変圧器に接続された上記第１の切替装置における上記第２のスイッチを閉じた後、上記バイパス線に接続された上記第２の切替装置における上記第１のスイッチを閉から開放し、その後上記第１の切替装置における上記第１のスイッチを閉じた後、該第１の切替装置における上記第２のスイッチを開放することにより、上記機器が上記第２の変圧器に接続されるように切り替えることを特徴とする請求項２に記載の三相不平衡抑制システム。
5. 上記各変圧器の低圧側に流れる電流を検出する変圧器電流検出器を備え、
   上記制御装置は、上記相電流検出器の検出結果と、さらに上記変圧器電流検出器の検出結果とに基づいて、切替対象の上記機器を判定して、上記第１、第２の変圧器を決定することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の三相不平衡抑制システム。
6. 上記複数台の変圧器には、三相配電線のＡ相、Ｂ相、Ｃ相の３相内のＡ、Ｂ相に接続されたＡＢ変圧器と、Ｂ、Ｃ相に接続されたＢＣ変圧器と、Ｃ、Ａ相に接続されたＣＡ変圧器とがあり、上記ＡＢ変圧器、ＢＣ変圧器、ＣＡ変圧器の低圧側にそれぞれ上記第１の切替装置が接続され、上記ＡＢ変圧器、ＢＣ変圧器の低圧側の配線間、および上記ＢＣ変圧器、ＣＡ変圧器の低圧側の配線間に、上記バイパス線および該バイパス線に接続された上記第２の切替装置をそれぞれ備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の三相不平衡抑制システム。
7. 上記ＣＡ変圧器、ＡＢ変圧器の低圧側の配線間に、さらに上記バイパス線および該バイパス線に接続された上記第２の切替装置を備えたことを特徴とする請求項６に記載の三相不平衡抑制システム。
8. 上記三相配電線は、区分開閉器により分けられた複数の区分を有し、該各区分に、上記複数台の変圧器を介して上記複数の機器が接続されると共に上記相電流検出器を備え、、上記制御装置は、上記各区分毎に上記三相配電線の三相不平衡を抑制することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の三相不平衡抑制システム。
9. 上記制御装置は、通信ネットワークを介して上記相電流検出器の検出結果を取得すると共に、上記第１、第２の切替装置に制御信号を与えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の三相不平衡抑制システム。

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