JP2015177660A - 系統連系システム - Google Patents

Abstract

【課題】一定震度以上の地震が発生したときには通電を遮断し、火災や感電の危険性をなくした系統連系システムを提供する。
【解決手段】商用電源３と分散電源８から負荷に電源を供給する系統連系システムであり、商用電源３に接続される主幹開閉器４および分岐開閉器５を備えた商用電源回路部１と、分散電源８に接続される開閉器７を備えた分散電源回路部２と、地震を検出したときに開閉器に信号を出力し遮断する感震リレー２０とを備える。感震リレー２０を商用電源回路部１の開閉器４と、分散電源回路部２の開閉器７とに接続し、各々の系統を遮断可能とした。
【選択図】図６

Description

本発明は、感震リレーを備えた系統連系システムに関するものである。

商用電源と分散電源から負荷に電源を供給することができる系統連系システムは、太陽光発電装置などの普及に伴って一般住宅にも拡大している。また想定される大地震に備えるために、地震発生時に負荷への通電を遮断する技術も種々開発されている。

例えば特許文献１には、分電盤の内部に感震センサを内蔵させ、地震が検出された場合には主幹開閉器および分岐開閉器を遮断するようにした感震遮断機能付き分電盤が記載されている。また特許文献２には、地震発生時に漏電等に伴って火災が発生することを防止するために、感震センサが地震を検知したときに漏電遮断器を開放して商用電源から負荷への通電を停止するとともに、非常用分散電源から、非常灯等への通電を行なうことが記載されている。

このように従来から、地震発生時に一般負荷への通電を遮断するが、分散電源を利用して非常灯等への通電は継続することが行われていた。しかし地震によって負荷の配電系統が損傷した場合には、この非常灯等への通電によって漏電が発生し、火災や感電を引き起こす可能性が残されていた。

特開平９−２３３６２３号公報 特開２００６−１６６６４５号公報

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、一定震度以上の地震が発生したときには通電を遮断し、火災や感電の危険性をなくした系統連系システムを提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明は、商用電源と分散電源から負荷に電源を供給する系統連系システムであって、商用電源に接続される主幹開閉器および分岐開閉器を備えた商用電源回路部と、分散電源に接続される開閉器を備えた分散電源回路部と、地震を検出したときに開閉器に信号を出力し開閉器を遮断する感震リレーとを備え、この感震リレーは商用電源回路部の主幹開閉器と、分散電源回路部の開閉器とに接続され、各々の系統の開閉器を遮断可能としたことを特徴とするものである。

請求項２のように、感震リレーはその内部に判定回路を備え、各々の系統への信号の出力を制御可能とすることが好ましい。また請求項３のように、判定回路は、第１所定値以上の地震を検出した場合には、分散電源回路部の開閉器に信号を出力した後、商用電源回路部の主幹開閉器に信号を出力するものであることが好ましい。また請求項４のように、判定回路は一定震度以上の地震を検出した場合には、各々の系統へ同時に信号を出力するものであることが好ましい。また請求項５のように、感震リレーはその内部に、各々の系統への出力条件を設定する設定部を備えるものであることが好ましい。さらに請求項６のように、感震リレーが接続される開閉器は、各々の系統の主回路を遮断する開閉器であることが好ましい。

本発明によれば、感震リレーが地震を検出したときに、商用電源回路部の主幹開閉器と分散電源回路部の開閉器とを遮断することができるので、通電による火災発生や感電事故の危険を無くすことができる。また請求項２〜請求項５の発明によれば、地震の震度等に応じて、商用電源回路部の主幹開閉器を遮断した後、一定時間経過後に分散電源回路部を遮断することや、震度に応じて開閉器の遮断の仕方を変更する等の様々な制御が可能となる。また請求項６の発明によれば、負荷への通電を全て遮断することにより、火災発生の危険を完全に防止することができる。

実施形態の系統連系システムを示す概略的な回路図である。 実施形態の感震リレーの正面図である。 実施形態の感震リレーの斜視図である。 感震リレーの内部の回路構成図である。 変形例を示す概略的な回路図である。 本発明のシステムを分電盤に組み込んだ場合の配置例を示す正面図である。

以下に本発明の実施形態を説明する。
図１は実施形態の系統連系システムを示す概略的な全体図であり、１は商用電源回路部、２は分散電源回路部である。商用電源回路部１は、商用電源３に接続される主幹開閉器４と、その二次側に接続された多数の分岐開閉器５とを備え、各分岐開閉器５から一般的な負荷（図示せず）への通電が行われることは従来と同様である。主幹開閉器４の一次側には分散電源用ブレーカ６が接続されているが、これについては後述する。主幹開閉器４としては、漏電ブレーカが用いられている。

分散電源回路部２は開閉器７を介して分散電源８に接続されている。分散電源８は本実施形態では太陽光発電装置であるが、燃料電池その他の電源であってもよい。実施形態の太陽光発電装置は、図示のとおり接続箱９、パワーコンディショナ１０を介して開閉器７に接続されている。開閉器７は系統連系用ブレーカとして機能するものであり、漏電ブレーカを用いることが好ましい。またパワーコンディショナ１０は上記の分散電源用ブレーカ６にも接続されており、分散電源８から商用電源３側への逆潮流が可能となっている。

１１は商用電源回路部１と分散電源回路部２に接続され、負荷１２への通電経路を切り替える切替開閉器である。ここで、負荷１２として非常灯、電気機器などが接続されるものである。切替開閉器１１自体は公知のものであり、可動接触子１３を商用電源側接点１４と分散電源側接点１５との間で切替えて、負荷１２へ何れの電源から給電を行なうかを選択できるものである。なお１６は中立接点であり可動接触子１３を中立接点１６に動かした場合には、何れの電源からも負荷１２への給電は行われない。負荷１２は非常灯などの非常用負荷であるが、必ずしもこれに限定されるものではない。商用電源側接点１４は第１の分散電源用ブレーカ１７の二次側に接続されている。

１８は蓄電池であり、第２の分散電源用ブレーカ１９の二次側とパワーコンディショナ１０とに接続され、何れの電源からも充電可能となり、分岐開閉器５に接続された負荷にも放電可能としている。しかし蓄電池１８は本発明の範囲外のものであり、省略可能である。

本発明の系統連系システムは、感震リレー２０を備えている。図２と図３に実施形態の感震リレー２０の外観を示し、図４に内部の回路構成を示す。図４に示すように、感震リレー２０はケース２１の内部に、感震センサ２２、判定回路２３、その電源部２４等を収納したものである。この実施形態では電源端子２５はプラグ端子であり、図１に示すように、プラグイン式の分電盤においては分岐開閉器５の列中に組み込むことができるので、余分の場所を取らない、また、電線等を接続することなく電源を取得できるなどの利点がある。しかし電源端子２５の構造は必ずしもこれに限定されるものではない。

判定回路２３は揺れ（Ｓ波）を検出する感震センサ２２からの信号を受けて、震度が一定以上であるかどうかを判定し、出力端子２６から開閉器を遮断するための信号を出力する回路である。例えば第１所定値（震度５）以上の場合には、感震センサ２２からの信号を記憶部２７に記憶させて３分後に信号を出力し、第２所定値（震度６）以上の場合には、直ちに信号を出力する。

図１に破線で示したように、地震発生時に感震リレー２０から出力される上記信号は、商用電源回路部１の主幹開閉器４と分散電源回路部２の開閉器７とに送られ、両方の回路を遮断する。本実施形態においては、判定回路２３は、第１所定値（震度５）以上の震度を検出した場合には、分散電源回路部２の開閉器７に信号を出力した後、商用電源回路部１の主幹開閉器４に信号を出力して、各々の系統の開閉器を遮断する。そして、第２所定値（震度６）以上の震度を検出した場合には、各々の系統の開閉器に同時に信号を出力し遮断する。このように各々の系統の主回路を遮断する開閉器４，７に感震リレー２０の出力端子２６を接続することにより、各負荷への通電を確実に遮断し、漏電による火災等を防止することができる。なお、感震リレー２０は商用電源回路部１に組込みされるものであるが、既設の分電盤等に感震リレー２０を増設する場合においても、商用電源回路部１の主幹開閉器４に接続するようにするため、同様の判定を行うことが可能である。

感震リレー２０から出力される信号は、例えば疑似漏電発生信号である。この実施形態のように、開閉器４、７を漏電遮断器としておけば、疑似漏電発生信号が入力されると漏電遮断器は漏電発生と判断して開閉器４、７が回路を遮断する。このほか、感震リレー２０から出力される信号により、開閉器４、７のトリップバー等の機構部を機械的に、あるいは開閉器４，７の表面上のハンドルを自動操作装置により操作して開閉器４、７をトリップさせることも可能である。

図４に示したように、感震リレー２０には記憶部２７、設定部２８、受信部２９などが設けられている。地震波が感知された後に停電が発生すると、３分後に主開閉器を遮断することとなっている。このため記憶部２７は地震検出信号を少なくとも３分間記憶する機能を持つものである。しかしその３分以内にリセットボタン３０が押されると、記憶部２７の記憶はリセットされる。

また、感震リレー２０が作動する前に停電が先行し、停電発生から８秒以内に感震リレー２０が地震波を感知した場合には、開閉器４，７は遮断されていない。この場合には記憶部２７は地震検出信号を記憶し、復電時に開閉器４，７を遮断する。

設定部２８は、各々の系統への出力条件を設定する機能を持つ。実施形態のように複数の出力端子２６ａ、２６ｂを設けておけば、個々に出力条件を変更することができる。例えば、地震検出後に第１の出力端子２６ａから商用電源回路部１の主幹開閉器４に信号を送信し、一定時間後に第２の出力端子２６ｂから分散電源回路部２の開閉器７に信号を送信するように設定することができる。

また、震度が一定以上の場合には第１の出力端子２６ａと第２の出力端子２６ｂに同時に信号を送信するが、震度がそれ以下のときには第１の出力端子２６ａだけに信号を送信するように、出力方法を設定することができる。また、各々の出力端子に地震を感知してから１分後に信号を送信するよう、トリップ時間の設定を行うことができる。さらに地震の揺れが数秒以上継続した場合には、その直後に信号を送信するよう、感知時間の設定を行うことができる。ただし設定部２８は、上記に示した判定回路２３の条件範囲内でのみ設定が可能となっている。

図１では感震リレー２０の出力端子２６は商用電源回路部１の主幹開閉器４と分散電源回路部２の開閉器７とに接続されているが、図５に示すように分岐開閉器５にも接続することができる。

上記したほかに、図２、図３に示すように感震リレー２０のケース２１の表面には、表示部３１、テストボタン３２等を設けることもできる。表示部３１は地震を検知したときにランプや音声により地震を報知するものであり、テストボタン３２は出力端子２６に擬似的に信号を出力し、主幹開閉器４や開閉器７が確実に動作するか否かをテストするものである。

以上の説明は感震リレー２０の感震センサ２２が地震発生を検知した場合について行ったが、図４のように受信部２９が緊急地震速報やＰ波等の地震情報を受信し、判定回路２３にその信号を送ることも可能である。一定震度以上の地震発生が予測された場合には、判定回路２３は直ちに出力端子２６に信号を出力する。あるいは受信部２９が受信した予測情報と、感震センサ２２が実際に検知した震度とを組み合わせて判定回路２３に判断させるようにすれば、より安全かつ確実な対応が可能となる。

図６に本発明を分電盤に組み込んだ場合の配置例を示す。各部品に上記した番号を付して説明を省略する。ただし、図６では感震リレー２０が分岐開閉器５の位置ではなく、主幹開閉器４に接続された母線バーの端部に接続されているが、その機能は上記の説明と同様である。

以上に説明したように、本発明によれば、一定震度以上の地震が発生したときには商用電源回路部１及び分散電源回路部２の通電を遮断し、火災や感電の危険性をなくした系統連系システムを提供することが可能となる。

１ 商用電源回路部
２ 分散電源回路部
３ 商用電源
４ 主幹開閉器
５ 分岐開閉器
６ 分散電源用ブレーカ
７ 開閉器
８ 分散電源
９ 接続箱
１０ パワーコンディショナ
１１ 切替開閉器
１２ 負荷
１３ 可動接触子
１４ 商用電源側接点
１５ 分散電源側接点
１６ 中立接点
１７ 第１の分散電源用ブレーカ
１８ 蓄電池
１９ 第２の分散電源用ブレーカ
２０ 感震リレー
２１ ケース
２２ 感震センサ
２３ 判定回路
２４ 電源部
２５ 電源端子
２６ 出力端子
２７ 記憶部
２８ 設定部
２９ 受信部
３０ リセットボタン
３１ 表示部
３２ テストボタン

Claims (6)

1. 商用電源と分散電源から負荷に電源を供給する系統連系システムであって、
   商用電源に接続される主幹開閉器および分岐開閉器を備えた商用電源回路部と、分散電源に接続される開閉器を備えた分散電源回路部と、地震を検出したときに開閉器に信号を出力し開閉器を遮断する感震リレーとを備え、
   この感震リレーは商用電源回路部の主幹開閉器と、分散電源回路部の開閉器とに接続され、各々の系統の開閉器を遮断可能としたことを特徴とする系統連系システム。
2. 感震リレーはその内部に判定回路を備え、各々の系統への信号の出力を制御可能としたことを特徴とする請求項１記載の系統連系システム。
3. 判定回路は、第１所定値以上の地震を検出した場合には、分散電源回路部の開閉器に信号を出力した後、商用電源回路部の主幹開閉器に信号を出力することを特徴とする請求項２記載の系統連系システム。
4. 判定回路は、第２所定値以上の地震を検出した場合には、各々の系統へ同時に信号を出力することを特徴とする請求項２または請求項３記載の系統連系システム。
5. 感震リレーはその内部に、各々の系統への出力条件を設定する設定部を備えることを特徴とする請求項１または２記載の系統連系システム。
6. 感震リレーが接続される開閉器は、各々の系統の主回路を遮断する開閉器であることを特徴とする請求項１記載の系統連系システム。

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