JP2016167936A - 切替装置、出力切替装置、計測システム、分電盤装置、分電盤システム - Google Patents

Abstract

【課題】第２分電盤における電力の計測の誤差を低減する。
【解決手段】切替装置５は、第１分電盤１と、第２分電盤２と、計測点の線間電圧を計測する計測ユニット２３とを備える分電盤システム１００に用いられる。切替装置５は、第１状態と、第２状態とを択一的に切り替えるように構成されている。第１状態は、第１分電盤１における線間電圧の計測点となる第１計測点６１に計測ユニット２３が電気的に接続される状態である。第２状態は、第２分電盤２における線間電圧の計測点となる第２計測点６２に計測ユニット２３が電気的に接続される状態である。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に切替装置、出力切替装置、計測システム、分電盤装置、分電盤システムに関し、より詳細には、電力系統の電圧を計測する際に用いられる切替装置、出力切替装置、計測システム、分電盤装置、分電盤システムに関する。

従来、系統電源からの電力供給が停止している状態で電力の出力が可能である分散型電源が用いられる分電盤システムが知られており、たとえば特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の分電盤システムは、分散型電源が接続された分電盤（第１分電盤）と、自立分電盤（第２分電盤）とを備える。

第１分電盤は、分岐ブレーカに接続された負荷回路ごとの電力を計測する計測ユニットを備える。計測ユニットは、対応する負荷回路を流れる電流を計測する電流センサを備え、電流センサが計測した電流値と、負荷回路の線間電圧の電圧値とを用いて電力を算出する。

第２分電盤は、平時は、主幹ブレーカを通して第１分電盤から電力を受けるが、系統電源からの給電が停止すると、分散型電源から出力される電力を受ける。

国際公開第２０１４／１６７７８０号

上記従来例のような分電盤システムでは、たとえば第２分電盤の分岐ブレーカに接続された負荷回路の電力を計測する場合、当該負荷回路の線間電圧の電圧値を用いて電力を算出する。しかしながら、第１分電盤と第２分電盤とを繋ぐ配電線や、電路に接続されている機器に電流が流れることで電圧降下が生じる場合があり、第２分電盤における負荷回路の線間電圧は、第１分電盤における負荷回路の線間電圧との間で電圧差が生じる可能性がある。

したがって、上記従来例のような分電盤システムでは、第２分電盤において電力を計測する場合、第１分電盤における電力の計測と比較して、誤差が大きくなる可能性があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされており、第２分電盤における電力の計測の誤差を低減することを目的とする。

本発明の切替装置は、系統電源からの電力供給を受ける第１分電盤と、前記第１分電盤を介して前記系統電源からの電力供給を受け、前記系統電源からの電力供給が停止している期間に分散型電源からの電力供給を受ける第２分電盤と、計測点の線間電圧を計測する計測ユニットとを備える分電盤システムに用いられ、前記第１分電盤における線間電圧の計測点となる第１計測点に前記計測ユニットが電気的に接続される第１状態と、前記第２分電盤における線間電圧の計測点となる第２計測点に前記計測ユニットが電気的に接続される第２状態とを択一的に切り替えるように構成されていることを特徴とする。

本発明の出力切替装置は、前記系統電源が前記第２分電盤に電力を供給する第１出力状態と、前記分散型電源が前記第２分電盤に電力を供給する第２出力状態とを択一的に切り替えるように構成される出力切替装置であって、上記の切替装置を備え、前記切替装置は、前記第１出力状態に切り替わると前記第１状態に切り替わり、前記第２出力状態に切り替わると前記第２状態に切り替わるように構成されていることを特徴とする。

本発明の計測システムは、上記の切替装置と、前記計測ユニットとを備え、前記切替装置は、前記系統電源から前記第２分電盤への電力供給が停止している期間に、前記第２状態とするように構成されていることを特徴とする。

本発明の分電盤装置は、上記の切替装置と、前記計測ユニットと、前記第２分電盤とを備え、前記切替装置は、前記系統電源から前記第２分電盤への電力供給が停止している期間に、前記第２状態とするように構成されていることを特徴とする。

本発明の分電盤システムは、上記の切替装置と、前記第１分電盤と、前記第２分電盤と、前記計測ユニットと、出力切替装置とを備え、前記出力切替装置は、前記系統電源が前記第２分電盤に電力を供給する第１出力状態と、前記分散型電源が前記第２分電盤に電力を供給する第２出力状態とを択一的に切り替えるように構成されていることを特徴とする。

本発明の切替装置は、第２分電盤における電力の計測の誤差を低減することができる。

本発明の出力切替装置は、第２分電盤における電力の計測の誤差を低減することができる。

本発明の計測システムは、第２分電盤における電力の計測の誤差を低減することができる。

本発明の分電盤装置は、第２分電盤における電力の計測の誤差を低減することができる。

本発明の分電盤システムは、第２分電盤における電力の計測の誤差を低減することができる。

実施形態に係る分電盤システムの概略構成図である。 実施形態に係る切替装置の概略構成図である。 実施形態に係る分電盤システムにおいて、系統電源からの電力供給が停止している状態を示す概略構成図である。 比較例の分電盤システムの概略構成図である。 図５Ａは、実施形態に係る出力切替装置の概略構成図である。図５Ｂは、実施形態に係る計測システムの概略構成図である。図５Ｃは、実施形態に係る分電盤装置の概略構成図である。

本実施形態の切替装置５は、図１に示すように、第１分電盤１と、第２分電盤２と、（第２分電盤２の）計測ユニット２３とを備える分電盤システム１００に用いられる。第１分電盤１は、系統電源からの電力供給を受ける。第２分電盤２は、第１分電盤１を介して系統電源からの電力供給を受け、系統電源からの電力供給が停止している期間に分散型電源４からの電力供給を受ける。計測ユニット２３は、計測点の線間電圧を計測する。

切替装置５は、第１状態と、第２状態とを択一的に切り替えるように構成されている。第１状態は、図１に示すように、第１分電盤１における線間電圧の計測点となる第１計測点６１に計測ユニット２３が電気的に接続される状態である。第２状態は、図３に示すように、第２分電盤２における線間電圧の計測点となる第２計測点６２に計測ユニット２３が電気的に接続される状態である。

また、本実施形態の切替装置５は、図２に示すように、複数（図示では２つ）であるのが好ましい。このとき、（第２分電盤２の）計測ユニット２３は、互いに位相が異なる複数の線間電圧を計測するように構成されているのが好ましい。そして、複数の切替装置５Ａ，５Ｂは、それぞれ複数の線間電圧の各々について第１状態と第２状態とを択一的に切り替えるように構成されているのが好ましい。

また、本実施形態の出力切替装置３は、第１出力状態と、第２出力状態とを択一的に切り替えるように構成されているのが好ましい。第１出力状態は、系統電源が第２分電盤２に電力を供給する状態である。第２出力状態は、分散型電源４が第２分電盤２に電力を供給する状態である。

また、本実施形態の出力切替装置３は、図５Ａに示すように、切替装置５を備えているのが好ましい。そして、切替装置５は、第１出力状態に切り替わると第１状態に切り替わり、第２出力状態に切り替わると第２状態に切り替わるように構成されているのが好ましい。

また、本実施形態の計測システム２００は、図５Ｂに示すように、切替装置５と、（第２分電盤２の）計測ユニット２３とを備えているのが好ましい。そして、切替装置５は、系統電源から第２分電盤２への電力供給が停止している期間に、第２状態にとするように構成されているのが好ましい。

また、本実施形態の分電盤装置３００は、図５Ｃに示すように、切替装置５と、（第２分電盤２の）計測ユニット２３と、第２分電盤２とを備えているのが好ましい。そして、切替装置５は、系統電源から第２分電盤２への電力供給が停止している期間に、第２状態とするように構成されているのが好ましい。

また、本実施形態の分電盤システム１００は、図１に示すように、切替装置５と、第１分電盤１と、第２分電盤２と、（第２分電盤２の）計測ユニット２３と、出力切替装置３とを備えているのが好ましい。そして、出力切替装置３は、第１出力状態と、第２出力状態とを択一的に切り替えるように構成されているのが好ましい。

＜切替装置および分電盤システムの構成＞
以下、本実施形態に係る切替装置５および分電盤システム１００について詳細に説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

また、本実施形態では、第１分電盤１および第２分電盤２が戸建住宅で用いられる場合を例示するが、この例に限らない。すなわち、本実施形態の第１分電盤１および第２分電盤２は、需要家の施設（facility）に設けられており、たとえば集合住宅の各住戸、事務所、店舗、工場などの建物で用いられてもよい。また、以下の説明では、第１分電盤１および第２分電盤２が壁に取り付けられた状態での上下左右（図１の矢印で示す上下左右）を上下左右として規定するが、第１分電盤１および第２分電盤２を取り付ける向きを限定する趣旨ではない。

本実施形態の分電盤システム１００は、図１に示すように、第１分電盤１と、第２分電盤２と、出力切替装置３と、切替装置５とを備えている。

第１分電盤１は、系統電源（たとえば商用電源）からの電力供給を受ける分電盤である。第１分電盤１は、分電盤用キャビネット１０と、主幹ブレーカ１１と、複数の分岐ブレーカ１２と、計測ユニット１３と、導電バー１４と、２つのセンサブロック１５と、主幹電流センサ１６と、分岐ブレーカ１７とを備える。

第２分電盤２は、第１分電盤１を介して系統電源からの電力供給を受ける。また、第２分電盤２は、停電などにより系統電源からの電力供給が停止している期間（以下、単に「停止期間」という）に、分散型電源４からの電力供給を受ける、いわゆる自立分電盤である。第２分電盤２は、分電盤用キャビネット２０と、主幹ブレーカ２１と、複数の分岐ブレーカ２２と、計測ユニット２３と、導電バー２４と、２つのセンサブロック２５と、主幹電流センサ２６とを備える。

ここで、第２分電盤２の基本的な構成は、第１分電盤１の構成と共通している。すなわち、「分電盤用キャビネット２０」は「分電盤用キャビネット１０」に対応し、「主幹ブレーカ２１」は「主幹ブレーカ１１」に対応し、「分岐ブレーカ２２」は「分岐ブレーカ１２」に対応する。また、「計測ユニット２３」は「計測ユニット１３」に対応し、「導電バー２４」は「導電バー１４」に対応し、「センサブロック２５」は「センサブロック１５」に対応する。さらに、「主幹電流センサ２６」は「主幹電流センサ１６」に対応する。

そこで、以下では、第１分電盤１と第２分電盤２とで共通する構成については一括して説明する。また、以下では、第１分電盤１において第２分電盤２とは異なる構成、および第２分電盤２において第１分電盤１とは異なる構成については、それぞれ個別に説明する。

分電盤用キャビネット１０（２０）は、図１に示すように、正面視が横長の長方形状であり、一面が開口した箱状に形成されている。分電盤用キャビネット１０（２０）は、たとえば合成樹脂製である。分電盤用キャビネット１０（２０）は、内部に少なくとも内器としての主幹ブレーカ１１（２１）および複数の分岐ブレーカ１２（２２）を収納する空間を有している。分電盤用キャビネット１０（２０）の開口した一面には、開閉可能な蓋が取り付けられる。なお、蓋は、分電盤用キャビネット１０（２０）に含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。分電盤用キャビネット１０（２０）は、たとえば住宅の壁等に取り付けて使用される。

第１分電盤１の主幹ブレーカ１１の一次側端子には、系統電源の単相三線式の引き込み線１１０（図１参照）が電気的に接続されている。また、第２分電盤２の主幹ブレーカ２１の一次側端子には、出力切替装置３からの単相三線式の引き込み線２１０（図１参照）が電気的に接続されている。

主幹ブレーカ１１（２１）の二次側端子には、導電部材からなる導電バー１４（２４）が電気的に接続されている。本実施形態の分電盤システム１００では、配電方式として単相三線式を想定しているので、導電バー１４（２４）としては、中性極（Ｎ相）の導電バーと、第１電圧極（Ｌ１相）の導電バーと、第２電圧極（Ｌ２相）の導電バーとが設けられている。これら３本の導電バーは、いずれも左右方向に長尺である。また、これら３本の導電バーは、主幹ブレーカ１１（２１）の右側に配置され、分電盤用キャビネット１０（２０）に固定されている。なお、図１では、３本の導電バーからなる導電バー１４（２４）を、１本の実線で表現している。

複数の分岐ブレーカ１２（２２）は、図１に示すように、中性極の導電バー（図１では、導電バー１４（２４））の上側と下側とに分かれて配置される。分岐ブレーカ１２（２２）には、１００Ｖ用と２００Ｖ用とがある。１００Ｖ用の分岐ブレーカ１２（２２）の一次側端子は、第１電圧極および第２電圧極のいずれかの電圧極の導電バーと、中性極の導電バーとにそれぞれ電気的に接続される。２００Ｖ用の分岐ブレーカ１２（２２）の一次側端子は、第１電圧極の導電バーと第２電圧極の導電バーとにそれぞれ電気的に接続される。

分岐ブレーカ１２（２２）の二次側端子には、対応する分岐電路が電気的に接続される。分岐電路には、たとえばテレビ受像機、給湯設備等の機器や、スイッチ装置、コンセント（アウトレット）等の配線器具が負荷として接続される。とくに、第２分電盤２における分岐電路には、停止期間においても動作させておきたい機器が負荷として接続されるのが好ましい。このような機器としては、たとえば照明器具や冷蔵庫、空調装置がある。

分岐ブレーカ１２（２２）は、導電バー１４（２４）を構成する３本の導電バーがそれぞれ差し込まれる３個の差込口を、３本の導電バーとの対向面に有している。ここで、第１電圧極および第２電圧極の導電バーは、複数の分岐ブレーカ１２（２２）の各々に対応する位置において、上方および下方に突出する複数の接続端子をそれぞれ有している。また、分岐ブレーカ１２（２２）の一次側端子は、３個の差込口のうち２個の差込口内にそれぞれ露出するように設けられている。したがって、分岐ブレーカ１２（２２）は、３個の差込口に３本の導電バーが差し込まれることで、一次側端子が導電バー１４（２４）に電気的に接続される。なお、第１電圧極および第２電圧極の導電バーに対応する差込口には、接続端子が差し込まれる。

本実施形態の分電盤システム１００では、１００Ｖ用の分岐ブレーカ１２（２２）が導電バー１４（２４）の上側に取り付けられた場合、この分岐ブレーカ１２（２２）の一次側端子は、第１電圧極の導電バーと中性極の導電バーとに電気的に接続される。また、１００Ｖ用の分岐ブレーカ１２（２２）が導電バー１４（２４）の下側に取り付けられた場合、この分岐ブレーカ１２（２２）の一次側端子は、第２電圧極の導電バーと中性極の導電バーとに電気的に接続される。一方、２００Ｖ用の分岐ブレーカ１２（２２）は、導電バー１４（２４）の上側および下側のいずれに取り付けられた場合でも、その一次側端子が第１電圧極の導電バーと第２電圧極の導電バーとに電気的に接続される。

第１分電盤１の計測ユニット１３は、図１に示すように、２Ｐ２Ｅ（極数２、素子数２）型の電源用分岐ブレーカ１２０の二次側端子に電気的に接続されている。第２分電盤２の計測ユニット２３は、図１に示すように、切替装置５を介して、第１分電盤１の電源用分岐ブレーカ１２０の二次側端子と、第２分電盤２の電源用分岐ブレーカ２２０の二次側端子とのいずれかに電気的に接続される。

なお、本実施形態の分電盤システム１００では、図１に示すように、計測ユニット１３に接続される電源用分岐ブレーカ１２０と、切替装置５に接続される電源用分岐ブレーカ１２０とは互いに異なるブレーカである。もちろん、１つの電源用分岐ブレーカ１２０の二次側端子に対して、計測ユニット１３と切替装置５とを接続する構成であってもよい。

電源用分岐ブレーカ１２０（２２０）は、分岐ブレーカ１２（２２）と同様に３個の差込口を有しており、３個の差込口に３本の導電バーが差し込まれることで、一次側端子が導電バー１４（２４）に電気的に接続される。ただし、電源用分岐ブレーカ１２０（２２０）の一次側端子は、分岐ブレーカ１２（２２）とは異なり、第１電圧極の導電バーと、第２電圧極の導電バーと、中性極の導電バーとに電気的に接続される。

計測ユニット１３（２３）は、電源用分岐ブレーカ１２０（２２０）を介して供給される電力により動作する。なお、計測ユニット１３（２３）は、供給される電力により充電可能なバッテリを補助電源として備えていてもよい。また、第１分電盤１の計測ユニット１３は、電源用分岐ブレーカ１２０を介して、主幹ブレーカ１１の二次側の電路（単相三線式の配電線）から線間電圧を計測する。以下の説明では、特に断りのない限り、線間電圧はＬ１相−Ｎ相間の電圧と、Ｌ２相−Ｎ相間の電圧と、Ｌ１相−Ｌ２相間の電圧とをいう。

一方、第２分電盤２の計測ユニット２３は、第１分電盤１の電源用分岐ブレーカ１２０を介して、第１分電盤１の主幹ブレーカ１１の二次側の電路（単相三線式の配電線）から線間電圧を計測する。または、第２分電盤２の計測ユニット２３は、第２分電盤２の電源用分岐ブレーカ２２０を介して、第２分電盤２の主幹ブレーカ２１の二次側の電路（単相三線式の配電線）から線間電圧を計測する。言い換えれば、計測ユニット１３（２３）は、計測点の線間電圧を計測する。

また、計測ユニット１３（２３）は、２つのセンサブロック１５（２５）に電気的に接続されている。そして、計測ユニット１３（２３）は、計測した線間電圧の電圧値データを信号として各センサブロック１５（２５）に出力する機能を有している。

本実施形態の分電盤システム１００では、計測ユニット１３（２３）と２つのセンサブロック１５（２５）との間は有線で通信を行っているが、無線で通信を行ってもよい。この場合、計測ユニット１３（２３）と２つのセンサブロック１５（２５）との間の配電線は不要である。

さらに、計測ユニット１３（２３）には、分岐ブレーカ１２（２２）に電気的に接続される分岐電路以外の増設回路で電流を計測するための電流センサが接続可能である。本実施形態の分電盤システム１００では、カレントトランスからなる主幹電流センサ１６（２６）を主幹ブレーカ１１（２１）の引き込み線１１０（２２０）に設けている。したがって、計測ユニット１３（２３）は、主幹電流センサ１６（２６）で計測された電流値と、計測した線間電圧の電圧値とを用いて演算することで、主幹ブレーカ１１（２１）を通して供給される電力（瞬時電力や有効電力）を計測する。

２つのセンサブロック１５（２５）は、図１に示すように、導電バー１４（２４）の上側および下側にそれぞれ分かれて配置されている。センサブロック１５（２５）は、複数の分岐ブレーカ１２（２２）の各々に接続された負荷（分岐電路）で消費される電力を個別に計測するように構成されている。センサブロック１５（２５）は、複数の分岐電流センサ１５０（２５０）を備えている。分岐電流センサ１５０（２５０）は、対応する負荷（分岐電路）を流れる負荷電流を計測するように構成されている。本実施形態の分電盤システム１００では、分岐電流センサ１５０（２５０）は、ロゴスキコイルを用いて負荷電流を計測するように構成されている。もちろん、分岐電流センサ１５０（２５０）は、ロゴスキコイルの他に、たとえばＧＭＲ（Giant Magnetic Resistances）素子などの磁気抵抗素子やシャント抵抗、カレントトランス、ホール素子などを用いて負荷電流を計測する構成であってもよい。なお、分岐電流センサ１５０（２５０）は、分岐ブレーカ１２（２２）の各々に設けられていてもよい。

センサブロック１５（２５）は、複数の分岐電流センサ１５０（２５０）の各々で計測された負荷電流の電流値と、計測ユニット１３（２３）から取得した線間電圧の電圧値とを用いて演算することで、負荷（分岐電路）ごとの瞬時電力や有効電力を計測する。

第１分電盤１は、第２分電盤２とは異なり、分岐ブレーカ１７をさらに備えている。分岐ブレーカ１７は、３Ｐ３Ｅ（極数３、素子数３）型のブレーカで、一次側端子が導電バー１４に電気的に接続されている（図１参照）。分岐ブレーカ１７の二次側端子は、出力切替装置３を介して、第２分電盤２の主幹ブレーカ２１の一次側端子に電気的に接続される。

出力切替装置３は、たとえば電磁リレーなどの電流容量の大きい接点を備えるリレーである。出力切替装置３は、図１に示すように、第１接点３１と、第２接点３２と、第３接点３３とを備えている。第１接点３１は、第２分電盤２の主幹ブレーカ２１の一次側端子に電気的に接続されている。第２接点３２は、第１分電盤１の分岐ブレーカ１７の二次側端子に電気的に接続されている。第３接点３３は、分散型電源４の出力端子に電気的に接続されている。

出力切替装置３は、分散型電源４から与えられる制御信号により、第１出力状態と第２出力状態とを択一的に切り替えるように構成されている。第１出力状態は、第１接点３１と第２接点３２とが電気的に接続されている状態である。言い換えれば、第１出力状態は、系統電源が第２分電盤２に電力を供給している状態である。第２出力状態は、第１接点３１と第３接点３３とが電気的に接続されている状態である。言い換えれば、第２出力状態は、分散型電源４が第２分電盤２に電力を供給している状態である。

出力切替装置３は、系統電源から電力が供給されている定常時（以下、単に「定常時」という）においては、第１出力状態を維持する。そして、出力切替装置３は、停止期間においては、分散型電源４から制御信号を与えられることで、第１出力状態から第２出力状態に切り替わる。なお、系統電源が停電などから復旧すると、出力切替装置３は、分散型電源４から制御信号を与えられることで、第２出力状態から第１出力状態に切り替わる。

その他、出力切替装置３は、分散型電源４からの制御信号に依らず、第１出力状態と第２出力状態とを択一的に切り替える構成であってもよい。たとえば、出力切替装置３は、定常時においては、通電により第１出力状態を維持し、系統電源からの電力供給が停止して通電が切れると第２出力状態に切り替わる構成であってもよい。

分散型電源４は、たとえば燃料電池やガス発電装置、蓄電装置などの電力系統への逆潮流が許容されていない電源である。また、分散型電源４は、たとえば太陽光発電装置や風力発電装置などの電力系統への逆潮流が許容されている電源であってもよい。この場合、分散型電源４は、一次連系ブレーカを介して電力系統に電気的に接続することで、系統連系を行うように構成されているのが好ましい。

切替装置５は、たとえば電磁リレーなどの電流容量の大きい接点を備えるリレーである。切替装置５は、図１に示すように、第１接点５１と、第２接点５２と、第３接点５３とを備えている。第１接点５１は、第２分電盤２の計測ユニット２３に電気的に接続されている。第２接点５２は、第１分電盤１の電源用分岐ブレーカ１２０の二次側端子に電線７を介して電気的に接続されている。なお、電線７は、第１分電盤１および第２分電盤の設置される壁の裏側を通すのが好ましい。以下の説明では、この電源用分岐ブレーカ１２０の二次側端子、すなわち第１分電盤１における線間電圧の計測点を「第１計測点６１」という。第３接点５３は、第２分電盤２の電源用分岐ブレーカ２２０の二次側端子に電気的に接続されている。以下では、この電源用分岐ブレーカ２２０の二次側端子、すなわち第２分電盤２における線間電圧の計測点を「第２計測点６２」という。

切替装置５は、分散型電源４から与えられる制御信号により、第１状態と第２状態とを択一的に切り替えるように構成されている。第１状態は、第１接点５１と第２接点５２とが電気的に接続されている状態である。言い換えれば、第１状態は、第２分電盤２の計測ユニット２３が第１計測点６１に電気的に接続されている状態である。第２状態は、第１接点５１と第３接点５３とが電気的に接続されている状態である。言い換えれば、第２状態は、第２分電盤２の計測ユニット２３が第２計測点６２に電気的に接続されている状態である。

切替装置５は、分散型電源４から与えられる制御信号により、出力切替装置３と連動するように構成されている。すなわち、切替装置５は、定常時においては第１状態を維持する。そして、切替装置５は、停止期間においては、分散型電源４から制御信号を与えられることで第１状態から第２状態に切り替わる。なお、系統電源が停電などから復旧すると、切替装置５は、分散型電源４から制御信号を与えられることで、第２状態から第１状態に切り替わる。また、制御信号は、分散型電源４から切替装置５に直接与えられてもよいし、分散型電源４から第２分電盤２の計測ユニット２３を介して切替装置５に与えられてもよい。

その他、切替装置５は、制御信号に依らず、第１状態と第２状態とを択一的に切り替える構成であってもよい。たとえば、切替装置５は、定常時においては通電により第１状態を維持し、系統電源からの電力供給が停止して通電が切れると第２状態に切り替わる構成であってもよい。また、切替装置５は、たとえば利用者がレバーなどの操作部を操作することで（すなわち、手動で）、第１状態と第２状態とを択一的に切り替える構成であってもよい。

ここで、本実施形態の分電盤システム１００では、既に述べたように配電方式として単相三線式を想定している。このため、第１分電盤１の電源用分岐ブレーカ１２０の二次側端子と、切替装置５とを繋ぐ電線７（図１参照）は、図２に示すように、第１電線７１と、第２電線７２と、第３電線７３とで構成されている。第１電線７１は、第１電圧極（Ｌ１相）に電気的に接続されている。第２電線７２は、第２電圧極（Ｌ２相）に電気的に接続されている。第３電線７３は、中性極（Ｎ相）に電気的に接続されている。

そして、本実施形態の分電盤システム１００では、第２分電盤２の計測ユニット２３は、互いに位相の異なる複数の線間電圧（Ｌ１相−Ｎ相間、Ｌ２相−Ｎ相間）を計測するように構成されている。ここでは、Ｌ１相−Ｎ相間の線間電圧と、Ｌ２相−Ｎ相間の線間電圧とは、互いに逆位相である。また、本実施形態の切替装置５は、図２に示すように２つの切替装置５Ａ，５Ｂで構成されている。切替装置５Ａ，５Ｂは、いずれも既に説明した切替装置５と同じ構成である。また、「第１接点５１Ａ，５１Ｂ」は「第１接点５１」、「第２接点５２Ａ，５２Ｂ」は「第２接点５２」、「第３接点５３Ａ，５３Ｂ」は「第３接点５３」にそれぞれ対応する。

切替装置５Ａには、第１電線７１が電気的に接続されている。また、切替装置５Ｂには、第２電線７２が電気的に接続されている。つまり、複数の切替装置５Ａ，５Ｂは、それぞれ複数の線間電圧（Ｌ１相−Ｎ相間、Ｌ２相−Ｎ相間）の各々について第１状態と第２状態とを択一的に切り替えるように構成されている。ここでは、切替装置５Ａ，５Ｂは、連動して第１状態と第２状態とを択一的に切り替えるように構成されている。なお、切替装置５Ａ，５Ｂは、たとえば分散型電源４から与えられる制御信号により電気的に連動する構成であってもよいし、機械的に連動する構成であってもよい。

たとえば単相三線式の配電方式の場合、第１電圧極（Ｌ１相）を流れる電流と、第２電圧極（Ｌ２相）を流れる電流とが互いに異なる。このため、第１電圧極と中性極との間の線間電圧（Ｌ１相−Ｎ相間）の電圧降下と、第２電圧極と中性極との間の線間電圧（Ｌ２相−Ｎ相間）の電圧降下とが互いに異なることで、各々の線間電圧の電圧値も異なってくる。したがって、本実施形態の切替装置５は、図２に示すように２つの切替装置５Ａ，５Ｂを備えることで、各々の線間電圧を個別に計測することができる。

もちろん、切替装置５を１つのみ設けて、第１電圧極と中性極との間の線間電圧（Ｌ１相−Ｎ相間）のみを計測する構成であってもよい。また、配電方式が単相二線式であれば、切替装置５は１つであってもよい。さらに、切替装置５は３つ以上であってもよい。さらに、配電方式が三相三線式の場合にも、２つの切替装置５Ａ，５Ｂを備えることで、各々の線間電圧を個別に計測することができる。

＜動作＞
以下、本実施形態の切替装置５および分電盤システム１００の動作について説明する。定常時においては、図１に示すように、出力切替装置３は第１出力状態を維持する。このため、この期間では、第２分電盤２には出力切替装置３を介して系統電源から電力が供給される。また、この期間では、切替装置５は第１状態を維持する。このため、この期間では、第２分電盤２の計測ユニット２３は、切替装置５を介して、第１分電盤１の電源用分岐ブレーカ１２０の二次側端子と電気的に接続されている。したがって、この期間では、第２分電盤２の計測ユニット２３は、第１分電盤１の第１計測点６１における線間電圧を計測する。

そして、第２分電盤２の計測ユニット２３は、主幹電流センサ２６で計測された電流値と、第１計測点６１における線間電圧の電圧値とを用いて演算することで、主幹ブレーカ２１の一次側での瞬時電力や有効電力を演算する。また、第２分電盤２のセンサブロック２５は、複数の分岐電流センサ２５０の各々で計測された負荷電流の電流値と、第１計測点６１における線間電圧の電圧値とを用いて演算することで、分岐電路ごとの瞬時電力や有効電力を計測する。つまり、定常時においては、第２分電盤２における電力は、第１計測点６１における線間電圧の電圧値を用いて演算される。

一方、停電などにより系統電源からの電力供給が停止すると、図３に示すように、出力切替装置３は第１出力状態から第２出力状態に切り替わる。このため、この期間では、第２分電盤２には出力切替装置３を介して分散型電源４から電力が供給される。また、この期間では、切替装置５は第１状態から第２状態に切り替わる。このため、この期間では、第２分電盤２の計測ユニット２３は、切替装置５を介して、第２分電盤２の電源用分岐ブレーカ２２０に電気的に接続される。したがって、この期間では、第２分電盤２の計測ユニット２３は、第２分電盤２の第２計測点６２における線間電圧値を計測する。

そして、第２分電盤２の計測ユニット２３は、主幹電流センサ２６で計測された電流値と、第２計測点６２における線間電圧の電圧値とを用いて演算することで、主幹ブレーカ２１の一次側での瞬時電力や有効電力を計測する。また、第２分電盤２のセンサブロック２５は、複数の分岐電流センサ２５０の各々で計測された負荷電流の電流値と、第２計測点６２における線間電圧の電圧値とを用いて演算することで、分岐電路ごとの瞬時電力や有効電力を計測する。つまり、停止期間においては、第２分電盤２における電力は、第２計測点６２における線間電圧の電圧値を用いて演算される。

＜比較例＞
ここで、本実施形態の分電盤システム１００の比較例について説明する。比較例の分電盤システム１０１は、図４に示すように、切替装置５を備えていない点で本実施形態の分電盤システム１００と相違する。また、比較例の分電盤システム１０１では、第２分電盤２の計測ユニット２３は、第２分電盤２の電源用分岐ブレーカ２２０の二次側端子に電気的に接続されている。つまり、比較例の分電盤システム１０１において、第２分電盤２の計測ユニット２３は、第２分電盤２の電源用分岐ブレーカ２２０の二次側端子を計測点として、線間電圧を計測する。

ここで、定常時においては、第２分電盤２が系統電源から電力供給を受けているため、第１分電盤１と第２分電盤２とを繋ぐ配電線に電流が流れる。具体的には、第１分電盤１の分岐ブレーカ１７から出力切替装置３までの配電線や、出力切替装置３から第２分電盤２の主幹ブレーカ２１までの配電線などに電流が流れる。これらの配電線は、第１分電盤１と第２分電盤２との間の距離にも依るが、基本的に長くなる。このため、この配電線の抵抗が大きくなることから、配電線に電流が流れることによる電圧降下も大きくなる。また、出力切替装置３の第１接点３１および第２接点３２の接触抵抗に電流が流れることでも、電圧降下が生じる。

そして、比較例の分電盤システム１０１では、第２分電盤２の計測ユニット２３は、第２分電盤２の電源用分岐ブレーカ２２０の二次側端子を計測点としている。このため、第２分電盤２の計測ユニット２３は、上記の電圧降下が生じることにより、線間電圧の電圧値を正確に計測することができない可能性がある。つまり、比較例の分電盤システム１０１では、計測した線間電圧の電圧値を用いた第２分電盤２における電力の計測にも誤差が生じ得るという問題がある。

＜効果＞
以下、本実施形態の切替装置５を用いることによる効果について、比較例の分電盤システム１０１との比較を交えて説明する。本実施形態の分電盤システム１００は、図１，図３に示すように、切替装置５により、定常時では第１計測点６１に、停止期間では第２計測点６２に切り替えられる。言い換えれば、本実施形態の切替装置５は、線間電圧の計測点を、定常時では第１計測点６１に、停止期間では第２計測点６２に切り替えることができる。

このため、第２分電盤２の計測ユニット２３は、定常時においては、電圧降下が生じ得る第２分電盤２における線間電圧ではなく、第１分電盤１における線間電圧を計測できる。なお、図１に示すように、第１分電盤１の電源用分岐ブレーカ１２０の二次側端子と切替装置５との間には電線７が存在するが、電線７には電流が流れないため、電圧降下は殆ど生じない。

したがって、本実施形態の分電盤システム１００は、切替装置５を用いることにより、比較例の分電盤システム１０１と比べて線間電圧の電圧値の計測誤差を低減することができる。そして、第２分電盤２における電力が第１分電盤１における線間電圧の電圧値を用いて演算されることから、本実施形態の分電盤システム１００は、比較例の分電盤システム１０１と比べて第２分電盤２における電力の計測の誤差を低減することができる。

なお、本実施形態の分電盤システム１００では、第１分電盤１の電源用分岐ブレーカ１２０の二次側端子が第１計測点６１であるが、第１分電盤１において線間電圧を計測できる箇所であれば、他の箇所であってもよい。同様に、本実施形態の分電盤システム１００では、第２分電盤２の電源用分岐ブレーカ２２０の二次側端子が第２計測点６２であるが、第２分電盤２において線間電圧を計測できる箇所であれば、他の箇所であってもよい。

また、本実施形態の分電盤システム１００では、第２分電盤２の計測ユニット２３は、第１計測点６１および第２計測点６２の各々の電圧を直接計測する構成であるが、他の構成であってもよい。すなわち、第２分電盤２の計測ユニット２３は、第１計測点６１における電圧情報、および第２計測点６２における電圧情報を信号として与えられることで、第１計測点６１および第２計測点６２の各々の電圧を計測する構成であってもよい。この場合、電線７は通信線である。また、第１計測点６１を有する機器、および第２計測点６２を有する機器は、いずれも信号を送信する機能を有している。なお、信号はアナログ信号でもよいし、ディジタル信号でもよい。

また、本実施形態の分電盤システム１００では、計測ユニット１３（２３）は電力を計測する構成であるが、計測した電力に基づいて電力量も計測する構成であってもよい。センサブロック１５（２５）も、計測した電力に基づいて電力量を計測する構成であってもよい。

＜出力切替装置の構成＞
ところで、本実施形態の切替装置５は、図５Ａに示すように、出力切替装置３と一体に構成されていてもよい。言い換えれば、本実施形態の出力切替装置３は、切替装置５を備えていてもよい。具体的には、切替装置５は、出力切替装置３に内蔵されていてもよい。

出力切替装置３は、既に述べたように、第１出力状態と、第２出力状態とを択一的に切り替えるように構成されている。ここで、切替装置５は、出力切替装置３が第１出力状態に切り替わると第１状態に切り替わり、出力切替装置３が第２出力状態に切り替わると第２状態に切り替わるように構成されているのが好ましい。たとえば、切替装置５は、出力切替装置３と機械的に連動するように構成されているのが好ましい。この構成では、出力切替装置３に対する制御に連動して切替装置５も動作することから、切替装置５に対する制御が不要となるため好ましい。

上述のように、本実施形態の出力切替装置３は、切替装置５を備えていることから、第２分電盤２における電力の計測の誤差を低減することができる。

＜計測システムの構成＞
また、本実施形態の切替装置５は、図５Ｂに示すように、第２分電盤２の計測ユニット２３と共に計測システム２００を構成してもよい。言い換えれば、本実施形態の計測システム２００は、切替装置５と、（第２分電盤２の）計測ユニット２３とを備えていてもよい。なお、図５Ｂでは、センサブロック２５の図示を省略している。

ここで、切替装置５は、系統電源から第２分電盤２への電力供給が停止している期間（停止期間）に、第２状態とするように構成されているのが好ましい。この構成では、定常時から停止期間に移行すると、第２分電盤２の計測ユニット２３が第１計測点６１から第２計測点６２に自動的に接続されるため、好ましい。なお、切替装置５は、第２分電盤２の内部に収納されていてもよい。また、計測ユニット２３は、第２分電盤２の外部に配置されていてもよい。さらに、切替装置５は、計測ユニット２３に内蔵されていてもよい。

上述のように、本実施形態の計測システム２００は、切替装置５を備えていることから、第２分電盤２における電力の計測の誤差を低減することができる。

＜分電盤装置の構成＞
また、本実施形態の切替装置５は、第２分電盤２と共に分電盤装置３００を構成してもよい。言い換えれば、本実施形態の分電盤装置３００は、切替装置５と、（第２分電盤２の）計測ユニット２３と、第２分電盤２とを備えていてもよい。なお、図５Ｃでは、センサブロック２５の図示を省略している。

ここで、切替装置５は、上記の計測システム２００と同様に、系統電源から第２分電盤２への電力供給が停止している期間（停止期間）に、第２状態とするように構成されているのが好ましい。

上述のように、本実施形態の分電盤装置３００は、切替装置５を備えていることから、第２分電盤２における電力の計測の誤差を低減することができる。

１００ 分電盤システム
２００ 計測システム
３００ 分電盤装置
１ 第１分電盤
２ 第２分電盤
２３ 計測ユニット
３ 出力切替装置
４ 分散型電源
５ 切替装置
６１ 第１計測点
６２ 第２計測点

Claims (6)

1. 系統電源からの電力供給を受ける第１分電盤と、前記第１分電盤を介して前記系統電源からの電力供給を受け、前記系統電源からの電力供給が停止している期間に分散型電源からの電力供給を受ける第２分電盤と、計測点の線間電圧を計測する計測ユニットとを備える分電盤システムに用いられ、
   前記第１分電盤における線間電圧の計測点となる第１計測点に前記計測ユニットが電気的に接続される第１状態と、
   前記第２分電盤における線間電圧の計測点となる第２計測点に前記計測ユニットが電気的に接続される第２状態とを択一的に切り替えるように構成されていることを特徴とする切替装置。
2. 前記計測ユニットは、互いに位相が異なる複数の線間電圧を計測するように構成され、
   前記切替装置は、複数であって、
   前記複数の切替装置は、それぞれ前記複数の線間電圧の各々について前記第１状態と前記第２状態とを択一的に切り替えるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の切替装置。
3. 前記系統電源が前記第２分電盤に電力を供給する第１出力状態と、前記分散型電源が前記第２分電盤に電力を供給する第２出力状態とを択一的に切り替えるように構成される出力切替装置であって、
   請求項１または２記載の切替装置を備え、
   前記切替装置は、前記第１出力状態に切り替わると前記第１状態に切り替わり、前記第２出力状態に切り替わると前記第２状態に切り替わるように構成されていることを特徴とする出力切替装置。
4. 請求項１または２記載の切替装置と、前記計測ユニットとを備え、
   前記切替装置は、前記系統電源から前記第２分電盤への電力供給が停止している期間に、前記第２状態とするように構成されていることを特徴とする計測システム。
5. 請求項１または２記載の切替装置と、前記計測ユニットと、前記第２分電盤とを備え、
   前記切替装置は、前記系統電源から前記第２分電盤への電力供給が停止している期間に、前記第２状態とするように構成されていることを特徴とする分電盤装置。
6. 請求項１または２記載の切替装置と、前記第１分電盤と、前記第２分電盤と、前記計測ユニットと、出力切替装置とを備え、
   前記出力切替装置は、前記系統電源が前記第２分電盤に電力を供給する第１出力状態と、前記分散型電源が前記第２分電盤に電力を供給する第２出力状態とを択一的に切り替えるように構成されていることを特徴とする分電盤システム。

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