JP2020078137A - Electric facility and transformation device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、一般に電気設備及び変圧装置に関し、より詳細には、交流電力の配電方式を単相二線式から単相三線式に変換する電気設備及び変圧装置に関する。 The present disclosure relates generally to electrical equipment and transformers, and more particularly to electrical equipment and transformers that convert an AC power distribution system from a single-phase two-wire system to a single-phase three-wire system.
特許文献1に記載の蓄電システム(電気設備)は、パワーコンディショナ(電力変換装置)と、トランス(変圧装置)とを備えている。パワーコンディショナは、蓄電池の放電電力を交流電力に変換してトランスに出力する。トランスは、パワーコンディショナから出力された交流電力を二線式(単相二線式)から三線式(単相三線式)に変換し、変換した交流電力を負荷に出力する。
The power storage system (electrical equipment) described in
特許文献1に記載の蓄電システムでは、トランスは、パワーコンディショナから出力された交流電力を二線式から三線式に変換するだけで、変圧は行わない。このため、パワーコンディショナから出力される3線式の交流電力の電圧が、負荷が要求する要求電圧に対応しない場合がある。
In the power storage system described in
本開示は、上記事由に鑑みて、電力変換装置から出力される単相二線式の交流電力を、負荷の要求電圧に対応した電圧を有する単相三線式の交流電力に変換できる電気設備、及び電気設備で用いられる変圧装置を提供することを目的とする。 In view of the above reasons, the present disclosure, single-phase two-wire AC power output from the power converter, can be converted to a single-phase three-wire AC power having a voltage corresponding to the required voltage of the load, electrical equipment, And a transformer for use in electrical equipment.
本開示の一態様に係る電気設備は、電力変換装置と、変圧装置と、を備えている。前記電力変換装置は、入力した直流電力を第1交流電力に変換する。前記変圧装置は、前記電力変換装置で変換された前記第1交流電力の電圧を変圧して第2交流電力を生成する。前記電力変換装置は、2つの電路を用いて、前記2つの電路の間に前記第1交流電力の電圧が掛かるように、前記第1交流電力を前記変圧装置に出力する。前記変圧装置は、第1電路、第2電路及び第3電路からなる3つの電路を用いて、前記第1電路及び前記第3電路の間に前記第1交流電力の電圧を変圧した変圧電圧が掛かり、前記第1電路及び前記第2電路の間並びに前記第2電路及び前記第3電路の間に、前記変圧電圧の分圧が掛かるように、前記第2交流電力を出力する。 The electrical equipment according to an aspect of the present disclosure includes a power conversion device and a transformer device. The power conversion device converts input DC power into first AC power. The transformer transforms the voltage of the first AC power converted by the power converter to generate second AC power. The power conversion device outputs the first AC power to the transformer device by using two electric paths so that the voltage of the first AC power is applied between the two electric paths. The transformer device uses three electric lines, which are a first electric line, a second electric line, and a third electric line, and transforms the voltage of the first AC power between the first electric line and the third electric line. Therefore, the second AC power is output so that the divided voltage of the transformed voltage is applied between the first electric line and the second electric line and between the second electric line and the third electric line.
本開示の一態様に係る変圧装置は、上記の一態様の電気設備で用いられる変圧装置である。 A transformer device according to an aspect of the present disclosure is a transformer device used in the electrical equipment of the above aspect.
本開示は、電力変換装置から出力される単相二線式の交流電力を、負荷の要求電圧に対応した電圧を有する単相三線式の交流電力に変換できる、という利点がある。 The present disclosure has an advantage that single-phase two-wire AC power output from the power converter can be converted into single-phase three-wire AC power having a voltage corresponding to the required voltage of the load.
以下、実施形態に係る電気設備について説明する。下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の例に過ぎない。また、下記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。 Hereinafter, the electrical equipment according to the embodiment will be described. The following embodiments are merely examples of various embodiments of the present disclosure. Further, the following embodiments can be variously modified according to the design and the like as long as the object of the present disclosure can be achieved.
図1を参照して、本実施形態に係る電気設備1について説明する。図1に示すように、本実施形態に係る電気設備1は、例えば、太陽光発電装置2から出力される直流電力を、負荷3が要求する要求電圧に対応した電圧を有する単相三線式の交流電力(第2交流電力)に変換して、負荷3に出力する電気設備である。
The
なお、上記の「負荷3が要求する要求電圧に対応した電圧」とは、負荷3の要求電圧と同じ電圧、又は、負荷3の動作に影響を与えない範囲で、負荷3の要求電圧よりも大きい又は小さい電圧である。また、単相三線式とは、単相交流電力を3つの電路を用いて供給する配電方式である。
The above-mentioned “voltage corresponding to the required voltage required by the
太陽光発電装置2は、太陽光エネルギを太陽電池を用いて電気エネルギ(直流電力)に変換する発電装置である。なお、太陽光発電装置2は、商用電力系統以外の電源の一例である。このため、太陽光発電装置2は、蓄電装置であってもよい。なお、蓄電装置は、充放電可能な蓄電地を含む装置である。蓄電装置は、商用電力系統から供給される電力で充電されてもよいし、太陽光発電装置から供給される電力で充電されてもよい。
The solar
負荷3は、少なくとも1つの負荷を示している。負荷3は、電気機器だけでなく、建物に設置されたコンセントであってもよい。コンセントは、電気機器からの電源プラグが差し込まれる差込口を有する装置である。
The
電気設備1は、電力変換装置4と、変圧装置5とを備えている。
The
電力変換装置4は、太陽光発電装置2から入力される直流電力を単相二線式の交流電力(第1交流電力)に変換する装置である。電力変換装置4は、自立電源として機能する。自立電源とは、商用電力系統以外の電源である。単相二線式とは、単相交流電力を2つの電路を用いて供給する配電方式である。単相二線式の交流電力とは、単相二線式の配電方式で配電される交流電力である。電力変換装置4は、2つの入力端P1,P2と、2つの出力端P3,P4と、昇圧回路41と、直流−交流変換回路42とを備えている。
The
2つの入力端P1,P2は、太陽光発電装置2から出力された直流電力が入力される部分である。2つの入力端P1,P2は、太陽光発電装置2の正極及び負極に接続されている。2つの出力端P3,P4は、電力変換装置4の出力電圧を出力する部分である。2つの出力端P3,P4は、電線6a,6bを介して直流−交流変換回路42の2つの出力端に接続されている。また、2つの出力端P3,P4は、電線7a,7bを介して変圧装置5の後述の2つの入力端P5,P6に接続されている。
The two input terminals P1 and P2 are portions into which the DC power output from the solar
昇圧回路41は、2つの入力端P1,P2に入力された直流電力を所定の電圧を有する直流電力に昇圧する回路である。昇圧回路41で昇圧された直流電力は、直流−交流変換回路42に出力される。昇圧回路41は、例えば、チョークコイル、スイッチング素子、ダイオード及び平滑用コンデンサなどを有するブーストコンバータ(昇圧チョッパ回路)で構成されている。
The
直流−交流変換回路42は、昇圧回路41の後段に接続されており、昇圧回路41から出力された単相二線式の直流電力を単相二線式の交流電力に変換する回路である。上記の単相二線式の交流電力は、例えば101Vの交流電圧である。直流−交流変換回路42で変換された単相二線式の交流電力は、その電圧が2つの電線6a,6bの間に掛かるように、電線6a,6bを介して2つの出力端P3,P4に出力される。その出力された交流電力は、電線7a,7bを介して2つの出力端P3,P4から変圧装置5に出力される。
The DC-
変圧装置5は、電力変換装置4で変換された単相二線式の交流電力の電圧を変圧(本実施形態では昇圧)する装置である。また、変圧装置5は、電力変換装置4で変換された単相二線式の交流電力を単相三線式の交流電力(第2交流電力)に変換する装置である。換言すれば、変圧装置5は、電力変換装置4からの交流電力の配電方式を単相二線式から単相三線式に変換する。なお、単相三線式の交流電力とは、単相三線式の配電方式で配電される交流電力である。変圧装置5は、電力変換装置4とは別体である。これにより、変圧装置5を後付けで電気設備1に備えさせることができる。
The
変圧装置5は、2つの入力端P5,P6と、3つの出力端P7,P8,P9と、変圧器51と、漏電ブレーカ52とを備えている。
The
2つの入力端P5,P6は、電力変換装置4から出力された交流電力が入力される部分である。2つの入力端P5,P6は、電線7a,7bを介して電力変換装置4の2つの出力端P3,P4に接続されている。また、2つの入力端P5,P6は、電線8a,8bを介して変圧器51の一次側に接続されている。3つの出力端P7,P8,P9は、電線9a,9b,9cを介して変圧器51の二次側に接続されている。また、3つの出力端P7,P8,P9は、電線10a,10b,10cを介して負荷3に接続されている。
The two input terminals P5 and P6 are portions to which the AC power output from the
ここで、上記の単相二線式では、2つの電路(電路11a及び電路11b)が用いられている。電路11aは、互いに直列に接続された電線6a、電線7a及び電線8aで構成されている。電路11bは、互いに直列に接続された電線6b、電線7b及び電線8bで構成されている。上記の単相三線式では、3つの電路(電路12a(第1電路)、電路12b(第2電路)及び電路12c(第3電路))が用いられている。電路12aは、互いに直列に接続された電線9a及び電線10aで構成されている。電路12bは、互いに直列に接続された電線9b及び電線10bで構成されている。電路12cは、互いに直列に接続された電線9c及び電線10cで構成されている。
Here, in the above single-phase two-wire system, two electric circuits (
2つの電路11a,11bのうちの一方の電路11aは、接地されている。すなわち、一方の電路11aが、電気的に中立な中性線になっている。上記の単相二線式で用いられる電路11aは、変圧器51の一次側の電路である。このため、上記のように電路11aが接地されることで、変圧器51の一次側から二次側までの範囲を、地絡時などに発生する異常電流から保護できる。より詳細には、電路11aのうちの電線6a(すなわち電力変換装置4の内部の電線)が接地されている。これにより、電路11aでの接地位置を電路11aの最も上流側に配置できる。この結果、変圧器51(すなわち変圧装置5)の一次側において電力変換装置4を含めた範囲を、地絡時などに発生する異常電流から保護できる。
One of the two
変圧器51は、2つの入力端P5,P6に入力された単相二線式の交流電力の電圧を変圧(本実施形態では昇圧)する。また、変圧器51は、上記の単相二線式の交流電力を単相三線式の交流電力に変換する。変圧器51で上記のように変圧かつ変換された交流電力は、3つの出力端P7,P8,P9から出力される。
The
変圧器51は、例えば単巻きの変圧器であり、コイル511と、磁路とを有する。コイル511は、一次側コイルと二次側コイルとの両方を兼用するコイルである。変圧器51が単巻きの変圧器であることで、変圧器51を安価に構成できる。磁路は、例えば環状である。コイル511は、磁路に複数回巻き付けられている。コイル511には、2つの電線8a,8b(すなわち2つの電路11a,11b)の端部が接続されている。コイル511において、2つの電線8a,8bの各々が接続される接続位置S1,S2は、コイル511の中心軸に沿って互いに間隔を空けて配置されている。また、コイル511には、3つの電線9a,9b,9c(すなわち3つの電路12a,12b,12c)の端部が接続されている。コイル511において、3つの電線9a,9b,9cの各々が接続される接続位置S3,S4,S5は、コイル511の中心軸に沿って互いに間隔を空けて配置されている。
The
変圧器51は、2つの電路11a,11bを介して入力された交流電力の電圧を変圧する。また、変圧器51は、2つの電路12a,12cの間に、上記の交流電力の電圧を変圧した電圧(変圧電圧)が掛かり、2つの電路12a,12bの間及び2つの電路12a,12bの間に上記の変圧電圧の分圧が掛かるように、3つの電路12a,12b,12cを用いて上記の変圧した交流電力を出力する。
The
以下の説明では、2つの電路11a,11bの間に掛かる電圧を、線間電圧V1(第1線間電圧)と記載する。2つの電路12a,12bの間に掛かる電圧を、線間電圧V2(第2線間電圧)と記載する。2つの電路12b,12c)の間に掛かる電圧を、線間電圧V3(第3線間電圧)と記載する。2つの電路12a,12cの間に掛かる電圧を、線間電圧V4と記載する。線間電圧V4は、2つの線間電圧V2,V3を足し合わせた電圧である。
In the following description, the voltage applied between the two
変圧器51は、線間電圧V2及び線間電圧V3として、それぞれ、互いに同じ電圧であって線間電圧V1に相当する電圧(相当電圧)を出力する。この結果、線間電圧V4は、上述の通り2つの線間電圧V2,V3を足し合わせた電圧であるため、上記の相当電圧の2倍の電圧となる。このように、変圧器51は、線間電圧V2及び線間電圧V3として、それぞれ、互いに同じ電圧である上記の相当電圧を出力することで、線間電圧V1を、上記の相当電圧の2倍の電圧である線間電圧V4に昇圧して出力している。この昇圧によって、線間電圧V1が、負荷3の要求電圧に対応した電圧に変圧される。
The
変圧器51は、線間電圧V4以外に、互いに同じ電圧である線間電圧V2,V3を出力する。すなわち、変圧器51は、2種類の電圧(線間電圧V4及び線間電圧V2,V3)を出力する。したがって、変圧器51は、負荷3として、線間電圧V4を要求電圧とする負荷と、線間電圧V2,V3を要求電圧とする負荷との2種類の負荷に対応できる。
The
なお、上記の「線間電圧V1に相当する電圧(相当電圧)」とは、線間電圧V1よりも大きい電圧である。すなわち、変圧器51は、線間電圧V2及び線間電圧V3として、それぞれ、互いに同じ電圧であって線間電圧V1よりも大きい電圧を出力する。換言すれば、変圧器51は、線間電圧V1を線間電圧V1よりも大きい電圧に昇圧し、その昇圧した電圧を線間電圧V2及び線間電圧V3として出力する。このように、上記の相当電圧として、線間電圧V1よりも大きい電圧が出力されることで、線間電圧V2,V3が電路の伝導中に電圧降下しても、負荷3側で必要な電圧(線間電圧V1以上の電圧)を確保できる。また、線間電圧V4が電路の伝導中に電圧降下しても、負荷3側で必要な電圧(線間電圧V1の2倍の電圧以上の電圧)を確保できる。なお、上記の相当電圧は、例えば、線間電圧V1よりも数ボルト(電圧降下分の電圧(例えば数ボルト))大きい電圧であってもよい。
The “voltage corresponding to the line voltage V1 (equivalent voltage)” is a voltage higher than the line voltage V1. That is, the
なお、本実施形態では、上記の「線間電圧V1に相当する電圧(相当電圧)」は、線間電圧V1よりも大きい電圧であるが、線間電圧V1と同じ電圧であってもよい。 In the present embodiment, the above-mentioned “voltage corresponding to the line voltage V1 (equivalent voltage)” is a voltage higher than the line voltage V1, but may be the same voltage as the line voltage V1.
本実施形態では、線間電圧V1は、電力変換装置4の出力電圧であるため、上記の通り、例えば101Vである。また、本実施形態では、線間電圧V2,V3はそれぞれ、例えば103Vに設定されており、線間電圧V4は、例えば206Vに設定されている。よって、本実施形態では、変圧器51は、2つの入力端P5,P6に入力された単相二線の101Vの交流電力を、昇圧して単相三線式の103V/206Vの交流電力に変換して、3つの出力端P7,P8,P9から出力する。
In the present embodiment, the line voltage V1 is the output voltage of the
変圧器51は、2つの接続位置S1,S2間のコイル511の巻数と、2つの接続位置S4,S5間のコイル511の巻数との比に応じて、線間電圧V1を変圧して線間電圧V3として出力する。本実施形態では、上述のように、線間電圧V3は103Vであり、線間電圧V1は101Vであるため、線間電圧V3は、線間電圧V1よりも大きい。このため、2つの接続位置S4,S5間のコイル511の巻数は、2つの接続位置S1,S2間のコイル511の巻数よりも多くなっている。
The
また、変圧器51では、2つの接続位置S3,S4間のコイル511の巻数と、2つの接続位置S4,S5間のコイル511の巻数との比に応じて、2つの線間電圧V2,V3の比が決まる。本実施形態では、上述のように、2つの線間電圧V2,V3は共に例えば103Vで同じ電圧である。このため、2つの接続位置S3,S4間のコイル511の巻数と、2つの接続位置S4,S5間のコイル511の巻数とは、同じ巻数である。
In the
2つの接続位置S1,S2のうちの一方の接続位置S1は、3つの接続位置S3,S4,S5のうちの真ん中の接続位置S4と一致している。これにより、電路11aと電路12bとを同じ電位に合わせることができる。本実施形態では、電路11aは中性線であるため、上記のように接続位置S1を接続位置S4と一致させることで、電路12b側で接地しなくても、電路12bを中性線に設定できる。なお、2つの接続位置S1,S2のうちの他方の接続位置S2は、2つの接続位置S4,S5の間に配置されている。
One connection position S1 of the two connection positions S1 and S2 coincides with the middle connection position S4 of the three connection positions S3, S4 and S5. Thereby, the
漏電ブレーカ52は、漏電を検知しないときは電路11a,11bを導通し、漏電を検知したときは電路11a,11bを遮断する遮断器である。漏電ブレーカ52は、2つの電線8a,8b(すなわち2つの電路11a,11b)に跨って設けられており、2つの電線8a,8bの各々を導通遮断可能な2極のブレーカである。上記の「導通遮断可能」とは、導通及び遮断を択一的に選択できることである。なお、本実施形態では、漏電ブレーカ52は、変圧装置5内の2つの電線8a,8bに設置されるが、電力変換装置4内の2つの電線6a,6bに設置されてもよい。
The
以上、この実施形態に係る電気設備1によれば、電力変換装置4と、変圧装置5とを備えている。電力変換装置4は、入力した直流電力を単相二線式の交流電力に変換する。変圧装置5は、電力変換装置4で変換された単相二線式の交流電力を、その電圧を変圧しかつ単相三線式の交流電力に変換する。このため、変圧装置5によって、電力変換装置4で変換された単相二線式の交流電力を単相三線式の交流電力に変換でき、かつ変圧もできる。この変圧によって、変圧装置5の出力電圧を負荷3の要求電圧に対応した電圧に変圧できる。この結果、電力変換装置4で変換された単相二線式の交流電力を、負荷3の要求電圧に適した電圧を有する単相三線式の交流電力に変換できる。
As described above, the
(変形例)
以下、上記の実施形態の変形例を説明する。以下の変形例は、組み合わせて実施されてもよい。なお、以下の変形例の説明では、上記の実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付して説明を省略する場合がある。
(Modification)
Hereinafter, modified examples of the above embodiment will be described. The following modifications may be implemented in combination. In the following description of the modified example, the same components as those in the above-described embodiment may be designated by the same reference numerals and the description thereof may be omitted.
(変形例1)
上記の実施形態では、図1に示すように、コイル511において、2つの電路11a,11bの接続位置S1,S2のうちの一方の接続位置S1は、3つの電路12a,12b,12cの接続位置S3,S4,S5のうちの真ん中の接続位置S4と一致する。ただし、2つの電路11a,11bの接続位置S1,S2と、3つの電路12a,12b,12cの接続位置S3,S4,S5との配置関係は、このように限定されない。例えば、図2に示すように、接続位置S4は、接続位置S1,S2の間に配置されてもよい。
(Modification 1)
In the above embodiment, as shown in FIG. 1, in the
本変形例では、電路11aは接地されていない。
In this modification, the
また、本変形例では、コイル511において、接続位置S1は接続位置S3,S4の間に接続されており、接続位置S2は接続位置S4,S5の間に接続されている。接続位置S1,S4間のコイル511の巻き数は、接続位置S4,S2間のコイル511の巻き数と同じである。
Further, in the present modification, in the
また、本変形例では、変圧装置5は、抵抗R1,R2を更に備えている。抵抗R1は、電路11a(例えば電線8a)の分岐点N1と接地点との間に接続されている。抵抗R2は、電路11b(例えば電線8b)の分岐点N2と接地点との間に接続されている。抵抗R1,R2は、例えば同じ値である。
Further, in this modification, the
本変形例では、例えば、線間電圧V1は100Vであり、線間電圧V2,V3は100Vであり、線間電圧V4は200Vである。また、接続位置S1,S4間の電圧をV11とし、接続位置S4,S2間の電圧をV12とすると、例えば、電圧V11,V12は50Vである。 In this modification, for example, the line voltage V1 is 100V, the line voltages V2 and V3 are 100V, and the line voltage V4 is 200V. If the voltage between the connection positions S1 and S4 is V11 and the voltage between the connection positions S4 and S2 is V12, the voltages V11 and V12 are 50V, for example.
本変形例によれば、接続位置S1が接続位置S4に一致されないため、接続位置S1の配置の自由度を向上できる。また、接続位置S1,S2を接続位置S4に対して対称的な配置にできる。 According to this modification, since the connection position S1 does not coincide with the connection position S4, the degree of freedom in arranging the connection position S1 can be improved. Further, the connection positions S1 and S2 can be arranged symmetrically with respect to the connection position S4.
なお、本変形例では、電路11a,11bが抵抗R1,R2を介して接地されるが、この電路11a,11bにおける抵抗R1,R2を介しての接地を省略して、電路9bを接地してもよい。
In this modification, the
(変形例2)
上記の実施形態では、変圧器51は、単巻きの変圧器であるが、図3に示すように、変圧器51は、複巻きの変圧器であってもよい。この場合、変圧器51は、一次側コイル55と、二次側コイル56と、磁路とを備えている。磁路は例えば環状である。一次側コイル55は、磁路に複数回巻き付けられている。二次側コイル56も磁路に複数回巻き付けられている。一次側コイル55には、2つの電線8a,8b(すなわち2つの電路11a,11b)が接続されている。二次側コイル56には、3つの電線9a,9b,9c(すなわち3つの電路12a,12b,12c)が接続されている。本実施形態では、3つの電線9a,9b,9cのうちの真ん中の電線9b(電路12b)は、接地されている。なお、電路11aは、上記の実施形態と同様に電力変換装置4側で接地されている。
(Modification 2)
In the above embodiment, the
この変形例によれば、変圧器51が複巻きの変圧器であるため、直流電流が変圧器51の一次側コイル55と二次側コイル56との間を流れることを防止できる。このため、変圧器51で異常電流の流れを防止できる。
According to this modification, since the
(その他の変形例)
上記の実施形態では、変圧装置5は、電力変換装置4と別体に構成されるが、電力変換装置4と一体に構成されてもよい。これにより、変圧装置5の設置場所の確保や設置作業が不要となり、変圧装置5の設置が容易である。
(Other modifications)
In the above embodiment, the
また、上記の実施形態では、変圧装置5は、電力変換装置4で変換された単相二線式の交流電力を、その電圧を昇圧しかつ単相三線式の交流電力に変換したが、電力変換装置4で変換された単相二線式の交流電力を、降圧しかつ単相三線式の交流電力に変換してもよい。
In the above embodiment, the
(まとめ)
第1の態様に係る電気設備(1)は、電力変換装置(4)と、変圧装置(5)と、を備えている。電力変換装置(4)は、入力した直流電力を第1交流電力に変換する。変圧装置(5)は、電力変換装置(4)で変換された第1交流電力を変圧して第2交流電力を生成する。電力変換装置(4)は、2つの電路(11a,11b)を用いて、2つの電路(11a,11b)の間に第1交流電力の電圧が掛かるように、第1交流電力を変圧装置(5)に出力する。変圧装置(5)は、第1電路(12a)、第2電路(12b)及び第3電路(12c)からなる3つの電路を用いて、第1電路(12a)及び第3電路(12c)の間に第1交流電力の電圧を変圧した変圧電圧(V4)が掛かり、第1電路(12a)及び第2電路(12b)の間並びに第2電路(12b)及び第3電路(12c)の間に、変圧電圧(V4)の分圧(V2,V3)が掛かるように、第2交流電力を出力する。
(Summary)
The electric equipment (1) according to the first aspect includes a power conversion device (4) and a transformer device (5). The power converter (4) converts the input DC power into first AC power. The transformer (5) transforms the first AC power converted by the power converter (4) to generate second AC power. The power conversion device (4) uses the two electric paths (11a, 11b) to transform the first AC power into a transformer device (11a, 11b) so that the voltage of the first AC power is applied between the two electric paths (11a, 11b). Output to 5). The transformer device (5) uses three electric paths that are the first electric path (12a), the second electric path (12b), and the third electric path (12c), and A transforming voltage (V4) obtained by transforming the voltage of the first AC power is applied between the first electric circuit (12a) and the second electric circuit (12b) and between the second electric circuit (12b) and the third electric circuit (12c). Then, the second AC power is output so that the divided voltage (V2, V3) of the transformed voltage (V4) is applied to the.
この構成によれは、変圧装置(5)によって、電力変換装置(4)で変換された単相二線式の第1交流電力を単相三線式の第2交流電力に変換でき、かつ変圧もできる。この変圧によって、変圧装置(5)の出力電圧を負荷(3)の要求電圧に対応した電圧に変圧できる。この結果、電力変換装置(4)で変換された単相二線式の第1交流電力を、負荷(3)に適した電圧を有する単相三線式の交流電力に変換できる。 According to this configuration, the transformer device (5) can convert the single-phase two-wire first AC power converted by the power converter (4) into the single-phase three-wire second AC power, and also transform the power. it can. By this transformation, the output voltage of the transformation device (5) can be transformed into a voltage corresponding to the required voltage of the load (3). As a result, the single-phase two-wire first AC power converted by the power converter (4) can be converted to single-phase three-wire AC power having a voltage suitable for the load (3).
第2の態様に係る電気設備(1)では、第1の態様において、2つの電路(11a,11b)の間に掛かる電圧を第1線間電圧(V1)とする。3つの電路(12a,12b,13c)を第1電路(12a)、第2電路(12b)及び第3電路(12c)とする。第1電路(12a)と第2電路(12b)との間に掛かる電圧を第2線間電圧(V2)とする。第2電路(12b)と第3電路(12c)との間に掛かる電圧を第3線間電圧(V3)とする。変圧装置(5)は、第2線間電圧(V2)及び第3線間電圧(V3)として、それぞれ、第1線間電圧(V1)に相当する電圧を出力する。 In the electric equipment (1) according to the second aspect, in the first aspect, the voltage applied between the two electric paths (11a, 11b) is the first line voltage (V1). The three electric lines (12a, 12b, 13c) are referred to as a first electric line (12a), a second electric line (12b) and a third electric line (12c). A voltage applied between the first electric line (12a) and the second electric line (12b) is referred to as a second line voltage (V2). A voltage applied between the second electric line (12b) and the third electric line (12c) is referred to as a third line voltage (V3). The transformer device (5) outputs a voltage corresponding to the first line voltage (V1) as the second line voltage (V2) and the third line voltage (V3), respectively.
この構成によれば、第2線間電圧(V2)及び第3線間電圧(V3)はそれぞれ、第1線間電圧(V1)に相当する電圧(相当電圧)である。第1電路(12a)と第3電路(12c)との間に掛かる線間電圧(V4)は、第1線間電圧(V1)及び第2線間電圧(V2)を足し合わせた電圧であるため、上記の相当電圧の2倍の電圧になる。すなわち、変圧装置(5)は、相当電圧と相当電圧の2倍の電圧との2種類の電圧を出力できる。 According to this configuration, each of the second line voltage (V2) and the third line voltage (V3) is a voltage (equivalent voltage) corresponding to the first line voltage (V1). The line voltage (V4) applied between the first electric line (12a) and the third electric line (12c) is a voltage obtained by adding the first line voltage (V1) and the second line voltage (V2). Therefore, the voltage becomes twice the above equivalent voltage. That is, the transformer device (5) can output two types of voltages, an equivalent voltage and a voltage twice the equivalent voltage.
第3の態様に係る電気設備(1)では、第2の態様において、変圧装置(5)は、第2線間電圧(V2)及び第3線間電圧(V3)として、それぞれ、第1線間電圧(V1)よりも大きい電圧を出力する。 In the electrical equipment (1) according to the third aspect, in the second aspect, the transformer device (5) has a first line voltage (V2) and a third line voltage (V3), respectively. A voltage greater than the inter-voltage (V1) is output.
この構成によれば、第2線間電圧(V2)及び第3線間電圧(V3)が電路の導電中に電圧降下しても、負荷(3)側で第1線間電圧(V1)以上の電圧を確保できる。 According to this configuration, even if the second line voltage (V2) and the third line voltage (V3) drop during the conduction of the electric path, the load (3) side has the first line voltage (V1) or more. The voltage of can be secured.
第4の態様に係る電気設備(1)では、第1〜第3の態様の何れか1つの態様において、2つの電路(11a,11b)のうちの一方の電路(11a)は、接地されている。 In the electrical equipment (1) according to the fourth aspect, in any one of the first to third aspects, one of the two electrical paths (11a, 11b) is electrically grounded (11a). There is.
この構成によれば、上記の一方の電路(11a)は、変圧装置(5)の一次側の電路であるため、変圧装置(5)の一次側から二次側までの範囲を、地絡時などに発生する異常電流から保護できる。 According to this configuration, since the one electric path (11a) is the electric path on the primary side of the transformer (5), the range from the primary side to the secondary side of the transformer (5) is a ground fault. It is possible to protect from abnormal current that occurs in such as.
第5の態様に係る電気設備(1)では、第4の態様において、上記の一方の電路(11a)において、電力変換装置(4)の内部に配置された部分(6a)が接地されている。 In the electrical equipment (1) according to the fifth aspect, in the fourth aspect, a portion (6a) arranged inside the power conversion device (4) in the one electric path (11a) is grounded. ..
この構成によれば、変圧装置(5)の一次側において電力変換装置(4)を含めた範囲を、地絡時などに発生する異常電流から保護できる。 According to this configuration, the range including the power converter (4) on the primary side of the transformer (5) can be protected from an abnormal current that occurs when a ground fault occurs.
第6の態様に係る電気設備(1)は、第1〜第5の態様の何れか1つの態様において、漏電ブレーカ(52)を更に備えている。漏電ブレーカ(52)は、2つの電路(11a,11b)に設けられている。 The electrical equipment (1) which concerns on a 6th aspect is further provided with the earth leakage breaker (52) in any one aspect of the 1st-5th aspect. The earth leakage breaker (52) is provided in two electric circuits (11a, 11b).
この構成によれば、2つの電路(11a,11b)に漏電ブレーカ(52)が設置されるため、漏電ブレーカ(52)として2極ブローカを用いることができる。すなわち、仮に変圧装置(5)の二次側の3つの電路(12a,12b,12c)に漏電ブレーカ(52)が設置される場合は3極ブレーカを用いることになる。ただし、本発明では、変圧装置(5)の一次側の2つの電路(11a,11b)に漏電ブレーカ(52)が設置されるため、3極ブレーカよりも安価な2極ブレーカを用いることができる。また、漏電ブレーカ(52)が設置される2つの電路(11a,11b)は、変圧装置(5)の一次側の電路であるため、漏電ブレーカ(52)によって、変圧装置(5)の一次側から二次側までの範囲を漏電から保護できる。 According to this structure, since the earth leakage breaker (52) is installed in the two electric paths (11a, 11b), the two-pole broker can be used as the earth leakage breaker (52). That is, if the earth leakage breaker (52) is installed in the three secondary electric paths (12a, 12b, 12c) of the transformer device (5), the three-pole breaker is used. However, in the present invention, since the earth leakage breaker (52) is installed in the two electric paths (11a, 11b) on the primary side of the transformer (5), a two-pole breaker that is cheaper than the three-pole breaker can be used. .. Moreover, since the two electric paths (11a, 11b) in which the earth leakage breaker (52) is installed are the electric wires on the primary side of the transformer device (5), the earth leakage breaker (52) is used on the primary side of the transformer device (5). The range from to the secondary side can be protected from leakage.
第7の態様に係る電気設備(1)では、第1〜第6の態様の何れか1つの態様において、変圧装置(5)は、電力変換装置(4)と別体である。 In the electric facility (1) according to the seventh aspect, in any one of the first to sixth aspects, the transformer device (5) is a separate body from the power converter device (4).
この構成によれば、変圧装置(5)を後付けで電気設備(1)に備えることができる。 According to this structure, the transformer device (5) can be retrofitted to the electric equipment (1).
第8の態様に係る電気設備(1)では、第1〜第6の態様の何れか1つの態様において、変圧装置(5)は、電力変換装置(4)と一体である。 In the electric equipment (1) according to the eighth aspect, in any one of the first to sixth aspects, the transformer device (5) is integral with the power converter device (4).
この構成によれば、変圧装置(5)の設置場所の確保や設置作業が不要となり、変圧装置(5)の設置が容易である。 According to this configuration, it is not necessary to secure a place for installing the transformer device (5) or perform an installation work, and the transformer device (5) can be easily installed.
第9の態様に係る電気設備(1)では、第1〜第8の態様の何れか1つの態様において、変圧装置(5)は、コイル(511)を有する。コイル(511)には、2つの電路(11a,11b)が接続され、かつ3つの電路(12a,12b,13c)が接続されている。 In the electric equipment (1) according to the ninth aspect, in any one of the first to eighth aspects, the transformer device (5) includes a coil (511). Two electric paths (11a, 11b) are connected to the coil (511), and three electric paths (12a, 12b, 13c) are connected.
この構成によれば、変圧装置(5)は、一次側コイルと二次側コイルとが1つのコイル(511)で兼用された単巻きの変圧装置である。このため、一次側コイルと二次側コイルとが別々である複巻きの変圧装置と比べて、変圧装置(5)を安価に構成できる。 According to this configuration, the transformer device (5) is a single-turn transformer device in which the primary coil and the secondary coil are combined into one coil (511). Therefore, the transformer device (5) can be constructed at a lower cost than a transformer device with multiple turns in which the primary coil and the secondary coil are separate.
第10の態様に係る電気設備(1)では、第9の態様において、コイル(511)において、2つの電路(11a,11b)の各々が接続される接続位置(S1,S2)のうちの一方の接続位置(S1)は、3つの電路(12a,12b,13c)の各々が接続される接続位置(S3,S4,S5)のうちの真ん中の接続位置(S4)と一致している。 In the electrical equipment (1) according to the tenth aspect, in the ninth aspect, one of the connection positions (S1, S2) to which each of the two electric paths (11a, 11b) is connected in the coil (511). The connection position (S1) of 1 corresponds to the middle connection position (S4) of the connection positions (S3, S4, S5) to which each of the three electric paths (12a, 12b, 13c) is connected.
この構成によれば、上記の2つの電路(11a,11b)のうちの一方の電路(11a)を、上記の3つの電路(12a,12b,13c)のうちの真ん中の電路(12b)と同じ電位にできる。特に、電路(11a)が中性線である場合は、上記のように接続位置(S1)を接続位置(S4)と一致させることで、上記の真ん中の電路(12b)側で接地されなくても、上記の真ん中の電路(12b)を中性線に設定できる。 According to this configuration, one of the two electric paths (11a, 11b) is the same as the middle electric path (12b) of the three electric paths (12a, 12b, 13c). Can be at electric potential. Particularly, when the electric line (11a) is a neutral wire, the connection position (S1) is made to coincide with the connection position (S4) as described above, so that the middle electric line (12b) side is not grounded. Also, the middle electric line (12b) can be set to the neutral line.
第11の態様に係る電気設備(1)では、第9の態様において、コイル(511)において、3つの電路(12a,12b,13c)の各々が接続される接続位置(S3,S4,S5)のうちの真ん中の接続位置(S4)は、2つの電路(11a,11b)の各々が接続される接続位置(S1,S2)の間に配置されている。 In the electrical equipment (1) according to the eleventh aspect, in the ninth aspect, in the coil (511), connection positions (S3, S4, S5) to which each of the three electric paths (12a, 12b, 13c) is connected. The middle connection position (S4) is arranged between the connection positions (S1, S2) to which the two electric paths (11a, 11b) are respectively connected.
この構成によれば、上記の2つの電路(11a,11b)の接続位置(S1,S2)を、上記の3つの電路(12a,12b,13c)の接続位置(S3,S4,S5)のうちの真ん中の接続位置(S4)に一致させる必要がない。このため、接続位置(S1,S2)の配置の自由度を向上できる。また、接続位置(S1,S2)を接続位置(S4)に対して対称的な配置にできる。 According to this configuration, the connection positions (S1, S2) of the two electric paths (11a, 11b) are the same as the connection positions (S3, S4, S5) of the three electric paths (12a, 12b, 13c). It is not necessary to match the connection position (S4) in the middle of. Therefore, the degree of freedom in arranging the connection positions (S1, S2) can be improved. Further, the connection positions (S1, S2) can be arranged symmetrically with respect to the connection position (S4).
第12の態様に係る変圧装置(5)は、第1〜第11の態様の何れか1つの態様の電気設備(1)で用いられる変圧装置(5)である。 The transformer device (5) according to the twelfth aspect is the transformer device (5) used in the electrical equipment (1) according to any one of the first to eleventh aspects.
この構成によれば、電気設備(1)で用いられる変圧装置(5)を提供できる。 According to this structure, the transformer device (5) used in the electric equipment (1) can be provided.
1 電気設備
4 電力変換装置
5 変圧装置
11a,11b,電路
12a 電路(第1電路)
12b 電路(第2電路)
12c 電路(第3電路)
511 コイル
52 漏電ブレーカ
S1,S2,S3,S4,S5 接続位置
V1 線間電圧(第1線間電圧)
V2 線間電圧(第2線間電圧)
V3 線間電圧(第3線間電圧)
V4 線間電圧(変圧電圧)
1
12b Electric line (second electric line)
12c Electric circuit (3rd electric circuit)
511
V2 line voltage (second line voltage)
V3 line voltage (third line voltage)
V4 line voltage (transforming voltage)
Claims (12)
前記電力変換装置で変換された前記第1交流電力の電圧を変圧して第2交流電力を生成する変圧装置と、を備え、
前記電力変換装置は、2つの電路を用いて、前記2つの電路の間に前記第1交流電力の電圧が掛かるように、前記第1交流電力を前記変圧装置に出力し、
前記変圧装置は、第1電路、第2電路及び第3電路からなる3つの電路を用いて、前記第1電路及び前記第3電路の間に前記第1交流電力の電圧を変圧した変圧電圧が掛かり、前記第1電路及び前記第2電路の間並びに前記第2電路及び前記第3電路の間に、前記変圧電圧の分圧が掛かるように、前記第2交流電力を出力する、
電気設備。 A power converter that converts the input DC power into first AC power;
A transformer for transforming the voltage of the first AC power converted by the power converter to generate second AC power,
The power conversion device outputs the first AC power to the transformer device by using two electric paths so that the voltage of the first AC power is applied between the two electric paths,
The transformer device uses three electric lines, which are a first electric line, a second electric line, and a third electric line, and transforms the voltage of the first AC power between the first electric line and the third electric line. The second AC power is output so that the divided voltage is applied between the first electric path and the second electric path and between the second electric path and the third electric path.
electrical equipment.
前記第1電路と前記第2電路との間に掛かる電圧を第2線間電圧とし、前記第2電路と前記第3電路との間に掛かる電圧を第3線間電圧とし、
前記変圧装置は、前記第2線間電圧及び前記第3線間電圧として、それぞれ、前記第1線間電圧に相当する電圧を出力する、
請求項1に記載の電気設備。 The voltage applied between the two electric paths is the first line voltage,
The voltage applied between the first electric line and the second electric line is the second line voltage, and the voltage applied between the second electric line and the third line is the third line voltage,
The transformer outputs, as the second line voltage and the third line voltage, voltages corresponding to the first line voltage, respectively.
The electric equipment according to claim 1.
請求項2に記載の電気設備。 The transformer outputs, as the second line voltage and the third line voltage, voltages higher than the first line voltage, respectively.
The electric equipment according to claim 2.
請求項1〜3の何れか1項に記載の電気設備。 One of the two electric paths is grounded,
The electric equipment according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載の電気設備。 A portion of the one electric path disposed inside the power conversion device is grounded,
The electric equipment according to claim 4.
請求項1〜5の何れか1項に記載の電気設備。 Further comprising an earth leakage breaker provided in the two electric paths,
The electric equipment according to any one of claims 1 to 5.
請求項1〜6の何れか1項に記載の電気設備。 The transformer is a separate body from the power converter.
The electric equipment according to any one of claims 1 to 6.
請求項1〜6の何れか1項に記載の電気設備。 The transformer is integral with the power converter,
The electric equipment according to any one of claims 1 to 6.
前記2つの電路が接続され、かつ前記3つの電路が接続されたコイルを有する、
請求項1〜8の何れか1項に記載の電気設備。 The transformer is
A coil to which the two electric lines are connected and the three electric lines are connected,
The electric equipment according to any one of claims 1 to 8.
請求項9に記載の電気設備。 In the coil, one connection position of the connection positions to which each of the two electric paths is connected coincides with the middle connection position of the connection positions to which each of the three electric paths is connected,
The electric equipment according to claim 9.
請求項9に記載の電気設備。 In the coil, the middle connection position of the connection positions to which each of the three electric paths is connected is arranged between the connection positions to which each of the two electric paths is connected.
The electric equipment according to claim 9.
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