JP2022127347A - 電力供給設備の異常検出装置 - Google Patents

電力供給設備の異常検出装置 Download PDF

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一太郎 日置
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Abstract

【課題】中央監視設備側で容易にMCCBの異常状態を把握でき、ひいては、迅速に蓄電池設備を通常状態に復帰させることができる。【解決手段】実施形態の電力供給設備の異常検出装置は、所定の電力源からの電力を所定の負荷に対して供給する電力供給設備における異常検出を行う。そして、電力供給設備の異常検出装置は、所定の電力供給経路上に設けられたMCCBの主接点に連動する補助接点の状態を検出し、主接点が非導通状態である場合に通信路を介して中央監視装置に通知する通知回路を備える。【選択図】図1

Description

本発明の実施形態は、電力供給設備の異常検出装置に関する。
従来、発電設備において、停電時の非常用発電装置電源やエンジン始動用として必ず電力供給設備としての蓄電池設備を設けているものが知られている。
このような蓄電池設備においては、蓄電池の点検時に、制御用電源を供給する電力供給経路に設けられたMCCB(Molded Case Circuit Breaker)及びエンジン始動時にエンジンに電力を供給する電力供給経路に設けられたMCCBを切り状態(オフ状態)としていた。
特開2010-011678号公報 実開昭48-012555号公報 特開2017-143701号公報
従って、蓄電池の点検後にこれらのMCCBを入り状態(オン状態)とする必要がある。
ところで、これらのMCCBを切り状態のままとした場合、エンジンコントローラに電源が供給されないこととなり、中央監視設備側では、発電設備が始動不可状態となるとともに、故障状態ではないため警報も出ない状態となっていた。
この場合において、エンジンコントローラに電源が供給されていなければ「始動準備完了」が成立しない。
このため、中央監視設備側で発電設備が始動できない旨は確認できるものの、その原因を突き止めるのに時間がかかることとなっていた。
また、蓄電池点検後にMCCBを入れ忘れる事例はしばしば見受けられ、その原因を突き止めるのに時間がかかる状態となることも多かった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、中央監視設備側で容易にMCCBの異常状態を把握でき、ひいては、迅速に蓄電池設備を通常状態に復帰させることが可能な電力供給設備の異常検出装置を提供することを目的としている。
実施形態の電力供給設備の異常検出装置は、所定の電力源からの電力を所定の負荷に対して供給する電力供給設備における異常検出を行う。
電力供給設備の異常検出装置は、所定の電力供給経路上に設けられたMCCBの主接点に連動する補助接点の状態を検出し、前記主接点が非導通状態である場合に通信路を介して中央監視装置に通知する通知回路を備える。
図1は、第1実施形態の蓄電池システムの概要構成ブロック図である。 図2は、通知回路として機能するリレー回路の一例の説明図である。 図3は、第2実施形態の蓄電池システムの概要構成ブロック図である。 図4は、通知回路として機能するリレー回路の一例の説明図である。
次に図面を参照して実施形態について説明する。
[1]第1実施形態
図1は、第1実施形態の蓄電池システムの概要構成ブロック図である。
蓄電池システム10は、自動充電装置11と、MCCB12と、蓄電装置13と、切替回路14と、リレー回路15と、コントローラ16と、を備えている。
上記構成において、蓄電池システム10は、商用交流電源21から供給された交流電力の交流-直流変換を行って、直接あるいは蓄電装置13を介して負荷である発電設備22に供給し、発電設備22を構成するエンジンコントローラ22Aに電源を供給する。
ここで、交流電力としては、例えば、200V、50Hzの交流電源が蓄電池システム10の自動充電装置11に供給される。
自動充電装置11は、商用交流電源21から供給された交流電源を直流電源に変換して直流電力として、蓄電装置13あるいは負荷である発電設備22に供給する。
MCCB12は、自動充電装置11あるいは蓄電装置13から供給された直流電源を切替回路14を介して発電設備22に供給する。
ここで、MCCB12は、発電設備22への電力供給を行う電力供給回路を構成する主接点に連動する補助接点(いわゆるAX端子)を備えている。
蓄電装置13は、自動充電装置11から供給された直流電力に基づいて充電行うともに、蓄電電力を切替回路14を介して直流電力として発電設備22に供給する。
切替回路14は、コントローラ16の制御下で、自動充電装置11あるいは蓄電装置13のいずれかに電力供給元を切り替える。
リレー回路15は、通知回路として機能し、MCCB12の補助接点の状態を検知して、MCCB12の主接点が開状態(補助接点が閉状態)である場合に、MCCB12が入れ忘れの状態である旨を通信路23を介して中央監視設備24に通知する。
図2は、通知回路として機能するリレー回路の一例の説明図である。
図2において、通知回路15は、第1常開(ノーマリーオフ)接点SW1と、第2常開接点SW2と、常閉(ノーマリーオン)接点SW3と、コモンラインCLと、を備えている。
上記構成において、第1常開接点SW1は、コモンラインCLに直列に接続され、発電設備22において想定している一つ又はまたは複数の重故障(例えば、発電機異常等)のうち少なくとも一つの重故障が発生した場合に、閉状態となって第1故障検出信号SG1を通信路23を介して中央監視設備24に出力し、想定されたいずれかの重故障が発生したことを第1通信ライン23Aを介して通知する。
また、第2常開接点SW2は、コモンラインCLに直列に接続され、発電設備22において想定している一つ又は複数の軽故障(例えば、通知ランプ故障等)のうち少なくとも一つのが発生した場合に、閉状態となって第2故障検出信号SG2を通信路23を介して中央監視設備24に出力し、想定されたいずれかの軽故障が発生したことを第2通信ライン23Bを介して通知する。
さらに、常閉接点SW3は、第2常開接点SW2と並列に接続されており、MCCB12の主接点が開状態であり補助接点が閉状態となった場合に、閉状態となって、第2故障検出信号SG2をMCCB12が入れ忘れの状態であることを第2通信ライン23Bを介して通知する。
以上の説明のように、第1故障検出信号SG1は、想定されたいずれかの重故障が発生したことを通知するものであるが、第2故障検出信号SG2は、想定されたいずれかの軽故障が発生したこと、あるいは、MCCB12の主接点が開状態であることを通知するものとなっている。
したがって、第2故障検出信号SG2が軽故障が発生したことを通知するものであるか、MCCB12の主接点が開状態であることを通知するものであるかは、発電設備22が稼働状態(少なくとも発電設備22を構成しているエンジンコントローラ22Aに電源が供給されている状態)にあるか否かに基づいて中央監視設備24側で判断することとなる。
すなわち、中央監視設備24は、発電設備22が稼働状態で第2故障検出信号SG2が出力された場合には、軽故障が発生していると判断する。また、中央監視設備24は、発電設備22が非稼働状態で第2故障検出信号SG2が出力された場合には、MCCB12の主接点が開状態であると判断する。
次に第1実施形態の動作を説明する。
まず正常時の動作を説明する。
正常時には、蓄電池システム10のMCCB12の主接点が閉状態(MCCB12は、入り状態)であり、MCCB12の補助接点は、開状態となっているものとする。
また、発電設備22においては、重故障及び軽故障のいずれも発生していないものとする。
この結果、リレー回路15の第1常開接点SW1は、開状態のままであり、第1故障検出信号SG1が通信路23の第1通信ライン23Aを介して中央監視設備24に出力されることはない。
同様に、リレー回路15の第2常開接点SW2は、開状態のままであり、第2故障検出信号SG2が通信路23の第2通信ライン23Bを介して中央監視設備24に出力されることはない。
さらにMCCB12の主接点は閉状態であり、補助接点は開状態のままであるので、リレー回路15の常閉接点は、開状態となっている。
すなわち、MCCB12は、正常状態であり発電設備22に対して電力を供給可能な状態となっている。
したがって、リレー回路15から第1故障検出信号SG1及び第2故障検出信号SG2が出力されることは無い。これにより、中央監視設備24は、重故障及び軽故障のいずれも発生しておらず、さらに、MCCBも正常に投入されて主接点が閉状態であり、発電設備に電力供給可能な状態となっていることを検出することとなる。
次に重故障発生時の動作を説明する。
この場合において、蓄電池システム10のMCCB12の主接点が閉状態(MCCB12は、入り状態)であり、MCCB12の補助接点は、開状態となっているものとする。
この結果、発電設備22は、稼働状態(少なくとも発電設備22を構成しているエンジンコントローラ22Aに電源が供給されている状態)にある。
そして、重故障発生の結果、リレー回路15の第1常開接点SW1は、閉状態となる。
これにより、第1通信ライン23A及びコモンラインCLは、導通状態となり、第1故障検出信号SG1が通信路23の第1通信ライン23Aを介して中央監視設備24に出力される。
一方、リレー回路15の第2常開接点SW2は、開状態のままであり、第2故障検出信号SG2が通信路23の第2通信ライン23Bを介して中央監視設備24に出力されることはない。
さらにMCCB12の主接点は閉状態であり、補助接点は開状態のままであるので、リレー回路15の常閉接点は、開状態となっている。
すなわち、MCCB12は、正常状態であり発電設備22に対して電力を供給可能な状態となっている。
したがって、リレー回路15から第1故障検出信号SG1のみが出力される。これにより、中央監視設備24は、MCCBが正常に投入されて主接点が閉状態であり、発電設備に電力供給可能な状態となっているが、重故障が発生していることを検出することとなる。そして、中央監視設備24は、警報発報処理等の重故障発生時の処理を実行する。
次に軽故障発生時の動作を説明する。
この場合において、蓄電池システム10のMCCB12の主接点が閉状態(MCCB12は、入り状態)であり、MCCB12の補助接点は、開状態となっているものとする。
この結果、発電設備22は、稼働状態(少なくとも発電設備22を構成しているエンジンコントローラ22Aに電源が供給されている状態)にある。
そして、軽故障発生の結果、リレー回路15の第2常開接点SW2は、閉状態となる。
これにより、第2通信ライン23B及びコモンラインCLは、導通状態となり、第2故障検出信号SG2が通信路23の第2通信ライン23Bを介して中央監視設備24に出力される。
一方、リレー回路15の第1常開接点SW1は、開状態のままであり、第1故障検出信号SG1が通信路23の第1通信ライン23Aを介して中央監視設備24に出力されることはない。
さらにMCCB12の主接点は閉状態であり、補助接点は開状態のままであるので、リレー回路15の常閉接点は、開状態となっている。
すなわち、MCCB12は、正常状態であり発電設備22に対して電力を供給可能な状態となっている。
したがって、リレー回路15から第2故障検出信号SG2のみが出力される。これにより、中央監視設備24は、MCCBが正常に投入されて主接点が閉状態であり、発電設備に電力供給可能な状態となっているが、軽故障が発生していることを検出することとなる。そして、中央監視設備24は、警報発報処理等の軽故障発生時の処理を実行する。
次にMCCBの投入忘れ時の動作を説明する。
この場合において、蓄電池システム10のMCCB12の主接点が開状態(MCCB12は、切り状態)であり、MCCB12の補助接点は、閉状態となっているものとする。
この結果、発電設備22は、非稼働状態(エンジンコントローラ22Aに電源が供給されていない状態)にある。
このとき、エンジンコントローラ22Aに電源が供給されていないので、リレー回路15の第1常開接点SW1は、開状態のままであり、第1故障検出信号SG1が通信路23の第1通信ライン23Aを介して中央監視設備24に出力されることはない。
同様に、リレー回路15の第2常開接点SW2は、開状態のままであり、第2故障検出信号SG2が通信路23の第2通信ライン23Bを介して中央監視設備24に出力されることはない。
一方、MCCB12の主接点は開状態であり、補助接点は閉状態となっているので、リレー回路15の常閉接点は、閉状態となる。
すなわち、MCCB12は、異常状態(未投入状態)であり発電設備22に対して電力の供給ができない状態となっている。
したがって、リレー回路15から第2故障検出信号SG2のみが出力される。
これにより、中央監視設備24は、エンジンコントローラ22Aに電源が供給されておらず、発電設備22は、非稼働状態であることは把握できる。
このため、中央監視設備24は、MCCB12が未投入であり、MCCB12の主接点が閉状態であり、発電設備22に電力が供給されていないことを検出することとなる。
これにより、中央監視設備24は、MCCB12が未投入であることを通知するとともに、監視者にMCCBの投入を促す情報を報知し、監視者は、MCCBが未投入であることをメンテナンス作業者に通知することとなる。
したがって、メンテナンス作業者は、発電設備22が再稼働状態に移行可能となるように、MCCB12を投入する。
これにより、蓄電池システム10のMCCB12の主接点が閉状態(MCCB12は、入り状態)とされ、MCCB12の補助接点は、開状態となって、リレー回路15から第2故障検出信号SG2の出力が停止する。
この結果、監視者は、発電設備22にMCCB12を介して電力が供給されている正常状態に移行したことを把握することができる。
以上の説明においては、重故障発生時と軽故障発生時とを分けて説明したが、重故障及び軽故障が同時に発生した場合であって、MCCB12が正常に投入されている状態においては、リレー回路15から第1故障検出信号SG1及び第2故障検出信号SG2が出力される。
これにより、中央監視設備24は、MCCBが正常に投入されて主接点が閉状態であり、発電設備に電力供給可能な状態となっているが、重故障及び軽故障が発生していることを検出することとなる。そして、中央監視設備24は、警報発報処理等の重故障及び軽故障発生時の処理を実行する。
以上の説明のように、本第1実施形態によれば、MCCB12が未投入であることに起因する発電設備22の始動不可状態において、その原因がMCCB12であることを確実に警報として報知でき、容易に発電設備22を始動可能状態に移行させることが可能な電力供給設備の異常検出装置を構成することができる。
[2]第2実施形態
図3は、第2実施形態の蓄電池システムの概要構成ブロック図である。
図3において、図1と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
制御電源供給システム30は、制御電源装置31と、MCCB32と、異常警報回路33と、リレー回路34と、コントローラ35と、を備えている。
上記構成において、制御電源供給システム30は、制御電源装置31から供給された制御電源をMCCB32を介して負荷である発電設備22に供給し、発電設備22を構成するエンジンコントローラ22Aに制御電源を供給する。
ここで、制御電源としては、例えば、100V、50Hzの交流電源が挙げられる。
制御電源装置31は、MCCB32を介して異常警報回路33及び負荷である発電設備22を構成するエンジンコントローラ22Aに制御電源CPWを供給する。
MCCB32は、制御電源装置31から供給された制御電源を、主接点を介して異常警報回路33及び発電設備22を構成するエンジンコントローラ22Aに供給する。
異常警報回路33は、図示しないセンサを有し発電設備22が設置された部屋の異常(例えば、火災センサを有し、火災発生)を検出して警報出力を行う。
リレー回路34は、通知回路として機能し、制御電源CPWの電圧を検出して、制御電源の電圧が検出されない場合に、すなわち、MCCB12の主接点が開状態である場合に、MCCB12が入れ忘れの状態であるとして、通信路23を介して中央監視設備24に通知する。
図4は、通知回路として機能するリレー回路の一例の説明図である。
図4において、通知回路34は、第1常開(ノーマリーオフ)接点SW11と、第2常開接点SW12と、常閉(ノーマリーオン)接点SW13と、コモンラインCL1と、を備えている。
上記構成において、第1常開接点SW11は、コモンラインCLに直列に接続され、発電設備22において想定している一つ又はまたは複数の第1重故障(例えば、発電機異常等)のうち少なくともいずれか一つの重故障が発生した場合に、閉状態となって故障検出信号SG10を通信路23を介して中央監視設備24に出力し、想定されたいずれかの重故障が発生したことを通信ライン23Cを介して通知する。
また、第2常開接点SW2は、第1常開接点SW11と並列に接続され、発電設備22において想定している第1常開接点SW11に割り当てられている重故障以外の他の一つ又は複数の重故障のうち少なくともいずれか一つが発生した場合に、閉状態となって故障検出信号SG10を通信路23を介して中央監視設備24に出力し、想定されたいずれかの重故障が発生したことを通信ライン23Cを介して通知する。
さらに、常閉接点SW13は、第1常開接点SW11及び第2常開接点SW12と並列に接続されており、制御電源の電圧が検出されている場合、すなわち、MCCB32の主接点が閉状態である場合に、閉状態を維持する。
そして、常閉接点SW13は、制御電源CPWの電圧が検出されない場合、すなわち、MCCB32の主接点が開状態である場合に、開状態となって、故障検出信号SG10を通信路23を介して中央監視設備24に出力する。
したがって、第1常開接点SW11、第2常開接点SW12あるいは常閉接点SW13のいずれかが閉状態となっている場合には、故障検出信号SG10が出力されることとなるので、いずれの状態であるかは故障検出信号SG10の出力だけでは判断はできない。
しかしながら、故障検出信号SG10が重故障が発生したことを通知するものであるか、MCCB12の主接点が開状態であることを通知するものであるかは、発電設備22を構成しているエンジンコントローラ22Aに制御電源が供給されている状態にあるか否か、すなわち、エンジンコントローラ22Aが稼働状態か否かに基づいて中央監視設備24側で判断することとなる。
すなわち、中央監視設備24は、発電設備22が稼働状態で故障検出信号SG10が出力された場合には、重故障が発生していると判断する。また、中央監視設備24は、エンジンコントローラ22Aが非稼働状態で故障検出信号SG10が出力された場合には、MCCB12の主接点が開状態であると判断する。
次に第2実施形態の動作を説明する。
まず正常時の動作を説明する。
正常時には、蓄電池システム10のMCCB32の主接点が閉状態(MCCB32は、入り状態)であるものとし、発電設備22においては、いずれの重故障も発生していないものとする。
この結果、リレー回路34の第1常開接点SW11第2常開接点SW12及び常閉接点SW13は開状態のままであり、故障検出信号SG10が通信路23の通信ライン23Cを介して中央監視設備24に出力されることはない。
これにより、中央監視設備24は、重故障のいずれも発生しておらず、さらに、MCCB32も正常に投入されて主接点が閉状態であり、発電設備22のエンジンコントローラ22Aに制御電源CPWが供給可能な状態となっていることを検出することとなる。
次に重故障発生時の動作を説明する。
この場合において、制御電源供給システム30のMCCB32の主接点が閉状態(MCCB32は、入り状態)であるものとする。
この結果、発電設備22のエンジンコントローラ22Aに制御電源CPWが供給されている状態にある。
そして、重故障発生の結果、リレー回路34の第1常開接点SW11あるいは第2常開接点SW12の少なくとも一方が閉状態となる。
これにより、通信ライン23C及びコモンラインCLは、導通状態となり、故障検出信号SG10が通信路23の通信ライン23Cを介して中央監視設備24に出力される。
さらにMCCB32の主接点は閉状態であるので、リレー回路34の常閉接点SW13は、開状態となっている。
すなわち、MCCB32は、正常状態であり発電設備22に対して制御電源CPWを供給可能な状態となっている。
これにより、中央監視設備24は、MCCB32が正常に投入されて主接点が閉状態であり、発電設備22のエンジンコントローラ22Aに制御電力CPWが供給可能な状態となっているので、重故障が発生していることを検出することとなる。そして、中央監視設備24は、警報発報処理等の重故障発生時の処理を実行する。
次にMCCB32の投入忘れ時の動作を説明する。
この場合において、制御電源供給システム30のMCCB32の主接点が開状態(MCCB12は、切り状態)であるものとする。
この結果、発電設備22のエンジンコントローラ22Aに制御電源CPWが供給されていない状態にある。
このとき、発電設備22のエンジンコントローラ22Aに制御電源CPWが供給されていないが、重故障は発生していないので、第1常開接点SW11及び第2常開接点SW12は、開状態のままである。
また、MCCB32の主接点は開状態であるので、リレー回路34の常閉接点SW13は、閉状態のままとなる。
すなわち、MCCB32は、異常状態(未投入状態)であり発電設備22に対して制御電力CPWの供給ができない状態となっている。
したがって、リレー回路34から故障検出信号SG10が出力される。
一方、中央監視設備24は、エンジンコントローラ22Aに制御電源が供給されていないことに起因して、エンジンコントローラ22Aの応答がないため、発電設備22が、非稼働状態であることが把握できる。
このため、中央監視設備24は、MCCB32が未投入であり、発電設備22に制御電力CPWが供給されていないことを検出することとなる。
これにより、中央監視設備24は、MCCB32が未投入であることを通知するとともに、監視者にMCCB32の投入を促す情報を報知し、監視者は、MCCB32が未投入であることをメンテナンス作業者に通知することとなる。
したがって、メンテナンス作業者は、発電設備22が再稼働状態に移行可能となるように、MCCB32を投入することができる。
これにより、制御電源供給システム30のMCCB32の主接点が閉状態(MCCB12は、入り状態)とされ、発電設備22には、制御電源CPWが供給されることとなるので、リレー回路34の常閉接点SW13は、開状態に移行することとなり、故障検出信号SG10の出力が停止する。
この結果、監視者は、発電設備22にMCCB32を介して制御電力が供給されている正常状態に移行したことを把握することができる。
以上の説明のように、本第2実施形態によれば、MCCB32が未投入であることに起因する発電設備22に対する制御電源が未供給であることに起因する始動不可状態において、その原因がMCCB32であることを確実に警報として報知でき、容易に発電設備22に制御電源CPW供給して始動可能状態に移行させることが可能な電力供給設備の異常検出装置を構成することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、以上の説明においては、リレー回路15を蓄電池システム10が備えている場合について説明したが、リレー回路15と同等の機能を有するリレー回路を蓄電池システム10及び発電設備22に接続して、同様に中央監視設備24に通知を行うように構成することも可能である。
10 蓄電池システム
11 自動充電装置
12 MCCB
13 蓄電装置
14 切替回路
15 リレー回路
15 通知回路
16 コントローラ
21 商用交流電源
22 発電設備
22A エンジンコントローラ
23 通信路
23A 第1通信ライン
23B 第2通信ライン
23C 通信ライン
24 中央監視設備
30 制御電源供給システム
31 制御電源装置
32 MCCB
33 異常警報回路
34 通知回路
34 リレー回路
35 コントローラ
SG1 第1故障検出信号
SG2 第2故障検出信号
SG10 故障検出信号
SW1 第1常開接点
SW2 第2常開接点
SW3 常閉接点
SW11 第1常開接点
SW12 第2常開接点
SW13 常閉接点
CL、CL1 コモンライン
CPW 制御電源

Claims (5)

  1. 所定の電力源からの電力を所定の負荷に対して供給する電力供給設備における異常検出を行う電力供給設備の異常検出装置において、
    所定の電力供給経路上に設けられたMCCBの主接点に連動する補助接点の状態を検出し、前記主接点が非導通状態である場合に通信路を介して中央監視装置に通知する通知回路を備えた、
    電力供給設備の異常検出装置。
  2. 前記主接点は、前記電力供給経路である前記負荷に対する電源供給経路上に設けられている、
    請求項1に記載の電力供給設備の異常検出装置。
  3. 前記主接点は、前記電力供給経路である所定の制御用電源からの制御電源供給経路上に設けられている、
    請求項1に記載の電力供給設備の異常検出装置。
  4. 前記通知回路は、前記補助接点に連動するリレー回路として構成されている、
    請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の電力供給設備の異常検出装置。
  5. 前記電力源は、商用電源の電力変換を行う電力変換装置、前記電力変換装置の電力を蓄える蓄電装置あるいは制御電源である、
    請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の電力供給設備の異常検出装置。
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