JP3114140B2 - 自家用発電設備における電力供給側系統の健全・不健全を検出する装置 - Google Patents
自家用発電設備における電力供給側系統の健全・不健全を検出する装置Info
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- JP3114140B2 JP3114140B2 JP09199497A JP19949797A JP3114140B2 JP 3114140 B2 JP3114140 B2 JP 3114140B2 JP 09199497 A JP09199497 A JP 09199497A JP 19949797 A JP19949797 A JP 19949797A JP 3114140 B2 JP3114140 B2 JP 3114140B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電力需要家に設備さ
れた自家用発電設備における電力供給側系統の健全・不
健全を検出する装置に関するものである。
れた自家用発電設備における電力供給側系統の健全・不
健全を検出する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電力を大量に消費する需要家にお
いては、所内の電力消費を節約し、また非常停電等の発
生時に所内に電力を供給するために自家用発電機を設置
し、電力会社から一定の電力の供給を受けながら、自家
用発電機で発生した安価な電力を所内の自家用負荷に供
給する自家用発電設備が盛んに設置されつつある。この
自家用発電設備と、電力会社の電力供給側系統は、「系
統連系技術用件ガイドライン」に添って安全を維持する
ための必要な対策が設けられ、自家用発電設備内故障や
電力供給側故障等の発生時には各種の保護装置により負
荷側の機器類の損失を防止し、早急な故障回復に務めて
いる。
いては、所内の電力消費を節約し、また非常停電等の発
生時に所内に電力を供給するために自家用発電機を設置
し、電力会社から一定の電力の供給を受けながら、自家
用発電機で発生した安価な電力を所内の自家用負荷に供
給する自家用発電設備が盛んに設置されつつある。この
自家用発電設備と、電力会社の電力供給側系統は、「系
統連系技術用件ガイドライン」に添って安全を維持する
ための必要な対策が設けられ、自家用発電設備内故障や
電力供給側故障等の発生時には各種の保護装置により負
荷側の機器類の損失を防止し、早急な故障回復に務めて
いる。
【０００３】しかし、近年、電力供給側において、新エ
ネルギー等分散型電源から余剰電力を積極的に購入する
ように法規が改正され、自家用発電設備においても一定
の条件のもとで電力供給側への連系に応じて余剰電力の
販売が可能となり、逆潮流防止装置を装備する必要がな
くなりつつある。しかしながら、自家用発電機の余剰電
力を電力供給側に供給できるように逆潮流が許容された
設備において、電力供給側が健全であるか、不健全であ
るか、即ち、電力会社の発電所側の遮断器が閉路されて
いるか否か、或いは電線路が切断されているか否かを自
家用発電設備側で検出することができず、例えば電線路
の故障等により電力供給側の各遮断器が開路した状態で
自家用発電設備側の連系遮断器が閉路していると、電力
供給側の故障した電線路に自家用発電機の電圧が印加さ
れて電線路の保守点検、復旧作業等が危険となる。
ネルギー等分散型電源から余剰電力を積極的に購入する
ように法規が改正され、自家用発電設備においても一定
の条件のもとで電力供給側への連系に応じて余剰電力の
販売が可能となり、逆潮流防止装置を装備する必要がな
くなりつつある。しかしながら、自家用発電機の余剰電
力を電力供給側に供給できるように逆潮流が許容された
設備において、電力供給側が健全であるか、不健全であ
るか、即ち、電力会社の発電所側の遮断器が閉路されて
いるか否か、或いは電線路が切断されているか否かを自
家用発電設備側で検出することができず、例えば電線路
の故障等により電力供給側の各遮断器が開路した状態で
自家用発電設備側の連系遮断器が閉路していると、電力
供給側の故障した電線路に自家用発電機の電圧が印加さ
れて電線路の保守点検、復旧作業等が危険となる。
【０００４】また、電力供給側の故障回復後にその発電
所側の遮断器を閉路して電力を供給するときに、自家用
発電設備側の連系遮断器が閉路していると、周波数、位
相、電圧等の不一致で自家用発電機が脱調、破壊される
危険があり、電力供給側より電力を供給できない等の問
題があった。そこで、電力供給側の不健全状態で自家用
発電設備側の連系遮断器を正確に開路して各種事故の発
生を防止できるようにするために、電力供給側に連系さ
れた自家用発電設備側から電力供給側が健全であるか、
不健全であるかを容易に検出できる装置が要望されてい
る。
所側の遮断器を閉路して電力を供給するときに、自家用
発電設備側の連系遮断器が閉路していると、周波数、位
相、電圧等の不一致で自家用発電機が脱調、破壊される
危険があり、電力供給側より電力を供給できない等の問
題があった。そこで、電力供給側の不健全状態で自家用
発電設備側の連系遮断器を正確に開路して各種事故の発
生を防止できるようにするために、電力供給側に連系さ
れた自家用発電設備側から電力供給側が健全であるか、
不健全であるかを容易に検出できる装置が要望されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みなされたもので、電力供給側に連系された自家用発
電設備側から電力供給側が健全であるか、不健全である
かを容易に検出でき、電力供給側の不健全状態で自家用
発電設備の連系遮断器を正確に開路して各種事故の発生
を防止できる自家用発電設備における電力供給側系統の
健全・不健全を検出する装置を提供することを目的とす
る。
鑑みなされたもので、電力供給側に連系された自家用発
電設備側から電力供給側が健全であるか、不健全である
かを容易に検出でき、電力供給側の不健全状態で自家用
発電設備の連系遮断器を正確に開路して各種事故の発生
を防止できる自家用発電設備における電力供給側系統の
健全・不健全を検出する装置を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
自家用発電設備における電力供給側系統の健全・不健全
を検出する装置は、電力供給側の発電機に接続された電
力供給用連系遮断器と、電力供給用連系遮断器に分岐線
を介して接続された自家用発電機と、分岐線に設けられ
た自家用連系遮断器と、自家用発電機から主として電力
を供給される自家用負荷とを備えた自家用発電設備であ
って、この自家用発電設備は、分岐線の自家用連系遮断
器と自家用発電機との間に設けられた接続点から分岐支
線を介して接続されたインピーダンス負荷部と、分岐線
の接続点と自家用連系遮断器との間を流れる電流を検出
する第１の電流検出部と、分岐線の接続点と自家用発電
機との間を流れる電流を検出する第２の電流検出部と、
第１の電流検出部が検出した電流と第２の電流検出部が
検出した電流との差分の電流を検出する検出用インピー
ダンスと、検出用インピーダンスに流れる電流を検出す
る第３の電流検出部と、検出用インピーダンスにおける
電圧を検出する電圧検出部と、自家用発電設備が連係さ
れている場合における第３の電流検出部が検出した電流
値の変化又はその電流値と電圧検出部が検出した電圧値
とに基づいて演算した電力量の変化から電力供給側が健
全か不健全かの判定を行う系統健全・不健全判定部とを
備えている。
自家用発電設備における電力供給側系統の健全・不健全
を検出する装置は、電力供給側の発電機に接続された電
力供給用連系遮断器と、電力供給用連系遮断器に分岐線
を介して接続された自家用発電機と、分岐線に設けられ
た自家用連系遮断器と、自家用発電機から主として電力
を供給される自家用負荷とを備えた自家用発電設備であ
って、この自家用発電設備は、分岐線の自家用連系遮断
器と自家用発電機との間に設けられた接続点から分岐支
線を介して接続されたインピーダンス負荷部と、分岐線
の接続点と自家用連系遮断器との間を流れる電流を検出
する第１の電流検出部と、分岐線の接続点と自家用発電
機との間を流れる電流を検出する第２の電流検出部と、
第１の電流検出部が検出した電流と第２の電流検出部が
検出した電流との差分の電流を検出する検出用インピー
ダンスと、検出用インピーダンスに流れる電流を検出す
る第３の電流検出部と、検出用インピーダンスにおける
電圧を検出する電圧検出部と、自家用発電設備が連係さ
れている場合における第３の電流検出部が検出した電流
値の変化又はその電流値と電圧検出部が検出した電圧値
とに基づいて演算した電力量の変化から電力供給側が健
全か不健全かの判定を行う系統健全・不健全判定部とを
備えている。
【０００７】
実施の形態１ 図１は本発明の実施形態１に係る自家用発電設備におけ
る電力供給側系統の健全・不健全を検出する装置の単線
結線図、図２は同装置の単線結線図の電源供給側が健全
な時の等価回路図、図３は同装置の単線結線図の電源供
給側が不健全な時の等価回路図、図４は２台の自家用発
電設備を設けた場合における電力供給側系統の健全・不
健全を検出する装置の単線結線図の電源供給側が不健全
な時の等価回路図である。図において、電力供給側１０
に自家用発電設備１２が連系されている。その電力供給
側１０に電力を供給するための発電機１４に電力供給用
連系遮断器１５が接続され、この遮断器１５より電線路
１６が延長され、この電線路１６に一般負荷（図示せ
ず）等が接続される。これらの一般負荷等は内部に遮断
器や断路器等が接続されて地絡事故等が発生したときに
各負荷を電線路１６より分離して危険を防止する。
る電力供給側系統の健全・不健全を検出する装置の単線
結線図、図２は同装置の単線結線図の電源供給側が健全
な時の等価回路図、図３は同装置の単線結線図の電源供
給側が不健全な時の等価回路図、図４は２台の自家用発
電設備を設けた場合における電力供給側系統の健全・不
健全を検出する装置の単線結線図の電源供給側が不健全
な時の等価回路図である。図において、電力供給側１０
に自家用発電設備１２が連系されている。その電力供給
側１０に電力を供給するための発電機１４に電力供給用
連系遮断器１５が接続され、この遮断器１５より電線路
１６が延長され、この電線路１６に一般負荷（図示せ
ず）等が接続される。これらの一般負荷等は内部に遮断
器や断路器等が接続されて地絡事故等が発生したときに
各負荷を電線路１６より分離して危険を防止する。
【０００８】自家用発電設備１２は電線路１６の分岐点
Ｐ１より分岐された分岐線２０に接続された自家用連系
遮断器２１と、この連系遮断器２１に接続された自家用
発電機２２と、自家用発電機２２と分岐点Ｐ１との中間
位置の接続点Ｐ２より分岐された分岐支線２０ａを介し
て接続された抵抗、コンデンサ等のインピーダンス負荷
部２３とを備えて構成されている。また、分岐線２０に
は接続点Ｐ２と自家用連系遮断器２１との間を流れる電
流を検出するための変流器のような第１の電流検出部２
４と、接続点Ｐ２と自家用発電機２２との間を流れる電
流を検出するための変流器のような第２の電流検出部２
５とが接続されている。
Ｐ１より分岐された分岐線２０に接続された自家用連系
遮断器２１と、この連系遮断器２１に接続された自家用
発電機２２と、自家用発電機２２と分岐点Ｐ１との中間
位置の接続点Ｐ２より分岐された分岐支線２０ａを介し
て接続された抵抗、コンデンサ等のインピーダンス負荷
部２３とを備えて構成されている。また、分岐線２０に
は接続点Ｐ２と自家用連系遮断器２１との間を流れる電
流を検出するための変流器のような第１の電流検出部２
４と、接続点Ｐ２と自家用発電機２２との間を流れる電
流を検出するための変流器のような第２の電流検出部２
５とが接続されている。
【０００９】２６は検出用インピーダンスで、その一端
２６ａは変流器である第１の電流検出部２４の出力側の
一端２４ａと変流器である第２の電流検出部２５の出力
側の他端２５ｂとに接続され、その他端２６ｂは第１の
電流検出部２４の出力側の他端２４ｂと第２の電流検出
部２５の出力側の一端２５ａとに接続されている。２７
は検出用インピーダンス２６に流れる電流を検出する変
流器である第３の電流検出部、２８は検出用インピーダ
ンス２６における電圧を検出する電圧変換器である電圧
検出部、２９は電力供給側１０の系統の健全・不健全を
判定する系統健全・不健全判定部２９である。この系統
健全・不健全判定部２９は電圧検出部２８が検出した電
圧と第３の電流検出部２７が検出した電流とに基づいて
電力量の変化を演算する計測器演算部２９ａと、第３の
電流検出部２７が検出した電流値又は計測器演算部２９
ａの演算結果の電力量の変化から系統健全・不健全の判
別する演算結果判別部２９ｂとを有している。なお、電
線路１６には上述と同様の構成の自家用発電設備１２が
設けられている。
２６ａは変流器である第１の電流検出部２４の出力側の
一端２４ａと変流器である第２の電流検出部２５の出力
側の他端２５ｂとに接続され、その他端２６ｂは第１の
電流検出部２４の出力側の他端２４ｂと第２の電流検出
部２５の出力側の一端２５ａとに接続されている。２７
は検出用インピーダンス２６に流れる電流を検出する変
流器である第３の電流検出部、２８は検出用インピーダ
ンス２６における電圧を検出する電圧変換器である電圧
検出部、２９は電力供給側１０の系統の健全・不健全を
判定する系統健全・不健全判定部２９である。この系統
健全・不健全判定部２９は電圧検出部２８が検出した電
圧と第３の電流検出部２７が検出した電流とに基づいて
電力量の変化を演算する計測器演算部２９ａと、第３の
電流検出部２７が検出した電流値又は計測器演算部２９
ａの演算結果の電力量の変化から系統健全・不健全の判
別する演算結果判別部２９ｂとを有している。なお、電
線路１６には上述と同様の構成の自家用発電設備１２が
設けられている。
【００１０】まず、本発明の実施の形態１の自家用発電
設備における電力供給側系統の健全・不健全を検出する
装置が電力供給側系統の健全・不健全を検出する原理の
大略を説明する。例えば、自家用発電設備１２内の自家
用負荷が必要とする電力を自家用発電機２２を駆動しな
がら供給する。そして、自家用負荷の電力が自家用発電
機２２の出力以上に必要となったら、不足する電力が連
系遮断器２１を経由して自家用負荷へ供給される。ま
た、自家用負荷の負荷容量が減少して自家用発電機２２
の出力に余剰電力が発生したら、この余剰電力は自動的
に連系遮断器２１より電力供給側へ逆潮させて余剰電力
を電力供給側１０へ販売するものである。
設備における電力供給側系統の健全・不健全を検出する
装置が電力供給側系統の健全・不健全を検出する原理の
大略を説明する。例えば、自家用発電設備１２内の自家
用負荷が必要とする電力を自家用発電機２２を駆動しな
がら供給する。そして、自家用負荷の電力が自家用発電
機２２の出力以上に必要となったら、不足する電力が連
系遮断器２１を経由して自家用負荷へ供給される。ま
た、自家用負荷の負荷容量が減少して自家用発電機２２
の出力に余剰電力が発生したら、この余剰電力は自動的
に連系遮断器２１より電力供給側へ逆潮させて余剰電力
を電力供給側１０へ販売するものである。
【００１１】そして、自家用発電機２２からの余剰電力
が電力供給側１０へ逆潮させられている場合で電力供給
側１０が健全な時は、自家用発電機２２と分岐点Ｐ１と
の中間位置の接続点Ｐ２に分岐支線２０ａを介して接続
されているインピーダンス負荷部２３に所定の電流が流
れる。また、電力供給側１０が故障等により連係遮断器
１５が開路されていたり、電線路１６が断線している電
力供給側１０が不健全な時には、インピーダンス負荷部
２３に流れる電流が減少するように変化する。そこで、
インピーダンス負荷部２３に流れる電流の変化を検出す
ることによって電力供給側１０が健全か不健全かの判断
をすることができる。即ち、インピーダンス負荷部２３
に流れる電流に変化がなければ、電力供給側１０には故
障がなく、健全であると判断することができ、インピー
ダンス負荷部２３に流れる電流に変化があれば、電力供
給側１０に故障あり、不健全であると判断することがで
きる。
が電力供給側１０へ逆潮させられている場合で電力供給
側１０が健全な時は、自家用発電機２２と分岐点Ｐ１と
の中間位置の接続点Ｐ２に分岐支線２０ａを介して接続
されているインピーダンス負荷部２３に所定の電流が流
れる。また、電力供給側１０が故障等により連係遮断器
１５が開路されていたり、電線路１６が断線している電
力供給側１０が不健全な時には、インピーダンス負荷部
２３に流れる電流が減少するように変化する。そこで、
インピーダンス負荷部２３に流れる電流の変化を検出す
ることによって電力供給側１０が健全か不健全かの判断
をすることができる。即ち、インピーダンス負荷部２３
に流れる電流に変化がなければ、電力供給側１０には故
障がなく、健全であると判断することができ、インピー
ダンス負荷部２３に流れる電流に変化があれば、電力供
給側１０に故障あり、不健全であると判断することがで
きる。
【００１２】ところで、本発明では、インピーダンス負
荷部２３に流れる電流Ｉｚ1 を検出するのに、分岐点Ｐ
１と接続点Ｐ２との間に流れる電流Ｉk と接続点Ｐ２と
自家用発電機２２との間に流れる電流Ｉg の差分の電流
を検出すること求め、その差分の電流の変化から電力供
給側１０が健全か不健全かの判断をするようにしてい
る。これは、インピーダンス負荷部２３に流れる電流Ｉ
ｚ1 は図１に示すように、Ｉｚ1 ＝Ｉg −Ｉk であるか
ら、Ｉg とＩk の差の電流と同じであることによる。
荷部２３に流れる電流Ｉｚ1 を検出するのに、分岐点Ｐ
１と接続点Ｐ２との間に流れる電流Ｉk と接続点Ｐ２と
自家用発電機２２との間に流れる電流Ｉg の差分の電流
を検出すること求め、その差分の電流の変化から電力供
給側１０が健全か不健全かの判断をするようにしてい
る。これは、インピーダンス負荷部２３に流れる電流Ｉ
ｚ1 は図１に示すように、Ｉｚ1 ＝Ｉg −Ｉk であるか
ら、Ｉg とＩk の差の電流と同じであることによる。
【００１３】このように、Ｉg とＩk の差の電流を求め
ることとしたのは、差の電流を求めると、電流の向きが
相反するため、それぞれの電流に含まれる高調波成分が
互いに打ち消されて高調波成分の極めて少ない電流が得
られるからであり、かかる電流の変化によって電力供給
側１０が健全か不健全かを判断すれば、高精度な判断で
きるからである。また、かかる電流の変化を定量的に検
出しているため、電流波形も安定していることにより、
小さな電流でも判断することができ、判断精度が向上す
る。なお、電力供給側１０から自家用発電設備１２に電
力が供給されている場合も同様に、電流Ｉk と電流Ｉg
の差分の電流を検出すること求め、その差分の電流の変
化から電力供給側１０が健全か不健全かの判断をするこ
とができる。
ることとしたのは、差の電流を求めると、電流の向きが
相反するため、それぞれの電流に含まれる高調波成分が
互いに打ち消されて高調波成分の極めて少ない電流が得
られるからであり、かかる電流の変化によって電力供給
側１０が健全か不健全かを判断すれば、高精度な判断で
きるからである。また、かかる電流の変化を定量的に検
出しているため、電流波形も安定していることにより、
小さな電流でも判断することができ、判断精度が向上す
る。なお、電力供給側１０から自家用発電設備１２に電
力が供給されている場合も同様に、電流Ｉk と電流Ｉg
の差分の電流を検出すること求め、その差分の電流の変
化から電力供給側１０が健全か不健全かの判断をするこ
とができる。
【００１４】上述したように分岐線２０に流れる電流に
高調波成分が含まれるのは、次の理由によるものと思わ
れる。通常、自家用発電設備が交流でその電力を使用す
る場合、ＤＣコンバータで直流に変換し、更にその直流
をＡＣコンバータで交流に変換して使用するか、又自家
用発電設備が太陽電池等の直流でその電力を使用する場
合、直流をＡＣコンバータで交流に変換して使用する
が、直流をＡＣコンバータで交流に変換するときに高調
波が発生し、その電流を測定のために検出すると、検出
された電流に高調波が含まれることになるからである。
高調波成分が含まれるのは、次の理由によるものと思わ
れる。通常、自家用発電設備が交流でその電力を使用す
る場合、ＤＣコンバータで直流に変換し、更にその直流
をＡＣコンバータで交流に変換して使用するか、又自家
用発電設備が太陽電池等の直流でその電力を使用する場
合、直流をＡＣコンバータで交流に変換して使用する
が、直流をＡＣコンバータで交流に変換するときに高調
波が発生し、その電流を測定のために検出すると、検出
された電流に高調波が含まれることになるからである。
【００１５】このように、Ｉg とＩk の差の電流に変化
がなければ、電力供給側１０には故障がなく、健全であ
ると判断することができる。また、Ｉg とＩk の差の電
流に変化があれば、電力供給側１０に故障あり、不健全
であると判断することができる。この時には、連系用遮
断器２１を直ちに開路させて自家用発電設備１２側を保
護する。
がなければ、電力供給側１０には故障がなく、健全であ
ると判断することができる。また、Ｉg とＩk の差の電
流に変化があれば、電力供給側１０に故障あり、不健全
であると判断することができる。この時には、連系用遮
断器２１を直ちに開路させて自家用発電設備１２側を保
護する。
【００１６】これによって、自家用発電機２２は連続運
転しながら設備内の自家用負荷に電力を供給でき、故障
により遮断器１５やその他の各遮断器が開路されて無負
荷状態の電線路１６に自家用発電機２２等により電力が
送電されることなく、安全に故障点検、復旧作業ができ
る。また、電線路１６の故障復旧後に直ちに電力供給側
１０の遮断器１５を閉路しても、連系遮断器２１が開路
された自家用発電設備１２側の機器類が損傷することな
く、自家用発電機２２は電圧、周波数、位相等を同期検
定器等で電力供給側１０と正確に同期させた後で連系遮
断器２１を閉路し、連系させながら自家用発電設備１２
を電力供給側と系統連系させて通常状態に復帰させるも
のである。もう一つ別の他社の自家用発電設備を設けた
場合も同様である。
転しながら設備内の自家用負荷に電力を供給でき、故障
により遮断器１５やその他の各遮断器が開路されて無負
荷状態の電線路１６に自家用発電機２２等により電力が
送電されることなく、安全に故障点検、復旧作業ができ
る。また、電線路１６の故障復旧後に直ちに電力供給側
１０の遮断器１５を閉路しても、連系遮断器２１が開路
された自家用発電設備１２側の機器類が損傷することな
く、自家用発電機２２は電圧、周波数、位相等を同期検
定器等で電力供給側１０と正確に同期させた後で連系遮
断器２１を閉路し、連系させながら自家用発電設備１２
を電力供給側と系統連系させて通常状態に復帰させるも
のである。もう一つ別の他社の自家用発電設備を設けた
場合も同様である。
【００１７】このような差の電流の変化に基づいて電力
供給側１０が健全か不健全かの判断は、系統健全・不健
全検出部２９の演算結果判別部２９ｂが行う。また、電
流だけでなく、電圧も検出していれば、電流の変化と電
圧に基づいて演算した電力量の変化についても、電力供
給側１０が健全か不健全かの判断をすることができ、電
力の変化の演算は系統健全・不健全判定部２９の計測器
演算部２９ａが後述するように行い、電力の変化に基づ
いて電力供給側１０が健全であるか否かの判断は系統健
全・不健全検出部２９の演算結果判別部２９ｂが計測器
演算部２９ａの演算結果から行う。
供給側１０が健全か不健全かの判断は、系統健全・不健
全検出部２９の演算結果判別部２９ｂが行う。また、電
流だけでなく、電圧も検出していれば、電流の変化と電
圧に基づいて演算した電力量の変化についても、電力供
給側１０が健全か不健全かの判断をすることができ、電
力の変化の演算は系統健全・不健全判定部２９の計測器
演算部２９ａが後述するように行い、電力の変化に基づ
いて電力供給側１０が健全であるか否かの判断は系統健
全・不健全検出部２９の演算結果判別部２９ｂが計測器
演算部２９ａの演算結果から行う。
【００１８】次に、本発明の実施の形態１の自家用発電
設備における電力供給側系統の健全・不健全を検出する
装置が電力供給側系統の健全・不健全を検出できる原理
の詳細を説明する。 １．自家用発電設備１２が電力供給側１０と連系されて
いる場合で、電力供給側１０が健全の時 この時の検出用インピーダンス２６に流れる電流Ｉ1 を
次式に示す。かかる式は鳳テブナンの定理により導き出
されるものである。
設備における電力供給側系統の健全・不健全を検出する
装置が電力供給側系統の健全・不健全を検出できる原理
の詳細を説明する。 １．自家用発電設備１２が電力供給側１０と連系されて
いる場合で、電力供給側１０が健全の時 この時の検出用インピーダンス２６に流れる電流Ｉ1 を
次式に示す。かかる式は鳳テブナンの定理により導き出
されるものである。
【００１９】
【数１】
【００２０】ここで、Ｉｚ1 はインピーダンス負荷部２
３に流れる電流、ｎは第１及び第２の電流検出器２４、
２５のレシオで、両者は同一である。Ｖｚは電力供給側
１０或いは自家用発電設備１２の電圧で、自家用発電設
備１２が電力供給側１０と連係されている場合、自家用
発電設備１２の単独運転時も同一電圧である。Ｚはイン
ピーダンス負荷部のインピーダンス、Ｚ２は分岐点１か
らみた電力供給側インピーダンス、Ｚ３は分岐点１から
みた自家用発電機側インピーダンスである。なお、分岐
点Ｐ１と接続点Ｐ２との間のインピーダンスは無視す
る。図２によれば、自家用発電設備側から電力供給側へ
Ｉｇの電流が流れると、第１の電流検出部２４と第２の
電流検出部２５の中間点である接続点Ｐ２からインピー
ダンス負荷部２３にはＶｚ／Ｚ＝Ｉｚ1 の電流が流れ
る。このＩｚ1 は図１に示すように次のように示され
る。Ｉｚ1 ＝Ｉｇ−Ｉｋで示される。ここで、Ｉｋは接
続点Ｐ２から分岐点１に流れる電流である。
３に流れる電流、ｎは第１及び第２の電流検出器２４、
２５のレシオで、両者は同一である。Ｖｚは電力供給側
１０或いは自家用発電設備１２の電圧で、自家用発電設
備１２が電力供給側１０と連係されている場合、自家用
発電設備１２の単独運転時も同一電圧である。Ｚはイン
ピーダンス負荷部のインピーダンス、Ｚ２は分岐点１か
らみた電力供給側インピーダンス、Ｚ３は分岐点１から
みた自家用発電機側インピーダンスである。なお、分岐
点Ｐ１と接続点Ｐ２との間のインピーダンスは無視す
る。図２によれば、自家用発電設備側から電力供給側へ
Ｉｇの電流が流れると、第１の電流検出部２４と第２の
電流検出部２５の中間点である接続点Ｐ２からインピー
ダンス負荷部２３にはＶｚ／Ｚ＝Ｉｚ1 の電流が流れ
る。このＩｚ1 は図１に示すように次のように示され
る。Ｉｚ1 ＝Ｉｇ−Ｉｋで示される。ここで、Ｉｋは接
続点Ｐ２から分岐点１に流れる電流である。
【００２１】このことは、インピーダンス負荷部２３に
流れる電流Ｉｚ1 は第１の電流検出部２４と第２の電流
検出部２５が検出した差の電流ということになる。従っ
て、第１の電流検出部２４と第２の電流検出部２５が検
出した差の電流を検出するインピーダンス検出部２８に
流れる電流Ｉ１はインピーダンス負荷部２３に流れる電
流Ｉｚ1 でもあるということになる。そこで、第１の電
流検出部２４と第２の電流検出部２５が検出した差の電
流I1を検出用インピーダンス２６に流れる電流とする
と、高調波成分が含まれる電流の向きが相反するため、
互いの高調波成分が打ち消されて高調波成分の少ないＩ
1 が検出できることとなる。なお、I １＝Ｉｚ1 ×１／
ｎ ここで、ｎは第１及び第２の電流検出部２４、２５のレ
シオで、両者のレシオは同一とする。
流れる電流Ｉｚ1 は第１の電流検出部２４と第２の電流
検出部２５が検出した差の電流ということになる。従っ
て、第１の電流検出部２４と第２の電流検出部２５が検
出した差の電流を検出するインピーダンス検出部２８に
流れる電流Ｉ１はインピーダンス負荷部２３に流れる電
流Ｉｚ1 でもあるということになる。そこで、第１の電
流検出部２４と第２の電流検出部２５が検出した差の電
流I1を検出用インピーダンス２６に流れる電流とする
と、高調波成分が含まれる電流の向きが相反するため、
互いの高調波成分が打ち消されて高調波成分の少ないＩ
1 が検出できることとなる。なお、I １＝Ｉｚ1 ×１／
ｎ ここで、ｎは第１及び第２の電流検出部２４、２５のレ
シオで、両者のレシオは同一とする。
【００２２】また、インピーダンス検出部２８における
皮相電力Ｋ１、有効電力（消費電力）Ｐ１、無効電力Ｑ
１は次式で示される。 Ｋ１＝Ｖ１×I1 Ｐ１＝Ｖ１×I1×ｃｏｓθ1 Ｑ１＝Ｖ１×I1×ｓｉｎθ1 ここで、V １は検出用インピーダンス２６における電圧
である。 ２．自家用発電設備１２が電力供給側１０と連系されて
いる場合で、ａ点で電力供給側１０の電源が喪失（停
電）した不健全の時 この時の検出用インピーダンス２６に流れる電流I ２を
次式に示す。
皮相電力Ｋ１、有効電力（消費電力）Ｐ１、無効電力Ｑ
１は次式で示される。 Ｋ１＝Ｖ１×I1 Ｐ１＝Ｖ１×I1×ｃｏｓθ1 Ｑ１＝Ｖ１×I1×ｓｉｎθ1 ここで、V １は検出用インピーダンス２６における電圧
である。 ２．自家用発電設備１２が電力供給側１０と連系されて
いる場合で、ａ点で電力供給側１０の電源が喪失（停
電）した不健全の時 この時の検出用インピーダンス２６に流れる電流I ２を
次式に示す。
【００２３】
【数２】
【００２４】ここで、Ｉｚ2 はインピーダンス負荷部２
３に流れる電流である。また、インピーダンス検出部２
８における皮相電力Ｋ２、有効電力（消費電力）Ｐ２、
無効電力Ｑ２は次式で示される。 Ｋ２＝Ｖ２×I1 Ｐ２＝Ｖ２×I1×ｃｏｓθ1 Ｑ２＝Ｖ２×I1×ｓｉｎθ1 ここで、V ２は検出用インピーダンス２６における電圧
である。
３に流れる電流である。また、インピーダンス検出部２
８における皮相電力Ｋ２、有効電力（消費電力）Ｐ２、
無効電力Ｑ２は次式で示される。 Ｋ２＝Ｖ２×I1 Ｐ２＝Ｖ２×I1×ｃｏｓθ1 Ｑ２＝Ｖ２×I1×ｓｉｎθ1 ここで、V ２は検出用インピーダンス２６における電圧
である。
【００２５】上述したように、電力供給側１０が健全な
場合の検出用インピーダンス２６に流れる電流、即ち第
１及び第２の電流検出部２４、２５が検出した電流の差
の電流はＩ1 で示され、電力供給側１０が不健全な場合
の検出用インピーダンス２６に流れる電流、即ち第１及
び第２の電流検出部２４、２５が検出した電流の差の電
流はI2で示される。電力供給側１０が健全な場合の検出
用インピーダンス２６に流れる電流Ｉ1 に対して電力供
給側１０が不健全な場合の検出用インピーダンス２６に
流れる電流I2は小さくなる。
場合の検出用インピーダンス２６に流れる電流、即ち第
１及び第２の電流検出部２４、２５が検出した電流の差
の電流はＩ1 で示され、電力供給側１０が不健全な場合
の検出用インピーダンス２６に流れる電流、即ち第１及
び第２の電流検出部２４、２５が検出した電流の差の電
流はI2で示される。電力供給側１０が健全な場合の検出
用インピーダンス２６に流れる電流Ｉ1 に対して電力供
給側１０が不健全な場合の検出用インピーダンス２６に
流れる電流I2は小さくなる。
【００２６】そこで、検出用インピーダンス２６に流れ
る電流Ｉ1 とＩ2 が同じで両者に変化がなければ、電力
供給側１０が健全と判断することができ、電流Ｉ1 とＩ
2 が異なり両者に変化があれば不健全と判断することが
できる。そして、電流Ｉ1 とＩ2 の変化に基づく判断
は、系統健全・不健全検出部２９の演算結果判別部２９
ｂが行う。また、電流だけでなく、電圧も検出していれ
ば、電流と電圧とから上述した式に基づいて演算した電
力（皮相電力、有効電力、無効電力）の変化について
も、電力供給側１０が健全か不健全かの判断をすること
ができ、電力の変化の演算は系統健全・不健全判定部２
９の計測器演算部２９ａが行い、これらの変化に基づい
て電力供給側１０に故障がなく、健全であるか否かの判
断は系統健全・不健全検出部２９の演算結果判別部２９
ｂが計測器演算部２９ａの演算結果から行う。
る電流Ｉ1 とＩ2 が同じで両者に変化がなければ、電力
供給側１０が健全と判断することができ、電流Ｉ1 とＩ
2 が異なり両者に変化があれば不健全と判断することが
できる。そして、電流Ｉ1 とＩ2 の変化に基づく判断
は、系統健全・不健全検出部２９の演算結果判別部２９
ｂが行う。また、電流だけでなく、電圧も検出していれ
ば、電流と電圧とから上述した式に基づいて演算した電
力（皮相電力、有効電力、無効電力）の変化について
も、電力供給側１０が健全か不健全かの判断をすること
ができ、電力の変化の演算は系統健全・不健全判定部２
９の計測器演算部２９ａが行い、これらの変化に基づい
て電力供給側１０に故障がなく、健全であるか否かの判
断は系統健全・不健全検出部２９の演算結果判別部２９
ｂが計測器演算部２９ａの演算結果から行う。
【００２７】なお、検出用インピーダンス２６に流れる
電流の変化から電力供給側が健全か不健全かの判定する
よりも、電力の変化から電力供給側が健全か不健全かの
判定する方が変化が顕著に現れるので、判定が容易であ
る。更に、インピーダンス負荷部２３に流れる電流と検
出用インピーダンス２６に流れる電流は同じ値のもので
あるから、検出用インピーダンス２６に流す電流を小さ
くすることにより、インピーダンス負荷部２３に流す電
流も小さくすることができ、インピーダンス負荷部２３
に流す電流を小さくすればインピーダンス負荷部２３の
容量は小さくなって装置の小型化が図れる。
電流の変化から電力供給側が健全か不健全かの判定する
よりも、電力の変化から電力供給側が健全か不健全かの
判定する方が変化が顕著に現れるので、判定が容易であ
る。更に、インピーダンス負荷部２３に流れる電流と検
出用インピーダンス２６に流れる電流は同じ値のもので
あるから、検出用インピーダンス２６に流す電流を小さ
くすることにより、インピーダンス負荷部２３に流す電
流も小さくすることができ、インピーダンス負荷部２３
に流す電流を小さくすればインピーダンス負荷部２３の
容量は小さくなって装置の小型化が図れる。
【００２８】３．自社と他社の２台の自家用発電設備１
２が電力供給側１０と連系されている場合で、電力供給
側１０が健全な時とａ点で電力供給側１０の電源が喪失
（停電）した不健全な時 この健全な時の自社の自家用発電設備１２における検出
用インピーダンス２６に流れる電流ＩN と不健全な時の
自社の自家用発電設備１２における検出用インピーダン
ス２６に流れる電流ＩN ’とをそれぞれ次式に示す。
２が電力供給側１０と連系されている場合で、電力供給
側１０が健全な時とａ点で電力供給側１０の電源が喪失
（停電）した不健全な時 この健全な時の自社の自家用発電設備１２における検出
用インピーダンス２６に流れる電流ＩN と不健全な時の
自社の自家用発電設備１２における検出用インピーダン
ス２６に流れる電流ＩN ’とをそれぞれ次式に示す。
【００２９】
【数３】
【００３０】ここで、ＩｚN は健全な時のインピーダン
ス負荷部に流れる電流、ＩｚN ’は不健全な時のインピ
ーダンス負荷部に流れる電流、Ｚ12は分岐点１からみた
他社の自家用発電機側インピーダンスである。また、健
全な時の検出用インピーダンス２６における皮相電力Ｋ
N 、有効電力（消費電力）ＰN 、無効電力ＱN は次式で
示される。 ＫN ＝ＶN ×IN ＰN ＝ＶN ×IN×ｃｏｓθN ＱN ＝ＶN ×IN×ｓｉｎθN ここで、VNは健全な時の検出用インピーダンス２６にお
ける電圧である。さらに、不健全な時の検出用インピー
ダンス２６における皮相電力 ＫN ’、有効電力（消費
電力）ＰN ’、無効電力ＱN ’は次式で示される。 ＫN ’＝ＶN ’×IN’ ＰN ’＝ＶN ’×IN’×ｃｏｓθN ’ ＱN ’＝ＶN ’×IN’×ｓｉｎθN ’ ここで、VN’は不健全な時の検出用インピーダンス２６
における電圧である。このように、複数台で他社の自家
用発電設備が連係されている場合についても自社の自家
用発電設備において、検出用インピーダンス２６に流れ
る電流の変化或いは検出用インピーダンスにおける電力
の変化から電力供給側１０が健全か、不健全かを判断す
ることができる。
ス負荷部に流れる電流、ＩｚN ’は不健全な時のインピ
ーダンス負荷部に流れる電流、Ｚ12は分岐点１からみた
他社の自家用発電機側インピーダンスである。また、健
全な時の検出用インピーダンス２６における皮相電力Ｋ
N 、有効電力（消費電力）ＰN 、無効電力ＱN は次式で
示される。 ＫN ＝ＶN ×IN ＰN ＝ＶN ×IN×ｃｏｓθN ＱN ＝ＶN ×IN×ｓｉｎθN ここで、VNは健全な時の検出用インピーダンス２６にお
ける電圧である。さらに、不健全な時の検出用インピー
ダンス２６における皮相電力 ＫN ’、有効電力（消費
電力）ＰN ’、無効電力ＱN ’は次式で示される。 ＫN ’＝ＶN ’×IN’ ＰN ’＝ＶN ’×IN’×ｃｏｓθN ’ ＱN ’＝ＶN ’×IN’×ｓｉｎθN ’ ここで、VN’は不健全な時の検出用インピーダンス２６
における電圧である。このように、複数台で他社の自家
用発電設備が連係されている場合についても自社の自家
用発電設備において、検出用インピーダンス２６に流れ
る電流の変化或いは検出用インピーダンスにおける電力
の変化から電力供給側１０が健全か、不健全かを判断す
ることができる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明の請求項１によれ
ば、電力供給側の発電機に接続された電力供給用連系遮
断器と、電力供給用連系遮断器に分岐線を介して接続さ
れた自家用発電機と、分岐線に設けられた自家用連系遮
断器と、自家用発電機から主として電力を供給される自
家用負荷とを備えた自家用発電設備において、自家用発
電設備が電力供給側と連係されている場合に、系統健全
・不健全判定部が自家用発電設備の分岐線とそれに接続
されたインピーダンス負荷部との接続点を挟んで分岐線
にそれぞれ設けられた第１及び第２の電流検出部が検出
した電流の差分の電流を検出用インピーダンスによって
取り出し、検出用インピーダンスから第３の電流検出部
が検出した検出用インピーダンスに流れる電流値の変化
又はその電流値と電圧検出部が検出した検出用インピー
ダンスにおける電圧値とに基づいて演算した電力量の変
化が殆どなければ電力供給側が健全と判定し、その電流
値の変化又は電力量の変化が大きければ電力供給側が不
健全との判定を行うこととしたので、電力供給側が不健
全状態の場合は直ちに自家用発電設備を電力供給側から
分離させ、自家用発電設備側の機器類の損傷、或いは電
力供給側の電線路の保守点検時の事故等の各種の事故の
発生を防止できるという効果を有する。
ば、電力供給側の発電機に接続された電力供給用連系遮
断器と、電力供給用連系遮断器に分岐線を介して接続さ
れた自家用発電機と、分岐線に設けられた自家用連系遮
断器と、自家用発電機から主として電力を供給される自
家用負荷とを備えた自家用発電設備において、自家用発
電設備が電力供給側と連係されている場合に、系統健全
・不健全判定部が自家用発電設備の分岐線とそれに接続
されたインピーダンス負荷部との接続点を挟んで分岐線
にそれぞれ設けられた第１及び第２の電流検出部が検出
した電流の差分の電流を検出用インピーダンスによって
取り出し、検出用インピーダンスから第３の電流検出部
が検出した検出用インピーダンスに流れる電流値の変化
又はその電流値と電圧検出部が検出した検出用インピー
ダンスにおける電圧値とに基づいて演算した電力量の変
化が殆どなければ電力供給側が健全と判定し、その電流
値の変化又は電力量の変化が大きければ電力供給側が不
健全との判定を行うこととしたので、電力供給側が不健
全状態の場合は直ちに自家用発電設備を電力供給側から
分離させ、自家用発電設備側の機器類の損傷、或いは電
力供給側の電線路の保守点検時の事故等の各種の事故の
発生を防止できるという効果を有する。
【００３２】また、検出用インピーダンスに流れる電流
は、自家用発電設備の分岐線とそれに接続されたインピ
ーダンス負荷部との接続点を挟んで分岐線にそれぞれ設
けられた第１及び第２の電流検出部が検出した電流の差
分の電流であるので、検出用インピーダンスに流れる電
流には、第１及び第２の電流検出部が検出した電流に高
調波が含まれていたとしてもそれらの差分をとることに
よって高調波成分が互いに打ち消されて高調波成分が少
なくなり、しかも定量的に検出しているために電流波形
も安定していることにより、小さな電流でも高精度な判
断ができ、更にインピーダンス負荷部に流れる電流と検
出用インピーダンスに流れる電流は同じ値のものである
から、検出用インピーダンスに流す電流を小さくするこ
とにより、インピーダンス負荷部に流す電流も小さくな
り、インピーダンス負荷部に流す電流を小さすれば、イ
ンピーダンス負荷部の容量も小さくなって装置の小型化
が図れるという効果も有する。
は、自家用発電設備の分岐線とそれに接続されたインピ
ーダンス負荷部との接続点を挟んで分岐線にそれぞれ設
けられた第１及び第２の電流検出部が検出した電流の差
分の電流であるので、検出用インピーダンスに流れる電
流には、第１及び第２の電流検出部が検出した電流に高
調波が含まれていたとしてもそれらの差分をとることに
よって高調波成分が互いに打ち消されて高調波成分が少
なくなり、しかも定量的に検出しているために電流波形
も安定していることにより、小さな電流でも高精度な判
断ができ、更にインピーダンス負荷部に流れる電流と検
出用インピーダンスに流れる電流は同じ値のものである
から、検出用インピーダンスに流す電流を小さくするこ
とにより、インピーダンス負荷部に流す電流も小さくな
り、インピーダンス負荷部に流す電流を小さすれば、イ
ンピーダンス負荷部の容量も小さくなって装置の小型化
が図れるという効果も有する。
【図１】本発明の実施形態１に係る自家用発電設備にお
ける電力供給側系統の健全・不健全を検出する装置の単
線結線図である。
ける電力供給側系統の健全・不健全を検出する装置の単
線結線図である。
【図２】同装置の単線結線図の電源供給側が健全な時の
等価回路図である。
等価回路図である。
【図３】同装置の単線結線図の電源供給側が不健全な時
の等価回路図である。
の等価回路図である。
【図４】２台の自家用発電設備を設けた場合における電
力供給側系統の健全・不健全を検出する装置の単線結線
図の電源供給側が不健全な時の等価回路図である。
力供給側系統の健全・不健全を検出する装置の単線結線
図の電源供給側が不健全な時の等価回路図である。
１０ 電力供給側 １２ 自家用発電設備 １４ 発電機 １５ 電力供給用連系遮断器 １６ 電線路 ２０ 分岐線 ２０ａ 分岐支線 ２１ 自家用連系遮断器 ２２ 自家用発電機 ２３ インピーダンス負荷部 ２４ 第１の電流検出部 ２５ 第２の電流検出部 ２６ 検出用インピーダンス ２８ 電圧検出部 ２９ 系統健全・不健全判定部
Claims (1)
- 【請求項１】 電力供給側の発電機に接続された電力供
給用連系遮断器と、電力供給用連系遮断器に分岐線を介
して接続された自家用発電機と、分岐線に設けられた自
家用連系遮断器と、自家用発電機から主として電力を供
給される自家用負荷とを備えた自家用発電設備であっ
て、 この自家用発電設備は、分岐線の自家用連系遮断器と自
家用発電機との間に設けられた接続点から分岐支線を介
して接続されたインピーダンス負荷部と、分岐線の接続
点と自家用連系遮断器との間を流れる電流を検出する第
１の電流検出部と、分岐線の接続点と自家用発電機との
間を流れる電流を検出する第２の電流検出部と、第１の
電流検出部が検出した電流と第２の電流検出部が検出し
た電流との差分の電流を検出する検出用インピーダンス
と、検出用インピーダンスに流れる電流を検出する第３
の電流検出部と、検出用インピーダンスにおける電圧を
検出する電圧検出部と、自家用発電設備が連係されてい
る場合における第３の電流検出部が検出した電流値の変
化又はその電流値と電圧検出部が検出した電圧値とに基
づいて演算した電力量の変化から電力供給側が健全か不
健全かの判定を行う系統健全・不健全判定部とを備えた
ことを特徴とする自家用発電設備における電力供給側系
統の健全・不健全を検出する装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09199497A JP3114140B2 (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 自家用発電設備における電力供給側系統の健全・不健全を検出する装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09199497A JP3114140B2 (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 自家用発電設備における電力供給側系統の健全・不健全を検出する装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1146443A JPH1146443A (ja) | 1999-02-16 |
| JP3114140B2 true JP3114140B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=16408813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09199497A Expired - Fee Related JP3114140B2 (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 自家用発電設備における電力供給側系統の健全・不健全を検出する装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3114140B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0654760A (ja) * | 1992-08-05 | 1994-03-01 | Infuritsuji Kogyo Kk | コーヒー等のフィルター |
| WO2010061636A1 (ja) * | 2008-11-27 | 2010-06-03 | 日本カーバイド工業株式会社 | 調光型太陽光発電モジュール用光学層、及び、調光型太陽光発電モジュール、及び、調光型太陽光発電パネル |
-
1997
- 1997-07-25 JP JP09199497A patent/JP3114140B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0654760A (ja) * | 1992-08-05 | 1994-03-01 | Infuritsuji Kogyo Kk | コーヒー等のフィルター |
| WO2010061636A1 (ja) * | 2008-11-27 | 2010-06-03 | 日本カーバイド工業株式会社 | 調光型太陽光発電モジュール用光学層、及び、調光型太陽光発電モジュール、及び、調光型太陽光発電パネル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1146443A (ja) | 1999-02-16 |
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