JP3699455B2 - 配電盤及びその運用方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビル、マンション等のような建造物の電気室に設けられる受配電設備を構成する配電盤及びその運用方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビル、マンション等のような建造物の電気室には受配電設備が収容されており、ここから各階の動力、電灯負荷等への電力供給を行っている。
【０００３】
図４は従来の受配電設備の単線結線図である。図示するように、受配電設備１′は例えば５つの受配電ユニット２′，３′，４′，５′，６′を備えている。各受配電ユニットは上記建造物に引き込まれた高圧引込線７にそれぞれ接続されており、それぞれ変圧ユニット２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａ及び配電盤２ｂ，３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂを備えている。変圧ユニット２ａはヒューズ付き開閉器２a1及び配電用変圧器２a2、変圧ユニット３ａはヒューズ付き開閉器３a1及び配電用変圧器３a2、変圧ユニット４ａはヒューズ付き開閉器４a1及び配電用変圧器４a2、変圧ユニット５ａはヒューズ付き開閉器５a1及び配電用変圧器５a2、変圧ユニット６ａはヒューズ付き開閉器６a1及び配電用変圧器６a2を備えている。配電盤２ｂ，３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂは、複数個の配線用遮断器２b1，２b1…，３b1，３b1…，４b1，４b1…，５b1，５b1…，６b1，６b1…と、共通母線導体２b2，３b2，４b2，５b2，６b2とをそれぞれ備えている。
【０００４】
上記の配電盤は、複数個の配線用遮断器が筐体内に固定された取付板に取り付けられ、図４に示した配電用変圧器に接続される３相の共通母線導体が筐体内に配設され、全ての配線用遮断器の１次側は共通母線導体と３相の分岐導体によりそれぞれ接続されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
実開平６−５２３０４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の配電盤を用いた受配電設備においては、例えば受配電ユニット２′を構成する変圧ユニット２ａの配電用変圧器２a2が故障して電力が供給できなくなった場合、その受配電ユニット２′に対応する負荷に、他の健全な受配電ユニット３′ないし受配電ユニット６′のいずれかから電力を供給して負荷を一括救済するようにしている。負荷救済時には、他の健全な受配電ユニット、例えば受配電ユニット３′の配電用変圧器３a2の低圧側と故障した受配電ユニット２′の配電盤２ｂの共通母線導体２b2とを図示しない負荷救済用ケーブルで接続して、受配電ユニット２′が故障しているにも拘わらず、この受配電ユニット２′から電力を供給するようにしている。
【０００７】
しかしながら、負荷救済に対応できるように、受配電ユニット２′，３′，４′，５′，６′を構成する変圧ユニットの配電用変圧器２a2，３a2，４a2，５a2，６a2の各容量は負荷率１００％を考慮してほぼ２倍としているが、このように容量を２倍とすることは受配電設備のコストアップを招くという問題があり、また、受配電ユニットの数に比例して受配電設備全体のコストアップが比例するという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、健全な受配電ユニット（変圧ユニット）のみ、または、健全な変圧ユニットと変圧ユニットと異なる別途準備される救済用電源とから故障した受配電ユニット（変圧ユニット）に対応する負荷に電力を供給して負荷の分割救済が行えるようにし、しかも、変圧ユニット（配電用変圧器）の各容量低減が行えるようにした配電盤を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、健全な受配電ユニット（変圧ユニット）のみ、または、健全な変圧ユニットと変圧ユニットと異なる別途準備された救済用電源とから故障した受配電ユニット（変圧ユニット）に対応する負荷に電力を供給して負荷の分割救済が行えるようにし、しかも、変圧ユニット（配電用変圧器）の各容量低減が行えるようにした配電盤の運用方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、電力を供給する２個の変圧ユニットにそれぞれ接続されるようになっていると共に、それぞれ複数個の配線用遮断器を有して変圧ユニット数と同数により構成され、配線用遮断器に負荷が接続されるようになっている配電盤を対象とし、変圧ユニット毎に複数個の配線用遮断器を２個以上の群に分け、群に分けられた配線用遮断器の１次側を群毎にそれぞれ接続させた分割共通母線導体と、隣接する分割共通母線導体間が切り離し自在に接続された母線接続導体とをそれぞれ備え、故障した変圧ユニットに対応して設けられている母線接続導体が負荷救済時に切り離された分割共通母線導体に配線用遮断器を介して接続される負荷に、健全な変圧ユニットと変圧ユニットと異なる別途準備される救済用電源とから電力をそれぞれ供給するように構成されたものである。
【００１１】
請求項１に記載の発明においては、電力を供給する２個の変圧ユニットと同数により構成される配電盤に分割共通母線導体を採用したことにより、変圧ユニットの配電用変圧器の各容量低減が行える。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、電力を供給するＮ（但し、３以上の整数）個の変圧ユニットにそれぞれ接続されるようになっていると共に、それぞれ複数個の配線用遮断器を有して変圧ユニット数と同数により構成され、配線用遮断器に負荷が接続されるようになっている配電盤を対象とし、変圧ユニット毎に複数個の配線用遮断器を２個以上の群に分け、群に分けられた配線用遮断器の１次側を群毎にそれぞれ接続させた分割共通母線導体と、隣接する分割共通母線導体間が切り離し自在に接続された母線接続導体とをそれぞれ備え、故障した変圧ユニットに対応して設けられている母線接続導体が負荷救済時に切り離された分割共通母線導体に配線用遮断器を介して接続される負荷に、健全な変圧ユニットのみ、または、健全な変圧ユニットと変圧ユニットと異なる別途準備された救済用電源とから電力をそれぞれ供給するように構成されたものである。
【００１３】
請求項２に記載の発明においては、電力を供給するＮ（但し、３以上の整数）個の変圧ユニットと同数により構成される配電盤に分割共通母線導体を採用したことにより、変圧ユニットの配電用変圧器の各容量低減が行える。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の配電盤を運用する方法を対象とし、負荷救済時は故障した変圧ユニットに対応して設けられている母線接続導体が分割共通母線導体から切り離され、母線接続導体が切り離された分割共通母線導体は、健全な変圧ユニットと変圧ユニットと異なる別途準備された救済用電源とに電気的にそれぞれ接続され、故障した変圧ユニットに配電用遮断器を介して電気的に接続されている負荷に電力を供給するようにしたものである。
【００１５】
請求項３に記載の発明においては、電力を供給する２個の変圧ユニットと同数により構成される配電盤に分割共通母線導体を採用し、切り離された分割共通母線導体が健全な変圧ユニットと変圧ユニットと異なる別途準備された救済用電源とに電気的に接続されることにより、変圧ユニットの配電用変圧器の各容量低減が行え、しかも、故障した変圧ユニットに対応する負荷に電力を供給して負荷の分割救済が行える。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の配電盤を運用する方法を対象とし、負荷救済時は故障した変圧ユニットに対応して設けられている母線接続導体が分割共通母線導体から切り離され、母線接続導体が切り離された分割共通母線導体は、健全な変圧ユニットに電気的にそれぞれ接続されるか、または、健全な変圧ユニットに電気的にそれぞれ接続されると共に、変圧ユニットと異なる別途準備された救済用電源に電気的に接続され、故障した変圧ユニットに配電用遮断器を介して電気的に接続されている負荷に電力を供給するようにしたものである。
【００１７】
請求項４に記載の発明においては、電力を供給するＮ（但し、３以上の整数）個の変圧ユニットと同数により構成される配電盤に分割共通母線導体を採用し、切り離された分割共通母線導体が健全な変圧ユニットに電気的にそれぞれ接続されるか、または、健全な変圧ユニットに電気的にそれぞれ接続されると共に、変圧ユニットと異なる別途準備された救済用電源に電気的に接続されることにより、変圧ユニットの配電用変圧器の各容量低減が行え、しかも、故障した変圧ユニットに対応する負荷に電力を供給して負荷の分割救済が行える。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る配電盤を用いた受配電設備の単線結線図である。図２は本発明に係る配電盤の一実施形態を示す概略構成図で、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は正面図である。図１において、図４と同様に、受配電設備１は５つの変圧ユニット２，３，４，５，６を備え、高圧引込線７にそれぞれ接続されており、それぞれ変圧ユニット２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａ，６Ａ及び配電盤２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ，５Ｂ，６Ｂを備えている。変圧ユニット２Ａはヒューズ付き開閉器２A1及び配電用変圧器２A2、変圧ユニット３Ａはヒューズ付き開閉器３A1及び配電用変圧器３A2、変圧ユニット４Ａはヒューズ付き開閉器４A1及び配電用変圧器４A2、変圧ユニット５Ａはヒューズ付き開閉器５A1及び配電用変圧器５A2、変圧ユニット６Ａはヒューズ付き開閉器６A1及び配電用変圧器６A2を備えている。配電盤の１つ、例えば、配電盤３Ｂは、図２に示すように、第１群の配線用遮断器３Ｂ11，３Ｂ11…及び第２群の配線用遮断器３Ｂ12，３Ｂ12…が、例えば枠体で構成される収納体３B2内に固定された取付板（図示しない）に取り付けられており、３相の第１の分割共通母線導体３Ｂ31，３Ｂ31，３Ｂ31と、３相の第２の分割共通母線導体３Ｂ32，３Ｂ32，３Ｂ32とが収納体３B2内に配設されている。配線用遮断器３Ｂ11，３Ｂ11…の１次側は第１の分割共通母線導体３Ｂ31，３Ｂ31，３Ｂ31とそれぞれ接続され、また、配線用遮断器３Ｂ12，３Ｂ12…の１次側は第２の分割共通母線導体３Ｂ32，３Ｂ32，３Ｂ32とそれぞれ接続されている。第１の分割共通母線導体３Ｂ31，３Ｂ31，Ｂ31の上端には、配電用変圧器３A2からの３相の引き込み用ケーブル８，８，８（１相分のみ表示）が接続され、第１群の配線用遮断器３Ｂ11，３Ｂ11…及び第２群の配線用遮断器３Ｂ12，３Ｂ12…の各２次側には、負荷への３相の引き出し用ケーブル９，９，９がそれぞれ接続されている。
【００２３】
通常時は、図３（Ａ）に示すように、第１の分割共通母線導体３Ｂ31，３Ｂ31，３Ｂ31（１相分のみ表示）及び第２の分割共通母線導体３Ｂ32，３Ｂ32，３Ｂ32（１相分のみ表示）が、例えば板状の３相の母線接続導体３B4，３B4，３B4（１相分のみ表示）で、例えばボルト（図示しない）によりそれぞれ接続されている。
【００２４】
負荷救済時、例えば、受配電ユニット３が故障した場合には、図３（Ｂ）に示すように、母線接続導体３B4が第１の分割共通母線導体３Ｂ31から切り離され、収納体３B2からはみ出すように第２の分割共通母線導体３Ｂ32に接続し直される。また、図２（Ｂ）に示した引き込み用ケーブル８が第１の分割共通母線導体３Ｂ31の上端から切り離される。その後、これらの母線接続導体３B4，３B4，３B4（１相分のみ表示）に３相の負荷救済用ケーブル１０，１０，１０（１相分のみ表示）の一端は例えばボルト（図示しない）により接続され、他端は他の健全な受配電ユニット、例えば受配電ユニット２の配電用変圧器２A2の低圧側と接続される。また、図示しない負荷救済用ケーブルの一端は、引き込み用ケーブル８が接続されていた第１の分割共通母線導体３Ｂ31の上端に接続され、他端は他の健全な受配電ユニット、例えば受配電ユニット４の配電用変圧器４A2の低圧側と接続されて、受配電ユニット３が故障しているにも拘わらず、この受配電ユニット３から電力を供給するようにしている。このように、第１群の配線用遮断器３Ｂ11，３Ｂ11…及び第２群の配線用遮断器３Ｂ12，３Ｂ12…を介して受配電ユニット３に対応する負荷に電力を供給して負荷を分割救済できるようになっている。
【００２５】
第１の分割共通母線導体３Ｂ31及び第２の分割共通母線導体３Ｂ32には、図２（Ｂ）に示すように、例えばボルト（図示しない）により締め付けて接続するための分割共通母線導体接続用ボルト貫通孔３Ｂ30がそれぞれ例えば２個及び４個設けられ、母線接続導体３B4には、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、通常時に分割共通母線導体３Ｂ31，３Ｂ32と接続するため、また、負荷救済時に分割共通母線導体３Ｂ32及び負荷救済用ケーブル１０，１０，１０（１相分のみ表示）と接続するために、例えばボルト（図示しない）により締め付けて接続するための分割共通母線・ケーブル導体接続用ボルト貫通孔３Ｂ40が例えば１０個設けられており、分割共通母線・ケーブル導体接続用ボルト貫通孔３Ｂ40は、負荷救済用ケーブル１０，１０，１０（１相分のみ表示）の接続に兼用されている。
【００２６】
上記では、各受配電ユニットに対する各負荷を同容量とし、また、複数個の配線用遮断器を同数で２つの群に分けた場合であるので、受配電ユニット２，３，４，５，６を構成する変圧ユニット２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａ，６Ａの配電用変圧器２A2，３A2，４A2，５A2，６A2の各容量は、従来では２倍としているが、１．５倍でよいことになる。
【００２７】
また、各受配電ユニットに対する各負荷を同容量とし、また、複数個の配線用遮断器を同数で３つの群に分けた場合、受配電ユニット２，３，４，５，６を構成する変圧ユニットの配電用変圧器２A2，３A2，４A2，５A2，６A2の各容量は、１．３３倍でよいことになり、さらに、配線用遮断器を上記のようにして４つの群に分けた場合、受配電ユニット２，３，４，５，６を構成する変圧ユニットの配電用変圧器２A2，３A2，４A2，５A2，６A2の各容量は、１．２５倍でよいことになり、分け方に応じて容量低減が図られる。
【００２８】
上記のように、５つの受配電ユニットに対し、配線用遮断器を４つの群に分けた場合は、受配電ユニット数５から１を差し引いたことになり、受配電ユニット２，３，４，５，６を構成する変圧ユニットの配電用変圧器２A2，３A2，４A2，５A2，６A2の各容量低減が最大になる。ところで、配電盤の構造、電気室の構造等で制約を受け、配電用変圧器の各容量低減を最大となるように配線用遮断器を分けることができない場合、２または３つの群に分けることになる。
【００２９】
上記の実施形態では、配線用遮断器の群数が受配電ユニット数よりも少ない場合であったが、配線用遮断器の群数が受配電ユニット数と同じである場合、受配電ユニット数及び配線用遮断器の群数が例えば２つの場合、負荷救済時に分割共通母線導体の一方を健全な受配電ユニットに接続し、分割共通母線導体の他方を救済用電源、例えば移動式変電所に電気的に接続し、健全な受配電ユニット及び救済用電源から故障した受配電ユニットに対応する負荷に電力を供給するようにしてもよい。このように、全部の負荷を救済することができる。
【００３０】
上記の実施形態では、母線接続導体3B4は、負荷救済時に収納体3B2からはみ出すように接続し直されるが、通常時を示す図３（Ａ）のように、収納体２からはみ出さないような配置に接続し直してもよい。
【００３１】
また上記の実施形態では、母線接続導体３B4に設けられている分割共通母線・ケーブル導体接続用ボルト貫通孔３Ｂ40は、負荷救済用ケーブル１０の接続に兼用しているが、兼用しなくてもよく、負荷救済用ケーブルの接続端子専用の貫通孔を、この母線接続導体に別途設けてもよい。
【００３２】
さらに上記の実施形態では、負荷救済時に他の健全な受配電ユニットから全部の分割共通母線導体を介して電力を供給するようにしているが、全部の負荷を救済するのではなく、分割共通母線導体のうちの選択された分割共通母線導体、例えば、重要な負荷が接続された分割共通母線導体であってもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載した発明によれば、変圧ユニットの配電用変圧器の各容量低減が行えるので、このように電力を供給する２個の変圧ユニットと同数により構成される配電盤を用いた受配電設備のコストを低減させることができる。
【００３４】
請求項２に記載した発明によれば、変圧ユニットの配電用変圧器の各容量低減が最大になるので、このように電力を供給するＮ（但し、３以上の整数）個の変圧ユニットと同数により構成される配電盤を用いた受配電設備のコストを最大に低減させることができる。
【００３５】
請求項３に記載した発明によれば、変圧ユニットの配電用変圧器の各容量低減が行え、しかも、故障した変圧ユニットに対応する負荷に電力を供給して負荷の分割救済が行えるので、このように電力を供給する２個の変圧ユニットと同数により構成される配電盤を用いた受配電設備のコストを低減させることができる。また、負荷の分割救済が行える受配電設備とすることができる。
【００３６】
請求項４に記載した発明によれば、変圧ユニットの配電用変圧器の各容量低減が行え、しかも、故障した変圧ユニットに対応する負荷に電力を供給して負荷の分割救済が行えるので、このように電力を供給するＮ（但し、３以上の整数）個の変圧ユニットと同数により構成される配電盤を用いた受配電設備のコストを低減させることができる。また、負荷の分割救済が行える受配電設備とすることができる。
【００３７】
【００３８】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る配電盤を用いた受配電設備の単線結線図である。
【図２】 本発明に係る配電盤の一実施形態を示す概略構成図で、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は正面図である。
【図３】 （Ａ）は通常時の母線接続導体の接続状態を示す詳細図であり、（Ｂ）は負荷救済時の母線接続導体の接続状態を示す詳細図である。
【図４】 従来の受配電設備の単線結線図である。
【符号の説明】
１ 受配電設備
２，３，４，５，６ 受配電ユニット
２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａ，６Ａ 変圧ユニット
２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ，５Ｂ，６Ｂ 配電盤
２Ｂ11，３Ｂ11，４Ｂ11，５Ｂ11，６Ｂ11 第１群の配線用遮断器
２Ｂ12，３Ｂ12，４Ｂ12，５Ｂ12，６Ｂ12 第２群の配線用遮断器
２Ｂ31，３Ｂ31，４Ｂ31，５Ｂ31，６Ｂ31 第１の分割共通母線導体
２Ｂ32，３Ｂ32，４Ｂ32，５Ｂ32，６Ｂ32 第２の分割共通母線導体
２Ｂ4，３Ｂ4，４Ｂ4，５Ｂ4，６Ｂ4 母線接続導体

Claims (4)

1. 電力を供給する２個の変圧ユニットにそれぞれ接続されるようになっていると共に、それぞれ複数個の配線用遮断器を有して前記変圧ユニット数と同数により構成され、前記配線用遮断器に負荷が接続されるようになっている配電盤において、
   前記変圧ユニット毎に前記複数個の配線用遮断器を２個以上の群に分け、前記群に分けられた前記配線用遮断器の１次側を前記群毎にそれぞれ接続させた分割共通母線導体と、 隣接する前記分割共通母線導体間が切り離し自在に接続された母線接続導体とをそれぞれ備え、
   故障した変圧ユニットに対応して設けられている前記母線接続導体が負荷救済時に切り離された前記分割共通母線導体に前記配線用遮断器を介して接続される負荷に、健全な変圧ユニットと前記変圧ユニットと異なる別途準備される救済用電源とから電力をそれぞれ供給するように構成された配電盤。
2. 電力を供給するＮ（但し、３以上の整数）個の変圧ユニットにそれぞれ接続されるようになっていると共に、それぞれ複数個の配線用遮断器を有して前記変圧ユニット数と同数により構成され、前記配線用遮断器に負荷が接続されるようになっている配電盤において、
   前記変圧ユニット毎に前記複数個の配線用遮断器を２個以上の群に分け、前記群に分けられた前記配線用遮断器の１次側を前記群毎にそれぞれ接続させた分割共通母線導体と、 隣接する前記分割共通母線導体間が切り離し自在に接続された母線接続導体とをそれぞれ備え、
   故障した変圧ユニットに対応して設けられている前記母線接続導体が負荷救済時に切り離された前記分割共通母線導体に前記配線用遮断器を介して接続される負荷に、健全な変圧ユニットのみ、または、健全な変圧ユニットと前記変圧ユニットと異なる別途準備された救済用電源とから電力をそれぞれ供給するように構成された配電盤。
3. 請求項１に記載の配電盤を運用する方法であって、
   負荷救済時は故障した変圧ユニットに対応して設けられている前記母線接続導体が前記分割共通母線導体から切り離され、
   前記母線接続導体が切り離された分割共通母線導体は、健全な変圧ユニットと前記変圧ユニットと異なる別途準備された救済用電源とに電気的にそれぞれ接続され、
   前記故障した変圧ユニットに前記配電用遮断器を介して電気的に接続されている負荷に電力を供給するようにした配電盤の運用方法。
4. 請求項２に記載の配電盤を運用する方法であって、
   負荷救済時は故障した変圧ユニットに対応して設けられている前記母線接続導体が前記分割共通母線導体から切り離され、
   前記母線接続導体が切り離された分割共通母線導体は、健全な変圧ユニットに電気的にそれぞれ接続されるか、または、健全な変圧ユニットに電気的にそれぞれ接続されると共に、前記変圧ユニットと異なる別途準備された救済用電源に電気的に接続され、
   前記故障した変圧ユニットに前記配電用遮断器を介して電気的に接続されている負荷に電力を供給するようにした配電盤の運用方法。

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