JP3908203B2

JP3908203B2 - 分散型電源システムにおける変流器の異常検出装置

Info

Publication number: JP3908203B2
Application number: JP2003199998A
Authority: JP
Inventors: 井亨広
Original assignee: デンヨー株式会社
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2023-07-22
Also published as: JP2005045859A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散型電源システムに係り、とくにシステムを構成する発電ユニットにおける変流器の異常を検知する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、商用電源の電力系統と連系して運転する分散型電源システムが普及している。この種の分散型電源システムは、電力系統と負荷との接続線路に設けられた変流器により、電力系統と授受する電流を検出し、逆潮流の防止および受電電力の一定化制御を行っている。
【０００３】
そして、変流器の２次回路が断線もしくは短絡し、電流を検出できないときは、発電ユニットの運転を停止する必要がある。
【０００４】
そこで、従来、特許文献１に示されるように断線時の異常電圧を検出するとか、特許文献２に示されるように複数個の変流器相互の２次電流同士を比較して異常判別することが行われている。
【０００５】
また、分散型電源システムの制御としては、特許文献３に、電力系統および各分散型発電ユニットの電流、電圧を検出し、この検出結果に基いて遮断器、分散型発電ユニットおよび負荷の制御を行うことが示されている。
【０００６】
そして、小規模な分散型電源システムでは、コスト的およびスペース的な制約から検出装置を設けるのが困難な場合、変流器の２次出力が一定時間以上にわたりゼロあるいは極く微小な場合に２次回路断線と判断し、分散型電源を緊急停止して異常を報知するようにしている場合もある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−１４４５４０号公報
【特許文献２】
特開平１１−２０５９９８号公報
【特許文献３】
特開２００２−２５２９２８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように変流器異常を検出するために、常時、変流器２次側の電圧を監視したり、変流器を複数個設けて２次電流の差異から異常を検出したりする等の方法は、別個に構成部品を必要とする上に、回路が複雑になって製作コストも高くなり、しかも誤動作の可能性が増すこともある。
【０００９】
一方、これらの検出装置を付けないで、単に２次電流が一定時間ゼロという条件で故障と判断すると、実際に微小負荷が長時間続く事態が生じた場合、故障でないにも拘わらず、突然警報が出て客先に支障を来たすこともあり得る。
【００１０】
本発明は上述の点を考慮してなされたもので、特別な要素を追加することなく装置内の機器を利用して分散型発電ユニットの変流器の断線、短絡を的確に検出することができる分散型電源システムにおける変流器の異常検出装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明では、
電力系統に連系して運転される分散型発電ユニットの、商用電源からの受電入口に設置された変流器の異常を検出する装置において、前記変流器２次回路の電流を得て前記商用電源からの受電電力または受電電流が所定値以下の状態が所定時間以上持続したことを検出すると検出信号を生じる検出手段と、前記検出手段が前記検出信号を生じると、前記分散型発電ユニットにおける補機類を試運転させる運転制御手段と、前記運転制御手段が試運転を行ったとき、前記検出手段の検出信号を監視して前記変流器の状態を判定する判定手段とをそなえたことを特徴とする分散型電源システムにおける変流器の異常検出装置、
を提供するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の適用対象である、電力系統に連系した分散型発電ユニットの構成を示したものである。この図１には、主遮断器ＣＢ0、および分岐遮断器ＣＢ11ないしＣＢ13を介して電力系統に接続された負荷Ｌ1ないしＬ3があり、これらの負荷に対して電力系統の他に分散電源を構成する発電ユニットからも給電する構成が示されている。
【００１３】
この発電ユニットは、発電装置、インバータ装置および遠隔監視装置によって構成されている。発電装置は、その出力をインバータ装置に与えて所定の交流出力に変換し、負荷Ｌ1ないしＬ3に供給する。そして、発電装置におけるエンジン制御装置ＣＥの稼動状況は、遠隔監視装置に与えられて中央監視センターに送信される。
【００１４】
発電装置は、エンジンＥにより発電機Ｇを駆動して発電するものであり、そのためにエンジン制御装置ＣＥがリレーＲｙを付勢し遮断器ＣＢ21ないしＣＢ23を介して商用電源から給電することにより、補機であるポンプＰ、ラジエータファンＦ1および室内冷却ファンＦ２を作動させた上で、エンジンＥの制御を行う。エンジン制御装置ＣＥは、インバータ制御装置ＣＩから受電電力データおよびインバータ運転状態データを得てエンジンの運転制御を行う。
【００１５】
インバータ装置は、発電機Ｇの出力を得てインバータにより所定交流電力に変換する。この電力変換動作は、インバータ制御装置ＣＩが内蔵する電流電圧検出器から得た電流、電圧およびエンジン制御装置ＣＥから得たエンジン制御信号に基づいてインバータＩＮを制御することにより行い、変換により得られたインバータＩＮの出力は、接触器ＭＣを開閉制御することにより遮断器ＣＢ00を介して負荷Ｌ1ないしＬ3に供給する。
【００１６】
電力系統の電流は変流器ＣＴおよび電流検出器ＤＩにより検出し、同じく電圧は電圧検出器ＤＶにより検出し、検出された電流および電圧はA/D変換器ＣＯＮを介してデジタル化され、インバータ制御装置ＣＩに与えられる。
【００１７】
発電装置、インバータ装置の協働により、負荷が軽負荷電力以上の電力を消費するようになると、発電ユニットが起動し商用電源と協働して発電電力を負荷に供給する。そして、発電ユニットの運転状況を代表するエンジン制御装置ＣＥの発電機運転状態データおよび異常データが監視装置Ｗおよび通信機ＣＯＭを介して中央監視センターに伝送される。
【００１８】
一方、負荷の所要電力が低下すると、エンジンＥを軽負荷運転することは不経済であるから、発電ユニットを停止する。このように発電ユニットを運転／停止することにより、電力系統および発電ユニットからの電力供給を使い分ける。
【００１９】
この負荷移行を行う際、発電ユニット外に設けられた変流器ＣＴの検出電流が基準となる。したがって、この変流器ＣＴに不具合が生じると、発電ユニットの運転が不可能となる。
【００２０】
図２は、変流器ＣＴの２次回路の状態を監視する動作の内容を示すフローチャートである。
【００２１】
変流器ＣＴは、検出出力が生じていれば正常とみる。つまり、発電ユニットが運転していて、電力系統負荷に所定値以上の電力を供給していることが検出されれば、変流器ＣＴは正常である。
【００２２】
そこで、変流器ＣＴの２次出力を基準にして、通常運転に相当する電流が流れていれば変流器ＣＴは正常であるから、ステップＳ1を循環する動作を繰り返す。
【００２３】
その後、負荷が減少して軽負荷になると、ステップＳ２に移行して発電ユニットはエンジンを停止して発電を止める。そして、電力系統からの受電電力が軽負荷であっても、所定値１以上か否かを判定する(ステップＳ３)。所定値１とは、例えばコンビニエンスストアにおける僅かな照明およびショーケースの運転に要する、最低限度の電力値程度を指す。所定値１以上であれば、エンジンを停止したまま待機する。ここで、所定値１＜軽負荷電力＜通常運転電力。
【００２４】
一方、受電電力が所定値１以下のときは、その時間が設定時間を超えるか否かが判断される(ステップＳ４)。超えなければステップＳ３に戻る循環動作を繰り返す。超えたときはステップＳ５に移行して、受電電圧が設定値Ｖを超えるか否かが判断される。
【００２５】
受電電圧が設定値Ｖに達しないときは電力系統の異常であるから、不足電圧表示を行うとともに、始動回路を閉塞して（ステップＳ６）、ステップＳ７により中央監視センターに通報する。
【００２６】
ステップＳ５で受電電圧が設定値Ｖ以上であれば、ある程度の負荷を掛けて変流器に異常がないかを調べる。このある程度の負荷を掛ける意味で、補機類を運転してみる(ステップＳ８)。
【００２７】
この結果、変流器ＣＴにある程度の大きさの電流が流れたか否かを電力の大きさでみる(ステップＳ９)。このとき、受電電力が所定値２を超えれば、ステップＳ１１に移行して補機類を停止し待機状態に移る。ここで、所定値２＜補機類所要電力＜通常運転電力。
【００２８】
受電電力が所定値２に達しないときは、ステップＳ１０に移行して「ＣＴ断線」表示を行うとともに始動回路を閉塞し、発電ユニットを運転しないようにする。その上で、ステップＳ７に移行して中央監視センターに通報する。これにより、中央監視センターは変流器の断線を認識する。
【００２９】
（変形例）
上記実施例では、変流器の断線を説明したが、変流器は２次回路が短絡することもあり、これについても同様に検出することができる。
【００３０】
また、上記実施例では、受電電力の大きさによって変流器の断線いかんを判断しているが、電流の大きさによって判断してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は上述のように、分散型電源システムにおける発電ユニットで電力系統からの受電電力または受電電流が低下したとき、補機類を試運転して変流器２次出力の変化の有無をみることにより、変流器が健全であるか否かを判定するようにしたため、制御装置のプログラムを変更するだけで、変流器の異常を的確に検出することができ、発電ユニットの運転の信頼性を大きく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の構成を示す説明図。
【図２】図１の実施例における変流器の異常有無の検出動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
ＣＴ変流器
ＤＩ電流検出器
ＤＶ電圧検出器
Ｌ負荷
ＣＢ遮断器
Ｅエンジン
Ｇ発電機
ＣＥエンジン制御装置
Ｄ表示装置
Ｒｙリレー
ＩＮインバータ
ＣＩインバータ制御装置
ＭＣ接触器
ＣＯＮＡ／Ｄ変換器
Ｗ監視装置
ＣＯＭ通信機

Claims

電力系統に連系して運転される分散型発電ユニットの、商用電源からの受電入口に設置された変流器の異常を検出する装置において、
前記変流器２次回路の電流を得て前記商用電源からの受電電力が所定値以下の状態が所定時間以上持続したことを検出すると検出信号を生じる検出手段と、
前記検出手段が前記検出信号を生じると、前記分散型発電ユニットにおける補機類を試運転させる運転制御手段と、
前記運転制御手段が試運転を行ったとき、前記検出手段の検出信号を監視して前記変流器の状態を判定する判定手段と
をそなえたことを特徴とする分散型電源システムにおける変流器の異常検出装置。
請求項１記載の分散型電源システムにおける変流器の異常検出装置において、
前記判定手段は、前記分散型発電ユニットにおける受電電圧の判定を行う分散型電源システムにおける変流器の異常検出装置。
電力系統に連系して運転される分散型発電ユニットの、商用電源からの受電入口に設置された変流器の異常を検出する装置において、
前記変流器２次回路の電流を得て前記商用電源からの受電電流が所定値以下の状態が所定時間以上持続したことを検出すると検出信号を生じる検出手段と、
前記検出手段が前記検出信号を生じると、前記分散型発電ユニットにおける補機類を試運転させる運転制御手段と、
前記運転制御手段が試運転を行ったとき、前記検出手段の検出信号を監視して前記変流器の状態を判定する判定手段と
をそなえたことを特徴とする分散型電源システムにおける変流器の異常検出装置。
請求項１または３記載の分散型電源システムにおける変流器の異常検出装置において、
前記判定手段は、前記変流器の２次回路が断線状態であると判定したとき、出力信号を生じるようにした分散型電源システムにおける変流器の異常検出装置。
請求項４記載の分散型電源システムにおける変流器の異常検出装置において、
前記判定手段は、前記出力信号により、前記分散型発電ユニットを始動回路閉塞状態におくとともに表示を行うようにした分散型電源システムにおける変流器の異常検出装置。
請求項４記載の分散型電源システムにおける変流器の異常検出装置において、
前記判定手段は、前記出力信号により中央監視センターに通報するようにした分散型電源システムにおける変流器の異常検出装置。