JP4318393B2 - 自家用発電設備の単独運転検出装置 - Google Patents
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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の単独運転検出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。
【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、電力供給側が不健全状態にあるか否か、即ち電力会社の発電所側の遮断器が開路されているか、或いは配電線が断線し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、配電線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自家用発電設備が単独運転すると、電力供給側の故障した配電線に自家用発電機の電圧が印加されて配電線の保守点検、復旧作業等が危険となるという問題があった。
【０００４】
そこで、電力供給側が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不健全状態で自家用発電設備が単独運転していること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不健全状態で自家用発電設備が単独運転していることを容易に検出でき、しかも発熱を最小限に抑え、小型化できてコストダウンが図れる自家用発電設備の単独運転検出装置を得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の単独運転検出装置は、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路にダイオードを介して接続された検出用負荷コンデンサと、ダイオードと検出用負荷コンデンサの接続点に常開のスイッチを介して接続された放電用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第１の電流ピーク値検出器と、自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第２の電流ピーク値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときにスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときにスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路と、検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より小さいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より大きいときに自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とを備えて構成されている。
【０００７】
本発明の請求項２に係る自家用発電設備の単独運転検出装置は、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路にダイオードを介して接続された検出用負荷コンデンサと、ダイオードと検出用負荷コンデンサの接続点に常開のスイッチを介して接続された放電用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第１の電流積分値検出器と、自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第２の電流積分値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときにスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときにスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路と、検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値との差が所定の値より小さいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値との差が所定の値より大きいときに自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とを備えて構成されている。
【０００８】
本発明の請求項３に係る自家用発電設備の単独運転検出装置は、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられている分岐線に設けられた電流検出器と、分岐線における電流検出器より自家用発電機側にダイオードを介して接続された検出用負荷コンデンサと、ダイオードと検出用負荷コンデンサの接続点に常開のスイッチを介して接続された放電用抵抗と、電流検出器に流れる電流の位相を検出する電流位相検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときにスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときにスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路と、検出用負荷コンデンサが充電された後における電流位相検出器が検出した電流の正の半サイクルの位相とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの電流位相検出器が検出した電流の正の半サイクルの位相との差が所定の値より小さいときは自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とを備えて構成されている。
【０００９】
本発明の請求項４に係る自家用発電設備の単独運転検出装置は、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に第１のダイオードを介して接続された第１の検出用負荷コンデンサと、第１のダイオードと第１の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第１のスイッチを介して接続された第１の放電用抵抗と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に第２のダイオードを介して接続された第２の検出用負荷コンデンサと、第２のダイオードと第２の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第２のスイッチを介して接続された第２の放電用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第１の電流ピーク値検出器と、自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第２の電流ピーク値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときに第１のスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときに第１のスイッチを開成させ、それから所定時間後に少なくとも１つの所定の正の半サイクルのときに第２のスイッチを閉成させ、次の負の半サイクルのときに第２のスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路と、検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の正のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より小さいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の負の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の負のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より小さいとき、或いは検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の正のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より大きいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の負の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の負のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より大きいときの少なくともいずれかのときに、自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とを備えて構成されている。
【００１０】
本発明の請求項５に係る自家用発電設備の単独運転検出装置は、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に第１のダイオードを介して接続された第１の検出用負荷コンデンサと、第１のダイオードと第１の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第１のスイッチを介して接続された第１の放電用抵抗と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に第２のダイオードを介して接続された第２の検出用負荷コンデンサと、第２のダイオードと第２の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第２のスイッチを介して接続された第２の放電用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第１の電流積分値検出器と、自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第２の電流積分値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときに第１のスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときに第１のスイッチを開成させ、それから所定時間後に少なくとも１つの所定の正の半サイクルのときに第２のスイッチを閉成させ、次の負の半サイクルのときに第２のスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路と、検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流積分値検出器が検出した電流の正の積分値との差が所定の値より小さいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流積分値検出器が検出した電流の負の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流積分値検出器が検出した電流の負の積分値との差が所定の値より小さいとき、或いは検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流積分値検出器が検出した電流の正の積分値との差が所定の値より大きいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流積分値検出器が検出した電流の負の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流積分検出器が検出した電流の負の積分値との差が所定の値より大きいときの少なくともいずれかのときに、自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とを備えて構成されている。
【００１１】
本発明の請求項６に係る自家用発電設備の単独運転検出装置は、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられている分岐線に設けられた電流検出器と、第１のダイオードと第１の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第１のスイッチを介して接続された第１の放電用抵抗と、分岐線における電流検出器より自家用発電機側に第２のダイオードを介して接続された第２の検出用負荷コンデンサと、第２のダイオードと第２の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第２のスイッチを介して接続された第２の放電用抵抗と、電流検出器に流れる電流の位相を検出する電流位相検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときに第１のスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときに第１のスイッチを開成させ、それから所定時間後に少なくとも１つの所定の正の半サイクルのときに第２のスイッチを閉成させ、次の負の半サイクルのときに第２のスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路と、検出用負荷コンデンサが充電された後における電流位相検出器が検出した電流の正の半サイクルの位相とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの電流位相検出器が検出した電流の正の半サイクルの位相との差が所定の値より小さいとき、或いは検出用負荷コンデンサが充電された後における電流位相検出器が検出した電流の負の半サイクルの位相とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの電流位相検出器が検出した電流の負の半サイクルの位相との差が所定の値より小さいときは自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とを備えて構成されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
図１は本発明の実施形態１の自家用発電設備の単独運転検出装置の構成を示す単線結線図、図２は同単独運転検出装置の原理的な構成を示す単線結線図、図３は同単独運転検出装置の分岐線から検出用インピーダンス負荷に流れる電流の模式化した波形図、図４は同単独運転検出装置の分岐線から検出用負荷コンデンサに流れる電流の実際の波形図である。
図において、１は電力を供給する系統電力会社、２は系統電力会社１から配電線３を介して電力が供給される自家用発電設備、４は系統電力会社１と配電線３との間に設けられた遮断器である。配電線３には複数の一般負荷５が接続されている。これらの一般負荷５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配電線３より分離して危険を防止する。
６は自家用発電設備２に設けられ、配電線３の分岐点Ｐより分岐された分岐線、７は分岐線６の分岐点Ｐ側に接続された自家用連系遮断器、８は分岐線６の端末側に接続された自家用発電機、９は自家用発電機８に分岐線６を介して接続された自家用負荷である。
【００１７】
１０、１１は分岐線６に直列に設けられた第１及び第２電流検出器（ＣＴ１、ＣＴ２）である。１２は配電線側（以下、「系統側」という）の第１電流検出器１０に流れる電流のピーク値を検出する第１電流ピーク値検出器、１３は自家用発電機８側（以下、「発電機側」という）の第２電流検出器１１に流れる電流のピーク値を検出する第２電流ピーク値検出器、１４は系統側の第１電流検出器１０に流れる電流の位相を検出する第１位相検出器、１６は第１及び第２電流ピーク値検出器１２、１３と第１位相検出器１４に接続され、これらの検出値から自家用発電設備２の単独運転を検出する単独運転判定部である。
【００１８】
２１は分岐線６における第１及び第２電流検出器１０、１１の間の線路ａにアノードが接続されたダイオード、２２はダイオード２１のカソードに接続された検出用負荷コンデンサ、２３は検出用負荷コンデンサ２２に一端が接続され、他端が接地されたラッシュ抑制抵抗、２４はダイオード２１と検出用負荷コンデンサ２２の接続点に一端側が接続されたスイッチ、２５はスイッチ２４の他端側に接続された放電用抵抗、２６は放電用抵抗２５に一端が接続され、他端が接地された放電用インダクタンスである。
【００１９】
２７は下降傾向のゼロクロス点の検出信号を受けてスイッチ２４を閉成し、上昇傾向のゼロクロス点の検出信号を受けてスイッチ２４を開成するよう駆動するスイッチ駆動回路、２８は分岐線６に流れる電流のゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出回路、２９は分岐線６に流れる電流の下降傾向を検出する下降電流検出回路、３０は分岐線６に流れる電流の上昇傾向を検出する上昇電流検出回路、３１はゼロクロス点検出回路２８が検出したゼロクロス点と下降電流検出回路２９が検出した電流の下降傾向とから下降傾向のゼロクロス点の検出信号を出力する第１のアンド回路、３２はゼロクロス点検出回路２８が検出したゼロクロス点と上昇電流検出回路３０が検出した電流の上昇傾向とから上昇傾向のゼロクロス点の検出信号を出力する第２のアンド回路、３３は第１のアンド回路３１からの下降傾向のゼロクロス点の検出信号と第２のアンド回路３２からの上昇傾向のゼロクロス点の検出信号を受け、これらの検出信号を例えば１秒間に３〜５回の間隔で周期的にスイッチ駆動回路２７に出力すると共に第２のアンド回路３２からの上昇傾向のゼロクロス点の検出信号を例えば１秒間に３〜５回の間隔で周期的に単独運転判定部１６に出力する信号出力制御回路である。
【００２０】
まず、本発明の実施の形態１の自家用発電設備の単独運転検出装置により自家用発電設備２の単独運転を検出できる原理の大略を図２に基づいて説明する。なお、図２において、図１と実質的に同一の構成は同一符号を付して説明を省略する。
例えば、自家用発電設備２内の自家用負荷９が必要とする電力を自家用発電機８を駆動しながら供給する。そして、自家用負荷９の電力が自家用発電機８の出力以上に必要となったら、不足する電力が系統電力会社１から自家用連系遮断器７を経由して自家用負荷９へ供給される。
又、自家用負荷９の負荷容量が減少して自家用発電機８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自家用連系遮断器７より電力供給側である系統電力会社１側へ逆潮させて余剰電力を系統電力会社１へ販売するものである。
【００２１】
ところで、自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と系統電力会社１側と連系中に不健全な状態となり自家用発電設備２が単独運転している場合では、図２に示すように系統電力会社１側の配電線３と自家用発電機８との間に設けられた分岐線６に検出用負荷コンデンサ２２を瞬間的に投入すると、その分岐線６の系統側と発電機側とに流れる電流のピーク値と電流波形の位相角がそれぞれ違うことにより、それに基づき連系されて正常な場合か単独運転の場合かを判定するようにしたものである。
ここで、系統電力会社１側と連系中に不健全な状態となり自家用発電設備２が単独運転している場合とは系統電力会社１側に故障が発生して連系遮断器４が開路されているか、或いは配電線３が断線している場合をいう。
【００２２】
自家用発電設備が系統電力会社側と連系されて健全な正常な場合に、図２に示すスイッチＳをオンして検出用負荷コンデンサ２２を投入し、検出用負荷コンデンサ２２が充電された後に分岐線６の系統側と発電機側とに流れる電流を第１の電流検出器（ＣＴ１）１０と第２の電流検出器（ＣＴ２）１１とで検出すると、両者の電流波形は図３の（ａ）の実線に示すように同一波形である。これは検出用負荷コンデンサ２２が充電された後はそれ以上検出用負荷コンデンサ２２には電流が流れないためと考えられるからである。
また、正常な場合で、分岐線６に流れている電流のゼロクロス点でスイッチＳをオンして検出用負荷コンデンサ２２を瞬間的に投入した時に、分岐線６の系統側と発電器側とに流れる電流を第１及び第２電流検出器１０、１１で検出すると、その電流波形は図３の（ａ）の破線で示すように、発電機側の第２電流検出器１１（ＣＴ２）が検出する電流のピーク値と位相は少ししか変化しないが、系統側の第１電流検出器１０（ＣＴ１）が検出する電流のピーク値と位相は大きく変化する（即ち、電流のピーク値が減少すると共に電流の位相はゼロクロス点を基準に見るとθだけ進む）ことが分かる。
これは自家用発電機８の発電電流が発電機側から系統側に流れている場合に検出用負荷コンデンサ２２を瞬間的に投入した時に、発電機側からの電流ｉｇの他に系統側からの電流ｉｋが検出用負荷コンデンサ２２に流れる込み、しかもｉｋはｉｇに比べて非常に大きいために第１電流検出器１０（ＣＴ１）が検出する電流が減少し、検出用負荷コンデンサ２２であるために位相が進むことによるためと考えられるからである。
【００２３】
次に、自家用発電設備が系統電力会社側と連系中に不健全な状態となって自家用発電設備が単独運転している場合には、スイッチＳをオンして検出用負荷コンデンサ２２を投入し、検出用負荷コンデンサ２２が充電された後に分岐線６の系統側と発電機側とに流れる電流を第１の電流検出器（ＣＴ１）１０と第２の電流検出器（ＣＴ２）１１とで検出すると、両者の電流波形は図３の（ｂ）の実線に示すように同一波形である。これは検出用負荷コンデンサ２２が充電された後はそれ以上検出用負荷コンデンサ２２には電流が流れないためと考えられるからである。
【００２４】
また、単独運転の場合で、分岐線６に流れている電流のゼロクロス点でスイッチ１２をオンして検出用負荷コンデンサ２２を瞬間的に投入した時に、分岐線６の系統側と発電器側とに流れる電流を第１及び第２の電流検出器１０と１１とで検出すると、その電流波形は図３の（ｂ）の破線で示すように、系統側の第１の電流検出器１０（ＣＴ１）が検出する電流のピーク値と位相は少ししか変化しないが、発電機側の第２の電流検出器１１（ＣＴ２）が検出する電流のピーク値と位相は大きく変化する（即ち、電流のピーク値が増加すると共に電流の位相はゼロクロス点を基準に見るとθだけ進む）ことが分かっている。
これは自家用発電機８の発電電流が発電機側から系統側に流れている場合に検出用負荷コンデンサ２２を瞬間的に投入した時に、今まで系統側からの電流ｉｋは流れずゼロでそのままであるが、発電機側からの電流ｉｇは検出用負荷コンデンサ２２が投入された分だけ余計に流れ込むために第２電流検出器１１（ＣＴ２）が検出する電流が増大し、検出用負荷コンデンサ２２であるために位相が進むことによるためと考えられるからである。
従って、第１電流検出器１０又は第２電流検出器１１で検出した電流のピーク値の変化をみるか、電流の位相差を見ることにより、自家用発電設備が系統電力会社側と連系されて健全な正常な場合と系統電力会社側と連系中に不健全な状態で自家用発電設備が単独運転している場合とを判定することができる。
【００２５】
次に、本発明の実施の形態１の自家用発電設備の単独運転検出装置の動作について説明する。
スイッチ２４が開成している状態のままでは、分岐線６に流れている電流の一部がダイオード２１を介して検出用負荷コンデンサ２２に流れ込むが、検出用負荷コンデンサ２２が充電された後は電流が流れることはないから、検出用負荷コンデンサ２２がないのと同じ状態となり、分岐線６に流れる電流を第１及び第２の電流検出器１０と１１で検出しても、その検出値は同じとなる。これは系統連系中の正常時や単独運転の異常時でも同じである。
【００２６】
そこで、 図３に示すように分岐線６に流れている電流のａ点のゼロクロス点でスイッチ２４を閉成すると、検出用負荷コンデンサ２２に充電されていた電気（電荷）が放電され、放電用抵抗２５と放電用インダクタンス２６で消費して検出用負荷コンデンサ２２の両端電圧ｅはゼロとなる。このように分岐線６に流れている電流のうち、検出用負荷コンデンサ２２に電流の流れない半サイクルの時間内（５０Ｈｚで１０ｍｓ、６０Ｈｚで８ｍｓ）で放電が完了するよう検出用負荷コンデンサ２２と放電用抵抗２５との時定数（Ｒ×Ｃ）の設定をする。
【００２７】
そして、次の分岐線６に流れている電流のうち、検出用負荷コンデンサ２２に電流の流れる半サイクルが開始するｂ点のゼロクロス点でスイッチ２４を開成すると、その瞬間に急激に検出用負荷コンデンサ２２に大きな充電電流が突入電流として流れる。この突入電流による分岐線６に流れる電流の変化を第１電流検出器１０又は第２電流検出器１１で検出して単独運転を検知する。これを周期的に一定の間隔、例えば１秒間に３〜５回の設定回数り返し、設定した回数を連続して検知した場合に単独と判定して異常信号を出す。
【００２８】
以上の動作を図１に基づいて詳細に説明する。
スイッチ２４はスイッチ駆動回路２７からの駆動信号に基づいて開閉し、スイッチ駆動回路２７から駆動信号を受けないときには開成している。従って、検出用負荷コンデンサ２２は通常は充電されている。
そして、この時点における第１及び第２の電流検出器１０、１１が検出した電流から第１及び第２の電流ピーク値検出器１２、１３が検出した電流ピーク値と第１の位相検出器１４が検出した電流の位相は単独運転判定部１６に入力されている。
ゼロクロス点検出回路２８は分岐線６に流れている電流のゼロクロス点を検出した検出信号を第１アンド回路３１と第２アンド回路３２に出力しており、下降電流検出回路２９は下降電流を検出した検出信号を第１アンド回路３１に出力しており、上昇電流検出回路３０は上昇電流を検出した検出信号を第２アンド回路３２に出力している。
【００２９】
そして、第１アンド回路３１はゼロクロス点検出回路２８が検出したゼロクロス点と下降電流検出回路２９が検出した下降電流とを受けたときに下降傾向のゼロクロス点の検出信号を信号出力制御回路３３に出力し、第２アンド回路３２はゼロクロス点検出回路２８が検出したゼロクロス点と上昇電流検出回路３０が検出した上昇電流とを受けたときに上昇傾向のゼロクロス点の検出信号を信号出力制御回路３３に出力している。その信号出力制御回路３３は例えば１秒間に３回の間隔で周期的にまず下降傾向のゼロクロス点の検出信号をスイッチ駆動制御回路３７に出力する。
その下降傾向のゼロクロス点の検出信号を受けたスイッチ駆動制御回路３７はスイッチ２４を電流の負の半サイクルの間閉成し、検出用負荷コンデンサ２２に充電されていた電気（電荷）を放電させ、放電用抵抗２５と放電用インダクタンス２６で消費して検出用負荷コンデンサ２２の両端電圧ｅをゼロとする。
【００３０】
次に、信号出力制御回路３３は例えば１秒間に３回の間隔で周期的に上昇傾向のゼロクロス点の検出信号をスイッチ駆動制御回路２７に出力する。その上昇傾向のゼロクロス点の検出信号を受けたスイッチ駆動制御回路２７はスイッチ２４を電流の正の半サイクルの間開成させ、その瞬間に急激に検出用負荷コンデンサ２２に大きな充電電流を突入電流として流す。このとき、信号出力制御回路３３は上昇傾向のゼロクロス点の検出信号を単独運転判定部１６にも出力している。従って、これら各時点における第１及び第２の電流検出器１０、１１が検出した電流から第１及び第２の電流ピーク値検出器１２、１３が検出した電流ピーク値と第１及び第２の位相検出器１４、１５が検出した電流の位相は単独運転判定部１６に入力される。
【００３１】
単独運転判定部１６では、スイッチ２４が開成された検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の正の半サイクルのピーク値とスイッチ２４が閉成された直後に開成されて検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の正の半サイクルのピーク値とを比較し、検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値に対して検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値が減少している状態で、両ピーク値の差Ａ１が所定の値Ａ１ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができ、両ピーク値の差Ａ１が所定の値Ａ１ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができる。
【００３２】
また、スイッチ２４が開成された検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流の正の半サイクルのピーク値とスイッチ２４が閉成された直後に開成されて検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値とを比較し、検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値に対して検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流の正の半サイクルのピーク値とが増大している状態で、両ピーク値の差Ａ２が所定の値Ａ２ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができ、両ピーク値の差Ａ２が所定の値Ａ２ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができる。
【００３３】
次に、単独運転判定部１６では、スイッチ２４が開成された検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の位相検出器１４が検出した電流の正の半サイクルの位相とスイッチ２４が閉成された直後に開成されて検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の位相検出器１４が検出した電流の位相とを比較し、検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の位相検出器１４が検出した電流の正の半サイクルの位相に対して検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の位相検出器１４が検出した電流の位相が進んでいる状態で、両者の位相差θが所定の位相差θrefより大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができ、両者の位相差θが所定の位相差θrefより小さいときは、自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができる。
【００３４】
そして、この実施の形態１の単独運転判定部１６は、第１電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値による判定又は第２電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値による判定だけでなく、第１及び第２の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値による判定が同じときに、或いは第１及び第２の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値による判定と第１位相検出器１４が検出した電流の位相差による判定とが同じときに、それぞれ自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と、自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態で自家用発電設備２が単独運転している場合とに分けて判定する。それは、このような２つ又は３つの観点から判断した方がより正確に判定できるからである。
従って、このように自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転していると判定した場合は、直ちに自家用発電設備２を系統電力会社１側から分離させ、自家用発電設備２側の機器類の損傷、或いは系統電力会社１側の配電線３の保守点検時の事故等の各種の事故の発生を防止することができる。
【００３５】
これによって、自家用発電機８は連続運転しながら設備内の自家用負荷９に電力を供給でき、故障により系統側遮断器４やその他の各遮断器が開路されて無負荷状態の電線路３に自家用発電機８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、配電線３の故障復旧後に直ちに系統電力会社１側の系統側遮断器４を閉路しても、自家用連系遮断器７が開路されていれば自家用発電設備２側の機器類が損傷することなく、自家用発電機８は電圧、周波数、位相等を同期検定器等で系統電力会社１側と正確に同期させた後で自家用連系遮断器７を閉路し、連系させながら自家用発電設備２を系統電力会社１側と系統連系させて通常状態に復帰
【００３６】
なお、この実施の形態１で、電流のピーク値と位相の変化から自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に健全な正常な状態か、不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転かを判定できるのは、分岐線６にスイッチを介して検出用負荷コンデンサを接続し、スイッチオン時に検出用負荷コンデンサに電流が流れるときに分岐線における系統側と発電機側の電流のピーク値或いは位相が自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に健全な正常な状態の場合と不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転の場合とで変化するから、かかる変化を検出することにより自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に健全な正常な状態の場合と不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転の場合とを判定できるとする原理的説明をした。
【００３７】
これは、検出用負荷抵抗であってもスイッチオン時に検出用負荷抵抗に流れるに電流が流れるときに分岐線における系統側と発電機側の電流のピーク値或いは位相が自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に健全な正常な状態の場合と不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転の場合とで変化するから、検出用負荷抵抗を用いてもよいが、この場合には消費電力が大きく、検出用負荷抵抗も大型のものが必要で、装置全体が大型化するという問題があった。
そこで、検出用負荷抵抗に代わり検出用負荷コンデンサを用いることにより、消費電力が少なくなり、検出用負荷コンデンサは検出用負荷抵抗に比べて小さくて済み、装置全体が小型化することとなった。
また、このように原理的には分岐線６にスイッチＳを介して検出用負荷コンデンサ２２を接続して検出することができるが、実際上はスイッチＳの入り、切りを頻繁にすると、アークが発生して検出用負荷コンデンサ２２を破壊してしまうおそれがあるという問題が生じるため、実際上は適さないものであった。
【００３８】
このため、分岐線６に直接に検出用負荷コンデンサ２２を接続したままにすることが考えられた。この場合にも、自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に健全な正常な状態の場合と不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転の場合とで検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れるときに分岐線６における系統側と発電機側の電流のピーク値或いは位相が変化するが、系統電力会社１側と自家用発電設備２がバランスしたときには、系統電力会社１側から検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れず、自家用発電機８側からの電流が流れるため、不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転の場合と同様となり、自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に健全な正常な状態の場合と不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転の場合とを判定できないという欠点があるものであった。
【００３９】
そこで、本発明の実施の形態１のように、分岐線６にダイオード２１を介して検出用負荷コンデンサ２２を接続し、ダイオード２１と検出用負荷コンデンサ２２の接続点にスイッチ２４を介して放電用抵抗２５を接続し、常時スイッチ２４を開成しておき、検出用負荷コンデンサ２２が充電された後に分岐線６に流れる電流の負の半サイクルでスイッチ２４を閉成して検出用負荷コンデンサ２２の電荷を放電させて放電用抵抗２５に電流を流し、分岐線６に流れる次の電流の正の半サイクルでスイッチ２４を開成して検出用負荷コンデンサ２２に充電する突入電流を流し、このときの分岐線６における系統側と発電機側の電流のピーク値或いは位相の変化を検出することにより、自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に健全な正常な状態の場合と不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転の場合とを判定するようにすれば、スイッチ２４を閉成から開成しても検出用負荷コンデンサ２２に電荷がない状態で開成されるためにアークが生じず、検出用負荷コンデンサ２２が破壊されることはない。
また、検出用負荷コンデンサ２２が消費する電力は検出用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ないために検出用負荷コンデンサ２２は検出用負荷抵抗に比べて小さいもので済み、装置全体の小型化を図ることもできる。
【００４０】
なお、上記実施の形態１では、単独運転判定部１６が第１電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値により判定又は第２電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値により判定するようにしているが、かかる電流のピーク値に基づいて平均値又は実効値を演算して求め、平均値又は実効値により判定することができることはいうまでもない。
【００４１】
実施の形態２
図４は本発明の実施形態２の自家用発電設備の単独運転検出装置の構成を示す単線結線図である。
図において、本発明の実施の形態１と同一の構成は同一符号を付して重複した構成の説明を省略する。
この実施の形態２では実施の形態１における第１電流ピーク値検出器１２又は第２電流ピーク値検出器１３の代わりに第１電流積分値検出器１７又は第２電流積分値検出器１８を設けているものである。
【００４２】
次に、本発明の実施の形態２の自家用発電設備の単独運転検出装置の動作について、実施の形態１と相違する動作について説明する。
この実施の形態２の単独運転判定部１６では、スイッチ２４が開成された検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ２４が閉成された直後に開成されて検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の正の半サイクルの積分値とを比較し、検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の積分値に対して検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の積分値が減少している状態で、両積分値の差Ａ３が所定の値Ａ３ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができ、両積分値の差Ａ３が所定の値Ａ３ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができる。
【００４３】
また、スイッチ２４が開成された検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の正の半サイクルのピーク値とスイッチ２４が閉成された直後に開成されて検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の積分値とを比較し、検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の積分値に対して検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の積分値が増大している状態で、両ピーク値の差Ａ４が所定の値Ａ４ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができ、両ピーク値の差Ａ４が所定の値Ａ４ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができる。
【００４４】
この実施の形態２のように、単独運転判定部１６が第１電流積分値検出器１７が検出した電流の積分値により判定又は第２電流積分値検出器１８が検出した電流の積分値により判定するようにしたのは、実施の形態１の第１電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値により判定又は第２電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値により判定するのに比べて、電流の積分値であるため、誤動作が少ないことによるものである。
【００４５】
実施の形態３
図５は本発明の実施形態３の自家用発電設備の単独運転検出装置の構成を示す単線結線図である。
図において、本発明の実施の形態１と同一の構成は同一符号を付して重複した構成の説明を省略する。
この実施の形態３では、実施の形態１と同様に、分岐線６における第１及び第２電流検出器１０、１１の間の線路ａに第１のダイオード２１を接続し、その第１のダイオード２１に第１の検出用負荷コンデンサ２２を接続し、その第１の検出用負荷コンデンサ２２に第１のラッシュ抑制抵抗２３を接続し、第１のダイオード２１と第１の検出用負荷コンデンサ２２の接続点に第１のスイッチ２４を介して第１の放電用抵抗２５を接続し、その第１の放電用抵抗２５に第１の放電用インダクタンス２６を接続しているが、更に分岐線６における第１及び第２電流検出器１０、１１の間の線路ａに第２のダイオード４１を接続し、その第２のダイオード４１に第２の検出用負荷コンデンサ４２を接続し、その第２の検出用負荷コンデンサ４２に第２のラッシュ抑制抵抗４３を接続し、第２のダイオード４１と第２の検出用負荷コンデンサ４２の接続点に第２のスイッチ４４を介して第２の放電用抵抗４５を接続し、その第２の放電用抵抗４５に第２の放電用インダクタンス４６を接続している。
【００４６】
次に、本発明の実施の形態３の自家用発電設備の単独運転検出装置の動作について、実施の形態１と相違する動作について説明する。
この実施の形態３では、まず、スイッチ駆動制御回路２７は第１のスイッチ２４を電流の負の半サイクルの間閉成し、第１の検出用負荷コンデンサ２２に充電されていた電気（電荷）を放電させ、第１の放電用抵抗２５と第１の放電用インダクタンス２６で消費して第１の検出用負荷コンデンサ２２の両端電圧ｅをゼロとする。
次に、スイッチ駆動制御回路２７は第１のスイッチ２４を電流の正の半サイクルの間開成させ、その瞬間に急激に第１の検出用負荷コンデンサ２２に大きな充電電流を突入電流として流す。このとき、信号出力制御回路３３は上昇傾向のゼロクロス点の検出信号を単独運転判定部１６にも出力している。
従って、この時点における第１及び第２の電流検出器１０、１１が検出した電流から第１及び第２の電流ピーク値検出器１２、１３が検出した電流ピーク値と第１及び第２の位相検出器１４、１５が検出した電流の位相は単独運転判定部１６に入力される。
【００４７】
それから所定時間後に、今度はスイッチ駆動制御回路２７は第２のスイッチ４４を電流の正の半サイクルの間閉成し、第２の検出用負荷コンデンサ４２に充電されていた電気（電荷）を放電させ、第２の放電用抵抗４５と第２の放電用インダクタンス４６で消費して第２の検出用負荷コンデンサ２２の両端電圧ｅをゼロとする。
次に、スイッチ駆動制御回路２７は第２のスイッチ４４を電流の負の半サイクルの間開成させ、その瞬間に急激に第２の検出用負荷コンデンサ４２に大きな充電電流を突入電流として流す。このとき、信号出力制御回路３３は下降傾向のゼロクロス点の検出信号を単独運転判定部１６にも出力している。
従って、この時点における第１及び第２の電流検出器１０、１１が検出した電流から第１及び第２の電流ピーク値検出器１２、１３が検出した電流ピーク値と第１及び第２の位相検出器１４、１５が検出した電流の位相は単独運転判定部１６に入力される。
【００４８】
この実施の形態３の単独運転判定部１６では、第１のスイッチ２４が開成された第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の正の半サイクルのピーク値と第１のスイッチ２４が閉成された直後に開成されて第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の正の半サイクルのピーク値とを比較し、第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値に対して第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値が減少している状態で、両ピーク値の差Ａ１が所定の値Ａ１ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができ、両積分値の差Ａ１が所定の値Ａ１ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができる。
【００４９】
次に、それから所定時間後において、単独運転判定部１６では、第２スイッチ４４が開成された第２の検出用負荷コンデンサ４２の充電完了後における第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の負の半サイクルのピーク値と第２のスイッチ４４が閉成された直後に開成されて第２の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流ピーク値検出器１２検出した電流の負の半サイクルのピーク値とを比較し、第２の検出用負荷コンデンサ４２の充電完了後における第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値に対して第２の検出用負荷コンデンサ４２が放電された直後の充電時に第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値が減少している状態で、両ピーク値の差Ａ５が所定の値Ａ５ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができ、両積分値の差Ａ５が所定の値Ａ５ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができる。
【００５０】
更に、この実施の形態３の単独運転判定部１６では、第１スイッチ２４が開成された第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流の正の半サイクルのピーク値と第１のスイッチ２４が閉成された直後に開成されて第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流の正の半サイクルの積分とを比較し、第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値に対して第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値が減少している状態で、両ピーク値の差Ａ２が所定の値Ａ２ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態で単独運転をしている場合と判定することができ、両積分値の差Ａ２が所定の値Ａ２ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができる。
【００５１】
次に、それから所定時間後において、単独運転判定部１６では、第２スイッチ４４が開成された第２の検出用負荷コンデンサ４２の充電完了後における第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流の負の半サイクルのピーク値と第２のスイッチ４４が閉成された直後に開成されて第２の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第２の電流ピーク値検出器１２検出した電流の負の半サイクルのピーク値とを比較し、第２の検出用負荷コンデンサ４２の充電完了後における第２の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値に対して第２の検出用負荷コンデンサ４２が放電された直後の充電時に第２の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値が減少している状態で、両ピーク値の差Ａ６が所定の値Ａ６ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができ、両積分値の差Ａ６が所定の値Ａ６ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができる。
【００５２】
また、単独運転判定部１６では、第１のスイッチ２４が開成された第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の位相検出器１４が検出した電流の正の半サイクルの位相と第１のスイッチ２４が閉成された直後に開成されて第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の位相検出器１４が検出した電流の位相とを比較し、第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の位相検出器１４が検出した電流の正の半サイクルの位相に対して第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の位相検出器１４が検出した電流の位相が進んでいる状態で、両者の位相差θ１が所定の位相差θ１refより大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができ、両者の位相差θ１が所定の位相差θ１refより小さいときは、自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態で単独運転をしている場合と判定することができる。
【００５３】
次に、それから所定時間後に、単独運転判定部１６では、第２のスイッチ４４が開成された第２の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の位相検出器１４が検出した電流の負の半サイクルの位相と第２のスイッチ４４が閉成された直後に開成されて第２の検出用負荷コンデンサ４２が放電された直後の充電時に第１の位相検出器１４が検出した電流の位相とを比較し、第２の検出用負荷コンデンサ４２の充電完了後における第１の位相検出器１４が検出した電流の負の半サイクルの位相に対して第２の検出用負荷コンデンサ４２が放電された直後の充電時に第１の位相検出器１４が検出した電流の位相が進んでいる状態で、両者の位相差θ２が所定の位相差θ２ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができ、両者の位相差θ２が所定の位相差θ２ref より小さいときは、自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態で単独運転をしている場合と判定することができる。
【００５４】
そして、この実施の形態３の単独運転判定部１６は、第１電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値による判定又は第２電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値による判定だけでなく、第１及び第２の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値による判定が同じときに、或いは第１及び第２の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値による判定と第１位相検出器１４が検出した電流の位相差による判定とが同じときに、それぞれ自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と、自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態で自家用発電設備２が単独運転している場合とに分けて判定する。それは、このような２つ又は３つの観点から判断した方がより正確に判定できるからである。
従って、このように自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転していると判定した場合は、直ちに自家用発電設備２を系統電力会社１側から分離させ、自家用発電設備２側の機器類の損傷、或いは系統電力会社１側の配電線３の保守点検時の事故等の各種の事故の発生を防止することができる。
【００５５】
この実施の形態３のように、単独運転判定部１６で第１のスイッチ２４が開成された第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の正の半サイクルのピーク値と第１のスイッチ２４が閉成された直後に開成されて第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の正の半サイクルのピーク値とを比較するだけでなく、それから所定時間後において、単独運転判定部１６では、第２スイッチ４４が開成された第２の検出用負荷コンデンサ４２の充電完了後における第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の負の半サイクルのピーク値と第２のスイッチ４４が閉成された直後に開成されて第２の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流ピーク値検出器１２検出した電流の負の半サイクルのピーク値とを比較するようにしたのは、例えば第１の検出用負荷コンデンサ２２を正の半サイクルの電流で充電すると、そのときに第１の電流検出器１０に流れる電流による磁気が正の半サイクルに偏り、その偏磁作用によって第１の電流検出器１０の検出値に誤差を生じ易くなり、また加熱損傷するおそれがある。
【００５６】
そこで、第１の検出用負荷コンデンサ２２を正の半サイクルの電流で充電した後に、今度は第１の検出用負荷コンデンサ２２を負の半サイクルの電流で充電し、これを交互に行うことによって第１の電流検出器１０に流れる電流による磁気の偏りをなくし、その偏磁作用を生じないようにして第１の電流検出器１０の検出値の誤差を防止し、また加熱損傷のおそれがないようにしたものである。
この説明は第１の電流検出器１０について述べたものであるが、第２の電流検出器１１についても同様である。
【００５７】
実施の形態４
図６は本発明の実施形態４の自家用発電設備の単独運転検出装置の構成を示す単線結線図である。
図において、本発明の実施の形態３と同一の構成は同一符号を付して重複した構成の説明を省略する。
この実施の形態４では実施の形態３における第１電流ピーク値検出器１２又は第２電流ピーク値検出器１３の代わりに第１電流積分値検出器１７又は第２電流積分値検出器１８を設けているものである。
【００５８】
次に、本発明の実施の形態２の自家用発電設備の単独運転検出装置の動作について、実施の形態３と相違する動作について説明する。
この実施の形態４の単独運転判定部１６では、第１のスイッチ２４が開成された第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の正の半サイクルの積分値と第１のスイッチ２４が閉成された直後に開成されて第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の正の半サイクルの積分値とを比較し、第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の積分値に対して第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の積分値が減少している状態で、両積分値の差Ａ３が所定の値Ａ３ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができ、両積分値の差Ａ３が所定の値Ａ３ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができる。
【００５９】
次に、それから所定時間後において、単独運転判定部１６では、第２スイッチ４４が開成された第２の検出用負荷コンデンサ４２の充電完了後における第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の負の半サイクルの積分値と第２のスイッチ４４が閉成された直後に開成されて第２の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の負の半サイクルの積分値とを比較し、第２の検出用負荷コンデンサ４２の充電完了後における第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の積分値に対して第２の検出用負荷コンデンサ４２が放電された直後の充電時に第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の積分値が減少している状態で、両積分値の差Ａ７が所定の値Ａ７ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができ、両積分値の差Ａ７が所定の値Ａ７ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態で単独運転をしている場合と判定することができる。
【００６０】
更に、この実施の形態３の単独運転判定部１６では、第１スイッチ２４が開成された第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の正の半サイクルの積分値と第１のスイッチ２４が閉成された直後に開成されて第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の正の半サイクルの積分値とを比較し、第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の積分値に対して第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の積分値が減少している状態で、両積分値の差Ａ４が所定の値Ａ４ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができ、両積分値の差Ａが所定の値Ａref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができる。
【００６１】
次に、それから所定時間後において、単独運転判定部１６では、第２スイッチ４４が開成された第２の検出用負荷コンデンサ４２の充電完了後における第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の負の半サイクルの積分値と第２のスイッチ４４が閉成された直後に開成されて第２の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第２の電流積分値検出器１８検出した電流の負の半サイクルの積分値とを比較し、第２の検出用負荷コンデンサ４２の充電完了後における第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の積分値に対して第２の検出用負荷コンデンサ４２が放電された直後の充電時に第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の積分値が減少している状態で、両積分値の差Ａ８が所定の値Ａ８ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができ、両積分値の差Ａ８が所定の値Ａ８ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができる。
【００６２】
この実施の形態４のにように、単独運転判定部１６が第１電流積分値検出器１７が検出した電流の積分値により判定又は第２電流積分値検出器１８が検出した電流の積分値により判定するようにしたのは、実施の形態１の第１電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値により判定又は第２電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値により判定するのに比べて、電流の積分値であるため、誤動作が少ないことによるものである。
【００６３】
【発明の効果】
本発明の請求項１によれば、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路にダイオードを介して接続された検出用負荷コンデンサと、ダイオードと検出用負荷コンデンサの接続点に常開のスイッチを介して接続された放電用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第１の電流ピーク値検出器と、自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第２の電流ピーク値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときにスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときにスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路とを備え、単独運転判定部が検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より小さいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より大きいときに自家用発電設備が単独運転の場合と判定することができるので、自家用発電設備が単独運転していると判定した場合は直ちに自家用発電設備を系統電力会社側から分離させ、自家用発電設備側の機器類の損傷、或いは系統電力会社側の配電線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。
また、スイッチを閉成から開成しても検出用負荷コンデンサに電荷がない状態で開成されるためにアークが生じず、検出用負荷コンデンサが破壊されることはなく、検出用負荷コンデンサが消費する電力は検出用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ないために検出用負荷コンデンサは小さいもので済み、装置全体の小型化を図ることもできるという効果がある。
【００６４】
本発明の請求項２によれば、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路にダイオードを介して接続された検出用負荷コンデンサと、ダイオードと検出用負荷コンデンサの接続点に常開のスイッチを介して接続された放電用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第１の電流積分値検出器と、自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第２の電流積分値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときにスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときにスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路とを備え、単独運転判定部が検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値との差が所定の値より小さいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値との差が所定の値より大きいときに自家用発電設備が単独運転の場合と判定することができるので、自家用発電設備が単独運転していると判定した場合は直ちに自家用発電設備を系統電力会社側から分離させ、自家用発電設備側の機器類の損傷、或いは系統電力会社側の配電線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。
また、スイッチを閉成から開成しても検出用負荷コンデンサに電荷がない状態で開成されるためにアークが生じず、検出用負荷コンデンサが破壊されることはなく、検出用負荷コンデンサが消費する電力は検出用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ないために検出用負荷コンデンサは小さいもので済み、装置全体の小型化を図ることもできるという効果がある。
【００６５】
本発明の請求項３によれば、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられている分岐線に設けられた電流検出器と、分岐線における電流検出器より自家用発電機側にダイオードを介して接続された検出用負荷コンデンサと、ダイオードと検出用負荷コンデンサの接続点に常開のスイッチを介して接続された放電用抵抗と、電流検出器に流れる電流の位相を検出する電流位相検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときにスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときにスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路とを備え、単独運転判定部が検出用負荷コンデンサが充電された後における電流位相検出器が検出した電流の正の半サイクルの位相とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの電流位相検出器が検出した電流の正の半サイクルの位相との差が所定の値より小さいときは自家用発電設備が単独運転の場合と判定することができるので、自家用発電設備が単独運転していると判定した場合は直ちに自家用発電設備を系統電力会社側から分離させ、自家用発電設備側の機器類の損傷、或いは系統電力会社側の配電線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。
また、スイッチを閉成から開成しても検出用負荷コンデンサに電荷がない状態で開成されるためにアークが生じず、検出用負荷コンデンサが破壊されることはなく、検出用負荷コンデンサが消費する電力は検出用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ないために検出用負荷コンデンサは小さいもので済み、装置全体の小型化を図ることもできるという効果がある。
【００６６】
本発明の請求項４によれば、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に第１のダイオードを介して接続された第１の検出用負荷コンデンサと、第１のダイオードと第１の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第１のスイッチを介して接続された第１の放電用抵抗と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に第２のダイオードを介して接続された第２の検出用負荷コンデンサと、第２のダイオードと第２の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第２のスイッチを介して接続された第２の放電用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第１の電流ピーク値検出器と、自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第２の電流ピーク値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときに第１のスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときに第１のスイッチを開成させ、それから所定時間後に少なくとも１つの所定の正の半サイクルのときに第２のスイッチを閉成させ、次の負の半サイクルのときに第２のスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路とを備え、単独運転判定部が検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の正のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より小さいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の負の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の負のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より小さいとき、或いは検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の正のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より大きいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の負の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の負のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より大きいときの少なくともいずれかのときに、自家用発電設備が単独運転の場合と判定することができるので、自家用発電設備が単独運転していると判定した場合は直ちに自家用発電設備を系統電力会社側から分離させ、自家用発電設備側の機器類の損傷、或いは系統電力会社側の配電線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。
また、スイッチを閉成から開成しても検出用負荷コンデンサに電荷がない状態で開成されるためにアークが生じず、検出用負荷コンデンサが破壊されることはなく、検出用負荷コンデンサが消費する電力は検出用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ないために検出用負荷コンデンサは小さいもので済み、装置全体の小型化を図ることもできるという効果がある。
さらに、第１の検出用負荷コンデンサを正の半サイクルの電流で充電した後に、今度は第１の検出用負荷コンデンサを負の半サイクルの電流で充電し、これを交互に行うことにようにしたので、第１の電流検出器に流れる電流による磁気の偏りがなくなり、その偏磁作用が生じないために第１の電流検出器の検出値の誤差を防止し、また加熱損傷のおそれがなくなるという効果もある。
【００６７】
本発明の請求項５によれば、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に第１のダイオードを介して接続された第１の検出用負荷コンデンサと、第１のダイオードと第１の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第１のスイッチを介して接続された第１の放電用抵抗と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に第２のダイオードを介して接続された第２の検出用負荷コンデンサと、第２のダイオードと第２の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第２のスイッチを介して接続された第２の放電用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第１の電流積分値検出器と、自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第２の電流積分値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときに第１のスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときに第１のスイッチを開成させ、それから所定時間後に少なくとも１つの所定の正の半サイクルのときに第２のスイッチを閉成させ、次の負の半サイクルのときに第２のスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路とを備え、単独運転判定部が検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流積分値検出器が検出した電流の正の積分値との差が所定の値より小さいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流積分値検出器が検出した電流の負の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流積分値検出器が検出した電流の負の積分値との差が所定の値より小さいとき、或いは検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流積分値検出器が検出した電流の正の積分値との差が所定の値より大きいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流積分値検出器が検出した電流の負の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流積分検出器が検出した電流の負の積分値との差が所定の値より大きいときの少なくともいずれかのときに、自家用発電設備が単独運転の場合と判定することができるので、自家用発電設備が単独運転していると判定した場合は直ちに自家用発電設備を系統電力会社側から分離させ、自家用発電設備側の機器類の損傷、或いは系統電力会社側の配電線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。
また、スイッチを閉成から開成しても検出用負荷コンデンサに電荷がない状態で開成されるためにアークが生じず、検出用負荷コンデンサが破壊されることはなく、検出用負荷コンデンサが消費する電力は検出用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ないために検出用負荷コンデンサは小さいもので済み、装置全体の小型化を図ることもできるという効果がある。
さらに、第１の検出用負荷コンデンサを正の半サイクルの電流で充電した後に、今度は第１の検出用負荷コンデンサを負の半サイクルの電流で充電し、これを交互に行うことにようにしたので、第１の電流検出器に流れる電流による磁気の偏りがなくなり、その偏磁作用が生じないために第１の電流検出器の検出値の誤差を防止し、また加熱損傷のおそれがなくなるという効果もある。
【００６８】
本発明の請求項６によれば、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられている分岐線に設けられた電流検出器と、第１のダイオードと第１の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第１のスイッチを介して接続された第１の放電用抵抗と、分岐線における電流検出器より自家用発電機側に第２のダイオードを介して接続された第２の検出用負荷コンデンサと、第２のダイオードと第２の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第２のスイッチを介して接続された第２の放電用抵抗と、電流検出器に流れる電流の位相を検出する電流位相検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときに第１のスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときに第１のスイッチを開成させ、それから所定時間後に少なくとも１つの所定の正の半サイクルのときに第２のスイッチを閉成させ、次の負の半サイクルのときに第２のスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路とを備え、単独運転判定部が検出用負荷コンデンサが充電された後における電流位相検出器が検出した電流の正の半サイクルの位相とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの電流位相検出器が検出した電流の正の半サイクルの位相との差が所定の値より小さいとき、或いは検出用負荷コンデンサが充電された後における電流位相検出器が検出した電流の負の半サイクルの位相とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの電流位相検出器が検出した電流の負の半サイクルの位相との差が所定の値より小さいときは自家用発電設備が単独運転の場合と判定することができるので、自家用発電設備が単独運転していると判定した場合は直ちに自家用発電設備を系統電力会社側から分離させ、自家用発電設備側の機器類の損傷、或いは系統電力会社側の配電線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。
また、スイッチを閉成から開成しても検出用負荷コンデンサに電荷がない状態で開成されるためにアークが生じず、検出用負荷コンデンサが破壊されることはなく、検出用負荷コンデンサが消費する電力は検出用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ないために検出用負荷コンデンサは小さいもので済み、装置全体の小型化を図ることもできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の自家用発電設備の単独運転検出装置の構成を示す単線結線図である。
【図２】同単独運転検出装置の原理的構成を示す単線結線図である。
【図３】同単独運転検出装置の分岐線から検出用インピーダンス負荷に流れる電流の模式化した波形図である。
【図４】本発明の実施形態２の自家用発電設備の単独運転検出装置の構成を示す単線結線図である。
【図５】本発明の実施形態３の自家用発電設備の単独運転検出装置の構成を示す単線結線図である。
【図６】本発明の実施形態４の自家用発電設備の単独運転検出装置の構成を示す単線結線図である。
【符号の説明】
１ 系統電力会社
２ 自家用発電設備
３ 配電線
６ 分岐線
８ 自家用発電機
９ 自家用負荷
１０ 第１電流検出器（ＣＴ１）
１１ 第２電流検出器（ＣＴ２）
１２ 第１電流ピーク値検出器
１３ 第２電流ピーク値検出器
１４ 第１位相検出器
１５ 第２位相検出器
１６ 単独運転判定部
２１ ダイオード
２２ 検出用負荷コンデンサ
２４ スイッチ
２５ 放電用抵抗
２７ スイッチ駆動回路
２８ ゼロクロス点検出回路
２９ 下限電流検出回路
３０ 上昇電流検出回路
３１ 第１のアンド回路
３２ 第２のアンド回路
３３ 信号出力制御回路
【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の単独運転検出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。
【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、電力供給側が不健全状態にあるか否か、即ち電力会社の発電所側の遮断器が開路されているか、或いは配電線が断線し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、配電線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自家用発電設備が単独運転すると、電力供給側の故障した配電線に自家用発電機の電圧が印加されて配電線の保守点検、復旧作業等が危険となるという問題があった。
【０００４】
そこで、電力供給側が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不健全状態で自家用発電設備が単独運転していること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不健全状態で自家用発電設備が単独運転していることを容易に検出でき、しかも発熱を最小限に抑え、小型化できてコストダウンが図れる自家用発電設備の単独運転検出装置を得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の単独運転検出装置は、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路にダイオードを介して接続された検出用負荷コンデンサと、ダイオードと検出用負荷コンデンサの接続点に常開のスイッチを介して接続された放電用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第１の電流ピーク値検出器と、自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第２の電流ピーク値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときにスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときにスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路と、検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より小さいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より大きいときに自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とを備えて構成されている。
【０００７】
本発明の請求項２に係る自家用発電設備の単独運転検出装置は、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路にダイオードを介して接続された検出用負荷コンデンサと、ダイオードと検出用負荷コンデンサの接続点に常開のスイッチを介して接続された放電用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第１の電流積分値検出器と、自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第２の電流積分値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときにスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときにスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路と、検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値との差が所定の値より小さいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値との差が所定の値より大きいときに自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とを備えて構成されている。
【０００８】
本発明の請求項３に係る自家用発電設備の単独運転検出装置は、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられている分岐線に設けられた電流検出器と、分岐線における電流検出器より自家用発電機側にダイオードを介して接続された検出用負荷コンデンサと、ダイオードと検出用負荷コンデンサの接続点に常開のスイッチを介して接続された放電用抵抗と、電流検出器に流れる電流の位相を検出する電流位相検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときにスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときにスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路と、検出用負荷コンデンサが充電された後における電流位相検出器が検出した電流の正の半サイクルの位相とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの電流位相検出器が検出した電流の正の半サイクルの位相との差が所定の値より小さいときは自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とを備えて構成されている。
【０００９】
本発明の請求項４に係る自家用発電設備の単独運転検出装置は、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に第１のダイオードを介して接続された第１の検出用負荷コンデンサと、第１のダイオードと第１の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第１のスイッチを介して接続された第１の放電用抵抗と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に第２のダイオードを介して接続された第２の検出用負荷コンデンサと、第２のダイオードと第２の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第２のスイッチを介して接続された第２の放電用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第１の電流ピーク値検出器と、自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第２の電流ピーク値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときに第１のスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときに第１のスイッチを開成させ、それから所定時間後に少なくとも１つの所定の正の半サイクルのときに第２のスイッチを閉成させ、次の負の半サイクルのときに第２のスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路と、検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の正のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より小さいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の負の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の負のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より小さいとき、或いは検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の正のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より大きいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の負の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の負のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より大きいときの少なくともいずれかのときに、自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とを備えて構成されている。
【００１０】
本発明の請求項５に係る自家用発電設備の単独運転検出装置は、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に第１のダイオードを介して接続された第１の検出用負荷コンデンサと、第１のダイオードと第１の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第１のスイッチを介して接続された第１の放電用抵抗と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に第２のダイオードを介して接続された第２の検出用負荷コンデンサと、第２のダイオードと第２の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第２のスイッチを介して接続された第２の放電用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第１の電流積分値検出器と、自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第２の電流積分値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときに第１のスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときに第１のスイッチを開成させ、それから所定時間後に少なくとも１つの所定の正の半サイクルのときに第２のスイッチを閉成させ、次の負の半サイクルのときに第２のスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路と、検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流積分値検出器が検出した電流の正の積分値との差が所定の値より小さいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流積分値検出器が検出した電流の負の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流積分値検出器が検出した電流の負の積分値との差が所定の値より小さいとき、或いは検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流積分値検出器が検出した電流の正の積分値との差が所定の値より大きいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流積分値検出器が検出した電流の負の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流積分検出器が検出した電流の負の積分値との差が所定の値より大きいときの少なくともいずれかのときに、自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とを備えて構成されている。
【００１１】
本発明の請求項６に係る自家用発電設備の単独運転検出装置は、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられている分岐線に設けられた電流検出器と、第１のダイオードと第１の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第１のスイッチを介して接続された第１の放電用抵抗と、分岐線における電流検出器より自家用発電機側に第２のダイオードを介して接続された第２の検出用負荷コンデンサと、第２のダイオードと第２の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第２のスイッチを介して接続された第２の放電用抵抗と、電流検出器に流れる電流の位相を検出する電流位相検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときに第１のスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときに第１のスイッチを開成させ、それから所定時間後に少なくとも１つの所定の正の半サイクルのときに第２のスイッチを閉成させ、次の負の半サイクルのときに第２のスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路と、検出用負荷コンデンサが充電された後における電流位相検出器が検出した電流の正の半サイクルの位相とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの電流位相検出器が検出した電流の正の半サイクルの位相との差が所定の値より小さいとき、或いは検出用負荷コンデンサが充電された後における電流位相検出器が検出した電流の負の半サイクルの位相とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの電流位相検出器が検出した電流の負の半サイクルの位相との差が所定の値より小さいときは自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とを備えて構成されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
図１は本発明の実施形態１の自家用発電設備の単独運転検出装置の構成を示す単線結線図、図２は同単独運転検出装置の原理的な構成を示す単線結線図、図３は同単独運転検出装置の分岐線から検出用インピーダンス負荷に流れる電流の模式化した波形図、図４は同単独運転検出装置の分岐線から検出用負荷コンデンサに流れる電流の実際の波形図である。
図において、１は電力を供給する系統電力会社、２は系統電力会社１から配電線３を介して電力が供給される自家用発電設備、４は系統電力会社１と配電線３との間に設けられた遮断器である。配電線３には複数の一般負荷５が接続されている。これらの一般負荷５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配電線３より分離して危険を防止する。
６は自家用発電設備２に設けられ、配電線３の分岐点Ｐより分岐された分岐線、７は分岐線６の分岐点Ｐ側に接続された自家用連系遮断器、８は分岐線６の端末側に接続された自家用発電機、９は自家用発電機８に分岐線６を介して接続された自家用負荷である。
【００１７】
１０、１１は分岐線６に直列に設けられた第１及び第２電流検出器（ＣＴ１、ＣＴ２）である。１２は配電線側（以下、「系統側」という）の第１電流検出器１０に流れる電流のピーク値を検出する第１電流ピーク値検出器、１３は自家用発電機８側（以下、「発電機側」という）の第２電流検出器１１に流れる電流のピーク値を検出する第２電流ピーク値検出器、１４は系統側の第１電流検出器１０に流れる電流の位相を検出する第１位相検出器、１６は第１及び第２電流ピーク値検出器１２、１３と第１位相検出器１４に接続され、これらの検出値から自家用発電設備２の単独運転を検出する単独運転判定部である。
【００１８】
２１は分岐線６における第１及び第２電流検出器１０、１１の間の線路ａにアノードが接続されたダイオード、２２はダイオード２１のカソードに接続された検出用負荷コンデンサ、２３は検出用負荷コンデンサ２２に一端が接続され、他端が接地されたラッシュ抑制抵抗、２４はダイオード２１と検出用負荷コンデンサ２２の接続点に一端側が接続されたスイッチ、２５はスイッチ２４の他端側に接続された放電用抵抗、２６は放電用抵抗２５に一端が接続され、他端が接地された放電用インダクタンスである。
【００１９】
２７は下降傾向のゼロクロス点の検出信号を受けてスイッチ２４を閉成し、上昇傾向のゼロクロス点の検出信号を受けてスイッチ２４を開成するよう駆動するスイッチ駆動回路、２８は分岐線６に流れる電流のゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出回路、２９は分岐線６に流れる電流の下降傾向を検出する下降電流検出回路、３０は分岐線６に流れる電流の上昇傾向を検出する上昇電流検出回路、３１はゼロクロス点検出回路２８が検出したゼロクロス点と下降電流検出回路２９が検出した電流の下降傾向とから下降傾向のゼロクロス点の検出信号を出力する第１のアンド回路、３２はゼロクロス点検出回路２８が検出したゼロクロス点と上昇電流検出回路３０が検出した電流の上昇傾向とから上昇傾向のゼロクロス点の検出信号を出力する第２のアンド回路、３３は第１のアンド回路３１からの下降傾向のゼロクロス点の検出信号と第２のアンド回路３２からの上昇傾向のゼロクロス点の検出信号を受け、これらの検出信号を例えば１秒間に３〜５回の間隔で周期的にスイッチ駆動回路２７に出力すると共に第２のアンド回路３２からの上昇傾向のゼロクロス点の検出信号を例えば１秒間に３〜５回の間隔で周期的に単独運転判定部１６に出力する信号出力制御回路である。
【００２０】
まず、本発明の実施の形態１の自家用発電設備の単独運転検出装置により自家用発電設備２の単独運転を検出できる原理の大略を図２に基づいて説明する。なお、図２において、図１と実質的に同一の構成は同一符号を付して説明を省略する。
例えば、自家用発電設備２内の自家用負荷９が必要とする電力を自家用発電機８を駆動しながら供給する。そして、自家用負荷９の電力が自家用発電機８の出力以上に必要となったら、不足する電力が系統電力会社１から自家用連系遮断器７を経由して自家用負荷９へ供給される。
又、自家用負荷９の負荷容量が減少して自家用発電機８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自家用連系遮断器７より電力供給側である系統電力会社１側へ逆潮させて余剰電力を系統電力会社１へ販売するものである。
【００２１】
ところで、自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と系統電力会社１側と連系中に不健全な状態となり自家用発電設備２が単独運転している場合では、図２に示すように系統電力会社１側の配電線３と自家用発電機８との間に設けられた分岐線６に検出用負荷コンデンサ２２を瞬間的に投入すると、その分岐線６の系統側と発電機側とに流れる電流のピーク値と電流波形の位相角がそれぞれ違うことにより、それに基づき連系されて正常な場合か単独運転の場合かを判定するようにしたものである。
ここで、系統電力会社１側と連系中に不健全な状態となり自家用発電設備２が単独運転している場合とは系統電力会社１側に故障が発生して連系遮断器４が開路されているか、或いは配電線３が断線している場合をいう。
【００２２】
自家用発電設備が系統電力会社側と連系されて健全な正常な場合に、図２に示すスイッチＳをオンして検出用負荷コンデンサ２２を投入し、検出用負荷コンデンサ２２が充電された後に分岐線６の系統側と発電機側とに流れる電流を第１の電流検出器（ＣＴ１）１０と第２の電流検出器（ＣＴ２）１１とで検出すると、両者の電流波形は図３の（ａ）の実線に示すように同一波形である。これは検出用負荷コンデンサ２２が充電された後はそれ以上検出用負荷コンデンサ２２には電流が流れないためと考えられるからである。
また、正常な場合で、分岐線６に流れている電流のゼロクロス点でスイッチＳをオンして検出用負荷コンデンサ２２を瞬間的に投入した時に、分岐線６の系統側と発電器側とに流れる電流を第１及び第２電流検出器１０、１１で検出すると、その電流波形は図３の（ａ）の破線で示すように、発電機側の第２電流検出器１１（ＣＴ２）が検出する電流のピーク値と位相は少ししか変化しないが、系統側の第１電流検出器１０（ＣＴ１）が検出する電流のピーク値と位相は大きく変化する（即ち、電流のピーク値が減少すると共に電流の位相はゼロクロス点を基準に見るとθだけ進む）ことが分かる。
これは自家用発電機８の発電電流が発電機側から系統側に流れている場合に検出用負荷コンデンサ２２を瞬間的に投入した時に、発電機側からの電流ｉｇの他に系統側からの電流ｉｋが検出用負荷コンデンサ２２に流れる込み、しかもｉｋはｉｇに比べて非常に大きいために第１電流検出器１０（ＣＴ１）が検出する電流が減少し、検出用負荷コンデンサ２２であるために位相が進むことによるためと考えられるからである。
【００２３】
次に、自家用発電設備が系統電力会社側と連系中に不健全な状態となって自家用発電設備が単独運転している場合には、スイッチＳをオンして検出用負荷コンデンサ２２を投入し、検出用負荷コンデンサ２２が充電された後に分岐線６の系統側と発電機側とに流れる電流を第１の電流検出器（ＣＴ１）１０と第２の電流検出器（ＣＴ２）１１とで検出すると、両者の電流波形は図３の（ｂ）の実線に示すように同一波形である。これは検出用負荷コンデンサ２２が充電された後はそれ以上検出用負荷コンデンサ２２には電流が流れないためと考えられるからである。
【００２４】
また、単独運転の場合で、分岐線６に流れている電流のゼロクロス点でスイッチ１２をオンして検出用負荷コンデンサ２２を瞬間的に投入した時に、分岐線６の系統側と発電器側とに流れる電流を第１及び第２の電流検出器１０と１１とで検出すると、その電流波形は図３の（ｂ）の破線で示すように、系統側の第１の電流検出器１０（ＣＴ１）が検出する電流のピーク値と位相は少ししか変化しないが、発電機側の第２の電流検出器１１（ＣＴ２）が検出する電流のピーク値と位相は大きく変化する（即ち、電流のピーク値が増加すると共に電流の位相はゼロクロス点を基準に見るとθだけ進む）ことが分かっている。
これは自家用発電機８の発電電流が発電機側から系統側に流れている場合に検出用負荷コンデンサ２２を瞬間的に投入した時に、今まで系統側からの電流ｉｋは流れずゼロでそのままであるが、発電機側からの電流ｉｇは検出用負荷コンデンサ２２が投入された分だけ余計に流れ込むために第２電流検出器１１（ＣＴ２）が検出する電流が増大し、検出用負荷コンデンサ２２であるために位相が進むことによるためと考えられるからである。
従って、第１電流検出器１０又は第２電流検出器１１で検出した電流のピーク値の変化をみるか、電流の位相差を見ることにより、自家用発電設備が系統電力会社側と連系されて健全な正常な場合と系統電力会社側と連系中に不健全な状態で自家用発電設備が単独運転している場合とを判定することができる。
【００２５】
次に、本発明の実施の形態１の自家用発電設備の単独運転検出装置の動作について説明する。
スイッチ２４が開成している状態のままでは、分岐線６に流れている電流の一部がダイオード２１を介して検出用負荷コンデンサ２２に流れ込むが、検出用負荷コンデンサ２２が充電された後は電流が流れることはないから、検出用負荷コンデンサ２２がないのと同じ状態となり、分岐線６に流れる電流を第１及び第２の電流検出器１０と１１で検出しても、その検出値は同じとなる。これは系統連系中の正常時や単独運転の異常時でも同じである。
【００２６】
そこで、 図３に示すように分岐線６に流れている電流のａ点のゼロクロス点でスイッチ２４を閉成すると、検出用負荷コンデンサ２２に充電されていた電気（電荷）が放電され、放電用抵抗２５と放電用インダクタンス２６で消費して検出用負荷コンデンサ２２の両端電圧ｅはゼロとなる。このように分岐線６に流れている電流のうち、検出用負荷コンデンサ２２に電流の流れない半サイクルの時間内（５０Ｈｚで１０ｍｓ、６０Ｈｚで８ｍｓ）で放電が完了するよう検出用負荷コンデンサ２２と放電用抵抗２５との時定数（Ｒ×Ｃ）の設定をする。
【００２７】
そして、次の分岐線６に流れている電流のうち、検出用負荷コンデンサ２２に電流の流れる半サイクルが開始するｂ点のゼロクロス点でスイッチ２４を開成すると、その瞬間に急激に検出用負荷コンデンサ２２に大きな充電電流が突入電流として流れる。この突入電流による分岐線６に流れる電流の変化を第１電流検出器１０又は第２電流検出器１１で検出して単独運転を検知する。これを周期的に一定の間隔、例えば１秒間に３〜５回の設定回数り返し、設定した回数を連続して検知した場合に単独と判定して異常信号を出す。
【００２８】
以上の動作を図１に基づいて詳細に説明する。
スイッチ２４はスイッチ駆動回路２７からの駆動信号に基づいて開閉し、スイッチ駆動回路２７から駆動信号を受けないときには開成している。従って、検出用負荷コンデンサ２２は通常は充電されている。
そして、この時点における第１及び第２の電流検出器１０、１１が検出した電流から第１及び第２の電流ピーク値検出器１２、１３が検出した電流ピーク値と第１の位相検出器１４が検出した電流の位相は単独運転判定部１６に入力されている。
ゼロクロス点検出回路２８は分岐線６に流れている電流のゼロクロス点を検出した検出信号を第１アンド回路３１と第２アンド回路３２に出力しており、下降電流検出回路２９は下降電流を検出した検出信号を第１アンド回路３１に出力しており、上昇電流検出回路３０は上昇電流を検出した検出信号を第２アンド回路３２に出力している。
【００２９】
そして、第１アンド回路３１はゼロクロス点検出回路２８が検出したゼロクロス点と下降電流検出回路２９が検出した下降電流とを受けたときに下降傾向のゼロクロス点の検出信号を信号出力制御回路３３に出力し、第２アンド回路３２はゼロクロス点検出回路２８が検出したゼロクロス点と上昇電流検出回路３０が検出した上昇電流とを受けたときに上昇傾向のゼロクロス点の検出信号を信号出力制御回路３３に出力している。その信号出力制御回路３３は例えば１秒間に３回の間隔で周期的にまず下降傾向のゼロクロス点の検出信号をスイッチ駆動制御回路３７に出力する。
その下降傾向のゼロクロス点の検出信号を受けたスイッチ駆動制御回路３７はスイッチ２４を電流の負の半サイクルの間閉成し、検出用負荷コンデンサ２２に充電されていた電気（電荷）を放電させ、放電用抵抗２５と放電用インダクタンス２６で消費して検出用負荷コンデンサ２２の両端電圧ｅをゼロとする。
【００３０】
次に、信号出力制御回路３３は例えば１秒間に３回の間隔で周期的に上昇傾向のゼロクロス点の検出信号をスイッチ駆動制御回路２７に出力する。その上昇傾向のゼロクロス点の検出信号を受けたスイッチ駆動制御回路２７はスイッチ２４を電流の正の半サイクルの間開成させ、その瞬間に急激に検出用負荷コンデンサ２２に大きな充電電流を突入電流として流す。このとき、信号出力制御回路３３は上昇傾向のゼロクロス点の検出信号を単独運転判定部１６にも出力している。従って、これら各時点における第１及び第２の電流検出器１０、１１が検出した電流から第１及び第２の電流ピーク値検出器１２、１３が検出した電流ピーク値と第１及び第２の位相検出器１４、１５が検出した電流の位相は単独運転判定部１６に入力される。
【００３１】
単独運転判定部１６では、スイッチ２４が開成された検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の正の半サイクルのピーク値とスイッチ２４が閉成された直後に開成されて検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の正の半サイクルのピーク値とを比較し、検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値に対して検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値が減少している状態で、両ピーク値の差Ａ１が所定の値Ａ１ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができ、両ピーク値の差Ａ１が所定の値Ａ１ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができる。
【００３２】
また、スイッチ２４が開成された検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流の正の半サイクルのピーク値とスイッチ２４が閉成された直後に開成されて検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値とを比較し、検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値に対して検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流の正の半サイクルのピーク値とが増大している状態で、両ピーク値の差Ａ２が所定の値Ａ２ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができ、両ピーク値の差Ａ２が所定の値Ａ２ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができる。
【００３３】
次に、単独運転判定部１６では、スイッチ２４が開成された検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の位相検出器１４が検出した電流の正の半サイクルの位相とスイッチ２４が閉成された直後に開成されて検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の位相検出器１４が検出した電流の位相とを比較し、検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の位相検出器１４が検出した電流の正の半サイクルの位相に対して検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の位相検出器１４が検出した電流の位相が進んでいる状態で、両者の位相差θが所定の位相差θrefより大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができ、両者の位相差θが所定の位相差θrefより小さいときは、自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができる。
【００３４】
そして、この実施の形態１の単独運転判定部１６は、第１電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値による判定又は第２電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値による判定だけでなく、第１及び第２の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値による判定が同じときに、或いは第１及び第２の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値による判定と第１位相検出器１４が検出した電流の位相差による判定とが同じときに、それぞれ自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と、自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態で自家用発電設備２が単独運転している場合とに分けて判定する。それは、このような２つ又は３つの観点から判断した方がより正確に判定できるからである。
従って、このように自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転していると判定した場合は、直ちに自家用発電設備２を系統電力会社１側から分離させ、自家用発電設備２側の機器類の損傷、或いは系統電力会社１側の配電線３の保守点検時の事故等の各種の事故の発生を防止することができる。
【００３５】
これによって、自家用発電機８は連続運転しながら設備内の自家用負荷９に電力を供給でき、故障により系統側遮断器４やその他の各遮断器が開路されて無負荷状態の電線路３に自家用発電機８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、配電線３の故障復旧後に直ちに系統電力会社１側の系統側遮断器４を閉路しても、自家用連系遮断器７が開路されていれば自家用発電設備２側の機器類が損傷することなく、自家用発電機８は電圧、周波数、位相等を同期検定器等で系統電力会社１側と正確に同期させた後で自家用連系遮断器７を閉路し、連系させながら自家用発電設備２を系統電力会社１側と系統連系させて通常状態に復帰
【００３６】
なお、この実施の形態１で、電流のピーク値と位相の変化から自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に健全な正常な状態か、不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転かを判定できるのは、分岐線６にスイッチを介して検出用負荷コンデンサを接続し、スイッチオン時に検出用負荷コンデンサに電流が流れるときに分岐線における系統側と発電機側の電流のピーク値或いは位相が自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に健全な正常な状態の場合と不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転の場合とで変化するから、かかる変化を検出することにより自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に健全な正常な状態の場合と不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転の場合とを判定できるとする原理的説明をした。
【００３７】
これは、検出用負荷抵抗であってもスイッチオン時に検出用負荷抵抗に流れるに電流が流れるときに分岐線における系統側と発電機側の電流のピーク値或いは位相が自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に健全な正常な状態の場合と不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転の場合とで変化するから、検出用負荷抵抗を用いてもよいが、この場合には消費電力が大きく、検出用負荷抵抗も大型のものが必要で、装置全体が大型化するという問題があった。
そこで、検出用負荷抵抗に代わり検出用負荷コンデンサを用いることにより、消費電力が少なくなり、検出用負荷コンデンサは検出用負荷抵抗に比べて小さくて済み、装置全体が小型化することとなった。
また、このように原理的には分岐線６にスイッチＳを介して検出用負荷コンデンサ２２を接続して検出することができるが、実際上はスイッチＳの入り、切りを頻繁にすると、アークが発生して検出用負荷コンデンサ２２を破壊してしまうおそれがあるという問題が生じるため、実際上は適さないものであった。
【００３８】
このため、分岐線６に直接に検出用負荷コンデンサ２２を接続したままにすることが考えられた。この場合にも、自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に健全な正常な状態の場合と不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転の場合とで検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れるときに分岐線６における系統側と発電機側の電流のピーク値或いは位相が変化するが、系統電力会社１側と自家用発電設備２がバランスしたときには、系統電力会社１側から検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れず、自家用発電機８側からの電流が流れるため、不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転の場合と同様となり、自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に健全な正常な状態の場合と不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転の場合とを判定できないという欠点があるものであった。
【００３９】
そこで、本発明の実施の形態１のように、分岐線６にダイオード２１を介して検出用負荷コンデンサ２２を接続し、ダイオード２１と検出用負荷コンデンサ２２の接続点にスイッチ２４を介して放電用抵抗２５を接続し、常時スイッチ２４を開成しておき、検出用負荷コンデンサ２２が充電された後に分岐線６に流れる電流の負の半サイクルでスイッチ２４を閉成して検出用負荷コンデンサ２２の電荷を放電させて放電用抵抗２５に電流を流し、分岐線６に流れる次の電流の正の半サイクルでスイッチ２４を開成して検出用負荷コンデンサ２２に充電する突入電流を流し、このときの分岐線６における系統側と発電機側の電流のピーク値或いは位相の変化を検出することにより、自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に健全な正常な状態の場合と不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転の場合とを判定するようにすれば、スイッチ２４を閉成から開成しても検出用負荷コンデンサ２２に電荷がない状態で開成されるためにアークが生じず、検出用負荷コンデンサ２２が破壊されることはない。
また、検出用負荷コンデンサ２２が消費する電力は検出用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ないために検出用負荷コンデンサ２２は検出用負荷抵抗に比べて小さいもので済み、装置全体の小型化を図ることもできる。
【００４０】
なお、上記実施の形態１では、単独運転判定部１６が第１電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値により判定又は第２電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値により判定するようにしているが、かかる電流のピーク値に基づいて平均値又は実効値を演算して求め、平均値又は実効値により判定することができることはいうまでもない。
【００４１】
実施の形態２
図４は本発明の実施形態２の自家用発電設備の単独運転検出装置の構成を示す単線結線図である。
図において、本発明の実施の形態１と同一の構成は同一符号を付して重複した構成の説明を省略する。
この実施の形態２では実施の形態１における第１電流ピーク値検出器１２又は第２電流ピーク値検出器１３の代わりに第１電流積分値検出器１７又は第２電流積分値検出器１８を設けているものである。
【００４２】
次に、本発明の実施の形態２の自家用発電設備の単独運転検出装置の動作について、実施の形態１と相違する動作について説明する。
この実施の形態２の単独運転判定部１６では、スイッチ２４が開成された検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ２４が閉成された直後に開成されて検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の正の半サイクルの積分値とを比較し、検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の積分値に対して検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の積分値が減少している状態で、両積分値の差Ａ３が所定の値Ａ３ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができ、両積分値の差Ａ３が所定の値Ａ３ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができる。
【００４３】
また、スイッチ２４が開成された検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の正の半サイクルのピーク値とスイッチ２４が閉成された直後に開成されて検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の積分値とを比較し、検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の積分値に対して検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の積分値が増大している状態で、両ピーク値の差Ａ４が所定の値Ａ４ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができ、両ピーク値の差Ａ４が所定の値Ａ４ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができる。
【００４４】
この実施の形態２のように、単独運転判定部１６が第１電流積分値検出器１７が検出した電流の積分値により判定又は第２電流積分値検出器１８が検出した電流の積分値により判定するようにしたのは、実施の形態１の第１電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値により判定又は第２電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値により判定するのに比べて、電流の積分値であるため、誤動作が少ないことによるものである。
【００４５】
実施の形態３
図５は本発明の実施形態３の自家用発電設備の単独運転検出装置の構成を示す単線結線図である。
図において、本発明の実施の形態１と同一の構成は同一符号を付して重複した構成の説明を省略する。
この実施の形態３では、実施の形態１と同様に、分岐線６における第１及び第２電流検出器１０、１１の間の線路ａに第１のダイオード２１を接続し、その第１のダイオード２１に第１の検出用負荷コンデンサ２２を接続し、その第１の検出用負荷コンデンサ２２に第１のラッシュ抑制抵抗２３を接続し、第１のダイオード２１と第１の検出用負荷コンデンサ２２の接続点に第１のスイッチ２４を介して第１の放電用抵抗２５を接続し、その第１の放電用抵抗２５に第１の放電用インダクタンス２６を接続しているが、更に分岐線６における第１及び第２電流検出器１０、１１の間の線路ａに第２のダイオード４１を接続し、その第２のダイオード４１に第２の検出用負荷コンデンサ４２を接続し、その第２の検出用負荷コンデンサ４２に第２のラッシュ抑制抵抗４３を接続し、第２のダイオード４１と第２の検出用負荷コンデンサ４２の接続点に第２のスイッチ４４を介して第２の放電用抵抗４５を接続し、その第２の放電用抵抗４５に第２の放電用インダクタンス４６を接続している。
【００４６】
次に、本発明の実施の形態３の自家用発電設備の単独運転検出装置の動作について、実施の形態１と相違する動作について説明する。
この実施の形態３では、まず、スイッチ駆動制御回路２７は第１のスイッチ２４を電流の負の半サイクルの間閉成し、第１の検出用負荷コンデンサ２２に充電されていた電気（電荷）を放電させ、第１の放電用抵抗２５と第１の放電用インダクタンス２６で消費して第１の検出用負荷コンデンサ２２の両端電圧ｅをゼロとする。
次に、スイッチ駆動制御回路２７は第１のスイッチ２４を電流の正の半サイクルの間開成させ、その瞬間に急激に第１の検出用負荷コンデンサ２２に大きな充電電流を突入電流として流す。このとき、信号出力制御回路３３は上昇傾向のゼロクロス点の検出信号を単独運転判定部１６にも出力している。
従って、この時点における第１及び第２の電流検出器１０、１１が検出した電流から第１及び第２の電流ピーク値検出器１２、１３が検出した電流ピーク値と第１及び第２の位相検出器１４、１５が検出した電流の位相は単独運転判定部１６に入力される。
【００４７】
それから所定時間後に、今度はスイッチ駆動制御回路２７は第２のスイッチ４４を電流の正の半サイクルの間閉成し、第２の検出用負荷コンデンサ４２に充電されていた電気（電荷）を放電させ、第２の放電用抵抗４５と第２の放電用インダクタンス４６で消費して第２の検出用負荷コンデンサ２２の両端電圧ｅをゼロとする。
次に、スイッチ駆動制御回路２７は第２のスイッチ４４を電流の負の半サイクルの間開成させ、その瞬間に急激に第２の検出用負荷コンデンサ４２に大きな充電電流を突入電流として流す。このとき、信号出力制御回路３３は下降傾向のゼロクロス点の検出信号を単独運転判定部１６にも出力している。
従って、この時点における第１及び第２の電流検出器１０、１１が検出した電流から第１及び第２の電流ピーク値検出器１２、１３が検出した電流ピーク値と第１及び第２の位相検出器１４、１５が検出した電流の位相は単独運転判定部１６に入力される。
【００４８】
この実施の形態３の単独運転判定部１６では、第１のスイッチ２４が開成された第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の正の半サイクルのピーク値と第１のスイッチ２４が閉成された直後に開成されて第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の正の半サイクルのピーク値とを比較し、第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値に対して第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値が減少している状態で、両ピーク値の差Ａ１が所定の値Ａ１ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができ、両積分値の差Ａ１が所定の値Ａ１ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができる。
【００４９】
次に、それから所定時間後において、単独運転判定部１６では、第２スイッチ４４が開成された第２の検出用負荷コンデンサ４２の充電完了後における第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の負の半サイクルのピーク値と第２のスイッチ４４が閉成された直後に開成されて第２の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流ピーク値検出器１２検出した電流の負の半サイクルのピーク値とを比較し、第２の検出用負荷コンデンサ４２の充電完了後における第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値に対して第２の検出用負荷コンデンサ４２が放電された直後の充電時に第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値が減少している状態で、両ピーク値の差Ａ５が所定の値Ａ５ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができ、両積分値の差Ａ５が所定の値Ａ５ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができる。
【００５０】
更に、この実施の形態３の単独運転判定部１６では、第１スイッチ２４が開成された第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流の正の半サイクルのピーク値と第１のスイッチ２４が閉成された直後に開成されて第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流の正の半サイクルの積分とを比較し、第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値に対して第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値が減少している状態で、両ピーク値の差Ａ２が所定の値Ａ２ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態で単独運転をしている場合と判定することができ、両積分値の差Ａ２が所定の値Ａ２ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができる。
【００５１】
次に、それから所定時間後において、単独運転判定部１６では、第２スイッチ４４が開成された第２の検出用負荷コンデンサ４２の充電完了後における第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流の負の半サイクルのピーク値と第２のスイッチ４４が閉成された直後に開成されて第２の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第２の電流ピーク値検出器１２検出した電流の負の半サイクルのピーク値とを比較し、第２の検出用負荷コンデンサ４２の充電完了後における第２の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値に対して第２の検出用負荷コンデンサ４２が放電された直後の充電時に第２の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値が減少している状態で、両ピーク値の差Ａ６が所定の値Ａ６ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができ、両積分値の差Ａ６が所定の値Ａ６ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができる。
【００５２】
また、単独運転判定部１６では、第１のスイッチ２４が開成された第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の位相検出器１４が検出した電流の正の半サイクルの位相と第１のスイッチ２４が閉成された直後に開成されて第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の位相検出器１４が検出した電流の位相とを比較し、第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の位相検出器１４が検出した電流の正の半サイクルの位相に対して第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の位相検出器１４が検出した電流の位相が進んでいる状態で、両者の位相差θ１が所定の位相差θ１refより大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができ、両者の位相差θ１が所定の位相差θ１refより小さいときは、自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態で単独運転をしている場合と判定することができる。
【００５３】
次に、それから所定時間後に、単独運転判定部１６では、第２のスイッチ４４が開成された第２の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の位相検出器１４が検出した電流の負の半サイクルの位相と第２のスイッチ４４が閉成された直後に開成されて第２の検出用負荷コンデンサ４２が放電された直後の充電時に第１の位相検出器１４が検出した電流の位相とを比較し、第２の検出用負荷コンデンサ４２の充電完了後における第１の位相検出器１４が検出した電流の負の半サイクルの位相に対して第２の検出用負荷コンデンサ４２が放電された直後の充電時に第１の位相検出器１４が検出した電流の位相が進んでいる状態で、両者の位相差θ２が所定の位相差θ２ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができ、両者の位相差θ２が所定の位相差θ２ref より小さいときは、自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態で単独運転をしている場合と判定することができる。
【００５４】
そして、この実施の形態３の単独運転判定部１６は、第１電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値による判定又は第２電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値による判定だけでなく、第１及び第２の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値による判定が同じときに、或いは第１及び第２の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値による判定と第１位相検出器１４が検出した電流の位相差による判定とが同じときに、それぞれ自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と、自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態で自家用発電設備２が単独運転している場合とに分けて判定する。それは、このような２つ又は３つの観点から判断した方がより正確に判定できるからである。
従って、このように自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転していると判定した場合は、直ちに自家用発電設備２を系統電力会社１側から分離させ、自家用発電設備２側の機器類の損傷、或いは系統電力会社１側の配電線３の保守点検時の事故等の各種の事故の発生を防止することができる。
【００５５】
この実施の形態３のように、単独運転判定部１６で第１のスイッチ２４が開成された第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の正の半サイクルのピーク値と第１のスイッチ２４が閉成された直後に開成されて第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の正の半サイクルのピーク値とを比較するだけでなく、それから所定時間後において、単独運転判定部１６では、第２スイッチ４４が開成された第２の検出用負荷コンデンサ４２の充電完了後における第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の負の半サイクルのピーク値と第２のスイッチ４４が閉成された直後に開成されて第２の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流ピーク値検出器１２検出した電流の負の半サイクルのピーク値とを比較するようにしたのは、例えば第１の検出用負荷コンデンサ２２を正の半サイクルの電流で充電すると、そのときに第１の電流検出器１０に流れる電流による磁気が正の半サイクルに偏り、その偏磁作用によって第１の電流検出器１０の検出値に誤差を生じ易くなり、また加熱損傷するおそれがある。
【００５６】
そこで、第１の検出用負荷コンデンサ２２を正の半サイクルの電流で充電した後に、今度は第１の検出用負荷コンデンサ２２を負の半サイクルの電流で充電し、これを交互に行うことによって第１の電流検出器１０に流れる電流による磁気の偏りをなくし、その偏磁作用を生じないようにして第１の電流検出器１０の検出値の誤差を防止し、また加熱損傷のおそれがないようにしたものである。
この説明は第１の電流検出器１０について述べたものであるが、第２の電流検出器１１についても同様である。
【００５７】
実施の形態４
図６は本発明の実施形態４の自家用発電設備の単独運転検出装置の構成を示す単線結線図である。
図において、本発明の実施の形態３と同一の構成は同一符号を付して重複した構成の説明を省略する。
この実施の形態４では実施の形態３における第１電流ピーク値検出器１２又は第２電流ピーク値検出器１３の代わりに第１電流積分値検出器１７又は第２電流積分値検出器１８を設けているものである。
【００５８】
次に、本発明の実施の形態２の自家用発電設備の単独運転検出装置の動作について、実施の形態３と相違する動作について説明する。
この実施の形態４の単独運転判定部１６では、第１のスイッチ２４が開成された第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の正の半サイクルの積分値と第１のスイッチ２４が閉成された直後に開成されて第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の正の半サイクルの積分値とを比較し、第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の積分値に対して第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の積分値が減少している状態で、両積分値の差Ａ３が所定の値Ａ３ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができ、両積分値の差Ａ３が所定の値Ａ３ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができる。
【００５９】
次に、それから所定時間後において、単独運転判定部１６では、第２スイッチ４４が開成された第２の検出用負荷コンデンサ４２の充電完了後における第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の負の半サイクルの積分値と第２のスイッチ４４が閉成された直後に開成されて第２の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の負の半サイクルの積分値とを比較し、第２の検出用負荷コンデンサ４２の充電完了後における第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の積分値に対して第２の検出用負荷コンデンサ４２が放電された直後の充電時に第１の電流積分値検出器１７が検出した電流の積分値が減少している状態で、両積分値の差Ａ７が所定の値Ａ７ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができ、両積分値の差Ａ７が所定の値Ａ７ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態で単独運転をしている場合と判定することができる。
【００６０】
更に、この実施の形態３の単独運転判定部１６では、第１スイッチ２４が開成された第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の正の半サイクルの積分値と第１のスイッチ２４が閉成された直後に開成されて第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の正の半サイクルの積分値とを比較し、第１の検出用負荷コンデンサ２２の充電完了後における第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の積分値に対して第１の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の積分値が減少している状態で、両積分値の差Ａ４が所定の値Ａ４ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができ、両積分値の差Ａが所定の値Ａref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができる。
【００６１】
次に、それから所定時間後において、単独運転判定部１６では、第２スイッチ４４が開成された第２の検出用負荷コンデンサ４２の充電完了後における第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の負の半サイクルの積分値と第２のスイッチ４４が閉成された直後に開成されて第２の検出用負荷コンデンサ２２が放電された直後の充電時に第２の電流積分値検出器１８検出した電流の負の半サイクルの積分値とを比較し、第２の検出用負荷コンデンサ４２の充電完了後における第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の積分値に対して第２の検出用負荷コンデンサ４２が放電された直後の充電時に第２の電流積分値検出器１８が検出した電流の積分値が減少している状態で、両積分値の差Ａ８が所定の値Ａ８ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができ、両積分値の差Ａ８が所定の値Ａ８ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができる。
【００６２】
この実施の形態４のにように、単独運転判定部１６が第１電流積分値検出器１７が検出した電流の積分値により判定又は第２電流積分値検出器１８が検出した電流の積分値により判定するようにしたのは、実施の形態１の第１電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値により判定又は第２電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値により判定するのに比べて、電流の積分値であるため、誤動作が少ないことによるものである。
【００６３】
【発明の効果】
本発明の請求項１によれば、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路にダイオードを介して接続された検出用負荷コンデンサと、ダイオードと検出用負荷コンデンサの接続点に常開のスイッチを介して接続された放電用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第１の電流ピーク値検出器と、自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第２の電流ピーク値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときにスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときにスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路とを備え、単独運転判定部が検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より小さいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より大きいときに自家用発電設備が単独運転の場合と判定することができるので、自家用発電設備が単独運転していると判定した場合は直ちに自家用発電設備を系統電力会社側から分離させ、自家用発電設備側の機器類の損傷、或いは系統電力会社側の配電線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。
また、スイッチを閉成から開成しても検出用負荷コンデンサに電荷がない状態で開成されるためにアークが生じず、検出用負荷コンデンサが破壊されることはなく、検出用負荷コンデンサが消費する電力は検出用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ないために検出用負荷コンデンサは小さいもので済み、装置全体の小型化を図ることもできるという効果がある。
【００６４】
本発明の請求項２によれば、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路にダイオードを介して接続された検出用負荷コンデンサと、ダイオードと検出用負荷コンデンサの接続点に常開のスイッチを介して接続された放電用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第１の電流積分値検出器と、自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第２の電流積分値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときにスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときにスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路とを備え、単独運転判定部が検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値との差が所定の値より小さいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値との差が所定の値より大きいときに自家用発電設備が単独運転の場合と判定することができるので、自家用発電設備が単独運転していると判定した場合は直ちに自家用発電設備を系統電力会社側から分離させ、自家用発電設備側の機器類の損傷、或いは系統電力会社側の配電線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。
また、スイッチを閉成から開成しても検出用負荷コンデンサに電荷がない状態で開成されるためにアークが生じず、検出用負荷コンデンサが破壊されることはなく、検出用負荷コンデンサが消費する電力は検出用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ないために検出用負荷コンデンサは小さいもので済み、装置全体の小型化を図ることもできるという効果がある。
【００６５】
本発明の請求項３によれば、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられている分岐線に設けられた電流検出器と、分岐線における電流検出器より自家用発電機側にダイオードを介して接続された検出用負荷コンデンサと、ダイオードと検出用負荷コンデンサの接続点に常開のスイッチを介して接続された放電用抵抗と、電流検出器に流れる電流の位相を検出する電流位相検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときにスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときにスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路とを備え、単独運転判定部が検出用負荷コンデンサが充電された後における電流位相検出器が検出した電流の正の半サイクルの位相とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの電流位相検出器が検出した電流の正の半サイクルの位相との差が所定の値より小さいときは自家用発電設備が単独運転の場合と判定することができるので、自家用発電設備が単独運転していると判定した場合は直ちに自家用発電設備を系統電力会社側から分離させ、自家用発電設備側の機器類の損傷、或いは系統電力会社側の配電線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。
また、スイッチを閉成から開成しても検出用負荷コンデンサに電荷がない状態で開成されるためにアークが生じず、検出用負荷コンデンサが破壊されることはなく、検出用負荷コンデンサが消費する電力は検出用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ないために検出用負荷コンデンサは小さいもので済み、装置全体の小型化を図ることもできるという効果がある。
【００６６】
本発明の請求項４によれば、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に第１のダイオードを介して接続された第１の検出用負荷コンデンサと、第１のダイオードと第１の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第１のスイッチを介して接続された第１の放電用抵抗と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に第２のダイオードを介して接続された第２の検出用負荷コンデンサと、第２のダイオードと第２の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第２のスイッチを介して接続された第２の放電用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第１の電流ピーク値検出器と、自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第２の電流ピーク値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときに第１のスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときに第１のスイッチを開成させ、それから所定時間後に少なくとも１つの所定の正の半サイクルのときに第２のスイッチを閉成させ、次の負の半サイクルのときに第２のスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路とを備え、単独運転判定部が検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の正のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より小さいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の負の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の負のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より小さいとき、或いは検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の正のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より大きいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の負の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の負のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より大きいときの少なくともいずれかのときに、自家用発電設備が単独運転の場合と判定することができるので、自家用発電設備が単独運転していると判定した場合は直ちに自家用発電設備を系統電力会社側から分離させ、自家用発電設備側の機器類の損傷、或いは系統電力会社側の配電線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。
また、スイッチを閉成から開成しても検出用負荷コンデンサに電荷がない状態で開成されるためにアークが生じず、検出用負荷コンデンサが破壊されることはなく、検出用負荷コンデンサが消費する電力は検出用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ないために検出用負荷コンデンサは小さいもので済み、装置全体の小型化を図ることもできるという効果がある。
さらに、第１の検出用負荷コンデンサを正の半サイクルの電流で充電した後に、今度は第１の検出用負荷コンデンサを負の半サイクルの電流で充電し、これを交互に行うことにようにしたので、第１の電流検出器に流れる電流による磁気の偏りがなくなり、その偏磁作用が生じないために第１の電流検出器の検出値の誤差を防止し、また加熱損傷のおそれがなくなるという効果もある。
【００６７】
本発明の請求項５によれば、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に第１のダイオードを介して接続された第１の検出用負荷コンデンサと、第１のダイオードと第１の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第１のスイッチを介して接続された第１の放電用抵抗と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に第２のダイオードを介して接続された第２の検出用負荷コンデンサと、第２のダイオードと第２の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第２のスイッチを介して接続された第２の放電用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第１の電流積分値検出器と、自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第２の電流積分値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときに第１のスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときに第１のスイッチを開成させ、それから所定時間後に少なくとも１つの所定の正の半サイクルのときに第２のスイッチを閉成させ、次の負の半サイクルのときに第２のスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路とを備え、単独運転判定部が検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流積分値検出器が検出した電流の正の積分値との差が所定の値より小さいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流積分値検出器が検出した電流の負の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流積分値検出器が検出した電流の負の積分値との差が所定の値より小さいとき、或いは検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流積分値検出器が検出した電流の正の積分値との差が所定の値より大きいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流積分値検出器が検出した電流の負の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流積分検出器が検出した電流の負の積分値との差が所定の値より大きいときの少なくともいずれかのときに、自家用発電設備が単独運転の場合と判定することができるので、自家用発電設備が単独運転していると判定した場合は直ちに自家用発電設備を系統電力会社側から分離させ、自家用発電設備側の機器類の損傷、或いは系統電力会社側の配電線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。
また、スイッチを閉成から開成しても検出用負荷コンデンサに電荷がない状態で開成されるためにアークが生じず、検出用負荷コンデンサが破壊されることはなく、検出用負荷コンデンサが消費する電力は検出用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ないために検出用負荷コンデンサは小さいもので済み、装置全体の小型化を図ることもできるという効果がある。
さらに、第１の検出用負荷コンデンサを正の半サイクルの電流で充電した後に、今度は第１の検出用負荷コンデンサを負の半サイクルの電流で充電し、これを交互に行うことにようにしたので、第１の電流検出器に流れる電流による磁気の偏りがなくなり、その偏磁作用が生じないために第１の電流検出器の検出値の誤差を防止し、また加熱損傷のおそれがなくなるという効果もある。
【００６８】
本発明の請求項６によれば、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられている分岐線に設けられた電流検出器と、第１のダイオードと第１の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第１のスイッチを介して接続された第１の放電用抵抗と、分岐線における電流検出器より自家用発電機側に第２のダイオードを介して接続された第２の検出用負荷コンデンサと、第２のダイオードと第２の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第２のスイッチを介して接続された第２の放電用抵抗と、電流検出器に流れる電流の位相を検出する電流位相検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときに第１のスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときに第１のスイッチを開成させ、それから所定時間後に少なくとも１つの所定の正の半サイクルのときに第２のスイッチを閉成させ、次の負の半サイクルのときに第２のスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路とを備え、単独運転判定部が検出用負荷コンデンサが充電された後における電流位相検出器が検出した電流の正の半サイクルの位相とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの電流位相検出器が検出した電流の正の半サイクルの位相との差が所定の値より小さいとき、或いは検出用負荷コンデンサが充電された後における電流位相検出器が検出した電流の負の半サイクルの位相とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの電流位相検出器が検出した電流の負の半サイクルの位相との差が所定の値より小さいときは自家用発電設備が単独運転の場合と判定することができるので、自家用発電設備が単独運転していると判定した場合は直ちに自家用発電設備を系統電力会社側から分離させ、自家用発電設備側の機器類の損傷、或いは系統電力会社側の配電線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。
また、スイッチを閉成から開成しても検出用負荷コンデンサに電荷がない状態で開成されるためにアークが生じず、検出用負荷コンデンサが破壊されることはなく、検出用負荷コンデンサが消費する電力は検出用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ないために検出用負荷コンデンサは小さいもので済み、装置全体の小型化を図ることもできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の自家用発電設備の単独運転検出装置の構成を示す単線結線図である。
【図２】同単独運転検出装置の原理的構成を示す単線結線図である。
【図３】同単独運転検出装置の分岐線から検出用インピーダンス負荷に流れる電流の模式化した波形図である。
【図４】本発明の実施形態２の自家用発電設備の単独運転検出装置の構成を示す単線結線図である。
【図５】本発明の実施形態３の自家用発電設備の単独運転検出装置の構成を示す単線結線図である。
【図６】本発明の実施形態４の自家用発電設備の単独運転検出装置の構成を示す単線結線図である。
【符号の説明】
１ 系統電力会社
２ 自家用発電設備
３ 配電線
６ 分岐線
８ 自家用発電機
９ 自家用負荷
１０ 第１電流検出器（ＣＴ１）
１１ 第２電流検出器（ＣＴ２）
１２ 第１電流ピーク値検出器
１３ 第２電流ピーク値検出器
１４ 第１位相検出器
１５ 第２位相検出器
１６ 単独運転判定部
２１ ダイオード
２２ 検出用負荷コンデンサ
２４ スイッチ
２５ 放電用抵抗
２７ スイッチ駆動回路
２８ ゼロクロス点検出回路
２９ 下限電流検出回路
３０ 上昇電流検出回路
３１ 第１のアンド回路
３２ 第２のアンド回路
３３ 信号出力制御回路
Claims (6)
- 電力を供給する系統電力会社側から配電線を介して電力が供給され、かつ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を有する自家用発電設備であって、
系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、
分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路にダイオードを介して接続された検出用負荷コンデンサと、
ダイオードと検出用負荷コンデンサの接続点に常開のスイッチを介して接続された放電用抵抗と、
配電線側の第１の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第１の電流ピーク値検出器と、
自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第２の電流ピーク値検出器と、
分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときにスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときにスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路と、
検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より小さいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より大きいときに自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とからなることを特徴とする自家用発電設備の単独運転検出装置。 - 電力を供給する系統電力会社側から配電線を介して電力が供給され、かつ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を有する自家用発電設備であって、
系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、
分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路にダイオードを介して接続された検出用負荷コンデンサと、
ダイオードと検出用負荷コンデンサの接続点に常開のスイッチを介して接続された放電用抵抗と、
配電線側の第１の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第１の電流積分値検出器と、
自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第２の電流積分値検出器と、
分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときにスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときにスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路と、
検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値との差が所定の値より小さいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値との差が所定の値より大きいときに自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とからなることを特徴とする自家用発電設備の単独運転検出装置。 - 電力を供給する系統電力会社側から配電線を介して電力が供給され、かつ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を有する自家用発電設備であって、
系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられている分岐線に設けられた電流検出器と、
分岐線における電流検出器より自家用発電機側にダイオードを介して接続された検出用負荷コンデンサと、
ダイオードと検出用負荷コンデンサの接続点に常開のスイッチを介して接続された放電用抵抗と、
電流検出器に流れる電流の位相を検出する電流位相検出器と、
分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときにスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときにスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路と、
検出用負荷コンデンサが充電された後における電流位相検出器が検出した電流の正の半サイクルの位相とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの電流位相検出器が検出した電流の正の半サイクルの位相との差が所定の値より小さいときは自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とからなることを特徴とする自家用発電設備の単独運転検出装置。 - 電力を供給する系統電力会社側から配電線を介して電力が供給され、かつ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を有する自家用発電設備であって、
系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、
分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に第１のダイオードを介して接続された第１の検出用負荷コンデンサと、
第１のダイオードと第１の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第１のスイッチを介して接続された第１の放電用抵抗と、
分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に第２のダイオードを介して接続された第２の検出用負荷コンデンサと、
第２のダイオードと第２の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第２のスイッチを介して接続された第２の放電用抵抗と、
配電線側の第１の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第１の電流ピーク値検出器と、
自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第２の電流ピーク値検出器と、
分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときに第１のスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときに第１のスイッチを開成させ、それから所定時間後に少なくとも１つの所定の正の半サイクルのときに第２のスイッチを閉成させ、次の負の半サイクルのときに第２のスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路と、
検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の正のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より小さいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の負の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流ピーク値検出器が検出した電流の負のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より小さいとき、或いは検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の正の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の正のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より大きいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の負の半サイクルのピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流ピーク値検出器が検出した電流の負のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値との差が所定の値より大きいときの少なくともいずれかのときに、自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とからなることを特徴とする自家用発電設備の単独運転検出装置。 - 電力を供給する系統電力会社側から配電線を介して電力が供給され、かつ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を有する自家用発電設備であって、
系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、
分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に第１のダイオードを介して接続された第１の検出用負荷コンデンサと、
第１のダイオードと第１の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第１のスイッチを介して接続された第１の放電用抵抗と、
分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に第２のダイオードを介して接続された第２の検出用負荷コンデンサと、
第２のダイオードと第２の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第２のスイッチを介して接続された第２の放電用抵抗と、
配電線側の第１の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第１の電流積分値検出器と、
自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第２の電流積分値検出器と、
分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときに第１のスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときに第１のスイッチを開成させ、それから所定時間後に少なくとも１つの所定の正の半サイクルのときに第２のスイッチを閉成させ、次の負の半サイクルのときに第２のスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路と、
検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流積分値検出器が検出した電流の正の積分値との差が所定の値より小さいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第１の電流積分値検出器が検出した電流の負の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第１の電流積分値検出器が検出した電流の負の積分値との差が所定の値より小さいとき、或いは検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流積分値検出器が検出した電流の正の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流積分値検出器が検出した電流の正の積分値との差が所定の値より大きいとき又は／及び検出用負荷コンデンサが充電された後における第２の電流積分値検出器が検出した電流の負の半サイクルの積分値とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの第２の電流積分検出器が検出した電流の負の積分値との差が所定の値より大きいときの少なくともいずれかのときに、自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とからなることを特徴とする自家用発電設備の単独運転検出装置。 - 電力を供給する系統電力会社側から配電線を介して電力が供給され、かつ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を有する自家用発電設備であって、
系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられている分岐線に設けられた電流検出器と、
第１のダイオードと第１の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第１のスイッチを介して接続された第１の放電用抵抗と、
分岐線における電流検出器より自家用発電機側に第２のダイオードを介して接続された第２の検出用負荷コンデンサと、
第２のダイオードと第２の検出用負荷コンデンサの接続点に常開の第２のスイッチを介して接続された第２の放電用抵抗と、
電流検出器に流れる電流の位相を検出する電流位相検出器と、
分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、少なくとも１つの所定の負の半サイクルのときに第１のスイッチを閉成させ、次の正の半サイクルのときに第１のスイッチを開成させ、それから所定時間後に少なくとも１つの所定の正の半サイクルのときに第２のスイッチを閉成させ、次の負の半サイクルのときに第２のスイッチを開成させるよう制御するスイッチ制御回路と、
検出用負荷コンデンサが充電された後における電流位相検出器が検出した電流の正の半サイクルの位相とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの電流位相検出器が検出した電流の正の半サイクルの位相との差が所定の値より小さいとき、或いは検出用負荷コンデンサが充電された後における電流位相検出器が検出した電流の負の半サイクルの位相とスイッチ制御回路によってスイッチが閉成されて検出用負荷コンデンサが放電された直後にスイッチが開成されて検出用負荷コンデンサが充電されたときの電流位相検出器が検出した電流の負の半サイクルの位相との差が所定の値より小さいときは自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とからなることを特徴とする自家用発電設備の単独運転検出装置。
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