JP4948316B2 - limiter - Google Patents
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Description
本発明は、潮流方向に応じた遮断設定値を設けるリミッタに関する。 The present invention relates to a limiter that provides a cutoff set value in accordance with a tidal current direction.
従来から、住宅用の配電盤内において、主幹ブレーカの一次側に配置され、電流値が一定値を越えると受電を遮断するリミッタが知られている。このリミッタは、電力会社が電気料金契約に基づき設置するもので、一定電力以上使用した場合に回路を遮断することにより契約電力以上の使用を防ぐものである。従来のリミッタの一構成について図7を参照して説明する。リミッタ101は、商用電源121と主幹ブレーカ122との間に配設される。リミッタ101は、商用電源121に接続された電路の各相に一対の接点104と、接点104を強制的に開極させる引外し部105と、を備える。引外し部105は、両電圧相131の電路に接続されたコイルを逆方向に巻きつけ、両電圧相131の電流のベクトル和による電磁力により動作する電磁石を有しており、両電圧相131の電流のベクトル和が契約電力に応じた定格電流以上になると、電磁石が動作して回路遮断を行う。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a limiter that is disposed on the primary side of a main circuit breaker in a residential switchboard and that cuts off power reception when a current value exceeds a certain value. This limiter is installed by an electric power company based on an electricity bill, and prevents the use of more than contracted power by cutting off the circuit when the power is used above a certain level. One configuration of a conventional limiter will be described with reference to FIG.
また、近年太陽光発電などの自家発電装置の普及に伴い、発電電力が使用電力を上回った場合は、一般家庭から電力会社に電力を売ることができ、売電方向にも電流が流れる。 Further, in recent years, with the spread of private power generation devices such as solar power generation, when the generated power exceeds the power used, it is possible to sell power from ordinary households to power companies, and current flows in the power selling direction.
このような自家発電装置を備えた場合の、従来のリミッタについて図8を参照して説明する。ここには、リミッタ101を備えた配電盤100の一構成を示す。配電盤100は、外部の商用電源121と繋がるリミッタ101と、リミッタ101に繋がり主幹回路をオン・オフする主幹ブレーカ122と、主幹回路から分岐した分岐回路をオン・オフする分岐ブレーカ123と、太陽電池側連係ブレーカ124と、を備えている。太陽電池側連係ブレーカ124は、DC/ACコンバータ125に繋がっており、DC/ACコンバータ125を介して太陽光発電装置126に接続されている。太陽光発電装置126によって発電された電力はDC/ACコンバータ125によって、交流に変換され、太陽電池側連係ブレーカ124を介して、負荷が接続されている分岐回路に供給される。太陽光発電装置126での発電電力が使用電力よりも多い場合に、余った電力は、リミッタ101を介して電力会社に売電されるが、売電方向に流れる電流に関しては、電流制限なしの契約が一般的であり制限なく売電することができる。
A conventional limiter provided with such a private power generator will be described with reference to FIG. Here, one structure of the
しかしながら、上述した従来のリミッタにおいては、買電方向と売電方向での個別の遮断設定値を設定することができないので、潮流方向に関係なく電流値によって回路が遮断される。このために、売電側の電流値が、買電方向に設けた遮断電流値を上回った場合に、本来なら遮断する必要がないのに遮断する虞がある。 However, in the above-described conventional limiter, it is not possible to set individual cutoff setting values in the power purchase direction and the power sale direction, so that the circuit is interrupted by the current value regardless of the power flow direction. For this reason, when the current value on the power selling side exceeds the cut-off current value provided in the power purchase direction, there is a possibility that the cut-off current may be cut off although it is not necessary to cut off.
また、各電圧相に電流検出手段を設けて、電流のベクトル和を求め、ベクトル和が遮断電流以上であり、かつ、遮断電流に応じた遅延時間を越えた場合に、回路を遮断するリミッタが知られている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、特許文献1に示されるリミッタにおいても、買電方向と売電方向での個別の遮断設定値を有することはできず、上述した従来のリミッタと同様の不具合を生じる。
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、売電の際の回路遮断動作の遮断設定値を任意に設定可能とし、不要に回路遮断することを防止することができるリミッタを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and can arbitrarily set the cutoff setting value of the circuit cutoff operation at the time of selling power, and can prevent unnecessary circuit cutoff. The purpose is to provide a limiter.
上記目的を達成するために請求項1の発明は、電圧相の電流のベクトル和を検出する電流検出手段を備え、前記ベクトル和が遮断設定値を越えると回路遮断を行うリミッタにおいて、前記電流検出手段は、電流値と、電流供給元に対し買電方向と売電方向のいずれかの潮流方向を検出し、前記遮断設定値は、前記検出された潮流方向に応じて別個に設定できるものである。
In order to achieve the above object, the invention according to
請求項2の発明は、請求項1に記載のリミッタにおいて、前記遮断設定値は、売電方向については、設定されないものである。 According to a second aspect of the present invention, in the limiter according to the first aspect, the cutoff setting value is not set for the power selling direction.
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載のリミッタにおいて、前記電流検出手段は、前記電圧相の電圧を検出する電圧検出部を備え、前記電圧検出部によって検出された電圧と前記ベクトル和との位相差に基づいて潮流方向を判断するものである。 According to a third aspect of the present invention, in the limiter according to the first or second aspect, the current detection unit includes a voltage detection unit that detects the voltage of the voltage phase, and the voltage detected by the voltage detection unit The tidal direction is determined based on the phase difference from the vector sum.
請求項4の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のリミッタにおいて、前記電流検出手段は、前記電圧相の電流を検出する電流検出素子と、前記電流検出素子によって検出された電流のベクトル和、潮流方向、及び前記遮断設定値に基づいて、回路遮断を行なうか否かを判断する判断処理部と、を備えるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the limiter according to any one of the first to third aspects, the current detection means is detected by a current detection element that detects the voltage phase current, and the current detection element. And a determination processing unit for determining whether to perform circuit interruption based on the vector sum of the currents, the flow direction, and the interruption setting value.
請求項5の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のリミッタにおいて、前記売電方向の遮断設定値を設定する設定スイッチを有するものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the limiter according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, the limiter has a setting switch for setting the cutoff setting value in the power selling direction.
請求項6の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のリミッタにおいて、潮流方向を示す方向表示部を備えるものである。 A sixth aspect of the present invention is the limiter according to any one of the first to fifth aspects, further comprising a direction display unit that indicates a tidal current direction.
請求項7の発明は、請求項4乃至請求項6のいずれか一項に記載のリミッタにおいて、 前記判断処理部は電力量演算部を備え、前記電力量演算部によって演算された電力量を表示し、又は外部に通信するものである。 A seventh aspect of the present invention is the limiter according to any one of the fourth to sixth aspects, wherein the determination processing unit includes an electric energy calculating unit, and displays the electric energy calculated by the electric energy calculating unit. Or communicate with the outside.
請求項1の発明によれば、買電方向と売電方向の潮流方向に応じて遮断設定値を任意に設定することができるので、売電の際に不要に回路が遮断することを防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, since the cutoff set value can be arbitrarily set according to the power flow direction of the power purchase direction and the power sale direction, it is possible to prevent the circuit from being interrupted unnecessarily during power sale. be able to.
請求項2の発明によれば、売電方向の遮断設定値がないので、売電の際の不要な遮断を防止することができる。 According to the second aspect of the present invention, since there is no cutoff setting value in the power selling direction, it is possible to prevent unnecessary cutoff during power selling.
請求項3の発明によれば、電圧と電流の位相差に基づいて潮流方向を判断するので、確実に潮流方向を判断することができる。 According to the third aspect of the present invention, the flow direction is determined based on the phase difference between the voltage and the current, so that the flow direction can be determined reliably.
請求項4の発明によれば、判断処理部により引外し信号を出力するか否かを判断するので、遮断条件を細かく設定することができる。 According to the invention of claim 4, since it is determined whether or not the trip signal is output by the determination processing section, the interruption condition can be set finely.
請求項5の発明によれば、売電方向の遮断設定値を容易に変更することができるので、一つのリミッタを太陽光発電装置や売電ができないガス発電装置等の異なった発電システムに使用することができる。
According to the invention of
請求項6の発明によれば、潮流方向が見え、売電の実施がわかるので、発電装置の効果を容易に認識することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, since the tidal current direction can be seen and the execution of power sale can be understood, the effect of the power generation device can be easily recognized.
請求項7の発明によれば、リミッタは電流検出部の機能を共用して電力量を演算するので、電力演算機能を安価に付加することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, since the limiter calculates the amount of electric power by sharing the function of the current detection unit, the power calculation function can be added at a low cost.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係るリミッタについて図面を参照して説明する。図1は、本実施形態に係るリミッタの構成を示す。リミッタ1は、商用電源21に単相3線式によって接続されており、リミッタ1には、主幹ブレーカ22、分岐ブレーカ23、太陽電池側連係ブレーカ24、DC/ACコンバータ25、及び太陽光発電装置26が順に接続されている。リミッタ1は、電圧相31と中性相32から成る電路3と、電路3に設けられた接点4と、接点4を引き外す引外し回路5と、引外し信号を出力し、引外し回路5によって接点4を引き外す電流検出部6(電流検出手段)と、を備えている。
(First embodiment)
A limiter according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of a limiter according to the present embodiment. The
電流検出部6は、電圧相31に配せられ電流を検出する変流器(CURRENT TRANSFORMER、以下CTと略記)61と、CT61(電流検出素子)の出力から電源を得る電源回路62と、CT61の出力に基づいて電流値を検出する電流検出回路63と、電圧相31の電圧Vを検出する電圧検出回路64(電圧検出部)と、引外し信号を出力する判断処理部65と、を有する。判断処理部65は、電流検出回路63によって検出された電流から2つの電圧相31の電流I1、I2のベクトル和を算出し、電流のベクトル和と、電圧検出回路64によって検出された電圧Vとに基づいて、電路3に流れる電流が電流供給元に対し買電方向と売電方向のいずれであるかを判断する。そして、判断処理部65は、電流のベクトル和が潮流方向に応じて定められた遮断設定値を越え、かつ、越えた状態が遮断設定値に応じて定められた時延特性の時間より長くなると引外し信号を出力する。
The
上記のように構成されたリミッタ1において、判断処理部65が行う潮流方向の判断方法について図2を参照して説明する。図2は、電圧相31の電圧と、電流のベクトル和の波形を示す。実線Aは電圧、点線Bは買電方向の電流、一点鎖線Cは売電方向の電流である。商用電源の電圧と電流は略同一位相であるが、太陽光発電装置26によって発電された電力は、DC/ACコンバータ25によって、商用電源の電圧に対する位相制御が行なわれ、力率が1であり位相が電圧と逆の交流電流に変換される。したがって、買電電流と電圧の位相は略同一であるが、売電電流と電圧の位相は逆となる。買電電流と売電電流との位相が異なるので、買電電流と売電電流とが共に流れる電圧相31の電流と電圧の位相差より、潮流方向を判断することができる。電圧と電流を掛け合わせた電力の値が正なら買電方向であり、負なら売電方向である。
In the
図3は、リミッタ1の動作のフローを示す。まず、判断処理部65は、電圧相31の電流I1、I2及び電圧Vを測定する。この測定は、例えば1ms毎に行う(ステップS1、S1と略記、以下同様)。電流I1、I2からベクトル和Iを演算し、ベクトル和Iの電流値と電圧Vから電力Pを演算する(S2)。続いて、ベクトル和Iの電流値の2乗値の積算と、電力Pの積算を行う(S3)。そして、S1乃至S3を、データ数が、例えば電力1サイクル分のような所定の期間のデータ数になるまで繰り返す(S4)。続いて、電力Pの積算値から潮流方向を判断する(S5)。続いて、潮流方向に応じた遮断設定値と、ベクトル和Iの電流実効値とを比較する(S6)。電流実効値が遮断設定値を越えている場合には、越えている時間をカウントし(S7)、電流実効値が遮断設定値を越えている時間と時延特性の時間と比較する(S8)。そして、時延特性の時間を越えている場合には判断処理部65は、引外し信号を出力し接点4を引き外す(S9)。
FIG. 3 shows a flow of operation of the
上述したように本実施形態のリミッタ1によれば、買電方向と売電方向の潮流方向に応じて遮断設定値を任意に設定することができるので、売電の際に不要に回路が遮断することを防止することができる。また、売電方向の遮断設定値を設定しないことにより、売電の際の不要な遮断を防止することができる。また、電圧と電流の位相差に基づいて潮流方向を判断するので、確実に潮流方向を判断することができる。また、判断処理部65により引外し信号を出力するか否かを判断するので、遮断条件を細かく設定することができる。
As described above, according to the
また、ガス発電のように売電できない発電装置に設置した場合には、売電方向の遮断設定値を0にすることにより、売電を防止することができる。 In addition, when installed in a power generator that cannot sell power, such as gas power generation, by setting the cutoff setting value in the power selling direction to 0, it is possible to prevent power selling.
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係るリミッタについて図面を参照して説明する。図4は、本実施形態におけるリミッタの構成を示す。リミッタ1は第1の実施形態のリミッタ1の構成に加えて、売電方向の遮断設定値を設定する設定スイッチ66を備えている。設定スイッチ66は、例えばディップスイッチである。この設定スイッチ66によって、売電方向の遮断設定値を容易に設定することができる。このため、一つのリミッタ1を太陽光発電装置やガス発電装置等の異なった発電システムに使用することができる。
(Second Embodiment)
A limiter according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 shows the configuration of the limiter in this embodiment. In addition to the configuration of the
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態に係るリミッタについて図面を参照して説明する。図5は、本実施形態におけるリミッタの構成を示す。リミッタ1は第1の実施形態のリミッタ1の構成に加えて、潮流方向を示す方向表示部67を備えている。方向表示部67は、例えば、LEDにより構成され、判断処理部65は潮流方向に応じた方向表示部67を点灯させる。この方向表示部67による潮流方向の表示により、売電の実施が分かるので、発電装置の効果を容易に認識することができる。
(Third embodiment)
A limiter according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 shows the structure of the limiter in this embodiment. In addition to the configuration of the
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態に係るリミッタについて図面を参照して説明する。図6は、本実施形態におけるリミッタの構成を示す。リミッタ1は、電力量を表示する。リミッタ1は、第1の実施形態のリミッタ1と異なり、両方の電圧相31の電圧を検出する電圧検出回路64を備え、判断処理部65は、電流検出回路63によって検出された電流と、電圧検出回路64によって検出された電圧とに基づいて電力量を演算する電力量演算回路68(電力量演算部)を有する。リミッタ1は、さらに演算された電力量を表示する電力量表示部69と、電力量を外部に出力する通信インターフェース70を有する。判断処理部65は、電力量を演算して電力量表示部69によって表示し、また、通信インターフェース70によって外部に通信して表示する。
(Fourth embodiment)
A limiter according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 shows the structure of the limiter in this embodiment. The
このように、リミッタ1は、電流検出部6の機能を共用して電力量を演算するので、電力演算機能を安価に付加することができる。演算された電力量がリミッタ1に表示され、また、外部に出力されて表示されることにより電力の使用状況が分かり易くなるので、省エネルギーの活動が行い易い。また、力率や電圧異常等の電力情報の演算機能も容易に追加することができ、その電力情報を電力会社に通信し、電力会社による管理に使用することができる。
As described above, the
なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、潮流方向の検出を、機械式の電力計で用いられる円盤型の検出装置を用い、円盤の回転方向によって検出してもよい。また、潮流方向の検出機能を主幹ブレーカに持たせてもよい。 In addition, this invention is not restricted to the structure of the said various embodiment, A various deformation | transformation is possible in the range which does not change the meaning of invention. For example, the tidal current direction may be detected by using a disk-type detection device used in a mechanical wattmeter and based on the rotation direction of the disk. In addition, the main breaker may be provided with a function of detecting the tidal current direction.
1 リミッタ
31 電圧相
6 電流検出部(電流検出手段)
61 CT(電流検出素子)
64 電圧検出回路(電圧検出部)
65 判断処理部
66 設定スイッチ
67 方向表示部
68 電力量演算回路(電力量演算部)
1
61 CT (current detection element)
64 Voltage detection circuit (voltage detection unit)
65
Claims (7)
前記電流検出手段は、電流値と、電流供給元に対し買電方向と売電方向のいずれかの潮流方向を検出し、
前記遮断設定値は、前記検出された潮流方向に応じて別個に設定できることを特徴とするリミッタ。 In a limiter that includes current detection means for detecting a vector sum of currents in a voltage phase, and that shuts down a circuit when the vector sum exceeds a cutoff setting value,
The current detection means detects a current value and a current flow direction of a power supply direction or a power sale direction with respect to a current supply source,
The limiter, wherein the cutoff set value can be set separately according to the detected flow direction.
前記電圧検出部によって検出された電圧と前記ベクトル和との位相差に基づいて潮流方向を判断することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のリミッタ。 The current detection means includes a voltage detection unit that detects a voltage of the voltage phase,
3. The limiter according to claim 1, wherein the flow direction is determined based on a phase difference between the voltage detected by the voltage detection unit and the vector sum. 4.
前記電圧相の電流を検出する電流検出素子と、
前記電流検出素子によって検出された電流のベクトル和、潮流方向、及び前記遮断設定値に基づいて、回路遮断を行なうか否かを判断する判断処理部と、を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のリミッタ。 The current detection means includes
A current detection element for detecting a current of the voltage phase;
2. A determination processing unit that determines whether or not to perform circuit interruption based on a vector sum of currents detected by the current detection element, a flow direction, and the interruption setting value. The limiter according to any one of claims 3 to 4.
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