JP4996908B2 - 調整用電磁接触器 - Google Patents

Description

本発明は、計器用変成器あるいは計器用変流器と、電力量計との間の電気的な接続を制御する調整用電磁接触器に関する。

電力需要家において使用される電力量を計測する電力量計には、多様な用途に合わせた種々の電力量計が存在する（特許文献１〜４）。

一般的に従来より家庭等に取り付けられている電力計として積算電力計である誘導型電力量計が挙げられる。

誘導型電力量計は、回転導体板(回転円板)を挟んで電圧がかかるようにコイルが巻かれて設けられる。そして、交流の電圧と電流が供給された場合に、回転する磁界が発生し、その磁界の中に置かれた回転導体板に回転力が生じる。この回転導体板の回転数に従って電力の時間積算値(電力量)を計測する方式である。

図６は、誘導型電力量計と計器用変成器との間に設けられた従来の調整用電磁接触器の構成図である。

図６を参照して、ここでは、送配電系統（図示せず）に接続された計器用変成器１００と、回転導体板の回転に従って電力量を計測する誘導型電力量計４００との間に調整用電磁接触器２００が設けられてる場合が示されている。

計器用変成器１００は、図示しないが送配電系統からの電圧および電流をコイルにより変圧および変流して、誘導型電力量計４００に供給する。調整用電磁接触器２００は、外部に設けられたリレー制御回路４０５の指示に応答して計器用変成器１００から誘導型電力量計４００への電圧および電流の供給を遮断して、誘導型電力量計４００における電力量の計量を停止させる目的で設けられたものである。

近年においては、太陽光発電設備の設置が増加してきており、太陽光発電設備の発電により電力が供給される場合には、送配電系統からの商用電源が用いられないため当該調整用電磁接触器２００を制御して誘導型電力量計４００における電力量の計量を停止させることが可能な構成となっている。

ここで、計器用変成器１００は、送配電系統である図示しないが三相交流線と接続され、電圧端子ＰＴ１〜ＰＴ３を介して変換された電圧が出力される。

電圧端子ＰＴ１〜ＰＴ３は、調整用電磁接触器２００の端子Ｔ１〜Ｔ３とそれぞれ互いに結合される。端子Ｔ１は、リレー回路２０１を介して端子Ｔ８と結合される。端子Ｔ２は、端子Ｔ９と結合される。端子Ｔ３は、リレー回路２０２を介して端子Ｔ１０と結合される。なお、通常時においては、リレー回路２０１，２０２はオンしており、端子Ｔ１と端子Ｔ８とは電気的に結合されている。また、端子Ｔ３と端子Ｔ１０とは電気的に結合されている。

端子Ｔ８〜Ｔ１０は、誘導型電力量計４００の電圧端子ＰＴＴ１〜ＰＴＴ３と結合され、計器用変成器１００からの電圧の供給を受ける。具体的には、電圧端子ＰＴＴ１，ＰＴＴ２を介して第１の交流電圧の供給を受ける。また、電圧端子ＰＴＴ２，ＰＴＴ３を介して第２の交流電圧の供給を受ける。

一方、計器用変成器１００の電流端子ＩＴ１は、調整用電磁接触器２００の端子Ｔ４と結合される。端子Ｔ４は、端子Ｔ１１と結合される。また、端子Ｔ１１は、誘導型電力量計４００の電流端子ＩＴＴ１と結合される。また、計器用変成器１００の電流端子ＩＴ１＃は、調整用電磁接触器２００の端子Ｔ５と結合される。端子Ｔ５は、端子Ｔ１２と結合される。また、端子Ｔ１２は、誘導型電力量計４００の電流端子ＩＴＴ１＃と電気的に結合される。さらに、端子Ｔ４と端子Ｔ１２とは、リレー回路２０３を介して互いに結合される。この計器用変成器１００の電流端子ＩＴ１，ＩＴ１＃と誘導型電力量計４００の電流端子ＩＴＴ１，ＩＴＴ１＃とが互いに結合されて交流電流が供給される。

また、計器用変成器１００の電流端子ＩＴ２は、調整用電磁接触器２００の端子Ｔ６と結合される。端子Ｔ６は、端子Ｔ１３と結合される。また、端子Ｔ１３は、誘導型電力量計４００の電流端子ＩＴＴ２と結合される。計器用変成器１００の電流端子ＩＴ２＃は、調整用電磁接触器２００の端子Ｔ７と結合される。端子Ｔ７は、端子Ｔ１４と結合される。端子Ｔ１４は、誘導型電力量計４００の電流端子ＩＴＴ２＃と結合される。また、端子Ｔ６と端子Ｔ１４とは、リレー回路２０４を介して互いに結合される。この計器用変成器１００の電流端子ＩＴ２，ＩＴ２＃と誘導型電力量計４００の電流端子ＩＴＴ２，ＩＴＴ２＃とが互いに結合されて交流電流が供給される。なお、通常時においては、リレー回路２０３，２０４はオフしており、端子Ｔ４と端子Ｔ１２とは互いに切離されている。また、端子Ｔ６と端子Ｔ１４とは互いに切離されている。

リレー回路２０１，２０２は、リレー回路２０３，２０４と相補的に動作し、共にリレー制御回路４０５により制御される。

リレー制御回路４０５は、電源４０１，４０３と、リレー回路４０２とを含む。電源４０３は、後述するが制御信号に応答して動作し、リレー回路４０２を駆動してオンさせる。リレー回路４０２のオンに伴い、閉回路が形成され電源４０１から交流電圧が供給される。これに伴い、リレー回路２０１〜２０４のオン／オフが制御される。

たとえば制御信号が「Ｈ」レベルの場合に電源４０３がリレー回路４０２を駆動（オン）する。そして、リレー回路４０２のオンに伴い、リレー回路２０１，２０２がオフする。また、リレー回路２０３，２０４がオンする。一方、制御信号が「Ｌ」レベルの場合に電源４０３がリレー回路４０２をオフする。そうすると、電源４０１からの電圧が遮断されるためリレー回路２０１，２０２はオンする。また、リレー回路２０３，２０４はオフする。なお、本例においては、図示しない太陽光発電設備の発電により負荷に対して電力が供給される場合には、送配電系統からの商用電源が用いられないため制御信号が「Ｈ」レベルに設定されるものとする。

なお、本例においては、リレー制御回路４０５は、調整用電磁接触器２００の外側に設けられる構成について説明しているが、内部に含めた構成とすることも当然に可能である。以下においても同様である。

図７は、誘導型電力量計４００において、リレー回路２０１がオフした場合を説明する概念図である。

図７に示されるようにリレー回路２０１がオフした場合には、電圧端子ＰＴ１と誘導型電力量計４００の電圧端子ＰＴＴ１との電気的な結合が切離される。したがって、コイルＬ１に電圧が印加されることはなく、電圧の供給を遮断することが可能である。

図８は、誘導型電力量計４００の電流測定を説明する概念図である。
図８（ａ）は、リレー回路２０３がオフの場合が示されている。図８（ａ）で示されるようにリレー回路２０３がオフの場合には、端子Ｔ４と端子Ｔ１２とは電気的に切離されている。したがって、たとえば、電流端子ＩＴ１から供給された電流は、誘導型電力量計４００の電流端子ＩＴＴ１に供給され、コイルＬ２に電流が供給される。すなわち、通常の電力測定が実行される。

一方、図８（ｂ）は、リレー回路２０３がオンの場合が示されている。図８（ｂ）で示されるようにリレー回路２０３はオンの場合には、端子Ｔ４と端子Ｔ１２とが電気的に結合される。すなわち、短絡経路が形成されることになる。そうすると、コイルＬ２の抵抗と端子Ｔ４と端子Ｔ１２との短絡経路とを考えると、コイルＬ２の抵抗が大きいため端子Ｔ４と端子Ｔ１２とが結合する短絡経路を介して電流が流れることになる。すなわち、電流端子ＩＴ１から供給される電流は、短絡経路を介して電流端子ＩＴ１＃に帰還することになるため、誘導型電力量計４００にはほとんど電流が流れ込まない状態となる。

したがって、上述したようにリレー回路２０１〜２０４のオン／オフを制御することにより誘導型電力量計４００に対して供給される電圧および電流を遮断することが可能となり、誘導型電力量計４００における電力量の計量を停止させることができる。
特開平５−３４３８５号公報 特開平５−３４３８７号公報 特開２００５−１３４２１０号公報 特開２００６−１７０７８７号公報

しかしながら、誘導型の電力量計ではなく、電子型の電力量計に適用した場合には電圧および電流の供給方式については同様であるが電力量計の計量方式の違いから以下の問題が発生する。

図９は、電子型電力量計４１０の電流測定を説明する概念図である。
図９（ａ）は、リレー回路２０３がオフの場合が示されている。図９（ａ）で示されるようにリレー回路２０３はオフしているためたとえば、電流端子ＩＴ１から供給される電流は、電子型電力量計４１０の電流検出器４１５に供給され、通常の電流測定が実行される。

一方、図９（ｂ）は、リレー回路２０３がオンの場合が示されている。図９（ｂ）で示されるようにリレー回路２０３はオンしているため端子Ｔ４と端子Ｔ１２とが電気的に結合される。すなわち、短絡経路が形成されることになる。したがって、たとえば電流端子ＩＴ１から供給される電流は、短絡経路を介して電流端子ＩＴ１＃に帰還することになる。この点で、上述したように電流検出器４１５の抵抗が大きい場合には、短絡経路を介して殆ど全ての電流が帰還するため問題は生じないが、電子型電力量計４１０の電流検出器４１５の抵抗は小さいため、電子型電力量計４１０側に対しても少なからず電流が流れることになる。

そうすると、電子型電力量計４１０は、誤作動を引き起こしてしまい電力の計測を継続し続ける可能性がある。

したがって、電子型電力量計４１０の場合には、従来の調整用電磁接触器２００を改良して、指示に応答して電子型電力量計４１０側に電流が流れない構成とすることが必要である。

たとえば、図９（ｃ）に示されるように、端子Ｔ４と端子Ｔ１１との間に新たなリレー回路２０５を設けることにより、端子Ｔ４と端子Ｔ１２とを短絡する際には、リレー回路２０５をオフにすることにより電子型電力量計４１０側に電流が流れ込まないようにすることが可能である。

しかしながら、当該リレー回路２０５を設けることにより、電子型電力量計４１０側への電流を遮断して、端子Ｔ４と端子Ｔ１２とを短絡することにより電力量の計量を停止することは可能であるが、仮に調整用電磁接触器の不良によりリレー回路が正常に動作しない場合には問題が生じる可能性がある。

具体的には、調整用電磁接触器の不良により内部のリレー回路が正常に動作せず、たとえばリレー回路２０３，２０５がともにオフ状態となった場合、回路はオープン状態となる。すなわち、電流経路は形成されなくなる。

そうすると、計器用変成器１００により生じた電流は、端子Ｔ４と端子Ｔ１２とを短絡するリレー回路２０３の両端に電圧を誘起することになる。これに伴い、徐々に計器用変成器１００内部の変流に用いられるコイル（図示せず）が過熱され、絶縁破壊を起こす可能性がある。仮に絶縁破壊が生じれば、送配電系統の電気事故（短絡・地絡事故）に波及し、広範囲にわたって停電等の不具合を引き起こす可能性がある。また、ここでは、電子型電力量計４１０に対して調整用電磁接触器を用いた場合について説明したが、電子型電力量計４１０に限らず、誘導型電力量計４００においても計器用変成器１００から流れる電流を遮断するようにリレー回路を設けた場合には同様の問題が生じることになる。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、電力量計において適切に電力量の計量を停止させることが可能な調整用電磁接触器において、内部のリレー回路に不良が生じた場合であっても未然に事故を抑制することが可能な調整用電磁接触器を提供することを目的とする。

本発明に係る調整用電磁接触器は、送配電系統と接続され計測に用いられる所定電圧および所定電流の少なくとも一方を供給する計器用変成器あるいは計器用変流器と、計器用変成器あるいは計器用変流器と接続されて電力量を計測する電力量計との間に設けられ、所定電圧および所定電流の少なくとも一方の供給を制御する調整用電磁接触器であって、計器用変成器あるいは計器用変流器の第１および第２の電流端子と、第１および第２の電流端子にそれぞれ対応して設けられる電力量計の第３および第４の電流端子との間の電流端子間の接続を制御するスイッチ部を備える。外部から入力される電力量計の計測停止指示に応答してスイッチ部は、第１の電流端子と第３の電流端子との電気的な結合を切離するとともに、第１の電流端子と第２の電流端子とを電気的に結合して短絡する。第１の電流端子と第３の電流端子との間あるいは第１の電流端子と第２の電流端子との間の少なくともいずれか一方の間に閉回路を形成するように設けられたダイオード部をさらに備える。

好ましくは、スイッチ部は、計測停止指示に応答して第１および第３の電流端子との電気的な結合を切離するとともに第１の電流端子と第２の電流端子とを電気的に結合させる１個のリレー回路で構成される。

好ましくは、スイッチ部は、計測停止指示に応答して第１および第３の電流端子との間の電気的な結合を切離する第１のリレー回路と、第１のリレー回路と相補的に動作し計測停止指示に応答して第１および第２の電流端子とを電気的に結合する第２のリレー回路とを含む。

好ましくは、ダイオード部は、一方側がアノード電極、他方側がカソード電極と結合される第１のダイオードと、一方側がカソード電極、他方側がアノード電極と結合される第１のダイオードと並列に接続される第２のダイオードとを含む。

好ましくは、外部に設けられた発電設備からの発電に基づく電力供給を検知する検知器からの検知結果に基づいて計測停止指示が入力される。

好ましくは、計測に用いられる所定電圧は、電子型電力量計の電圧端子に直接供給される。

本発明に係る調整用電磁接触器は、計器用変成器あるいは計器用変流器の第１および第２の電流端子と、第１および第２の電流端子にそれぞれ対応して設けられる電力量計の第３および第４の電流端子との間の電流端子間の接続を制御するスイッチ部を備え、第１の電流端子と第３の電流端子との間あるいは第１の電流端子と第２の電流端子との間の少なくともいずれか一方の間に閉回路を形成するように設けられたダイオード部をさらに備える。これにより、スイッチ部の不良が生じた場合であってもダイオード部を介して計器用変成器あるいは計器量変流器は閉回路を形成することができるためスイッチ部の不良に起因して計器用変成器あるいは計器量変流器の絶縁破壊を回避して未然に事故を抑制することが可能である。

この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については同一符号を付しその説明は繰返さない。

図１は、本発明の実施の形態に従う電力供給のシステムを説明する図である。
図１を参照して、ここでは、送配電系統１０００から商用電源が供給される場合について説明する。具体的には、送配電系統１０００は、負荷１００２に対して電力を供給する。なお、トランスを設けて高圧から低圧に変換して負荷１００２に対して電力を供給することも可能である。

計器用変成器１００は、送配電系統１０００と負荷１００２との間に設けられ、送配電系統１０００から与えられる供給電力を計器用に用いられる電圧および電流に変換する。

調整用電磁接触器２１０は、計器用変成器１００と、電力量計３００との間に設けられ、電力量計３００に対して計器用変成器により変換された所定電圧および所定電流の少なくとも一方の供給を制御する。

電力量計３００は、調整用電磁接触器２１０を介して計器用変成器１００から供給される電力を計測する。具体的には、電力量計３００は、送配電系統１０００に接続された計器用変成器１００により変換された計器用に用いられる電圧および電流の供給を受けて電力量を計測する。

また、太陽光発電設備１００６が設置され、太陽光発電設備１００６により発電された電力も負荷１００２に供給可能な構成となっている。具体的には、太陽光発電設備１００６を制御する電力制御回路１００５から検知器５００および計器用変成器１００を介して負荷１００２に供給される。

また、検知器５００は、電力制御回路１００５と計器用変成器１００との間の供給経路に設けられ、太陽光発電設備１００６から所定電力以上の電力が供給経路を介して負荷１００２を含む送配電系統側に対して供給されたことを検知するものとする。そして、当該検知結果として検知器５００は、制御信号を「Ｈ」レベルに設定するものとする。

そして、後述するが制御信号（「Ｈ」レベル）に応答して電子型電力量計３００は、電力の測定を停止するものとする。

図２は、本発明の実施の形態に従う調整用電磁接触器の構成を説明する図である。
図２を参照して、ここでは、図６で説明したのと同様に送配電系統（図示せず）に接続された計器用変成器１００と、計器用変成器１００から供給される、変換された計器用に用いられる電圧および電流を受けて電力量を計測する電子型電力量計３００が示されており、計器用変成器１００と電子型電力量計３００との間に、本発明の調整用電磁接触器２１０が設けられている。なお、調整用電磁接触器２１０において、内部の端子間の接続配線およびリレー回路２０１〜２０４の配置は、調整用電磁接触器２００と同様であり、異なる点は、端子Ｔ１と端子Ｔ１１とを接続する配線と、端子Ｔ３と端子Ｔ１３とを接続する配線と、ダイオードＤＵ１，ＤＵ２と、ダイオード部ＤＵ１を介して端子Ｔ８と端子Ｔ１１とを接続する配線と、ダイオード部ＤＵ２を介して端子Ｔ１０と端子Ｔ１３とを接続する配線とを追加した点にある。

ダイオード部ＤＵ１，ＤＵ２は、２つのダイオード素子を順方向電圧がそれぞれ互いに逆方向となるように互いに並列に配置した構成となっている。具体的には、２つのダイオード素子のアノード電極およびカソード電極がそれぞれ逆向きに並列に接続された構成である。

そして、計器用変成器１００の電圧端子ＰＴ１〜ＰＴ３と電子型電力量計３００の電圧端子ＰＴＴ１〜ＰＴＴ３とがそれぞれ電気的に結合される。

計器用変成器１００の電流端子ＩＴ１は、調整用電磁接触器２１０の端子Ｔ４と結合される。端子Ｔ４は、端子Ｔ１１と結合される。また、端子Ｔ１１は、端子Ｔ１と結合される。端子Ｔ１は、リレー回路２０１を介して端子Ｔ８と結合される。そして、端子Ｔ８は、電流端子ＩＴＴ１と結合される。すなわち、計器用変成器１００の電流端子ＩＴ１と電子型電力量計３００の電流端子ＩＴＴ１とは電気的に結合される。また、ダイオード部ＤＵ１は、リレー回路２０１と並列に端子Ｔ８と端子Ｔ１１との間に接続されている。

計器用変成器１００の電流端子ＩＴ１＃は、調整用電磁接触器２１０の端子Ｔ５と結合される。端子Ｔ５は、端子Ｔ１２と結合される。また、端子Ｔ１２は、電子型電力量計３００の電流端子ＩＴＴ１＃と結合される。また、端子Ｔ４と端子Ｔ１２とは、リレー回路２０３を介して結合される。

すなわち、計器用変成器１００の電流端子ＩＴ１＃は電子型電力量計３００の電流端子ＩＴＴ１＃と電気的に結合される。

計器用変成器１００の電流端子ＩＴ２は、調整用電磁接触器２１０の端子Ｔ６と結合される。端子Ｔ６は、端子Ｔ１３と結合される。また、端子Ｔ１３は、端子Ｔ３と結合される。端子Ｔ３は、リレー回路２０２を介して端子Ｔ１０と結合される。そして、端子Ｔ１０は、電流端子ＩＴＴ２と結合される。また、ダイオード部ＤＵ２は、リレー回路２０２と並列に端子Ｔ１０と端子Ｔ１３との間に接続されている。

すなわち、計器用変成器１００の電流端子ＩＴ２と電子型電力量計３００の電流端子ＩＴＴ２とは電気的に結合される。

計器用変成器１００の電流端子ＩＴ２＃は、調整用電磁接触器２１０の端子Ｔ７と結合される。端子Ｔ７は、端子Ｔ１４と結合される。また、端子Ｔ１４は、電子型電力量計３００の電流端子ＩＴＴ２＃と結合される。また、端子Ｔ６と端子Ｔ１４とは、リレー回路２０４を介して結合される。

すなわち、計器用変成器１００の電流端子ＩＴ２＃は電子型電力量計３００の電流端子ＩＴＴ２＃と電気的に結合される。

ここで、上述したように通常時においては、リレー回路２０１，２０２はオンしており、リレー回路２０３，２０４はオフしているものとする。

そうすると、計器用変成器１００で変換された電流は、電流端子ＩＴ１，ＩＴ１＃から電子型電力量計３００の電流端子ＩＴＴ１，ＩＴＴ１＃に供給される。また、同様に電流端子ＩＴ２，ＩＴ２＃から電子型電力量計３００の電流端子ＩＴＴ２，ＩＴＴ２＃に供給される。

なお、リレー回路２０１〜２０４およびリレー制御回路４０５については、図６で説明したのと同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。

図３は、計器用変成器１００の回路構成図である。
図３を参照して、計器用変成器１００は、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の三相電源線ＵＬ，ＶＬ，ＷＬから電圧成分を抽出する変圧ユニットＶＧ１，ＶＧ２と、三相電源線ＵＬ，ＶＬ，ＷＬから電流成分を抽出する変流ユニットＩＧ１，ＩＧ２とを有する。

変圧ユニットＶＧ１は、電源線ＵＬとＶＬとの間に設けられた一次巻線と、電圧端子ＰＴ１とＰＴ２との間に設けられた二次巻線とを含み、電源線ＵＬ−ＶＬ線間電圧が一次巻線に印加され、二次巻線と接続されている電圧端子ＰＴ１，ＰＴ２から電圧信号が出力される。

変圧ユニットＶＧ２は、電源線ＶＬと電源線ＷＬとの間に設けられた一次巻線と、電圧端子ＰＴ２とＰＴ３との間に設けられた二次巻線とを含み、電源線ＶＬ−ＷＬ線間電圧が一次巻線に印加され、二次巻線と接続されている電圧端子ＰＴ２，ＰＴ３から変圧された電圧信号が出力される。

変流ユニットＩＧ１は、電源線ＵＬに設けられた一次巻線と、電流端子ＩＴ１，ＩＴ１＃との間に設けられた二次巻線とを含み、電流端子ＩＴ１，ＩＴ１＃から変換された電流が流れる。変流ユニットＩＧ２は、電源線ＷＬに設けられた一次巻線と、電流端子ＩＴ２，ＩＴ２＃との間に設けられた二次巻線とを含み、電流端子ＩＴ２，ＩＴ２＃から変流された電流が流れる。

図４は、電子型電力量計３００の概略ブロック図である。
図４を参照して、電子型電力量計３００は、計器用変成器１００で変圧および変流した電圧および電流に基づいて電力量を計測する乗算部３２０と、電子型電力量計３００全体を制御する制御部３１５と、乗算部３２０で計測した計測結果をデジタル表示にて表示画面に表示するための表示部３１０と、制御部３１５に対して所定動作を実行するように指示する操作部３０５と、電子型電力量計３００の電源を供給するための電源制御部３３０と、バッテリー３２５とを含む。

端子ＩＴＴ１，ＩＴＴ１＃を介して供給される計器用変成器１００の変流ユニットＩＧ１から供給される電流をさらに変流する変流ユニットＩＧ１＃と、端子ＰＴＴ１，ＰＴＴ２を介して供給される変圧ユニットＶＧ１から供給される電圧をさらに変圧する変圧ユニットＶＧ１＃と、端子ＰＴＴ３，ＰＴＴ２を介して供給される変圧ユニットＶＧ２から供給される電圧をさらに変圧する変圧ユニットＶＧ２＃と、端子ＩＴＴ２，ＩＴＴ２＃を介して供給される計器用変成器１００の変流ユニットＩＧ２から供給される電流をさらに変流する変流ユニットＩＧ２＃とを含む。

変圧ユニットＶＧ１＃，ＶＧ２＃および変流ユニットＩＧ１＃，ＩＧ２＃により変圧および変流された電圧および電流は、乗算部３２０に供給された内部においてアナログ／デジタル変換され、デジタル信号処理により当該電圧および電流の積に基づく電力量が計測される。

また、電源制御部３３０は、端子ＰＴＴ１，ＰＴＴ２を介して供給される変圧ユニットＶＧ１から供給される電圧をさらに変圧する変圧ユニットＶＧ３からの供給電圧を受けて、電子型電力量計３００において用いられる電源を供給する。

一方、瞬停あるいは停電等が発生した場合には、変圧ユニットＶＧ３から十分な電力の供給を受けることができない場合には、バッテリ３２５に対して指示し、バッテリ３２５に蓄積された蓄積電荷に基づいて必要な電源を供給する。

ここで、再び図２を参照して、調整用電磁接触器２１０の動作について説明する。
通常時においては、上述したようにリレー回路２０１，２０２はオンしている。したがって、端子Ｔ１，Ｔ８とは互いに結合されている。また、端子Ｔ３と端子Ｔ１０とは互いに結合されている。

一方、リレー回路２０３，２０４はオフしている。したがって、端子Ｔ４と端子Ｔ１２とは互いに切り離されている。また、端子Ｔ６と端子Ｔ１４とは互いに切り離されれている。したがって、上述したように計器用変成器１００で変換された電圧および電流に基づいて電子型電力量計３００において電力が計測される。

一方、太陽光発電設備１００６の発電により負荷１００２に対して必要な電力が供給される場合に、検知器５００は、電子型電力量計３００の計測の停止を指示する信号（計測停止指示）として制御信号を「Ｈ」レベルに設定する。

これに応答して、リレー制御回路４０５によりリレー回路２０１，２０２がオフし、リレー回路２０３，２０４がオンする。

そうすると、端子Ｔ１と端子Ｔ８とは互いに切り離される。また、端子Ｔ３と端子Ｔ１０とは互いに切り離される。一方、端子Ｔ４と端子Ｔ１２とは、互いに結合される。また、端子Ｔ６と端子Ｔ１４とは、互いに結合される。なお、ダイオード部ＤＵ１，ＤＵ２は、順方向電圧が印加されないと電流は流れない。

したがって、端子Ｔ４と端子Ｔ１２とが互いに結合された短絡経路を介して電流が流れる。また、同様に端子Ｔ６と端子Ｔ１４とが互いに結合された短絡経路を介して電流が流れる。すなわち、電流端子ＩＴ１から供給される電流は、短絡経路を介して電流端子ＩＴ１＃に帰還することになるため、電子型電力量計３００には電流が流れ込まない状態となる。

これにより、電子型電力量計３００における電力の計測を停止することができる。
一方、当該構成においては、上述したように電子型電力量計３００に対して計器用変成器１００から流れる電流を遮断するようにリレー回路を設けた場合となるため調整用電磁接触器２１０に不良が生じた場合、具体的にはリレー回路２０１〜２０４が全てオフとなった場合には、計器用変成器１００のコイルが絶縁破壊となる可能性も考えられる。

しかしながら、本発明の実施の形態に従う調整用電磁接触器２１０は、端子Ｔ８と端子Ｔ１１との間にダイオード部ＤＵ１を設けた構成である。同様に端子Ｔ１３と端子Ｔ１０との間にダイオード部ＤＵ２を設けた構成である。

ダイオード部ＤＵ１，ＤＵ２は、リレー回路２０１，２０２と並列に設けられているものであり、リレー回路２０１，２０２がオフしている場合であってもダイオード部ＤＵ１，ＤＵ２を介して回路的には閉回路となっている。

したがって、たとえばリレー回路２０１〜２０４が全てオフとなった場合、計器用変成器１００により生じた電流は、端子Ｔ４と端子Ｔ１２とを短絡するリレー回路２０３の両端あるいは端子Ｔ６と端子Ｔ１４とを短絡するリレー回路２０４の両端に電圧を誘起することになる。これに伴い、徐々に計器用変成器１００内部の変流に用いられる変流ユニットのコイルが過熱されることになる可能性があるが、電圧が誘起された場合、ダイオード部ＤＵ１，ＤＵ２は、順方向電圧以上の電圧が印加された場合には電流を流すすなわち導通することになる。

したがって、上述したリレー回路の不良により開回路となるが、ダイオード部において閉回路が形成され、変流ユニットのコイル絶縁破壊、さらには、送配電系統の電流経路の電気事故（短絡・地絡事故）を防止することができる。なお、本例においては、交流の電流が供給されるためダイオード部ＤＵ１，ＤＵ２は、互いに逆向きに並列に接続された２つのダイオード素子を有し、それぞれの順方向電圧にしたがって導通する構成としているが、直流の電流が供給される場合には１つのダイオード素子で構成することも可能である。

また、本例においては、一例として端子Ｔ８と端子Ｔ１１との間にダイオード部ＤＵ１を設けることにより計器用変成器１００と調整用電磁接触器２１０と電子型電力量計３００との間で閉回路とすることが可能な方式について説明したが、特にこれに限られず、計器用変成器１００を閉回路とすることが可能な接続であれば任意の接続が可能である。たとえば、端子Ｔ４と端子Ｔ５との間にダイオード部ＤＵ１を設けることとしても良い。なお、ダイオード部ＤＵ２についても同様である。

ところで、電子型電力量計３００において、内部の制御部は、計測結果である電圧値をデジタル処理して表示等するとともに計測結果を保持する。

上述したように従来の図６で説明した調整用電磁接触器２００においては、リレー回路２０１がオフした場合、電圧端子ＰＴＴ１に供給される電圧は遮断されることになる。すなわち、電力量計には電圧が供給されなくなる。誘導型電力量計４００の場合は、電子データとして計量値等を保持する必要は無いが、電子型電力量計４１０においては、計量値等の電子データをたとえばメモリにおいて保持する必要があり、非常事態となった場合においても電源が必要である。

そうすると、図４で説明した電子型電磁接触器３００において、内部の電源制御部３００には電圧が供給されない状態すなわち送配電系統から電源の供給を受けることができないため停電保障用のバッテリ３２５からの電圧を受けて動作することになる。したがって、停電保障用のバッテリ３２５の蓄積電荷を消費してしまうことになり、停電保障用のバッテリの消耗が早まるため、これの保守点検等の回数が増加しコストがかかること、および計量機能を喪失する可能性が発生してしまう可能性があった。

本実施の形態に従う構成においては、電圧端子ＰＴ１〜ＰＴ３と電圧端子ＰＴＴ１〜ＰＴＴ３とはリレー回路を介することなく直接結合された状態である。したがって、電圧端子ＰＴ１〜ＰＴ３を介して変圧された電圧は、電圧端子ＰＴＴ１〜ＰＴＴ３を介して電子型電力量計３００に供給され続けることになる。

すなわち、電流については遮断されるが電圧については供給された状態を維持する。
これにより、電子型電力量計３００においては、電流が遮断されているため電力の計測は停止されるが、電圧は供給された状態が維持されていることになる。

したがって、変圧ユニットＶＧ３を介して供給される電圧によりバッテリ３２５を用いることなく電源制御部３３０は、必要な電源を供給することが可能である。

それゆえ、停電保障バッテリを用いることなく電力量の計量を停止させることが可能な電子型の電力量計を実現することができる。

なお、調整用電磁接触器２１０の接続配線について説明すると、調整用電磁接触器２００の内部接続配線は同一である。この点で、端子Ｔ１と端子Ｔ１１とを接続する配線と、端子Ｔ３と端子Ｔ１３とを接続する配線と、端子Ｔ８と端子Ｔ１１との間にダイオード部ＤＵ１を介して接続する配線と、端子Ｔ１０と端子Ｔ１３との間にダイオード部ＤＵ２を介して接続する配線をさらに付加した構成であり、その他の端子間の接続配線については同一である。

したがって、従来より誘導型電力量計で用いられてきた調整用電磁接触器２００の端子間の接続関係を変更することなく、上述の配線を付加するだけで容易に電子型の電力量計に適した調整用電磁接触器２１０を設計可能である点で設計変更は容易であり、コスト的にも有利である。

（実施の形態の変形例）
上記においては、送配電系統が高圧であるような場合に電力量計にて計量可能となるように変圧および変流する計器用変成器と接続される調整用電磁接触器について説明してきたが、送配電系統が低圧電源（たとえば、直流では７５０Ｖ以下、交流では６００Ｖ以下の電圧）を供給するような場合に電力量計にて計量可能となるように変圧する必要がない場合もある。そのような場合には、送配電系統と接続されて変流のみする計器用変流器が用いられる場合がある。本発明は、計器用変流器に対しても適用することが可能であり、以下説明する。

図５は、本発明の実施の形態の変形例に従う調整用電磁接触器の構成を説明する図である。

図５を参照して、ここでは、送配電系統（図示せず）に接続された計器用変流器１１０と、計器用変流器１１０から供給される、変換された計器用に用いられる電流および送配電系統（図示せず）から直接電圧を受けて電力量を計測する電子型電力量計３５０が示されており、計器用変流器１１０と電子型電力量計３５０との間に、本発明の実施の形態の変形例に従う調整用電磁接触器２２０が設けられている。

計器用変流器１１０は、図３で説明した計器用変成器１００の変圧ユニットＶＧ１，ＶＧ２を設けない構成、すなわち変流ユニットＩＧ１，ＩＧ２のみを設けた構成と同様である。ここでは、説明の簡略のため計器用変流器１１０の電流端子について、図３で説明した計器用変成器１００の電流端子ＩＴ１，ＩＴ１＃，ＩＴ２，ＩＴ２＃と同様の標記にて説明する。

また、電子型電力量計３５０は、電圧端子ＰＴＴ１，ＰＴＴ２，ＰＴＴ３が送配電系統と直接接続される点が異なるもののその他の点については電子型電力量計３００と同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。

調整用電磁接触器２２０は、計器用変流器１１０の電流端子ＩＴ１，ＩＴ１＃，ＩＴ２，ＩＴ２＃とそれぞれ結合される端子Ｔ１５〜Ｔ１８と、電子型電力量計３５０の電流端子ＩＴＴ１，ＩＴＴ１＃，ＩＴＴ２，ＩＴＴ２＃とそれぞれ結合される端子Ｔ１９〜Ｔ２２と、リレー制御回路４０５により制御されるリレー回路２０６，２０７と、ダイオード部ＤＵ３，ＤＵ４とを含む。

端子Ｔ１５は、リレー回路２０６を介して端子Ｔ１９およびＴ２０と結合される。端子Ｔ１６は、端子Ｔ２０と結合される。端子Ｔ１７は、リレー回路２０７を介して端子Ｔ２１およびＴ２２と結合される。また、端子Ｔ１８は端子Ｔ２２と結合される。

なお、リレー回路２０６は、リレー制御回路４０５の制御により端子Ｔ１５と端子Ｔ１９とを電気的に結合する、あるいは端子Ｔ１５と端子Ｔ２０とを電気的に結合する。同様に、リレー回路２０７は、リレー制御回路４０５の制御により端子Ｔ１７と端子Ｔ２１とを電気的に結合する、あるいは端子Ｔ１７と端子Ｔ２２とを電気的に結合する。

通常時は、リレー回路２０６は、端子Ｔ１５と端子Ｔ１９とを電気的に結合する。また、リレー回路２０７は、端子Ｔ１７と端子Ｔ２１とを電気的に結合する。

したがって、この計器用変流器１１０の電流端子ＩＴ１，ＩＴ１＃と電子型電力量計３５０の電流端子ＩＴＴ１，ＩＴＴ１＃とが互いに結合されて交流電流が供給される。

また、計器用変流器１１０の電流端子ＩＴ２，ＩＴ２＃と電子型電力量計３５０の電流端子ＩＴＴ２，ＩＴＴ２＃とが互いに結合されて交流電流が供給される。

リレー制御回路４０５は、リレー回路２０６，２０７を制御し、たとえば制御信号が「Ｈ」レベルの場合にリレー回路２０６に関して、端子Ｔ１５と端子Ｔ１９との結合を切離するととともに、端子Ｔ１５と端子Ｔ２０とを電気的に結合する。また、同様にリレー回路２０７に関して、端子Ｔ１７と端子Ｔ２１との結合を切離するとともに、端子Ｔ１７と端子Ｔ２２とを電気的に結合する。

一方、制御信号が「Ｌ」レベルの場合にリレー回路２０６に関して、端子Ｔ１５と端子Ｔ２０との結合を切離するととともに、端子Ｔ１５と端子Ｔ１９とを電気的に結合する。また、同様にリレー回路２０７に関して、端子Ｔ１７と端子Ｔ２２との結合を切離するとともに、端子Ｔ１７と端子Ｔ２１とを電気的に結合する。なお、本例においては、図示しない太陽光発電設備の発電により負荷に対して電力が供給される場合には、送配電系統からの商用電源が用いられないため制御信号が「Ｈ」レベルに設定されるものとする。

ダイオード部ＤＵ３，ＤＵ４は、２つのダイオード素子を順方向電圧がそれぞれ互いに逆方向となるように互いに並列に配置した構成となっている。具体的には、２つのダイオード素子のアノード電極およびカソード電極がそれぞれ逆向きに並列に接続された構成である。

そして、ダイオード部ＤＵ３は、端子Ｔ１５と端子Ｔ１６との間に接続されている。また、ダイオード部ＤＵ４は、端子Ｔ１７と端子Ｔ１８との間に接続されている。

通常時においては、上述したようにリレー回路２０６，２０７はそれぞれ端子Ｔ１５と端子Ｔ１９とを結合し、端子Ｔ１７と端子Ｔ２１とを結合している。

したがって、上述したように計器用変流器１１０で変換された電流および送配電系統（図示せず）からの電圧に基づいて電子型電力量計３５０において電力が計測される。

一方、たとえば太陽光発電設備１００６の発電により負荷１００２に対して必要な電力が供給される場合に、検知器５００は、電子型電力量計３５０の計測の停止を指示する信号（計測停止指示）として制御信号を「Ｈ」レベルに設定する。

これに応答して、リレー制御回路４０５によりリレー回路２０６は、端子Ｔ１５と端子Ｔ１９との結合を切離して、端子Ｔ１５と端子Ｔ２０とを電気的に結合する。また、リレー回路２０７は、端子Ｔ１７と端子Ｔ２１との結合を切離して、端子Ｔ１７と端子Ｔ２２とを電気的に結合する。

したがって、端子Ｔ１５と端子Ｔ２０とが互いに結合された短絡経路を介して電流が流れる。また、同様に端子Ｔ１７と端子Ｔ２２とが互いに結合された短絡経路を介して電流が流れる。すなわち、たとえば電流端子ＩＴ１から供給される電流は、短絡経路を介して電流端子ＩＴ１＃に帰還することになるため、電子型電力量計３５０には電流が流れ込まない状態となる。同様に電流端子ＩＴ２から供給される電流は、短絡経路を介して電流端子ＩＴ２＃に帰還することになるため、電子型電力量計３５０には電流が流れ込まない。

これにより、電子型電力量計３５０における電力の計測を停止することができる。
一方、当該構成においては、上述したように電子型電力量計３５０に対して計器用変流器１１０から流れる電流を遮断するようにリレー回路を設けた場合となるため調整用電磁接触器２２０に不良が生じた場合、具体的にはリレー回路２０６，２０７の接点不良により、非導通状態となった場合には、計器用変流器１１０のコイルが絶縁破壊となる可能性も考えられる。

しかしながら、本発明の実施の形態に従う調整用電磁接触器２２０は、端子Ｔ１５と端子Ｔ１６との間にダイオード部ＤＵ３を設けた構成である。同様に端子Ｔ１７と端子Ｔ１８との間にダイオード部ＤＵ４を設けた構成である。

ダイオード部ＤＵ３，ＤＵ４は、リレー回路２０６，２０７が不良となった場合であっても計器用変流器１１０との関係においてダイオード部ＤＵ３，ＤＵ４を介して回路的には閉回路となっている。

したがって、たとえばリレー回路２０６，２０７が接点不良となった場合、計器用変流器１１０により生じた電流は、端子Ｔ１５と端子Ｔ２０とを短絡するリレー回路２０６の両端あるいは端子Ｔ１７と端子Ｔ２２とを短絡するリレー回路２０７の両端に電圧を誘起することになる。これに伴い、徐々に計器用変流器１１０内部の変流に用いられる変流ユニットのコイルが過熱されることになる可能性があるが、電圧が誘起された場合、ダイオード部ＤＵ３，ＤＵ４は、順方向電圧以上の電圧が印加された場合には電流を流すすなわち導通することになる。

したがって、上述したリレー回路の不良により開回路となるが、ダイオード部において閉回路が形成され、変流ユニットのコイル絶縁破壊、さらには、送配電系統の電流経路の電気事故（短絡・地絡事故）を防止することができる。なお、本例においては、交流の電流が供給されるためダイオード部ＤＵ３，ＤＵ４は、互いに逆向きに並列に接続された２つのダイオード素子を有し、それぞれの順方向電圧にしたがって導通する構成としているが、直流の電流が供給される場合には１つのダイオード素子で構成することも可能である。

また、本例においては、一例として端子Ｔ１５と端子Ｔ１６との間にダイオード部ＤＵ３を設けることにより計器用変流器１１０を閉回路とする方式について説明したが、特にこれに限られず、計器用変流器１１０を閉回路とすることが可能な接続であれば任意の接続が可能である。たとえば、端子Ｔ１５と端子Ｔ１９との間にダイオード部ＤＵ３を設けることとしても良い。なお、ダイオード部ＤＵ４についても同様である。

なお、上記においては、太陽光発電設備１００６の発電により負荷１００２に対して必要な電力が供給される場合について説明したが、太陽光発電設備に限られず、他の発電設備を用いた場合においても同様に適用可能である。たとえば、コジェネ発電設備等を用いて電力を供給することも可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に従う電力供給のシステムを説明する図である。 本発明の実施の形態に従う調整用電磁接触器の構成を説明する図である。 計器用変成器１００の回路構成図である。 電子型電力量計３００の概略ブロック図である。 本発明の実施の形態の変形例に従う調整用電磁接触器の構成を説明する図である。 誘導型電力量計と計器用変成器との間に設けられた従来の調整用電磁接触器の構成図である。 誘導型電力量計４００において、リレー回路２０１がオフした場合を説明する概念図である。 誘導型電力量計４００の電流測定を説明する概念図である。 電子型電力量計４１０の電流測定を説明する概念図である。

符号の説明

１００ 計器用変成器、１１０ 計器用変流器、２００，２１０，２２０ 調整用電磁接触器、３００，３５０，４１０ 電子型電力量計、３０５ 操作部、３１０ 表示部、３１５ 制御部、３２０ 乗算部、３２５ バッテリ、３３０ 電源制御部、４００ 誘導型電力量計、４０５ リレー制御回路、５００ 検知器、１０００ 送配電系統、１００２ 負荷、１００５ 電力制御回路、１００６ 太陽光発電設備。

Claims (6)

1. 送配電系統と接続され計測に用いられる所定電圧および所定電流の少なくとも一方を供給する計器用変成器あるいは計器用変流器と、前記計器用変成器あるいは前記計器用変流器と接続されて電力量を計測する電力量計との間に設けられ、前記所定電圧および所定電流の少なくとも一方の供給を制御する調整用電磁接触器であって、
   前記計器用変成器あるいは前記計器用変流器の第１および第２の電流端子と、前記第１および第２の電流端子にそれぞれ対応して設けられる前記電力量計の第３および第４の電流端子との間の電流端子間の接続を制御するスイッチ部を備え、
   外部から入力される前記電力量計の計測停止指示に応答して前記スイッチ部は、前記第１の電流端子と前記第３の電流端子との電気的な結合を切離するとともに、前記第１の電流端子と前記第２の電流端子とを電気的に結合して短絡し、
   前記第１の電流端子と前記第３の電流端子との間あるいは前記第１の電流端子と前記第２の電流端子との間の少なくともいずれか一方の間に閉回路を形成するように設けられたダイオード部をさらに備える、調整用電磁接触器。
2. 前記スイッチ部は、前記計測停止指示に応答して前記第１および第３の電流端子との電気的な結合を切離するとともに前記第１の電流端子と前記第２の電流端子とを電気的に結合させる１個のリレー回路で構成される、請求項１記載の調整用電磁接触器。
3. 前記スイッチ部は、前記計測停止指示に応答して前記第１および第３の電流端子との間の電気的な結合を切離する第１のリレー回路と、前記第１のリレー回路と相補的に動作し前記計測停止指示に応答して前記第１および第２の電流端子とを電気的に結合する第２のリレー回路とを含む、請求項１記載の調整用電磁接触器。
4. 前記ダイオード部は、第１及び第２のダイオードを含み、前記第１および第２のダイオードの各々のアノード電極およびカソード電極はそれぞれ逆向きに並列に接続される、請求項１記載の調整用電磁接触器。
5. 外部に設けられた発電設備からの発電に基づく電力供給を検知する検知器からの検知結果に基づいて前記計測停止指示が入力される、請求項１記載の調整用電磁接触器。
6. 前記計測に用いられる所定電圧は、前記電力量計の電圧端子に直接供給される、請求項１記載の調整用電磁接触器。

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