JP5452016B2 - 集合住宅幹線電流制御システム - Google Patents

Description

本発明は、主として集合住宅に用いられ、幹線ブレーカを設けた幹線から複数の住戸用に分岐した電路にそれぞれメインブレーカが設置されている電力配線系において、各住戸への供給電流の増大による幹線ブレーカの遮断を抑制する集合住宅幹線電流制御システムに関するものである。

一般に、集合住宅においては、複数の住戸で一つの幹線および幹線ブレーカを共用している。近年、各住戸における電気機器の増加により、各住戸に配置されるメインブレーカの容量が不足している。このことに対処するために、共用部である幹線や幹線ブレーカの容量を増やすことが必要となっている。

しかしながら、幹線ブレーカや幹線の定格電流を変更するには大規模な工事を伴うから、幹線ブレーカや幹線の定格電流を変更することなくメインブレーカの定格電流を大きくし、かつ幹線ブレーカの遮断を抑制することが要求されている。

この要求を満たす技術としては、たとえば、幹線ブレーカを通過する電流を検出する幹線電流検出手段（負荷監視制御装置）と、各住戸に設けたメインブレーカの定格電流を制御する電流監視回路とを設けたもの提案されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１では、メインブレーカを遮断する電流として上位定格電流と下位定格電流との２段階を設定してあり、幹線電流検出手段により検出した電流値が、幹線ブレーカの定格電流に対して９０％以上になると電流監視回路に下位定格電流を指示し、幹線ブレーカの定格電流に対して７０％以下になると電流監視回路に上位定格電流を指示する構成を採用している。

特許文献１に記載された技術を採用すれば、幹線ブレーカを通過する電流が幹線ブレーカの定格電流の９０％以上になれば、各住戸に設けたメインブレーカを通過可能な電流が常時よりも小さい下位定格電流になって各住戸で使用可能な電流が制限される。したがって、幹線ブレーカや幹線の定格電流を変更することなく、各住宅分電盤に設けたメインブレーカの定格電流を増加させることが可能になり、各住戸でメインブレーカの定格電流を大きくしても幹線ブレーカの遮断を抑制することができるといえる。

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、幹線ブレーカの定格電流に対して９０％以上になると各住戸におけるメインブレーカの定格電流を下位定格電流に引き下げるものであるから、下位定格電流より大きい電流を利用していた住戸ではメインブレーカが遮断される。すなわち、幹線ブレーカの遮断を抑制可能ではあるものの、各住戸におけるメインブレーカの遮断頻度が増加する可能性がある。

一日のうちで使用時間は短いものの最大消費電力が比較的大きいＩＨクッキングヒータや給湯機器のような電気機器を導入した場合に、生活時間帯の近似した住戸においてこの種の電気機器を一斉に使用すると、各住戸において下位定格電流が採用され、メインブレーカが遮断され易くなる。その結果、需要家においてこの種の電気機器の利用が制約されるという問題が生じる。

このような問題を解決するものとして、本出願人は、特許文献２に開示された集合住宅幹線電流制御システムを既に提案している。

以下、特許文献２に記載されている従来例について説明する。

この従来例では、図４に示すように、集合住宅の建物Ｍにおいて各住戸ごとに住宅分電盤２を設けている場合を想定している。建物Ｍには１系統の幹線Ｌａが配線され、幹線Ｌａに幹線ブレーカＢａが設置され、幹線ブレーカＢａの下流において、複数系統（図示例では３系統）の分岐幹線Ｌｂに分岐しているものとする。住宅分電盤２には、メインブレーカＢｃが内器として収納され、各分岐幹線Ｌｂから各住戸用に分岐した電路（以下、「住戸線」と呼ぶ）ＬｃにメインブレーカＢｃが設置される。幹線ブレーカＢａは幹線分岐盤１に収納される。幹線Ｌａにおいて幹線ブレーカＢａの上流側にはトランスＴが設置され、幹線Ｌａには単相３線で交流１００Ｖおよび２００Ｖが供給される。

幹線分岐盤１には、幹線ブレーカＢａのほか、幹線ブレーカＢａを通過する幹線電流を幹線ブレーカＢａの下流において検出する変流器ＣＴａと、変流器ＣＴａの２次出力をサンプリングし幹線Ｌａを通過する幹線電流をサンプリング時間毎に求める幹線電流監視装置１１とが収納され、さらに、幹線電流監視装置１１で求めた幹線電流が幹線ブレーカＢａの過電流領域である状態が規定の制限時間に達したか否かを判定する電流レベル判定装置１２と、電流レベル判定装置１２において制限時間に達したと判定されたときに、幹線ブレーカＢａの下流のメインブレーカＢｃを収納している各住戸の住宅分電盤２に伝送信号を送信する送信装置１３とが収納される。

変流器ＣＴａは、幹線Ｌａのうち中性線を除いた２本の電圧線を通過する電流をそれぞれ検出し、幹線電流監視装置１１は、２本の電圧線を通過する電流のうちの大きいほうを幹線電流として採用する。つまり、変流器ＣＴａと幹線電流監視装置１１とは、幹線電流の電流値を検出するから幹線電流検出手段を構成している。幹線電流監視装置１１では、幹線電流の電流値を電流レベル判定装置１２に引き渡すのではなく、幹線電流の幹線ブレーカＢａの定格電流に対する割合（百分率）として引き渡す。

電流レベル判定装置１２では、後述するように、幹線ブレーカＢａの過電流領域において、幹線ブレーカＢａの定格電流に対する幹線電流の電流値の割合を複数区間に分けた電流レベルを設定してある。制限時間は、各電流レベルに対応付けて規定してあり、電流レベル判定装置１２では、各電流レベル以上である状態の継続時間が制限時間に達したか否かを判定する。

送信装置１３は、電流レベル判定装置１２において制限時間に達したと判定されたことをトリガとして伝送信号を送信する。伝送信号は、電流レベル判定装置１２が制限時間に達したと判定したことを通知する信号であり、ノイズと区別するために適宜の伝送フォーマットを用いて伝送される。

一方、住宅分電盤２には、メインブレーカＢｃのほか、メインブレーカＢｃの下流において複数に分岐した電路にそれぞれ設置される分岐ブレーカＢｂと、メインブレーカＢｃを通過する電流（つまり、各住戸で使用している電流）をメインブレーカＢｃの上流において検出する変流器ＣＴｃと、変流器ＣＴｃの２次出力をサンプリングしメインブレーカＢｃを通過する電流をサンプリング時間毎に求める住戸電流監視装置２１とが収納され、さらに、分岐ブレーカＢｂの下流に接続されている特定の負荷Ｌｄに供給する電流を制限する負荷制御装置（負荷制御手段）２２と、幹線分岐盤１に設けた送信装置１３からの伝送信号を受信する受信装置（受信手段）２３とが収納される。

送信装置１３と受信装置２３との間における伝送信号の伝送路には幹線Ｌａ、分岐幹線Ｌｂ、住戸線Ｌｃを用いる。つまり、電力線を用いて信号を伝送する。この種の技術は、電力線通信（ＰＬＣ）として知られており、本従来例では制限時間に達したことを通知するだけであるから、低速電力線通信の技術を用いて伝送信号を伝送する。電力線通信の技術を用いて伝送信号を伝送することにより、別途に通信線を配線する必要がない。また、既存の建物Ｍであっても幹線Ｌａ、分岐幹線Ｌｂ、住戸線Ｌｃを用いることで伝送信号の伝送が可能になる。図４における破線は、送信装置１３と受信装置２３との間の伝送信号の経路を示している。

メインブレーカＢｃには単相３線の住戸線Ｌｃが接続されるから、変流器ＣＴｃは、変流器ＣＴａと同様に、中性線を除く２本の電圧線を通過する電流をそれぞれ検出する。また、住戸電流監視装置２１は、２本の電圧線を通過する電流のうち大きいほうを住戸電流として採用する。変流器ＣＴｃと住戸電流監視装置２１とは、住戸電流の電流値を検出するから住戸電流検出手段を構成している。

ただし、住戸電流監視装置２１は、住戸電流をつねに検出しているのではなく、受信装置２３が送信装置１３から伝送信号を受信したときに住戸電流を検出する。言い換えると、受信装置２３は、電流レベル判定装置１２において制限時間に達したと判定されることにより、送信装置１３からの伝送信号を受信すると、住戸電流監視装置２１に変流器ＣＴｃの２次出力を用いて住戸電流を検出するように指示する。

住戸電流の電流値がメインブレーカＢｃの定格電流に対して規定した閾値以上であるときに、住戸電流計測装置２１は、負荷制御装置２２に対して負荷Ｌｄに供給する電流を制限するように指示する。閾値は、たとえば定格電流の５０％に設定する（もちろん、５０％は一例であり、他の割合でもよい）。住戸電流の電流値が閾値未満の場合には、住戸電流監視装置２１から負荷制御装置２２に負荷Ｌｄに供給する電流の制限を指示せず、負荷Ｌｄに供給する電流は現状維持される。

変流器ＣＴｃと住戸電流監視装置２１と負荷制御装置２２と受信装置２３との構成例を図５に示す。住戸電流監視装置２１と負荷制御装置２２と受信装置２３とは、それぞれ電源回路部２１ａ，２２ａ，２３ａを備え、それぞれ独立して動作している。また、住戸電流監視装置２１と負荷制御装置２２と受信装置２３とは、それぞれ通信部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを備え、通信部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを用いることにより、受信装置２３から住戸電流監視装置２１に伝送信号の受信を通知し、住戸電流監視装置２１から負荷制御装置２３に負荷Ｌｄに供給する電流の制限を指示する。さらに、住戸電流監視装置２１と負荷制御装置２２と受信装置２３とは、それぞれ上述した各動作を行うようにプログラムが搭載されたマイクロコンピュータからなるＣＰＵ部２１ｃ，２２ｃ，２３ｃを備える。

受信装置２３は、住宅線Ｌｃに接続されたＰＬＣ通信部２３ｄと、送信装置１３が受信装置２３を識別するためのＩＤ（識別符号）を設定する幹線ＩＤ設定部２３ｅとを備える。幹線ＩＤ設定部２３ｅに設定されるＩＤは、受信装置２３を個別に識別するように付与する必要はなく、幹線ブレーカＢａの下流に存在する住宅分電盤２の受信装置２３に一括して同じＩＤを付与する。

送信装置１３ではＩＤを付加して伝送信号を送信しており、受信装置２３ではＰＬＣ通信部２３ｄで送信装置１３から受け取った伝送信号に付加されたＩＤを、ＣＰＵ部２３ｃにおいて幹線ＩＤ設定部２３ｅに設定したＩＤと比較し、両ＩＤが一致すると、通信部２３ｂを介して住戸電流監視装置２１の通信部２１ｂに送信装置１３からの伝送信号を受信したことを通知する。

住戸電流監視装置２１は、変流器ＣＴｃの２次出力をサンプリングしＡ／Ｄ変換を行ってＣＰＵ部２１ｃに与える電流検知部２１ｄと、メインブレーカの定格電流を設定する定格電流設定部２１ｅとを備える。ＣＰＵ部２１ｃは、受信装置２３から伝送信号の受信が通知されると、電流検知部２１ｄから住戸電流を取得し、住宅分電盤２に設けたメインブレーカＢｃの定格電流（後述するように、電流制限器が存在する場合は電流制限器の契約電流容量）に対する住戸電流の割合を求め、さらに負荷Ｌｄに供給する電流を制限するか否かを決定する。負荷Ｌｄに供給する電流を制限する場合には、通信部２１ｂを通して負荷制御装置２２の通信部２３ｂに負荷制御を指示する。メインブレーカＢｃの定格電流（あるいは、電流制限器の契約電流容量）は、定格電流設定部２１ｅにより設定する。

負荷制御装置２２は、負荷Ｌｄに電源を供給する経路に接点を挿入したリレー２２ｅと、ＣＰＵ部２２ｃがリレー２２ｅを制御するためのインターフェースとなるリレー制御回路部２２ｄとを備える。リレー２２ｅは住宅分電盤２に収納されている。負荷制御装置２２のＣＰＵ部２２ｃでは、住戸電流監視装置２１から負荷制御が指示されると、リレー制御回路２２ｄを通してリレー２２ｅの接点をオフにし、負荷Ｌｄへの給電を遮断する。

上述の構成により、幹線分岐盤１の送信装置１３から、複数の住戸の住宅分電盤２の受信装置２３に対して伝送信号を一斉に送信すると（通常は、幹線ブレーカＢａの下流に存在する住宅分電盤２のすべての受信装置２３に伝送信号を一斉に送信する）、各住戸のメインブレーカＢｃのうち通過電流（住戸電流）が上述の閾値以上である場合にのみ負荷Ｌｄに供給する電流が制限される。一方、住戸電流が上述の閾値未満であるメインブレーカＢｃの下流に設けた負荷Ｌｄに供給する電流が制限されることはない。

すなわち、伝送信号が送信された時点で消費している電力の大きい住戸において負荷Ｌｄに供給される電流が制限され、消費している電力の小さい住戸では負荷Ｌｄに供給される電流の制限を受けないのである。言ってみれば、供給する電流が制限される負荷Ｌｄについて、伝送信号を受信した時点における住戸電流の大きさにより、優先度が規定されていることになる。また、住戸電流が大きいことは、当該住戸において最大消費電力の大きい負荷を使用している可能性が高いから、住戸電流が閾値以上である住戸から負荷Ｌｄに供給する電流を制限することにより幹線電流が低減される割合が大きくなる。つまり、住戸電流が閾値以下の住戸において負荷Ｌｄに供給する電流を制限する場合よりも、幹線電流を迅速に低減させることができる。

なお、上述の例では、メインブレーカＢｃの定格電流を基準として閾値を設定しているが、住宅分電盤２においてメインブレーカＢｃの上流に契約電流容量を定めた電流制限器（リミッタ）のような装置を設けている場合には、電流制限器の契約電流容量を基準に用いて閾値を設定すればよい。この構成の場合も、閾値の設定という点では、メインブレーカＢｃの定格電流に対して閾値を規定していることと等価である。

負荷制御装置２２において、負荷Ｌｄに供給する電流を制限する構成としては、負荷Ｌｄに電源を供給する経路の開閉を行う構成と、負荷Ｌｄの出力を調整する構成とのいずれかを採用する。負荷Ｌｄの出力を調節する構成は、負荷Ｌｄにおいて制御端子を備えている必要がある。また、負荷Ｌｄが制御端子を備えている場合であってもＪＥＭ−Ａ規格のＨＡ端子のように負荷Ｌｄの入切しか制御できない場合もある。

負荷制御装置２２により制御される負荷Ｌｄは、供給される電流が制限されても利用者に不便を生じさせないものが選択される。たとえば、貯湯式の給湯装置や床暖房装置や空調装置などは一時的に電源を遮断しても利便性がやや低下するだけで、照明を消灯させる場合のような安全に対する影響もないから、この種の負荷Ｌｄを選択するのが望ましい。また、これらの負荷は最大消費電力が大きいから、供給する電流を制限した場合に、幹線ブレーカＢａを通過する幹線電流を低下させる効果が大きいと言える。

ところで、電流レベル判定装置１２によって判定する制限時間は、幹線ブレーカＢａの過電流領域の特性に基づいて設定される。幹線ブレーカＢａの過電流領域における動作時間は、図６の斜線部ような特性を有している。図６の横軸は幹線ブレーカＢａの定格電流に対する幹線電流の割合（百分率）であり、縦軸は動作時間を表している。幹線電流に対する幹線ブレーカＢａの動作時間は、製品のばらつきや周囲温度などの環境によるばらつきで時間に幅を有している。

図６に示す例では、定格電流に対して１２５％の幹線電流が流れた場合の動作時間は、約８分から約３時間という広い幅を有しているが、動作時間の下限値は約８分になる。つまり、定格電流に対して１２５％の幹線電流が継続して流れると、幹線ブレーカＢａは引き外し動作を行って約８分で遮断される。一方、動作時間の下限値よりも短時間であれば幹線ブレーカＢａは動作せず、幹線Ｌａに電流を流し続けることができる。つまり、過電流領域では時延動作になるから、動作時間の下限値内であれば、幹線ブレーカＢａが遮断されずに電流を流し続けることができる。

図６から明らかなように、動作時間（の下限値）は、定格電流に対する割合で変化し、定格電流に対する割合が小さいほど長くなる。上述した制限時間は、動作時間（の下限値）より短い範囲で設定され、制限時間に達したときに負荷Ｌｄに供給する電流を制限するから、少なくとも制限時間までは幹線電流を流すことができる。たとえば、制限時間を、図６において一点鎖線で囲んだ領域内で設定すれば、過電流領域であっても幹線ブレーカＢａは遮断されず、負荷に給電しつづけることができる。

ところで、上述したように、電流レベル判定装置１２において制限時間に達したと判定されてから負荷制御装置２２で負荷に供給する電流を制限するまでに要する時間は、送信装置１３と受信装置２３との間の通信に要する時間（たとえば、３分間）を含んでいることから、各電流値に対する制限時間は、動作時間（の下限値）から通信に要する時間を差し引いた時間とするのが望ましい。制限時間をこのように設定しておけば、制限時間に達してから通信に要する時間が経過した後に負荷に供給される電流が制限され、幹線ブレーカＢａを通過する幹線電流が減少するから、幹線電流が過電流領域に達してから動作時間（の下限値）内の時間で幹線電流を減少させることができる。つまり、幹線ブレーカＢａを遮断させることなく、できるだけ大きい電流を幹線電流として流すことができる。
特開２００４−１５３９６３号公報 特開２００８−１７８２７５号公報

上述したように特許文献２に記載されている従来例によれば、幹線Ｌａに流れる電流が過電流領域である状態が制限時間に達したとき、各住戸における住戸電流がメインブレーカＢｃの定格電流に対して規定された閾値以上である当該住戸の特定の負荷に供給される電流が制限されるので、各住戸のメインブレーカの定格電流を大きくした場合でも幹線ブレーカＢａの遮断を抑制し、しかも最大消費電力の比較的大きい電気機器を利用する場合でも各住戸のメインブレーカＢｃが遮断されないという利点を有している。

しかしながら、住戸電流には制御対象の負荷Ｌｄに流れる電流だけでなく制御対象でない負荷に流れる電流も含まれているから、制御対象の負荷Ｌｄが動作していなくても、制御対象でない負荷に流れる電流が一時的に増大したために住戸電流が閾値以上となってしまう可能性が有る。この場合、特定負荷への電流供給の制限を解除した後に当該特定の負荷が動作して住戸電流が大幅に増大し、その結果、幹線電流が過電流領域に達してしまうことで特定負荷への電流供給が再度制限され、特定負荷への電流供給の制限と解除が頻繁に繰り返されるような状況が生じてしまう虞がある。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、特定の負荷に供給する電流の制限と解除が頻繁に繰り返される状況を回避することができる集合住宅幹線電流制御システムを提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、複数の住戸に配電する幹線に設置された幹線ブレーカと、幹線ブレーカの下流において幹線から各住戸用に分岐した電路にそれぞれ設置され各住戸に配置した住宅分電盤に収納された複数個のメインブレーカと、幹線ブレーカを通過する幹線電流を検出する幹線電流検出手段と、幹線電流検出手段により検出された幹線電流が幹線ブレーカにおける過電流領域である状態が、電流値に応じて規定されている制限時間に達したか否かを判定する電流レベル判定手段と、メインブレーカを通過する電流を検出する住戸電流検出手段と、電流レベル判定手段により制限時間に達したと判定され且つ住戸電流検出手段で検出された電流値がメインブレーカの定格電流に対して規定した閾値以上であるときに、住戸電流検出手段で検出された電流値が閾値以上である当該住戸に設けた特定の負荷に供給される電流を制限する負荷制御手段とを備え、前記電流レベル判定手段は、前記過電流領域よりも幹線電流が小さい正常電流領域を、幹線電流の電流値が過電流領域に近い警戒電流領域と当該警戒電流領域よりも電流値が小さい余裕電流領域の２つの領域に区分するとともに幹線電流が警戒電流領域と余裕電流領域の何れであるかを判定し、さらに、幹線電流が前記過電流領域から前記警戒電流領域まで減少した場合、当該幹線電流が前記警戒電流領域にある状態の継続時間が当該幹線電流の電流値に応じた所定の一部解除時間に達したか否かを判定し、前記負荷制御手段は、前記特定の負荷に供給する電流を制限した後に、前記電流レベル判定手段により幹線電流が前記過電流領域から前記警戒電流領域まで減少したと判定されても前記特定の負荷に供給する電流の制限を継続し、前記電流レベル判定手段により幹線電流が前記余裕電流領域まで減少したと判定されたら前記特定の負荷に供給する電流の制限を解除し、さらに、前記電流レベル判定手段により前記継続時間が前記一部解除時間に達したと判定されたら前記閾値を高くすることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、負荷制御手段により各住戸の特定の負荷に供給される電流が制限されたことで幹線電流が減少して正常電流領域に移行した場合、直ちに特定負荷に供給される電流の制限を解除するのでなく、幹線電流が警戒電流領域にある間は引き続き負荷制御手段が特定の負荷に供給する電流を制限するとともに、幹線電流が警戒電流領域よりも電流値の小さい余裕電流領域まで減少して初めて負荷制御手段が電流の制限を解除するので、特定の負荷に供給する電流の制限と解除が頻繁に繰り返される状況を回避することができる。また、幹線電流が警戒電流領域から余裕電流領域まで減少しない場合であっても、警戒電流領域にある状態の継続時間が一部解除時間に達して閾値が高くなることにより、住戸電流検出手段で検出された電流値が閾値未満となる一部の住戸では特定負荷への電流供給の制限が解除されるから、幹線電流が再度過電流領域まで増大することを抑制しつつ特定負荷への電流供給が必要以上に長い時間制限されることを回避することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記負荷制御手段によって特定の負荷に供給される電流の制限が解除される前に、電流の制限が解除されることを報知する報知手段が各住戸に設けられたことを特徴とする。

請求項２の発明によれば、特定負荷に供給される電流の制限が解除されることを利用者（各住戸の住人）に事前に報知するので、利用者が知らないうちに電流の制限が解除されてしまう場合に比べて利用者の利便性が向上し、しかも、利用者が自主的に電力消費を控えるように促すことができて電流の制限と解除が頻繁に繰り返される状況をさらに回避することができる。

本発明によれば、特定の負荷に供給する電流の制限と解除が頻繁に繰り返される状況を回避することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。但し、本実施形態のシステム構成は特許文献２に記載されている従来例と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明及び図示を省略し、必要に応じて従来例の図面（図４〜図６）を参照する。

（実施形態１）
本実施形態では、従来例で説明した過電流領域よりも幹線電流が小さい領域、すなわち、図１に示すように幹線ブレーカＢａの定格電流に対する割合が１００％以下の領域を定常電流領域と定義し、さらに当該定常電流領域を幹線電流の大きさ（定格電流に対する割合）に応じた２つの領域Ｘ１，Ｘ２に区分している。一方の領域Ｘ１は、幹線電流の割合が定格電流に対して１００％〜５０％の領域とし、他方の領域Ｘ２は、幹線電流の割合が定格電流に対して５０％〜０％の領域としている。但し、必ずしも５０％で区分する必要はない。以下では、過電流領域に近い方の領域Ｘ１を警戒電流領域、過電流領域から遠い方の領域Ｘ２を余裕電流領域と呼ぶことにする。

電流レベル判定装置１２では、幹線電流監視装置１１で求めた幹線電流が過電流領域である状態が規定の制限時間に達したと判定した後、幹線電流監視装置１１で求めた幹線電流を引き続き受け取り、幹線電流が過電流領域から正常電流領域まで減少したら２つの領域（警戒電流領域Ｘ１，余裕電流領域Ｘ２）のうちの何れの領域にあるかを判定する。

送信装置１３は、電流レベル判定装置１２において幹線電流のある領域（警戒電流領域Ｘ１又は余裕電流領域Ｘ２）が判定される毎に伝送信号を送信する。この伝送信号は、電流レベル判定装置１２によって判定された領域（警戒電流領域Ｘ１又は余裕電流領域Ｘ２）を通知するための信号である。

一方、各住戸に設置されている受信装置２３のＰＬＣ通信部２３ｄで上記伝送信号が受信されると、受信装置２３のＣＰＵ部２３ｃが通信部２３ｂを介して住戸電流監視装置２１の通信部２１ｂに送信装置１３から通知された内容（幹線電流が警戒電流領域Ｘ１又は余裕電流領域Ｘ２の何れにあるかということ）を通知する。住戸電流監視装置２１においては、ＣＰＵ部２１ｃが、受信装置２３から通知された上記内容に基づいて負荷Ｌｄへの電流供給の制限を解除するか否かを判定する。具体的には、幹線電流が警戒電流領域Ｘ１にあれば、負荷Ｌｄへの電流供給の制限を継続し、幹線電流が余裕電流領域Ｘ２にあれば、負荷Ｌｄへの電流供給の制限を解除する。そして、負荷Ｌｄへの電流供給を解除する場合、ＣＰＵ部２１ｃは、通信部２１ｂを通して負荷制御装置２２の通信部２３ｂに負荷制御の停止を指示する。尚、負荷Ｌｄへの電流供給を継続する場合、ＣＰＵ部２１ｃは何もしない。

負荷制御装置２２のＣＰＵ部２２ｃでは、住戸電流監視装置２１から負荷制御の停止が指示されると、リレー制御回路２２ｄを通してリレー２２ｅの接点をオンにし、負荷Ｌｄへの給電を可能とする。

而して、従来技術で説明したように、住戸電流には制御対象の負荷Ｌｄに流れる電流だけでなく制御対象でない負荷に流れる電流も含まれているから、制御対象の負荷Ｌｄが動作していなくても、制御対象でない負荷に流れる電流が一時的に増大したために住戸電流が閾値以上となってしまう可能性があり、その場合、特定負荷への電流供給の制限を解除した後に当該特定の負荷が動作して住戸電流が大幅に増大し、その結果、幹線電流が過電流領域に達してしまうことで特定負荷への電流供給が再度制限され、特定負荷への電流供給の制限と解除が頻繁に繰り返されるような状況が生じてしまう虞がある。

これに対して本実施形態では、上述のように負荷制御装置２２により各住戸の特定の負荷Ｌｄに供給される電流が制限されたことで幹線電流が減少して正常電流領域に移行した場合、直ちに特定負荷Ｌｄに供給される電流の制限を解除するのでなく、幹線電流が警戒電流領域Ｘ１にある間は引き続き負荷制御装置２２が特定の負荷Ｌｄに供給する電流を制限するとともに、幹線電流が警戒電流領域Ｘ１よりも電流値の小さい余裕電流領域Ｘ２まで減少して初めて負荷制御装置２２が電流の制限を解除するので、特定の負荷Ｌｄに供給する電流の制限と解除が頻繁に繰り返される状況を回避することができる。

ところで、負荷制御装置２２による特定負荷Ｌｄへの電流供給が制限されている状況において、幹線電流が余裕電流領域Ｘ２まで減少しない場合であっても、幹線電流が警戒電流領域Ｘ１にある状態が長い時間（例えば、数分〜数十分）に亘って継続するようであれば、特定負荷Ｌｄへの電流供給の制限を解除しても幹線電流が再び過電流領域まで増大する可能性は低いと考えられる。

そこで本実施形態では、図１に示すように幹線電流が警戒電流領域Ｘ１における５０％から７５％の領域（以下、一部解除領域と呼ぶ。）Ｘ１１にあるとき、電流レベル判定装置１２において、幹線電流が過電流領域から警戒電流領域Ｘ１に移行した時点を始期として幹線電流が警戒電流領域Ｘ１（一部解除領域Ｘ１１）である状態の継続時間を計時し、当該継続時間が所定の一部解除時間（図示例では５分）に達したときに閾値を高くすることを指示するための伝送信号を送信装置１３から送信させる。各住戸に設置されている受信装置２３のＰＬＣ通信部２３ｄで上記伝送信号が受信されると、受信装置２３のＣＰＵ部２３ｃが通信部２３ｂを介して住戸電流監視装置２１の通信部２１ｂに閾値を高くする指示を通知する。そして、住戸電流監視装置２１においては、ＣＰＵ部２１ｃが、受信装置２３から閾値を高くする指示が通知されると、例えば、閾値をメインブレーカＢｃの定格電流の５０％から７５％に上昇させる。

故に、幹線電流が警戒電流領域Ｘ１から余裕電流領域Ｘ２まで減少しない場合であっても、警戒電流領域Ｘ１（一部解除領域Ｘ１１）にある状態の継続時間が一部解除時間に達して閾値が高くなることにより、住戸電流監視装置２１で検出された住戸電流の電流値が閾値未満となる一部の住戸では特定負荷Ｌｄへの電流供給の制限が解除されるから、幹線電流が再度過電流領域まで増大することを抑制しつつ特定負荷Ｌｄへの電流供給が必要以上に長い時間制限されることを回避することができる。尚、幹線電流の電流値が一部解除領域Ｘ１１よりも大きい領域（幹線電流の定格電流に対する割合が７５％〜１００％の領域）である状態の継続時間が所定の解除時間（例えば、１時間）に達したときに負荷Ｌｄへの電流供給の制限を解除するようにしても構わない。

また、電流レベル判定装置１２における一部解除時間を、図２の実線イで示すように幹線電流に比例して連続的に短縮したり、あるいは図２の破線ロで示すように幹線電流が減少するにつれて段階的（図示例では３段階）に短縮してもよい。このように幹線電流の電流値に応じて一部解除時間を変化させることにより、特定負荷Ｌｄへの電流供給の制限が継続される住戸と解除される住戸とをきめ細かく選別して利用者の利便性を向上することができる。

（実施形態２）
本実施形態は、図３に示すように、住戸電流監視装置２１から負荷制御装置２２に対して負荷Ｌｄへの電流供給の制限を解除する指示が出される前に、利用者（住戸の住人）に対して負荷Ｌｄへの電流供給の制限が解除されることを報知する通報装置（報知手段）２４が各住戸に設けられている点に特徴がある。但し、本実施形態では、幹線ブレーカＬａの下流において幹線Ｌａが２系統の幹線Ｌａ１，Ｌａ２に分岐され、幹線Ｌａに幹線ブレーカＢａが設置されるだけではなく、各幹線Ｌａ１，Ｌａ２ごとにそれぞれ幹線ブレーカＢａ１，Ｂａ２が設置されている場合を例示する。ここで、幹線Ｌａを２系統に分岐しているのは一例であり、３系統以上に分岐してもよいのはもちろんのことである。

住戸電流監視装置２１のＣＰＵ部２１ｃは、負荷Ｌｄへの電流供給の制限を解除すると判定した場合、通信部２１ｂを通して負荷制御装置２２の通信部２３ｂに負荷制御の停止を指示する前に、通信部２１ｂを通して通報装置２４に報知音の鳴動を指示する。

一方、通報装置２４は、図示しない通信部を通して住戸電流監視装置２１から報知音の鳴動が指示されると、例えば、ブザー音や音声メッセージ（「これから○×への電流供給の制限が解除されます。」など）をスピーカから鳴動させる。

そして、住戸電流監視装置２１のＣＰＵ部２１ｃでは、通信部２１ｂを通して通報装置２４に報知音の鳴動を指示してから所定時間（例えば、数十秒〜数分）が経過した後、通信部２１ｂを通して負荷制御装置２２の通信部２３ｂに負荷制御の停止を指示する。

而して本実施形態によれば、特定負荷Ｌｄへの電流供給の制限が解除されることを利用者（各住戸の住人）に事前に報知するので、利用者が知らないうちに電流の制限が解除されてしまう場合に比べて利用者の利便性が向上し、しかも、利用者が自主的に電力消費を控えるように促すことができて電流の制限と解除が頻繁に繰り返される状況をさらに回避することができる。

本発明の実施形態１の動作説明図である。 同上の動作説明図である。 本発明の実施形態２を示すブロック図である。 従来例を示すブロック図である。 同上に用いる住宅分電盤の要部ブロック図である。 同上の原理説明図である。

符号の説明

１ 分岐分電盤
２ 住宅分電盤
１１ 幹線電流監視装置（幹線電流検出手段）
１２ 電流レベル判定装置（電流レベル判定手段）
１３ 送信装置（送信手段）
２１ 住戸電流監視装置（住戸電流検出手段）
２２ 負荷制御装置（負荷制御手段）
２３ 受信装置（受信手段）
Ｂａ 幹線ブレーカ
Ｂａ１，Ｂａ２ 幹線ブレーカ
Ｂｃ メインブレーカ
ＣＴａ 変流器（幹線電流検出手段）
ＣＴａ１，ＣＴａ２ 変流器（幹線電流検出手段）
ＣＴｃ 変流器（住戸電流検出手段）
Ｌａ 幹線
Ｌａ１，Ｌａ２ 幹線

Claims (2)

1. 複数の住戸に配電する幹線に設置された幹線ブレーカと、幹線ブレーカの下流において幹線から各住戸用に分岐した電路にそれぞれ設置され各住戸に配置した住宅分電盤に収納された複数個のメインブレーカと、幹線ブレーカを通過する幹線電流を検出する幹線電流検出手段と、幹線電流検出手段により検出された幹線電流が幹線ブレーカにおける過電流領域である状態が、電流値に応じて規定されている制限時間に達したか否かを判定する電流レベル判定手段と、メインブレーカを通過する電流を検出する住戸電流検出手段と、電流レベル判定手段により制限時間に達したと判定され且つ住戸電流検出手段で検出された電流値がメインブレーカの定格電流に対して規定した閾値以上であるときに、住戸電流検出手段で検出された電流値が閾値以上である当該住戸に設けた特定の負荷に供給される電流を制限する負荷制御手段とを備え、
   前記電流レベル判定手段は、前記過電流領域よりも幹線電流が小さい正常電流領域を、幹線電流の電流値が過電流領域に近い警戒電流領域と当該警戒電流領域よりも電流値が小さい余裕電流領域の２つの領域に区分するとともに幹線電流が警戒電流領域と余裕電流領域の何れであるかを判定し、さらに、幹線電流が前記過電流領域から前記警戒電流領域まで減少した場合、当該幹線電流が前記警戒電流領域にある状態の継続時間が当該幹線電流の電流値に応じた所定の一部解除時間に達したか否かを判定し、
   前記負荷制御手段は、前記特定の負荷に供給する電流を制限した後に、前記電流レベル判定手段により幹線電流が前記過電流領域から前記警戒電流領域まで減少したと判定されても前記特定の負荷に供給する電流の制限を継続し、前記電流レベル判定手段により幹線電流が前記余裕電流領域まで減少したと判定されたら前記特定の負荷に供給する電流の制限を解除し、さらに、前記電流レベル判定手段により前記継続時間が前記一部解除時間に達したと判定されたら前記閾値を高くすることを特徴とする集合住宅幹線電流制御システム。
2. 前記負荷制御手段によって特定の負荷に供給される電流の制限が解除される前に、電流の制限が解除されることを報知する報知手段が各住戸に設けられたことを特徴とする請求項１記載の集合住宅幹線電流制御システム。

Images