JP7001282B2 - Wattmeter relays, panels, and self-consumed power systems - Google Patents
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Description
本発明は、所定の電路に接続される電機器や、この電機器を有した盤、電力システムに関する。 The present invention relates to an electric device connected to a predetermined electric circuit, a panel having the electric device, and a power system.
従来、送配電系統並列システムにおける発電機のための命令および制御システムが知られている(特許文献1参照)。
この発電機のための命令および制御システムは、複数のターボ発電機のための命令および制御システムにおいて、複数の個々のターボ発電機を有し、該複数の個々のターボ発電機はそれぞれ、制御器を備えており、命令および制御システムバスを有し、前記複数の個々のターボ発電機の制御器はそれぞれ、該命令および制御システムバスに動作的に接続され、複数の切断スイッチを有し、複数の個々のターボ発電機の制御器のそれぞれを前記命令および制御システムバスに動作的に接続させ、双方向電力計を有し、複数の個々のターボ発電機の制御器および前記双方向電力計に動作的に接続され、選択された制御モードで複数の個々のターボ発電機を制御する主制御器を有し、さらに、電気的用途、前記電力計、複数の個々のターボ発電機の出力、および負荷を動作的に接続する接続箱を有する。
Conventionally, an instruction and control system for a generator in a power transmission / distribution system parallel system is known (see Patent Document 1).
The command and control system for this generator has multiple individual turbo generators in the command and control system for multiple turbo generators, each of which is a controller. Each of the plurality of individual turbo generator controllers is operationally connected to the instruction and control system bus, has a plurality of disconnect switches, and has a plurality of disconnection switches. Each of the individual turbo generator controllers of the It has a main controller that is operationally connected and controls multiple individual turbo generators in a selected control mode, as well as electrical applications, said power meters, outputs of multiple individual turbo generators, and. It has a junction box to operably connect the load.
しかしながら、特許文献1に記載された発電機のための命令および制御システムは、送配電系統並列システム内における公共送配電形系統と、ビル負荷やシステムバスとの間に、リレーと、デジタル電力計等が、変流器を介して別々に設置されており、その他の時限防御器や容量器等の機器を設置するスペースが十分でない問題があった。
However, the command and control system for the generator described in
本発明は、このような点に鑑み、電力計測部とリレー部を1つの機器筐体内に設けることによって、「省スペース化」等を図れる電機器や、盤、電力システムを提供することを目的とする。 In view of these points, it is an object of the present invention to provide an electric device, a panel, and a power system capable of "saving space" by providing a power measurement unit and a relay unit in one device housing. And.
本発明に係る電機器1は、所定の電路に接続される電力計リレーであって、前記所定の電路における電力を計測する電力計測部2と、前記電力計測部2で計測した電力に応じてリレー動作を行うリレー部3を備え、前記電力計測部2とリレー部3が、1つの機器筐体4内に設けられ、前記リレー部3が行うリレー動作とは、前記リレー部3からの信号を介して、前記機器筐体4外の遮断器が、前記所定の電路を遮断することであることを第1の特徴とする。
The
本発明に係る電機器1の第2の特徴は、上記第1の特徴に加えて、前記所定の電路における電流を検知するセンサ部5を備え、前記センサ部5は、当該センサ部5と電力計測部2を接続するセンサ電路6を備え、前記センサ部5から出力され且つ前記センサ電路6を流れる電流の値は、前記所定の電路側である1次側と、前記センサ部5からの出力側である2次側の変流比の値によって、1A以下とされ、前記電流の値は、その上限値が1mA以上20mA以下であり、その下限値が0.001mAである点にある。
The second feature of the
本発明に係る電機器1の第3の特徴は、上記第1又は2の特徴に加えて、当該電力計リレーにおける前記電力計測部2は、前記所定の電路における電力を、所定のサンプリングタイムにて計測し、前記所定のサンプリングタイムは、0.05秒以上2.00秒以下である点にある。
The third feature of the
これらの特徴により、電力計測部2とリレー部3を1つの機器筐体4内に設けることによって、1つの機器筐体4内に設けた分だけ「省スペース化」が図られ、特許文献1とは異なって、その他の機器を設置するスペースが十分に確保できる。
これと共に、当該計測した電力が逆電力Gであり且つリレー動作を行うか否かの基準となる逆電力Gの閾値が受電力Jの1%(例えば、5.72kW)であるなど、閾値が非常に小さい値の場合、特許文献1のように、リレーと、デジタル電力計を別々の機器で行ったケースにおいては、リレーとデジタル電力計ごとで発生する微小な誤差が異なるため、「デジタル電力計側、そして実際に系統Kから受電(買電)している値を示しているにも関わらず、リレー側だけが勝手に逆電力Gが閾値を越えたと判断する」誤動作が生じたが、本発明においては、電力計測部2で計測した電力の値に基づいて、リレー動作をするか否かを判断するため、特許文献1のような誤動作は生じないと言える。
尚、このような電機器1は、所謂、電力計とリレー(継電器)における両方の機能を備えていることから、「電力計リレー」であるとも言える。
Due to these features, by providing the
At the same time, the measured power is the reverse power G, and the threshold value of the reverse power G, which is a criterion for whether or not the relay operation is performed, is 1% of the received power J (for example, 5.72 kW). In the case of a very small value, as in
Since such an
又、所定の電路における電流を検知するセンサ部5から出力されてセンサ電路6を流れる電流値を1A(アンペア)以下とすることによって、変流器(CT、Current Transformer )から出力される電流値(例えば、5A前後)と比べ、人体への感電リスクが大幅に低減される(「感電リスクの低減」)。
尚、仮に人体に電流が流れた場合、電流の大きさが大きいほど危険であり、人体を通過する時間が長いほど危険であり、人体への感電における安全限界は、30mA・秒や50mA・秒とも言える。
Further, by setting the current value output from the
If a current flows through the human body, the larger the current, the more dangerous it is, and the longer it takes to pass through the human body, the more dangerous it is. The safety limit for electric shock to the human body is 30 mA / sec or 50 mA / sec. It can be said that.
更に、所定の電路を開裂することなく取付け可能な開閉型検知具7を備えることによって、既存の設置盤(買電盤などの系統盤、接続部)22等における電路に後付けが可能となり、既存の設置盤22等も生かしつつ、発電プラントや当該発電プラントへの接続設備(配電システム30’等)を買い足すだけで、使用者が発電した電力を自ら消費できるシステムを構築(つまり「システムの自家消費型化」を)し易くなると同時に、経費も低減できる(「自家消費型化の経費低減」)。
これに加え、電路を開裂が不要である分だけ、自家消費型化における作業の負担が軽減される(「自家消費型化の作業負担軽減」)。
Furthermore, by providing an open /
In addition to this, the work burden in the self-consumption type is reduced by the amount that the electric circuit does not need to be cleaved (“reduction of the work burden in the self-consumption type”).
本発明に係る盤は、上述した電力計リレー1が設けられた盤支持体を有していることを第1の特徴とする。
尚、本発明における「盤支持体」とは、盤が備える電機器1等の機器を内蔵する盤筐体(箱形の容器やケーシングなど)以外に、盤を支える盤フレーム(frame )体(盤枠体)も含まれ、この場合、盤が備える電機器1等の機器は、盤フレーム体に設けられる(取り付けられる)とも言える。
従って、本発明に係る「盤」とは、備える電機器1等の機器を盤筐体に内蔵して、当該機器が露出しない所謂「盤」だけでなく、備える電機器1等の機器を盤フレーム体に取り付けて、機器が露出しているシステム(謂わば、「盤システム」)も含む。
The first feature of the panel according to the present invention is that it has a panel support provided with the above-mentioned
The "board support" in the present invention is a board frame body (frame) that supports the board, in addition to the board housing (box-shaped container, casing, etc.) that incorporates devices such as
Therefore, the "board" according to the present invention is not only a so-called "board" in which a device such as an
この特徴により、盤(配電システム30’など)の盤支持体(配電フレーム体31’など)に電機器1を設けることによって、既存の設置盤22等における電路に対して、電力計測部2とリレー部3を後付けする際に、当該盤支持体を有した盤を付け足すだけで済み、後付け作業の効率が上がる(「後付け作業の効率向上」)。
Due to this feature, by providing the
本発明に係る電力システム21は、系統Kと負荷Fとにそれぞれ接続された接続部22を有した電力システムであって、前記接続部22及び負荷Fに、発電装置23を接続させる発電接続機器24と、前記系統Kから接続部22を介して負荷Fまでの電路における電力を計測する電力計測部2と、前記電力計測部2で計測した電力に応じてリレー動作を行うリレー部3を備えた電力計リレー1を有していて、前記電力計測部2とリレー部3が、1つの機器筐体4内に設けられ、前記リレー部3が行うリレー動作とは、前記リレー部3からの信号を介して、前記機器筐体4外の遮断器が、前記所定の電路を遮断することであることを第1の特徴とする。
本発明に係る電力システム21の第2の特徴は、上記第1の特徴に加えて、前記系統Kから接続部22を介して負荷Fまでの電路における電流を検知するセンサ部5を備え、前記系統Kから接続部22を介して負荷Fまでの電路には、前記接続部22内に、計器用変流器22fが設けられ、前記計器用変流器22fの2次側の電路に、前記センサ部5が取り付けられている点にある。
本発明に係る電力システム21の第3の特徴は、上記第1の特徴に加えて、前記系統Kから接続部22を介して負荷Fまでの電路における電流を検知するセンサ部5を備え、前記系統Kから接続部22を介して負荷Fまでの電路は、三相3線の電路であり、前記三相3線中の2線の各ケーブルにおける電界をシールドしたシールド済部分M3に、前記センサ部5が取り付けられている点にある。
本発明に係る電力システム21の第4の特徴は、上記第1~3の特徴に加えて、前記発電装置23は、直流電流又は交流電流を交流電流に変換するパワーコンディショナ27を有し、前記リレー部3が行うリレー動作は、前記リレー部3からの信号を介して、前記パワーコンディショナ27が、変換を停止することも含んでいる点にある。
The
The second feature of the
The third feature of the
The fourth feature of the
これらの特徴により、電力システム21において、系統Kから負荷Fまでの電路の電力を計測する電力計測部2と、計測した電力に応じてリレー動作を行うリレー部3を1つの機器筐体4内に設けることによって、1つの機器筐体4内に設けた分だけ、電力システム21内で「省スペース化」が図られ、特許文献1とは異なって、電力システム21内でその他の機器を設置するスペースが十分に確保できる。
尚、このような電力システム21は、当該システム21の使用者が発電した電力を自ら消費するのに適した「自家消費型の電力システム」であるとも言える。
Due to these features, in the
It can be said that such an
本発明に係る電機器や、盤、電力システムによると、電力計測部とリレー部を1つの機器筐体内に設けることによって、「省スペース化」等を実現できる。 According to the electric device, the panel, and the power system according to the present invention, "space saving" and the like can be realized by providing the power measuring unit and the relay unit in one device housing.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
<電機器1の全体構成>
図1~8には、本発明に係る電機器1が示されている。
この電機器1は、所定の電路に接続される機器であって、後述する電力計測部2とリレー部3を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Overall configuration of
FIGS. 1 to 8 show the
The
電機器1は、後述するセンサ部(謂わば、電流センサ部)5を備えていても良い。
ここで、本発明における「所定の電路に接続される」とは、当該電路と直接導通している場合だけでなく、当該電路と直接導通していなくとも、変圧器(例えば、後述する計器用変成器22bの低圧側や、柱上変圧器K’の低圧側など)を介して接続されたり、変流器(例えば、後述する計器用変流器22aの2次側(計器用変流器22aからの出力)など)を介してセンサ部5が接続され(取り付けられ)たり、その他、柱上変圧器K’の低圧側にセンサ部5が接続され(取り付けられ)ている場合も含む。
The
Here, "connected to a predetermined electric path" in the present invention means not only when the electric circuit is directly connected to the electric path, but also when the transformer (for example, an instrument described later) is not directly connected to the electric path. It is connected via the low-voltage side of the
電機器1は、後述する電力計測部2による計測値をデジタル化等して、後述するリレー部3や、後述する電力システム21の制御部29へ、通信ケーブル1A等による有線か、無線によって出力する出力部(図示せず)を有していても良い。
電機器1は、電力計測部2による計測間隔や、上述した出力部の出力間隔(通信スピード)について、何れの値でも良いが、例えば、計測間隔や出力間隔は、0.1秒以下であったり、0.05秒以上2.00秒以下や、0.75秒以上1.50秒以下、0.10秒以上1.00秒以下(0.1秒など)であっても良い。
The
The
<電力計測部2>
図1~8に示したように、電力計測部2は、上述した所定の電路における電力を計測する部分であり、電機器1は、電力計機能を有しているとも言える。
ここで、本発明における「電路」とは、電気を流すものであって、銅、アルミニウム、銀、金、ニクロム等の導体や、この導体を絶縁物で覆ったケーブル、一般的な電線などを含む。
<
As shown in FIGS. 1 to 8, the
Here, the "electric line" in the present invention is for passing electricity, and includes conductors such as copper, aluminum, silver, gold, and nichrome, cables whose conductors are covered with an insulator, and general electric wires. include.
電力計測部2が電力を計測する所定の電路は、特に限定はないが、例えば、後述する系統Kと同じ三相3線(3φ3W)で、6600Vや22000V等、60Hz又は50Hz等の電力を供給する電路であったり、単相2線(1φ2W)や、単相3線(1φ3W)等の電力を供給する電路でも良い。
より具体的には、電力計測部2が電力を計測する所定の電路とは、例えば、後述する電力システム21において、系統Kから接続部22を介して負荷Fまでの電路(以下、「主電路M」という)であっても良い。
The predetermined electric line for measuring the electric power by the electric
More specifically, the predetermined electric circuit in which the electric
又、電機器1(特に、電力計測部2等)に入力される電圧(計測対象としての電路の電圧)の値については、特に限定はないが、例えば、電路が三相3線や単相2線であれば、変圧器(例えば、後述する計器用変成器22bや、柱上変圧器K’)を経た60Hz又は50Hzの110V、220V、440Vなどであったり、単相3線であれば、60Hz又は50Hzの100V以上200V以下であっても良い。
ここで、電力計測部2等に対して、計測対象としての電路の電圧を入力するには、当然、電機器1が、計測対象となる所定の電路に接続されていることとなる。
The value of the voltage (voltage of the electric circuit as the measurement target) input to the electric device 1 (particularly, the
Here, in order to input the voltage of the electric circuit as the measurement target to the
より具体的には、例えば、計測対象としての電路が三相3線や単相2線であれば、電機器1は、後述する計器用変成器22bの低圧側(後述する電力システム21の第1、2、4実施形態参照)に接続され、計測対象としての電路が単相3線であれば、電機器1は、後述する柱上変圧器K’の低圧側(後述する電力システム21の第3実施形態参照)に接続される。
尚、電機器1の電源についても、特に限定はないが、上述した計測対象としての電路の電圧と共用(つまり、60Hz又は50Hzの110V、220V、440Vや、100V以上200V以下)であったり、直流の100Vや110Vであっても良い。
More specifically, for example, if the electric circuit to be measured is a three-phase three-wire system or a single-phase two-wire system, the
The power supply of the
電力計測部2が計測する電力は、例えば、主電路Mにおける逆電力Gや不足電力Uなどであっても良く、又、主電路Mにおいては、系統Kから接続部22や負荷F等へ流れる受電力(買電力、買電電力)Jも含まれるとも言える。
ここで、逆電力Gとは、後述する電力システム21において、接続部22から系統Kへ逆流する電力であり、逆流電力Gとも言える。
又、不足電力Uとは、上述した系統K側において短絡(ショート)が起こった際に、接続部22での受電力Jの不足分を表す電力であって、上述した発電装置23からの発電力Hが大きくなり過ぎると、不足電力は0に近づくとも言える。
The power measured by the
Here, the reverse power G is the power that flows back from the
Further, the insufficient power U is power representing the shortage of the received power J at the
電力計測部2は、電力が計測できるのであれば、特に限定はないが、例えば、電子式や機械式であったり、三相式(三相3線のうち、2相を計測する方式)であったり、単相式などであっても良い。
以下、電力計測部2は、主に電子式で且つ三相式であるとして述べる。
このような電力計測部2は、1つの電機器1において、1つだけ存在しても良いが、複数存在しても構わない。
The
Hereinafter, the
Only one such
<リレー部3>
図1~8に示したように、リレー部3は、上述した電力計測部2で計測した電力に応じてリレー動作を行う部分であり、電機器1は、継電器機能(リレー(Relay )機能)を有しているとも言える。
ここで、本発明における「電力計測部2で計測した電力に応じて」とは、当該計測した電力が、所定の値(閾値)以上となった場合(閾値を超えた場合)や、所定の値(閾値)以下となった場合(閾値を下回った場合)に、次のリレー動作を行うことを意味する。
<
As shown in FIGS. 1 to 8, the
Here, "according to the power measured by the
尚、所定の閾値とは、当該計測した電力が逆電力Gであれば、例えば、後述する電力システム21において、系統Kから接続部22に流れ込む電力(後述する受電力J)の1%以上10%以下(好ましくは1.5%以上5%以下であったり、5%や1%など)の電力であったり、所定の閾値が0kWであっても良い。
より具体的には、例えば、系統Kから接続部22に流れ込む(受電される)三相3線の電力における電流値が50Aで且つ電圧値が6600Vである場合には、受電力Jは、√3×50×6600=571576.766・・・W≒571.6kWとなり、この受電力Jの5%は、571.6kW×0.05≒28.6kWとなることから、この28.6kWが、所定の閾値となったり、この受電力Jの1%である571.6kW×0.01≒5.72kWが、所定の閾値となったりする。
If the measured power is the reverse power G, the predetermined threshold value is, for example, 1% or more of the power flowing from the system K to the connection unit 22 (received power J described later) in the
More specifically, for example, when the current value in the power of the three-phase three-wire flowing (received) from the system K into the
更に加えて、「電力計測部2で計測した電力に応じて」とは、当該計測した電力が、所定の値(閾値)以上となった直後、すぐに次のリレー動作を行う場合だけでなく、所定の時間を経過した後に、次のリレー動作を行う場合も含む。
尚、所定の時間とは、当該計測した電力が逆電力Gであれば、例えば、後述する電力システム21において、受電力Jの5%(28.6kWなど)より大きい逆電力Gが発生した場合には、この値の逆電力Gが発生してから、0.1秒以上15.0秒以下や、0.5秒以上5.0秒以下、1.0秒以上や2.0秒以上(2.0秒など)が、所定の時間となる(つまり、逆電力Gが閾値である28.6kW以上となってから、2秒後が経過した場合には、次のリレー動作を行うこととなる)。
ここで、本発明における「逆電力Gが所定の値(閾値)より大きくなる(謂わば「逆電力発生状態C1」になる)」とは、逆電力Gが、厳密に閾値より大きくなる(当然に、当該閾値を含まない)ことを意味する以外に、電機器1の分解能や設定等によっては、その逆電力Gが「当該閾値とみなせる値以上となる」ことを意味しても許容し、本発明における「当該閾値とみなせる値」とは、電機器1の分解能に応じたり、所定の不足電力Uの値に設定する等をしても構わず、例えば、当該閾値と1mWや1μW、1nWなどとの和であっても良い。
Furthermore, "according to the power measured by the
If the measured power is the reverse power G, the predetermined time is, for example, when a reverse power G larger than 5% (28.6 kW, etc.) of the received power J is generated in the
Here, in the present invention, "the reverse power G becomes larger than a predetermined value (threshold value) (so-called" reverse power generation state C1 ")" means that the reverse power G becomes strictly larger than the threshold value (naturally). In addition to the fact that the threshold value is not included), depending on the resolution and settings of the
又、本発明における「リレー動作」とは、例えば、後述する電力システム21においてであれば、発電装置23から系統Kまでの電路における何れかを遮断する(当該電路における何れかの遮断器を遮断する)動作であったり、発電装置23がパワーコンディショナ27(直流電流又は交流電流を交流電流に変換するパワーコンディショナ27)を有していれば、当該パワーコンディショナ27の変換を停止する等を意味する。
尚、遮断器では、後述する制御部29(又は、電機器1)からの信号によって、引外しトリップコイル等を介して、遮断する構成としても良い。
Further, the "relay operation" in the present invention means, for example, in the
The circuit breaker may be configured to be cut off by a signal from the control unit 29 (or the electric device 1) described later via a trip coil or the like.
リレー部3は、電力計測部2で計測した電力に応じてリレー動作を行えるのであれば、特に限定はないが、例えば、電磁石を使用した有接点式(電磁式)や、半導体素子を使用した無接点式であっても良く、更に電磁式であれば、例えば、メーク型(電磁石に電流を流したときに接点が閉じるa接点)や、ブレーク型(電磁石に電流を流したときに接点が開く、b接点)、トランスファ型(電磁石に電流を流すことで複数の接点を切り替える、c接点)、ラチェット型(電磁石に電流を流すたびに接点の開閉を切り替える)であったり、その他、電磁石と並列に永久磁石を設けた有極リレー型など何れの構成であっても良い。
The
このようなリレー部3も、1つの電機器1において、1つ(1要素)だけ存在しても良いが、複数(複数要素)存在しても構わない。
以下、リレー部3は、1つの電機器1において、主に複数(例えば、2要素など)存在しているとして述べる。
As for such a
Hereinafter, it is described that the
<機器筐体4>
図1~8(特に、図2~4)に示したように、機器筐体4は、上述した電力計測部2とリレー部3を内部に設ける(内蔵する)筐体である。
機器筐体4は、電力計測部2とリレー部3を内蔵するのであれば、その形状・大きさ・構成などについて、特に限定はないが、例えば、形状は、略立方体状や、略直方体状などであっても良い。
<
As shown in FIGS. 1 to 8 (particularly, FIGS. 2 to 4), the
If the
機器筐体4の大きさについても、例えば、正面視で上下長さ約72mm×左右長さ約72mm、背面視で上下長さ約67mm×左右長さ約67mm、前後長さ85mmなどであっても良く、非常に小型であるとも言える。
機器筐体4は、上述した電力計測部2によって計測された電力の値などを表示する表示部4aを有していても良く、この表示部4aも、その形状・大きさ・位置・構成などについて、特に限定はないが、例えば、形状は、略矩形状や略正方形状であっても構わない。
Regarding the size of the
The
機器筐体4の表示部4aの大きさについても、例えば、正面視で上下長さ約57mm×左右長さ約57mmなどであっても良く、表示部4aの位置も、例えば、機器筐体4の正面に設けられていても構わない。
表示部4aに表示される内容も、電力計測部2によって計測された電力の値だけでなく、その電力を積算した電力(つまり、電力量)や、モードや状態を表す数字などが表示されていても良い。
The size of the
The content displayed on the
機器筐体4は、操作部4bを有していても良く、この操作部4bも、その構成・役割・位置などについて、特に限定はないが、例えば、複数のボタンが設けられていても構わない。
操作部4bの役割としては、例えば、表示部4aをオンオフするボタン(ディスプレイボタン)や、電機器1をリセットするリセットボタン、モードや状態を選択するためのボタン(「+」ボタンや「-」ボタンなど)や、選択したモード等を決定する(セットする)セットボタンなどであっても良い。
このような操作部4bの位置も、例えば、機器筐体4の正面において、上述した表示部4aの下方に設けられていても構わない。
The
The role of the
The position of such an
機器筐体4は、端子部(端子台)4cを有していても良く、この端子部4cも、その個数・位置などについて、特に限定はないが、例えば、1つの機器筐体4に、1つの端子部4cや、複数(3つなど)の端子部4cが設けられていても構わない。
端子部4cの位置も、例えば、機器筐体4の背面における下半分の左側に、ほぼ左端から左右長さの短い端子部4cが設けられ、背面における下半分の右側に、ほぼ右端から左右長さのその次に短い端子部4cが設けられ、背面における上半分に、ほぼ左端から右端までに亘る左右に長い端子部4cが設けられていても構わない。
The
Regarding the position of the
<センサ部5>
図1~8に示したように、センサ部5は、上述した所定の電路における電流を検知する部分であって、電流センサ部5であるとも言える。
センサ部5は、後述するセンサ電路6と、開閉型検知具7を備えていても良い。
<
As shown in FIGS. 1 to 8, the
The
センサ部5は、所定の電路における電流を検知できるのであれば、何れの構成でも良いが、例えば、フラックスゲート式(オープンループ型やクローズドループ型など)であったり、ホール素子式(オープンループ型やクローズドループ型など)の他、CT(Current Transformer )式や、ロゴスキーコイル式などであっても構わない。
又、センサ部5は、1次側(所定の電路側)と2次側(センサ部5からの出力側)の変流比も、特に限定はないが、例えば、10:1以上5000:1以下や、100:1以上4000:1以下、(3000:1など)であっても良い。
The
The current transformer ratio between the primary side (predetermined electric circuit side) and the secondary side (output side from the sensor unit 5) of the
つまり、センサ部5における1次側と2次側の変流比が3000:1あれば、計測対象となる電路に流れる電流値が、例えば、非常に大きい150A等でも、センサ部5から出力される電流値は約0.05A(50mA)等となる。
又、センサ部5の検知可能範囲も、特に限定はないが、例えば、0.01A以上5.00A以下であったり、1A以上200A以下などであっても良い。
That is, if the current transformer ratio between the primary side and the secondary side in the
The detectable range of the
このようなセンサ部5は、所定の電路における電流を検知できるのであれば、当該電路に対して、何れの位置に取り付けられていても良いが、例えば、後述する計器用変流器22aの2次側(後述する電力システム21の第1、4実施形態参照)であったり、系統Kから接続部22を介して負荷Fまでの主電路M(後述する電力システム21の第2実施形態参照)であったり、後述する柱上変圧器K’の低圧側(後述する電力システム21の第3実施形態参照)に取り付けられていても良い。
尚、センサ部5が主電路Mに直接取り付けられたり、又は、センサ部5が計器用変流器22aの2次側に取り付けられる等によって、当該センサ部5が主電路Mの電流値さえ検知できれば、当該主電路Mの電圧値(電位)は、系統Kと同電位(6600Vや22000V等)であるため、このセンサ部5の検知による主電路Mの電流値と、主電路Mの電圧値の積が、主電路Mにおける電力である電力計測部2によって計測される系統Kに流れる売電力(逆電力G)や、系統Kから流れ込む買電力(受電力J))とも言える。
Such a
The
これは、センサ部5が柱上変圧器(降圧変圧器)K’の低圧側に接続されている場合にも同様で、当該センサ部5が柱上変圧器K’の低圧側の電流値さえ検知できれば、柱上変圧器K’の高圧側・低圧側でも電力は略同じ(鉄損や銅損等を無視すれば)になるため、センサ部5の検知による柱上変圧器K’の低圧側の電流値と、柱上変圧器K’の低圧側の電圧値の積が、系統Kにおける電力(電力計測部2によって計測される系統Kに流れる売電力(逆電力G)や、系統Kから流れ込む買電力(受電力J))であるとも言える。
このようなセンサ部5も、1つの電機器1において、1つだけ存在しても良いが、複数存在しても構わない。
以下、センサ部5は、1つの電機器1において、主に複数(例えば、2つなど)存在しているとして述べる。
This also applies when the
Only one
Hereinafter, it is described that the
<センサ電路6>
図1~8に示したように、センサ電路6は、上述したセンサ部5と電力計測部2を接続する電路である。
このセンサ電路6を流れ且つセンサ部5から出力される電流の値は、特に限定がなくても良いが、上述したセンサ部5における1次側と2次側の変流比にも関係し、例えば、1A以下であっても構わない。
<Sensor
As shown in FIGS. 1 to 8, the sensor
The value of the current flowing through the sensor
つまり、当該出力された電流の上限値は、例えば、1A(1000mA)以下であり、好ましくは500mA以下、更に好ましくは100mA以下、より更に好ましくは50mA以下(数mAや、1mA以上20mA以下など)であっても良い。
一方、当該出力する電流の下限値も、特に限定はないが、例えば、0.001mA以上、好ましくは0.010mA以上、更に好ましくは0.100mA以上、より更に好ましくは0.500mA以上であっても良い。
That is, the upper limit of the output current is, for example, 1 A (1000 mA) or less, preferably 500 mA or less, more preferably 100 mA or less, still more preferably 50 mA or less (several mA, 1 mA or more and 20 mA or less, etc.). It may be.
On the other hand, the lower limit of the output current is also not particularly limited, but is, for example, 0.001 mA or more, preferably 0.010 mA or more, more preferably 0.100 mA or more, still more preferably 0.500 mA or more. Is also good.
ここまでの述べた当該出力する電流の上限値や下限値は、例えば、0.001mA以上1000mA以下や、0.001mA以上500mA以下のように、それぞれを互いに組み合わせても良い。
このセンサ電路6に流れる電流値に基づき、電力計測部2では、計測対象である所定の電路に流れる電流値を計算し、計器用変成器22b等を介して電力計測部2(電機器1)に入力される当該所定の電路の電圧値にかけることで、電力計測部2は、当該所定の電路における電力を計測するとも言える。
The upper limit value and the lower limit value of the output current described so far may be combined with each other, for example, 0.001 mA or more and 1000 mA or less, or 0.001 mA or more and 500 mA or less.
Based on the current value flowing in the sensor
<開閉型検知具7>
図1~8に示したように、開閉型検知具7は、上述した所定の電路に対して、当該所定の電路を開裂することなく取付け可能である検知具である。
つまり、開閉型検知具7は、計測対象である所定の電路を開裂せずとも、自らが開閉することによって、容易に後付けが出来る。
<Open /
As shown in FIGS. 1 to 8, the open /
That is, the open /
これと同時に、開閉型検知具7は、所定の電路における電流を検知する検知具であることから、センサ部5が、上述したフラックスゲート式やホール素子式等であれば、当該フラックスゲートやホール素子そのものを有している部分であるとも言える。
開閉型検知具7は、所定の電路を開裂することなく取付け可能で且つ所定の電路における電流を検知するのであれば、何れの形状・構成であっても良いが、例えば、開閉型検知具7の筐体は、略直方体状であり、この略直方体の中途部を貫通する孔(電路孔)を有していても良い。
At the same time, since the open /
The open /
この場合、開閉型検知具7の筐体が有する電路孔に、計測対象である所定の電路が入ることとなるが、この電路孔を囲む部分の一端側を軸に、他端側が開閉する。
つまり、開閉型検知具7の筐体における他端側を開いて電路孔に計測対象である所定の電路を配置した後に、筐体における他端側を閉じることとなる。
又、開閉型検知具7は、所定の電路を固定するストッパ等の固定部材を有していても良い。
In this case, a predetermined electric circuit to be measured enters the electric circuit hole of the housing of the open /
That is, after opening the other end side of the housing of the open /
Further, the open /
<開閉型検知具7の所定の電路への取付>
図1~8(特に、図5)に示したように、開閉型検知具7は、例えば、計測対象となる所定の電路が、三相3線(3φ3W)で6600Vや22000V等の電路(主電路Mなや、柱上変圧器K’を経た110V、220V、440V等の電路、計器用変流器22aの2次側の電路など)であれば、当該開閉型検知具7(センサ部5)を取り付けるのは3線中2線でも良い。
この場合、当然、1つの電機器1が、2つの開閉型検知具7(センサ部5)を有していることとなる。
<Mounting of the open /
As shown in FIGS. 1 to 8 (particularly, FIG. 5), in the open /
In this case, of course, one
ここで、開閉型検知具7は、主電路Mの3線中2線の各ケーブルにおいては、露出した端子部分M1の近傍ではなく、当該端子部分M1から電界緩和部分M2を経て電界をシールドした(シールド済)部分M3に取り付けることになる。
尚、ケーブルにおける端子部分M1から電界緩和部分M2の長さは、当該ケーブルにおける電圧値により変わり、例えば、6600Vや22000V等の高電圧のケーブルであれば長くなり、110V、220V、440Vや、100V以上200V以下等の低電圧のケーブルであれば短くなる。
Here, the open /
The length from the terminal portion M1 to the electric field relaxation portion M2 in the cable varies depending on the voltage value in the cable. For example, a high voltage cable such as 6600V or 22000V becomes longer, and 110V, 220V, 440V, or 100V. If it is a low voltage cable such as 200V or less, it will be shorter.
又、各ケーブルの実際の太さも、特に限定はないが、例えば、高電圧のケーブルであれば、38sq(被覆(塩化ビニル樹脂による絶縁被覆)も含めた太さは、約13.0mm)であっても良く、低電圧のケーブルであれば、100sq(同じく被覆も含めた太さは、約19.5mm)であっても良い。
ここまで、開閉型検知具7の計測対象となる所定の電路は、三相3線(3φ3W)であったが、これ以外に、単相3線(1φ3W)である場合は、当該開閉型検知具7(センサ部5)を取り付けるのは3線中2線でも良く、単相2線(1φ2W)である場合は、当該開閉型検知具7(センサ部5)を取り付けるのは2線中1線でも構わない。
The actual thickness of each cable is not particularly limited, but for example, in the case of a high voltage cable, the thickness is 38 sq (the thickness including the coating (insulation coating with vinyl chloride resin) is about 13.0 mm). If it is a low voltage cable, it may be 100 sq (the thickness including the coating is about 19.5 mm).
Up to this point, the predetermined electric circuit to be measured by the open /
<第1実施形態の電力システム21>
図1には、本発明の第1実施形態に係る電力システム21が示されている。
この電力システム21は、後述する接続部22と、発電接続機器24と、上述した電機器1を有している。尚、この第1実施形態の電力システム21は、容量が300kVAを超える高圧受電を行うCB受電タイプ(高圧遮断器(VCB)22aを有したタイプ)であると言える。
<
FIG. 1 shows a
The
電力システム21は、後述する発電装置23や、パワーコンディショナ27、そして、上述した接続部22やパワーコンディショナ27(発電装置23)を制御する制御部29を有している。
尚、上述した接続部22は、パワーコンディショナ27と系統Kと負荷Fにそれぞれ接続されていると言え、ここでは、まず系統Kについて、以下に述べる。
The
It can be said that the
<系統K>
図1に示したように、系統Kは、商用電力系統とも言い、電力を需要家の受電設備に供給するための、発電・変電・送電・配電を統合したシステムである。
系統Kは、三相3線(3φ3W)で、6600Vや22000V等、60Hz又は50Hz等の電力を、電力会社の変電所等から供給する。尚、後述する電力システム21の第3実施形態における柱上変圧器K’以降は、単相2線(1φ2W)や、1φ3W(単相3線)等の電力を供給しても良い。
このような系統Kは、まず接続部22に接続されており、次に接続部22などについて以下に述べる。
<System K>
As shown in FIG. 1, the system K, also called a commercial power system, is a system that integrates power generation, substation, power transmission, and distribution for supplying electric power to a consumer's power receiving equipment.
The system K is a three-phase three-wire system (3φ3W), and supplies electric power such as 6600V, 22000V, 60Hz or 50Hz from a substation of an electric power company. In addition, after the pole transformer K'in the third embodiment of the
Such a system K is first connected to the
<接続部(系統盤)22など>
図1に示したように、接続部22は、上述した系統Kに接続する機器を有した部分であって、この接続部22は、買電盤などの系統盤22や、既存の設置盤であるとも言える。このような系統盤22の機器は、盤支持体(系統盤筐体)22’に内蔵されている。
系統盤22は、系統Kに接続され、且つ、系統盤22の機器が系統盤筐体22’に内蔵されているのであれば、何れの構成であっても良いが、例えば、真空遮断器(VCB)、高圧遮断器等の遮断器(謂わば、系統遮断器)22aや、避雷器(SAR)、計器用変成器(VT、Voltage Transformer 、謂わば、電圧変成器)22bなどを備えていても良い。
<Connection part (system board) 22 etc.>
As shown in FIG. 1, the
The
系統盤22における系統遮断器22aは、後述する制御部29(又は、上述した電機器1)からの信号によって、引外しトリップコイル等を介して、遮断する構成としても良い。
このような系統遮断器22aは、系統盤22(系統盤筐体22’)内に設けられていることによって、後述する発電装置23(パワーコンディショナ27)と系統Kとの間の電路(換言すれば、系統Kから系統盤22を介して負荷Fまでの主電路Mのうち系統盤22内の電路)を遮断することとなる。
The
Since such a
尚、上述したように、主電路Mにおける電位は、系統Kにおける電位と同じ(6600Vや22000V等)であっても良く、後述する負荷Fが変圧器(降圧変圧器)F1を有している場合は、この変圧器F1(の高圧側)と系統盤22の間を接続する電路が主電路Mの一部であると言える。
この主電路Mには、後述する発電接続機器24(特に、分岐電路25)を接続しても良い。
As described above, the potential in the main electric circuit M may be the same as the potential in the system K (6600V, 22000V, etc.), and the load F described later has a transformer (step-down transformer) F1. In this case, it can be said that the electric circuit connecting the transformer F1 (high voltage side) and the
A power generation connection device 24 (particularly, a branch electric circuit 25), which will be described later, may be connected to the main electric circuit M.
系統盤22における計器用変成器22bは、後述する発電装置23(パワーコンディショナ27)と系統Kの間で且つ系統盤22内の電路において、上述した系統遮断器22aより系統K寄り(系統Kに近い側)の電路に設けられている。
このような計器用変成器22bは、その高圧側が、系統遮断器22aより系統K寄り(系統Kに近い側)の電路と、当該電路における分岐点(変成分岐点)22cから分岐電路(変成分岐電路)22dを介して接続され、計器用変成器22bの低圧側は、上述した電機器1や、後述する発電力計に接続されている。
The
In such an
系統盤22における計器用変成器22bの構成も、特に限定はないが、例えば、6600Vや22000V等を110V等に降圧する構成であっても良い。
系統盤22では、この計器用変成器22bと変成分岐点22cの間の電路に、高圧限流ヒューズ(PF、Power Fuse)が設けられていても良い。
The configuration of the
In the
<系統盤22における他の機器>
図1に示したように、系統盤22には、その他、断路器(謂わば、引込断路器、高圧開閉器)22e、計器用変流器(謂わば、高圧系統電流変成器)22f、過電流継電器(謂わば、受電OCR)22g、計器用変圧変流器(謂わば、高圧変成電圧電流器であり、取引用メータ22h’の一部を構成するとも言える)22hが設けられていても良い。
更に加えて、系統盤22には、不足電圧継電器や、過電圧継電器、不足周波数継電器(周波数低下継電器とも言う)、過周波数継電器であったり、電力量計や、柱上気中開閉器が設けられていても良い。
<Other equipment in the
As shown in FIG. 1, the
Furthermore, the
系統盤22における断路器(DS、Disconnecting Switch)22eは、電力システム21や、この電力システム21における回路に電流が流れていない状態で、当該回路を開閉する機器であって、断路器22eには、電流を遮断する機能はなく、別の遮断器(系統遮断器22aや発電遮断器34等)で電流を遮断してから、断路器の開閉を行う。
断路器22eは、電流が流れていない状態で回路を開閉できるのであれば、何れの構成であっても良いが、例えば、上述した計器用変成器22bへの分岐点(変成分岐点)22cと系統Kの間の電路に設けられていても良い。
The circuit breaker (DS, Disconnecting Switch) 22e in the
The
系統盤22における計器用変流器(CT、Current Transformer )22fは、後述する発電装置23と系統Kの間で且つ系統盤22内の電路(主電路Mのうち系統盤22内の電路)において、上述した系統遮断器22aより発電装置23寄り(発電装置23に近い側)の電路に設けられている。
このような計器用変流器22fの構成も、特に限定はないが、例えば、計器用変流器22fの出力側(2次側)に、上述した電機器1のセンサ部5が取り付けられていたり、又は、電機器1が直接接続されていても良い。
この計器用変流器22fに、過電流継電器(OCR、Over Current Relay)22gは接続されている。
The instrument current transformer (CT, Current Transformer) 22f in the
The configuration of such an
An overcurrent relay (OCR, Over Current Relay) 22g is connected to the
系統盤22における計器用変圧変流器(VCT、Combined Voltage and Current Transformer)22hは、計器用変圧器(VT)と計器用変流器(CT)を一つに組み合わせた機器であって、系統Kから系統盤22に流れ込む(又は、系統Kへ流れ出す)電流や電圧の測定を行う機器であって、電力量計は、上述した計器用変圧変流器22hと組み合わせて、系統Kから系統盤22に流れ込む(又は、系統盤22から系統Kへ流れ出す)電力量の測定を行う機器であって、取引用メータであるとも言える。
計器用変圧変流器22hは、系統Kから系統盤22に流れ込む等の電流や電圧を測定できるのであれば、何れの構成であっても良いが、例えば、計器用変圧変流器22hは、上述した断路器22eと系統Kの間の電路に設けられていても良い。
The instrument transformer (VCT, Combined Voltage and Current Transformer) 22h in the
The instrument transformer
その他、系統盤22に不足電圧継電器(上述した電機器1であっても良い)が設けられている場合、この不足電圧継電器(UVR、Under Voltage Relay )は、不足電圧Uを検知する継電器であって、不足電圧Uを検知できるのであれば、何れの構成であっても良いが、例えば、上述した計器用変成器22bの低圧側に接続されていても良い。
不足電圧継電器等で検知される不足電圧Uが、所定値(6600Vや22000V等から、所定の電圧(例えば、100Vや200V等)を引いた値)以下になると、後述する制御部29によって、上述した発電装置23(パワーコンディショナ27)から系統Kまでの何れかの遮断器(系統遮断器22aや発電遮断器34等)を遮断しても良いが、この遮断は、上述した逆電力発生状態C1になった場合より、優先度が低いとも言える。
尚、不足電圧継電器等で不足電圧Uが検知された際、上述した遮断器をハードウェア的に(例えば、引外しトリップコイル等を介して)遮断する場合、当該不足電圧継電器等自体が、後述する制御部29であるとも言える。
In addition, when the
When the undervoltage U detected by the undervoltage relay or the like becomes equal to or less than a predetermined value (a value obtained by subtracting a predetermined voltage (for example, 100V, 200V, etc.) from 6600V, 22000V, etc.), the
When the undervoltage relay or the like detects an undervoltage relay and the above-mentioned circuit breaker is cut off by hardware (for example, via a trip coil or the like), the undervoltage relay or the like itself will be described later. It can be said that the
系統盤22に過電圧継電器が設けられている場合、この過電圧継電器(OVR、Over Voltage Relay)は、過電圧を検知する継電器であって、過電圧を検知できるのであれば、何れの構成であっても良いが、例えば、上述した計器用変成器22bの低圧側に接続されていても良い。
過電圧継電器で検知される過電圧が、所定値(6600Vや22000V等から、所定の電圧(例えば、100Vや200V等)を足した値)以上になると、後述する制御部29によって、上述した発電装置23(パワーコンディショナ27)から系統Kまでの何れかの遮断器を遮断しても良いが、この遮断も、上述した逆電力発生状態C1になった場合より、優先度が低いとも言える。
尚、過電圧継電器で過電圧が検知された際、上述した遮断器をハードウェア的に遮断する場合、当該過電圧継電器自体が、後述する制御部29であるとも言える。
When the
When the overvoltage detected by the overvoltage relay becomes a predetermined value (a value obtained by adding a predetermined voltage (for example, 100V, 200V, etc.) from 6600V, 22000V, etc.) or more, the
When the above-mentioned circuit breaker is cut off by hardware when the overvoltage is detected by the overvoltage relay, it can be said that the overvoltage relay itself is the
系統盤22に不足周波数継電器が設けられている場合、この不足周波数継電器(UFR、Under Frequency Relay )は、不足周波数を検知する継電器であって、不足周波数を検知できるのであれば、何れの構成であっても良いが、例えば、上述した計器用変成器22bの低圧側に接続されていても良い。
不足周波数継電器で検知される不足周波数が、所定値(60Hzや50Hz等から、所定の周波数(例えば、1Hz以上10Hz以下等)を引いた値)以下になると、後述する制御部29によって、上述した発電装置23(パワーコンディショナ27)から系統Kまでの何れかの遮断器を遮断しても良いが、この遮断も、上述した逆電力発生状態C1になった場合より、優先度が低いとも言える。
尚、不足周波数継電器で不足周波数が検知された際、上述した遮断器をハードウェア的に遮断する場合、当該不足周波数継電器自体が、後述する制御部29であるとも言える。
When the
When the shortage frequency detected by the shortage frequency relay becomes equal to or less than a predetermined value (a value obtained by subtracting a predetermined frequency (for example, 1 Hz or more and 10 Hz or less) from 60 Hz, 50 Hz, etc.), the
When the above-mentioned circuit breaker is cut off by hardware when the shortage frequency is detected by the shortage frequency relay, it can be said that the shortage frequency relay itself is the
系統盤22に過周波数継電器が設けられている場合、この過周波数継電器(OFR、Over Frequency Relay)は、過周波数を検知する継電器であって、過周波数を検知できるのであれば、何れの構成であっても良いが、例えば、上述した計器用変成器22bの低圧側に接続されていても良い。
過周波数継電器で検知される過周波数が、所定値(60Hzや50Hz等から、所定の周波数(例えば、1Hz以上10Hz以下等)を足した値)以上になると、後述する制御部29によって、上述した発電装置23から系統Kまでの何れかの遮断器を遮断しても良いが、この遮断も、上述した逆電力発生状態C1になった場合より、優先度が低いとも言える。
尚、過周波数継電器で過周波数が検知された際、上述した遮断器をハードウェア的に遮断する場合、当該過周波数継電器自体も、後述する制御部29であるとも言える。
When the
When the overfrequency detected by the overfrequency relay becomes a predetermined value (a value obtained by adding a predetermined frequency (for example, 1 Hz or more and 10 Hz or less) from 60 Hz, 50 Hz, etc.) or more, the
When the above-mentioned circuit breaker is cut off in terms of hardware when an overfrequency is detected by the overfrequency relay, it can be said that the overfrequency relay itself is also the
系統盤22に電力量計が設けられている場合、この電力量計は、系統Kから系統盤22に流れ込む際等の電力量の測定ができるのであれば、何れの構成であっても良いが、例えば、計器用変圧変流器22hに接続されて、当該計器用変圧変流器22hから出力される電流及び電圧の測定値を入力し、これら電流と電圧をかけた値(電圧と電流の積)を積算して電力量を測定しても良い。
ここで、電力量計は、系統Kから系統盤22に流れ込む電力量を測定する際は買電用であると言え、逆に、系統盤22から系統Kへ流れ出す電力量を測定する際は売電用であるとも言える。尚、この電力量計は、電気用品安全法で規定された乙種電気用品であっても良い。
When the watt-hour meter is provided on the
Here, it can be said that the watt-hour meter is for purchasing power when measuring the amount of power flowing from the system board K to the
系統盤22に柱上気中開閉器が設けられている場合、この柱上気中開閉器(PAS、Pole Air Switches )は、電力システム21と系統Kとの責任分界点等の開閉に用いる機器である。
柱上気中開閉器は、電力システム21と系統Kとの責任分界点等を開閉できるのであれば、何れの構成であっても良いが、例えば、上述した計器用変圧変流器22hと系統Kの間の電路に設けられていても良い。
When the pole air switch is provided on the
The pole-mounted air switch may have any configuration as long as it can open and close the responsibility demarcation point between the
<系統盤22の盤支持体(系統盤筐体)22’>
図1に示したように、系統支持体である系統盤筐体22’は、上述した系統盤22の機器を内蔵する筐体であって、1つの電力システム21(又は後述する発電装置23)において、系統Kに接続されるために1つだけ存在する(系統盤22も1つだけ存在する)ものであるとも言える。
系統盤筐体22’は、系統盤22の機器を内蔵するのであれば、何れの構成であっても良いが、例えば、全体として略直方体状等に形成されていても良い。
<Board support for system board 22 (system board housing) 22'>
As shown in FIG. 1, the system board housing 22'which is a system support is a housing in which the above-mentioned equipment of the
The system board housing 22'may have any configuration as long as it incorporates the equipment of the
<負荷F、負荷電力D>
図1に示したように、負荷Fは、系統Kから接続部(系統盤)22を介しての受電力Jや、発電装置23(パワーコンディショナ27)から出力された発電力H等を消費する機器であって、このような負荷Fが消費する電力を負荷電力(消費電力とも言える)Dとする。
負荷Fは、受電力Jや発電力Hを消費するのであれば、何れの構成でも良いが、例えば、工場内等の照明(電灯負荷設備)Fであったり、工場内などのインダストリアルモータ(IM、Industrial Motor、動力負荷設備)Fであったり、上述した照明F複数と接続された照明分電盤などであっても良い。
<Load F, load power D>
As shown in FIG. 1, the load F consumes the received power J from the system K via the connection portion (system board) 22, the generated power H output from the power generation device 23 (power conditioner 27), and the like. The power consumed by such a load F is referred to as a load power (which can also be said to be power consumption) D.
The load F may have any configuration as long as it consumes the received power J and the generated power H. For example, the load F may be a lighting (light load equipment) F in a factory or an industrial motor (IM) in a factory. , Industrial Motor, power load equipment) F, or a lighting distribution board connected to the above-mentioned lighting F plurality.
負荷Fは、工場内の機器の他、住宅やビル等の建物内のエアコン、蛍光灯、家電、電気自動車やガソリン自動車等の車両、当該車両内の機器などであっても良い。
その他、負荷Fは、系統Kから系統盤22を介しての受電力J(又はパワーコンディショナ27からの発電力H)を変圧(降圧)する変圧器(謂わば、降圧変圧器)F1を有していたり、この変圧器F1と系統盤22(又はパワーコンディショナ27)との間の電路等に高圧交流負荷開閉器(LBS、Load Break Switch )F2を有していたり、変圧器F1と上述したインダストリアルモータ(又は照明)Fとの間の電路等に配線用遮断器(MCCB、Molded Case Circuit Break )F3を有していても良い。
尚、配線用遮断器F3は、高圧限流ヒューズ等のヒューズを有していても良い。
The load F may be a device in a factory, an air conditioner in a building such as a house or a building, a fluorescent lamp, a home appliance, a vehicle such as an electric vehicle or a gasoline vehicle, or a device in the vehicle.
In addition, the load F has a transformer (so-called step-down transformer) F1 that transforms (steps down) the received power J (or the generated power H from the power conditioner 27) from the system K via the
The circuit breaker F3 for wiring may have a fuse such as a high-voltage current limiting fuse.
負荷Fにおける変圧器F1の構成も、特に限定はないが、例えば、インダストリアルモータ用(動力用)であれば、三相3線(3φ3W)で、6600Vや22000V等を440Vや210V等に降圧する構成であったり、照明用(電灯用)であれば、単相3線(1φ3W)で、6600Vや22000V等を、105V以上210V以下等に降圧する構成であっても良い。
負荷Fは、このような変圧器F1が設けられていなくとも良く、この場合は、系統盤22側に別の変圧器が設けられていたり、発電装置23(パワーコンディショナ27)からの出力が、変圧器F1を介すことなく、負荷Fに直接接続する構成であっても良い。
The configuration of the transformer F1 in the load F is also not particularly limited, but for example, in the case of an industrial motor (for power), 6600V, 22000V, etc. are stepped down to 440V, 210V, etc. with a three-phase three-wire (3φ3W). If it is for lighting (for electric lamps), it may be configured to step down 6600V, 22000V, etc. to 105V or more and 210V or less with a single-phase three-wire (1φ3W).
The load F does not have to be provided with such a transformer F1. In this case, another transformer is provided on the
<負荷Fの消費電力(負荷電力)D、その算出や変化>
このような負荷F全体で消費される電力が、負荷電力Dであり、各負荷Fそのもので消費される電力の合計だけでなく、変圧器F1における電力ロス分や、照明分電盤で消費される電力を含んでも良い。
尚、負荷Fの数は、1又は複数であっても良いが、たとえ負荷Fが1つであっても、変圧器F1も有していれば、その電力ロス分も含めた電力が、負荷電力Dとなる。
<Power consumption (load power) D of load F, its calculation and change>
The power consumed by the entire load F is the load power D, which is consumed not only by the total power consumed by each load F itself, but also by the power loss in the transformer F1 and in the lighting distribution board. Power may be included.
The number of loads F may be one or more, but even if the load F is one, if the transformer F1 is also possessed, the power including the power loss is the load. It becomes electric power D.
このように、1つ又は複数の負荷Fの各消費電力を直接測定し、電力ロス分も含め、それらの合計した負荷電力Dを算出することは、ハードウェア的に困難であり、正確に負荷電力Dを測定し難いと言える。
そこで、受電力Jと発電力Hとの和から負荷電力Dを算出することで、負荷電力Dを直接測定する必要がなく、受電力Jと発電力Hの測定はハードウェア的にシンプルな構造となって測定し易く、正確性も上がると言える。
このような負荷電力Dの算出の基となる受電力J(逆電力Gや不足電力Uも含む)を計測するのが、上述した電機器1であり、又、発電力Hを測定する発電力用としての使用については、後に述べる。
In this way, it is difficult in terms of hardware to directly measure the power consumption of one or more loads F and calculate the total load power D including the power loss, and the load is accurate. It can be said that it is difficult to measure the power D.
Therefore, by calculating the load power D from the sum of the received power J and the generated power H, it is not necessary to directly measure the load power D, and the measurement of the received power J and the generated power H has a simple structure in terms of hardware. It can be said that it is easy to measure and the accuracy is improved.
It is the above-mentioned
負荷Fの消費電力(負荷電力)Dは、昼か夜か等の時間帯などによって、使用する電灯負荷設備Fの数が変わったり、工場内等で使用する動力負荷設備Fの種類・数も作業の目的等によって変わるため、当然、負荷電力Dは低下したり上昇するなど変化する。
このように変化する負荷電力Dに極力近い発電力H等を発電装置23で発電させる(換言すると、後述する制御部29にて、制限係数A(t)を極力100%に近づける)ことが出来れば、受電力(買電力)Jが極力抑えられ(経費が低減でき)て望ましい。
The power consumption (load power) D of the load F varies depending on the time zone such as day or night, the number of the lamp load equipment F used, and the type and number of the power load equipment F used in the factory or the like. Since it changes depending on the purpose of the work and the like, the load power D naturally changes such as decreasing or increasing.
The
一方、負荷電力Dに極力近い発電力H等を発電装置23で発電している場合、負荷電力Dが低下した際には、パワーコンディショナ27を制御して発電力Hを下げるための発電力Hの目標値THを与えても、実際の発電力Hはすぐに下がらない(発電力Hの低下が遅れる)ため、遅れた分だけ、発電力Hが負荷電力Dより大きくなり、逆電力Gが発生する(負荷Fで消費できない電力が系統Kに流れる)ことを抑制する必要がある。
ここまで述べた負荷Fや系統盤22に対して、後述する発電装置23を接続させるための発電接続機器24について、以下に述べる。
On the other hand, when the
The power
<発電接続機器24と電機器1>
図1に示したように、発電接続機器24は、上述した接続部(系統盤)22及び負荷Fに、後述する発電装置23を接続させる機器である。又、上述した電機器1も、発電接続機器24と共に発電装置23を接続させる別体の機器であるとも言えるため、ここで述べる。
尚、発電接続機器24は、系統盤22及び負荷Fに発電装置23を接続させるのであれば、何れの構成であっても良いが、例えば、分岐電路25を備えていても良く、その他、発電力計(図示せず)や、発電遮断器34(図8参照)、発電変成器35(図8参照)などを備えていても良い。
<Power
As shown in FIG. 1, the power
The power
<分岐電路25>
図1に示したように、分岐電路25は、後述する発電装置23を、上述した系統盤22及び負荷Fに接続可能とする電路であり、例えば、その素材が電気機器用ビニル絶縁電線などであっても良い。
分岐電路25(換言すれば、発電接続機器24)は、上述した変圧器F1を介すことなく、負荷Fに配線用遮断器(MCCB)25’のみを介して接続しても良く、その他、主電路Mに接続可能とされても構わない(この場合、分岐電路25における電位は、主電路Mや系統Kにおける電位と同じ高電圧(6600Vや22000V等)となる)。
つまり、分岐電路25の一端側は、負荷Fに直接接続されたり、又は、主電路M(系統盤22と負荷Fの間の何れかの箇所の電路)に接続され、分岐電路25の他端側は、発電装置23の出力側(変圧器28の出力側(低圧側))に接続されても良い。尚、分岐電路25は、1つの電力システム21において、複数存在しても良い。
<Branch
As shown in FIG. 1, the branch
The branch electric circuit 25 (in other words, the power generation connection device 24) may be connected to the load F only via the molded case circuit breaker (MCCB) 25'without going through the transformer F1 described above. It may be possible to connect to the main electric circuit M (in this case, the potential in the branch
That is, one end side of the branch
<電機器1、逆電力G、受電力J>
図1~5に示したように、電機器1は、逆電力Gを計測し、計測した逆電力Gが所定の閾値より大きければ、リレー動作を行う機器であると言える。
ここで、逆電力Gとは、上述したように、電力システム21において、接続部22から系統Kへ逆流する電力であり、逆流電力Gとも言える。
電機器1で計測される逆電力Gが所定の閾値より大きくなると(謂わば「逆電力発生状態C1」になると)、後述する制御部29によって、リレー動作として、後述する発電装置23から系統Kまでの何れかの遮断器(発電遮断器34や系統遮断器22a等)を遮断し、又は、後述するパワーコンディショナ27の変換を停止しても良い。
尚、電機器1で所定の閾値より大きい逆電力Gが計測された際、上述した遮断器をハードウェア的に(例えば、引外しトリップコイル等を介して)遮断する場合、当該電機器1自体が、後述する制御部29であるとも言える。
<
As shown in FIGS. 1 to 5, the
Here, as described above, the reverse power G is the power that flows back from the
When the reverse power G measured by the
When the reverse power G larger than a predetermined threshold value is measured by the
又、図1に示したように、電機器1は、逆電力Gと共に受電力Jも計測する機器であると言える。
ここで、受電力Jとは、上述した系統Kから系統盤22へ受電される電力であり、受電電力(買電力)Jとも言える。
Further, as shown in FIG. 1, it can be said that the
Here, the received power J is the power received from the above-mentioned system K to the
<発電接続機器24における他の機器>
発電力計は、発電力Hを測定する電力計であって、発電接続機器24として備えられていても良い。
ここで、発電力Hとは、後述する発電装置23から出力される電力であり、発電電力Hであるとも言える。
<Other devices in the power
The power generation meter is a power meter that measures the power generation H, and may be provided as a power
Here, the generated power H is the power output from the
発電力計は、発電力Hを測定できるのであれば、何れの構成であっても良いが、例えば、上述した系統盤22に内蔵された計器用変成器22bの低圧側と接続可能で、且つ、分岐電路25に設けられた後述する発電変成器35の出力側と接続されていても良い。
このような発電力計は、例えば、後述する発電変成器35に接続された過電流継電器(OCR、Over Current Relay、謂わば、発電OCR)や、この過電流継電器に接続された電流計(謂わば、発電電流計)、この電流計の出力側と上述した計器用変成器22bの低圧側に接続された電力計(狭義の発電力計とも言える)、この電力計からの測定値をデジタル化等して制御部29へ出力する出力部も有する構成であっても良い。
The power generation meter may have any configuration as long as it can measure the power generation H. For example, the power generation meter can be connected to the low voltage side of the
Such a power generation meter may be, for example, an overcurrent relay (OCR, Over Current Relay, so-called power generation OCR) connected to a
発電力計で測定される発電力Hの値と、上述した電機器1で測定される受電力Jに基づいて、後述する制御部29によって、後述するパワーコンディショナ27からの出力が制御される。
尚、後述する発電装置23における変圧器28の出力側(高圧側)と、上述した分岐電路25が接続されることとなり、この場合、変圧器28からの出力である発電力計の測定値を、発電装置23から出力される発電力Hとする(とみなす)こととなる。
又、制御部29が後述する配電システム30’等の内部に設けられている場合は、発電力計で測定された発電力Hの値は、通信ケーブル1A等による有線か、無線によって、制御部29へ出力されても良い。
The output from the
The output side (high voltage side) of the
When the
発電遮断器34は、分岐電路25(つまり、発電装置23と系統Kの間)を遮断する高圧交流負荷開閉器(LBS、Load Break Switch )等の遮断器である。
発電遮断器34は、分岐電路25を遮断するのであれば、何れの構成であっても良いが、例えば、メンテナンス性の向上のため、前後方向に回動可能となっていても良く、後述する制御部29(又は、電機器1)からの信号によって、後述するコンデンサ引き外し電源装置や、引外しトリップコイル等を介して、遮断する構成としても良い。
この発電遮断器34や上述した系統遮断器22a等を遮断することで、発電装置23から発電力Hが出力されなくなる、又は、系統盤22から系統Kへ電流が流れ込まなくなるとも言える。
The power
The power
By shutting off the power
発電接続機器24には、その他、コンデンサ引き外し電源装置や、ケーブルブラケットが設けられていても良い。
更に加えて、発電接続機器24には、不足電力継電器が設けられていても良い。
In addition, the power
Furthermore, the power
発電接続機器24におけるコンデンサ引き外し電源装置(CTD、Condenser Trip Device )は、交流入力電圧を整流しコンデンサに放電した際のエネルギーを利用して、高圧交流負荷開閉器や真空遮断器などの引き外しを行う装置であって、このコンデンサ引き外し電源装置によって、上述した発電遮断器34で分岐電路25の遮断が行われる。
この場合、コンデンサ引き外し電源装置は、後述する制御部29(又は、電機器1)からの信号を受けて、発電遮断器34によって分岐電路25を遮断していると言える。
The capacitor tripping power supply device (CTD, Condenser Trip Device) in the power
In this case, it can be said that the capacitor stripping power supply device receives the signal from the control unit 29 (or the electric device 1) described later and cuts off the branch
<電機器1、不足電力U>
電機器1は、上述したように、リレー部3を2つ備えているため、主電路Mにおける不足電力Uも計測し、計測した不足電力Uが0に近づくと、リレー動作を行う機器としても兼用できる。
ここで、不足電力Uとは、上述したように、系統K側において短絡(ショート)が起こった際に、系統盤(接続部)22での受電力Jの不足分を表す電力であって、上述した発電装置23からの発電力Hが大きくなり過ぎると、不足電力は0に近づくとも言える。
電機器1で計測される不足電力が0に近づくと(謂わば「不足電力略零状態C2」になると)、後述する制御部29によって、上述したパワーコンディショナ27の変換を停止し、又は、上述した発電装置23から系統Kまでの電路における何れかの遮断器(発電遮断器34や系統遮断器22a等)を遮断しても良い。
尚、電機器1で計測される不足電力が0に近づいた際、上述した遮断器をハードウェア的に(例えば、引外しトリップコイル等を介して)遮断する場合、当該電機器1自体が、後述する制御部29であるとも言える。
ここで、本発明における「不足電力Uが0(ゼロ)に近づく」とは、不足電力Uが、「0W(ワット)より大きく(つまり、0Wを含まない)」且つ「0W近傍の値以下となる」ことを意味し、本発明における「0W近傍の値」とは、0Wより大きい値であれば良く、電機器1の分解能に応じたり、所定の不足電力の値に設定する等をしても構わず、例えば、1kW(1000W)や1W、1mW、1μWなどであっても良い。
<
As described above, since the
Here, the insufficient power U is, as described above, the electric power representing the insufficient amount of the received power J in the system board (connection portion) 22 when a short circuit occurs on the system K side. It can be said that when the power generation H from the
When the shortage power measured by the
When the shortage power measured by the
Here, "the shortage power U approaches 0 (zero)" in the present invention means that the shortage power U is "greater than 0W (watt) (that is, does not include 0W)" and "less than or equal to a value near 0W". The "value near 0W" in the present invention may be a value larger than 0W, and may be set according to the resolution of the
<発電装置23>
図1に示したように、本発明に係る発電装置23は、発電を行う装置であって、その出力側が、上述した発電接続機器24や電機器1を介して、上述した接続部(系統盤)22及び負荷Fに接続可能な装置である。
発電装置23は、発電を行うのであれば、その構成に特に限定はないが、例えば、後述する太陽電池26’にて発電する太陽光発電プラント(太陽光発電装置)23’であったり、風力、波力(潮力)、水力、火力、地熱等によって回転されるモータ(発電機)にて発電する装置(風力発電プラント等)、電力を発生し得る装置であれば、太陽電池26’だけを意味するなど何れであっても良い。
<
As shown in FIG. 1, the
The
尚、風力発電プラント等におけるモータは、交流モータや直流モータの何れでも構わない。
発電装置23は、発電部26と、パワーコンディショナ27と、変圧器28と、制御部29を備えていても良い。
The motor in the wind power generation plant or the like may be either an AC motor or a DC motor.
The
このような発電装置23は、発電接続機器24や電機器1を介して、上述した系統盤22及び負荷Fに接続される。
以下、発電装置23は、主に太陽光発電装置(太陽光発電プラント)23’であるとして述べる。
Such a
Hereinafter, the
<太陽光発電プラント23’など>
図1に示したように、太陽光発電プラント23’は、上述した電力システム21を有する他に、後述するパワーコンディショナ27や変圧器28、配電盤支持体31(特に、配電フレーム体31’)等を備えた配電盤30(特に、配電システム30’)を有していても構わない。
太陽光発電プラント23’においては、上述した配電システム30’が、上述した発電接続機器24や電機器1、系統盤22、配電ケーブル等を介して、鉄塔や電柱等を末端とする系統Kに接続されている。
<Solar power plant 23'etc.>
As shown in FIG. 1, in addition to having the
In the photovoltaic power generation plant 23', the above-mentioned power distribution system 30'is connected to the system K having a steel tower, a utility pole, or the like as an end via the above-mentioned power
太陽光発電プラント23’は、太陽電池26’や配電システム30’などを、それぞれ複数有していても良い。
更に、太陽電池26’が複数の場合、太陽光発電プラント23’は、複数の太陽電池26’のうち所定数ごとと導通する複数の接続箱(遮断器等付き)を有していても構わず、各配電システム30’は、これら複数の接続箱と導通することとなるが、この接続箱の機能が配電システム30’に内蔵されていても良く、この場合、各配電システム30’は、複数の太陽電池26’のうち所定数ごとと直接導通することとなる。
The photovoltaic power generation plant 23'may have a plurality of solar cells 26', a power distribution system 30', and the like.
Further, when there are a plurality of solar cells 26', the photovoltaic power generation plant 23'may have a plurality of junction boxes (with a breaker or the like) that conduct with each predetermined number of the plurality of solar cells 26'. Instead, each distribution system 30'is electrically connected to these plurality of junction boxes, but the function of this junction box may be built into the distribution system 30', and in this case, each distribution system 30'is It will be directly connected to each predetermined number of the plurality of solar cells 26'.
太陽電池26’、配電システム30’等は、設置する土地の広さ・形状に応じて配列するが、例えば、1つの配電システム30’(各パワーコンディショナ27当たり)の発電力を、例えば、100kW以上180kW以下としたり、50kW以上120kW以下、30kW以上50kW以下(又は、50kw未満)とし、この配電システム30’を複数台設けた太陽光発電プラント23’としても良い。
尚、配電システム30’としての重量も、特に限定はないが、例えば、0.1トン以上5.0トン以下、つまり、100kg以上5000kg以下であっても良く、好ましくは150kg以上2000kg以下、更に好ましくは200kg以上1000kg以下(350kgなど)であっても構わない。
以下、太陽光発電プラント23’をはじめとする発電装置23の発電部26は、主に太陽電池26’であるとして述べる。
The solar cells 26', the power distribution system 30', etc. are arranged according to the size and shape of the land to be installed. It may be 100 kW or more and 180 kW or less, 50 kW or more and 120 kW or less, 30 kW or more and 50 kW or less (or less than 50 kW), and may be a photovoltaic power generation plant 23'provided with a plurality of power distribution systems 30'.
The weight of the power distribution system 30'is not particularly limited, but may be, for example, 0.1 ton or more and 5.0 ton or less, that is, 100 kg or more and 5000 kg or less, preferably 150 kg or more and 2000 kg or less, and further. It may be preferably 200 kg or more and 1000 kg or less (350 kg or the like).
Hereinafter, the
<発電部26>
図1に示したように、発電部26は、実際に発電を行う部分であって、発電装置23が太陽光発電プラント23’であれば、太陽電池26’が発電部26であり、発電装置23が風力等によって回転されるモータにて発電する風力発電プラント等であれば、モータが発電部26である。
<
As shown in FIG. 1, the
<太陽電池26’>
図1に示したように、太陽電池26’は、パネル状(平板状)等であっても良く、光が照射されることによって、正極(+極)と負極(-極)の間に直流電力を発生し、発生する電力の平均は、100W以上400W以下(例えば、250W)である。
これらのうち、ある太陽電池26’の+極に別の太陽電池26’の-極を接続し、別の太陽電池26’の+極にまた別の太陽電池26’の-極を接続し、以下、これを繰り返して、複数枚(例えば、5~20枚)の太陽電池26’を直列に接続して、1本の太陽電池ストリングとなる。
<Solar cell 26'>
As shown in FIG. 1, the solar cell 26'may have a panel shape (flat plate shape) or the like, and when irradiated with light, a direct current is applied between the positive electrode (+ pole) and the negative electrode (-pole). Electric power is generated, and the average of the generated electric power is 100 W or more and 400 W or less (for example, 250 W).
Of these, the positive pole of one solar cell 26'is connected to the negative pole of another solar cell 26', and the negative pole of another solar cell 26'is connected to the negative pole of another solar cell 26'. Hereinafter, this is repeated, and a plurality of (for example, 5 to 20) solar cells 26'are connected in series to form one solar cell string.
このように、複数枚の太陽電池26’が直列に繋がった太陽電池ストリング全体としての+極(電力出力端)と、-極(グランド端)の間の電圧は、各太陽電池26’で発生された直流電圧の和であって、天候、時刻や、各太陽電池26’の劣化、故障、設置位置のズレなどで変動するが、200V以上1500V以下となる。
又、太陽電池ストリングの電力出力端から出力される電力は、各太陽電池26’の電力の和であって、500W以上6000W以下(例えば、出力電力が250Wの太陽電池26’を14枚接続した場合、3500W=3.5kW)となる。
In this way, the voltage between the positive pole (power output end) and the negative pole (ground end) of the entire solar cell string in which a plurality of solar cells 26'are connected in series is generated in each solar cell 26'. It is the sum of the DC voltages, and varies depending on the weather, time, deterioration of each solar cell 26', failure, deviation of installation position, etc., but it is 200 V or more and 1500 V or less.
The power output from the power output end of the solar cell string is the sum of the power of each solar cell 26', and 14 solar cells 26'with an output power of 250 W are connected. In the case, 3500W = 3.5kW).
ここで、太陽電池26’を直列に接続するということは、それらの太陽電池26’のうち1つでも不具合のある太陽電池26’が発生すると、その太陽電池26’において電流が遮断されてしまい、他の太陽電池26’により発電された電力を出力することが困難となる。
そのため、直列に接続された太陽電池26’ごとに、バイパスダイオード(図示省略)を設けることで、不具合の発生した太陽電池26’を、電流が、バイパス(迂回)するように構成される。
Here, connecting the solar cells 26'in series means that if any one of the solar cells 26'has a defect, the current will be cut off in the solar cell 26'. , It becomes difficult to output the electric power generated by another solar cell 26'.
Therefore, by providing a bypass diode (not shown) for each solar cell 26'connected in series, the current is configured to bypass the defective solar cell 26'.
尚、このバイパスダイオードは、太陽電池26’に対して、その-極から+極へ電流が流れる向きに並列に接続され、詳しくは、バイパスダイオードのカソード(陰極)が、太陽電池26’の+極に接続され、バイパスダイオードのアノード(陽極)が、太陽電池26’の-極に接続される。
このような太陽電池26’は、架台を介して設置面に設置されていても良い。
This bypass diode is connected in parallel to the solar cell 26'in the direction in which the current flows from the-pole to the + pole. Specifically, the cathode of the bypass diode is the + of the solar cell 26'. Connected to the pole, the anode of the bypass diode is connected to the negative pole of the solar cell 26'.
Such a solar cell 26'may be installed on the installation surface via a gantry.
太陽電池26’(又は架台)の設置面は、上述した太陽光発電プラント23’自体を設置する設置面のことであって、太陽電池26’を設置できるのであれば、何れの面であっても良いが、例えば、ゴルフ場跡地や山間部の土地、空き地、休耕地、農地等、土のある地面、建物の屋根や屋上、壁等であっても良い。
尚、太陽電池26’の設置面は、上述した系統盤22の設置面や、負荷Fと同じ設置面であったり、系統盤22や負荷Fとは異なる設置面であっても良い。
又、架台は、太陽光発電プラント23’の発電量を上げるため、太陽電池26’を所定方向(例えば、南へ行くほど低くなるよう)に傾けて支持しても良く、その角度は、十分な発電量を得られるのであれば、何度でも良いが、例えば、10度や5度などである。
The installation surface of the solar cell 26'(or the gantry) is the installation surface on which the above-mentioned photovoltaic power plant 23'itself is installed, and any surface as long as the solar cell 26'can be installed. However, for example, it may be a former golf course, a mountainous land, a vacant lot, a fallow land, an agricultural land, etc., a ground with soil, a roof or roof of a building, a wall, or the like.
The installation surface of the solar cell 26'may be the installation surface of the
Further, in order to increase the amount of power generated by the photovoltaic power generation plant 23', the gantry may support the solar cell 26'by tilting it in a predetermined direction (for example, it becomes lower toward the south), and the angle is sufficient. As long as a large amount of power generation can be obtained, it may be any number of times, but for example, it is 10 degrees or 5 degrees.
<パワーコンディショナ27>
図1に示したように、パワーコンディショナ27は、上述した太陽電池26’など外部からの直流電流や、風力発電装置の交流モータなどからの交流電流を、系統Kの電圧及び位相等に合わせた交流電力に変換して出力する機器である。
パワーコンディショナ27は、太陽電池26’等からの直流電流等を交流電流(例えば、100V以上440V以下等)に変換するインバータ装置と、このインバータ装置が変換する交流の電圧や周波数を制御する制御部と、気中遮断器(ACB)等を備えていても良い。
<
As shown in FIG. 1, the
The
パワーコンディショナ27は、これらのインバータ装置や制御部、遮断器等が内蔵された筐体には、その内部の空気を逃がす回転ファン状の送風手段が設けられていても良い。
尚、このようなパワーコンディショナ27は、略してパワコン27とも呼ばれる。
The
In addition, such a
パワーコンディショナ27は、後述する制御部29からの信号によって、当該パワーコンディショナ27から出力される発電力Hを、所定の値(目標上限値など)に制限(抑制)するように制御される(謂わば、「電機器1等からの信号によって、当該パワーコンディショナ27における変換を停止する構成としても良い(このように変換を停止することで、パワーコンディショナ27から発電力Hが出力されなくなるとも言える)。
尚、パワーコンディショナ27の数は、上述したように、1又は複数であっても良い。
パワーコンディショナ27が複数である場合、上述した電機器1等からの信号によって、パワーコンディショナ27の変換を停止する際には、一度に全てのパワーコンディショナ27の変換を停止しても良いし、まずは少なくとも一部のパワーコンディショナ27の変換を停止しても良い。
The
As described above, the number of the
When there are a plurality of
パワーコンディショナ27は、後述する変圧器28等を有した配電システム30’とは別の筐体(パワコン筐体)に内蔵された状態で、当該配電システム30’の配電フレーム体31’に設けられていたり、パワコン筐体に内蔵された場合には、1つの太陽光発電プラント23’(の太陽電池26’の下方等)に、複数のパワコン筐体(つまり、パワーコンディショナ27)が分散して設けられていても構わない。
The
<変圧器28>
図1に示したように、変圧器28は、上述した1又は複数のパワーコンディショナ27からの交流電流を、より低圧な交流電流に変圧(降圧)する変圧器(謂わば、降圧変圧器)である。
この変圧器28は、後述する配電システム30’における交流電流をより低圧な交流電流に変圧するのであれば、何れの構成でも良いが、例えば、乾式であって、変圧器筐体によって覆われ、配電フレーム体31’に取り付けていても構わない。
<
As shown in FIG. 1, the
The
又、変圧器28は、電力システム21全体としては、上述した分岐電路25(負荷Fとパワーコンディショナ27との間の電路、又は、主電路Mとパワーコンディショナ27との間の電路)に設けられているとも言える。
変圧器28からの出力(謂わば、発電力H)は、配線用遮断器(MCCB)を介して、直接、負荷Fに接続されていても良い。
変圧器28は、変圧器筐体の側面下部に、パワーコンディショナ27等からのケーブルを引き込む孔が設けられていても良く、変圧器筐体の前面及び後面の下部は開放されており、この開放部分から、冷却のための空気を取り入れ、変圧器筐体と、その上蓋との隙間から温まった空気を抜いても構わない。
変圧器28は、配電システム30’外等からの交流電流(例えば、100V以上440V以下等)を、負荷Fが消費するのに適したより低圧な交流電流(例えば、200V等)に変換しても良い。
Further, the
The output from the transformer 28 (so-called power generation H) may be directly connected to the load F via a molded case circuit breaker (MCCB).
The
Even if the
変圧器28は、鉄心の組み方によって、より高さを低位としつつ十分な容量を持っていても良く、このような変圧器28の具体的な高さは、特に制限はないが、例えば、1500mm以下(900mm以上1500mm以下)であっても良く、好ましくは1400mm以下(900mm以上1400mm以下)、更に好ましくは1200mm以下(95mm以上1200mm以下)、より好ましくは1150mm以下(950mm以上1150mm以下、1100mmなど)であっても良い。
変圧器28の容量も、特に制限はないが、例えば、1kVA以上500kVA以下、好ましくは10kVA以上200kVA以下、更に好ましくは20kVA以上100kVA以下であっても良い。
The
The capacity of the
このような変圧器28は、例えば、三相3線(3φ3W)で、100V以上440V以下等を、200V等に降圧する構成であっても良い。
変圧器28の数も、上述したように、1又は複数であっても良い。
変圧器28は、1つの太陽光発電プラント23’(の太陽電池26’の下方等)に、複数の変圧器28が分散して設けられていても構わない。
ここまで述べた発電装置23におけるパワーコンディショナ27及び/又は系統盤22を制御する制御部29を、以下に述べる。
Such a
As described above, the number of
The
The
<制御部29>
図1に示したように、制御部29は、上述したパワーコンディショナ27及び/又は接続部(系統盤)22を制御する部分である。制御部29は、例えば、後述する配電盤30(配電システム30’)であれば、キャビネット32内に設けられたスマートロガーなどや、その他、シーケンサ等であっても良い。
制御部29は、上述した系統Kから系統盤22へ受電される受電力Jと、上述した発電装置23から出力される発電力Hとの和を、負荷Fの消費電力Dであるとして、発電装置23から出力される発電力H(パワーコンディショナ27の出力とも言える)を制御する。
尚、制御部29は、パワーコンディショナ27の出力を制御する(パワーコンディショナ27に出力目標値を与える)際には、上述した変圧器28における変圧ロス(昇圧ロスとも言える)等の電力ロス分を考慮して、実際の発電力H(発電力計12が設けられた変圧器28の高圧側(出力側)における電力)の目標値である発電目標値THより、少し高めの出力目標値をパワーコンディショナ27に与えても良い。
又、制御部29がパワーコンディショナ27に出力目標値を与える時間間隔(目標付与間隔)は、所定の時間毎に与えられていても(所定の目標付与間隔でも)良いが、例えば、0.1秒毎や0.25秒毎、1秒毎、5秒毎など、目標付与間隔が0.1秒以下であったり、0.05秒であっても構わない(ここで、目標付与間隔は、後述するサンプリングタイムより長い又は同じ長さであっても良い)。
<
As shown in FIG. 1, the
The
When the
Further, the time interval (target giving interval) in which the
又、制御部29は、上述した電機器1で計測される逆電力Gが所定の閾値より大きくなると(つまり、「逆電力発生状態C1」になると)、上述したパワーコンディショナ27の変換を停止したり、上述したパワーコンディショナ27から系統Kまでの電路における何れかの遮断器(発電遮断器34や系統遮断器22a等)を遮断しても良い。
この他、制御部29は、上述した電機器1で計測される不足電力Uが0に近づくと(つまり、「不足電力略零状態C2」になると)、上述したパワーコンディショナ27の変換を停止したり、上述したパワーコンディショナ27から系統Kまでの電路における何れかの遮断器(発電遮断器34や系統遮断器22a等)を遮断しても良い。
Further, when the reverse power G measured by the
In addition, when the shortage power U measured by the above-mentioned
尚、パワーコンディショナ27の変換を停止した場合には、当該変換停止を再開する際に、パワーコンディショナ27からの出力を系統Kの電圧及び位相等に合わせる必要はないため、パワーコンディショナ27から系統Kまでの電路における何れかを遮断した場合と比べて、電力システム21の復帰がより短時間で・より手間なく行うことが可能となる(システム復帰の短時間化・容易化」)とも言える。
この他、制御部29は、逆電力発生状態C1になった際に発電遮断器34等の遮断器をハードウェア的に遮断する場合、当該逆電力継電器10が制御部29に含まれるとも言える。
これは、上述したように、不足電圧継電器で不足電圧が検知された際に遮断器をハードウェア的に遮断する場合や、過電圧継電器で過電圧が検知された際に遮断器をハードウェア的に遮断する場合、不足周波数継電器で不足周波数が検知された際に遮断器をハードウェア的に遮断する場合、過周波数継電器で過周波数が検知された際に遮断器をハードウェア的に遮断する場合も同様で、これら不足電圧継電器や、過電圧継電器、不足周波数継電器、過周波数継電器が、制御部29に含まれるとも言える。
When the conversion of the
In addition, when the
This is because, as described above, the breaker is cut off in hardware when the undervoltage relay detects an undervoltage, or the breaker is cut off in hardware when an overvoltage is detected in the overvoltage relay. The same applies when the breaker is cut off in hardware when the undervoltage relay detects an undervoltage, or when the breaker is cut off in hardware when the overvoltage relay detects an overfrequency. Therefore, it can be said that these undervoltage relays, overvoltage relays, undervoltage relays, and overfrequency relays are included in the
制御部29は、受電力Jと発電力Hとの和を消費電力Dとして、パワーコンディショナ27を制御するのであれば、何れの制御方法であっても良いが、例えば、以下に示す式(1)や式(2)に基づいて発電力Hの目標上限値(発電目標上限値)THmax を導出しても良い。
尚、式(1)や式(2)においては、受電力Jや発電力H、制限係数A(負荷電力Dに相当する受電力Jと発電力Hの和にかける制限係数A)、変動対応定数Bが、それぞれ時刻tによって変化するものとして、受電力をJ(t)、発電力をH(t)、制限係数A(t)、変動対応定数をB(t)としていて、これらのうち、受電力J(t)、発電力H(t)、変動対応定数B(t)それぞれの単位はkW等としている。
The
In the equations (1) and (2), the received power J, the generated power H, the limiting coefficient A (the limiting coefficient A applied to the sum of the received power J corresponding to the load power D and the generated power H), and the fluctuation correspondence Assuming that the constant B changes with time t, the received power is J (t), the generated power is H (t), the limiting coefficient A (t), and the fluctuation correspondence constant is B (t). , The unit of each of the received power J (t), the generated power H (t), and the fluctuation correspondence constant B (t) is kW or the like.
ここで、受電力J(t)や発電力H(t)は、上述した電機器1や発電力計等によって、所定の時間毎に測定されていても(所定のサンプリングタイムでも)良いが、例えば、0.1秒毎や0.25秒毎、1秒毎、5秒毎など、サンプリングタイムが0.1秒以下であったり、0.05秒以上2.00秒以下や、0.75秒以上1.50秒以下、0.10秒以上1.00秒以下であっても構わない。
制限係数A(t)は、特に限定はないが、例えば、0以上1以下の値(つまり、0%以上100%以下、90%や95%、98%、99%、100%等や、80%以上100%以下や、90%以上100%以下、95%以上100%以下など)であっても良く、変動対応定数B(t)も、特に限定はないが、例えば、0kW以上20kW以下であっても構わない。
尚、制限係数A(t)を99%以上100%以下(例えば、99.0%や99.5%、99.8%、99.9%など)としたり、制限係数A(t)を極力100%に近づけることが出来れば、受電力(買電する電力)Jが極力抑えられ(経費が低減でき)て望ましい。
Here, the received power J (t) and the generated power H (t) may be measured at predetermined time intervals (even at a predetermined sampling time) by the
The limiting coefficient A (t) is not particularly limited, but is, for example, a value of 0 or more and 1 or less (that is, 0% or more and 100% or less, 90%, 95%, 98%, 99%, 100%, etc., 80, etc.). % Or more and 100% or less, 90% or more and 100% or less, 95% or more and 100% or less, etc.), and the variation correspondence constant B (t) is not particularly limited, but is, for example, 0 kW or more and 20 kW or less. It doesn't matter.
The limiting coefficient A (t) may be 99% or more and 100% or less (for example, 99.0%, 99.5%, 99.8%, 99.9%, etc.), or the limiting coefficient A (t) may be set as much as possible. If it can be approached to 100%, it is desirable that the received power (power to be purchased) J can be suppressed as much as possible (cost can be reduced).
尚、制限係数A(t)や変動対応定数B(t)は、所定のサンプリングタイムごとに細かく変化させずとも良く、例えば、大まかな区間ごと(1時間ごとや30分ごと)に所定の値としても良く、より具体的には、一日のうち「午前0時から午前9時まで」と「午後5時から午後12時まで」は、A(t)=1.00(100%)、B(t)=0kW等とし、「午前9時から午後5時まで」はA(t)=0.90(90%)、B(t)=10kW等としても良い。
このような制御部29は、実際にパワーコンディショナ27から出力される発電力Hが、上述した式(1)や式(2)にて導出した発電目標上限値THmax となるように、最大電力点追従制御(MPPT(Maximum Power Point Tracking)Control )等を行っていても良い。
The limit coefficient A (t) and the fluctuation correspondence constant B (t) do not have to be finely changed for each predetermined sampling time, and for example, they are predetermined values for each rough section (every hour or every 30 minutes). More specifically, "from midnight to 9:00 am" and "from 5:00 pm to 12:00 pm" in a day are A (t) = 1.00 (100%). B (t) = 0 kW or the like, and “from 9:00 am to 5:00 pm” may be A (t) = 0.90 (90%), B (t) = 10 kW or the like.
In such a
<発電力Hの目標値(発電目標値)TH>
一方、図4に示したように、制御部29にて、負荷電力Dに極力近い発電力Hや、負荷電力Dと同じ値の発電力Hを発電装置23で発電させて(制限係数A(t)を99%以上100%以下としたり、制限係数A(t)を極力100%に近づけて)発電力Hの制御を行っている場合には、負荷電力Dが低下した際に、パワーコンディショナ27を制御して発電力Hを下げる発電目標値THを与えても、実際の発電力Hはすぐに下がらない(発電力Hの低下が遅れる)ため、遅れた分だけ、発電力Hが負荷電力Dより大きくなり、逆電力Gが発生する(負荷Fで消費できない電力が系統Kに流れる)ことを抑制する必要がある。
又、発電遮断器34等による遮断を行った後に、再び接続する際に、パワーコンディショナ27からの出力を系統Kの電圧及び位相等に合わせる必要が出てくる手間と時間がかかるため、結果的に、全体として発電力H(発電できる電力量)が減ることとなり、極力発電遮断器34等による遮断を行わずに済むように、制御部29で発電力H(パワーコンディショナ27)を制御することが望ましい。
<Target value of power generation H (power generation target value) TH>
On the other hand, as shown in FIG. 4, the
In addition, it takes time and effort to adjust the output from the
そこで、制御部29は、発電力Hを下げる際には、当該発電力Hをゼロとする値、及び/又は、当該発電力Hを下げる際における負荷Fの消費電力(負荷電力)Dより低い値を、一旦は当該発電力Hの目標値(発電目標値)THとしても良い。
このように制御部29で制御することで、実際の発電力Hの低下が遅れず、発電力Hが負荷Fの消費電力Dより大きくなり難くなるため、逆電力Gの発生(負荷Fで消費できない電力が系統Kに流れること)を抑制できる。
Therefore, the
By controlling by the
このような制御部29による制御を、より具体的に述べれば、例えば、制御部29は、約15秒遅れるうち、最初の数秒間(5秒間など)だけ、発電力Hをゼロとする値を、一旦は発電目標値THとして、パワーコンディショナ27等を制御(「ゼロ目標値制御」)して、その後(約10秒間など)は、1秒毎に測定される受電力Jと発電力Hの和から算出した負荷電力Dそのものを、発電目標値THとして、パワーコンディショナ27等を制御しても良い。
尚、ゼロ目標値制御をする時間は、当然、最初の5秒間だけに限定されず、最初の1秒間のみであったり、最初の3秒間や7秒間など、0.1秒間以上10.0秒間以下であっても良い。
More specifically, the
Of course, the time for controlling the zero target value is not limited to the first 5 seconds, but is limited to the first 1 second, or 0.1 seconds or more and 10.0 seconds such as the first 3 seconds or 7 seconds. It may be as follows.
その他、例えば、制御部29は、約15秒遅れるうち、最初の数秒間(5秒間など)だけ、発電力Hを下げる際における負荷電力Dより低い値を、一旦は発電目標値THとして、パワーコンディショナ27等を制御(「低目標値制御」)して、その後(約10秒間など)は、1秒毎に測定される受電力Jと発電力Hの和から算出した負荷電力Dそのものを、発電目標値THとして、パワーコンディショナ27等を制御しても良い。
尚、低目標値制御をする時間は、当然、最初の5秒間だけに限定されず、最初の1秒間のみであったり、最初の3秒間や7秒間など、0.1秒間以上10.0秒間以下であっても良い。
又、発電目標値THとする「発電力Hを下げる際における負荷電力Dより低い値」は、負荷電力Dより低ければ、特に限定はないが、例えば、各サンプリングタイム毎に測定した負荷電力D(受電力Jと発電力Hの和)の1%以上99%以下、好ましくは5%以上95%以下、更に好ましくは10%以上90%以下(20%、50%、70%など)であっても良い。
In addition, for example, the
Of course, the time for controlling the low target value is not limited to the first 5 seconds, but is limited to the first 1 second, or 0.1 seconds or more and 10.0 seconds such as the first 3 seconds or 7 seconds. It may be as follows.
Further, the “value lower than the load power D when lowering the generated power H”, which is the power generation target value TH, is not particularly limited as long as it is lower than the load power D, but for example, the load power D measured at each sampling time. (Sum of received power J and generated power H) is 1% or more and 99% or less, preferably 5% or more and 95% or less, and more preferably 10% or more and 90% or less (20%, 50%, 70%, etc.). May be.
その他、上述したゼロ目標値制御と低目標値制御を組み合わせても良く、例えば、制御部29は、約15秒遅れるうち、最初の数秒間(5秒間など)だけ、ゼロ目標値制御をして、その後(約10秒間など)は、低目標値制御をしても構わない。
尚、ゼロ目標値制御をする時間は、当然、最初の5秒間だけに限定されず、最初の1秒間のみであったり、最初の3秒間や7秒間など、0.1秒間以上10.0秒間以下であっても良く、その後の低目標値制御をする時間は、当然、最後の約10秒間だけに限定されず、最後の約14秒間であったり、最後の約12秒間や約8秒間など、約5秒間以上約14秒間以下であっても構わない。
In addition, the above-mentioned zero target value control and low target value control may be combined. For example, the
Of course, the time for controlling the zero target value is not limited to the first 5 seconds, but is limited to the first 1 second, or 0.1 seconds or more and 10.0 seconds, such as the first 3 seconds or 7 seconds. Of course, the time for controlling the low target value thereafter is not limited to the last about 10 seconds, but may be the last about 14 seconds, the last about 12 seconds, about 8 seconds, and the like. , It may be about 5 seconds or more and about 14 seconds or less.
ここで、ゼロ目標制御や低目標値制御を行うタイミング(きっかけ)は、負荷電力D(受電力Jと発電力Hの和)が、急に受電力Jの2%以上10%以下(例えば、2%より大きい)変化(又は低下)した際に、ゼロ目標値制御や低目標値制御を始めることとしても良い。
制御部29は、電力システム21内であれば、何れに設けられていても良いが、例えば、後述する配電盤30(配電システム30’)に設けられていても良い。
以下は、この制御部29や、ここまで述べたパワーコンディショナ27や変圧器28、配電盤支持体31(配電フレーム体31’)、そして、上述した電機器1等を備えた配電盤30について述べる。
Here, the timing (trigger) for performing zero target control or low target value control is such that the load power D (sum of the received power J and the generated power H) suddenly becomes 2% or more and 10% or less of the received power J (for example,). Zero target value control or low target value control may be started when the change (or decrease) (greater than 2%).
The
The following describes the
<配電盤30(配電システム30’)、配電盤支持体31(配電フレーム体31’)>
図1に示したように、本発明に係る盤の1種である配電盤30(配電システム30’)は、配電盤筐体31(配電フレーム体31’)と、上述したパワーコンディショナ27と、上述した変圧器(降圧変圧器)28と、上述した制御部29、そして、上述した電機器1等を有する盤であると言える。よって、配電システム30’は、配電盤システム30’であるとも言える。
配電システム30’では、配電フレーム体31’に対して、パワコン筐体に内蔵されたパワーコンディショナ27と、変圧器筐体に覆われた変圧器28が取り付けられ、キャビネット32に内蔵された電機器1と制御部29等が設けられ、キャビネット32内には、発電力計も設けられていても良い。
配電システム30’(配電フレーム体31’)は、奥行の値を小さくしても良く、このような配電システム30’の具体的な奥行の値は、特に制限はないが、例えば、300mm以上1500mm以下であっても良く、好ましくは400mm以上1200mm以下、更に好ましくは500mm以上1000mm以下(700mmなど)であっても良い。更に、配電システム30’(配電フレーム体31’)の裏面側を略面一にしている等のため、裏面側にスペースが不要となり、工場や建物の壁面(外壁等)に極力近づけて設置することが出来る。
又、配電システム30’(配電フレーム体31’)は、高さを低位としても良く、このような配電システム30’の具体的な高さは、特に制限はないが、例えば、2500mm以下(900mm以上2500mm以下)であっても良く、好ましくは2300mm以下(900mm以上2300mm以下)、更に好ましくは2100mm以下(1200mm以上2100mm以下、1980mmなど)であっても良い。
<Distribution board 30 (distribution system 30'), distribution board support 31 (distribution frame body 31')>
As shown in FIG. 1, the distribution board 30 (distribution system 30'), which is one of the panels according to the present invention, includes the distribution board housing 31 (distribution frame body 31'), the above-mentioned
In the power distribution system 30', the
The distribution system 30'(distribution frame body 31') may have a small depth value, and the specific depth value of such a distribution system 30'is not particularly limited, but is, for example, 300 mm or more and 1500 mm. It may be less than or equal to, preferably 400 mm or more and 1200 mm or less, and more preferably 500 mm or more and 1000 mm or less (700 mm or the like). Furthermore, since the back surface side of the power distribution system 30'(distribution frame body 31') is substantially flush with each other, space is not required on the back surface side, and the power distribution system 30'(distribution frame body 31') is installed as close as possible to the wall surface (outer wall, etc.) of the factory or building. Can be done.
Further, the height of the distribution system 30'(distribution frame body 31') may be set low, and the specific height of such a distribution system 30'is not particularly limited, but is, for example, 2500 mm or less (900 mm). It may be 2500 mm or less), preferably 2300 mm or less (900 mm or more and 2300 mm or less), and more preferably 2100 mm or less (1200 mm or more and 2100 mm or less, 1980 mm or more).
配電システム30’は、キャビネット32内に、上述した電機器1が複数台設けられていたり、その他、地絡過電圧継電器(OVGR、Over Voltage Ground Relay )33や、配線用遮断器(MCCB、発電遮断機34であるとも言える)、通信機器(ルータなど)、無停電電源装置(UPS)、コンセントなどを有していても良い。
尚、地絡過電圧継電器33は、接続部(系統盤)22内で、零相検出器(ZPD、Zero Phase potential Device )22zを介して、主電路Mに接続されていても良い。
又、1つの太陽光発電プラント23’における配電システム30’(つまり、配電フレーム体31’)の数も、上述したように、1又は複数であっても良いが、上述したパワーコンディショナ27や変圧器28等の数と同じ数であっても構わない。
配電システム30’は、1つの太陽光発電プラント23’(の太陽電池26’の下方等)に、複数の配電システム30’が分散して設けられていても構わない。
In the distribution system 30', a plurality of the above-mentioned
The ground
Further, as described above, the number of distribution systems 30'(that is, the distribution frame body 31') in one photovoltaic power generation plant 23'may be one or more, but the
The power distribution system 30'may be provided with a plurality of power distribution systems 30'distributed in one photovoltaic power generation plant 23'(below the solar cell 26', etc.).
<第2実施形態の電力システム21>
図6は、本発明の第2実施形態に係る電力システム21を示している。
この第2実施形態において第1実施形態と最も異なるのは、容量が300kVA以下の高圧受電を行うLBS受電タイプ(高圧遮断器(VCB)22aの代わりに、高圧交流負荷開閉器(LBS)22a’を有すると同時に、断路器22e、計器用変流器22f、高圧交流負荷開閉器F2等を有さないタイプ)である点である。
<
FIG. 6 shows the
The most different of the second embodiment from the first embodiment is the high voltage AC load switch (LBS) 22a'instead of the LBS power receiving type (high voltage disconnector (VCB) 22a) that receives high voltage power with a capacity of 300 kVA or less. At the same time, it is a type that does not have a
又、第2実施形態では、電機器1におけるセンサ部5(開閉型検知具7)が、接続部(系統盤)22における計器用変流器22fの出力側(2次側)ではなく、直接、系統Kから負荷Fまでの主電路M(特に、系統盤22内で計器用変圧変流器22hと系統Kの間の電路)に取り付けられている点も、第1実施形態とは異なっている。
その他の電力システム21や、電機器1、配電盤30(配電システム30’)、発電装置23、発電接続機器24、発電部26、パワーコンディショナ27、変圧器28、制御部29等の構成、作用効果や使用態様は、第1実施形態と同様である。
Further, in the second embodiment, the sensor unit 5 (open / close type detector 7) in the
Configuration and operation of
<第3実施形態の電力システム21>
図7は、本発明の第3実施形態に係る電力システム21を示している。
この第3実施形態において第1、2実施形態と最も異なるのは、容量が50kW未満の低圧動力受電タイプ(高圧遮断器(VCB)22aや、高圧交流負荷開閉器(LBS)22a’、計器用変圧変流器22hの代わりに、配線用遮断器(MCCB)22a”、取引用メータ22h’を有すると同時に、零相検出器22z、地絡過電圧継電器33、降圧変圧器F1等を有さないタイプ)である点である。
<
FIG. 7 shows the
The most different from the first and second embodiments in this third embodiment is the low voltage power receiving type (high voltage circuit breaker (VCB) 22a, high voltage AC load switch (LBS) 22a', for instruments, which has a capacity of less than 50 kW. Instead of the transformer
又、第3実施形態では、計器用変圧変流器22hと系統Kの間の電路において、柱上変圧器(降圧変圧器)K’を有していると同時に、電機器1におけるセンサ部5(開閉型検知具7)が、計器用変圧変流器22hと配線用遮断器(MCCB)22a”の間の電路に取り付けられている点等も、第1、2実施形態とは異なっている。
その他の電力システム21や、電機器1、配電盤30(配電システム30’)、発電装置23、発電接続機器24、発電部26、パワーコンディショナ27、変圧器28、制御部29等の構成、作用効果や使用態様は、第1、2実施形態と同様である。
Further, in the third embodiment, in the electric circuit between the instrument transformer
Configuration and operation of
<第4実施形態の電力システム21>
図8は、本発明の第4実施形態に係る電力システム21を示している。
この第4実施形態において第1~3実施形態と最も異なるのは、配電盤30(配電システム30’)の代わりに、発電接続盤40を、接続部(系統盤)22に接続している点である。
<
FIG. 8 shows the
The most different feature of the fourth embodiment from the first to third embodiments is that the power
<発電接続盤40、発電接続盤支持体41>
図8に示したように、発電接続盤40は、上述した発電接続機器24や電機器1を、その発電接続盤支持体41(発電接続盤筐体41)に内蔵しており、この発電接続盤40内には、既存の接続部(系統盤)22及び負荷Fに発電装置23を接続して、当該電力システム21の使用者が発電装置23発電した電力を負荷Fで自ら消費する「自家消費」を行うために必要な機器を集約しているとも言える。
発電接続盤40は、既存の系統盤22及び負荷Fに発電装置23を接続し且つ発電接続機器24が発電接続盤筐体41に内蔵されているのであれば、何れの構成であっても良いが、例えば、分岐電路25や、電機器1、計器用変成器(VT)、高圧交流負荷開閉器(LBS)34、発電変成器35などを備えていても良い。
<Power
As shown in FIG. 8, the power
The power
尚、この高圧交流負荷開閉器(LBS)34は、発電遮断器34であるとも言える。
又、1つの発電接続盤40(発電接続盤筐体41)は、2つの電機器1を内蔵しても良く、この場合、一方の電機器1(逆電力等用の電機器1a)で、上述した逆電力G等を計測し、この逆電力Gに応じてリレー動作をするが、他方の電機器1(発電力用の電機器1b)では、発電力計として発電力Hを計測しても良い。
尚、他方の電機器1におけるセンサ部5(開閉型検知具7)は、分岐電路25に取り付けられる。
It can be said that the high-voltage AC load switch (LBS) 34 is a power
Further, one power generation connection board 40 (power generation connection board housing 41) may include two
The sensor unit 5 (open / close type detector 7) in the other
又、第4実施形態の電力システム21では、備える機器を配電盤筐体31に内蔵して、当該機器が露出しない配電盤30を、1又は複数有しており、この配電盤30には、変圧器(昇圧変圧器)や、送電部、集電部等が内蔵され、各配電盤30に、1又は複数のパワーコンディショナ27を介して複数の発電部26(太陽電池26’)が接続されている。
尚、制御部29は、シーケンサであっても良い。
その他の電力システム21や、電機器1等の構成、作用効果や使用態様は、第1~3実施形態と同様である。
Further, in the
The
The configuration, operation effect, and usage mode of the other
<その他>
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。電機器1や、盤、電力システム21等の各構成又は全体の構造、形状、寸法などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することが出来る。
電機器1は、上述したセンサ部5を備えておらず、センサ部5以外の部材(例えば、機器筐体4内の部材など)によって、所定の電路における電流を検知しても良い。
電機器1は、上述した出力部を有していなくとも良い。
<Others>
The present invention is not limited to the above-described embodiment. The structure, shape, dimensions, and the like of each configuration or the whole of the
The
The
電機器1は、買電盤などの系統盤22の他、特高盤(特高設備)、高圧盤(高圧設備)、低圧盤(低圧設備)、監視盤(監視設備)、制御盤(制御設備)、変電盤(変電設備)、ビルやマンション向け設備や、受電盤(特に、既存の受電盤)、照明分電盤に設けられていても良く、これらの盤は、電機器1が設けられたそれらの盤支持体(盤筐体や、盤フレーム体)を有した本発明に係る盤であるとも言える。
電力計測部2が計測する電力とは、系統Kから接続部22を介して負荷Fまでの主電路Mにおける逆電力Gや、不足電力U、受電力(買電力)J以外に、発電装置232から出力される発電力H(主電路M以外の電路における発電力H)であっても良く、その他、負荷Fが消費する負荷電力D(主電路M以外の電路における負荷電力D)であっても構わない。
The
The power measured by the
機器筐体4は、表示部4aや、操作部4b、端子部4cを有していなくとも良い。
センサ部5は、上述したセンサ電路6と開閉型検知具7を必ずしも備えていなくともよく、特に検知具については、開閉しない検知具などであっても良い。
電力システム21は、蓄電池や燃料電池、ガソリン等の燃料で動く発電機などを有しても良い。
The
The
The
本発明の電機器や、盤は、自家消費型の太陽光発電プラントなどに対して、その発電量や規模に関わらず利用でき、自家消費型の太陽光発電プラント以外に、自家消費型でない太陽光発電プラントや、風力、水力、波力、地熱等によって回転される発電機(交流モータ等)によって発電するプラントにおいて使用でき、その他、買電盤等の系統盤の他、特高盤(特高設備)、高圧盤(高圧設備)、低圧盤(低圧設備)、監視盤(監視設備)、制御盤(制御設備)、変電盤(変電設備)、ビルやマンション向け設備や、受電盤、照明分電盤などの発電しないプラントなどにも使用でき、屋外・屋内を問わず利用可能である。
本発明の電力システムは、自家消費型の太陽光発電プラントなどに対して、その発電量や規模に関わらず利用でき、自家消費型の太陽光発電プラント以外に、自家消費型でない太陽光発電プラントや、風力、水力、波力、地熱等によって回転される発電機(交流モータ等)によって発電するプラントにおいて使用でき、屋外・屋内を問わず利用可能である。
The electric equipment and the panel of the present invention can be used for a self-consumed solar power generation plant regardless of the amount and scale of power generation, and other than the self-consumed solar power plant, the sun that is not self-consumed. It can be used in optical power generation plants and plants that generate electricity using generators (AC motors, etc.) that are rotated by wind power, hydraulic power, wave power, geothermal power, etc. High equipment), high pressure panel (high pressure equipment), low pressure panel (low pressure equipment), monitoring panel (monitoring equipment), control panel (control equipment), substation (substation equipment), equipment for buildings and apartments, power receiving panel, lighting It can also be used in plants that do not generate electricity, such as distribution boards, and can be used both indoors and outdoors.
The power system of the present invention can be used for a self-consumed photovoltaic power generation plant or the like regardless of the amount and scale of the power generation. It can be used in plants that generate electricity using generators (AC motors, etc.) that are rotated by wind power, hydraulic power, wave power, geothermal power, etc., and can be used both indoors and outdoors.
1 電機器(電力計リレー)
2 電力計測部
3 リレー部
4 機器筐体
5 センサ部
6 センサ電路
7 開閉型検知具
21 電力システム
22 接続部(系統盤)
23 発電装置
24 発電接続機器
30’ 盤(特に、配電システム)
31’ 盤支持体(特に、配電フレーム体)
40 盤(発電接続盤)
41 盤支持体(発電接続盤支持体)
K 系統
F 負荷
1 Electrical equipment (Wattmeter relay)
2
23
31'board support (especially distribution frame)
40 boards (power generation connection board)
41 Board support (power generation connection board support)
K system F load
Claims (8)
前記所定の電路における電力を計測する電力計測部(2)と、前記電力計測部(2)で計測した電力に応じてリレー動作を行うリレー部(3)を備え、
前記電力計測部(2)とリレー部(3)が、1つの機器筐体(4)内に設けられ、
前記リレー部(3)が行うリレー動作とは、前記リレー部(3)からの信号を介して、前記機器筐体(4)外の遮断器が、前記所定の電路を遮断することであることを特徴とする電力計リレー。 A wattmeter relay connected to a predetermined electric circuit,
A power measuring unit (2) for measuring electric power in the predetermined electric circuit and a relay unit (3) for performing a relay operation according to the electric power measured by the electric power measuring unit (2) are provided.
The power measurement unit (2) and the relay unit (3) are provided in one device housing (4).
The relay operation performed by the relay unit (3) is that the circuit breaker outside the equipment housing (4) cuts off the predetermined electric circuit via the signal from the relay unit (3). A power meter relay that features that.
前記センサ部(5)は、当該センサ部(5)と電力計測部(2)を接続するセンサ電路(6)を備え、
前記センサ部(5)から出力され且つ前記センサ電路(6)を流れる電流の値は、前記所定の電路側である1次側と、前記センサ部(5)からの出力側である2次側の変流比の値によって、1A以下とされ、
前記電流の値は、その上限値が1mA以上20mA以下であり、その下限値が0.001mAであることを特徴とする請求項1に記載の電力計リレー。 A sensor unit (5) for detecting a current in the predetermined electric circuit is provided.
The sensor unit (5) includes a sensor electric circuit (6) that connects the sensor unit (5) and the power measurement unit (2).
The value of the current output from the sensor unit (5) and flowing through the sensor electric circuit (6) is the primary side which is the predetermined electric circuit side and the secondary side which is the output side from the sensor unit (5). Depending on the value of the current transformer ratio, it is set to 1A or less .
The power meter relay according to claim 1 , wherein the upper limit value of the current value is 1 mA or more and 20 mA or less, and the lower limit value thereof is 0.001 mA .
前記所定のサンプリングタイムは、0.05秒以上2.00秒以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電力計リレー。The power meter relay according to claim 1 or 2, wherein the predetermined sampling time is 0.05 seconds or more and 2.00 seconds or less.
前記接続部(22)及び負荷(F)に、発電装置(23)を接続させる発電接続機器(24)と、
前記系統(K)から接続部(22)を介して負荷(F)までの電路における電力を計測する電力計測部(2)と、前記電力計測部(2)で計測した電力に応じてリレー動作を行うリレー部(3)を備えた電力計リレー(1)を有していて、
前記電力計測部(2)とリレー部(3)が、1つの機器筐体(4)内に設けられ、
前記リレー部(3)が行うリレー動作とは、前記リレー部(3)からの信号を介して、前記機器筐体(4)外の遮断器が、前記所定の電路を遮断することであることを特徴とする電力システム。 A power system having a connection portion (22) connected to a system (K) and a load (F), respectively.
A power generation connection device (24) for connecting a power generation device (23) to the connection portion (22) and the load (F).
A power measurement unit (2) that measures the power in the electric circuit from the system (K) to the load (F) via the connection unit (22), and a relay operation according to the power measured by the power measurement unit (2). It has a power meter relay (1) equipped with a relay unit (3) for performing the above.
The power measurement unit (2) and the relay unit (3) are provided in one device housing (4).
The relay operation performed by the relay unit (3) is that the circuit breaker outside the equipment housing (4) cuts off the predetermined electric circuit via the signal from the relay unit (3). A power system characterized by that.
前記系統(K)から接続部(22)を介して負荷(F)までの電路には、前記接続部(22)内に、計器用変流器(22f)が設けられ、An instrument transformer (22f) is provided in the connection portion (22) in the electric circuit from the system (K) to the load (F) via the connection portion (22).
前記計器用変流器(22f)の2次側の電路に、前記センサ部(5)が取り付けられていることを特徴とする請求項5に記載の電力システム。The power system according to claim 5, wherein the sensor unit (5) is attached to an electric circuit on the secondary side of the instrument transformer (22f).
前記系統(K)から接続部(22)を介して負荷(F)までの電路は、三相3線の電路であり、The electric circuit from the system (K) to the load (F) via the connection portion (22) is a three-phase three-wire electric circuit.
前記三相3線中の2線の各ケーブルにおける電界をシールドしたシールド済部分(M3)に、前記センサ部(5)が取り付けられていることを特徴とする請求項5に記載の電力システム。The power system according to claim 5, wherein the sensor unit (5) is attached to a shielded portion (M3) that shields an electric field in each of the two-wire cables in the three-phase three-wire system.
前記リレー部(3)が行うリレー動作は、前記リレー部(3)からの信号を介して、前記パワーコンディショナ(27)が、変換を停止することも含んでいることを特徴とする請求項5~7の何れか1項に記載の電力システム。The relay operation performed by the relay unit (3) is characterized in that the power conditioner (27) also stops conversion via a signal from the relay unit (3). The power system according to any one of 5 to 7.
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