JP7082510B2

JP7082510B2 - 電力システム

Info

Publication number: JP7082510B2
Application number: JP2018064112A
Authority: JP
Inventors: 聡史山下; 卓也伴野; 崇之渡邉
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2022-06-08
Anticipated expiration: 2038-03-29
Also published as: JP2019176664A

Description

本発明は、需要者構内に電力供給設備を接続可能な電力システムに関する。

需要者は、電力会社からの電気（商用電力）の供給を受けて構内の負荷設備（一般用電気工作物）で電気を使用する。また、太陽光発電設備等、発電設備を構内に設け、負荷設備を動作させるとともに（例えば、特許文献１）、電力会社に余った電力を売電することも可能である。

特開２０１３－２４７７３７号公報

太陽光発電設備等の発電設備や電池を用いた電力供給設備として、単相３線式１００Ｖ／２００Ｖ（以下、単に単相３線式という）のものが用いられている。また、単相３線式の一方の電圧線と中性線とに小出力の電力供給設備を設置することもある。

非常に大きな負荷設備が接続されたときに、内部配線の許容電流（過電流耐量）を超過する電流が、電力系統から流れ込むことを防ぐため、内部配線の一次側の漏電ブレーカで電流を制限している。しかし、上述のような電力供給設備が構内に接続され、構内のみで電力融通を行い、負荷設備への電力を一部賄う場合には、漏電ブレーカの定格遮断電流に基づいて制限された過電流耐量以上の電流が内部配線に流れてしまい、発熱や耐久性劣化の原因となるおそれがある。

本発明は、このような課題に鑑み、電力供給設備を、漏電ブレーカからみて負荷設備より二次側の内部配線に接続したとしても、既設の内部配線に過電流耐量を上回る電流が流れるのを防止することが可能な電力システムを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、電力系統の電力を、漏電ブレーカおよび漏電ブレーカの二次側に接続された単相３線式の内部配線を通じて負荷設備に供給する本発明の電力システムは、内部配線の電圧線および中性線における、漏電ブレーカからみて負荷設備より二次側に接続された電力供給設備と、電力供給設備に流れる設備電流を測定する設備電流計と、漏電ブレーカの一次側の受電点における電力供給設備が接続されていない電圧線を流れる受電点電流を測定する受電点電流計と、設備電流と受電点電流との和が漏電ブレーカの定格遮断電流または内部配線の過電流耐量以下となるように、電力供給設備の出力を制限する制御部と、を備える。

上記課題を解決するために、電力系統の電力を、漏電ブレーカおよび漏電ブレーカの二次側に接続された単相３線式の内部配線を通じて負荷設備に供給する本発明の他の電力システムは、内部配線の２つの電圧線における、漏電ブレーカからみて負荷設備より二次側に接続された電力供給設備と、電力供給設備に流れる設備電流を測定する設備電流計と、２つの電圧線のうちの一方の電圧線と内部配線の中性線との間に接続された負荷設備と、２つの電圧線のうちの他方の電圧線と中性線との間に接続された負荷設備とのうち、中性線上の接続点が漏電ブレーカからみて離れている方の負荷設備が接続された電圧線を流れる電流であり、漏電ブレーカの一次側の受電点における電流である受電点電流を測定する受電点電流計と、電力供給設備の出力を制御する制御部と、を備え、制御部は、設備電流と受電点電流との和が漏電ブレーカの定格遮断電流または内部配線の過電流耐量以下となるように、電力供給設備の出力を制限する。

制御部は、設備電流と受電点電流との和が、漏電ブレーカの定格遮断電流もしくは内部配線の過電流耐量、または、漏電ブレーカの定格遮断電流もしくは内部配線の過電流耐量未満の所定電流に追従するように、電力供給設備の出力を制限するとしてもよい。

本発明によれば、電力供給設備を、漏電ブレーカからみて負荷設備より二次側の内部配線に接続したとしても、既設の内部配線に過電流耐量を上回る電流が流れるのを防止することが可能となる。

電力システムの基本的な接続態様を示した説明図である。比較例としての電力供給設備の接続態様を説明するための説明図である。電力供給設備の接続態様を説明するための説明図である。比較例としての電力供給設備の接続態様を説明するための説明図である。電力供給設備の接続態様を説明するための説明図である。電力システムの基本的な接続態様を示した説明図である。比較例としての電力供給設備の接続態様を説明するための説明図である。電力供給設備の接続態様を説明するための説明図である。電力供給設備の接続態様を説明するための説明図である。電力システムの基本的な接続態様を示した説明図である。比較例としての電力供給設備の接続態様を説明するための説明図である。電力供給設備の接続態様を説明するための説明図である。電力供給設備の接続態様を説明するための説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（第１の実施形態）
図１は、電力システム１００の基本的な接続態様を示した説明図である。電力システム１００は、引き込み線１２を通じて、電力系統１４から電気（商用電力）の供給を受ける。かかる電力システム１００は、低圧受電の需要者単位で構成され、その範囲としては、一般用電気工作物であれば、家屋等に限らず、病院、工場、ホテル、レジャー施設、商業施設、マンションといった建物単位や建物内の一部分であってもよい。

また、電力システム１００は、電力メータ１１２と、分電盤１１４と、構内配線１１６とを含んで構成される。

電力メータ（電力量計）１１２は、電力系統１４に引き込み線１２を介して接続され、引き込み線１２と電力システム１００との間に流れる（消費および売電の）電流の電流値を計測する。

分電盤１１４は、電力メータ１１２に接続され、契約容量を示すサービスブレーカ１１４ａ、漏電の検出に応じて電気の供給を遮断する漏電ブレーカ１１４ｂ、および、内部配線（主幹バー）１１４ｃを介して漏電ブレーカ１１４ｂと接続され、構内配線１１６に流れる電流が定格遮断電流を超過すると電気の供給を遮断する配線用（安全）ブレーカ１１４ｄを有する。ここで、漏電ブレーカ１１４ｂは、漏電遮断機能付き過電流遮断器、および、漏電遮断機能のみを有する漏電遮断器のいずれの概念も含んでいる（以下、説明の便宜上、単に漏電ブレーカ１１４ｂとして説明する）。

需要者は、構内配線１１６それぞれに１または複数の負荷設備１６を接続し、サービスブレーカ１１４ａ、漏電ブレーカ１１４ｂ、内部配線１１４ｃ、配線用ブレーカ１１４ｄ、および、構内配線１１６を通じて電力の供給を受ける。かかる構成では、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流 ≧ 内部配線１１４ｃの過電流耐量 > 配線用ブレーカ１１４ｄの定格遮断電流という関係となっている。

ここで、上記の電力システム１００に、さらに電力供給設備１２０を接続することを検討する。この場合、電力システム１００は、電力メータ１１２、分電盤１１４、構内配線１１６に加え、電力供給設備１２０を含むことになる。電力供給設備１２０は、電力系統１４より優先して負荷設備１６に電力を供給することができる。かかる電力供給設備１２０としては、例えば、太陽光発電機、風力発電機、水力発電機、地熱発電機、太陽熱発電機、大気中熱発電機等の再生可能エネルギー発電設備や、燃料電池、内燃力発電、蓄電池等を用いることができる。

図２は、比較例としての電力供給設備１２０の接続態様を説明するための説明図である。図２に示される単相３線式の配電方式では、２つの電圧線のうち一方の第１電圧線（Ｒ相）と中性線（Ｎ相）との間、および、他方の第２電圧線（Ｔ相）と中性線（Ｎ相）との間の電圧が１００Ｖとなり、第１電圧線と第２電圧線との間の電圧が２００Ｖとなる。なお、以下の説明では、第１電圧線をＲ相、第２電圧線をＴ相としているが、第１電圧線をＴ相に、第２電圧線をＲ相に置換可能なのは言うまでもない。

１００Ｖ出力の電力供給設備１２０を電力システム１００に接続する場合、電力供給設備１２０は、例えば、内部配線１１４ｃにおける、漏電ブレーカ１１４ｂの二次側の直後の第２電圧線（または第１電圧線）と中性線とに、別途の個別ブレーカ１１４ｅを介して接続される。したがって、電力供給設備１２０は、内部配線１１４ｃの第２電圧線および中性線における漏電ブレーカ１１４ｂからみて負荷設備１６ａ、１６ｂ、１６ｃより一次側（負荷設備１６ａ、１６ｂ、１６ｃより漏電ブレーカ１１４ｂ側）に接続されていることになる。ここでは、電力系統からの電力供給方向を基準に、設備の電力系統側を一次側、その反対側を二次側として定義する。

電力供給設備１２０は、発電部１２０ａと、設備電流計１２０ｂと、制御部１２０ｃとを有している。発電部１２０ａは、例えば、燃料電池等で構成され、他のエネルギーを電気エネルギーに変換して電気を生成する。設備電流計１２０ｂは、例えば、変流器（ＣＴ）と整流器とで構成され、発電部１２０ａから出力される電流（以下、設備電流という）を測定する。制御部１２０ｃは、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成され、設備電流に基づいて発電部１２０ａの出力（電流）を制御する。このような電力供給設備１２０を内部配線１１４ｃに接続することで、電力系統だけでは不足する負荷設備１６への電力を電力供給設備１２０で賄うことができる。

しかし、一方で、電力供給設備１２０から電力が供給されることにより、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流に基づいて制限されている過電流耐量以上の電流が内部配線１１４ｃに流れる場合がある。

図２を参照し、例えば、負荷設備１６ａにおいて３Ａ（３００Ｗ）消費され、負荷設備１６ｂ、１６ｃにおいて合わせて３５Ａ（３５００Ｗ）消費されているとする。ここでは、説明の便宜上、他の負荷設備１６の消費は考慮しない。このとき、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流および内部配線１１４ｃの過電流耐量は３０Ａであるとする。

ここで、電力供給設備１２０から連系相を通じて電流値１０Ａ相当の電力が負荷設備１６ｂに供給されると、電力系統からは最大２５Ａ相当の電力が負荷設備１６ｂに供給されることになる。具体的には、第１電圧線に３Ａ、中性線に２２Ａ、第２電圧線に２５Ａ流れることとなる（電流の向きは不問）。このとき、電力供給設備１２０は定格内で動作しており、単相３線式の各線（第１電圧線、中性線、第２電圧線）に流れる電流も漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流３０Ａ以下なので問題がない。

しかし、内部配線１１４ｃのうち、図２において太線で示した部分では、最大で、電力供給設備１２０の電流と受電点電流（電力系統から供給された電流）との和に相当する電流（例えば３５Ａ）が流れ、その電流値が、内部配線１１４ｃの過電流耐量３０Ａ以上となる場合がある。そうすると、内部配線１１４ｃの発熱や耐久性劣化の原因となるおそれがある。

そこで、本実施形態では、発電部１２０ａの出力を制御することで、このような既設の内部配線１１４ｃに過電流耐量を上回る電流が流れるのを防止する。

図３は、電力供給設備１２０の接続態様を説明するための説明図である。ここでは、例えば、漏電ブレーカ１１４ｂの一次側（受電点）に予め設けられている、第１電圧線の電流（以下、第１受電点電流という）を測定する第１受電点電流計１３０ａ、および、第２電圧線の電流（以下、第２受電点電流という）を測定する第２受電点電流計１３０ｂのうち、電力供給設備１２０が接続された（連系相である）第２電圧線における第２受電点電流計１３０ｂを用いる。第１受電点電流計１３０ａおよび第２受電点電流計１３０ｂは、変流器（ＣＴ）と整流器とで構成される。

そして、電力供給設備１２０の制御部１２０ｃは、設備電流計１２０ｂで測定された設備電流と、第２受電点電流計１３０ｂで測定された第２受電点電流との和が、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流以下となるように、発電部１２０ａの出力を制限する。

例えば、図３に示すように、第２受電点電流が２５Ａであれば、制御部１２０ｃは、その第２受電点電流２５Ａと設備電流との和が、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流３０Ａ以下となるように、すなわち、設備電流が５Ａ以下となるように、発電部１２０ａを制御する。そうすると、内部配線１１４ｃの全ての部分に流れる電流が、内部配線１１４ｃの過電流耐量３０Ａ以下となるので、既設の内部配線１１４ｃに過電流耐量を上回る電流が流れるのを防止でき、発熱や耐久性劣化を防止することが可能となる。

このとき、負荷設備１６ｂ、１６ｃでは、合わせて最大で３０Ａしか消費できなくなるが、そもそも内部配線１１４ｃでは過電流耐量以下の電流しか流せない想定なので問題は生じない。この場合、負荷設備１６ｂ、１６ｃの負荷を調整すれば足りる。

また、制御部１２０ｃは、設備電流と第２受電点電流との和が、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流の３０Ａ、または、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流未満の所定電流、例えば、２８Ａに追従するように、電力供給設備１２０の出力を制限してもよい。かかる構成により、受電点電流が増大すると、その分、設備電流を減少させ（抑制し）、逆に、受電点電流が減少すると、その分、設備電流を増大させることができるようになる。こうして、電力供給設備１２０の出力を最大に活かしつつ、既設の内部配線１１４ｃに過電流耐量を上回る電流が流れるのを防止することができる。

なお、ここでは、第２電圧線の電流を計測する第２受電点電流計１３０ｂを用いる例を挙げて説明したが、電力供給設備１２０が接続された電圧線の電流を計測しさえすれば足り、例えば、電力供給設備１２０が第１電圧線に接続されている場合、第１受電点電流計１３０ａを用いてもよい。

また、単相３線式では、３つの線（第１電圧線、中性線、第２電圧線）のいずれか２つの線の電流を把握できれば、他の１の線の電流を計算により導出できる。したがって、第１受電点電流計１３０ａと中性線を流れる電流を測定する電流計とを準備し、第２電圧線の電流を、第１受電点電流と中性線を流れる電流とから導出するとしてもよい。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、１００Ｖ出力の電力供給設備１２０を接続する例を挙げて説明したが、２００Ｖ出力の電力供給設備１２０を接続することもできる。

図４は、比較例としての電力供給設備１２０の接続態様を説明するための説明図である。２００Ｖ出力の電力供給設備１２０を電力システム１００に接続する場合、電力供給設備１２０は、例えば、内部配線１１４ｃにおける、漏電ブレーカ１１４ｂの二次側の直後の第１電圧線と第２電圧線とに、別途の個別ブレーカ１１４ｅを介して接続される。したがって、電力供給設備１２０は、内部配線１１４ｃの第１電圧線および第２電圧線における漏電ブレーカ１１４ｂからみて負荷設備１６ａ、１６ｂ、１６ｄより一次側（負荷設備１６ａ、１６ｂ、１６ｄより漏電ブレーカ１１４ｂ側）に接続されていることになる。

ここでも、図２同様、電力供給設備１２０から電力が供給されることにより、過電流耐量以上の電流が内部配線１１４ｃに流れる場合がある。図４を参照し、例えば、負荷設備１６ａ、１６ｄにおいて合わせて３５Ａ（３５００Ｗ）消費され、負荷設備１６ｂにおいて２０Ａ（２０００Ｗ）消費されているとする。ここでも、説明の便宜上、他の負荷設備１６の消費は考慮しない。このとき、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流および内部配線１１４ｃの過電流耐量は３０Ａであるとする。

ここで、電力供給設備１２０から電流値１０Ａ相当の電力が負荷設備１６ａ、１６ｂおよび負荷設備１６ｄに供給されると、電力系統からは最大２５Ａ相当の電力が負荷設備１６ａ、１６ｂ、１６ｄに供給されることになる。具体的には、第１電圧線に２５Ａ、中性線に１５Ａ、第２電圧線に１０Ａ流れることとなる。このとき、電力供給設備１２０は定格内で動作しており、単相３線式の各線（第１電圧線、中性線、第２電圧線）に流れる電流も漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流３０Ａ以下なので問題がない。

しかし、内部配線１１４ｃのうち、図４において太線で示した部分では、最大で、電力供給設備１２０の電流と受電点電流との和に相当する電流（例えば３５Ａ）が流れ、その電流値が、内部配線１１４ｃの過電流耐量３０Ａ以上となる場合がある。そうすると、図２同様、発熱や耐久性劣化の原因となるおそれがある。ここでは、１００Ｖ出力の電力供給設備１２０同様、２００Ｖ出力の電力供給設備１２０においても、発電部１２０ａの出力を制御することで、既設の内部配線１１４ｃに過電流耐量を上回る電流が流れるのを防止する。

図５は、電力供給設備１２０の接続態様を説明するための説明図である。ここでは、例えば、第１受電点電流計１３０ａと第２受電点電流計１３０ｂの両方を用いる。

そして、電力供給設備１２０の制御部１２０ｃは、設備電流計１２０ｂで測定された設備電流と、第１受電点電流計１３０ａで測定された第１受電点電流との和、および、設備電流と、第２受電点電流計１３０ｂで測定された第２受電点電流との和のいずれもが漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流以下となるように（いずれか大きい方が定格遮断電流以下となるように）、発電部１２０ａの出力を制限する。

なお、ここでは、第１受電点電流と第２受電点電流とが論理和で計算されることとなるので、電力供給設備１２０に入力される受電点電流が、第１受電点電流と第２受電点電流とのいずれであるかを特定しなくとも、いずれか大きい方を採用することで、適切に、発電部１２０ａの出力を制限することができる。

例えば、図５に示すように、第１受電点電流が２５Ａであり、第２受電点電流が１５Ａであれば、値が大きい第１受電点電流２５Ａと設備電流との和が、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流３０Ａ以下となるように、すなわち、設備電流が５Ａ以下となるように、発電部１２０ａを制御する。そうすると、内部配線１１４ｃの全ての部分に流れる電流が、内部配線１１４ｃの過電流耐量３０Ａ以下となるので、既設の内部配線１１４ｃに過電流耐量を上回る電流が流れるのを防止でき、発熱や耐久性劣化を防止することが可能となる。

また、制御部１２０ｃは、設備電流と第１受電点電流との和、および、設備電流と第２受電点電流との和のいずれもが漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流の３０Ａ、または、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流未満の所定電流、例えば、２８Ａに追従するように、電力供給設備１２０の出力を制限してもよい。かかる構成により、受電点電流が増大すると、その分、設備電流を減少させ（抑制し）、逆に、受電点電流が減少すると、その分、設備電流を増大させることができるようになる。こうして、電力供給設備１２０の出力を最大に活かしつつ、既設の内部配線１１４ｃに過電流耐量を上回る電流が流れるのを防止することができる。

なお、ここでは、第１受電点電流計１３０ａと第２受電点電流計１３０ｂとを用いる例を挙げて説明した。しかし、単相３線式では、３つの線（第１電圧線、中性線、第２電圧線）のいずれか２つの線の電流を把握できれば、他の１の線の電流を計算により導出できる。したがって、中性線を流れる電流を測定する電流計を準備し、その電流計と第１受電点電流計１３０ａ、または、その電流計と第２受電点電流計１３０ｂとの組み合わせにより、第１受電点電流や第２受電点電流を導出するとしてもよい。

（第３の実施形態）
第１の実施形態および第２の実施形態では、電力供給設備１２０を、内部配線１１４ｃにおける、漏電ブレーカ１１４ｂの二次側の直後に、別途の個別ブレーカ１１４ｅを介して接続する例を挙げて説明した。第３の実施形態では、負荷設備１６より漏電ブレーカ１１４ｂの下流（漏電ブレーカ１１４ｂから離れる側）に相当する位置に電力供給設備１２０を配置する例を挙げる。

図６は、電力システム２００の基本的な接続態様を示した説明図である。電力システム２００は、図１の電力システム１００同様、電力メータ１１２と、分電盤１１４と、構内配線１１６と、電力供給設備１２０を含んで構成される。ただし、ここでは、図１と異なり、電力供給設備１２０が、内部配線１１４ｃにおける第２電圧線と中性線とに、負荷設備１６より漏電ブレーカ１１４ｂの下流に相当する配線用ブレーカ１１４ｄを介して接続される（下位連系）。したがって、電力供給設備１２０は、内部配線１１４ｃの第２電圧線および中性線における、漏電ブレーカ１１４ｂからみて負荷設備１６より二次側（負荷設備１６を基準に漏電ブレーカ１１４ｂではない方側）に接続されていることになる。

図７は、比較例としての電力供給設備１２０の接続態様を説明するための説明図である。ここでも、図２、図４同様、電力供給設備１２０から電力が供給されることにより、過電流耐量以上の電流が内部配線１１４ｃに流れる場合がある。

図７を参照し、例えば、負荷設備１６ａ、１６ｄにおいて合わせて２５Ａ（２５００Ｗ）消費され、負荷設備１６ｂにおいて１０Ａ（１０００Ｗ）消費されているとする。なお、電力供給設備１２０が連系された第２電圧線（連系相）に接続された負荷設備１６ｂより、電力供給設備１２０が連系されていない第１電圧線（非連系相）に接続された負荷設備１６ａ、１６ｄの方が負荷が大きく、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流に近くなっている。また、ここでも、説明の便宜上、他の負荷設備１６の消費は考慮しない。このとき、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流および内部配線１１４ｃの過電流耐量は３０Ａであるとする。

ここで、電力供給設備１２０から電流値１０Ａ相当の電力が負荷設備１６ｂに供給されると、電力系統から、第１電圧線に２５Ａ、中性線に２５Ａ、第２電圧線に０Ａ流れることとなる（電流の向きは不問）。このとき、電力供給設備１２０は定格内で動作しており、単相３線式の各線（第１電圧線、中性線、第２電圧線）に流れる電流も漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流３０Ａ以下なので問題がない。

しかし、内部配線１１４ｃのうち、図７において太線で示した負荷設備１６ａと負荷設備１６ｂとを接続する部分では、最大で、電力供給設備１２０の電流と受電点電流との和に相当する電流（例えば３５Ａ）が流れ、その電流値が、内部配線１１４ｃの過電流耐量３０Ａ以上となる場合がある。そうすると、内部配線１１４ｃの発熱や耐久性劣化の原因となるおそれがある。ここでは、発電部１２０ａの出力を制御することで、既設の内部配線１１４ｃに過電流耐量を上回る電流が流れるのを防止する。

図８および図９は、電力供給設備１２０の接続態様を説明するための説明図である。ここでは、例えば、第１受電点電流計１３０ａと第２受電点電流計１３０ｂの両方を用いる。

そして、電力供給設備１２０の制御部１２０ｃは、設備電流計１２０ｂで測定された設備電流と、電力供給設備１２０が接続されていない第１電圧線（非連系相）における第１受電点電流計１３０ａで測定された第１受電点電流との和が、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流以下となるように、発電部１２０ａの出力を制限する。

例えば、図８に示すように、第１受電点電流が２５Ａであれば、制御部１２０ｃは、その第１受電点電流２５Ａと設備電流との和が、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流３０Ａ以下となるように、すなわち、設備電流が５Ａ以下となるように、発電部１２０ａを制御する。そうすると、内部配線１１４ｃの全ての部分に流れる電流が、内部配線１１４ｃの過電流耐量３０Ａ以下となるので、既設の内部配線１１４ｃに過電流耐量を上回る電流が流れるのを防止でき、発熱や耐久性劣化を防止することが可能となる。

ここで、発電部１２０ａの出力制限の条件として、設備電流と、電力供給設備１２０が接続されていない第１電圧線における第１受電点電流計１３０ａで測定された第１受電点電流との和としているのは以下の理由からである。

例えば、設備電流をＸ、負荷設備１６ａで消費する電流をＹ、負荷設備１６ｂで消費する電流をＺとすると、各配線に流れる電流は、図９のようになる。ここでは、太線で示した負荷設備１６ａと負荷設備１６ｂとを接続する部分を流れるＸ＋Ｙの電流値が最大となるので、Ｘ＋Ｙが内部配線１１４ｃの過電流耐量以下となればよいことになる。したがって、制御部１２０ｃは、設備電流Ｘと、電力供給設備１２０が接続されていない第１電圧線における第１受電点電流計１３０ａで測定された（負荷設備１６ａの消費電流Ｙと等しい）第１受電点電流との和が、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流以下となるように、発電部１２０ａの出力を制限すればよいこととなる。

また、制御部１２０ｃは、設備電流と、電力供給設備１２０が接続されていない第１電圧線における第１受電点電流計１３０ａで測定された第１受電点電流との和が、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流の３０Ａ、または、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流未満の所定電流、例えば、２８Ａに追従するように、電力供給設備１２０の出力を制限してもよい。かかる構成により、受電点電流が増大すると、その分、設備電流を減少させ（抑制し）、逆に、受電点電流が減少すると、その分、設備電流を増大させることができるようになる。こうして、電力供給設備１２０の出力を最大に活かしつつ、既設の内部配線１１４ｃに過電流耐量を上回る電流が流れるのを防止することができる。

なお、ここでは、第１電圧線の電流を計測する第１受電点電流計１３０ａを用いる例を挙げて説明したが、電力供給設備１２０が接続されていない電圧線の電流を計測しさえすれば足り、例えば、電力供給設備１２０が第１電圧線に接続されている場合、第２受電点電流計１３０ｂを用いてもよい。

また、単相３線式では、３つの線（第１電圧線、中性線、第２電圧線）のいずれか２つの線の電流を把握できれば、他の１の線の電流を計算により導出できる。したがって、第２受電点電流計１３０ｂと中性線を流れる電流を測定する電流計とを準備し、第１電圧線の電流を、第２受電点電流と中性線を流れる電流とから導出するとしてもよい。

（第４の実施形態）
第３の実施形態では、１００Ｖ出力の電力供給設備１２０を接続する例を挙げて説明したが、２００Ｖ出力の電力供給設備１２０を接続することもできる。

図１０は、電力システム３００の基本的な接続態様を示した説明図である。電力システム３００は、図１の電力システム１００および図６の電力システム２００同様、電力メータ１１２と、分電盤１１４と、構内配線１１６と、電力供給設備１２０を含んで構成される。ただし、ここでは、図１、図６と異なり、電力供給設備１２０が２００Ｖ出力なので、配線用ブレーカ１１４ｄに接続できず、内部配線１１４ｃにおける、負荷設備１６より漏電ブレーカ１１４ｂの下流に相当する２００Ｖの連系ブレーカ１１４ｆを介して接続される（下位連系）。したがって、電力供給設備１２０は、内部配線１１４ｃの第１電圧線および第２電圧線における、漏電ブレーカ１１４ｂからみて負荷設備１６より二次側に接続されていることになる。

図１１は、比較例としての電力供給設備１２０の接続態様を説明するための説明図である。２００Ｖ出力の電力供給設備１２０を電力システム３００に接続する場合、電力供給設備１２０は、例えば、内部配線１１４ｃにおける、第１電圧線と第２電圧線とに、負荷設備１６ａ、１６ｂ、１６ｄより漏電ブレーカ１１４ｂの下流に相当する連系ブレーカ１１４ｆを介して接続される。したがって、電力供給設備１２０は、内部配線１１４ｃの第１電圧線および第２電圧線における、漏電ブレーカ１１４ｂからみて負荷設備１６ａ、１６ｂ、１６ｄより二次側に接続されていることになる。

ここでも、図７同様、電力供給設備１２０から電力が供給されることにより、過電流耐量以上の電流が内部配線１１４ｃに流れる場合がある。図１１を参照し、例えば、負荷設備１６ａ、１６ｄにおいて合わせて３５Ａ（３５００Ｗ）消費され、負荷設備１６ｂにおいて１０Ａ（１０００Ｗ）消費されているとする。ここでも、説明の便宜上、他の負荷設備１６の消費は考慮しない。このとき、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流および内部配線１１４ｃの過電流耐量は３０Ａであるとする。

ここで、電力供給設備１２０から電流値１０Ａ相当の電力が負荷設備１６ａ、１６ｂおよび負荷設備１６ｄに供給されると、電力系統からは最大２５Ａ相当の電力が負荷設備１６ａ、１６ｂ、１６ｄに供給されることになる。具体的には、第１電圧線に２５Ａ、中性線に２５Ａ、第２電圧線に０Ａ流れることとなる。このとき、電力供給設備１２０は定格内で動作しており、単相３線式の各線（第１電圧線、中性線、第２電圧線）に流れる電流も漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流３０Ａ以下なので問題がない。

しかし、内部配線１１４ｃのうち、図１１において太線で示した部分では、最大で、電力供給設備１２０の電流と受電点電流との和に相当する電流（例えば３５Ａ）が流れ、その電流値が、内部配線１１４ｃの過電流耐量３０Ａ以上となる場合がある。そうすると、図７同様、発熱や耐久性劣化の原因となるおそれがある。ここでは、１００Ｖ出力の電力供給設備１２０同様、２００Ｖ出力の電力供給設備１２０においても、発電部１２０ａの出力を制御することで、既設の内部配線１１４ｃに過電流耐量を上回る電流が流れるのを防止する。

図１２および図１３は、電力供給設備１２０の接続態様を説明するための説明図である。ここでは、例えば、第１受電点電流計１３０ａと第２受電点電流計１３０ｂの両方を用いる。

そして、電力供給設備１２０の制御部１２０ｃは、設備電流計１２０ｂで測定された設備電流と、接続点が電力供給設備１２０に近い負荷設備１６ａ、１６ｄが接続された第１電圧線における第１受電点電流計１３０ａで測定された第１受電点電流との和が、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流以下となるように、発電部１２０ａの出力を制限する。

例えば、図１２に示すように、第１受電点電流が２５Ａであれば、制御部１２０ｃは、その第１受電点電流２５Ａと設備電流との和が、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流３０Ａ以下となるように、すなわち、設備電流が５Ａ以下となるように、発電部１２０ａを制御する。そうすると、内部配線１１４ｃの全ての部分に流れる電流が、内部配線１１４ｃの過電流耐量３０Ａ以下となるので、既設の内部配線１１４ｃに過電流耐量を上回る電流が流れるのを防止でき、発熱や耐久性劣化を防止することが可能となる。

ここで、発電部１２０ａの出力制限の条件として、設備電流と、接続点が電力供給設備１２０に近い負荷設備１６が接続された第１電圧線における第１受電点電流計１３０ａで測定された第１受電点電流との和としているのは以下の理由からである。

例えば、設備電流をＸ、負荷設備１６ａで消費する電流をＹ、負荷設備１６ｂで消費する電流をＺとすると、各配線に流れる電流は図１３のようになる。ここでは、太線で示した部分を流れるＹの電流値が最大となるので、Ｙが内部配線１１４ｃの過電流耐量以下となればよいことになる。したがって、制御部１２０ｃは、設備電流Ｘと、接続点が電力供給設備１２０に近い負荷設備１６ａが接続された第１電圧線における第１受電点電流計１３０ａで測定された第１受電点電流Ｙ－Ｘとの和であるＹが、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流以下となるように、発電部１２０ａの出力を制限すればよいこととなる。

また、制御部１２０ｃは、設備電流と、接続点が電力供給設備１２０に近い負荷設備１６ａが接続された第１電圧線における第１受電点電流計１３０ａで測定された第１受電点電流Ｙ－Ｘとの和が、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流の３０Ａ、または、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流未満の所定電流、例えば、２８Ａに追従するように、電力供給設備１２０の出力を制限してもよい。かかる構成により、受電点電流が増大すると、その分、設備電流を減少させ（抑制し）、逆に、受電点電流が減少すると、その分、設備電流を増大させることができるようになる。こうして、電力供給設備１２０の出力を最大に活かしつつ、既設の内部配線１１４ｃに過電流耐量を上回る電流が流れるのを防止することができる。

なお、ここでは、第１電圧線の電流を計測する第１受電点電流計１３０ａを用いる例を挙げて説明したが、接続点が電力供給設備１２０に近い負荷設備１６が接続された電圧線の電流を計測しさえすれば足り、例えば、接続点が電力供給設備１２０に近い負荷設備１６が接続された電圧線が第２電圧線である場合、第２受電点電流計１３０ｂを用いてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した実施形態においては、制御部１２０ｃが電力供給設備１２０内に設けられている例を挙げて説明したが、かかる場合に限らず、制御部１２０ｃを別体として電力供給設備１２０外に設けてもよい。この場合、制御部１２０ｃと、電力供給設備１２０、第１受電点電流計１３０ａ、および、第２受電点電流計１３０ｂとの間の情報伝達は、アナログ信号（例えば電圧値）でも、デジタル信号でも構わない。

また、ここでは、制御部１２０ｃは、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流以下となるように電力供給設備１２０の出力を制限しているが、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流 ≧ 内部配線１１４ｃの過電流耐量であるから、漏電ブレーカ１１４ｂの定格遮断電流に代えて内部配線１１４ｃの過電流耐量以下であることを条件としてもよい。

本発明は、需要者構内に電力供給設備を接続可能な電力システムに利用することができる。

１４電力系統
１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ）負荷設備
１００、２００、３００電力システム
１１４ｂ漏電ブレーカ
１１４ｃ内部配線
１１４ｄ配線用ブレーカ
１１４ｅ個別ブレーカ
１１４ｆ連系ブレーカ
１２０電力供給設備
１２０ａ発電部
１２０ｂ設備電流計
１２０ｃ制御部
１３０ａ第１受電点電流計（受電点電流計）
１３０ｂ第２受電点電流計（受電点電流計）

Claims

電力系統の電力を、漏電ブレーカおよび前記漏電ブレーカの二次側に接続された単相３線式の内部配線を通じて負荷設備に供給する電力システムであって、
前記内部配線の電圧線および中性線における、前記漏電ブレーカからみて前記負荷設備より二次側に接続された電力供給設備と、
前記電力供給設備に流れる設備電流を測定する設備電流計と、
前記漏電ブレーカの一次側の受電点における前記電力供給設備が接続されていない電圧線を流れる受電点電流を測定する受電点電流計と、
前記設備電流と前記受電点電流との和が前記漏電ブレーカの定格遮断電流または前記内部配線の過電流耐量以下となるように、前記電力供給設備の出力を制限する制御部と、
を備えることを特徴とする電力システム。
電力系統の電力を、漏電ブレーカおよび前記漏電ブレーカの二次側に接続された単相３線式の内部配線を通じて負荷設備に供給する電力システムであって、
前記内部配線の２つの電圧線それぞれにおける、前記漏電ブレーカからみて前記負荷設備より二次側に接続された電力供給設備と、
前記電力供給設備に流れる設備電流を測定する設備電流計と、
前記２つの電圧線のうちの一方の電圧線と前記内部配線の中性線との間に接続された負荷設備と、前記２つの電圧線のうちの他方の電圧線と前記中性線との間に接続された負荷設備とのうち、前記中性線上の接続点が前記漏電ブレーカからみて離れている方の負荷設備が接続された電圧線を流れる電流であり、前記漏電ブレーカの一次側の受電点における電流である受電点電流を測定する受電点電流計と、
前記電力供給設備の出力を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記設備電流と前記受電点電流との和が前記漏電ブレーカの定格遮断電流または前記内部配線の過電流耐量以下となるように、前記電力供給設備の出力を制限することを特徴とする電力システム。
前記制御部は、前記設備電流と前記受電点電流との和が、前記漏電ブレーカの定格遮断電流もしくは前記内部配線の過電流耐量、または、前記漏電ブレーカの定格遮断電流もしくは前記内部配線の過電流耐量未満の所定電流に追従するように、前記電力供給設備の出力を制限する請求項１または２に記載の電力システム。