JP7085849B2

JP7085849B2 - 高圧受電設備監視装置

Info

Publication number: JP7085849B2
Application number: JP2018019465A
Authority: JP
Inventors: 靖幸三谷; 仁中島
Original assignee: 河村電器産業株式会社
Priority date: 2018-02-06
Filing date: 2018-02-06
Publication date: 2022-06-17
Anticipated expiration: 2038-02-06
Also published as: JP2019140719A

Description

本発明は、キュービクル等の高圧受電設備における受電電力を監視する監視装置に関し、特に監視機能を容易に変更できる高圧受電設備用監視装置に関する。

近年のキュービクル等の高圧受電設備には、電力会社から送電された高電圧の商用電力を受電する設備を備える一方で、太陽光発電等の自家発電電力を商用電力に系統連系させる機能を備えたものがある。このような高圧受電設備では、受電電力（電流、電圧、力率等）を計測して表示する表示部に加えて、発電電力の計測や売電電力を計測する機能が設けられたり、必要に応じて節電制御する機能を備えた高圧受電設備監視装置を備えたものがある。
このような背景を踏まえて、本出願人は特許文献１に示すような高圧受電設備監視装置を容易に組み付けることができるキュービクルを提案した。

特開２０１７－１０３８６６号公報

キュービクルを特許文献１に開示された構成とすることで、高圧受電設備監視装置を容易に後付けすることができた。
しかしながら、組み付ける高圧受電設備監視装置は、例えば設備の保守点検をサポートする機能、設備の過負荷をお知らせする機能、発電量及び売電量を表示する機能、使用電力を監視して節電制御を行う機能、更にはクラウド通信機能等、利用者によって要求が様々であり、多くの機能を備えておく必要があった。そのため、ユーザにとっては必要としない機能まで備えることになり、コスト高なものとなっていた。

これを解消するために、監視装置の機能を限定した複数種類の監視装置を用意すれば、ユーザーにとって必要な機能のみを備えた装置を提供することが可能となるが、種類を増やせばその分コストの上昇を招き、コストダウンは望めなかった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、利用者が必要とする機能のみの取り付けを可能とし、且つそれを低コストで実現できる高圧受電設備監視装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、キュービクル式高圧受電設備の電圧／電流情報を含む電力情報の表示機能を備えた高圧受電設備監視装置であって、少なくとも高圧受電電力の電圧／電流の表示、及び高圧受電電力を負荷に供給するために低圧変換した低圧電力の電圧／電流の表示を行う表示部と、電力に関する他の表示機能或いは電力情報を外部へ通知する機能を備えた拡張モジュールを接続して通信するための複数の拡張端子とを有する基本モジュールを具備し、基本モジュールは、前面に表示部を設けた蓋部と、蓋部の背部に配置されて拡張モジュールを収容するモジュール収容部を備えた本体部とで構成され、モジュール収容部の奥に拡張端子を複数備える一方、拡張モジュールは拡張端子に接続するための第１接続端子を背部に具備し、拡張モジュールを、モジュール収容部に前方から挿入操作すると、第１接続端子が拡張端子に接続されることを特徴とする。
この構成によれば、基本モジュールによりユーザや保安管理者等の利用者にとって必要最小限の情報を提供できる。そして、拡張端子を介して他の機能を備えた拡張モジュールを取り付ければ、利用者が望む追加機能を設けることができる。よって、拡張モジュールのみ何種類か用意すれば利用者の要求に対応でき、コスト増は僅かで済む。
加えて、基本モジュールが拡張モジュールを収容するモジュール収容部を備えるため、拡張モジュール設置のための空間を別途確保する必要がないし、拡張モジュールを収容すると第１接続端子が拡張端子に接続されるため、接続操作が容易である。そして、表示部の配置に十分なスペースを確保できる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、基本モジュールと拡張モジュールとの間の通信制御は、拡張モジュールに設けられた通信制御部により実施されることを特徴とする。
この構成によれば、基本モジュールに予め拡張モジュールと通信する機能を設けておく必要がないため、最小限の機能を備えれば良く安価に構成できる。

本発明によれば、基本モジュールによりユーザや保安管理者等の利用者にとって必要な最小限の情報を提供できる。そして、拡張端子を介して他の機能を備えた拡張モジュールを取り付ければ、利用者が望む追加機能を設けることができる。よって、拡張モジュールのみ何種類か用意すれば利用者の要求に対応でき、コスト増は僅かで済む。

本発明に係る高圧受電設備監視装置の一例を示す構成説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。高圧受電設備監視装置の機能ブロック図である。高圧受電設備監視装置の他の例を示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。高圧受電設備監視装置の他の例を示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は拡張モジュールを装着する説明図である。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る高圧受電設備監視装置の一例を示す構成説明図であり、（ａ）は正面、（ｂ）は側面を示している。図１において、１は基本モジュール、２（２ａ，２ｂ・・）は拡張モジュールであり、基本モジュール１と拡張モジュール２とは、接続部分の幅、奥行きを同一寸法とし、積み重ねて配置可能としている。

基本モジュール１は、天面に拡張モジュール２を接続するための拡張端子３ａが設けられ、拡張モジュール２の対応する底面には拡張端子３ａに接続するための第１接続端子３ｂが設けられている。また、拡張モジュール２の天面には拡張端子３ａと同一の端子である第２接続端子３ｃが拡張端子３ａの位置に合わせて設けられている。即ち、第１接続端子３ｂと第２接続端子３ｃとは互いに背中合わせに配置されている。
この結果、各端子３（拡張端子３ａ、第１接続端子３ｂ、第２接続端子３ｃ）は、モジュール１，２を縦方向に重ねることで連結される。
尚、拡張端子３ａ及び第２接続端子３ｃは雌型、第２接続端子を雄型としているが、逆でも良い。

図２は高圧受電設備監視装置の機能ブロック図を示し、１つの基本モジュール１に対して５個の拡張モジュール２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ）を連結した構成を示している。この場合の個々のモジュールの構成、高圧受電設備監視装置全体の構成は以下のようである。尚、拡張モジュール２の設置数は１つの場合もあり、利用者の要求する機能により変更される。
基本モジュール１は、相線式や計器用変圧器の変圧比又は電圧、変流器の変流比又は変圧器容量等の基本設定を行う基本設定部１１、図示しないセンサから入力された情報を基に高圧及び低圧の電圧／電流、デマンド電流、過電流、更に電力、力率、買／売（発電）電力量等を演算する計測部１２、計測結果である高圧の電圧／電流、低圧の電圧／電流、デマンド電流、過電流、使用電力、力率、買／売（発電）電力量等を表示する表示部１３、基本モジュール１を制御する基本制御部１４等を備えている。

尚、基本モジュール１には、キュービクル内に設置された各種センサ（電圧センサ、電流センサ、温度センサ等）を接続する複数のセンサ端子（図示せず）が設けられている。また、拡張モジュール２が必要とする各種センサは、拡張モジュール２に設けられるし、基本モジュール１に接続されている場合は基本モジュール１を介して送信される。

第１拡張モジュール２ａは、デマンド制御のための電力平均値等の閾値の設定等を行うための操作部２１、演算した電力等を記憶する記憶部２２、図示しない高圧スマートメータと通信して使用電力情報を入手する第１通信部２３、負荷をデマンド制御するための制御信号を出力する制御出力部２４、第１拡張モジュール２ａを制御すると共に基本モジュール１との通信を制御する第１制御部２５等を備えている。第１通信部２３、制御出力部２４は、第１拡張モジュール２ａの前面等の拡張モジュール２を重ねても露出する部位に設けられている。尚、他の拡張モジュール２の通信部等の位置も同様である。

第２拡張モジュール２ｂは、自身に設けられている温度センサの情報を基に温度を監視したり、他のモジュールから情報を入手して買／売電力量を演算する計測部３１、キュービクルの温度や買／売電力の計測値、演算により得られた警報や外部から入力された警報などを外部へ通知したり、デマンド目標値を遠隔管理するためにクラウド側へ通知したり、更にはアグリゲータからの指示を受けるための第２通信部３２、第２拡張モジュール２ｂを制御すると共に基本モジュール１との通信を制御する第２制御部３３等を備えている。

第３拡張モジュール２ｃは、同一キュービクルに設置された高圧受電設備監視装置同士で通信を実施したり、図示しないパワーコンディショナーや蓄電池との連携、更には他のキュービクルとの連携を可能とする第３通信部４１、第３拡張モジュール２ｃを制御すると共に基本モジュール１との通信を制御する第３制御部４２等を備えている。第３拡張モジュール２ｃを設けることで、高圧受電設備監視装置同士の通信が可能となり、互いに連携させた制御が可能となる。尚、この場合第３通信部４１同士は有線或いは無線で接続される。

第４拡張モジュール２ｄは、キュービクル内の絶縁劣化、太陽光発電設備の故障等の異常発生信号を一元管理するための警報入力部５１、第４拡張モジュール２ｄを制御すると共に基本モジュール１との通信を制御する第４制御部５２等を備えている。

第５拡張モジュール２ｅは、変圧器の過負荷、デマンド電流または絶縁劣化等の警報を外部に通報する警報出力部６１、第５拡張モジュールを制御すると共に基本モジュール１との通信を制御する第５制御部６２等を備えている。
個々の拡張モジュール２はこのように構成されており、図1に示すように基本モジュール１に対して複数の拡張モジュール２を積み重ねて連結することで、高圧受電設備監視装置は構成されている。そして、高圧受電設備監視装置の制御部４は、基本制御部１４と第１～第５制御部（２５，３３，４２，５２，６２）とで構成され、第１～第５制御部（２５，３３，４２，５２，６２）が互いに通信すると共に、それぞれが基本制御部１４との通信を管理することで、スムーズな通信を可能としている。

このように、基本モジュール１によりユーザや保安管理者等の利用者にとって必要な最小限の情報を提供できる。そして、拡張端子３ａを介して他の機能を備えた拡張モジュール２を取り付ければ、利用者が望む追加機能を設けることができる。よって、拡張モジュール２のみ何種類か用意すれば利用者の要求に対応でき、コスト増は僅かで済む。
また、拡張モジュール２は基本モジュール１の上に載置することで連結されて通信できるし、拡張モジュール２は重ねて配置することで基本モジュール１と通信を実施できるため、基本モジュール１に１つの拡張端子３ａを設けるだけで、拡張モジュール２の数に制限を設けること無く接続でき、利用者の要求する機能を追加できる。
そして、接続された拡張モジュール２と基本モジュール１との間の通信は、拡張モジュール２が制御するため、基本モジュール１に予め拡張モジュール２と通信する機能を設けておく必要がなく、基本モジュール１を安価に構成できる。

尚、図１では、基本モジュール１上に拡張モジュール２を重ねて配置しているが、各モジュール１，２を縦に配置しても良く、縦配置した基本モジュール１に対して拡張モジュール２を隣接して配置し、複数の拡張モジュール２を横方向に重ねるように設置しても良い。更には、基本モジュール１の下に拡張モジュール２を配置しても良い。

図３は高圧受電設備監視装置の他の形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図であり、基本モジュール１に拡張モジュール２を収容する収容部１５を設け、拡張モジュール２を収容部１５に組み付けるよう構成した高圧受電設備監視装置を示している。
基本モジュール１は、下部に基本設定部１１、表示部１３を備えると共にその背部に計測部等を配置し、上部に大きく開口形成されて複数の拡張モジュール２を前方から収容可能な収容部１５が形成されている。

収容部１５の奥部には、複数の拡張端子３ａが上下方向に複数配置されたボード１６が配置されている。また、拡張モジュール２は背面に第１接続端子３ｂが配置されており、収容部１５に挿入することでボード１６に接続され、基本モジュール１との通信が可能となる。

このように、基本モジュール１が拡張モジュール２を収容する収容部１５を備えることで、拡張モジュール２設置のための空間を別途確保する必要がないし、拡張モジュール２を収容すると第１接続端子３ｂが拡張端子３ａに接続されるため、接続操作が容易である。そして、複数の拡張モジュール２を装着できるため、利用者の要求する機能を追加しやすい。

尚、図３では、拡張端子３ａを収容部１５の奥部に配置して前方から拡張モジュール２を挿入して収容する構成となっているが、側方に向けて収容部１５を形成して、側方から拡張モジュール２を挿入する形態としても良い。
また、拡張モジュール２を収容する部位は、基本モジュール１の下方に設けても良いし、基本設定部１１、表示部１３を設けた面の背部に配置しても良い。
図４はこのような構成、即ち表示部１３等を設けた面の背部に拡張モジュール２の収容部を配置した例を示している。前面を構成する蓋板１７とその背部に配置された本体部１８とで基本モジュール１を構成し、蓋板１７の前面全体を基本設定部１１及び表示部１３としている。一方、本体部１８に収容部１５を備えて、蓋板１７を回動操作して持ち上げることで、拡張モジュール２を収納可能としている。また、計測部１２、基本制御部１４は、本体部１８の収容部１５の奥部に配置している。このように、基本モジュール１の表示部１３の背部に拡張モジュール２の収容部１５を配置しても良く、表示部１３等の配置に十分なスペースを確保できる。

１・・基本モジュール、２・・拡張モジュール、３ａ・・拡張端子、３ｂ・・第１接続端子、３ｃ・・第２接続端子、１３・・表示部、１５・・収容部（モジュール収容部）、２５・・第１制御部（通信制御部）、３３・・第２制御部（通信制御部）、４２・・第３制御部（通信制御部）、５２・・第４制御部（通信制御部）、６２・・第５制御部（通信制御部）。

Claims

キュービクル式高圧受電設備の電圧／電流情報を含む電力情報の表示機能を備えた高圧受電設備監視装置であって、
少なくとも高圧受電電力の電圧／電流の表示、及び前記高圧受電電力を負荷に供給するために低圧変換した低圧電力の電圧／電流の表示を行う表示部と、
電力に関する他の表示機能或いは前記電力情報を外部へ通知する機能を備えた拡張モジュールを接続して通信するための複数の拡張端子とを有する基本モジュールを具備し、
前記基本モジュールは、前面に前記表示部を設けた蓋部と、前記蓋部の背部に配置されて前記拡張モジュールを収容するモジュール収容部を備えた本体部とで構成され、
前記モジュール収容部の奥に前記拡張端子を複数備える一方、
前記拡張モジュールは前記拡張端子に接続するための第１接続端子を背部に具備し、
前記拡張モジュールを、前記モジュール収容部に前方から挿入操作すると、前記第１接続端子が前記拡張端子に接続されることを特徴とする高圧受電設備監視装置。
前記基本モジュールと前記拡張モジュールとの間の通信制御は、前記拡張モジュールに設けられた通信制御部により実施されることを特徴とする請求項１記載の高圧受電設備監視装置。