JPH05115121A - 変電所と需要家間の送受信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、簡素なシステムにより商用電力の通
電停止を需要家側で容易に検出し、需要家側を商用電力
供給系統から確実かつ自動的に解列させることができる
ようにしている。 【構成】変電所１の商用電力供給系統１５に商用電力の
給電により商用周波数Ｓ０より高周波の高周波信号Ｓ１
を常時注入する信号送信回路３０を設け、前記商用電力
供給系統１５と連係され連系用開閉器１２を有する負荷
６側に信号受信回路３１を設け、この信号受信回路３１
は前記商用電力供給系統１５と電気的に接続され前記高
周波信号Ｓ１の不受信時のみ前記連系用開閉器１２を開
放させる開放信号Ｓ２を送出するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変電所と需要家間の送
受信システムに係り、特に、商用電力供給系統とこの商
用電力供給系統に連係される自家用発電設備を備えた需
要家との間の送受信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、配電用変電所は、一次側の特高
送電線から給電される電力を主変圧器および送出遮断器
等を経由し二次側の高圧配電線を通じて自家用発電設備
を備えた需要家に配電している。

【０００３】配電線負荷としての需要家側は、高圧配電
線から連系用開閉器を介して商用電力の配電を受ける。
万一商用電力が通電停止となり、需要家への配電が停止
した場合、連系用開閉器を開放し、商用電力供給系統
（特高送電線および高圧配電線）から解列させるように
なっている。商用電力供給系統からの解列には、２つの
方式が知られている。

【０００４】まず第１の方式は、需要家側の自家発電設
備と高圧配電線との間に逆電力継電器を設け、商用電力
の通電停止時、自家発電設備から商用電力供給系統への
電力の流出を検出し、連系用開閉器を開放させる方式で
ある。

【０００５】第２の方式は、配電用変電所の送出遮断器
と需要家の連系用開閉器との間に転送遮断回路を設け、
通電停止時に送出遮断器を開放する際、転送遮断回路を
附勢して連系用開閉器を強制的に開放させる方式であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記第１の
方式では、自家用発電設備の発電量と需要家負荷の負荷
容量の比率がほぼ１：１となり同じ比率で推移する場
合、需要家側から商用電力供給系統へ電力の流出がほと
んどないため、逆電力継電器が動作せず、このため連系
用開閉器が開放されず、商用電力供給系統と需要家側と
が連係されたまま、需要家側は運転を継続してしまう。

【０００７】また、第２の方式では、配電用変電所の特
高送電線側が通電停止となると、送出遮断器は開放され
ず、転送遮断回路が附勢されないため、需要家側の連系
用開閉器が開放されない。このため、自家用発電設備の
発電量と需要家負荷の負荷容量の比率がほぼ１：１とな
り同じ比率で推移する場合、あるいは自家用発電設備の
発電量と、需要家負荷の負荷容量および高圧配電線側の
負荷容量（他の需要家の負荷容量）の合計された負荷容
量との比率がほぼ１：１となる場合には、商用電力供給
系統と需要家とが連係されたまま、需要家は運転を継続
してしまう。

【０００８】このように、商用電力が通電停止した状態
で、需要家が商用電力供給系統と連係されて運転を継続
する状態を逆充電運転と称し（単独運転とも称する）、
商用電力供給系統に保安上重大な障害を起こす可能性が
ある。

【０００９】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、簡素なシステムにより商用電力の通電停止を需
要家側で容易に検出することができるとともに、商用電
力供給系統から確実かつ自動的に解列させることができ
る変電所と需要家間の送受信システムを提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る変電所と需
要家間の送受信システムは、上述した課題を解決するた
めに、変電所の商用電力供給系統に商用電力の給電によ
り商用周波数より高周波の高周波信号を常時注入する信
号送信回路を設け、前記商用電力供給系統と連係され連
系用開閉器を有する負荷側に信号受信回路を設け、この
信号受信回路は前記商用電力供給系統と電気的に接続さ
れ前記高周波信号の不受信時のみ前記連系用開閉器を開
放させる開放信号を送出するようにしたものである。

【００１１】

【作用】本発明に係る変電所と需要家間の送受信システ
ムは、商用電力の通電時、信号送信回路は商用電力の供
給を受けて変電所の商用電力供給系統に商用周波数より
高周波の高周波信号を常時注入する。この高周波信号は
商用電力供給系統を経由して負荷側の信号受信回路によ
り受信される。信号受信回路が高周波信号を受信してい
る間、信号受信回路は開放信号を送出しないので、負荷
側は連系用開閉器を介して商用電力供給系統に連係され
る。

【００１２】商用電力が通電停止となった際には、信号
送信回路は給電が停止され高周波信号の発信を停止す
る。商用電力供給系統から高周波信号の送信が停止され
信号受信回路が高周波信号を受信できなくなると、信号
受信回路は開放信号を連系用開閉器に送出して連系用開
閉器を開放させる。このため、商用電力の通電停止時、
負荷側は商用電力供給系統から確実かつ自動的に解列さ
れる。

【００１３】

【実施例】以下図１ないし図２を参照して本発明に係る
変電所と需要家間の送受信システムの実施例を説明す
る。図１は本発明に係る変電所と需要家間の送受信シス
テムの構成を示す系統図である。

【００１４】配電用変電所１は、外部から特高送電線２
が引き込まれる。一次側の特高送電線２は、配電用変電
所１内で主変圧器３に接続され、主変圧器３は配電用変
電所１内の２次側電路３Ａを介して複数の送出遮断器４
Ａ〜４Ｎに接続される。各送出遮断器４Ａ〜４Ｎは高圧
配電線５に接続される。高圧配電線５は負荷としての需
要家６に接続され、主変圧器３により変成された商用電
力が高圧配電線５を介して需要家６に配電される。特高
送電線２と高圧配電線５とにより商用電力供給系統１５
が構成される。

【００１５】主変圧器３は、特高送電線２から交流電力
を受け、電圧および電流を変成して同一周波数の商用交
流電力を送出する。送出遮断器４Ａは、２次側電路３Ａ
に設けられ、主変圧器３で変成された同一周波数の商用
交流電力を主変圧器３から２次側電路３Ａを介して高圧
配電線５に受け渡す。送出遮断器４Ａは常規状態の２次
側電路３Ａの開閉・通電のほか異常状態特に短絡状態に
おける２次側電路３Ａの開閉を行う。

【００１６】高圧配電線５は引き込み線８を介して需要
家６に接続され、商用電力を配電する。高圧配電線５に
は、需要家６の上下流側の所定の箇所に線路用開閉器７
Ａ，７Ｂが設けられる。なお、符号９は、需要家６の近
傍で高圧配電線５に接続される配電線負荷である。

【００１７】需要家６は、自家用発電設備１０と需要家
負荷１１と連系用開閉器１２とを備える。自家用発電設
備１０は、連系用開閉器１２および引き込み線８を介し
て高圧配電線５に接続される。需要家負荷１１は、自家
用発電設備１０と連系用開閉器１２との間に接続され、
連系用開閉器１２の開放時には自家用発電設備１０から
自家用電力の供給を、また連系用開閉器１２の閉成時に
は自家用発電設備１０と電気的に遮断され連系用開閉器
１２を介して高圧配電線５から商用電力の供給を受ける
ようになっている。

【００１８】連系用開閉器１２は、常時閉成状態で高圧
配電線５と需要家６とを電気的に接続し、開放信号Ｓ２
を受信すると開放され需要家６を高圧配電線５から解列
させる。

【００１９】ところで、変電所と需要家間の送受信シス
テムには、図１に示すように、配電用変電所１内で特高
送電線２側に信号送信回路３０が、高圧配電線５と需要
家６の連系用開閉器１２との間に、信号受信回路３１が
それぞれ設けられる。信号送信回路３０は、電源変圧器
２０と信号送信器２１と結合装置２２とを備える。

【００２０】信号送信器２１は、電源変圧器２０と結合
装置２２とそれぞれ介して特高送電線２に電気的に接続
される。電源変圧器２０は、特高送電線２から給電され
る交流電力を商用周波電力に変成して信号送信器２１に
供給する。信号送信器２１は、商用周波電力の供給を受
け続ける限り、連続的に高周波信号Ｓ１を結合装置２２
を介して特高送電線２に注入する。

【００２１】高周波信号Ｓ１は、２００Hzの近傍でやや
低次の周波数か、あるいは３００Hzの近傍でやや低次の
周波数が選択される。また、高周波信号Ｓ１の信号の電
圧としては、商用周波電圧Ｓ０の１％程度が選択され
る。図２には、商用周波電圧波形Ｓ０と商用周波電圧波
形Ｓ０の約４倍の周波をもつ高周波信号電圧波形Ｓ１と
を示している。

【００２２】このような高周波信号Ｓ１を選択するの
は、商用電力の供給系統上の減衰量が少なく、また、存
在するノイズレベルが低いため、良好な信号対ノイズが
確保でき、信号受信器２４へ確実な信号を送出すること
ができるためである。

【００２３】なお、高周波信号Ｓ１の周波数としては電
力系統に存在する３次、５次、７次の高周波（５０Hz系
統で１５０Hz，２５０Hz，３５０Hz）を避け、また、６
％リアクトル付き電力用コンデンサの共振周波数（５０
Hz系統で２０４Hz）を避けるようにすることが好まし
い。というのは、例えば３次の高周波は、主変圧器３の
励磁による周波と一致し、増幅される恐れがあるためで
あり、５次、７次の高周波は、３相電源から発生する周
波に一致し増幅される恐れがあるためである。また、６
％リアクトル付き電力用コンデンサの共振周波数（５０
Hz系統で２０４Hz）を避けるのは共振の発生を避けるた
めである。信号受信回路３１は、結合装置２３と信号受
信器２４とを備える。

【００２４】信号受信器２４は、結合装置２３を介して
高圧配電線５と連系用開閉器１２との間に電気的に接続
される。信号受信器２４は、高圧配電線５が通電状態
（商用電力の通電時）にあるとき、信号送信器２１から
特高送電線２に注入された高周波信号Ｓ１を受信するよ
うになっている。

【００２５】さらに、信号受信器２４は、所定時間高周
波信号Ｓ１を受信しないと結合装置２３を介して連系用
開閉器１２に開放信号Ｓ２を送出して連系用開閉器１２
を開放し、高周波信号Ｓ１を受信し続ける限り開放信号
２を送出しないようになっている。次に、変電所と需要
家間の送受信システムの作用について説明する。

【００２６】商用電力が通電状態にある場合、信号送信
器２１は、特高送電線２から電源変圧器２０を介して商
用電力が供給されると、商用周波数より高い高周波信号
Ｓ１を結合装置２２を介して特高送電線２に連続して注
入する。特高送電線２に注入された高周波信号Ｓ１は、
主変圧器３および送出遮断器４Ａ〜４Ｎを介して高圧配
電線５に送出される。

【００２７】信号受信器２４は、引き込み線８から結合
装置２３を介して高周波信号Ｓ１を連続して受信する。
信号受信器２４は高周波信号Ｓ１を受信する限り、商用
電力が通電状態と判断し、開放信号Ｓ２を送出せず、連
系用開閉器１２は閉状態に保たれる。このため、高圧配
電線５から需要家６に商用電力が供給される。

【００２８】特高配電線２側からの商用電力が通電停止
となった場合、信号送信器２１は、電源変圧器２０から
商用電力が供給されないので、高周波信号Ｓ１を送出で
きなくなる。

【００２９】信号受信器２４は、引き込み線８から結合
装置２３を介して高周波信号Ｓ１を所定時間受信できな
くなると、商用電力が通電停止状態と判断し、開放信号
Ｓ２を連系用開閉器１２に送出する。開放信号１２によ
り連系用開閉器１２が開放されると、需要家６は高圧配
電線５から解列される。

【００３０】また、特高配電線２側が通電状態で、高圧
配電線５上で部分的な通電停止が発生した場合（例え
ば、図１で需要家６より上流側の線路用開閉器７Ａが開
放した場合、あるいは需要家６より上流側の高圧配電線
５が断線した場合等）、信号受信器２４は、高周波信号
Ｓ１を受信できなくなり、高周波信号Ｓ１を所定時間受
信できなくなると、商用電力が通電停止状態と判断し、
開放信号Ｓ２を連系用開閉器１２に送出する。開放信号
１２により連系用開閉器１２が開放されると、需要家６
側は高圧配電線５から解列される。

【００３１】なお、電源変圧器２０と信号送信器２１と
結合装置２２とからなる高周波信号送信回路３０を発電
所１内の２次側電路３Ａ側に設置しても同様の効果が得
られるが、送出遮断器４Ａ〜４Ｎの数に応じて設置する
必要がある。

【００３２】また、上記実施例では、高圧配電線につい
て述べたがこれに限られるものではなく、高周波信号の
受信が可能であれば、低圧配電線に連係される需要家に
信号受信回路を設けてもよい。その場合も信号送信回路
３０から商用電力供給系統１５に注入する高周波信号Ｓ
１は、電力系統に存在する３次、５次、７次の高周波
（５０Hz系統で１５０Hz，２５０Hz，３５０Hz）を避
け、また、６％リアクトル付き電力用コンデンサの共振
周波数（５０Hz系統で２０４Hz）を避けるようにするこ
とが好ましい。

【００３３】さらに、信号送信回路による商用電力供給
系統への高周波信号の注入を３相で行い、信号受信回路
による商用電力供給系統からの受信を単相で行うように
してもよいのはもちろんである。

【００３４】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係る変電
所と需要家間との送受信システムは、変電所の商用電力
供給系統に商用電力の給電により商用周波数より高周波
の高周波信号を常時注入する信号送信回路を設け、前記
商用電力供給系統と連係され連系用開閉器を有する負荷
側に信号受信回路を設け、この信号受信回路は前記商用
電力供給系統と電気的に接続され前記高周波信号の不受
信時のみ前記連系用開閉器を開放させる開放信号を送出
するので、商用電力の通電停止時、信号送信回路から高
周波信号の発信が停止され、信号受信回路は開放信号を
送出して連系用開閉器を開放させるため、需要家側は商
用電力供給系統から確実かつ自動的に解列される。この
ため、簡素なシステムで逆充電運転の発生を未然に防止
し、商用電力の供給システムの安全性を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る変電所と需要家間との送受信シス
テムの構成を示す系統図。

【図２】商用周波電圧波形と高周波信号電圧波形とを比
較して示す信号波形図。

【符号の説明】

１ 配電用変電所（変電所） ６ 需要家（負荷） １０ 発電設備 １２ 連系用開閉器 １５ 商用電力供給系統 ３０ 信号送信回路 ３１ 信号受信回路 Ｓ１ 高周波信号 Ｓ２ 開放信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変電所の商用電力供給系統に商用電力の
   給電により商用周波数より高周波の高周波信号を常時注
   入する信号送信回路を設け、前記商用電力供給系統と連
   係され連系用開閉器を有する負荷側に信号受信回路を設
   け、この信号受信回路は前記商用電力供給系統と電気的
   に接続され前記高周波信号の不受信時のみ前記連系用開
   閉器を開放させる開放信号を送出することを特徴とする
   変電所と需要家間の送受信システム。