JPH0739085A - 無停電切替移動電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無停電救済負荷に円滑、確実に無停電切替給
電ができるようにした。 【構成】 区分開閉器ＰＡＳ−２の電源側にクランプ式
電圧電流検出体ＳＳを設ける。この検出体ＳＳの検出信
号は電圧電流信号伝送体３２を介して移動電源設備１２
の信号受信部３３に供給される。信号受信部３３の出力
は電圧電流信号に分けられた後、有効無効電力を得て自
動電圧および周波数制御部ＡＶＲおよびＡＦＲに供給さ
れる。ＡＶＲおよびＡＦＲはゲ−ト制御回路４５を介し
て逆変換装置ＩＮＶに与えられる。ＩＮＶには直流電源
装置４６が接続される。ＩＮＶの出力側は昇圧変圧器Ｔ
Ｆ、遮断器ＣＢを経て主回路接続ケ−ブル１１にて区分
開閉器の活線接続部に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は商用高圧配電線の一部
区間の改修工事に際し、改修区間より下流側にある需要
設備を無停電救済するために、一時的に電源供給可能な
移動電源設備を用いて、配電線側と移動電源設備間を無
停電で円滑に切替え、切戻しをするようにした無停電切
替移動電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気事業者の所有する高圧配電線路にお
いて、その一部区間の改修工事に際し、それより下流側
の電源を確保する手段として、一時的に原動機駆動の交
流発電回路からなる移動電源設備が用いられてきた。こ
の場合、配電線路改修区間より下流側の需要家を無停電
救済するためには、配電線と移動電源設備に搭載の交流
発電回路間で、一時的に並列運転を行い切替え、切戻し
をしている。

【０００３】上記技術は実開昭６３−１３１５５１号に
基ずく方法が最も普及しており、図４にその構成図を示
す。図４に示す高圧配電線路において、区分開閉器ＰＡ
Ｓ−１からＰＡＳ−２間が停電工事を必要とするため、
ＰＡＳ−２の負荷側以降を移動電源設備を用いて無停電
切替送電、復電により一時的に無停電救済負荷に給電す
る場合を示す。

【０００４】次に図４の従来例を説明する。配電線上の
ＰＡＳ−２を挟んで電源側および負荷側に電源設備より
主回路接続ケ−ブル１１をそれぞれ立ち上げて活線接続
を行う。移動電源設備１２は原動機ＰＭ駆動の交流発電
機ＡＧを電源とし、その主回路は発電側遮断器５２Ｇと
バイパス側遮断器５２Ｂ、電源側および負荷側断路器Ｄ
Ｓ−Ｓ，ＤＳ−Ｌ、電源側および負荷側コネクタ１３、
１４等から構成されている。なお、ＡＶＲは自動電圧制
御部、ＡＦＲは自動周波数制御部、１５は発電運転制御
切替え部、１６は有効電力移行指令部、１７は有効電力
垂下指令部、１８は無効電力移行指令部、１９は無効電
力垂下指令部、２０は自動同期指令部、２１は周波数設
定器、２２は電圧設定器、２３ａ、２３ｂ、２３ｃは電
圧検出器、２４ａ、２４ｂは電流検出器、２５ａ、２５
ｂは有効電力検出器、２６ａ、２６ｂは無効電力検出
器、ＣＴ１，ＣＴ２は計器用変流器、ＰＴ１，ＰＴ２，
ＰＴ３は計器用変圧器、２７、２８は活線接続部であ
る。

【０００５】次に、無停電源切替操作手順の概要につい
て述べる。

【０００６】（ａ）前記主回路接続ケ−ブル１１の活線
接続確認後、ＤＳ−Ｌ，ＤＳ−Ｓを閉じて、５２Ｂを手
動投入して後、配電線側のＰＡＳ−２を開放すれば、電
源設備内に常用バイパス回路が形成され、この時点でバ
イパス回路の電気量が電源設備側で計測されるので、前
記電源設備により送電可能範囲内であることが事前確認
できる。

【０００７】（ｂ）次に電源設備の発電回路を始動後、
同期投入装置に発電側並列の信号を与えると、前記常用
バイパス回路に対して発電回路を同期化制御し、５２Ｇ
により両電源は並列投入される。さらに、発電回路のガ
バナ設定を変更することにより、常用バイパス回路から
発電回路に円滑に負荷移行が行え、５２Ｂを遮断すれ
ば、無停電救済負荷は発電回路から給電されたことにな
る。

【０００８】（ｃ）この時点でＤＳ−Ｓを開放し、配電
線上のＰＡＳ−１を開放すれば、ＰＡＳ−１とＰＡＳ−
２間の配電線路は区間停電による改修工事を行うことが
できる。

【０００９】（ｄ）工事終了後、ＰＡＳ−１を投入すれ
ば常用電源はＰＡＳ−２の電源側まで復電する。この状
態で主回路接続ケ−ブル１１の接続状況を確認後、ＤＳ
−Ｓを投入し、電源設備の同期投入装置に常用側並列の
信号を与えると、単独送電中の交流発電回路を同期化制
御し、５２Ｂにより両電源は並列投入される、さらに、
発電回路のガバナ設定を変更することにより、発電回路
から、常用バイパス回路に円滑に負荷移行が行え、５２
Ｇを遮断すれば無停電救済負荷は配電線側常用電源に無
停電で復電できる。

【００１０】上述のように従来例は配電線側常用電源に
対し、一時的に移動電源設備の発電回路を円滑に無停電
切替え、切戻しができたが、次に述べるような問題点が
あった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】（ａ）高圧配電線路に
移動電源設備１２から一時的に給電するための準備作業
で最も時間と労力を要しているのが、主回路接続ケ−ブ
ル１１を配電線路に活線接続するための作業である。し
かるに、従来例では主回路接続ケ−ブル１１が配電線区
分開閉器負荷側のみケ−ブル接続する場合に比べ、倍に
近い時間と労力を要していた。従って、使用者側からは
主回路接続ケ−ブル１１を負荷側のみで無停電切替送電
可能な移動電源設備が要望されていた。

【００１２】（ｂ）配電線上の区分開閉器ＰＡＳ−２を
挟んで移動電源設備１２内にバイパス回路を引込むた
め、区分開閉器ＰＡＳ−２と電源設備内にバイパス回路
で閉ル−プが形成されると、各相インピ−ダンスのアン
バランス（活線接続部や電源設備コネクタ部の接触抵抗
のアンバランスも含め）に起因する零相循環電流が流
れ、前記区分開閉器ＰＡＳ−２が地絡トリップ付（例え
ばＧＲ付ＰＡＳ）の場合、零相電流の値如何で不必要ト
リップしてしまい、移動電源設備バイパス回路から配電
線側に復電できず（区分開閉器が前記零相電流で不必要
トリップしてしまう）結果として無停電救済ができない
ことが生じていた。なお、高圧需要家における構内第１
柱は通常地絡トリップ付区分開閉器を使用する場合が多
いため、このポイントにおいて、移動電源設備で対象需
要家を無停電救済する場合に特に問題になっていた。

【００１３】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、移動電源設備側から配電線側に活線接続する主回
路接続ケ−ブルは区分開閉器の負荷側のみとし、移動電
源設備から配電線側への無停電切戻しにあたっては配電
線路の区分開閉器を用いることにより、無停電救済負荷
に円滑、確実に無停電切替給電ができるようにした無停
電切替移動電源装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するために、第１発明は、区分開閉器を有する配電
線から無停電救済負荷に電力を供給する際に、前記区分
開閉器より負荷側の区間を一時的に他の電源を用いて無
停電救済するものにおいて、前記区分開閉器電源側に取
り付けたクランプ式電圧電流検出体からの検出信号を受
信する受信部を設け、この受信部で受信した信号が供給
される自動周波数制御部および自動電圧制御部を設け、
両制御部からの制御信号で制御される逆変換装置を設
け、この逆変換装置の入力側に直流電源装置を接続する
とともに前記逆変換装置の出力を変圧器で昇圧したもの
を遮断器にて前記区分開閉器負荷側の活線接続部に接続
した移動電源設備であって、前記配電線と前記移動電源
設備間で無停電源切替え、切戻し並びに単独送電できる
ようにしたことを特徴とするものである。

【００１５】第２発明は、単独送電中の移動電源設備か
ら配電線側に無停電切戻しができるように、移動電源設
備を配電線電源に対し自動同期追従運転を行い、前記区
分開閉器により手動操作で同期投入できるようにしたこ
とを特徴とするものである。第３発明は、移動電源設備
は逆変換装置出力の電圧電流のみならずクランプ式電圧
電流検出体により配電線側電圧電流も検出し、両電源同
期投入後の、配電線側から移動電源設備側へあるいは移
動電源設備側から配電線側への有効電力分、また無効電
力分の負荷移行を行って両電源間で無停電切替え、切戻
しができる構成としたことを特徴とするものである。

【００１６】

【作用】配電線の一部区間を停電改修工事等を行うに際
して、それよりも下流側の負荷を一時的に移動電源設備
で無停電救済するのに際し、移動電源設備から配電線に
区分開閉器負荷側のみに活線接続することにより、配電
線側と移動電源設備側とで円滑、安全に無停電切替え、
切戻しができるようになる。また、配電線上の区分開閉
器電源側に一時的に取り付けたクランプ式電圧電流検出
体からの電圧電流信号を逆変換装置の制御指令に用いる
ことにより、単独送電中の逆変換装置出力に対して、配
電線上の区分開閉器を用いて同期投入（無停電復電）並
びに円滑な負荷移行を可能にした。

【００１７】

【実施例】以下この発明の実施例を図面に基づいて説明
するに、図４と同一部分には同一符号を付して述べる。
図１において、ＳＳはクランプ式電圧電流検出体で、こ
の検出体ＳＳには信号送信部３１が取り付けられる。信
号送信部３１には電圧電流信号伝送体３２の一端が接続
される。信号伝送体３２の他端には移動電源設備１２に
設けられる信号受信部３３に接続される。以下移動電源
設備１２の構成について述べる。

【００１８】信号受信部３３には電流検出器３４と電圧
検出器３５が設けられる。両検出器３４、３５の出力は
有効電力検出器３６と無効電力検出器３７に導入され
る。電流検出器３８は変流器ＣＴ１に接続され、電圧検
出器３９は計器用変圧器ＰＴ１に接続される。両検出器
３８、３９の出力は有効電力検出器４０と無効電力検出
器４１に導入される。

【００１９】有効、無効電力検出器３６、３７と４０、
４１の出力は接点群４２を介して有効、無効電力移行指
令部１６、１８および有効、無効電力垂下指令部１７、
１９に導入される。なお、自動同期指令部２０には電圧
検出部３５、３９、４３の出力が導入される。上記指令
部１６から２０の出力は接点群４４を介してＡＦＲとＡ
ＶＲに導入される。ＡＦＲとＡＶＲの出力はゲ−ト制御
回路４５を介して電力半導体素子を用いた自励式逆変換
装置ＩＮＶ（インバ−タと称す）に供給される。４６は
直流電源装置、４７は前記接点群４２と４４を制御する
インバ−タ運転制御切替え指令部である。インバ−タの
出力端は昇圧用変圧器ＴＦを介して交流遮断器ＣＢの一
端に接続され、その他端は断路器ＤＳを介して接続コネ
クタ１４に接続される。

【００２０】次に上記のように構成された実施例につい
て述べる。インバ−タは、その出力に得られた交流出力
を得た後、昇圧変圧器ＴＦにより配電線側電圧とマッチ
ングをとって、交流遮断器ＣＢ、断路器ＤＳを経て高圧
配電線と連係運転したり、配電線負荷に単独送電でき
る。

【００２１】また、計器用変圧器ＰＴ１，ＰＴ３および
計器用変流器ＣＴ１を設けることにより、インバ−タ昇
圧側出力を計測し、配電線側電源に対して、交流遮断器
ＣＢを用いてインバ−タ昇圧側出力の同期投入を可能な
らしめるとともに配電線上の区分開閉器ＰＡＳ−２の電
源側にクランプ式電圧電流検出体ＳＳを設け、その出力
を電圧電流信号伝送体３２（光ファイバ−ケ−ブルまた
は無線式による）を経て移動電源設備側で受信すること
により、単独送電中のインバ−タ昇圧側出力に対して、
配電線側電源を線路上の区分開閉器ＰＡＳ−２を用いて
同期投入を可能ならしめている。

【００２２】次にインバ−タの制御について述べる。イ
ンバ−タは自動電圧制御部ＡＶＲと自動周波数制御部Ａ
ＦＲを有し、移動電源設備１２のみからの単独送電時は
電圧、周波数設定信号に基づき定電圧、定周波数制御を
行いまた並列投入時は自動同期指令に基づき配電線電源
に対し電圧および位相合わせを行うところの自動同期追
従制御、そして同期投入後の配電線側からインバータ昇
圧側へ、あるいはインバ−タ昇圧側から配電線側へ有効
電力並びに無効電力移行制御を行っている。

【００２３】なお、配電線側とインバ−タ昇圧側が並列
運転中はインバ−タ昇圧側出力の有効電力に対して周波
数垂下特性を有し。無効電力分に対しては電圧垂下特性
を有している。これら垂下特性によりインバ−タ昇圧側
出力は配電線電源に対し、安定した並列運転が行えると
共に、配電線側からインバ−タ昇圧側へ、あるいはイン
バ−タ昇圧側から配電線側へ有効電力分および無効電力
分移行が円滑に行える。図２、図３に配電線側周波数お
よび電圧とインバ−タ昇圧側周波数および電圧垂下特性
によりインバ−タ昇圧側がそれぞれ有効電力分と無効電
力分に対する負荷分担を示しているものである。図２は
配電線系統と並列運転中に配電線側周波数に対してイン
バ−タ昇圧側周波数増指令を与えると、交点Ｐ１→Ｐ２
→Ｐ３に、従ってインバ−タ昇圧側が分担する有効電力
分が増加することを示している。また、図３は配電線系
統と並列運転中に配電線電圧に対してインバ−タ昇圧側
電圧増指令を与えると、交点Ｑ１→Ｑ２→Ｑ３に、従っ
てインバ−タ昇圧側が分担する無効電力（遅相側）分が
増加することを示している。

【００２４】次に上記実施例の動作について配電線路上
の区分開閉器ＰＡＳ−２の負荷側に主回路接続ケ−ブル
１１を活線接続すると遮断器ＣＢを挟んで両電源側の電
圧が計器用変圧器ＰＴ１，ＰＴ３で検出できるため、イ
ンバ−タ昇圧側出力の電圧および位相を配電線側に合わ
せるべく自動同期指令をインバ−タに与えることによ
り、容易に配電線にインバ−タ昇圧側出力を、遮断器Ｃ
Ｂにより同期投入することができる。

【００２５】インバ−タ昇圧側出力を配電線に同期投入
後、配電線上の区分開閉器ＰＡＳ−２の電源側に取り付
けたクランプ式電圧電流検出体ＳＳからの電圧電流信号
を受信しているため、これにより配電線側が区分開閉器
ＰＡＳ−２を介して無停電救済負荷に給電中の有効電力
分と無効電力分が検出されるため、インバ−タのＡＦＲ
およびＡＶＲにこれら配電線側の有効電力分、無効電力
分移行指令を与えて、インバ−タ昇圧側に負荷移行する
ことができる。なお、配電線側がＰＡＳ−２を介して給
電中の有効電力分、無効電力分がインバ−タ側の運転前
に事前に確認できるため、過負荷状態での無停電切替も
事前に防止できる。

【００２６】上記の負荷移行完了後、配電線上のＰＡＳ
−２を手動開放すれば、インバ−タ昇圧側出力は単独運
転により、無停電救済負荷はインバ−タ昇圧側出力で単
独送電される。この時点で配電線上のＰＡＳ−１も開放
すれば、ＰＡＳ−２以後は無停電給電のまま、ＰＡＳ−
１〜ＰＡＳ−２間は停電して線路の改修工事ができる。

【００２７】次に配電線側の改修工事などが終了して、
ＰＡＳ−１を再投入し、ＰＡＳ−２の電源側まで配電線
側が復電してきた場合を示す。この場合、クランプ式電
圧電流検出体ＳＳからの電圧信号を基準としてインバ−
タ側に自動同期指令を与えることにより、インバ−タ昇
圧側は無停電救済負荷に給電している状態で自動同期追
従運転を行う。この状態で配電線上のＰＡＳ−２を手動
投入すれば、負荷給電中のインバ−タ昇圧側に配電線を
同期投入したことになる。以後はインバ−タ昇圧出力側
で検出している有効電力分、無効電力分に基づき移行指
令をインバ−タに与えれば、配電線側に負荷移行する。
この時点でインバ−タ昇圧側遮断器ＣＢを開放すれば、
配電線側に円滑、安全に無停電復電が実現できることに
なる。

【００２８】上記実施例では直流電源装置として原動機
駆動の交流発電機出力を整流して用いたが直流発電機を
用いてもよくその他静止電源として燃料電池や電力貯蔵
電池等も使用可能である。特に燃料電池や電力貯蔵電池
の場合は従来の原動機駆動の回転形電源装置に対して騒
音対策や排気ガス対策上非常に有利になる。また、直流
電源装置として原動機駆動の回転機を用いた場合、交流
出力を使用する場合は、電源周波数によって定まる回転
数で駆動することを要したが、直流を得る場合は原動機
として機械的、出力的に最適な回転数が選定でき燃費の
向上や同一原動機を用いて出力増強を図ることができ
る。また、上記理由から移動設備に自走式車両を使用し
た場合は、自走式車両の走行用エンジンを駐車中直流電
源装置の駆動源に切替えて使用することも実用的にな
る。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
以下のような効果が得られる。

【００３０】（１）配電線上の区分開閉器電源側に一時
的に取り付けたクランプ式電圧電流検出体からの電圧電
流信号をインバ−タの制御指令に用いることにより、単
独送電中のインバ−タ昇圧側出力に対して、配電線上の
区分開閉器を用いて同期投入（無停電復電）並びに円滑
な負荷移行が可能になった （２）配電線の一部区間を停電改修工事等を行うに際し
て、それよりも下流側の負荷を一時的に移動電源設備で
無停電救済するのに際し、移動電源設備から配電線に立
ち上げる主回路接続ケ−ブルは、配電線取り付けの区分
開閉器負荷側のみに活線接続することにより、配電線側
と移動電源設備側とで円滑、安全に無停電切替え、切戻
しができるようになる。

【００３１】（３）配電線上の区分開閉器は配電柱上に
取り付けられ、かつその開閉は装柱下方より引組操作に
より手動操作するものが大半である。従って、必要な投
入条件をインタ−ロックに入れることができる電気信号
による同期投入と異なり、例えば、区分開閉器の誤操作
等によりインバ−タ昇圧側と配電線側が非同期投入さ
れ、両電源間に異常電流が流れた場合でも、インバ−タ
は瞬時にゲ−ト遮断されて損傷に至らず保護が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す構成説明図である。

【図２】インバ−タ昇圧側周波数垂下特性と負荷分担を
述べる説明図である。

【図３】インバ−タ昇圧側電圧垂下特性と負荷分担を述
べる説明図である。

【図４】従来例を示す構成説明図である。

【符号の説明】

ＰＡＳ−１，ＰＡＳ−２…区分開閉器 ＩＮＶ…自励式逆変換装置 ＡＶＲ…自動電圧制御部 ＡＦＲ…自動周波数制御部 ＳＳ…クランプ式電圧電流検出体 ＴＦ…昇圧用変圧器 ＣＢ…交流遮断器 ＤＳ…断路器 ＣＴ１…計器用変流器 ＰＴ１，ＰＴ３…計器用変圧器 １１…主回路接続ケ−ブル １２…移動電源設備 ３２…電圧電流信号伝送体 ３３…信号受信部 ４５…ゲ−ト制御回路 ４６…直流電源装置 ４７…ＩＮＶ運転制御切替指令部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】区分開閉器を有する配電線から無停電救済
   負荷に電力を供給する際に、前記区分開閉器より負荷側
   の区間を一時的に他の電源を用いて無停電救済するもの
   において、 前記区分開閉器電源側に取り付けたクランプ式電圧電流
   検出体からの検出信号を受信する受信部を設け、この受
   信部で受信した信号が供給される自動周波数制御部およ
   び自動電圧制御部を設け、両制御部からの制御信号で制
   御される逆変換装置を設け、この逆変換装置の入力側に
   直流電源装置を接続するとともに前記逆変換装置の出力
   を変圧器で昇圧したものを遮断器にて前記区分開閉器負
   荷側の活線接続部に接続した移動電源設備であって、前
   記配電線と前記移動電源設備間で無停電源切替え、切戻
   し並びに単独送電ができるようにしたことを特徴とする
   無停電切替移動電源装置。
2. 【請求項２】単独送電中の移動電源設備から配電線側に
   無停電切戻しができるように、移動電源設備を配電線電
   源に対し自動同期追従運転を行い、前記区分開閉器によ
   り手動操作で同期投入できるようにしたことを特徴とす
   る請求項１に記載の無停電切替移動電源装置。
3. 【請求項３】移動電源設備は逆変換装置出力の電圧電流
   のみならずクランプ式電圧電流検出体により配電線側電
   圧電流も検出し、両電源同期投入後の、配電線側から移
   動電源設備側へあるいは移動電源設備側から配電線側へ
   の有効電力分、また無効電力分の負荷移行を行って両電
   源間で無停電切替え、切戻しができる構成としたことを
   特徴とする請求項１に記載の無停電切替移動電源装置。