JPH10243557A

JPH10243557A - 住宅用受電ユニット

Info

Publication number: JPH10243557A
Application number: JP9041011A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Hagihira; 潔萩平
Original assignee: Misawa Homes Co Ltd
Current assignee: Misawa Homes Co Ltd
Priority date: 1997-02-25
Filing date: 1997-02-25
Publication date: 1998-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】電気容量の増加への対応が簡単になる住宅用受
電ユニットの提供。【解決手段】電力会社の配電線2Aと需要家電気設備との
接続部分である引込口1Aと、需要家電気設備に電力を分
配する分電盤６との間に、配電線2Aの電圧を降圧する変
圧器10を備えた住宅用受電ユニット５を設ける。変圧器
10で降圧するので、電気機器には、内部に通常よりも小
さな電流が流れる。また、降圧変圧器10の一次側には、
二次側の電流よりも小さな電流が流れるので、降圧によ
り二次側電流を抑制したこととあいまって、低降圧率の
変圧器10でも、配電線2Aから供給される電流を充分小さ
くするため、電気機器が増えても、過電流遮断器４のト
リップが頻繁に起こることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力会社の配電線
からの電力を受けるとともに、一般家庭が住居する住宅
内で使用される電気設備に電力を供給するための住宅用
受電ユニットに関する。

【０００２】

【背景技術】従来より、電力会社から電力供給を受ける
電力需要家は、電力会社と契約を結び、この契約に基づ
いて、必要な電力を受けている。電力需要家と電力会社
との契約は、電力需要家が必要とする最大電流値に応じ
て段階的に設定されており、契約電流値が大きいほど高
い基本料金が設定されている。電力会社と契約した電力
需要家は、基本料金および使用した電力量に応じた料金
を電力会社に支払う他、電力需要家における最大電流値
が契約した電流値を超えた場合には、違約金を支払う必
要がある。このため、一般の住宅では、電力需要家の送
電引込口には、契約電流に応じた過電流遮断器が設けら
れ、送電引込口へ流れる電流が契約電流に達した場合に
は、過電流遮断器がトリップし、電力会社からの送電を
遮断し、当該電流が契約電流を超えないようにしてい
る。また、同じ電力使用量でも、誘導電動機等の力率の
悪い電気機器を多用する場合と、白熱電灯等の力率の良
い機器機器を多用する場合とを比較すると、前者の場合
の方が、住宅の電気設備全体に大きな電流が流れること
となる。このため、同じ定格消費電力であっても、力率
の良い機器機器を多用した場合には、契約電流値を超え
るおそれがなくとも、力率の悪い電気機器が多い場合に
は、電流の大きさが契約電流値を超えるおそれがある。
この場合には、受電設備に力率改善コンデンサを設けて
力率を改善し、契約電流値を超えないように、電流の大
きさを抑制している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
受電設備では、増築や改装等の際に、電気機器が増え、
住宅全体の電気容量が増大すると、最大電流値が契約電
流値を頻繁に超え、その度に過電流遮断器が電流を遮断
するようになる。このような場合、電力需要率から考え
ると、電力会社と契約した最大電流値を変更したくなく
とも、契約を更改しなければならないうえ、受電設備の
過電流遮断器や、電力会社の配電線や、住宅の送電引込
配線をさらに容量の大きなものに変更する等、受電設備
全体を変更する必要が生じ、電気容量の増加が簡単に行
えず、ひいては、電気機器を増やすことができないとい
う問題がある。また、パーソナルコンピュータ等のデジ
タル製品を導入する際には、住宅の電源を無停電化した
いとの要望もある。

【０００４】本発明の目的は、電気容量の増加への対応
が簡単に行える住宅用受電ユニットを提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、電力会社の配
電線2Aと需要家電気設備との接続部分である引込口1A
と、前記需要家電気設備に電力を分配する分電盤６との
間に設けられる住宅用受電ユニット５であって、前記配
電線2Aの電圧を降圧するための変圧器10が設けられてい
ることを特徴とする。以上において、前記変圧器10から
供給される電力の力率を改善する力率改善手段20が設け
られていることが望ましい。また、前記変圧器10の二次
側に接続され、当該二次側の電圧の大きさを検出し、当
該電圧の大きさが所定値よりも小さいときには、蓄電池
に蓄積した直流電力を交流電力に変換して出力する無停
電電源部30を設けることが好ましい。さらに、前記変圧
器10には、異なる電圧値の電圧を出力する第１タップ13
および第２タップ14を設けることが望ましい。ここで、
前記第１タップ13を、前記配電線2Aの電圧をその９４％
の大きさに降下して出力するものとし、前記第２タップ
14を、前記配電線2Aの電圧をその９７％の大きさに降下
して出力するものとすることが好ましい。

【０００６】このような本発明では、変圧器10で降圧し
た電圧が電気機器に与えられるので、電気機器には、通
常よりも小さな電流が流れるようになり、変圧器10の二
次側の電流が抑制されるうえ、通常の電気製品は、定格
電圧の±１０％の範囲内であれば、電圧を降圧しても正
常に作動する。そして、降圧変圧器10の一次側には、二
次側の電流よりも小さな電流が流れるので、変圧器10の
降圧率が小さなものであっても、降圧により二次側電流
を抑制したこととあいまって、配電線2Aから供給される
電流を充分小さなものとすることが可能となる。このた
め、増築や改装等により、電気機器が増え、住宅全体の
電気容量が増大しても、電流増大が抑制され、使用して
いる電流が頻繁に契約電流値に達することがなくなり、
過電流遮断器４のトリップが頻繁に起こることがない。
従って、契約電流値、および、受電設備全体を変更する
必要がなく、電気容量の増加が簡単に行え、ひいては、
電気機器を容易に増やすことが可能となり、これにより
前記目的が達成される。

【０００７】また、前記変圧器10から供給される電力の
力率を改善する力率改善手段20を設ければ、力率の悪い
電気機器が多くとも、力率改善手段20により、力率が改
善されるので、二次側電流の大きさが抑制され、この点
からも過電流遮断器４がトリップしなくなる。さらに、
前記変圧器10の二次側に接続されるとともに当該二次側
の電圧の大きさを検出し、当該電圧の大きさが所定値よ
りも小さいときには、蓄電池に蓄積した直流電力を交流
電力に変換して出力する無停電電源部30を設ければ、万
一過電流遮断器４がトリップしても、住宅内の電気設備
への電力の供給が維持され、不測の停電が未然に防止さ
れる。また、前記変圧器10には、異なる電圧値の電圧を
出力する第１タップ13および第２タップ14を設け、前記
第１タップ13を、前記配電線2Aの電圧をその９４％の大
きさに降下して出力するものとし、前記第２タップ14
を、前記配電線2Aの電圧をその９７％の大きさに降下し
て出力するものとすれば、当該受電ユニット５に対して
住宅の電気設備の電気容量が小さい場合には、第１タッ
プ13から電力を供給することにより、電力消費が低減さ
れ、省電力が図れるうえ、電気設備の容量が増大したと
きには、第１タップ13から第２タップ14へ切り換えて、
第２タップ14から電力を供給することにより、受電ユニ
ット５の交換等の作業を何ら必要とぜずに、受電ユニッ
ト５から供給される電力量を増やすことが可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１には、本実施形態に係る住
宅用の受電・配電設備１が示されている。この受電・配
電設備１は、電力会社の電源２から１００Ｖ単相３線式
の配電線2Aを介して電力を受けるとともに、受けた電力
を住宅内の電気機器に分配するものであり、配電線2Aと
は、引込口1Aで接続されている。受電・配電設備１に
は、積算電力計３、過電流遮断器４、住宅用受電ユニッ
ト５、および、複数の分電盤６が電源２側から順に設け
られている。積算電力計３は、住宅内で消費された電力
を積算する一般的な取引用の計量器である。過電流遮断
器４は、内部を流れる電流が契約電流値に達すると、内
部接点がトリップし、当該電流を遮断するものである。
分電盤６は、住宅内のパイプシャフト等に敷設された電
力幹線1Bに接続されるとともに、電力幹線1Bが供給する
電力を分配するものである。分電盤６の二次側には、家
電製品等の電気設備が負荷として接続されている。

【０００９】住宅用受電ユニット５は、図２に示される
ように、０−Ｕ相および０−Ｖ相からなる単相３線式の
もので、電源２から供給される交流電圧を降圧する変圧
器10と、この変圧器10から供給される電力の力率を改善
する力率改善手段20と、０−Ｖ相の電力を無停電化する
無停電電源部30を備えたものである。変圧器10は、配電
線2Aの電圧である０−Ｕ相および０−Ｖ相の各電圧を降
圧する第１巻線11および第２巻線12を備えたものであ
る。巻線11, 12の各々には、各相の電圧を９４％の大き
さに降下して出力する第１タップ13と、各相の電圧をそ
の９７％の大きさに降下して出力する第２タップ14とが
設けられている。変圧器10には、切替スイッチ15が設け
られ、この切替スイッチ15を操作することにより、タッ
プ13, 14のうちの一方が選択されて電力幹線1Bと接続可
能となっている。

【００１０】力率改善手段20は、０−Ｕ相の電力の力率
を改善する力率改善回路20A 、および、０−Ｖ相の電力
の力率を改善する力率改善回路20B を有するものであ
る。０−Ｕ相側の力率改善回路20A は、０相およびＵ相
の間に接続されたリアクトル21およびコンデンサ22を備
えたものである。これらのリアクトル21およびコンデン
サ22は、直列に接続されている。０−Ｖ相の電力の力率
を改善する力率改善回路20B は、０相およびＶ相の間に
接続されたリアクトル23およびコンデンサ24を備えたも
のである。これらのリアクトル23およびコンデンサ24
は、リアクトル21およびコンデンサ22と同様に、直列に
接続されている。

【００１１】無停電電源部30は、図３に示されるよう
に、変圧器10の二次側の電圧の大きさを検出する検出制
御回路31と、変圧器10の二次側から供給される交流電力
を整流する整流回路32と、この整流回路32から供給され
る直流電力を蓄積・放出する蓄電池33と、この蓄電池33
から供給される直流電力を交流電力に変換するインバー
タ34と、インバータ34から出力される交流電力の高調波
成分を取り除くためのフィルタ回路35とを備えたもので
ある。検出制御回路31は、変圧器10の二次側の電圧の大
きさに応じて、負荷側との接続を変圧器10および蓄電池
33の一方から他方への切替制御を行うものであり、変圧
器10の二次側に直接接続されている。整流回路32は、ダ
イオードブリッジ等の整流素子を備えたもので、充電用
スイッチ36を介して変圧器10の二次側に接続されてい
る。蓄電池33は、鉛蓄電池やニッケル−カドミウム電池
等の二次電池を備えたものであり、整流回路32の出力側
に直接接続されている。インバータ34は、パワートラン
ジスタ等のスイッチング素子を断続的に導通状態にする
ことで、蓄電池33の直流電力を交流電力に変換するＰＷ
Ｍ方式の変換回路であり、放電用スイッチ37を介して整
流回路32の出力側に接続されている。フィルタ回路35
は、インダクタンスやコンデンサ等の受動素子で構成さ
れた受動フィルタであり、入力側がインバータ34の出力
側に接続され、出力側が切替スイッチ38に接続されてい
る。

【００１２】充電用スイッチ36、放電用スイッチ37、お
よび、切替スイッチ36の各々は、検出制御回路31の操作
信号を受けると、内部接点の状態が変化するものであ
る。充電用スイッチ36は、検出制御回路31からの操作信
号がないときには、内部接点が導通状態となる一方、検
出制御回路31の操作信号を受けると、内部接点が遮断状
態となるものである。放電用スイッチ37は、検出制御回
路31からの操作信号がないときには、内部接点が遮断状
態となる一方、検出制御回路31の操作信号を受けると、
内部接点が導通状態となるものである。切替スイッチ38
は、検出制御回路31からの操作信号がないときには、電
力幹線1B側の接点が変圧器10側の接点と接続される一
方、検出制御回路31の操作信号を受けると、電力幹線1B
側の接点がフィルタ回路35側の接点と接続されるもので
ある。ここで、変圧器10の二次側の電圧が所定電圧値に
達している場合には、検出制御回路31からスイッチ36〜
38に操作信号が送出されず、蓄電池33に電力が蓄えられ
るようになっている。一方、変圧器10の二次側の電圧が
所定電圧値よりも低くなった場合、言い換えれば、停電
となった場合には、検出制御回路31からスイッチ36〜38
に操作信号が送出され、これにより、蓄電池33に蓄積さ
れた直流電力が交流に変換されて電力幹線1Bに供給され
るようになっている。

【００１３】次に、本実施形態の動作について説明す
る。住宅の新築時等に、買電契約を電力会社と契約する
にあたり、将来の増築等で増える電気設備の電気容量を
見込んで、所定の契約電流値を設定するとともに、契約
電流値に応じて、過電流遮断器４および変圧器10の容量
を決定する。ここで、変圧器10の容量は、新築時の電気
設備の電気容量や需要率をも加味して決定し、変圧器10
の第１タップ13でも各電気機器に９０Ｖ以上の電圧が印
加されるようにしておく。また、無停電電源部30の容量
は、増築後の電気設備全体の電気容量を見込んで決定す
るのが好ましい。次いで、住宅の電気設備に電力を供給
するにあたり、変圧器10の第１タップ13を用いる。これ
により、各電気機器には、９０Ｖ以上の電圧が印加さ
れ、各電気機器は正常に動作するうえ、通常よりも低い
電圧が印加され、各電気機器に流れる電流が抑制される
ので、住宅全体の消費電力が節約されるようになる。次
いで、増築等で電気設備を増やす際に、変圧器10の第１
タップ13から第２タップ14へ切り換える。これにより、
住宅全体の電気設備の電気容量が増えても、各電気機器
に９０Ｖ以上の電圧が印加され、各電気機器は正常に動
作するうえ、増築前と同様に、通常よりも低い電圧が印
加され、各電気機器に流れる電流が抑制されるので、住
宅全体の消費電力が節約されるようになる。また、増築
後の電気設備の電気容量や需要率から考えると、電気設
備に流れる電流が契約電流値を頻繁に超えるおそれがあ
っても、変圧器10の二次側電圧が抑制され、各電気機器
に流れる電流が小さくなるうえ、二次側電力の力率が改
善され、かつ、変圧器10で降圧されることから、一次側
電流が抑制され、使用電流が頻繁に契約電流値に達する
ことがなくなり、過電流遮断器４のトリップが頻繁に起
こらない。また、万一、過電流遮断器４がトリップして
も、無停電電源部30が電力供給を維持するので、不測の
停電によりトラブルを生じやすいパーソナルコンピュー
タ等のデジタル電気機器を０−Ｖ相に接続すれば、デジ
タル電気機器のトラブルが未然に防止される。

【００１４】前述のような本実施形態によれば、次のよ
うな効果が得られる。すなわち、一次側電圧を降圧する
変圧器10で電気機器に９０Ｖ以上の電圧が与えられるよ
うにし、電気機器に通常よりも小さな電流が流れるよう
にしたので、変圧器10の二次側の電流が抑制されるう
え、変圧器10の一次側には、二次側の電流よりも小さな
電流が流れることから、変圧器10の降圧率が小さなもの
であっても、配電線2Aから供給される電流を充分抑制で
きる。従って、増築や改装等により、電気機器が増え、
住宅全体の電気容量から考えると、電流が頻繁に契約電
流値に達するおそれがあっても、実際には、配電線2Aか
ら供給される電流が充分抑制され、過電流遮断器４が頻
繁にトリップせず、受電設備全体を変更せずに、電気機
器を容易に増やすことができる。

【００１５】また、変圧器10から供給される電力の力率
を改善する力率改善手段20を設け、住宅の電気設備の力
率を改善したので、住宅全体の電気設備の力率が悪くと
も、力率改善手段20の作用により、変圧器10の二次側電
流の大きさが抑制され、この点からも、電気機器を容易
に増やすことができる。

【００１６】さらに、変圧器10の二次側に無停電電源部
30を設け、万一、過電流遮断器４がトリップしても、住
宅内の電気設備への電力の供給が維持されるようにした
ので、不測の停電が未然に防止され、パーソナルコンピ
ュータ等のデジタル電気機器は、そのまま継続して稼動
するようになり、パーソナルコンピュータ等のデジタル
電気機器の不測の停電によるトラブルを未然に防止でき
る。

【００１７】また、異なる電圧値の電圧を出力する第１
および第２タップ13, 14を変圧器10に設け、住宅の電気
設備の電気容量が小さい場合には、第１タップ13から電
力を供給し、電力消費を低減するようにしたので、省電
力を図ることができる。しかも、電気設備の容量が増大
したときには、第１タップ13から第２タップ14へ切り換
えて、電圧の高い第２タップ14から電力を供給するよう
にしたので、受電ユニット５の交換等の作業を何ら必要
とぜずに、受電ユニット５から供給される電力量を増や
すことができ、この点からも、電気容量の増加が簡単に
行え、ひいては、電気機器を容易に増やすことができ
る。

【００１８】なお、本発明は、前述の実施形態に限定さ
れるものではなく、次に示すような変形等をも含むもの
である。例えば、変圧器としては、一次側の電圧をそれ
ぞれ９４％および９７％の電圧に降圧する二つのタップ
を有するものに限らず、その９５％、９６％、９８％、
９９％の電圧に降圧するタップの何れか一つを有するも
のでもよく、あるいは、巻線の途中から電圧を取り出す
ためのタップが省略されたものでもよく、電気事業法施
行規則で定める電圧変動許容範内の電圧に降圧するもの
であればよい。

【００１９】また、受電・配電設備としては、単相３線
式のものに限らず、単相２線式、３相３線式等の他の方
式でもよく、受電・配電設備の具体的な形式および構成
要素は、実施にあたり適宜選択することができる。

【００２０】

【発明の効果】前述のように本発明によれば、電気容量
の増加への対応を簡単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の受電・配電設備を示すブ
ロック図である。

【図２】前記実施形態の住宅用受電ユニットを示すブロ
ック図である。

【図３】前記実施形態の無停電電源部を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１需要家電気設備の一部としての受電・配電設備 1A 引込口 2A 配電線４過電流遮断器５住宅用受電ユニット６分電盤 10 変圧器 13 第１タップ 14 第２タップ 20 力率改善手段 30 無停電電源部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電力会社の配電線と需要家電気設備との接
続部分である引込口と、前記需要家電気設備に電力を分
配する分電盤との間に設けられる住宅用受電ユニットで
あって、前記配電線の電圧を降圧するための変圧器が設けられて
いることを特徴とする住宅用受電ユニット。
【請求項２】請求項１に記載の住宅用受電ユニットにお
いて、前記変圧器の一次側と前記引込口との間に前記需
要家電気設備に流れる電流を遮断する過電流遮断器が設
けられていることを特徴とする住宅用受電ユニット。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の住宅用受
電ユニットにおいて、前記変圧器から供給される電力の
力率を改善する力率改善手段が設けられていることを特
徴とする住宅用受電ユニット。
【請求項４】請求項１から請求項３までのいずれかに記
載の住宅用受電ユニットにおいて、前記変圧器の二次側
に接続されるとともに、当該二次側の電圧の大きさを検
出し、当該電圧の大きさが所定値よりも小さいときに
は、蓄電池に蓄積した直流電力を交流電力に変換して出
力する無停電電源部を備えていることを特徴とする住宅
用受電ユニット。
【請求項５】請求項１から請求項４までのいずれかに記
載の住宅用受電ユニットにおいて、前記変圧器には、異
なる電圧値の電圧を出力する第１タップおよび第２タッ
プが設けられ、前記第１タップは、前記第２タップより
も低い電圧を出力するものであることを特徴とする住宅
用受電ユニット。
【請求項６】請求項５に記載の住宅用受電ユニットにお
いて、前記第１タップは、前記配電線の電圧をその９４
％の大きさに降下して出力するものであり、前記第２タ
ップは、前記配電線の電圧をその９７％の大きさに降下
して出力するものであることを特徴とする住宅用受電ユ
ニット。