(57)【要約】【課題】  負荷設備に発電設備を併設した場合でも十分な瞬低対策が可能な電力システムを提供すること。【解決手段】  外部電源１に接続された外部電源系統３に接続される受電部４と、該受電部４に接続された母線５と、該母線５に接続され電力の供給を受ける負荷設備６と、母線５を介して負荷設備６に電力の供給が可能な発電設備７と、を備え、受電部４が、外部電源系統３に直列に接続した限流リアクトル１０を介して外部電源系統３に接続されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源に接続された外部電源系統に接続される受電部と、
該受電部に接続された母線と、
該母線に接続され電力の供給を受ける負荷設備と、
前記母線に接続され前記母線を介して前記負荷設備に電力の供給が可能な発電設備と、を備え、
前記受電部が、前記外部電源系統に直列に接続した限流リアクトルを介して前記外部電源系統に接続されていることを特徴とする電力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用電源等の外部電源に接続された負荷設備と該負荷設備に併設された発電設備とを備え、落雷や事故等による瞬時電圧降下の抑制を図ることができる電力システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力会社等の商用電源の外部電源系統に接続された負荷設備に対して、外部電源系統の送電線等への落雷や事故等により瞬時電圧降下（以下、瞬低とも称す）が生じた場合、商用電源からの瞬時切替を行うために無停電電源装置を設置したり、発電設備を設置することがあった。
【０００３】
このため、例えば、特許文献１には、商用電力系統に接続された母線と自家発電機との間に、限流リアクトルを有するフィルタ設備が接続された抑制装置が提案されている。この抑制装置では、高周波の系統への流出を制限する限流機器を構成する限流リアクトルを備えており、一般負荷での短絡事故時に自家発電機から事故点に流入する短絡電流を抑制する機能も併せ持っている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３１４３７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、従来の瞬低対策としては、例えば無停電電源装置を設置して商用電源からの瞬時切替を行っているが、無停電電源装置は電気容量が大きくなると高額になることから比較的小規模な設備の瞬低対策に採用され、大規模な設備には適していない。また、高額な無停電電源装置の代わりに自家発電設備を設置する場合、自家発電設備単独では十分な瞬低対策が困難であり、負荷設備の瞬低トラブルを避けることが難しかった。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、負荷設備に発電設備を併設した場合でも十分な瞬低対策が可能な電力システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の電力システムは、外部電源に接続された外部電源系統に接続される受電部と、該受電部に接続された母線と、該母線に接続され電力の供給を受ける負荷設備と、前記母線を介して前記負荷設備に電力の供給が可能な発電設備と、を備え、前記受電部が、前記外部電源系統に直列に接続した限流リアクトルを介して前記外部電源系統に接続されていることを特徴とする。
【０００８】
この電力システムでは、受電部が、外部電源系統に直列に接続した限流リアクトルを介して外部電源系統に接続されているので、無停電電源装置を用いずに受電部における限流リアクトルのインダクタンスによって、外部電源系統への落雷や事故等による瞬時電圧降下を抑制することが可能になる。すなわち、限流リアクトルを受電側に入れたので、従来の発電設備の出力側に接続することで発電設備から事故点に流入する電流を抑制するメリットを維持しながら、さらに高額な大型無停電電源装置を使うことなく、低コストで母線電圧瞬低の抑制ができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る電力システムによれば、受電部が、外部電源系統に直列に接続した限流リアクトルを介して外部電源系統に接続されているので、外部電源系統への落雷や事故等による瞬低抑制を低コストで行うことが可能になる。したがって、電力会社等の商用電源からの外部電源系統に接続された需要家設備において、大規模な設備であっても無停電電源装置を用いずに発電設備と受電部の限流リアクトルとの組合せで停電・瞬低対策を低コストで図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る電力システムの一実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。
【００１１】
本実施形態の電力システムは、図１の（ａ）に示すように、電力会社等の外部電源１に接続された需要家設備２における電力システムであって、外部電源１に接続された外部電源系統３に接続される受電部４と、該受電部４に接続された母線５と、該母線５に接続され電力の供給を受ける負荷設備６と、母線５を介して負荷設備６に電力の供給が可能な発電設備７と、を備えている。
【００１２】
上記需要家設備２としては、例えば比較的瞬低の影響を受ける製紙工場や、比較的瞬低の影響の少ないセメント工場等が挙げられる。
【００１３】
上記負荷設備６は、配電線８で母線５に接続されている。この負荷設備６としては、例えばインバータ駆動可変速モータ、同期電動機、誘導電動機、電磁開閉器、コンピュータ、照明機器が挙げられる。
【００１４】
上記発電設備７は、電源線９で母線５に連系され負荷設備６に併設した分散電源である。この発電設備７としては、例えばディーゼル発電機、ガス発電機、太陽光発電設備、風力発電設備等が挙げられる。
【００１５】
上記受電部４は、外部電源系統３に直列に接続した限流リアクトル１０を介して外部電源系統３に接続されている。
上記限流リアクトル１０は、電圧変化に対して一定のインダクタンスを確保して安定した限流効果を得るためコイル等を内蔵した空心リアクトル等の限流器である。
【００１６】
なお、限流リアクトル１０の限流特性に関する値及び条件としては、限流リアクトル１０の電力損失が少なくなるように抵抗分を小さくすることが好ましい。また、事故電流が流れた場合に、熱的、機械的に耐えるような強固な構造であることが好ましい。本実施形態では、短絡事故電流を抑制する一般的な限流リアクトルと同様のものが採用されている。
【００１７】
また、限流リアクトル１０のリアクタンス値は、外部電源側の事故点までのリアクタンス値、発電設備のリアクタンス、短絡事故電流の抑制効果と瞬低抑制効果と通常運転時の限流リアクトルの電圧効果とをどの程度にするかで、決定される。
なお、限流リアクトル１０が接続される配線に遮断機（図示略）が接続されるが、遮断機を開閉することがなく、通常の稼働（使用）状態で瞬低対策ができる。
【００１８】
本実施形態の電力システムにおける等価回路について以下に説明する。
まず、従来例（１）として、図２の（ａ）に示すように、単に発電設備７を設置したシステムにおける等価回路を、図２の（ｂ）に示す。すなわち、この従来例（１）では、需要家設備２の受電部４側からみた外部電源１の事故点までのインピーダンスをＸｏとし、発電設備７のインピーダンスをＸｇとすると、母線電圧は、次の式（１）で表される。
母線電圧＝Ｘｏ／（Ｘｇ＋Ｘｏ）                ・・・（１）
【００１９】
また、従来例（２）として、図３の（ａ）に示すように、発電設備７の短絡事項電流を抑制するために限流リアクトル２０を母線５と発電設備７との間に直列に接続したシステムにおける等価回路を、図３の（ｂ）に示す。すなわち、この従来例（２）では、限流リアクトル２０のインピーダンスをＸとすると、母線電圧は、次の式（２）で表される。
母線電圧＝Ｘｏ／（Ｘｇ＋Ｘ＋Ｘｏ）            ・・・（２）
【００２０】
これらに対して、発電設備７と受電部４における限流リアクトル１０との組合せによる本実施形態の電力システムにおける等価回路を、図１の（ｂ）に示す。すなわち、本実施形態の電力システムでは、限流リアクトル１０のインピーダンスをＸとすると、母線電圧は、次の式（３）で表される。
母線電圧＝（Ｘｏ＋Ｘ）／（Ｘｇ＋Ｘ＋Ｘｏ）    ・・・（３）
上記母線電圧の式（３）からわかるように、本実施形態の電力システムでは、瞬低の際に従来例に比べて母線電圧の変動が小さくなり、瞬低抑制効果を得ることができる。
【００２１】
このように本実施形態の電力システムでは、受電部４が、外部電源系統３に直列に接続した限流リアクトル１０を介して外部電源系統３に接続されているので、無停電電源装置を用いずに受電部４における限流リアクトル１０のインダクタンスによって、外部電源系統３への落雷や事故等による瞬時電圧降下を抑制することが可能になる。
【００２２】
すなわち、限流リアクトル１０を受電側に入れたので、従来の発電設備７の出力側に接続することで発電設備７から事故点に流入する電流を抑制するメリットを維持しながら、さらに高額な大型無停電電源装置を使うことなく、低コストで母線電圧瞬低の抑制ができる。
したがって、電力会社等の商用電源からの外部電源系統３に接続された需要家設備２において、大規模な設備であっても無停電電源装置を用いずに低コストで停電・瞬低対策を図ることができる。
【００２３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る電力システムの一実施形態において、概略的な構成図及び等価回路図である。
【図２】本発明に係る電力システムの従来例（１）において、概略的な構成図及び等価回路図である。
【図３】本発明に係る電力システムの従来例（２）において、概略的な構成図及び等価回路図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…外部電源、２…需要家設備、３…外部電源系統、４…受電部、５…母線、６…負荷設備、７…発電設備、１０，２０…限流リアクトル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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