(57)【要約】【課題】電圧の検出誤差の発生を回避しつつ、無駄な電力消費を防止する。【解決手段】１次側が変電所の母線２０１に接続された計器用変圧器２０５の２次側に、デジタル型継電器２０３Ｄを接続する。また、計器用変圧器２０５の２次側に、その使用負担が定格負担の一定比率（２５％）以上となるように、電力消費機器（除湿器２０７）または抵抗からなる調整負担２０６を、切換スイッチ２０８により、選択的に接続する。切換スイッチ２０８は、常には、除湿器２０７を計器用変圧器２０５の２次側に接続し、除湿器２０７で電力が消費されるようにする。これにより、無駄な電力消費を防止できる。判定制御部２０９ｂは、除湿器２０７が故障などで所定の電力消費をしなくなるとき、計器用変圧器２０５の２次側に調整負担２０６を接続するように、切換スイッチ２０８を制御する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計器用変圧器と、
上記計器用変圧器の２次側に接続され、該２次側の電圧を検出する電圧検出手段とを備える電圧検出装置であって、
調整負担と、
電力消費機器と、
上記調整負担または上記電力消費機器を選択的に上記計器用変圧器の２次側に接続する切換スイッチとをさらに備え、
上記計器用変圧器の使用負担を定格負担の一定比率以上とする
ことを特徴とする電圧検出装置。
【請求項２】
上記切換スイッチは常時は上記電力消費機器を上記計器用変圧器の２次側に接続し、
上記電力消費機器が所定の電力消費をしているか否かを判定し、該電力消費機器が該所定の電力消費をしなくなるとき、上記計器用変圧器の２次側に上記調整負担を接続するように上記切換スイッチを制御するスイッチ制御手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。
【請求項３】
上記電圧検出手段は、
上記計器用変圧器の１次側が接続される母線と送電線との間に挿入された遮断器を駆動する継電器の電圧検出部である
ことを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。
【請求項４】
計器用変圧器の使用負担を調整する方法であって、
常には上記計器用変圧器の２次側に電力消費機器を接続して該計器用変圧器の使用負担を定格負担の一定比率以上とし、
上記電力消費機器が所定の電力消費をしなくなったとき、上記計器用変圧器の２次側に調整負担を接続して該計器用変圧器の使用負担を定格負担の一定比率以上とする
ことを特徴とする計器用変圧器の使用負担調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば母線と送電線との間に挿入された遮断器を駆動する継電器における電圧検出に適用して好適な電圧検出装置および計器用変圧器の使用負担調整方法に関する。
【０００２】
詳しくは、この発明は、電力消費機器または調整負担を選択的に計器用変圧器の２次側に接続し得る構成とし、電力消費機器を接続することで調整負担が接続されることによる無駄な電力消費を防止すると共に、この電力消費機器が所定の電力消費をしなくなる場合には調整負担を接続して、計器用変圧器の使用負担が定格負担の一定比率を下回ることを回避し、電圧の検出誤差の発生を防止する電圧検出装置等に係るものである。
【背景技術】
【０００３】
図２は、変電所および送電線の要部を示している。
変電所２００の母線２０１は、遮断器２０２を介して、他の変電所とを結ぶための送電線２１０に接続されている。遮断器２０２は、送電線２１０の短絡事故または接地事故などの事故が発生した場合に、開放状態となって母線２０１を保護する。
【０００４】
この遮断器２０２の開放は保護継電器２０３により行われる。この保護継電器２０３には、母線２０１から変流器２０４によって検出された電流が供給される。また、この保護継電器２０３には、母線２０１の電圧を計器用変圧器２０５で降圧して得られた電圧が供給される。ここで、計器用変圧器２０５の１次側は母線２０１に接続され、その２次側は保護継電器２０３に接続される。
【０００５】
保護継電器２０３は、図示せずも、変流器２０４からの電流を検出する電流検出部、および計器用変圧器２０５から供給される電圧を検出する電圧検出部を有している。この保護継電器２０３は、例えば、電流が予定値以上となるとき、また電圧が予定値以下となるとき、遮断器２０２を開放状態とし、母線２０１の保護を図る。
【０００６】
従来、保護継電器２０３としてアナログ型継電器２０３Ａが用いられていた。図３は、アナログ型継電器２０３Ａの電圧検出系統を示している。計器用変圧器２０５の１次側は変電所２００の母線２０１に接続され、一方計器用変圧器２０５の２次側はアナログ型継電器２０３Ａに接続されている。アナログ型継電器２０３Ａの電圧検出部２０３ｄでは、計器用変圧器２０５の２次側に得られる電圧が検出される。なお、図３では、計器用変圧器２０５の２次側にアナログ型継電器２０３Ａのみが接続されているが、実際には、その他の機器、例えば自動復旧装置、自動同期装置なども接続されている。このことは、以下の図面においても同様である。
【０００７】
近年、アナログ型継電器２０３Ａからデジタル型継電器２０３Ｄへの取り替え工事が多くなってきている。アナログ型継電器２０３Ａが継電器の入力である電流、電圧をアナログ演算回路などを用いて処理するのに対して、デジタル型継電器２０３Ｄは継電器の入力である電流、電圧を適当な周期でサンプリングし、量子化されたデジタル量に変換し、これを予め用意されたプログラムで計算処理する。
【０００８】
ところで、計器用変圧器２０５の使用負担が定格負担の２５％〜１００％の範囲内にないと、その２次側の出力電圧に誤差が発生するおそれがある。これは、ＪＥＣ（電気規格調査会標準規格）−１２０１-1996の４６〜４７ページに、計器用変成器に関し、２５％〜１００％の使用負担で試験をして電圧の誤差がないようにすることが明記されていることによる。
【０００９】
ここで、アナログ型継電器２０３Ａの負担は例えば１００ＶＡ〜２００ＶＡであり、デジタル型継電器２０３Ｄの負担は例えば１ＶＡ以下である。そのため、アナログ型継電器２０３Ａからデジタル型継電器２０３Ｄへの取り替えが行われた場合、そのままでは計器用変圧器２０５の使用負担が定格負担の２５％を下回ることがある。そこで従来、アナログ型継電器２０３Ａからデジタル型継電器２０３Ｄへの取り替えを行った場合に、計器用変圧器２０５の２次側に調整負担を接続し、計器用変圧器２０５の使用負担を定格負担の２５％以上とすることが行われている。
【００１０】
図４は、デジタル型継電器２０３Ｄの電圧検出系統を示している。計器用変圧器２０５の１次側は変電所２００の母線２０１に接続され、その２次側にはデジタル型継電器２０３Ｄが接続されると共に、例えば抵抗器で構成される調整負担２０６が接続されている。デジタル型継電器２０３Ｄの電圧検出部２０３ｄでは計器用変圧器２０５の２次側の出力電圧が検出される。計器用変圧器２０５の２次側に調整負担２０６が接続されたことでその使用負担は定格負担の２５％以上となることから、計器用変圧器２０５の２次側の出力電圧に誤差は発生せず、電圧検出部２０３ｄでは母線２０１の電圧に対応した電圧を精度よく検出できる。
【００１１】
なお、特許文献１には、複数の機器を接続して電力量などの計量を行う場合、疑似負担回路を用いて負担を均衡に保ち誤差補償を容易にすることが記載されている。
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−１２５５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述のように計器用変圧器２０５の２次側に調整負担２０６を接続するものによれば、この調整負担２０６がただの抵抗であることから、無駄な電力消費を行っていることになる。
この発明の目的は、電圧の検出誤差の発生を回避しつつ、無駄な電力消費を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明に係る電圧検出装置は、計器用変圧器と、この計器用変圧器の２次側に接続され、その２次側の電圧を検出する電圧検出手段とを備える電圧検出装置であって、調整負担と、電力消費機器と、調整負担または電力消費機器を選択的に計器用変圧器の２次側に接続する切換スイッチとをさらに備え、計器用変圧器の使用負担を定格負担の一定比率以上とするものである。
【００１５】
また、この発明に係る計器用変圧器の使用負担調整方法は、計器用変圧器の使用負担を調整する方法であって、常には計器用変圧器の２次側に電力消費機器を接続してこの計器用変圧器の使用負担を定格負担の一定比率以上とし、電力消費機器が所定の電力消費をしなくなったとき、計器用変圧器の２次側に調整負担を接続してこの計器用変圧器の使用負担を定格負担の一定比率以上とするものである。
【００１６】
この発明においては、計器用変圧器の２次側に電圧検出手段が接続されている。この電圧検出手段は、例えば計器用変圧器の１次側が接続される母線と送電線との間に挿入される遮断器を駆動する継電器の電圧検出部などである。この計器用変圧器の２次側には、さらに、電力消費機器または調整負担が選択的に接続され、計器用変圧器の使用負担が定格負担の一定比率以上とされる。調整負担は例えば抵抗で構成される。電力消費機器は調整負担に対応した電力を消費するものであり、例えば除湿器、温度調整器などである。
【００１７】
計器用変圧器の２次側に電力消費機器を接続する場合、無駄な電力消費を防止でき、電力の有効活用を図ることができる。またこの場合、計器用変圧器の使用負担が定格負担の一定比率以上となることから、計器用変圧器の２次側の出力電圧に誤差は発生せず、電圧検出手段では計器用変圧器の１次側電圧に対応した電圧を精度よく検出でき、電圧の検出誤差の発生を回避できる。また、電力消費機器が所定の電力消費をしなくなった場合には、計器用変圧器の２次側に調整負担を接続することで、計器用変圧器の使用負担を定格負担の一定比率以上とでき、電力消費機器を接続した場合と同様に電圧の検出誤差の発生を防止できる。
【００１８】
なお、切換スイッチは常時は電力消費機器を計器用変圧器の２次側に接続するものとし、電力消費機器が所定の電力消費をしているか否かを判定し、この電力消費機器が所定の電力消費をしなくなるとき、計器用変圧器の２次側に調整負担を接続するように切換スイッチを制御するスイッチ制御手段をさらに備えるようにしてもよい。
【００１９】
これにより、電力消費機器が所定の電力消費をしている間はこの電力消費機器を計器用変圧器の２次側に接続した状態におくことができ、調整負担を接続する場合のような無駄な電力消費を防止でき、電力の有効活用を図ることができる。また、電力消費機器が故障あるいは動作終了のために所定の電力消費をしなくなった場合には、計器用変圧器の２次側に調整負担が自動的に接続され、計器用変圧器の使用負担が定格負担の一定比率を下回ること回避され、ユーザの監視業務を軽減できる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、電力消費機器または調整負担を選択的に計器用変圧器の２次側に接続し得る構成とするものであり、電力消費機器を接続することで調整負担が接続されることによる無駄な電力消費を防止でき、またこの電力消費機器が所定の電力消費をしなくなる場合には調整負担を接続して計器用変圧器の使用負担が定格負担の一定比率を下回ることを回避し、電圧の検出誤差の発生を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態としてのデジタル型継電器の電圧検出系統を示している。この図１において、図２および図４と対応する部分には同一符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００２２】
計器用変圧器２０５の１次側は変電所２００の母線２０１に接続され（図２参照）、その２次側にはデジタル型継電器２０３Ｄが接続されている。このデジタル型継電器２０３Ｄは、上述した母線２０１と送電線２１０との間に挿入された遮断器２０２を駆動する保護継電器２０３を構成している（図２参照）。
【００２３】
このデジタル型継電器２０３Ｄは、変流器２０４（図２参照）から供給される電流を検出する電流検出部（図示せず）、および計器用変圧器２０５から供給される電圧を検出する電圧検出部２０３ｄを有している。このデジタル型継電器２０３Ｄは、例えば、電流が予定値以上となるとき、また電圧が予定値以下となるとき、遮断器２０２を開放状態とし、母線２０１の保護を図る。
【００２４】
このデジタル型継電器２０３Ｄは、アナログ型継電器からデジタル継電器への取り替えに係るものである。上述したようにアナログ型継電器の負担が例えば１００ＶＡ〜２００ＶＡであるのに対し、デジタル型継電器２０３Ｄの負担は例えば１ＶＡ以下であり、アナログ型継電器をデジタル継電器２０３Ｄに単に取り替えた場合には、計器用変圧器２０５の使用負担が定格負担の一定比率、ここでは２５％を下回ることがある。
【００２５】
このように計器用変圧器２０５の使用負担が定格負担の２５％を下回る場合には、２次側の出力電圧に誤差が発生し、デジタル型継電器２０３Ｄの電圧検出部２０３ｄでは、母線２０１の電圧に対応した電圧を精度よく検出できなくなる。
【００２６】
そのため、本実施の形態においては、計器用変圧器２０５の２次側に、電力消費機器としての除湿器２０７または調整負担２０６が、切換スイッチ２０８により選択的に接続される。この場合、切換スイッチ２０８の可動端子は計器用変圧器２０５の２次側に接続され、そのａ側の固定端子は除湿器２０７に接続され、そのｂ側の固定端子は調整負担２０６に接続されている。
【００２７】
調整負担２０６は例えば抵抗で構成されている。この調整負担２０６を計器用変圧器２０５の２次側に接続することで、この調整負担２０６で所定の電力が消費され、計器用変圧器２０５の使用負担を定格負担の２５％〜１００％の範囲内に収めることができる。また、除湿器２０７を計器用変圧器２０５の２次側に接続することで、この除湿器２０７では調整負担２０６と同等の電力が消費され、計器用変圧器２０５の使用負担を定格負担の２５％〜１００％の範囲内に収めることができる。除湿器２０７としては、例えばペルチェ素子を利用した電子除湿器などを用いることができる。
【００２８】
切換スイッチ２０８は、常時はａ側に接続されており、除湿器２０７が計器用変圧器２０５の２次側に接続されている。そして、除湿器２０７の故障などにより、この除湿器２０７が所定の電力消費をしなくなるとき、切換スイッチ２０８は自動的にｂ側に接続され、除湿器２０７に代わって、調整負担２０６が計器用変圧器２０５の２次側に接続される。
【００２９】
この自動切り換え動作のために、本実施の形態においては、スイッチ制御手段としての変流器２０９ａおよび判定制御部２０９ｂを備えている。変流器２０９ａは除湿器２０７に流れる電流を検出する。判定制御部２０９ｂは、変流器２０９ａで検出された電流量に基づいて、除湿器２０７が所定の電力消費を行っているか否かを判定し、所定の電力消費を行っていないときは、可動端子がｂ側の固定端子に接続されるように切換スイッチ２０８を制御する。
【００３０】
本実施の形態では、除湿器２０７が所定の電力消費をしている間は切換スイッチ２０８はａ側に接続されたままとなり、除湿器２０７の動作が継続される。この場合、計器用変圧器２０５の２次側には切換スイッチ２０８を介して除湿器２０７が接続されているため、計器用変圧器２０５の使用負担は定格負担の２５％〜１００％の範囲に収まる。
【００３１】
したがって、計器用変圧器２０５の２次側の出力電圧に誤差が発生せず、デジタル型継電器２０３Ｄの電圧検出部２０３ｄでは母線２０１の電圧に対応した電圧を精度よく検出でき、電圧の検出誤差の発生を防止できる。また、除湿器２０７で電力が消費されるものであり、調整負担２０６を接続する場合のような無駄な電力消費を防止でき、電力の有効活用を図ることができる。
【００３２】
また、除湿器２０７が故障などで所定の電力消費をしなくなるときは、判定制御部２０９ｂの制御によって、直ちに、切換スイッチ２０８はｂ側に接続された状態となる。これにより、計器用変圧器２０５の２次側には切換スイッチ２０８を介して調整負担２０６が接続され、計器用変圧器２０５の使用負担は定格負担の２５％〜１００％の範囲に収まり、デジタル型継電器２０３Ｄの電圧検出部２０３ｄにおける電圧の検出誤差の発生を防止できる。
【００３３】
この場合、切換スイッチ２０８の切り換えが自動的に行われるので、ユーザは除湿器２０７が所定の電力消費をしていることを常に監視している必要はなく、ユーザの監視業務を軽減できる。
【００３４】
なお、上述実施の形態においては、電力消費機器として除湿器２０７を例に挙げたものであるが、これに限定されるものではない。調整負担に対応した電力を安定して消費するものであれば、その他の電力消費機器であってもよい。例えば、電力消費機器として、温度調整器、空気清浄器、変圧器から発生する音の逆音波を発生させ、変圧器騒音を低減する装置、貯水値の浄化装置、井戸水の殺菌装置、バッテリーの充電器、ＰＲ看板用発光素子などであってもよい。
【００３５】
また、上述実施の形態においては、除湿器２０７が所定の電力消費をしなくなったとき、切換スイッチ２０８を自動的に切り換えるものを示したが、この切り換えをユーザが手動で行う構成であってもよい。その場合には、変流器２０９ａおよび判定制御部２０９ｂは不要となる。
【００３６】
また、上述実施の形態においては、計器用変圧器２０５の２次側にアナログ型継電器の代わりにデジタル型継電器２０３Ｄを接続したことで、計器用変圧器２０５の使用負担が定格負担の一定比率、例えば２５％を下回る場合の例を示したが、この発明は、一般に、計器用変圧器２０５の使用負担が定格負担の一定比率を下回っていて、この使用負担を定格負担の２５％〜１００％の範囲内に収める際に適用できる。
【００３７】
また、上述実施の形態においては、電圧検出手段がデジタル継電器２０３Ｄの電圧検出部２０３ｄであるものを示したが、この電圧検出手段としてはその他の機器内の電圧検出部、あるいは単独の電圧検出器（電圧測定器）であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
この発明は、電圧の検出誤差の発生を回避しつつ、無駄な電力消費を防止できるものであり、例えば変電所の母線に計器用変圧器を介して保護継電器を接続する電圧検出系統等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施の形態としてのデジタル型継電器の電圧検出系統を示す系統図である。
【図２】変電所および送電線の要部を示す系統図である。
【図３】アナログ型継電器の電圧検出系統を示す系統図である。
【図４】従来のデジタル型継電器の電圧検出系統を示す系統図である。
【符号の説明】
【００４０】
２００・・・変電所、２０１・・・変電所の母線、２０２・・・遮断器、２０３・・・保護継電器、２０３Ｄ・・・デジタル型継電器、２０３ｄ・・・電圧検出部、２０４・・・変流器、２０５・・・計器用変圧器、２０６・・・調整負担、２０７・・・除湿器、２０８・・・切換スイッチ、２０９ａ・・・変流器、２０９ｂ・・・判定制御部、２１０・・・送電線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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