(57)【要約】【課題】２台の瞬時切替開閉器を用いた無停電電源工事において、異系統の電源の切替を行う場合は、三相動力負荷の過電流などの影響により、負荷が停止する場合があった。【解決手段】短時間放電が可能な電気二重層コンデンサ（EDLC）をエネルギー源とするインバータ電源を使用し、切替時の過渡的な電圧補償を短時間だけ行うことによって、三相負荷の乱れがなくなり動力負荷を含む場合でも負荷を停止することなく、無停電電源工事が実現可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２台の瞬時切替開閉器を用いた２系統を利用した無停電電気工事において、工事対象配電線A系にインバータ電源を接続し、系統と同位相、同振幅での連系運転確立後、Ａ系瞬時切替開閉器をＯＦＦするとともに、インバータ電源の出力をＢ系の位相、振幅と同じになるように約1秒で徐々に同期制御し、電源側と負荷側の各相の電圧値の差が５％以下になったとき、Ｂ系瞬時切替開閉器を自動投入するとともに、インバータを停止させる手段を備えたことを特徴とする無停電工事用電源装置
【請求項２】
前記インバータ電源は、エネルギー源としての電気二重層コンデンサ等の蓄電素子がインバータを介して連系変圧器に接続されていることを特徴とする無停電工事用電源装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電用の柱上変圧器の取替え工事等を行う際に、低圧負荷側である需要家に無停電で電力供給を行う、無停電工事用電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高圧配電線に接続される配電用の柱上変圧器等の取替工事等の際には、工事対象系統の低圧配電線を停電させないため、無停電で低圧配電線工事を実施する必要がある。
【０００３】
この種の工事においては、工事対象系統の低圧配電線の電源を無停電で工事対象系統の電源から、別系統の電源へ切替え，工事を行い工事完了後、その逆に切替えるため、従来は瞬時切換開閉器を用いた低圧配電線工事の電源切換装置が使用されている。又、別系統の電源が近くに無い場合は、配電工事中の工事対象戸にインバータ発電タイプの電源車（発電機車）等から給電する無停電工事用電源装置に関する提案がされている。（特開２００１−２２４１３３）
【０００４】
図５は、従来の一例で、双方向の半導体スイッチを使用した、瞬時切替開閉器２台を使用して、２系統の商用電源を切替える場合の構成である。１はA系（工事対象）商用電源系統、２はB系（健全）商用電源系統、３，４はA/B系のプライマリーカットアウトスイッチ、５は交換作業対象の柱上変圧器、６はB系の柱上変圧器、７はA系の瞬時切替開閉器、８はB系の瞬時切替開閉器、９はA系の負荷群、１０はB系の負荷群を示す。
【０００５】
図６には、７，８の瞬時切替開閉器の中身の詳細回路図を示す。１１は、過電流保護用MCCB、１２はトライアック等の双方向半導体スイッチ、１３は、電磁開閉器である。図６に示す瞬時切替開閉は、一般的に、検電機能も有していて工事を行う際には、誤接続を未然に防止することができる。
【０００６】
図５、図６を用いて、従来の動作及びその手順を説明する。A系瞬時切替開閉器７およびB系瞬時切替開閉器８は、工事を行う場合にだけ使用され、柱上等に仮設設置され、ケーブルにて接続される。Ａ，Ｂ両系統のうち一方のA系統の柱上変圧器５の取替工事を行う場合、A系統側の負荷群９への電力供給をB系統（健全）からの供給へ瞬時に切り替えて、A系統の工事中も、負荷群９に電力を安定供給している。工事終了後に負荷群９への電力供給をB系統側からA系統側に切り戻すようにしている。
【０００７】
５の柱上変圧器を交換する際の手順は、入り状態になっているA系瞬時切替開閉器７を開放し、A系から負荷群９への入力を遮断する。B系瞬時切替開閉器８が、A系負荷群電圧の無電圧を検出し１／２サイクル以内にB系瞬時切替開閉器８が投入され、B系統より、負荷群９へ電源が供給される。柱上変圧器５の交換作業が完了すると、入り状態になっているB系瞬時切替開閉器８を開放すると、A系瞬時切替開閉器７が、A系負荷群無電圧を検出し、１／２サイクル以内にA系瞬時切替開閉器７が投入されてA系の負荷群９へ電力が供給される通常の状態にもどり工事完了となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２２４１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
３相回路のモータ等、動力負荷が接続される場合で、無停電電源切替え工事を行う場合、工事場所によっては、2系統の電源で位相が異なる条件があり、このような場合には、商用系統の電源の切り替えが、商用周波数の１／２サイクル以内で行うことが出来ても、過渡的な電圧波形の乱れが発生する。そのため、エアコン用のコンプレッサー、輪転機等の動力負荷が、過電流やトルク変動により自動停止する場合があった。また、需要家によっては、１／２サイクル以内（約１０ｍｓｅｃ程度）で切り替えができるといっても、切り替え、切り戻し間のわずかな瞬停が影響する場合もあった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は上記の課題を解決するために、電気二重層コンデンサ等の蓄電素子を具備した直流をインバータで交流に変換し、連系変圧器を介して出力を行う、瞬時切替間の電圧補償用の電源を用意し、上記１／２サイクル程度のA系統からB系統への切替え時、及びＢ系統からＡ系統の切り戻し時の過渡電圧変動をなくすために、切替工事により影響を受ける配電線に接続し、系統と同位相、同振幅での連系運転確立後、Ａ系瞬時切替開閉器をＯＦＦするとともに、インバータ電源の出力をＢ系の位相、振幅と同じになるように約1秒で徐々に電圧制御し、電源側と負荷側の各相の電圧値の差が５％以下になったとき、Ｂ系瞬時切替開閉器の自動投入を行うとともに、インバータを停止させる手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記の電源装置によると、異相電源間の無停電電源工事を行う場合でも過渡的な電圧の変動がなくなるので、動力負荷のトルク変動が無く過渡過電流もほとんど流れないため安定した電圧供給を行うことが出来る。
【００１２】
又、上記構成をとることによって、双方向半導体スイッチを一般の電磁開閉器に置換えが可能となり、コストが安くなるとともに、機器のコンパクト化にもつながる。さらに上記装置においては、インバータの出力が1秒程度と短いため、蓄電部には、電気二重層コンデンサ等が使用可能になる。鉛電池を使用しなくてもいいので環境にもやさしく保守も容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明の実施例である。
【図２】図２は、切替開閉器７，８の詳細を示す図である。
【図３】図３は、本発明のフローチャート図である。
【図４】図４は、本発明のタイムチャート図である。
【図５】図５は、従来例を示した図である。
【図６】図６は、従来例の切替開閉器の詳細を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
今回の発明の無停電電源装置は、従来の瞬時切替開閉器から、双方向半導体スイッチをなくし、通常の電磁開閉器により、入り切りする切替開閉器とし、工事による停電負荷群９に、インバータ電源１４を接続し、過渡的な電源変動を無くし、動力負荷が接続される条件においても、動力負荷を止めることなく無停電電源工事を行うことが出来る。
【実施例】
【００１５】
図１、図２を用いて、本発明の構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態である。本発明は、従来の構成図５にインバータ電源１４を追加した構成としている。A系切替開閉器７と、B系切替開閉器８より、各々の電源側電圧VＡ、ＶＢと、Ａ系、Ｂ系それぞれの電磁開閉器の補助接点を入力する。切替開閉器の詳細を図２に示す。従来の切替開閉器は、双方向半導体スイッチ１２を利用した高価な機器であったが、同相／同振幅切替により一般の電磁開閉器（MC）１３に置き換えることができ、双方向半導体スイッチ１２を用いなくてもいいので、低コストかつコンパクトな切替開閉器（図２）を使用することが可能となった。
【００１６】
インバータ電源１４は、定格電力で１〜２秒程度の間、負荷に電力を供給できる蓄電素子１７を備えている。蓄電素子１７には、電気二重層コンデンサや、リチウムイオン電池等の二次電池が使用可能である。前記インバータ電源１４は、所定の制御信号入力により、三相正弦波交流を出力可能な構成となっている。インバータ電源１４は、商用電源から、無瞬断で、切り替えがおこなえるように、電源切替前は、接続されたＡ系商用電源より充電を行い同位相、同振幅で、商用電源連系モードで運転をおこなっている。
【００１７】
図３のフローチャートと図４のタイムチャートを用いて本発明の動作を説明する。Ａ系切替開閉器７を開放すると、インバータ電源１４は、商用電源連系モードから、定電圧出力モードに切替り、設定したタイマ時間（本実施例では０．１秒）経過後に、Ｂ系商用電源へ、電圧・位相を同期させる。すなわち、出力電圧振幅値をＶＡrmsから、VBrmsに、位相をＶｕAからVuBに１秒程度で変化させる。一般的に電源周波数は定格の＋−１％まで許容可能であり、６０Hzの場合では、５９．４〜６０．６Hzまでは、許容周波数範囲であるので、変動しても問題はない。A系とB系で１２０°の位相差がある場合は、１サイクルで３．６°変化させれば、１２０／３．６＝３４となる。すなわち３４サイクル（約０．５７秒）で、B系商用電源に位相同期する。
【００１８】
B系切替開閉器８は、入出力間の電圧差が許容値（本実施例では、定格電圧の５％程度）以内になれば、自動的に投入され、B系商用電源よりＡ系負荷群９への電力供給が行われる。柱上変圧器取替え工事中は、引き続きＢ系商用電源から供給が行われる。この工事中の間は、インバータを起動しておく必要がないので、インバータは、Ｂ系切替開閉器の接点信号により停止させる。工事終了後は、今度は、Ｂ系商用電源から、Ａ系商用電源へ同様な手順で、切り戻し作業を行うことによって、従来の様な過渡的な電圧乱れの発生が無くなるため、動力負荷に対して、過電流等の影響が低減される。
【符号の説明】
【００１９】
１    A系商用高圧電源
２    B系商用高圧電源
３    A系プライマリーカットアウトスイッチ
４    B系プライマリーカットアウトスイッチ
５    A系柱上変圧器
６    B系柱上変圧器
７    A系瞬時切替開閉器
８    B系瞬時切替開閉器
９    A系負荷群
１０    B系負荷群
１１    MCCB（配線遮断機）
１２    双方向半導体スイッチ
１３    MC（電磁開閉器）
１４    インバータ電源
１５    連系変圧器
１６    インバータ
１７    蓄電素子（電気二重層コンデンサなど）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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