(57)【要約】【課題】配電線に流れる商用電力の電圧変動を適正に調整する機器の稼動を簡易な制御で協調させることのできる安価な電圧制御システムおよび電圧制御装置を提供すること。【解決手段】商用電力を供給する配電線Ｄに設置されて当該設置箇所での供給電力を所望の電圧に調整する電圧制御システムであって、配電線を流れる供給電力の電圧特性を検出して電圧上昇させるＳＳＣ１００と、配電線を流れる供給電力の電圧特性を検出して電圧降下させるＳＳＲ２００と、の双方に電圧制御装置１０が通信ケーブルｄ１、ｄ２により接続されており、この電圧制御装置は、ＳＳＣやＳＳＲの表示ランプ１０３、２０３の点灯信号から稼動状況を検出して、一方の稼動時には他方に当該稼動を制限する制限信号を送出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電力を供給する配電線に設置されて当該設置箇所での供給電力を所望の電圧に調整する電圧制御システムであって、
前記配電線を流れる供給電力の電圧特性を検出する電圧検出手段と、該検出手段の電圧情報に基づいて前記供給電力電圧を上昇させる電圧上昇手段と、前記検出手段の電圧情報に基づいて前記供給電力電圧を降下させる電圧降下手段と、を備えており、
前記電圧上昇手段および前記電圧降下手段の稼動を検出する稼動検出手段と、前記電圧上昇手段または前記電圧降下手段の一方の前記稼動検出手段の稼動情報に基づいて稼動状態にない前記電圧上昇手段または前記電圧降下手段の他方に稼動を制限する信号を送出する信号送出手段と、を有することを特徴とする電圧制御システム。
【請求項２】
前記電圧上昇手段は、段階制御式コンデンサ装置により構成される一方、
前記電圧降下手段は、段階制御式リアクトル装置により構成されることを特徴とする請求項１に記載の電圧制御システム。
【請求項３】
商用電力を供給する配電線に設置されて当該供給電力が所望の電圧になるように上昇または降下させる電圧上昇装置および電圧降下装置の双方に接続される電圧制御装置であって、
前記電圧上昇装置および前記電圧降下装置の稼動状況を検出する稼動検出手段と、前記電圧上昇装置または前記電圧降下装置の一方の前記稼動検出手段の稼動情報に基づいて稼動状態にない前記電圧上昇装置または前記電圧降下装置の他方に稼動を制限する信号を送出する信号送出手段と、を有することを特徴とする電圧制御装置。
【請求項４】
段階制御式コンデンサ装置により構成される前記電圧上昇装置および段階制御式リアクトル装置により構成される前記電圧降下装置の双方に接続されることを特徴とする請求項３に記載の電圧制御装置。
【請求項５】
前記稼動検出手段は、前記電圧上昇装置および前記電圧降下装置の稼動状況を報知する報知手段を動作させる信号を受け取って該稼動状況を検出することを特徴とする請求項３または４に記載の電圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧制御システムおよび電圧制御装置に関し、詳しくは、配電線に流れる商用電力の電圧変動を適正に調整する機器の稼動を制御するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
商用電力は、一般に、配電用変電所から負荷装置を設備する家庭や工場などに供給されるが、その供給電力は変電所から離隔するほど電圧降下する傾向にある。このことから、配電線には、電圧特性を安定させて高品質な電力供給を実現するための各種制御機器を設置することが提案されており、例えば、配電線途中には、負荷時タップ切換変圧器装置（ＳＶＲ：Static Voltage Regulator）を設置するとともに、配電線の端末側には、段階制御式コンデンサ装置（ＳＳＣ：Step Switched Capacitor）を設置することで、供給電力の電圧低下を抑制することが提案されている（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
また、商用電力は、周辺の電力消費に応じて、例えば、平日の電力消費の多い時間帯には電圧降下する傾向にあるが、反対に、その電力消費設備が停止する休日には電圧上昇する傾向の場合がある。この供給電力の電圧上昇に対しては、配電線の端末側に、段階制御式リアクトル装置（ＳＳＲ：Step Switched Reactor）を設置することにより抑制することが実現されており、この段階制御式リアクトル装置は、段階制御式コンデンサ装置と共に、配電線に設置する汎用の自動電圧調整装置として、中国電機製造株式会社から市販されている。
【０００４】
このため、特許文献３には、段階制御式リアクトル装置を含めて、負荷時タップ切換変圧器装置や段階制御式コンデンサ装置の何れかと共に配電線に設置して、供給電力の電圧を補償する電圧制御装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１３９０２８号公報
【特許文献２】特開２００７−６６７４号公報
【特許文献３】特許第３５２５１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような特許文献１〜３の何れに記載の制御装置にあっても、複雑な検出・制御が必要であり、高価な電圧制御装置になってしまう。
【０００７】
その一方で、市販の段階制御式コンデンサ装置と段階制御式リアクトル装置は、それぞれで単独で稼動して供給電力を監視しながら自動で電圧調整することができるように構築されており、上述のように、配電線の同一箇所の端末側でも周囲の事情などに応じて電圧降下と電圧上昇の双方が生じる場合があることから、近傍に設置されることが多い。
【０００８】
ところで、これら段階制御式コンデンサ装置と段階制御式リアクトル装置は、配電線を流れる供給電力の電圧降下または電圧上昇を引き起こすように逆方向に機能することから、単に設置するだけでは、一方が稼動することにより他方が必要もないのに無駄に稼動してしまったり、また、同時に稼動してハンチング状態になってしまう可能性がある。このように頻繁に稼動すると、ガススイッチなどの構成部品が過度に消耗したり、無駄な動作音が騒音化してしまうとともに、電圧品質も改善されない状態のまま電力供給されてしまう恐れがある。
【０００９】
このことから、このような電圧調整装置が無用に稼動しないために不感帯を整定することが行われているが、特に、段階制御式コンデンサ装置と段階制御式リアクトル装置を配電線に設置するときには、許容する電圧計の誤差範囲を決定するとともに、ハンチングの発生を防止するために、例えば、配電線を流れる６６００Ｖの供給電力が約２６０〜４６０Ｖの範囲で変動したとしても稼動しないように設定する場合がある。
【００１０】
しかるに、この不感帯の整定は難しく、最適でないと期待通りの効果を得ることができず、また、不感帯を整定する作業も経験と技術が必要であるとともに、その整定作業自体を繰り返す必要があり、さらに、その整定後にも動作状況の確認のために何度も現地に足を運ばなければならない、という問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、簡易な制御で、供給電力電圧の上昇と降下を協調して実行することのできる安価な電圧制御システムおよび電圧制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する電圧制御システムの発明は、商用電力を供給する配電線に設置されて当該設置箇所での供給電力を所望の電圧に調整する電圧制御システムであって、前記配電線を流れる供給電力の電圧特性を検出する電圧検出手段と、該検出手段の電圧情報に基づいて前記供給電力電圧を上昇させる電圧上昇手段と、前記検出手段の電圧情報に基づいて前記供給電力電圧を降下させる電圧降下手段と、を備えており、前記電圧上昇手段および前記電圧降下手段の稼動を検出する稼動検出手段と、前記電圧上昇手段または前記電圧降下手段の一方の前記稼動検出手段の稼動情報に基づいて稼動状態にない前記電圧上昇手段または前記電圧降下手段の他方に稼動を制限する信号を送出する信号送出手段と、を有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、上記課題を解決する電圧制御装置の発明は、商用電力を供給する配電線に設置されて当該供給電力が所望の電圧になるように上昇または降下させる電圧上昇装置および電圧降下装置の双方に接続される電圧制御装置であって、前記電圧上昇装置および前記電圧降下装置の稼動状況を検出する稼動検出手段と、前記電圧上昇装置または前記電圧降下装置の一方の前記稼動検出手段の稼動情報に基づいて稼動状態にない前記電圧上昇装置または前記電圧降下装置の他方に稼動を制限する信号を送出する信号送出手段と、を有することを特徴とするものである。
【００１４】
これらの発明では、配電線を流れる供給電力の電圧特性を検出した電圧情報に基づいてその供給電力電圧の上昇または降下の一方が実行されたことを検出したときには、その稼動情報に基づく制限信号が稼動状態にない側に送られて、供給電力電圧の上昇または降下の他方の実行が制限される。したがって、供給電力電圧の上昇と降下が同時に実行されてしまうことを回避することができる。
【発明の効果】
【００１５】
このように本発明によれば、供給電力電圧の上昇または降下を実行する稼動を監視するだけ、また、一方の実行中には他方の実行を制限するだけの簡易な協調制御で、無駄な稼動をなくすとともに、ハンチングの発生を効果的になくすことができ、また、不感帯の整定作業を軽減するとともにその不感帯の範囲も最適化することができる。したがって、安価な電圧制御システムや電圧制御装置を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る電圧制御装置を組み込んだ電圧制御システムの一実施形態を示す図であり、その概略全体構成を示すブロック図である。
【図２】その電圧制御装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
上記の課題解決手段の電圧制御システムを基本構成とするのに加えて、前記電圧上昇手段は、段階制御式コンデンサ装置により構成される一方、前記電圧降下手段は、段階制御式リアクトル装置により構成されるようにしても良い。
【００１８】
同様に、上記の課題解決手段の電圧制御装置を基本構成とするのに加えて、段階制御式コンデンサ装置により構成される前記電圧上昇装置および段階制御式リアクトル装置により構成される前記電圧降下装置の双方に接続されるようにしても良い。
【００１９】
これらの構成では、市販の段階制御式コンデンサ装置や段階制御式リアクトル装置を組み込んで安価に構築することができる。
【００２０】
また、この電圧制御装置の場合には、前記稼動検出手段は、前記電圧上昇装置および前記電圧降下装置の稼動状況を報知する報知手段を動作させる信号を受け取って該稼動状況を検出するようにしても良い。
【００２１】
この構成では、供給電力電圧の上昇または降下を実行している旨を報知する信号を流用してその稼動を検出することができ、より安価に構築することができる。
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１および図２は本発明に係る電圧制御装置を組み込んだ電圧制御システムの一実施形態を示す図である。
【００２３】
図１において、電圧制御システムは、例えば、変電所から遠い遠隔地の工場に、所望の電圧に調整した高品質な商用電力を供給するように、中国電機製造株式会社製の汎用の段階制御式コンデンサ装置（ＳＳＣ）１００と段階制御式リアクトル装置（ＳＳＲ）２００とが配電線Ｄに接続されて設置されているとともに、そのＳＳＣ１００とＳＳＲ２００の双方に電圧制御装置１０を接続して構築されている。
【００２４】
ＳＳＣ１００およびＳＳＲ２００は、簡単に説明すると、リレー１０１、２０１を介して接続されている本体部１０２、２０２が配電線Ｄを流れる商用電力（供給電力）の電圧特性を監視して、予め設定されている適性範囲（不感帯）から逸脱する電圧変動を検出したときに機能して所望の電圧特性に調整するようになっている。
【００２５】
例えば、ＳＳＣ１００の本体部１０２は、供給電力の電圧変動として不感帯範囲から外れる電圧低下を検出した場合にコンデンサを投入することにより所望の電圧に昇圧する一方、その供給電力が所望の適正範囲から外れるまで昇圧したときには、過剰となったコンデンサを開放することにより所望の適正範囲内に収まるように調整する。
【００２６】
同様に、ＳＳＲ２００の本体部２０２は、供給電力の電圧変動として不感帯範囲から外れる電圧上昇を検出した場合にリアクトルを投入することにより所望の電圧に降圧する一方、その供給電力が所望の適正範囲から外れるまで降圧したときには、過剰となったリアクトルを開放することにより所望の適正範囲内に収まるように調整する。
【００２７】
このとき、ＳＳＣ１００およびＳＳＲ２００は、コンデンサやリアクトルの投入量などの稼動状況を、例えば、外部から目視可能に配設されている表示ランプ（報知手段）１０３、２０３に表示出力して報知するようになっており、定期点検などする作業員が稼動状態を容易に把握することができるようになっている。すなわち、ＳＳＣ１００およびＳＳＲ２００は、電圧検出手段をそれぞれ備える電圧上昇手段・装置や電圧降下手段・装置を構成している。
【００２８】
そして、電圧制御装置１０は、配電線Ｄに接続されているＳＳＣ１００およびＳＳＲ２００のそれぞれに、その配電線Ｄに敷設されているケーブル、例えば、配電関連機器同士を接続する通信ケーブルｄ１、ｄ２を流用して接続されており、通信ケーブルｄ１は、ＳＳＣ１００およびＳＳＲ２００の表示ランプ１０３、２０３の点灯入力信号線に並列接続される一方、通信ケーブルｄ２は、ＳＳＣ１００およびＳＳＲ２００の本体部１０２、２０２に後述する信号を入力するように接続されている。なお、この通信ケーブルｄ１、ｄ２は、配電線Ｄには通信ケーブルが既設で余っている場合があり、安価に構築するために流用するだけであり、別途、別ケーブルを敷設してもよいことは言うまでもない。
【００２９】
この電圧制御装置１０は、図２に示すように、所定の信号を入出力可能に連結接続するインターフェース（Ｉ／Ｆ）として機能する接続端子１１ａ、１１ｂ毎に通信ケーブルｄ１、ｄ２をそれぞれ接続するようになっており、その接続端子１１ａ、１１ｂに入出力する各種信号は、信号処理部１２が通信ケーブルｄ１からの入力信号をＣＰＵなどで構築されている制御部１３で処理可能な電圧等に調整するとともに、通信ケーブルｄ２に送出する出力信号も同様にＳＳＣ１００およびＳＳＲ２００の本体部１０２、２０２で処理可能な電圧等に調整した後に出力する。
【００３０】
また、電圧制御装置１０の制御部１３は、予めＲＯＭ１４内に格納されている制御プログラムに従ってＲＡＭ１５をワークエリアとして利用しつつ書き換え可能に設定されているパラメータと比較などすることにより、判定部２１、生成部２２、送出部２３として機能するようになっている。
【００３１】
判定部２１は、通信ケーブルｄ１（信号処理部１２）を介してＳＳＣ１００やＳＳＲ２００の表示ランプ１０３、２０３を点灯・消灯する点灯信号（報知信号）を受け取ったときに、そのＳＳＣ１００やＳＳＲ２００が稼動状態または停止状態のいずれであるか判定（検出）する。すなわち、判定部２１が稼動検出手段を構成している。
【００３２】
生成部２２は、判定部２１からのＳＳＣ１００やＳＳＲ２００の稼動状態または停止状態の判定結果（稼動情報）を受け取ったときに、そのＳＳＣ１００やＳＳＲ２００の稼動を禁止する制限信号またはその禁止を解除する解除信号を生成する。
【００３３】
送出部２３は、ＳＳＣ１００またはＳＳＲ２００の一方が稼動状態になった判定結果を判定部２１から受け取ると、生成部２２の生成する制限信号をそのＳＳＣ１００またはＳＳＲ２００の他方に向けて通信ケーブルｄ２（信号処理部１２）を介して送出する一方、ＳＳＣ１００またはＳＳＲ２００の一方が稼動状態から停止状態になった判定結果を判定部２１から受け取ると、生成部２２の生成する解除信号をそのＳＳＣ１００またはＳＳＲ２００の他方に向けて通信ケーブルｄ２（信号処理部１２）を介して送出してそれぞれを待機状態にする。すなわち、送出部２３が生成部２２と共に信号送出手段を構成している。
【００３４】
したがって、例えば、ＳＳＣ１００が稼動して配電線Ｄを流れる供給電力の電圧特性を高品質に調整している際に、同時に、ＳＳＲ２００が無駄に稼動することを回避することができ、その供給電力の上昇と降下が同時に実行されることを防止することができる。このため、ＳＳＣ１００やＳＳＲ２００の内蔵するガススイッチが無闇に駆動することをなくして、消耗してしまうことや無駄な動作音の発生を回避することもできる。
【００３５】
ここで、このようにＳＳＣ１００やＳＳＲ２００を単独でそれぞれ同時稼動させることなく効果的に機能させることができるので、不感帯としては最適な範囲を設定すればよく、繰り返し足を運ぶ必要をなくして、その整定作業を軽減することができる。
【００３６】
このように本実施形態においては、市販のＳＳＣ１００とＳＳＲ２００に簡易な構成の電圧制御装置１０を組み込んで、その一方の稼動中には他方の稼動を制限するだけの簡易な協調制御を実行するだけで、ＳＳＣ１００とＳＳＲ２００の無駄な稼動をなくすとともに、ハンチングの発生を効果的になくすことができる。したがって、ＳＳＣ１００とＳＳＲ２００を効果的に機能させることができるとともに、不感帯の整定作業を軽減することができ、高品質で安価な電力供給を実現することができる。
【００３７】
本実施形態の他の態様としては、上述の実施形態では、ＳＳＣ１００、ＳＳＲ２００、電圧制御装置１０とそれぞれ独立の装置として構成されている場合を一例に説明するがこれに限るものではなく、例えば、これらの機能を一体に内蔵する電圧制御装置として構築しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。例えば、配電線で供給する電力電圧を調整する場合だけでなく、逆方向に機能する手段を備えるシステムにも適用することができ、相反する機能が同時に働かないようにすることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０……電圧制御装置      １３……制御部      ２１……判定部      ２２……生成部      ２３……送出部      １０３、２０３……表示ランプ      １００……段階制御式コンデンサ装置（ＳＳＣ）      ２００……段階制御式リアクトル装置（ＳＳＲ）      Ｄ……配電線      ｄ１、ｄ２……通信ケーブル
【図１】
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【図２】
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