(57)【要約】【課題】過大な横流が流れるのを防止することが可能なループ切替システムを提供する。【解決手段】このループ切替システムでは、電力系統の連係開閉器７、複数の区分開閉器１１〜１６、通信用子局２１〜２７、通信回線２８、および中央制御装置２９を使用するとともに、高圧配電線５，６間にループ切換装置８を接続する。中央制御装置２９は、開閉装置７，１１〜１６の電圧検出器３１，３２の検出結果に基づいて動作し、ループ切替動作時は、たとえば区間６ｃ，６ｄに供給する電圧を交流電源２の出力電圧から交流電源１の出力電圧に切替え、ループ切り戻し動作時は、区間６ｃ，６ｄに供給する電圧を交流電源１の出力電圧から交流電源２の出力電圧に切り戻す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方端子が第１の商用交流電源からの第１の交流電圧を受け、他方端子が配電線区間の一方端に接続され、前記第１の交流電圧を前記配電線区間に供給するときに導通状態にされる第１の開閉器と、
一方端子が第２の商用交流電源からの第２の交流電圧を受け、他方端子が前記配電線区間の他方端に接続され、前記第２の交流電圧を前記配電線区間に供給するときに導通状態にされる第２の開閉器と、
前記第１または第２の交流電圧によって駆動され、電圧値および位相の制御が可能な第３の交流電圧を出力する電力変換器と、
一方端子が前記第３の交流電圧を受け、他方端子が前記配電線区間に接続されるスイッチと、
前記第１の交流電圧、前記第２の交流電圧、および前記配電線区間の交流電圧に基づいて前記第１の開閉器、前記第２の開閉器、前記電力変換器、および前記スイッチの各々を制御し、ループ切替動作時は、前記配電線区間に供給する電圧を前記第２の交流電圧から前記第１の交流電圧に切替え、ループ切り戻し動作時は、前記配電線区間に供給する電圧を前記第１の交流電圧から前記第２の交流電圧に切り戻す中央制御装置とを備える、ループ切替システム。
【請求項２】
前記中央制御装置は、
前記ループ切替動作時は、前記第３の交流電圧の電圧値および位相が前記配電線区間の交流電圧に一致するように前記電力変換器を制御し、前記スイッチを導通させ、前記第２の開閉器を非導通状態にした後、前記第３の交流電圧の電圧値および位相が前記第１の交流電圧に一致するように前記電力変換器を制御し、前記第１の開閉器を導通させ、前記スイッチを非導通にし、
前記ループ切り戻し動作時は、前記第３の交流電圧の電圧値および位相が前記配電線区間の交流電圧に一致するように前記電力変換器を制御し、前記スイッチを導通させ、前記第１の開閉器を非導通状態にした後、前記第３の交流電圧の電圧値および位相が前記第２の交流電圧に一致するように前記電力変換器を制御し、前記第２の開閉器を導通させ、前記スイッチを非導通にする、請求項１に記載のループ切替システム。
【請求項３】
前記電力変換器は前記第１の交流電圧によって駆動され、
前記スイッチの他方端子は前記配電線区間の一方端に接続され、
前記配電線区間の交流電圧は前記配電線区間の一方端の交流電圧である、請求項２に記載のループ切替システム。
【請求項４】
前記ループ切替動作時は、前記電力変換器は前記第１の交流電圧によって駆動され、前記スイッチの他方端子は前記配電線区間の一方端に接続され、前記配電線区間の交流電圧は前記配電線区間の一方端の交流電圧であり、
前記ループ切り戻し動作時は、前記電力変換器は前記第２の交流電圧によって駆動され、前記スイッチの他方端子は前記配電線区間の他方端に接続され、前記配電線区間の交流電圧は前記配電線区間の他方端の交流電圧である、請求項２に記載のループ切替システム。
【請求項５】
前記電力変換器および前記スイッチは２組設けられ、
前記ループ切替動作時は、前記２組のうちの第１の組の前記電力変換器が前記第１の交流電圧によって駆動され、前記第１の組の前記スイッチの他方端子は前記配電線区間の一方端に接続され、前記配電線区間の交流電圧は前記配電線区間の一方端の交流電圧であり、
前記ループ切り戻し動作時は、前記２組のうちの第２の組の前記電力変換器が前記第２の交流電圧によって駆動され、前記第２の組の前記スイッチの他方端子は前記配電線区間の他方端に接続され、前記配電線区間の交流電圧は前記配電線区間の他方端の交流電圧である、請求項２に記載のループ切替システム。
【請求項６】
さらに、前記第１の交流電圧、前記第２の交流電圧、および前記配電線区間の交流電圧の各々の瞬時値を検出する電圧検出器を備え、
前記中央制御装置は、前記電圧検出器の検出結果に基づいて前記第１の開閉器、前記第２の開閉器、前記電力変換器、および前記スイッチの各々を制御する、請求項１に記載のループ切替システム。
【請求項７】
さらに、前記第１および第２の交流電圧の各々の瞬時値を検出する電圧検出器と、
前記配電線区間に流れる電流の瞬時値を検出する電流検出器とを備え、
前記中央制御装置は、前記電圧検出器の検出値と、前記電流検出器の検出値と、予め記憶した前記配電線区間のインピーダンスとに基づいて前記配電線区間の交流電圧の瞬時値を演算し、その演算結果と前記電圧検出器の検出結果とに基づいて前記第１の開閉器、前記第２の開閉器、前記電力変換器、および前記スイッチの各々を制御する、請求項１に記載のループ切替システム。
【請求項８】
前記中央制御装置は、前記配電線区間よりも前記第２の商用交流電源側に設けられた複数の開閉器の導通／非導通を制御可能であり、かつ、前記複数の開閉器で挟まれた各配電線区間の電圧値および位相のうちの少なくともいずれか１つを受信または演算可能であり、前記ループ切替動作時および前記ループ切り戻し動作時に前記複数の開閉器のうちのいずれかの開閉器を選択し、選択した開閉器を前記第２の開閉器として制御する、請求項１に記載のループ切替システム。
【請求項９】
第１の商用交流電源に少なくとも１つの第１の開閉器を介して接続され、前記第１の商用交流電源から第１の交流電圧が供給される第１の配電線と、前記第１の配電線に第２の開閉器を介して接続され、第２の商用交流電源から第２の交流電圧が供給される第２の配電線とを有する電力系統において、前記第１の開閉器が非導通にされるとともに前記第２の開閉器が導通され、前記第１の配電線区間に前記第２の商用交流電源から前記第２の交流電圧が供給される第１の状態から、前記第１の開閉器が導通されるとともに前記第２の開閉器が非導通にされ、前記第１の配電線区間に前記第１の商用交流電源から前記第１の交流電圧が供給される第２の状態に無停電で切り替える切り戻し動作を行なうループ切替方法であって、
前記第１の開閉器が非導通にされているときに、前記第１の開閉器よりも前記第１の商用交流電源側の配電線区間における前記第１の交流電圧の電圧値および位相のうちの少なくともいずれか１つを検出する第１のステップと、
前記第１の開閉器が非導通にされているときに、前記第１のステップの検出結果に基づいて、前記第２の配電線区間の前記第２の交流電圧から、前記第１の交流電圧と同じ電圧値および位相を有する第３の交流電圧を生成し、前記第１の配電線区間に供給する第２のステップと、
前記第１の開閉器を導通させるとともに前記第２の開閉器を非導通にし、前記第１の配電線区間に前記第１の商用交流電源から前記第１の交流電圧を供給する第３のステップとを備える、ループ切替方法。
【請求項１０】
前記電力系統は、
前記第１の配電線区間よりも前記第１の商用交流電源側に設けられた複数の開閉器と、  前記複数の開閉器によって挟まれる複数の配電線区間にそれぞれ設けられ、各々が、対応する配電線区間の電圧値および位相のうちの少なくともいずれか１つを検出する複数の検出器と、
前記複数の検出器と通信可能に設けられ、前記複数の検出器の検出結果を受信する中央制御装置とを備え、
前記第１のステップでは、前記中央制御装置が前記複数の検出器のうちの少なくとも１つの検出器の検出結果を受信し、
前記第２のステップでは、前記中央制御装置によって制御される電力変換装置が前記第３の交流電圧を制御する、請求項９に記載のループ切替方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はループ切替システムおよびループ切替方法に関し、特に、配電線に供給する交流電圧を切替えるループ切替システムおよびループ切替方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、第１の負荷が第１のバンクを介して配電線に接続されるとともに、第２の負荷が第２のバンクを介して配電線に接続されている場合において、第２の負荷に電力供給を行ないながら第２のバンクの工事を行なう方法が開示されている。この方法では、電力変換器、出力スイッチ、バイパススイッチ、メモリなどを含むループ切替装置が第１および第２のバンク間に接続される。
【０００３】
まず、第２のバンクの交流電圧と同じ電圧値および位相の交流電圧を出力するように電力変換器が制御され、そのときの電圧値および位相がメモリに記憶される。次に、出力スイッチが導通されるとともに第２のバンクの開閉器が非導通にされ、電力変換器から第２の負荷に交流電力が供給される。
【０００４】
次に、電力変換器の出力交流電圧の電圧値および位相が第１のバンクの交流電圧に合わせられ、出力スイッチが非導通にされるとともにバイパススイッチが導通され、第１のバンクから第２の負荷に交流電力が供給される。これにより、第２のバンクの工事が可能になる。
【０００５】
第２のバンクの工事が終了した後、出力スイッチが導通されるとともにバイパススイッチが非導通にされ、電力変換器から第２の負荷に交流電力が供給される。次に、電力変換器の出力交流電圧の電圧値および位相がメモリに記憶した電圧値および位相に合わせられ、出力スイッチが非導通にされるとともに第２のバンクの開閉器が導通され、第２のバンクのみから第２の負荷に交流電力が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−７６１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１では、工事前にメモリが記憶した電圧値および位相の交流電圧を出力するように工事後に電力変換器を制御するので、工事前後で第２のバンクの交流電圧の電圧値および位相が変化した場合は、出力スイッチを導通させたときに第１および第２のバンク間に過大な横流が流れる恐れがある。
【０００８】
それゆえに、この発明の主たる目的は、過大な横流が流れるのを防止することが可能なループ切替システムおよびループ切替方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係るループ切替システムは、一方端子が第１の商用交流電源からの第１の交流電圧を受け、他方端子が配電線区間の一方端に接続され、第１の交流電圧を配電線区間に供給するときに導通状態にされる第１の開閉器と、一方端子が第２の商用交流電源からの第２の交流電圧を受け、他方端子が配電線区間の他方端に接続され、第２の交流電圧を配電線区間に供給するときに導通状態にされる第２の開閉器と、第１または第２の交流電圧によって駆動され、電圧値および位相の制御が可能な第３の交流電圧を出力する電力変換器と、一方端子が第３の交流電圧を受け、他方端子が配電線区間に接続されるスイッチと、第１の交流電圧、第２の交流電圧、および配電線区間の交流電圧に基づいて第１の開閉器、第２の開閉器、電力変換器、およびスイッチの各々を制御し、ループ切替動作時は、配電線区間に供給する電圧を第２の交流電圧から第１の交流電圧に切替え、ループ切り戻し動作時は、配電線区間に供給する電圧を第１の交流電圧から第２の交流電圧に切り戻す中央制御装置とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係るループ切替システムでは、中央制御装置が第１の交流電圧、第２の交流電圧、および配電線区間の交流電圧に基づいて電力変換器などを制御するので、過大な横流が流れることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１によるループ切替システムが設けられた電力系統の要部を示す回路ブロック図である。
【図２】図１に示した区分開閉器の構成を示す回路ブロック図である。
【図３】図１に示した連係開閉器の構成を示す回路ブロック図である。
【図４】図１に示したループ切替装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図１〜図４で示したループ切替システムの動作を説明するための図である。
【図６】この発明の実施の形態２によるループ切替システムが設けられた電力系統の要部を示す回路ブロック図である。
【図７】実施の形態２の変更例を示す回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[実施の形態１]
図１は、この発明の実施の形態１によるループ切替システムが設けられた電力系統の要部を示す回路ブロック図である。図１において、この電力系統は、２つの商用交流電源１，２、２つのブレーカ３，４、２つの高圧配電線５，６、連係開閉器７、ループ切替装置８、複数（図では６つ）の区分開閉器１１〜１６、複数（図では７つ）の通信用子局２１〜２７、通信回線２８、および中央制御装置２９を備える。
【００１３】
商用交流電源１は、商用周波数の交流電力を生成する。商用交流電源１で生成された交流電力は、ブレーカ３を介して高圧配電線５の一方端に供給される。ブレーカ３は、通常は導通状態にされており、たとえば高圧配電線５に過電流が流れたときに非導通にされる。
【００１４】
区分開閉器１１〜１３は、所定の間隔で高圧配電線５に分散配置されている。高圧配電線５は、区分開閉器１１〜１３によって複数（図では４つ）の区間５ａ〜５ｄに分割されている。区間５ａ〜５ｄの各々の交流電圧は、変圧器(図示せず)によって降圧されて家庭などの負荷に供給される。
【００１５】
区分開閉器１１〜１３の各々は、上流側（商用交流電源１側）の区間と下流側の区間とを電気的に接続するか切り離すとともに、上流側の区間の電圧および電流の瞬時値と下流側の区間の電圧および電流の瞬時値とを検出する。通常は、複数の区間５ａ〜５ｄは、複数の区分開閉器１１〜１３によって直列接続されて、１つの高圧配電線５を構成している。
【００１６】
同様に、商用交流電源２は、商用周波数の交流電力を生成する。商用交流電源２で生成された交流電力は、ブレーカ４を介して高圧配電線６の一方端に供給される。ブレーカ４は、通常は導通状態にされており、たとえば高圧配電線６に過電流が流れたときに非導通にされる。
【００１７】
区分開閉器１４〜１６は、所定の間隔で高圧配電線６に分散配置されている。高圧配電線６は、区分開閉器１４〜１６によって複数（図では４つ）の区間６ａ〜６ｄに分割されている。区間６ａ〜６ｄの各々の交流電圧は、変圧器(図示せず)によって降圧されて家庭などの負荷に供給される。
【００１８】
区分開閉器１４〜１６の各々は、上流側（商用交流電源２側）の区間と下流側の区間とを電気的に接続するか切り離すとともに、上流側の区間の電圧および電流の瞬時値と下流側の区間の電圧および電流の瞬時値とを検出する。通常は、複数の区間６ａ〜６ｄは、複数の区分開閉器１４〜１６によって直列接続されて、１つの高圧配電線６を構成している。
【００１９】
連係開閉器７は、高圧配電線５の他方端と高圧配電線６の他方端との間（すなわち区間５ｄと区間６ｄの間）に接続されている。連係開閉器７は、高圧配電線５と高圧配電線６（すなわち区間５ｄと区間６ｄ）とを接続するか切り離すとともに、高圧配電線５の他方端の電圧および電流の瞬時値と高圧配電線６の他方端の電圧および電流の瞬時値とを検出する。通常は、高圧配電線５と高圧配電線６とは切り離されている。
【００２０】
ループ切替装置８は、高圧配電線５の他方端と高圧配電線６の他方端との間（すなわち区間５ｄと区間６ｄの間）に接続され、商用交流電源１から高圧配電線５を介して供給される交流電圧によって駆動され、所望の電圧値および位相の交流電圧を区間６ｄに出力する。ループ切替装置８は、後述のループ切替動作時およびループ切り戻し動作時に、区間５ｄの交流電圧と同じ電圧値および位相の交流電圧と、区間６ｄの交流電圧と同じ電圧値および位相の交流電圧と、区間６ｂの交流電圧と同じ電圧値および位相の交流電圧とのうちのいずれかの交流電圧を選択的に出力する。
【００２１】
通信用子局２１〜２７は、それぞれ区分開閉器１１〜１６および連係開閉器７に接続されるとともに、通信回線２８を介して中央制御装置２９に接続されている。通信用子局２１〜２７は、それぞれ区分開閉器１１〜１６および連係開閉器７と中央制御装置２９との間で信号の授受を行なう。
【００２２】
中央制御装置２９は、区分開閉器１１〜１６および連係開閉器７から通信用子局２１〜２６および通信回線２８を介して供給される区間５ａ〜５ｄ，６ａ〜６ｄの電圧および電流の瞬時値を示す信号に基づいて、電力系統全体を監視し、制御する。
【００２３】
また、中央制御装置２９は、通信回線２８および通信用子局２１〜２７を介して区分開閉器１１〜１６および連係開閉器７に制御信号を送信し、区分開閉器１１〜１６および連係開閉器７の各々の開閉動作を制御する。また、中央制御装置２９は、後述のループ切替動作時およびループ切り戻し動作時に、通信回線２８を介してループ切替装置８に制御信号を送信し、ループ切替装置８を制御する。
【００２４】
図２は、区分開閉器１１の構成を示す図である。図２において、区分開閉器１１は、開閉器３０、電圧検出器３１，３２、および電流検出器３３，３４を含む。開閉器３０は、対応する２つの区間５ａ，５ｂ間に接続されている。開閉器３０は、中央制御装置２９から通信回線２８および通信用子局２１を介して与えられる制御信号によって制御され、通常は導通している。
【００２５】
電圧検出器３１，３２は、それぞれ区間５ａ，５ｂの交流電圧の瞬時値（すなわち電圧値および位相）を検出し、その検出値を示す信号を通信用子局２１および通信回線２８を介して中央制御装置２９に与える。電流検出器３３，３４は、それぞれ区間５ａ，５ｂに流れる交流電流の瞬時値（すなわち電流値および位相）を検出し、その検出値を示す信号を通信用子局２１および通信回線２８を介して中央制御装置２９に与える。
【００２６】
他の区分開閉器１２〜１６の構成は、区分開閉器１１の構成と同様であるので、その説明は繰り返さない。なお、図１において区分開閉器１１〜１６の各々は、三角形のシンボルで示されている。通常は、三角形の頂点が向けられている方向に交流電力が供給される。また、黒塗りのシンボルは、開閉器３０が導通状態であることを示している。
【００２７】
図３は、連係開閉器７の構成を示す図であって、図２と対比される図である。図３において、連係開閉器７は、開閉器３５、電圧検出器３１，３２、および電流検出器３３，３４を含む。開閉器３５は、高圧配電線５，６の他方端の間（すなわち区間５ｄ，６ｄの間）に接続されている。開閉器３５は、中央制御装置２９から通信回線２８および通信用子局２７を介して与えられる制御信号によって制御され、通常は非導通にされている。
【００２８】
電圧検出器３１，３２は、それぞれ高圧配電線５，６の他方端（すなわち区間５ｄ，６ｄ）の交流電圧の瞬時値（すなわち電圧値および位相）を検出し、その検出値を示す信号を通信用子局２７および通信回線２８を介して中央制御装置２９に与える。電流検出器３３，３４は、それぞれ高圧配電線５，６の他方端（すなわち区間５ｄ，６ｄ）に流れる交流電流の瞬時値（すなわち電流値および位相）を検出し、その検出値を示す信号を通信用子局２７および通信回線２８を介して中央制御装置２９に与える。
【００２９】
なお、図１において連係開閉器７は、２本の対角線を含む長方形のシンボルで示されている。また、白塗りのシンボルは、開閉器３５が非導通状態であることを示している。
【００３０】
図４は、ループ切替装置８の構成を示すブロック図である。図４において、ループ切替装置８は、入力端子Ｔ１、出力端子Ｔ２、入力側スイッチ部４０、ＡＣ／ＤＣ変換部４１、インバータ部４２、フィルタ部４３、出力側スイッチ部４４、通信処理部４５、および出力電圧制御部４６を含む。
【００３１】
入力側スイッチ部４０、ＡＣ／ＤＣ変換部４１、インバータ部４２、フィルタ部４３、および出力側スイッチ部４４は、入力端子Ｔ１と出力端子Ｔ２の間に直列接続されている。入力端子Ｔ１は、高圧配電線５の他方端（すなわち区間５ｄ）に接続されて交流電圧を受ける。出力端子Ｔ２は、高圧配電線６の他方端（すなわち区間６ｄ）に接続される。
【００３２】
入力側スイッチ部４０は、出力電圧制御部４６によって制御され、通常は非導通状態にされ、ループ切替動作時およびループ切り戻し動作時に導通状態にされる。ＡＣ／ＤＣ変換部４１は、出力電圧制御部４６によって制御され、区間５ｄから入力端子Ｔ１および入力側スイッチ部４０を介して与えられた交流電圧を直流電圧に変換する。
【００３３】
インバータ部４２は、出力電圧制御部４６によって制御され、ＡＣ／ＤＣ変換部４１で生成された直流電圧を所望の電圧値および位相の交流電圧に変換する。インバータ部４２は、ループ切替動作時およびループ切り戻し動作時に、区間５ｄの交流電圧と同じ電圧値および位相の交流電圧と、区間６ｄの交流電圧と同じ電圧値および位相の交流電圧と、区間６ｂの交流電圧と同じ電圧値および位相の交流電圧とのうちのいずれかの交流電圧を選択的に出力する。
【００３４】
フィルタ部４３は、ローパスフィルタであり、インバータ部４２で生成された商用周波数の交流電圧を通過させ、インバータ部４２で発生するスイッチング周波数の信号を遮断する。出力側スイッチ部４４は、出力電圧制御部４６によって制御され、通常は非導通状態にされ、ループ切替動作時およびループ切り戻し動作時に導通状態にされる。
【００３５】
通信処理部４５は、中央制御装置２９から通信回線２８を介して与えられた制御信号を出力電圧制御部４６に与える。出力電圧制御部４６は、通信処理部４５からの制御信号に従って、入力側スイッチ部４０、ＡＣ／ＤＣ変換部４１、インバータ部４２、および出力側スイッチ部４４の各々を制御する。
【００３６】
次に、図１〜図４で示したループ切替システムのループ切替動作について説明する。初期状態では、区分開閉器１１〜１６の開閉器３０が導通し、連係開閉器７の開閉器３５が非導通にされているものとする。この場合は、商用交流電源１で生成された交流電力が高圧配電線５に供給されるとともに、商用交流電源２で生成された交流電力が高圧配電線６に供給されている。
【００３７】
この状態から、区間６ｃ，６ｄに交流電力を供給する電源を商用交流電源２から商用交流電源１に切替えるものとする。中央制御装置２９は、ループ切替装置８の入力側スイッチ部４０を導通させた後に、連係開閉器７の電圧検出器３２の検出結果に基づいてＡＣ／ＤＣ変換部４１およびインバータ部４２を制御し、区間６ｄの交流電圧と同じ電圧値および位相の交流電圧を生成させる。
【００３８】
次に、中央制御装置２９は、ＡＣ／ＤＣ変換部４１およびインバータ部４２の動作が安定した後に、出力側スイッチ部４４を導通させる。このとき、区間６ｃ，６ｄには、ループ切替装置８と商用交流電源２の両方から交流電力が供給される。次いで中央制御装置２９は、区分開閉器１５の開閉器３０を非導通にする。このとき、区間６ｃ，６ｄには、ループ切替装置８のみから交流電力が供給される。
【００３９】
次に、中央制御装置２９は、連係開閉器７の電圧検出器３１の検出結果に基づいてＡＣ／ＤＣ変換部４１およびインバータ部４２を制御し、ループ切替装置８から出力される交流電圧の電圧値および位相を徐々に変化させて、区間５ｄの交流電圧の電圧値および位相に一致させる。ループ切替装置８から出力される交流電圧の電圧値および位相が区間５ｄの交流電圧の電圧値および位相に一致したら、中央制御装置２９は、連係開閉器７の開閉器３５を導通させるとともに、ループ切替装置８の出力側スイッチ部４４を非導通にする。
【００４０】
図５では、区分開閉器１１〜１４，１６の開閉器３０が導通し、区分開閉器１５の開閉器３０が非導通になり、連係開閉器７の開閉器３５が導通している状態が示されている。この状態では、商用交流電源１で生成された交流電力が区間５ａ〜５ｄおよび区間６ｄ，６ｃに供給される。ループ切替装置８の入力側スイッチ部４０を非導通にし、ＡＣ／ＤＣ変換部４１およびインバータ部４２を非活性化させて、ループ切替動作を終了する。
【００４１】
なお、図５において連係開閉器７を示すシンボル内の２つの三角形が黒く塗られていることは、連係開閉器７の開閉器３５が導通状態であることを示している。また、区分開閉器１５を示す三角形のシンボルが白抜きにされていることは、区分開閉器１５の開閉器３０が非導通状態であることを示している。
【００４２】
この後、たとえば区分開閉器１４の開閉器３０が非導通にされ、区間６ｂへの電力供給が停止され、区間６ｂに接続された電気設備の工事が行われる。工事が終了したら、区分開閉器１４の開閉器３０が導通され、商用交流電源２から区間６ａ，６ｂに交流電力が供給される。
【００４３】
次に、区間６ｃ，６ｄに交流電力を供給する電源を商用交流電源１から商用交流電源２に切り戻すループ切り戻し動作について説明する。ループ切り戻し動作時は、中央制御装置２９は、ループ切替装置８の入力側スイッチ部４０を導通させた後に、連係開閉器７の電圧検出器３２の検出結果に基づいてＡＣ／ＤＣ変換部４１およびインバータ部４２を制御し、区間６ｄの交流電圧と同じ電圧値および位相の交流電圧を生成させる。
【００４４】
次に、中央制御装置２９は、インバータ部４２の動作が安定した後に、出力側スイッチ部４４を導通させる。このとき、区間６ｃ，６ｄには、ループ切替装置８と商用交流電源１の両方から交流電力が供給される。次いで中央制御装置２９は、連係開閉器７の開閉器３５を非導通にする。このとき、区間６ｃ，６ｄには、ループ切替装置８のみから交流電力が供給される。
【００４５】
次に、中央制御装置２９は、区分開閉器１５の電圧検出器３２の検出結果に基づいてＡＣ／ＤＣ変換部４１およびインバータ部４２を制御し、ループ切替装置８から出力される交流電圧の電圧値および位相を徐々に変化させて、区間６ｂの交流電圧の電圧値および位相に一致させる。
【００４６】
ループ切替装置８から出力される交流電圧の電圧値および位相が区間６ｂの交流電圧の電圧値および位相に一致したら、中央制御装置２９は、区分開閉器１５の開閉器３０を導通させるとともに、ループ切替装置８の出力側スイッチ部４４を非導通にする。これにより、図１で示したように、商用交流電源１で生成された交流電力が区間５ａ〜５ｄに供給されるとともに、商用交流電源２で生成された交流電力が区間６ａ〜６ｄに供給される。
【００４７】
なお、このとき、ループ切替装置８から出力される交流電圧の電圧値および位相を区間６ｂの交流電圧の電圧値および位相に完全に一致させることが好ましいが、必ずしも完全に一致させる必要はなく、区分開閉器１５の開閉器３０を導通させたときに過大な横流が流れない程度に一致させればよい。
【００４８】
最後に、ループ切替装置８の入力側スイッチ部４０を非導通にし、ＡＣ／ＤＣ変換部４１およびインバータ部４２を非活性化させて、ループ切り戻し動作を終了する。
【００４９】
以上のように、本実施の形態１では、高圧配電線５，６の各々の複数個所で交流電圧の電圧値および位相を逐次検出し、その検出結果に基づいてループ切替装置８のインバータ部４２を制御する。したがって、たとえば区間６ｂの工事の前後で高圧配電線５，６の交流電圧の電圧値および位相が変化しても、ループ切替装置８から出力される交流電圧の電圧値および位相を区間６ｂの交流電圧の電圧値および位相に一致させることができる。よって、ループ切り戻し動作時に過大な横流が流れるのを防止することができる。
【００５０】
また、区分開閉器１１〜１６、連係開閉器７、通信用子局２１〜２７、および中央制御装置２９は、電力系統を監視し制御するために従来から設けられているので、ループ切替システムを低コストで設置することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態１では、区分開閉器１１〜１６および連係開閉器７の各々に電圧検出器３１，３２を設けたが、これに限るものではなく、高圧配電線５，６の各々の所定位置の電圧と、区間５ａ〜５ｄ，６ａ〜６ｄの各々のインピーダンスと、区間５ａ〜５ｄ，６ａ〜６ｄの各々の電流値とに基づいて高圧配電線５，６の各々の任意の位置の電圧を中央制御装置２９で演算してもよい。区間５ａ〜５ｄ，６ａ〜６ｄの各々のインピーダンスは、たとえば中央制御装置２９内のメモリに格納される。また、演算した電圧に基づいてループ切替装置８のインバータ部４２を制御してもよい。
【００５２】
たとえば、区間の上流側の端の電圧をＶ１とし、予め記憶した区間のインピーダンスをＺとし、その区間に流れる電流の検出値をＩとし、区間の下流側の端の電圧の検出値をＶ２とすれば、Ｖ１＝Ｖ２＋ＩＺとなる。同様に、区間の上流側の端の電圧の検出値をＶ１とし、予め記憶した区間のインピーダンスをＺとし、その区間に流れる電流の検出値をＩとし、区間の下流側の端の電圧をＶ２とすれば、Ｖ２＝Ｖ１−ＩＺとなる。この変更例では、電圧検出器３１，３２の数を減らすことができる。
【００５３】
[実施の形態２]
実施の形態１において図５を用いて説明したループ切り戻し動作時において、連係開閉器７の開閉器３５および区分開閉器１５の開閉器３０が非導通にされ、ループ切替装置８から区間６ｄ，６ｃに交流電力が供給されている場合、区間６ｄ，６ｃおよびそれらの接続された負荷によって区間６ｄ，６ｃにおいて電圧降下が発生する。このため、ループ切替装置８の出力電圧を区間６ｂの電圧に合わせても、区分開閉器１５の開閉器３０の両側の電圧は一致せず、開閉器３０を導通させたときに若干の横流が発生する。本実施の形態２では、この問題の解決が図られる。
【００５４】
図６は、この発明の実施の形態２によるループ切替システムが設けられた電力系統を示す回路ブロック図であって、図５と対比される図である。本実施の形態２のループ切替システムにおけるループ切替動作は、実施の形態１と同じである。本実施の形態２では、ループ切り戻し動作時には、図６に示すように、作業者によってループ切替装置８が連係開閉器７の位置から区分開閉器１５の位置に移動され、ループ切替装置８の入力端子Ｔ１および出力端子Ｔ２はそれぞれ区間６ｂ，６ｃに接続される。
【００５５】
中央制御装置２９は、作業者からのループ切り戻し開始指令に応答して、ループ切替装置８の入力側スイッチ部４０を導通させた後に、区分開閉器１５の電圧検出器３１の検出結果に基づいてＡＣ／ＤＣ変換部４１およびインバータ部４２を制御し、区間６ｃの交流電圧と同じ電圧値および位相の交流電圧をインバータ部４２に生成させる。
【００５６】
次に、中央制御装置２９は、インバータ部４２の動作が安定した後に、出力側スイッチ部４４を導通させる。このとき、区間６ｃ，６ｄには、ループ切替装置８と商用交流電源１の両方から交流電力が供給される。次いで中央制御装置２９は、連係開閉器７の開閉器３５を非導通にする。このとき、区間６ｃ，６ｄには、ループ切替装置８のみから交流電力が供給される。
【００５７】
次に、中央制御装置２９は、区分開閉器１５の電圧検出器３２の検出結果に基づいてＡＣ／ＤＣ変換部４１およびインバータ部４２を制御し、ループ切替装置８から出力される交流電圧の電圧値および位相を徐々に変化させて、区間６ｂの交流電圧の電圧値および位相に一致させる。
【００５８】
ループ切替装置８から出力される交流電圧の電圧値および位相が区間６ｂの交流電圧の電圧値および位相に一致したら、中央制御装置２９は、区分開閉器１５の開閉器３０を導通させるとともに、ループ切替装置８の出力側スイッチ部４４を非導通にする。これにより、図１で示したように、商用交流電源１で生成された交流電力が区間５ａ〜５ｄに供給されるとともに、商用交流電源２で生成された交流電力が区間６ａ〜６ｄに供給される。ループ切替装置８の入力側スイッチ部４０を非導通にし、ＡＣ／ＤＣ変換部４１およびインバータ部４２を非活性化させて、ループ切り戻し動作を終了する。
【００５９】
この実施の形態２では、実施の形態１と同じ効果が得られる他、ループ切り戻し動作時において区分開閉器１５の開閉器３０を導通させる前に区間６ｂと６ｃの電圧が一致しているので、区分開閉器１５の開閉器３０を導通させたときに流れる横流を実施の形態１よりも小さく抑制することができる。
【００６０】
また、図７は、本実施の形態２の変更例を示す図であって、図５および図６と対比される図である。図７を参照して、この変更例では、２つのループ切替装置８，８Ａが使用される。ループ切替装置８は、連係開閉器７と並列に設けられ、実施の形態１で説明したようにループ切替動作時に使用される。ループ切替装置８は、ループ切り戻し動作時には使用されない。ループ切替装置８Ａは、ループ切替装置８と同じ構成であり、区分開閉器１５と並列に設けられ、実施の形態２で説明したようにループ切り戻し動作時に使用される。ループ切替装置８Ａは、ループ切替動作時には使用されない。
【００６１】
この変更例では、実施の形態２と同じ効果が得られる他、ループ切替動作の終了後にループ切替装置８を移動させる手間が不要となる。
【００６２】
なお、上記実施の形態１，２では、区間６ｂを停電させるために区分開閉器１５の開閉器３０の導通／非導通を切り替える場合について説明したが、これに限るものではなく、中央制御装置２９が、停電させる区間に応じて区分開閉器１１〜１６のうちのいずれかの区分開閉器を選択し、選択した区分開閉器の開閉器３０の導通／非導通を切り替えても構わない。
【００６３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６４】
１，２  商用交流電源、３，４  ブレーカ、５，６  高圧配電線、５ａ〜５ｄ，６ａ〜６ｄ  区間、７  連係開閉器、８，８Ａ  ループ切替装置、１１〜１６  区分開閉器、２１〜２７  通信用子局、２８  通信回線、２９  中央制御装置、３０，３５  開閉器、３１，３２  電圧検出器、３３，３４  電流検出器、Ｔ１  入力端子、Ｔ２  出力端子、４０  入力側スイッチ部、４１  ＡＣ／ＤＣ変換部、４２  インバータ部、４３  フィルタ部、４４  出力側スイッチ部、４５  通信処理部、４６  出力電圧制御部。
【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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【図７】
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