(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を供給する系統電力会社側から配電線を介して電力が供給され、かつ自家用発電機から主として電力を供給される自家用負荷を有する自家用発電設備であって、
系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、
分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に正逆並列接続された一対の半導体素子を介して接続された検出用負荷コンデンサと、
一対の半導体素子と検出用負荷コンデンサの接続点にスイッチを介して接続された電荷放電用抵抗と、
配電線側の第１の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第１の電流ピーク値検出器と、
自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第２の電流ピーク値検出器と、
分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、数サイクルの間は一対の半導体素子をゼロクロス点毎に交互にオン・オフさせ、その後の数サイクルの間は一対の半導体素子をオフすると共にスイッチをＯＮするよう制御するスイッチ制御回路と、
検出用負荷コンデンサに電流が流れている時における第１電流ピーク値検出器が検出した少なくとも１サイクルの電流のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値が所定の値と略同じか、或いは第２電流ピーク値検出器が検出した少なくとも１サイクルの電流のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値が所定の値より大きいときは自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とからなることを特徴とする自家用発電設備の単独運転検出装置。
【請求項２】
電力を供給する系統電力会社側から配電線を介して電力が供給され、かつ自家用発電機から主として電力を供給される自家用負荷を有する自家用発電設備であって、
系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、
分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に正逆並列接続された一対の半導体素子を介して接続された検出用負荷コンデンサと、
一対の半導体素子と検出用負荷コンデンサの接続点にスイッチを介して接続された電荷放電用抵抗と、
配電線側の第１の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第１の電流積分値検出器と、
自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第２の電流積分値検出器と、
分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、数サイクルの間は一対の半導体素子をゼロクロス点毎に交互にオン・オフさせ、その後の数サイクルの間は一対の半導体素子をオフすると共にスイッチをオンするよう制御するスイッチ制御回路と、
検出用負荷コンデンサに電流が流れている時における第１電流積分値検出器が検出した少なくとも１サイクルの電流の積分値が所定の値と略同じか、或いは第２電流積分値検出器が検出した少なくとも１サイクルの電流の積分値が所定の値より大きいときは自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とからなることを特徴とする自家用発電設備の単独運転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電力需要家に設備された自家用発電設備の単独運転検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電力を大量に消費する需要家においては、所内の電力消費を節約し、また非常停電等の発生時に所内に電力を供給するために自家用発電機を設置し、電力会社から一定の電力の供給を受けながら、自家用発電機で発生した安価な電力を所内の自家用負荷に供給する自家用発電設備が盛んに設置されつつある。
この自家用発電設備と、電力会社の電力供給側系統は、「系統連系技術用件ガイドライン」に添って安全を維持するための必要な対策が設けられ、自家用発電設備内故障や電力供給側故障等の発生時には各種の保護装置により負荷側の機器類の損失を防止し、早急な故障回復に務めている。
【０００３】
しかし、近年、電力供給側において、新エネルギー等分散型電源から余剰電力を積極的に購入するように法規が改正され、自家用発電設備においても一定の条件のもとで電力供給側への連系に応じて余剰電力の販売が可能となり、逆潮流防止装置を装備する必要がなくなりつつある。
しかしながら、自家用発電機の余剰電力を電力供給側に供給できるように逆潮流が許容された設備において、電力供給側が不健全状態にあるか否か、即ち電力会社の発電所側の遮断器が開路されているか、或いは配電線が断線しているか否かを自家用発電設備側で検出することができず、配電線の故障等により電力供給側の各遮断器が開路した状態で自家用発電設備側の連系遮断器が閉路して自家用発電設備が単独運転すると、電力供給側の故障した配電線に自家用発電機の電圧が印加されて配電線の保守点検、復旧作業等が危険となるという問題があった。
【０００４】
そこで、電力供給側が不健全状態で自家用発電設備側の連系遮断器を正確に開路して各種事故の発生を防止できるようにするために、電力供給側に連系された自家用発電設備側から電力供給側が不健全状態で自家用発電設備が単独運転していることを容易に検出できる装置が要望されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、電力供給側に連系された自家用発電設備側から電力供給側が不健全状態で自家用発電設備が単独運転していることを容易に検出でき、しかも発熱を最小限に抑え、小型化できてコストダウンが図れる自家用発電設備の単独運転検出装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る自家用発電設備の単独運転検出装置は、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に正逆並列接続された一対の半導体素子を介して接続された検出用負荷コンデンサと、一対の半導体素子と検出用負荷コンデンサの接続点にスイッチを介して接続された電荷放電用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第１の電流ピーク値検出器と、自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第２の電流ピーク値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、数サイクルの間は一対の半導体素子をゼロクロス点毎に交互にオン・オフさせ、その後の数サイクルの間は一対の半導体素子をオフすると共にスイッチをＯＮするよう制御するスイッチ制御回路と、検出用負荷コンデンサに電流が流れている時における第１電流ピーク値検出器が検出した少なくとも１サイクルの電流のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値が所定の値と略同じか、或いは第２電流ピーク値検出器が検出した少なくとも１サイクルの電流のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値が所定の値より大きいときは自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とを備えて構成されている。
【０００７】
本発明の請求項２に係る自家用発電設備の単独運転検出装置は、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に正逆並列接続された一対の半導体素子を介して接続された検出用負荷コンデンサと、一対の半導体素子と検出用負荷コンデンサの接続点にスイッチを介して接続された電荷放電用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第１の電流積分値検出器と、自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第２の電流積分値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、数サイクルの間は一対の半導体素子をゼロクロス点毎に交互にオン・オフさせ、その後の数サイクルの間は一対の半導体素子をオフすると共にスイッチをオンするよう制御するスイッチ制御回路と、検出用負荷コンデンサに電流が流れている時における第１電流積分値検出器が検出した少なくとも１サイクルの電流の積分値が所定の値と略同じか、或いは第２電流積分値検出器が検出した少なくとも１サイクルの電流の積分値が所定の値より大きいときは自家用発電設備が単独運転の場合と判定する単独運転判定部とを備えて構成されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
図１は本発明の実施形態１の自家用発電設備の単独運転検出装置の構成を示す単線結線図、図２は同単独運転検出装置の原理的な構成を示す単線結線図、図３は同単独運転検出装置の分岐線から検出用インピーダンス負荷に流れる電流の模式化した波形図、図４は同自家用発電設備の単独運転検出装置の検出用負荷コンデンサに生じる残留電荷を説明するための波形図である。
図において、１は電力を供給する系統電力会社、２は系統電力会社１から配電線３を介して電力が供給される自家用発電設備、４は系統電力会社１と配電線３との間に設けられた遮断器である。配電線３には複数の一般負荷５が接続されている。これらの一般負荷５は内部に遮断器や断路器等が接続されて地絡事故等が発生したときに各負荷を配電線３より分離して危険を防止する。
６は自家用発電設備２に設けられ、配電線３の分岐点Ｐより分岐された分岐線、７は分岐線６の分岐点Ｐ側に接続された自家用連系遮断器、８は分岐線６の端末側に接続された自家用発電機、９は自家用発電機８に分岐線６を介して接続された自家用負荷である。
【００１１】
１０、１１は分岐線６に直列に設けられた第１及び第２電流検出器（ＣＴ１、ＣＴ２）である。１２は配電線側（以下、「系統側」という）の第１電流検出器１０に流れる電流のピーク値を検出する第１電流ピーク値検出器、１３は自家用発電機８側（以下、「発電機側」という）の第２電流検出器１１に流れる電流のピーク値を検出する第２電流ピーク値検出器、１４は系統側の第１電流検出器１０に流れる電流の積分値を検出する第１電流積分値検出器、１５は発電機側の第２電流検出器１１に流れる電流の積分値を検出する第２電流積分値検出器、１６は第１及び第２電流ピーク値検出器１２、１３と第１及び第２電流積分値検出器１４、１５に接続され、これらの検出値から自家用発電設備２の単独運転を検出する単独運転判定部である。
【００１２】
２０、２１は分岐線６における第１及び第２電流検出器１０、１１の間の線路ａに正逆並列接続された一対の半導体素子であるＩＧＢＴ、２２は一端が一対のＩＧＢＴ２０、２１に接続され、他端が接地された検出用負荷コンデンサ、２３は一端が検出用負荷コンデンサ２２に接続され、他端が接地された電荷放電用抵抗、２４は一端が検出用負荷コンデンサ２２に接続され、他端が電荷放電用抵抗２３に接続されたスイッチである。
２５は分岐線６に流れる電流のゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出回路、２６はゼロクロス点検出回路２８が検出したゼロクロス点に基づいて一対のＩＧＢＴ２０、２１をオン・オフさせると共にスイッチ２４をオン・オフさせるスイッチ駆動回路である。
【００１３】
まず、本発明の実施の形態１の自家用発電設備の単独運転検出装置により自家用発電設備２の単独運転を検出できる原理の大略を図２に基づいて説明する。なお、図２において、図１と実質的に同一の構成は同一符号を付して説明を省略する。
例えば、自家用発電設備２内の自家用負荷９が必要とする電力を自家用発電機８を駆動しながら供給する。そして、自家用負荷９の電力が自家用発電機８の出力以上に必要となったら、不足する電力が系統電力会社１から自家用連系遮断器７を経由して自家用負荷９へ供給される。
又、自家用負荷９の負荷容量が減少して自家用発電機８の出力に余剰電力が発生したら、この余剰電力は自動的に自家用連系遮断器７より電力供給側である系統電力会社１側へ逆潮させて余剰電力を系統電力会社１へ販売するものである。
【００１４】
ところで、自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と系統電力会社１側と連系中に不健全な状態となり自家用発電設備２が単独運転している場合では、図２に示すように系統電力会社１側の配電線３と自家用発電機８との間に設けられた分岐線６に検出用負荷コンデンサ２２を瞬間的に投入すると、その分岐線６の系統側と発電機側とに流れる電流のピーク値がそれぞれ違うことにより、それに基づき連系されて正常な場合か単独運転の場合かを判定するようにしたものである。
ここで、系統電力会社１側と連系中に不健全な状態となり自家用発電設備２が単独運転している場合とは系統電力会社１側に故障が発生して連系遮断器４が開路されているか、或いは配電線３が断線している場合をいう。
【００１５】
自家用発電設備が系統電力会社側と連系されて健全な正常な場合に、分岐線６に流れている電流のゼロクロス点でスイッチＳをオンして検出用負荷コンデンサ２２を瞬間的に投入した時に、分岐線６の系統側と発電機側とに流れる電流を第１及び第２電流検出器１０、１１で検出すると、その電流波形は図３の（ａ）の破線で示すように、発電機側の第２電流検出器１１（ＣＴ２）が検出する電流のピーク値は少ししか変化しないが、系統側の第１電流検出器１０（ＣＴ１）が検出する電流のピーク値は大きく変化することが分かる。
これは自家用発電機８の発電電流が発電機側から系統側に流れている場合に検出用負荷コンデンサ２２を瞬間的に投入した時に、発電機側からの電流ｉｇの他に系統側からの電流ｉｋが検出用負荷コンデンサ２２に流れる込み、しかもｉｋはｉｇに比べて非常に大きいために第１電流検出器１０（ＣＴ１）が検出する電流が減少することによるためと考えられるからである。
【００１６】
次に、自家用発電設備が系統電力会社側と連系中に不健全な状態となって自家用発電設備が単独運転している場合に、分岐線６に流れている電流のゼロクロス点でスイッチ１２をオンして検出用負荷コンデンサ２２を瞬間的に投入した時に、分岐線６の系統側と発電機側とに流れる電流を第１及び第２の電流検出器１０と１１とで検出すると、その電流波形は図３の（ｂ）の破線で示すように、系統側の第１の電流検出器１０（ＣＴ１）が検出する電流のピーク値は少ししか変化しないが、発電機側の第２の電流検出器１１（ＣＴ２）が検出する電流のピーク値は大きく変化することが分かっている。
【００１７】
これは自家用発電機８の発電電流が発電機側から系統側に流れている場合に検出用負荷コンデンサ２２を瞬間的に投入した時に、今まで系統側からの電流ｉｋは流れずゼロでそのままであるが、発電機側からの電流ｉｇは検出用負荷コンデンサ２２が投入された分だけ余計に流れ込むために第２電流検出器１１（ＣＴ２）が検出する電流が増大することによるためと考えられるからである。
従って、第１電流検出器１０又は第２電流検出器１１で検出した電流のピーク値の変化を見ることにより、自家用発電設備が系統電力会社側と連系されて健全な正常な場合と系統電力会社側と連系中に不健全な状態で自家用発電設備が単独運転している場合とを判定することができる。
【００１８】
次に、本発明の実施の形態１の自家用発電設備の単独運転検出装置の動作について説明する。
まず、一対のＩＧＢＴ２０、２１がオフしている状態のままでは、分岐線６に流れている電流の一部が検出用負荷コンデンサ２２に流れることはないから、検出用負荷コンデンサ２２がないのと同じ状態となり、分岐線６に流れる電流を第１及び第２の電流検出器１０と１１で検出しても、その検出値は同じとなる。これは系統連系中の正常時や単独運転の異常時でも同じである。
【００１９】
次に、分岐線６に流れている電流の１サイクルの間に正の半サイクルが始まるゼロクロス点から正の半サイクルが終わるまでの間はＩＧＢＴ２０をオンし、ＩＧＢＴ２１をオフし、次の負の半サイクルが始まるゼロクロス点から負の半サイクルが終わるまでの間はＩＧＢＴ２０をオフし、ＩＧＢＴ２１をオンする。
そうすると、正の半サイクルの間は検出用負荷コンデンサ２２に正の電流が流れ、次の負の半サイクルの間は検出用負荷コンデンサ２２に負の電流が流れる。
このように、検出用負荷コンデンサ２２に正と負の電流が流れる時における分岐線６に流れる電流の変化を第１電流検出器１０又は第２電流検出器１１で検出して単独運転を検知する。
【００２０】
しかし、検出用負荷コンデンサ２２に正と負の電流を流した場合、正の半サイクルの電流と負の半サイクルの電流が全く等しいときには検出用負荷コンデンサ２２に残留電荷が残ることはないが、正確には正の半サイクルの電流と負の半サイクルの電流が全く等しいということはなく、いずれかの電流分が多いのが通例であるため、検出用負荷コンデンサ２２に残留電荷が残ることになる。
従って、数サイクルにわたって検出用負荷コンデンサ２２に正と負の電流を流していくと、次第に検出用負荷コンデンサ２２に残留電荷が溜まっていき、検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れなくなる事態が生じる。
そこで、数サイクルにわたって検出用負荷コンデンサ２２に正と負の電流を流した後に、検出用負荷コンデンサ２２に溜まった残留電荷を除去する必要が生じる。
このため、例えば１秒間のうち、初めの数サイクルは検出用負荷コンデンサ２２に正と負の電流を流し、次の数サイクルは検出用負荷コンデンサ２２に溜まった残留電荷を除去し、これらを１秒間に３〜５回の設定回数り返し、設定した回数を連続して検知した場合に単独運転と判定して異常信号を出す。
【００２１】
以上の動作を図１に基づいて詳細に説明する。
スイッチ駆動回路２６はゼロクロス点検出回路２５からのゼロクロス点検出信号を受けている。
そこで、スイッチ駆動回路２６は例えば１秒間のうち、分岐線６に流れている電流の１サイクルの間に正の半サイクルが始まるゼロクロス点から正の半サイクルが終わるまでの間はＩＧＢＴ２０をオンし、ＩＧＢＴ２１をオフし、次の負の半サイクルが始まるゼロクロス点から負の半サイクルが終わるまでの間はＩＧＢＴ２０をオフし、ＩＧＢＴ２１をオンする。
そうすると、正の半サイクルの間は検出用負荷コンデンサ２２に正の電流が流れ、次の負の半サイクルの間は検出用負荷コンデンサ２２に負の電流が流れる。
そして、この時点における第１及び第２の電流検出器１０、１１が検出した電流から第１及び第２の電流ピーク値検出器１２、１３が検出した電流ピーク値と第１及び第２の電流積分値相検出器１４、１５が検出した電流の積分値は単独運転判定部１６に入力されている。
【００２２】
単独運転判定部１６では、１サイクルの間に検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れている時における第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の正又は負の半サイクルのピーク値と検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れていない時における第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の正又は負の半サイクルのピーク値とを比較し、検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れている時における第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の正又は負の半サイクルのピーク値が検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れていない時における第１の電流ピーク値検出器１２が検出した電流の正又は負の半サイクルのピーク値より減少している状態で、両ピーク値の差Ａ１が所定の値Ａ１ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができ、両ピーク値の差Ａ１が所定の値Ａ１ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができる。
【００２３】
また、１サイクルの間に検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れている時における第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流の正又は負の半サイクルのピーク値と検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れていない時における第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流の正又は負の半サイクルのピーク値とを比較し、検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れている時における第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流の正又は負の半サイクルのピーク値が検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れていない時における第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流の正又は負の半サイクルのピーク値より増大している状態で、両ピーク値の差Ａ２が所定の値Ａ２ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができ、両ピーク値の差Ａ２が所定の値Ａ２ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができる。
なお、検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れていない時における第１の電流ピーク値検出器１２と第２の電流ピーク値検出器１３が検出した電流の正又は負の半サイクルのピーク値を単独運転判定部１６に所定の基準値として記憶させておいてもよい。
【００２４】
また、単独運転判定部１６では、１サイクルの間に検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れている時における第１の電流積分値検出器１４が検出した電流の正又は負の半サイクルの電流の積分値と検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れていない時における第１の電流積分値検出器１４が検出した電流の正又は負の半サイクルの積分値とを比較し、検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れている時における第１の電流積分値検出器１４が検出した電流の正又は負の半サイクルの積分値が検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れていない時における第１の電流積分値検出器１４が検出した電流の正又は負の半サイクルの積分値より減少している状態で、両積分値の差Ａ３が所定の値Ａ３ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができ、両積分値の差Ａ３が所定の値Ａ３ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができる。
【００２５】
また、１サイクルの間に検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れている時における第２の電流積分値検出器１５が検出した電流の正又は負の半サイクルの積分値と検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れていない時における第２の電流積分値検出器１５が検出した電流の正又は負の半サイクルの積分値とを比較し、検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れている時における第２の電流積分値検出器１５が検出した電流の正又は負の半サイクルの積分値が検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れていない時における第２の電流積分値検出器１５が検出した電流の正又は負の半サイクルの積分値より増大している状態で、両積分値の差Ａ４が所定の値Ａ４ref より大きいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態となって単独運転をしている場合と判定することができ、両積分値の差Ａ４が所定の値Ａ４ref より小さいときは自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と判定することができる。
なお、検出用負荷コンデンサ２２に電流が流れていない時における第１の電流積分値検出器１１４と第２の電流積分値検出器１５が検出した電流の正又は負の半サイクルの積分値を単独運転判定部１６に予め所定の基準値として記憶させておいてもよい。
【００２６】
そして、この実施の形態１の単独運転判定部１６は、第１電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値による判定又は第２電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値による判定だけでなく、第１及び第２の電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値による判定が同じときに、或いは第１電流積分値検出器１４が検出した電流の積分値による判定又は第２電流積分値検出器１５が検出した電流の積分値による判定だけでなく、第１及び第２の電流積分値検出器１５が検出した電流の積分値による判定が同じときに、更にまた第１及び第２の電流ピーク値検出器１２、１３が検出した電流のピーク値による判定と第１及び第２電流積分値検出器１４、１５が検出した電流の積分値による判定とが同じときに、それぞれ自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系されて健全な正常な場合と、自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な異常な状態で自家用発電設備２が単独運転している場合とに分けて判定する。
【００２７】
それは、このような２つ又は３つの観点から判断した方がより正確に判定できるからである。
従って、このように自家用発電設備２が系統電力会社１側と連系中に不健全な状態で自家用発電設備２が単独運転していると判定した場合は、直ちに自家用発電設備２を系統電力会社１側から分離させ、自家用発電設備２側の機器類の損傷、或いは系統電力会社１側の配電線３の保守点検時の事故等の各種の事故の発生を防止することができる。
【００２８】
これによって、自家用発電機８は連続運転しながら設備内の自家用負荷９に電力を供給でき、故障により系統側遮断器４やその他の各遮断器が開路されて無負荷状態の電線路３に自家用発電機８等により電力が送電されることなく、安全に故障点検、復旧作業ができる。
また、配電線３の故障復旧後に直ちに系統電力会社１側の系統側遮断器４を閉路しても、自家用連系遮断器７が開路されていれば自家用発電設備２側の機器類が損傷することなく、自家用発電機８は電圧、周波数、位相等を同期検定器等で系統電力会社１側と正確に同期させた後で自家用連系遮断器７を閉路し、連系させながら自家用発電設備２を系統電力会社１側と系統連系させて通常状態に復帰
【００２９】
また、上述の如く、理論的には検出用負荷コンデンサ２２に正と負の電流を流した場合、正の半サイクルの電流と負の半サイクルの電流が全く等しいときには検出用負荷コンデンサ２２に残留電荷が残ることはないが、正確には正の半サイクルの電流と負の半サイクルの電流が全く等しいということはなく、いずれかの電流分が多いのが通例であるため、検出用負荷コンデンサ２２に残留電荷が残ることになる。
【００３０】
そこで、例えば１秒間のうち、初めは検出用負荷コンデンサ２２に電流を流すために、スイッチ駆動回路２６は分岐線６に流れている電流の１サイクルの間に正の半サイクルが始まるゼロクロス点から正の半サイクルが終わるまでの間はＩＧＢＴ２０をオンし、ＩＧＢＴ２１をオフし、次の負の半サイクルが始まるゼロクロス点から負の半サイクルが終わるまでの間はＩＧＢＴ２０をオフし、ＩＧＢＴ２１をオンすることを数サイクル繰り返す。このときはスイッチ駆動回路２６はスイッチ２４をオフしたままである。
【００３１】
しかる後に、今度はスイッチ駆動回路２６は数サイクルの間はＩＧＢＴ２０とＩＧＢＴ２１を共にオフし、スイッチ２４をオンさせる。
そうすると、検出用負荷コンデンサ２２に溜まった残留電荷は電荷放電用抵抗２３で放電されることにより、検出用負荷コンデンサ２２に溜まった残留電荷は除去されることとなる。そこで、これらを１秒間に３〜５回の設定回数り返し、設定した回数を連続して検知した場合に単独運転と判定して異常信号を出す。
なお、検出用負荷コンデンサ２２にはゼロクロス点を基準に電流が流されるので、サージ電流やアークが生じず、検出用負荷コンデンサ２２が破壊されることはない。
また、検出用負荷コンデンサ２２が消費する電力は検出用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ないために検出用負荷コンデンサ２２は検出用負荷抵抗に比べて小さいもので済み、装置全体の小型化を図ることもできる。
【００３２】
なお、上記実施の形態１では、単独運転判定部１６が第１電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値により判定又は第２電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値により判定するようにしているが、かかる電流のピーク値に基づいて平均値又は実効値を演算して求め、平均値又は実効値により判定することができることはいうまでもない。
【００３３】
また、単独運転判定部１６が第１の電流積分値検出器１４、１５が検出した電流の積分値により判定又は第２の電流積分値検出器１５が検出した電流の積分値により判定するようにしたのは、第１電流ピーク値検出器１２が検出した電流のピーク値により判定又は第２電流ピーク値検出器１３が検出した電流のピーク値により判定するのに比べて、電流の積分値であるため、誤動作が少ないことによるものである。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の請求項１によれば、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に正逆並列接続された一対の半導体素子を介して接続された検出用負荷コンデンサと、一対の半導体素子と検出用負荷コンデンサの接続点にスイッチを介して接続された電荷放電用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第１の電流ピーク値検出器と、自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流のピーク値を検出する第２の電流ピーク値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、数サイクルの間は一対の半導体素子をゼロクロス点毎に交互にオン・オフさせ、その後の数サイクルの間は一対の半導体素子をオフすると共にスイッチをＯＮするよう制御するスイッチ制御回路とを備え、単独運転判定部が検出用負荷コンデンサに電流が流れている時における第１電流ピーク値検出器が検出した少なくとも１サイクルの電流のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値が所定の値と略同じか、或いは第２電流ピーク値検出器が検出した少なくとも１サイクルの電流のピーク値又は電流のピーク値に基づく平均値或いは実効値が所定の値より大きいときは自家用発電設備が単独運転の場合と判定することができるので、自家用発電設備が単独運転していると判定した場合は直ちに自家用発電設備を系統電力会社側から分離させ、自家用発電設備側の機器類の損傷、或いは系統電力会社側の配電線の保守点検時の事故等の各種の事故の発生を防止できるという効果を有する。
また、スイッチを閉成から開成しても検出用負荷コンデンサに電荷がない状態で開成されるためにアークが生じず、検出用負荷コンデンサが破壊されることはなく、検出用負荷コンデンサが消費する電力は検出用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ないために検出用負荷コンデンサは小さいもので済み、装置全体の小型化を図ることもできるという効果がある。
【００３５】
また、スイッチ制御回路は分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、数サイクルの間は一対の半導体素子をゼロクロス点毎に交互にオン・オフさせ、その後の数サイクルの間は一対の半導体素子をオフすると共にスイッチをオンするよう制御するので、検出用負荷コンデンサにはゼロクロス点を基準に電流が流されることとなり、サージ電流やアークが生じず、検出用負荷コンデンサが破壊されることはなく、検出用負荷コンデンサに溜まった残留電荷は残留電荷放電用抵抗によって放電されるため、残留電荷の悪影響を受けることはなくなり、検出用負荷コンデンサが消費する電力は検出用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ないために検出用負荷コンデンサは小さいもので済み、装置全体の小型化を図ることもできるという効果がある。
【００３６】
本発明の請求項２によれば、系統電力会社側の配電線と自家用発電機との間に設けられた分岐線に直列に設けられた第１及び第２の電流検出器と、分岐線における第１及び第２の電流検出器の間の線路に正逆並列接続された一対の半導体素子を介して接続された検出用負荷コンデンサと、一対の半導体素子と検出用負荷コンデンサの接続点にスイッチを介して接続された電荷放電用抵抗と、配電線側の第１の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第１の電流積分値検出器と、自家用発電機側の第２の電流検出器に流れる電流の積分値を検出する第２の電流積分値検出器と、分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、数サイクルの間は一対の半導体素子をゼロクロス点毎に交互にオン・オフさせ、その後の数サイクルの間は一対の半導体素子をオフすると共にスイッチをオンするよう制御するスイッチ制御回路とを備え、単独運転判定部が検出用負荷コンデンサに電流が流れている時における第１電流積分値検出器が検出した少なくとも１サイクルの電流の積分値が所定の値と略同じか、或いは第２電流積分値検出器が検出した少なくとも１サイクルの電流の積分値が所定の値より大きいときは自家用発電設備が単独運転の場合と判定することができるので、自家用発電設備が単独運転していると判定した場合は直ちに自家用発電設備を系統電力会社側から分離させ、自家用発電設備側の機器類の損傷、或いは系統電力会社側の配電線の保守点検時の事故等の各種の事故の発生を防止できるという効果を有する。
【００３７】
また、スイッチ制御回路は分岐線に流れる電流の１秒間のサイクルのうち、数サイクルの間は一対の半導体素子をゼロクロス点毎に交互にオン・オフさせ、その後の数サイクルの間は一対の半導体素子をオフすると共にスイッチをオンするよう制御するので、検出用負荷コンデンサにはゼロクロス点を基準に電流が流されることとなり、サージ電流やアークが生じず、検出用負荷コンデンサが破壊されることはなく、検出用負荷コンデンサに溜まった残留電荷は残留電荷放電用抵抗によって放電されるため、残留電荷の悪影響を受けることはなくなり、検出用負荷コンデンサが消費する電力は検出用負荷抵抗に比べて大幅に少なくて済み、発熱も少ないために検出用負荷コンデンサは小さいもので済み、装置全体の小型化を図ることもできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の自家用発電設備の単独運転検出装置の構成を示す単線結線図である。
【図２】同単独運転検出装置の原理的構成を示す単線結線図である。
【図３】同単独運転検出装置の分岐線から検出用負荷コンデンサに流れる電流の模式化した波形図である。
【図４】同自家用発電設備の単独運転検出装置の検出用負荷コンデンサに生じる残留電荷を説明するための波形図である。
【符号の説明】
１  系統電力会社
２  自家用発電設備
３  配電線
６  分岐線
８  自家用発電機
９  自家用負荷
１０  第１電流検出器（ＣＴ１）
１１  第２電流検出器（ＣＴ２）
１２  第１電流ピーク値検出器
１３  第２電流ピーク値検出器
１４  第１電流積分値検出器
１５  第２電流積分値検出器
１６  単独運転判定部
２０  ＩＧＢＴ（半導体素子）
２１  ＩＧＢＴ（半導体素子）
２２  検出用負荷コンデンサ
２３  電荷放電用抵抗
２５  ゼロクロス点検出回路
２６  スイッチ駆動回路
【図１】
0004443792.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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