(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相３線式配電線に負荷が接続されている場合において、前記負荷の正相インピーダンスＺ1と逆相インピーダンスＺ2との比｜Ｚ1／Ｚ2｜が、
推定条件（１０≧｜Ｚ1／Ｚ2｜≧４）を満足する時に、前記負荷が三相誘導電動機であると推定することを特徴とする負荷推定方法。
【請求項２】
請求項１記載の負荷推定方法において、
比｜Ｚ1／Ｚ2｜が所定時間変化しないことを付加的な推定条件とすることを特徴とする負荷推定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三相３線式の低圧配電系統に接続された負荷が三相誘導電動機であると推定するための負荷推定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
三相誘導電動機用の三相３線式２００Ｖ系を管理運営する上で、接続負荷が三相誘導電動機であるか、それ以外の負荷であるかを正確に推定することが必要である。
従来の方法としては、動力用負荷の三相誘導電動機がバランス負荷であることに着目して負荷の電流バランスを測定し、バランスが良ければ負荷は三相誘導電動機であると推定する方法を用いていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法には次のような問題があった。
（ａ）電灯のような静止負荷をバランス良く使用されると、誤って負荷は三相誘導電動機であると誤認してしまう。
（ｂ）周知のように、三相誘導電動機の平衡（正相）分のインピーダンスＺ1（ベクトル量、以下の諸量についても同様である）は不平衡（逆相）分のインピーダンスＺ2に比べて大きいため、電圧バランスが悪化すると急激に電流バランスが悪化してしまい、三相誘導電動機が接続されているにも関わらず負荷は三相誘導電動機でないと誤認してしまう。
【０００４】
上述した問題は、従来の推定方法が単に三相負荷の電流バランスのみに着目していたことに起因するものであり、別の着眼点から三相誘導電動機を確実に同定できる方法の実現が課題として望まれていた。
そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
発明者は、三相誘導電動機の正相インピーダンスＺ1と逆相インピーダンスＺ2との比はある一定範囲内にほぼ存在し、かつ、三相電圧のバランス状態に関わらず上記比の値は一定であることに着目した。
【０００６】
雑誌「ＯＨＭ」（１９７７年１月号）掲載の論文「不平衡負荷の最近の動向と設備上の留意点」に記載されているように、一般に、三相誘導電動機における逆相インピーダンスＺ2は正相インピーダンスＺ1の２０％以下であり、正相・逆相インピーダンスの比｜Ｚ1／Ｚ2｜は５以上と言われている。
【０００７】
他方、前述のように電灯などの負荷をバランス良く使用した場合には、良く知られているようにＺ1＝Ｚ2、つまり｜Ｚ1／Ｚ2｜＝１となって上記の判定基準によれば負荷は三相誘導電動機でないと判断でき、前述の（ａ）項に述べた問題は解決される。
また、｜Ｚ1／Ｚ2｜は前述の如く電圧バランスに関係なく一定であるので、前記（ｂ）項に述べたような誤認も生じ得ない。
【０００８】
次に、単相負荷のようにバランスの悪い負荷の場合には、数式１が成立する。この数式１において、ｉ1は正相電流、ｉ2は逆相電流である。
【０００９】
【数１】
｜ｉ1｜＝｜ｉ2｜
【００１０】
数式１から、正相・逆相インピーダンスの比｜Ｚ1／Ｚ2｜は、数式２のようになる。ただし、Ｖ1は正相電圧、Ｖ2は逆相電圧である。
【００１１】
【数２】
｜Ｚ1／Ｚ2｜＝｜（Ｖ1／ｉ1）／（Ｖ2／ｉ2）｜＝｜Ｖ1／Ｖ2｜
【００１２】
前記雑誌「ＯＨＭ」の論文によれば、通常、Ｖ2はＶ1の３％以下なので、数式２から、単相負荷時の｜Ｚ1／Ｚ2｜は３３を超える。
従って、前述した三相平衡負荷時の｜Ｚ1／Ｚ2｜の下限値による制限とは逆に、上限値を適宜設定すれば、接続負荷が単相負荷等のアンバランス負荷であるという推定が可能になる。
【００１３】
このようにして、正相・逆相インピーダンスの比｜Ｚ1／Ｚ2｜を適切な範囲に設定することで、接続負荷が三相誘導電動機であると推定することができる。  ここで、｜Ｚ1／Ｚ2｜の範囲としては、前記文献によれば下限値は５であるが、余裕を勘案して下限値を４とし、上限値は、実系統での測定によれば経験的には８以下であるが、余裕を見て１０とする。従って、接続負荷が三相誘導電動機であることの推定条件は、数式３のようになる。
なお、経験的に、推定条件を８≧｜Ｚ1／Ｚ2｜≧５とすることにより、負荷をほぼ正確に三相誘導電動機と推定できることが確認されている。
【００１４】
【数３】
１０≧｜Ｚ1／Ｚ2｜≧４
【００１５】
なお、正相・逆相インピーダンスの比｜Ｚ1／Ｚ2｜が数式３に示す推定条件を満足する場合に、負荷が三相誘導電動機であることを更に確認したい場合には、比｜Ｚ1／Ｚ2｜が所定時間にわたって変化しないことを検証すれば良い。
【００１６】
すなわち、請求項１記載の発明は、三相３線式配電線に負荷が接続されている場合において、前記負荷の正相インピーダンスＺ1と逆相インピーダンスＺ2との比｜Ｚ1／Ｚ2｜が、推定条件（１０≧｜Ｚ1／Ｚ2｜≧４）を満足する時に、前記負荷が三相誘導電動機であると推定するものである。
【００１７】
請求項２記載の発明は、上記請求項１に加えて、比｜Ｚ1／Ｚ2｜が所定時間変化しないことを付加的な推定条件とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１はこの実施形態が適用されるブロック図である。図において、１０は三相３線式２００Ｖの配電線に接続された三相負荷、２１，２２は二相間の線間電圧を測定する電圧測定ケーブル、３１，３２は二相の線電流を測定する変流器、４０は入力された電圧・電流のレベル変換等を行う電圧・電流中継箱、５０は電圧・電流中継箱４０から出力されるアナログデータをディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器、６０はＡ／Ｄ変換器５０の出力データに基づいて前述した正相・逆相インピーダンスの比｜Ｚ1／Ｚ2｜を演算し、その値が所定範囲にあるか否かを判定して三相負荷１０の推定処理を実行するパソコンである。
【００１９】
この実施形態では、二相電力法に従って、電圧測定ケーブル２１，２２から二つの線間電圧Ｖab，Ｖbcを、また、変流器３１,３２から二つの線電流Ｉa,Ｉcを電圧・電流中継箱４０に取り込む。
ただし、零相電流は零と仮定するので、数式４が成立する。
【００２０】
【数４】
Ｉa＋Ｉb＋Ｉc＝０
【００２１】
図２は電圧・電流中継箱４０の構成例を示す回路図であり、分圧用抵抗及びレンジ切替スイッチを内蔵した電圧中継ユニット４１，４２と、負担抵抗及びレンジ切替スイッチを内蔵した電流中継ユニット４３，４４とを備えている。なお、電流中継ユニット４３，４４は電流／電圧変換機能も有している。
【００２２】
上記電圧・電流中継箱４０により適切なレベルに変換された線間電圧Ｖab，Ｖbc、線電流Ｉa,Ｉcは、Ａ／Ｄ変換器５０を介しディジタル信号としてパソコン６０に転送される。
パソコン６０は、以下の数式５により正相・逆相の電圧Ｖ1,Ｖ2、電流Ｉ1,Ｉ2を演算する。
【００２３】
【数５】
Ｖ1＝（Ｖab−ａ2Ｖbc）／３
Ｖ2＝（Ｖab−ａＶbc）／３
Ｉ1＝｛（１−ａ）Ｉa＋（ａ2−ａ）Ｉc｝／３
Ｉ2＝｛（１−ａ2）Ｉa＋（ａ−ａ2）Ｉc｝／３
【００２４】
ただし、数式５において、ａ＝ exp(ｊ２π／３)である。
数式５から、正相・逆相インピーダンスＺ1，Ｚ2は次のように求められる。
【００２５】
【数６】
Ｚ1＝Ｖ1／Ｉ1
Ｚ2＝Ｖ2／Ｉ2
【００２６】
パソコン６０は、上記の数式６により求めたＺ1，Ｚ2からその比の絶対値を求め、前記数式３の推定条件（１０≧｜Ｚ1／Ｚ2｜≧４）、さらに好ましくは８≧｜Ｚ1／Ｚ2｜≧５の判定を行い、これらの条件が満足される場合に図１の三相負荷１０が三相誘導電動機であると推定するものである。なお、推定結果は適宜な表示を行うか、あるいは判定信号として外部に伝送すれば良い。
また、前述の如く、上記の条件を満たす場合において、更に｜Ｚ1／Ｚ2｜が所定時間不変であることを付加的な推定条件とすることにより、推定精度を一層向上させることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、従来のように三相負荷の電流バランスを判定基準とするものではなく、電圧バランスの変化にも左右されない正相・逆相インピーダンスの比に着目した推定方法であるため、常に高精度な三相誘導電動機の推定、同定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１における電圧電流中継箱の構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
１０  三相負荷
２１，２２  電圧測定ケーブル
３１，３２  変流器
４０  電圧・電流中継箱
４１，４２  電圧中継ユニット
４３，４４  電流中継ユニット
５０  Ａ／Ｄ変換器
６０  パソコン
【図１】
0003933316.tif 000002
【図２】
0003933316.tif 000003