(57)【要約】【課題】非常事態の対応に適した直流電源設備を提供すること。【解決手段】負荷に直流電力を供給するための第１蓄電器及び前記第１蓄電器と前記負荷との間に設けられて、予め定められた第１の条件が成立した場合に前記第１蓄電器から前記負荷に直流電力を供給する第１の開閉器を有する第１の直流電源設備と、前記負荷に直流電力を供給する少なくとも１つの第２蓄電器を備える第２の直流電源設備と、前記第２の直流電源設備と前記負荷との間に設けられて、前記第１の条件が成立した後、かつ予め定められた第２の条件が成立した後に、前記第２蓄電器から前記負荷に直流電力を供給する、遠隔操作可能な第２の開閉器を有する切替装置と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に直流電力を供給するための第１蓄電器及び前記第１蓄電器と前記負荷との間に設けられて、予め定められた第１の条件が成立した場合に前記第１蓄電器から前記負荷に直流電力を供給する第１の開閉器を有する第１の直流電源設備と、
前記負荷に直流電力を供給する少なくとも１つの第２蓄電器を備える第２の直流電源設備と、
前記第２の直流電源設備と前記負荷との間に設けられて、前記第１の条件が成立した後、かつ予め定められた第２の条件が成立した後に、前記第２蓄電器から前記負荷に直流電力を供給する、遠隔操作可能な第２の開閉器を有する切替装置と、
を含む、直流電源設備。
【請求項２】
前記第２の条件が成立した場合、
前記第２の開閉器を閉じてから、前記第１の開閉器を開く、請求項１に記載の直流電源設備。
【請求項３】
前記切替装置は、
前記第２の直流電源設備に前記第２蓄電器が複数設けられている場合、前記第２蓄電器のそれぞれに前記第２の開閉器が複数設けられ、前記負荷に直流電力を供給している第２蓄電器の容量が所定の閾値よりも低下した場合、前記負荷に前記直流電力を供給する対象を、容量が前記所定の閾値以上の他の第２蓄電器に切り替え、
この切り替え動作においては、容量が所定の閾値以上の前記第２蓄電器と前記負荷との間に設けられた前記第２の開閉器を閉じてから、容量が所定の閾値未満の前記第２蓄電器と前記負荷との間に設けられた前記第２の開閉器を開く、請求項１又は請求項２に記載の直流電源設備。
【請求項４】
前記第２の開閉器は、遠隔箇所から電動機によって開閉される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の直流電源設備。
【請求項５】
前記第１の開閉器は、遠隔箇所から電動機によって開閉される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の直流電源設備。
【請求項６】
前記遠隔操作は、中央操作室を含む複数の地点から行うことができ、かつ操作地点に優先順位が設定されており、前記中央操作室からの操作が不可能と判断された後に別個の地点から操作することが可能となる、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の直流電源設備。
【請求項７】
前記第１の直流電源設備を複数備えており、前記第２蓄電器とそれぞれの前記第１の直流電源設備が直流電力を供給する前記負荷との間には、それぞれ第３の開閉器が設けられる、
前記第３の開閉器によって、複数の前記第１の直流電源設備の負荷のうち少なくとも一つを選択できる、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の直流電源設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電プラントにおいて交流電源喪失等の非常事態に使用される直流電源設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントに設置されている蓄電池による直流電源設備は、交流電源喪失等の非常事態において、原子力発電プラントを安全な状態に維持するための安全系に係る機器に対して電力を供給するための非常用電源としての役割を担っている。特許文献１には、交流電源喪失等のプラント非常時における直流電源設備が電源を供給する対象となる機器のうち、プラント非常事態に作動要求がない機器を作業者が遮断することで、早期にプラント非常時の状態が解消して正常に復帰しない場合にも電源供給可能時間を延長する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１１１３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非常事態の程度により、早期にプラント非常時の状態が解消しないような場合、従来よりも長時間の電源供給が要求される。そのためには蓄電池を増設することが有効である。
【０００５】
蓄電池を増設することにより、蓄電池の設置場所が必要になるとともに、電気系統の事故時の短絡電流が大きくなり、過電流により保護継電器及び開閉器等が受ける影響が大きくなる可能性があった。また、非常事態においては、開閉器に作業者が近づくことが難しい事態も想定される。
【０００６】
本発明は、非常事態の対応に適した直流電源設備を提供することを目的とする
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、負荷に直流電力を供給するための第１蓄電器及び前記第１蓄電器と前記負荷との間に設けられて、予め定められた第１の条件が成立した場合に前記第１蓄電器から前記負荷に直流電力を供給する第１の開閉器を有する第１の直流電源設備と、前記負荷に直流電力を供給する少なくとも１つの第２蓄電器を備える第２の直流電源設備と、前記第２の直流電源設備と前記負荷との間に設けられて、前記第１の条件が成立した後、かつ予め定められた第２の条件が成立した後に、前記第２蓄電器から前記負荷に直流電力を供給する、遠隔操作可能な第２の開閉器を有する切替装置と、を含む、直流電源設備である。
【０００８】
本発明は、蓄電器を増設したことで、長時間の電源供給が可能となる。また、本発明は、負荷と蓄電器との間に設けられた開閉器に過電流が流れて、開閉器の耐久性が低下することを回避できる。このように、本発明は、非常事態の対応に適した直流電源設備を提供することができる。
【０００９】
前記第２の条件が成立した場合、前記第２の開閉器を閉じてから、前記第１の開閉器を開くことが好ましい。この手順により、蓄電器を切り替える場合には、蓄電器から負荷へ、連続して電力を供給することができる。
【００１０】
前記切替装置は、前記第２の直流電源設備に前記第２蓄電器が複数設けられている場合、前記第２蓄電器のそれぞれに前記第２の開閉器が複数設けられ、前記負荷に直流電力を供給している第２蓄電器の容量が所定の閾値よりも低下した場合、前記負荷に前記直流電力を供給する対象を、容量が前記所定の閾値以上の他の第２蓄電器に切り替え、この切り替え動作においては、容量が所定の閾値以上の前記第２蓄電器と前記負荷との間に設けられた前記第２の開閉器を閉じてから、容量が所定の閾値未満の前記第２蓄電器と前記負荷との間に設けられた前記第２の開閉器を開くことが好ましい。この手順により、複数設けられた第２蓄電器を切り替える場合、負荷に対して連続して電力を供給することができる。
【００１１】
前記第２の開閉器は、遠隔箇所から電動機によって開閉されることが好ましい。プラント非常時には、開閉器へのアクセスが困難な場合も想定されるが、遠隔から操作できれば確実に切替操作を行うことができる。
【００１２】
前記第１の開閉器は、遠隔箇所から電動機によって開閉されることが好ましい。プラント非常時には、開閉器へのアクセスが困難な場合も想定されるが、遠隔から操作できれば確実に切替操作を行うことができる。
【００１３】
前記遠隔操作は、中央操作室を含む複数の地点から行うことができ、かつ操作地点に優先順位が設定されており、前記中央操作室からの操作が不可能と判断された後に別個の地点から操作することが可能となることが好ましい。中央操作室からの操作がメインであると想定するが、プラント非常時に、外部からの遠隔操作が必要な場合も考えられる。外部からの操作が優先するのは問題があるため優先順位をつけたことで運転の安全性を確保できる。
【００１４】
前記第１の直流電源設備を複数備えており、前記第２蓄電器とそれぞれの前記第１の直流電源設備が直流電力を供給する前記負荷との間には、それぞれ第３の開閉器が設けられる、前記第３の開閉器によって、複数の前記第１の直流電源設備の負荷のうち少なくとも一つを選択できることが好ましい。直流負荷に系統がある場合に、そのすべて又はいずれかに、電力の供給を行うか否かを選択することができる。
【発明の効果】
【００１５】
非常事態の程度により、早期にプラント非常時の状態が解消しないような場合、従来よりも長時間要求される電源供給のため、蓄電池を増設しても、電気系統の事故時の短絡電流が一定以下に保ち、過電流により保護継電器及び開閉器等が受ける負荷を小さく保つことができ、かつ、非常事態において、作業者が開閉器に安全に開閉できる。このように、本発明は、非常事態の対応に適した直流電源設備を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施形態１に係る直流電源設備を示す模式図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る蓄電器の接続手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は、実施形態２に係る直流電源設備を示す模式図である。
【図４】図４は、実施形態２に係る蓄電器の接続手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施するための形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下においては、発電プラントの一例として原子力発電設備を取り上げるが、本実施形態に係る非常事態に対応する直流電源設備は原子力発電設備に限定されるものではない。本実施形態に係る直流電源設備は、原子力発電設備以外、例えば、火力発電設備の非常事態に対応する直流電源設備としても適用できる。
【００１８】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る直流電源設備１００を示す模式図である。直流電源設備１００は、発電プラントの停電等の非常事態が発生し、非常状態が比較的長時間継続する場合に、非常事態が解消するまでの間、発電設備の安全性を確保するために、直流電力を必要とする負荷３０に直流電力を供給する設備である。負荷３０は、直流電力を消費する。比較的長時間とは、例えば半日から２日程度である。
【００１９】
直流電源設備１００は、第１の直流電源設備１０と第２の直流電源設備２０と負荷３０とを含む。負荷３０は、例えば、照明、補助給水ポンプ、油ポンプ、ソレノイド弁、計測制御装置等である。
【００２０】
第１の直流電源設備１０は、交流電源をコンバータ１１で直流に変換し、第１の蓄電器としての蓄電器１２からの放電分を充電して待機すると同時に負荷３０へ給電している。サイリスタ１３は、蓄電器１２からの負荷への給電時に蓄電器側に負荷側から電力が供給されるのを防いでいる。
【００２１】
第１の直流電源設備１０は、比較的短時間の非常状態の場合に負荷３０に電源供給を行う装置として使用されるものである。コンバータ１１は、例えばダイオード、リップルフィルタ、ＩＧＢＴ、真空管、回転変流機、電動発電機、セレン整流器、セイラトロン又は水銀整流器等である。蓄電器１２は、鉛蓄電池、リチウムイオン電池、コンデンサ、等である。第１の開閉器としての開閉器１４は、気中遮断器、空気遮断器、配線用遮断器、油遮断器、磁気遮断器、ガス遮断器又は真空遮断器等である。
【００２２】
第２の直流電源設備２０は、交流電源をコンバータ２１で直流に変換し、第２蓄電器としての蓄電器２２からの放電分を充電しながら待機している。サイリスタ２３は、蓄電器２２からの負荷への給電時に蓄電器側に負荷側から電源が供給されるのを防ぐ電源ユニット２６と、切替装置としての制御盤２４とを含む。
【００２３】
第２の直流電源設備２０は、比較的長時間の非常状態の場合に、負荷３０に電力の供給を行うための非常用電源装置である。コンバータ２１は、例えばダイオード、リップルフィルタ、ＩＧＢＴ、真空管、回転変流機、電動発電機、セレン整流器、セイラトロン又は水銀整流器等である。蓄電器２２は、鉛蓄電池、リチウムイオン電池又はコンデンサ等である。制御盤２４は、気中遮断器、空気遮断器、配線用遮断器、油遮断器、磁気遮断器、ガス遮断器、真空遮断器等の、第２の開閉器としての開閉器２５を含む。電源ユニット２６は、コンバータ２１、蓄電器２２、サイリスタ２３及び開閉器２５を含み、制御盤２４により、負荷３０への接続を制御することができる。
【００２４】
第２の直流電源設備２０の制御盤２４に設けられた開閉器２５と、第１の直流電源設備１０の開閉器１４とは、中央操作室４０及びその他の地点５０から手動又は自動で遠隔操作することが可能である。操作される開閉器１４又は開閉器２５には、例えば電動機１７、電動機２７が設置されている。電動機１７は、開閉器１４の開閉を遠隔から行う動力となっており、電動機２７は、開閉器２５の開閉を遠隔から行う動力となっている。その他の地点５０は、例えば発電所の別の営業施設内にあり、遠隔地から発電機制御を行う施設である。中央操作室４０は、例えば発電所内の別地点にあり遠隔地から発電機制御を行う施設である。
【００２５】
開閉器２５及び開閉器１４の遠隔操作は、中央操作室４０を含む複数の地点から行うことができ、かつ操作地点に優先順位が設定されている。この遠隔操作は、中央操作室４０からの操作が不可能と判断された後に別個の地点から操作することが可能となる。
【００２６】
図２は、実施形態１に係る蓄電器の接続手順を示すフローチャートである。ステップＳ１０１は、直流電源設備１００の通常運転時における負荷３０への給電の処理である。直流電源設備１００の通常運転時において、交流電力は第１の直流電源設備１０のコンバータ１１によって直流電力に変換されている。変換された直流電力は負荷３０に給電される。このとき、変換された直流電力で蓄電器１２を充電しても良い。
【００２７】
ステップＳ１０２は、直流電源設備１００が交流電源の停電を検知する処理である。交流電源が停電した場合（ステップＳ１０２、Ｙｅｓ：予め定められた第１の条件が成立）、処理はステップＳ１０３に進む。交流電源が停電していなければ（ステップＳ１０２、Ｎｏ：第１の条件が不成立）、直流電源設備１００は、ステップＳ１０１及びステップＳ１０２を繰り返す。本実施形態において、作業者が交流電源の停電を判断しても良いし、交流電源が喪失（停電）した場合に蓄電器１２から自動的に負荷３０に給電される回路を第１の直流電源設備１０内に設置し、この回路が交流電源の停電を判断しても良い。作業者は、例えば中央操作室４０で交流電源の停電を判断しても良いし、その他の地点５０から遠隔で判断しても良い。
【００２８】
ステップＳ１０３は、非常状態の状況判断を行う処理である。状況判断では、蓄電器１２の容量がなくなる、すなわち０になる前に非常状態が終了するか否かが判断される。中央操作室４０又はその他の地点５０に設置してある制御装置がステップＳ１０３の状況判断をしても良いし、作業者が状況判断をしても良い。本実施形態において、蓄電器１２の容量が所定の閾値を下回る前に復電の見込みがある場合には、蓄電器１２の容量がなくなる前に非常状態が終了すると判断され、蓄電器１２の容量が所定の閾値を下回る前に復電の見込みがない場合には、蓄電器１２の容量がなくなる前に非常状態が終了すると判断される。
【００２９】
例えば、中央操作室４０の制御装置が蓄電器１２の容量がなくなる前に非常状態が終了しないと判断した場合（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０４に進む。中央操作室４０の制御装置が蓄電器１２の容量がなくなる前に非常状態が終了すると判断した場合、ステップＳ１０１からステップＳ１０３が繰り返される。
【００３０】
ステップＳ１０４は、現在利用中の蓄電器の容量から、蓄電器の切替時期を判断する処理である。ステップＳ１０４において、現在負荷に接続中の蓄電器１２又は蓄電器２２の残り容量が所定の閾値を下回った場合（ステップＳ１０４、Ｙｅｓ：予め定められた第２の条件が成立）、処理はステップＳ１０５に進む。現在負荷に接続中の蓄電器１２又は蓄電器２２の残り容量が所定の閾値以上である場合（ステップＳ１０４、Ｎｏ：第２の条件が不成立）、ステップＳ１０４に戻る。ここで、所定の閾値は、電流、電圧、温度及び給電継続時間の少なくとも一つを用いることができる。
【００３１】
ステップＳ１０５は、直流電源設備１００が、容量が十分に残っている蓄電器２２を負荷３０に接続するステップである。ステップＳ１０５において、直流電源設備１００は、第１の直流電源設備１０が備える蓄電器１２の容量が所定の閾値を下回った場合に、負荷３０へ電力を供給する蓄電器を、第２の直流電源設備２０が備える蓄電器２２に切り替える。また、すでに第２の直流電源設備２０が備える蓄電器２２が負荷３０へ電力を供給している場合、ステップＳ１０５において、直流電源設備１００は、負荷３０へ電力を供給する蓄電器を、第２の直流電源設備２０が備える他の蓄電器２２に切り替える。
【００３２】
蓄電器１２又は蓄電器２２を負荷３０に接続した状態で、単数又は複数の蓄電器２２を負荷３０に接続すると、負荷３０、負荷３０の周りの電気機器及び配線等に過大な電流が流れてしまう可能性がある。このため、本実施形態において、直流電源設備１００は、開閉器２５等を設けて負荷３０に対する蓄電器２２の接続数を制限している。一方で、接続中の蓄電器１２又は蓄電器２２の容量が失われてしまうと、負荷３０に停電が発生する可能性がある。そこで、本実施形態において、直流電源設備１００は、現在使用中の蓄電器を負荷３０から切り離す前に、容量が所定の閾値以上残っている蓄電器２２を負荷３０に接続するようにしている。このようにすることで、負荷３０の接続対象を蓄電器２２に切り替える際の電力供給の中断を回避できる。
【００３３】
負荷３０に蓄電器２２を接続するにあたって、直流電源設備１００は、切替盤２４内に設けられた開閉器２５のうち、残り容量が所定の閾値を下回っていない蓄電器２２と負荷３０との間にあるものを閉にして導通させることで、負荷３０に直流電力を給電する。直流電源設備１００は、負荷３０の接続対象を、容量が所定の閾値未満の蓄電器２２から、容量が所定の閾値以上残っている蓄電器２２に切り替えたら、処理をステップＳ１０６に進める。
【００３４】
ステップＳ１０６は、容量が所定の閾値を下回った蓄電器１２又は蓄電器２２を負荷３０から切り離す処理である。前記した通り、負荷３０への電力供給が途切れないように、容量が所定の閾値以上残っている蓄電器２２が負荷３０に接続されるが、容量が所定の閾値未満の蓄電器１２又は蓄電器２２も放電している。直流電源設備１００は、第１の直流電源設備１０の開閉器１４又は第２の直流電源設備２０の制御盤２４に設けられた開閉器２５を開にすることにより、現在負荷に接続している蓄電器１２又は蓄電器２２を負荷３０から切り離す。
【００３５】
ステップＳ１０７は、蓄電器切り替えプロセスの終了可否を判断する処理である。ステップＳ１０７において、残り容量が閾値以上の蓄電器２２が他に存在するか否かが確認される。残り容量が閾値以上の蓄電器２２が存在する場合（ステップＳ１０７、Ｎｏ）、ステップＳ１０４からステップＳ１０７が繰り返される。残り容量が閾値以上の蓄電器２２が、負荷３０に現在接続中のもの以外存在しない場合（ステップＳ１０７、Ｙｅｓ）、直流電源設備１００は蓄電器２２の切り替えを終了する。
【００３６】
ステップＳ１０７における判断は、中央操作室４０から行われても良いし、その他の地点５０から行われても良い。蓄電器の残り容量は、例えば、中央操作室４０に設置されている制御装置が判断しても良いし、作業者が判断しても良い。
【００３７】
本実施形態において、直流電源設備１００は、開閉器１４の電動機１７及び開閉器２５の電動機２７の操作が中央操作室４０等から操作されることで、制御盤２４が設置されている場所までのアクセスルートが確保できない場合でも、蓄電器２２を投入することができる。また、直流電源設備１００は蓄電器１２、蓄電器２２を順次切り替えて使用できるので、短絡電流を既設の設備の許容電流以下に抑制した状態で、蓄電器２２の数又は容量を増加させることができる。
【００３８】
（実施形態２）
図３は、実施形態２に係る直流電源設備１００ａを示す模式図である。負荷３０、３０ａの少なくとも一方は、比較的長時間の非常事態の間、直流電源が供給される必要がある。この非常事態は発電プラントの停電等のうち短時間に解消しないものである。ここでいう短時間で解消しないとは半日から２日程度までの時間がかかることをいう。
【００３９】
直流電源設備１００ａは、別の回路として独立して存在する負荷３０及び負荷３０ａとを含む。負荷３０には通常時の電力を供給する第１の電源設備１０が、負荷３０ａには通常時に電力を供給する第１の電源設備１０ａが、それぞれ設けられている。負荷３０及び負荷３０ａは、例えば、照明、補助給水ポンプ、油ポンプ、ソレノイド弁又は計測制御装置等である。
【００４０】
第１の直流電源設備１０、１０ａは、負荷３０、３０ａに供給する電源を交流から直流に変換するコンバータ１１又はコンバータ１１ａと、比較的短い停電を乗り越えるための第１の蓄電器としての蓄電器１２又は蓄電器１２ａと、電源供給時に負荷３０及び負荷３０ａから蓄電器１２又は蓄電器２２等への逆流を防ぐサイリスタ１３又はサイリスタ１３ａと、第１の直流電源設備１０及び第１の直流電源設備１０ａと負荷３０及び負荷３０ａとを接続する第１の開閉器１４又は開閉器１４ａと、を含む。
【００４１】
第１の直流電源設備１０及び第１の直流電源設備１０ａは、比較的短時間の非常状態の場合に負荷３０又は負荷３０ａに電源供給を行う装置として常用されるものである。コンバータ１１、１１ａは、例えばダイオード、リップルフィルタ、ＩＧＢＴ、真空管、回転変流機、電動発電機、セレン整流器、セイラトロン又は水銀整流器等である。蓄電器１２、１２ａは、鉛蓄電池、リチウムイオン電池又はコンデンサ等である。開閉器１４、１４ａは、気中遮断器、空気遮断器、配線用遮断器、油遮断器、磁気遮断器、ガス遮断器又は真空遮断器等である。
【００４２】
第２の直流電源設備２０ａは、電源ユニット２６、２６ａと、負荷３０、３０ａの少なくとも一方を選択し、いずれの電源ユニット２６、２６ａを選択するかを制御する切替装置としての制御盤２４ａと、を含む。それぞれの電源ユニット２６、２６ａは、交流電源を直流に変換するコンバータ２１と、通常時に蓄電しておく第２蓄電器としての蓄電器２２と、負荷３０、３０ａとの接続時に逆流を防ぐサイリスタ２３と、を含む。第２の直流電源設備２０ａは、比較的長時間の非常状態の場合に負荷３０及び負荷３０ａの少なくとも一方に電源供給を行うための非常用電源装置である。
【００４３】
コンバータ２１は、例えばダイオード、リップルフィルタ、ＩＧＢＴ、真空管、回転変流機、電動発電機、セレン整流器、セイラトロン又は水銀整流器等である。蓄電器２２は、鉛蓄電池、リチウムイオン電池又はコンデンサ等である。制御盤２４は、気中遮断器、空気遮断器、配線用遮断器、油遮断器、磁気遮断器、ガス遮断器又は真空遮断器等の開閉器２５、２５ａを第２の開閉器として備える。
【００４４】
ここで、負荷３０及び負荷３０ａの少なくとも一方への接続の切り替えは、制御盤２４ａ内に設けられた、第３の開閉器としての開閉器３１又は開閉器３１ａで行われる。開閉器３１は、電源ユニット２６と負荷３０との間に設けられ、開閉器３１ａは、電源ユニット２６ａと負荷３０ａとの間に設けられる。これらの開閉器３１及び開閉器３１ａは中央操作室４０及びその他の地点５０から手動又は自動で操作することが可能である。操作される開閉器３１と開閉器３１ａとには、それぞれ、例えば電動機２８と電動機２８ａとが取り付けられている。電動機２８は開閉器３１の開閉を遠隔から行う動力であり、電動機２８ａは開閉器３１ａの開閉を遠隔から行う動力である。
【００４５】
第１の直流電源設備１０、１０ａの開閉器１４、１４ａと、第２の直流電源設備２０ａの制御盤２４ａに設けられた開閉器２５とは、中央操作室４０及びその他の地点５０から手動又は自動で遠隔操作することが可能である。この遠隔操作は、中央操作室４０を含む複数の地点から行うことができ、かつ操作地点に優先順位が設定されており、中央操作室４０からの操作が不可能と判断された後に別個の地点から操作することが可能となる。
【００４６】
図４は、実施形態２に係る蓄電器の接続手順を示すフローチャートである。ステップＳ２０１は、直流電源設備１００ａの通常運転時における負荷３０、３０ａへの給電の処理である。交流電力はコンバータ１１及びコンバータ１１ａを用いて直流に変換される。変換された直流電力は負荷３０、３０ａに供給される。このとき、変換された直流電力は、蓄電器１２及び蓄電器１２ａを充電するため等の用途にも用いられても良い。
【００４７】
ステップＳ２０２は、交流電源の停電を判断する処理である。交流電源が停電した場合に（ステップＳ２０２、Ｙｅｓ：第１の条件が成立）、直流電源設備１００ａは、ステップＳ２０３の処理を行う。交流電源が停電していない場合（ステップＳ２０２、Ｎｏ：第１の条件が不成立）、直流電源設備１００ａは、ステップＳ２０１及びステップＳ２０２を繰り返す。本実施形態において、作業者が交流電源の停電を判断しても良いし、交流電源が喪失（停電）した場合に蓄電器１２から自動的に負荷３０、３０ａに給電される回路を第１の直流電源設備１０内に設置し、この回路が交流電源の停電を判断しても良い。停電が起きている場合、直流電源設備１００ａは、ステップＳ２０３の処理を行う。
【００４８】
ステップ２０３は、非常状態の状況判断を行う処理である。状況判断の内容は、実施形態１と同様である。例えば、中央操作室４０の制御装置が蓄電器１２又は蓄電器１２ａの容量がなくなる前に非常状態が終了しないと判断した場合（ステップＳ２０３、Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０４に進む。中央操作室４０の制御装置または作業者が蓄電器１２又は蓄電器１２ａの容量がなくなる前に非常状態が終了すると判断した場合、ステップＳ２０１からステップＳ２０３が繰り返される。
【００４９】
ステップＳ２０４は、負荷３０及び負荷３０ａの少なくとも一つのうち、どの負荷が直流電源の供給を必要としているかを選択する処理である。負荷３０のみに給電が必要な場合、ステップＳ２０５において、直流電源設備１００ａは、開閉器３１を閉じ、開閉器３１ａを開くことで負荷３０へ電力を供給する。
【００５０】
負荷３０及び負荷３０ａの双方に給電が必要な場合、ステップＳ２０６において、直流電源設備１００ａは、開閉器３１及び開閉器３１ａの双方を閉じることで、負荷３０及び、負荷３０ａへ電力を供給する。負荷３０ａのみに給電が必要な場合、ステップＳ２０７において、直流電源設備１００ａは、開閉器３１ａを閉じ、開閉器３１を開くことで負荷３０ａへ電力を供給する。
【００５１】
ここで、開閉器３１及び開閉器３１ａは、直流電源設備１００ａ側で開閉されても良いし、中央操作室４０又はその他の地点５０に設置された制御装置によって開閉されても良い。また、中央操作室４０又はその他の地点５０で、作業者に操作で開閉器３１及び開閉器３１ａが開閉されてもよい。
【００５２】
ステップＳ２０８は、現在使用中の蓄電器の容量から、蓄電器の交換時期を判断する処理である。現在負荷に接続中の蓄電器１２、１２ａ又は蓄電器２２の残り容量が所定の閾値を下回った場合（ステップＳ２０８、Ｙｅｓ：第２の条件が成立）、直流電源設備１００ａはステップ２０９の処理を行う。現在負荷に接続中の蓄電器１２、１２ａ又は蓄電器２２の残り容量が所定の閾値以上であれば（ステップＳ２０８、Ｎｏ：第２の条件が不成立）、直流電源設備１００ａはステップＳ２０８に戻る。ここで、所定の閾値は、電流、電圧、温度及び給電継続時間の少なくとも一つを用いることができる。
【００５３】
ステップ２０９は、直流電源設備１００ａが、容量が十分に残っている蓄電器２２を負荷３０及び負荷３０ａの少なくとも一方に接続するステップである。蓄電器１２、１２ａ又は蓄電器２２を負荷３０及び負荷３０ａの少なくとも一方に接続した状態で、単数又は複数の蓄電器２２を負荷３０等に接続すると、負荷３０等、負荷３０等の周りの電気機器及び配線等に過大な電流が流れてしまう可能性がある。このため、本実施形態において、直流電源設備１００ａは、開閉器２５等を設けて負荷３０に対する蓄電器２２の接続数を制限している。
【００５４】
一方で、接続中の蓄電器１２、１２ａ又は蓄電器２２の容量が失われてしまうと、負荷３０、３０ａに停電が発生する可能性がある。そこで、本実施形態において、直流電源設備１００ａは、現在使用中の蓄電器を負荷３０、３０ａから切り離す前に、容量が所定の閾値以上残っている蓄電器２２を負荷３０、３０ａに接続するようにしている。このようにすることで、負荷３０、３０ａの接続対象を蓄電器２２に切り替える際の電力供給の中断を回避できる。
【００５５】
負荷３０、３０ａに蓄電器２２を接続するにあたって、直流電源設備１００ａは、切替盤２４ａ内に設けられた開閉器２５のうち、残り容量が所定の閾値を下回っていない蓄電器２２と負荷３０、３０ａとの間にあるものを閉にして導通させることで、負荷３０、３０ａに直流電力を給電する。直流電源設備１００ａは、負荷３０、３０ａの接続対象を、容量が所定の閾値未満の蓄電器２２から、容量が所定の閾値以上残っている蓄電器２２に切り替えたら、処理をステップＳ２１０に進める。
【００５６】
ステップＳ２１０は、容量が所定の閾値を下回った蓄電器１２、１２ａ又は蓄電器２２を負荷３０、３０ａから切り離す処理である。前記した通り、負荷３０、３０ａへの電力供給が途切れないように、容量が所定の閾値以上残っている蓄電器２２が負荷３０、３０ａに接続されるが、容量が所定の閾値未満の蓄電器１２、１２ａ又は蓄電器２２も放電している。直流電源設備１００ａは、第１の直流電源設備１０の開閉器１４若しくは開閉器１４ａ又は第２の直流電源設備２０の制御盤２４に設けられた開閉器２５を開にすることにより、現在負荷に接続している蓄電器１２、１２ａ又は蓄電器２２を負荷３０、３０ａから切り離す。
【００５７】
ステップＳ２１１は、蓄電器切替えプロセスの終了可否を判断する処理である。ステップＳ２１１において、残り容量が閾値以上の蓄電器２２が他に存在するか否かが確認される。残り容量が閾値以上の蓄電器２２が存在する場合（ステップＳ２１１、Ｎｏ）、ステップＳ２０８からステップＳ２１１が繰り返される。残り容量が閾値以上の蓄電器２２が、負荷３０、３０ａに現在接続中のもの以外存在しない場合（ステップＳ２１１、Ｙｅｓ）、直流電源設備１００ａは蓄電器２２の切り替えを終了する。
【００５８】
ステップＳ２１１における判断は、中央操作室４０から行われても良いし、その他の地点５０から行われても良い。蓄電器の残り容量は、例えば、中央操作室４０に設置されている制御装置が判断しても良いし、作業者が判断しても良い。
【００５９】
本実施形態は、直流電源設備１００ａが複数の負荷に電力を供給するものであるが、実施形態１と同様に、制御盤２４が設置されている場所までのアクセスルートが確保できない場合でも、蓄電器２２を投入することができる。また、直流電源設備１００ａは蓄電器１２、１２ａ、蓄電器２２を順次切り替えて使用できるので、短絡電流を既設の設備の許容電流以下に抑制した状態で、蓄電器２２の数又は容量を増加させることができる。
【００６０】
以上、本実施形態及びその変形例について説明したが、前述した内容により本実施形態及びその変形例が限定されるものではない。また、前述した本実施形態及びその変形例の構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本実施形態及びその変形例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００６１】
１０、１０ａ  第１の直流電源設備
１１、１１ａ  コンバータ
１２、１２ａ  蓄電器
１３、１３ａ  サイリスタ
１４、１４ａ  開閉器
１７  電動機
２０、２０ａ  第２の直流電源設備
２１  コンバータ
２２  蓄電器
２３  サイリスタ
２４、２４ａ  制御盤
２５  開閉器
２６、２６ａ  電源ユニット
２７、２８、２８ａ  電動機
３０、３０ａ  負荷
３１、３１ａ  開閉器
４０  中央操作室
５０  地点
１００、１００ａ  直流電源設備
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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