(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機を搭載した移動用電源車の前記発電機の出力により区分開閉器を有する三相配電線の負荷側を無停電で救済するための移動用電源装置であって、
前記三相配電線の前記区分開閉器よりも電源側に設けられた３つの電源側非接触電圧センサと、
前記三相配電線の少なくとも二相の配電線にそれぞれ設けられた２以上の非接触電流センサと、
前記三相配電線の前記区分開閉器よりも負荷側の一相の配電線に設けられた１つの負荷側非接触電圧センサと、
前記区分開閉器の近くに配置され、前記負荷側非接触電圧センサの出力と前記負荷側非接触電圧センサが装着された相に対応する１つの前記電源側非接触電圧センサの出力とに基づいて前記電源側と前記負荷側の電圧の同期確認を行って表示部に表示し、予め記憶した前記発電機の出力の相回転と前記３つの電源側非接触電圧センサの出力とに基づいて少なくとも前記電源側と前記負荷側の電圧の検相を行い、少なくとも検相結果、前記非接触電流センサの出力及び前記電源側非接触電圧センサの出力を無線で移動用電源車に送信する無線式同期検相器とを具備し、
前記移動用電源車は、前記無線式同期検相器との間で無線で交信する無線通信装置と、前記無線式同期検相器の出力に基づいて同期確認を行って前記発電機の出力周波数調整を行う制御装置とを具備することを特徴とする移動電源装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記無線式同期検相器から送信された前記電源側非接触電圧センサの出力と前記発電機の出力とに基づいて、同期判定を行う同期判定手段を内蔵しており、
前記制御装置は、前記同期判定手段の出力に基づいて前記発電機の出力の周波数調整を行い、周波数調整が完了すると、前記無線通信装置を介して前記無線式同期検相器に前記区分開閉器を開閉するための開閉指令を自動または手動で出力できるように構成されており、
前記無線式同期検相器は前記開閉指令が入力されると前記区分開閉器を開状態または閉状態にする時期が到来したことを前記表示部に表示するように構成されている請求項１に記載の移動電源装置。
【請求項３】
前記移動電源車は、前記無線式同期検相器から送信された前記電源側非接触電圧センサの出力と前記発電機の出力とに基づいて、同期判定を行う同期判定手段を備えており、
前記同期判定手段は前記無線通信装置と組み合わされて１つのユニットとして構成され、
前記制御装置は、前記同期判定手段の出力に基づいて前記発電機の出力の周波数調整を行い、周波数調整が完了すると、前記無線通信装置を介して前記無線式同期検相器に前記区分開閉器を開閉するための開閉指令を自動または手動で出力できるように構成されており、
前記無線式同期検相器は前記開閉指令が入力されると前記区分開閉器を開状態または閉状態にする時期が到来したことを前記表示部に表示するように構成されている請求項１に記載の移動電源装置。
【請求項４】
前記無線式同期検相器は、前記負荷側非接触電圧センサの出力と前記負荷側非接触電圧センサが装着された相に対応する１つの前記電源側非接触電圧センサの出力とに基づいて前記電源側と前記負荷側の電圧の同期確認を行う同期判定手段と、
前記発電機の出力の相回転を記憶する相回転記憶手段と、
前記相回転記憶手段に記憶された前記相回転と前記３つの電源側非接触電圧センサの出力とに基づいて前記電源側と前記負荷側の電圧の検相を行う相回転判定手段とを備え、
前記同期判定手段の判定結果を前記表示部に表示させるように構成されている請求項２に記載の移動電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配電線工事等の際に、移動電源車の発電機の出力を区分開閉器の負荷側に無停電で給電できるようにし、しかも配電線工事が終了した後に負荷側の配電線から無停電で発電機の出力を切り離すことができる移動電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平８−３３２３８号公報には、配電線の電源側に非接触型電圧センサを設け、この非接触方電圧センサの出力を光ファイバケーブルを介して位相同期表示装置に送信し、位相同期表示装置から離れた場所にある移動電源車内の位相移動追従型並列装置と位相同期表示装置との間を通信ケーブルを用いて接続した移動電源装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の装置では、区分開閉器が装着された電柱の近くに移動用電源車を停車させることができる広い空き地や道路が無ければ、その電柱から離れかつ区分開閉器よりも負荷側に位置する配電線の近くで移動電源車を停車させることができる広い空き地や道路を見つけて、そこに移動電源車を停車させることになる。しかしながらこのような状態では、長い通信ケーブルを敷設する作業が必要になるだけでなく、長い通信ケーブルを敷設した区間にガードマンを配置しなければならない。
【０００４】
そこで出願人は、特願平９−３２１４５１号により、無線通信を利用することを提案した。しかしながらこの先願では、区分開閉器の負荷側の情報だけを検出してこの情報を移動電源車に送信し、移動電源車側に設けた処理装置で同期検相を行っている。区分開閉器の負荷側の情報は、高圧ケーブルを介して入力される。そのため区分開閉器の電源側情報と負荷側情報が移動電源車側に入力されるまので時間には、無線入力と有線入力とが原因になって生じる時間遅れが生じる。その結果、従来の装置では、同期検相精度が悪くなる問題が生じる。
【０００５】
本発明の目的は、移動電源車の停車場所が限定されず、しかも同期検相精度を高くすることができる移動電源装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、発電機を搭載した移動用電源車の発電機の出力により区分開閉器を有する配電線の負荷側を無停電で救済するための移動用電源装置を改良の対象とする。
【０００７】
本発明においては、配電線の区分開閉器よりも電源側に電源側非接触電圧センサを設け、配電線の区分開閉器よりも負荷側に負荷側非接触電圧センサを設ける。また配電線に非接触電流センサを設ける。非接触電流センサは、配電線の電流を測定できればよいため、区分開閉器の電源側及び負荷側の少なくとも一方に設ければよい。三相配電線であれば、少なくとも二相の配電線に対してそれぞれ非接触電流センサを設ければよい。ここで非接触電圧センサまたは非接触電流センサとは、配電線のケーブルの上に装着するだけで、配電線の芯線とは接触することなく、配電線の電圧または電流を測定するタイプの電圧センサまたは電流センサである。理論的には、配電線が三相あれば、各相ごとに電圧センサを装着することになる。なお電源側に設ける非接触電流センサを、二相の電流を測定できるように２つ設けた場合には、残りの相の電流は、測定した二相の電流から演算により求めればよい。
【０００８】
本発明では、更に区分開閉器の近くに無線式同期検相器を配置する。この無線式同期検相器は、電源側非接触電圧センサの出力と負荷側非接触電圧センサの出力とに基づいて少なくとも電源側と負荷側の配電線の電圧の検相を行って、その結果を無線で移動用電源車に送信し且つ非接触電流センサ及び電源側非接触電圧センサの出力を無線で移動用電源車に送信するものである。従来は、この同期検相器に相当するものが、移動用電源車に搭載されていたが、本発明で用いる移動用電源車には同期検相器は搭載されておらず、無線式同期検相器との間で無線で交信する無線通信装置と無線式同期検相器の出力に基づいて発電機の出力調整を行う制御装置とが搭載されている。
【０００９】
本発明によれば、電源側非接触電圧センサの出力と負荷側非接触電圧センサの出力とに基づいて無線式同期検相器が、少なくとも電源側と負荷側の配電線の電圧の検相を行い、その結果と非接触電流センサの出力及び電源側非接触電圧センサの出力を無線で移動用電源車に送信する。同期確認は、同期検相器または移動電源車の制御装置のいずれかで行えばよい。各センサの出力が無線通信装置により制御装置に伝送されているため、同期検相器と移動電源車との間に配線をすることなく、簡単に且つ確実に同期検相と同期確認とを行うことができる。特に移動電源車側に電源側非接触電圧センサの出力と発電機の出力とに基づいて同期確認を行う同期判定手段を設けて同期確認を行うと、同期確認に時間遅れが生じることがない。同期判定手段は、制御装置に内蔵させてもよいし、制御装置とは別に設けてもよい。同期判定手段を制御装置と別に設ける場合に、無線通信装置と同期判定手段とを１つのユニットとして構成すると、既製の移動電源車に本発明を適用することが容易になる利点がある。
【００１０】
また同期検相器側で同期確認を行って、その結果を表示部に表示せる構成を採用すると、区分開閉器を操作する作業者に事前に区分開閉器に投入時期が近づいたことを予告することができる。
【００１１】
しかしながら発電機の出力電圧の相回転は変わることがないため、発電機の出力の相回転を予め記憶しておけば、負荷側には電圧の同期確認のために１つの負荷側非接触電圧センサを設ければよいことになる。これを実現するためには、三相配電線の区分開閉器よりも電源側に３つの電源側非接触電圧センサを設け、三相配電線の少なくとも二相の配電線にそれぞれ非接触電流センサを設け、三相配電線の区分開閉器よりも負荷側の一相の配電線に１つの負荷側非接触電圧センサを設ける。そして無線式同期検相器を、負荷側非接触電圧センサの出力と負荷側非接触電圧センサが装着された相に対応する１つの電源側非接触電圧センサの出力とに基づいて電源側と負荷側の電圧の同期確認を行ってその結果を表示部に表示し、予め記憶した発電機の出力の相回転と前記の電源側非接触電圧センサの出力とに基づいて電源側と負荷側の電圧の検相を行い、その結果を無線で移動用電源車に送信し、更に非接触電流センサ及び電源側非接触電圧センサの出力を無線で移動用電源車に送信するように構成する。このようにすると、少ない部品点数で少なくとも検相を行うことができる利点がある。具体的な無線式同期検相器は、負荷側非接触電圧センサの出力と負荷側非接触電圧センサが装着された相に対応する１つの電源側非接触電圧センサの出力とに基づいて電源側と負荷側の電圧の同期確認を行う同期判定手段と、発電機の出力の相回転を記憶する相回転記憶手段と、相回転記憶手段に記憶された相回転と３つの電源側非接触電圧センサの出力とに基づいて電源側と負荷側の電圧の検相を行う相回転判定手段とを備えている。
【００１２】
制御装置に、無線通信装置から送信された電源側非接触電圧センサの出力と発電機の出力とに基づいて、同期判定を行う同期判定手段を内蔵させる場合でも、また同期判定手段を制御装置とは別に設ける場合でも、制御装置を発電機の周波数調整が完了すると無線通信装置を介して無線式同期検相器に区分開閉器を開閉するための開閉指令を自動または手動で出力するように構成するのが好ましい。この場合、無線式同期検相器は、開閉指令が入力されると区分開閉器を開状態または閉状態にする時期が到来したことを表示部に表示する。これにより無線式同期検相器の表示部の表示にしたがって、作業者が区分開閉器を現場で確実に操作することができる。前述のとおり、同期検相器側でも同期確認を行ってその結果を表示部に表示するようにすると、作業者は事前に区分開閉器の投入時期の到来を知ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の移動用電源装置の第１の実施の形態の構成を概略的に示すブロック図である。同図において、１はトラックに発電設備が実装された移動電源車である。移動電源車１に実装された発電設備は、ディーゼルエンジンなどの内燃機関によって駆動される発電機３と、内燃機関を制御することにより発電機３の出力を調整する制御装置５と、発電機３の出力側に配置された遮断器７と、遮断器７の開閉を制御する指令や後述する無線式同期検相器１５に送信する開閉指令を出力する指令発生手段９と、後述する無線式同期検相器１５から無線で送信される同期検相結果を受信し、指令発生手段９から出力された開閉指令を無線式同期検相器１５に無線で送信する無線通信装置１１とを備えている。発電機３の出力は遮断器７と高圧ケーブルＨＣを介して区分開閉器１３の負荷側の配電線に供給される。
【００１４】
無線式同期検相器１５は、工事を行う際に、電柱に取り付けられた区分開閉器１３の近くに設置される。また区分開閉器１３よりも電源側に位置する配電線Ｕに対しては、電源側非接触電圧センサ１７が設けられ、配電線Ｖ及びＷに対しては、電源側非接触電圧センサと非接触電流センサとが組み合わせられた非接触電圧・電流センサ１６Ｖ，１６Ｗが設けられている。また配電線の区分開閉器よりも負荷側に三相分の負荷側非接触電圧センサ１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗが設けられている。このような負荷側非接触電圧センサとしては、株式会社戸上電機がＳＮＳ−Ａ−Ａの製品番号で製造販売する電圧センサを用いることができる。電源側非接触電圧センサ１７及び非接触電圧・電流センサ１６Ｖ，１６Ｗ並びに負荷側非接触電圧センサ１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗの出力は、無線式同期検相器１５の同期検相部２１にそれぞれ入力される。
【００１５】
同期検相部２１は、電源側非接触電圧センサ１７及び非接触電圧・電流センサ１６Ｖ，１６Ｗ及び負荷側非接触電圧センサ１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗの出力から、区分開閉器の両側の各相の位相を検出し、検出と同期確認とを行いその結果を表示部２５に表示し、その険相結果と電源側非接触電圧センサ１７及び非接触電圧・電流センサ１６Ｖ，１６Ｗ及び負荷側非接触電圧センサ１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗの出力を無線通信装置２３を介して移動電源車１の無線通信装置１１に送信する。具体的には、同期検相部２１は、電源側と負荷側で相回転の検出を行い、いずれかの相が欠相状態である場合には、表示部２５において発光手段等の表示手段を用いて表示し、相回転が異なる場合（反相の場合）にもその旨を表示部２５に表示し、相回転，同相及び充電状態のいずれもが良好な状態であればその旨を表示部２５に表示する。それと同時に、険相結果を無線通信装置２３から移動電源車１に送信する。なおこの結果と一緒に、無線式同期検相器１５は、移動電源車１側に、相電流、相電圧、周波数、位相差、発電機の出力の周波数及び電圧情報、区分開閉器の状態等の情報を送信する。これに対して移動電源車１側からは、発電機３の出力電圧や遮断器７の状態に関する情報が無線通信装置１１から無線式同期検相器１５へと送信される。
【００１６】
無停電工事を行う場合には，高圧ケーブルＨＣを配電線の負荷側に接続した後、発電機３を始動させる。このとき，遮断器７は開いている。そして無線式同期検相器１５から非接触電圧センサ１７及び非接触電圧・電流センサ１６Ｖ，１６Ｗで得た情報が無線通信装置２３から移動電源車１の無線通信装置１１に送信され、制御装置５はこの情報に基づいて負荷の状態や電源電流の周波数等を知る。制御装置５は無線通信装置１１から得た電源側の電圧情報と発電機３の出力情報とに基づいて、発電機３の出力の周波数を調整して発電機３の出力の位相を電源側の位相と所定の許容範囲内で入れる。発電機の出力の周波数調整が終了したこと、即ち同期が取れたことは制御装置５内に内蔵した同期確認手段で確認する。そして制御装置は、発電機３の出力の周波数調整が終了すると、遮断器７を閉じて発電機３から負荷へ電力を供給する。次に、制御装置５は無線通信装置を介して区分開閉器１３を開く準備ができたことを示す開指令を無線通信装置１１を介して自動または手動操作により無線式同期検相器１５に出力する。無線式同期検相器１５は、制御装置５から開指令が入力されると区分開閉器１３を開く準備ができたことを表示し、作業者は手動で区分開閉器１３を開状態にし、以後は発電機３のみから負荷に給電が行われる。
【００１７】
工事が終了した後は、無線式同期検相器１５が同期検相動作を行い、同期検相結果を表示部２５に表示させる。移動電源車１側では無線通知装置１１で受信した電源非接触電圧センサ１７及び非接触電圧・電流センサ１６Ｖ，１６Ｗの出力と発電機３の出力とに基づいて内蔵する同期判定手段により、電源側と発電機３の同期確認を行い。その確認結果に基づいて、制御装置５は発電機３の周波数を調整して発電機３の出力の位相と電源側の位相との差が所定の許容範囲内に入るようにする。発電機３の周波数調整が終了すると（同期が取れたことを確認すると）、制御装置５は無線通信装置１１を介して区分開閉器１３を閉状態にできることを示す閉指令を自動または手動操作により無線式同期検相器１５に送信する。無線式同期検相器１５は、この閉指令が入力されたことを表示部２５に表示する。この閉指令が入力されたことが表示部２５に表示されると、作業者は手動で区分開閉器１３を閉状態にし、以後は電源側から区分開閉器１３を介して負荷に給電が行われる。区分開閉器１３が閉じられたことは、手動操作により無線式同期検相器１５の無線通信装置２３から移動電源車１の無線通信装置１１へと送信される。これを受けて指令発生手段９は、遮断器７を開く指令を遮断器７に出力して遮断器７を開く、その後制御装置５は発電機３を停止させる指令を出力して発電機３を停止させる。そして最後に、負荷側高圧ケーブルＨＣを撤去する。
【００１８】
図２は、本発明の第２の実施の形態の構成を概略的に示すブロック図である。この実施の形態が、図１に示した実施の形態と異なるのは、負荷側非接触電圧センサ１９が配電線のＵ相に対してだけ設けられている点と、この相違に基づいて同期検相部２１´の構成を変えている点である。そもそも負荷側非接触電圧センサ１９は，発電機３の出力電圧を検出する目的で装着されるものである。発電機３の出力の相回転は、発電機３を駆動するディーゼルエンジン等の駆動源の回転方向が変わらない限り常に同じである。また発電機の出力の位相関係が異なることも常識的にはない。この点を考慮して、この実施の形態では、負荷側非接触電圧センサ１９をU相にだけ取付けている。そして同期検相部２１´を負荷側非接触電圧センサ１９の出力と負荷側非接触電圧センサ１９が装着されたU相に対応する電源側非接触電圧センサ１７の出力とに基づいて電源側と負荷側の電圧の同期確認を行う同期判定手段２１´ａと、発電機３の出力の相回転を記憶する相回転記憶手段２１´ｃと、相回転記憶手段２１´ｃに記憶された相回転と３つの電源側非接触電圧センサ１７及び非接触電圧・電流センサ１６Ｖ，１６Ｗの出力とに基づいて電源側と負荷側の電圧の検相を行う相回転判定手段２１´ｂとを備えている。その他の構成は、図１の実施の形態の構成と同じである。この例では、発電機３の出力の相回転の検出を行わずに、相回転記憶手段２１´ｃに記憶されている相回転と３つの電源側非接触電圧センサ１７及び非接触電圧・電流センサ１６Ｖ，１６Ｗの出力の相回転の方向が同じであるか否かを判定しているので、負荷側非接触電圧センサ１９が１つで済む。相回転の方向が一致していることを相回転検出手段２１´ｂが検出している状態において、同期判定手段２１´ａは負荷側非接触電圧センサ１９で検出した負荷側のU相の電圧と電源側非接触電圧センサ１７で検出した電源側のU相の電圧の位相差が、許容できる範囲内にあるか否かを判定し、その結果を表示部２５に出力する。
【００１９】
図３は、本発明の第３の実施の形態の構成を示すブロックである。この実施の形態は図２の実施の形態と構成は基本的に同じであるが、この実施の形態では同期判定手段１２が制御装置５´とは別に同期判定手段１２を設けている。そしてこの例では、同期判定手段１２と無線通信装置１１とを１つのユニット１０として構成している。このようにすると既製品の移動電源車に対してこのユニット１０を設けことにより、簡単に本発明を実施することができる利点がある。
【００２０】
上記３つの実施の形態では、区分開閉器１３よりも電源側に配電線の電流を測定する手段(１６Ｖ及び１６Ｗ）を設けたが、配電線の電流を測定する手段は、区分開閉器１３の負荷側に設けてもよく、また区分開閉器の電源側と負荷側とにそれぞれ分けて設けるようにしてもよい。その場合には、上記実施の形態と異なって電流を測定するために専用の非接触電流センサを用いればよい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、無線式同期検相器が少なくとも電源側と負荷側の配電線の険相を行い、その結果を無線で移動用電源車に送信するため、険相確認に時間遅れが生じることがなく、検相精度を従来よりも高めることができる。
【００２２】
また、負荷側非接触電圧センサを１つにすると、センサの装着作業が簡単になる利点がある。
【００２３】
また本発明によれば、電源側及び負荷側の位相、電圧及び周波数等の情報を、制御ケーブルを敷設することなく、移動電源車の発電機の出力を調整する制御装置に提供できるため、工事の作業工数を少なくできて、しかも発電機の出力の周波数調整作業が容易になる利点がある。
【００２４】
また同期判定手段と無線通信装置とを１つのユニットとして構成すると、既製品の移動電源車に対してこのユニットを設けことにより、簡単に本発明を実施することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の移動用電源装置の一実施の形態の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明の移動用電源装置の他の実施の形態の構成を概略的に示すブロック図である
【図３】本発明の移動用電源装置の更に他の実施の形態の構成を概略的に示すブロック図である
【符号の説明】
１  移動電源車
３  発電機
５，５´  制御装置
７  遮断器
９  指令発生手段
１０  ユニット
１１  無線通信装置
１２  同期判定手段
１３  区分開閉器
１５，１５´  無線式同期検相器
１６Ｖ，１６Ｗ  非接触電圧・電流センサ
１７，１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗ，１９  非接触電圧センサ
２１，２１´  同期検相部
２３  無線通信装置
２５  表示部
【図１】
0004159207.tif 000002
【図２】
0004159207.tif 000003
【図３】
0004159207.tif 000004