(57)【要約】【課題】負荷容量の変動に応じて発電機の並列運転台数を自動的に増減することにより、可搬式発電機の運転台数を最適化して燃料費の削減を図ることができる可搬式発電機の制御方法を提供する。【解決手段】自動並列運転制御装置を備えた可搬式発電機の制御方法であって、複数台の可搬式発電機１０，２０，３０に起動順序をあらかじめ設定し、起動順序が２番目以降に設定された可搬式発電機２０，３０は、該可搬式発電機の起動順序より起動順序が早い他の可搬式発電機１０から負荷に送電している電力量があらかじめ設定された電力量Ａ１，Ａ２以上に上昇したときに起動して他の可搬式発電機と並列運転させるとともに、該可搬式発電機及び該可搬式発電機の起動順序より起動順序が早い他の可搬式発電機から負荷に送電している合計電力量があらかじめ設定された電力量Ｂ１，Ｂ２以下に低下したときに停止させる。【選択図】図１
2009153259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンで発電機を駆動する可搬式発電機を複数台並列に接続して同一の負荷に送電する際に、２番目以降に起動した可搬式発電機の電圧、周波数及び位相を、母線の電圧、周波数及び位相に合致させてから遮断器を投入して送電を開始する自動並列運転制御装置を備えた可搬式発電機の制御方法において、複数台の可搬式発電機に起動順序をあらかじめ設定し、起動順序が２番目以降に設定された可搬式発電機は、該可搬式発電機の起動順序より起動順序が早い他の可搬式発電機から負荷に送電している電力量があらかじめ設定された電力量以上に上昇したときに起動して他の可搬式発電機と並列運転させるとともに、該可搬式発電機及び該可搬式発電機の起動順序より起動順序が早い他の可搬式発電機から負荷に送電している合計電力量があらかじめ設定された電力量以下に低下したときに停止させることを特徴とする可搬式発電機の制御方法。
【請求項２】
エンジンで発電機を駆動する可搬式発電機を複数台並列に接続して同一の負荷に送電する際に、２番目以降に起動した可搬式発電機の電圧、周波数及び位相を、母線の電圧、周波数及び位相に合致させてから遮断器を投入して送電を開始する自動並列運転制御装置を備えた可搬式発電機の制御方法において、複数台の可搬式発電機に起動順序をあらかじめ設定し、起動順序が２番目以降に設定された可搬式発電機は、該可搬式発電機の起動順序より起動順序が早い他の可搬式発電機から負荷に送電している電力量があらかじめ設定された電力量以上に上昇したときに起動して他の可搬式発電機と並列運転させるとともに、該可搬式発電機及び該可搬式発電機の起動順序より起動順序が早い他の可搬式発電機から負荷に送電している合計電力量があらかじめ設定された電力量以下に低下したときに停止させる並列自動運転モードと、負荷に送電している電力量に関係なく、該可搬式発電機を強制的に起動して他の可搬式発電機との並列運転させる並列強制運転モードとを有していることを特徴とする可搬式発電機の制御方法。
【請求項３】
前記並列強制運転モードは、前記並列自動運転モードで起動前の待機中の可搬式発電機に対して行われ、並列強制運転モードを解除したときには、該可搬式発電機を強制的に停止させることなく、前記並列自動運転モードでの並列運転を継続させることを特徴とする請求項２記載の可搬式発電機の制御方法。
【請求項４】
前記並列強制運転モードの選択及び解除は、可搬式発電機に有線接続又は無線接続された遠隔操作盤に設けた強制運転スイッチの操作で行うとともに、並列強制運転モードで起動した可搬式発電機が並列運転を開始したときに前記遠隔操作盤に発電中の表示を行うことを特徴とする請求項３記載の可搬式発電機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可搬式発電機の制御方法に関し、特に、複数台の可搬式発電機を並列に接続したときの負荷への電力供給を効率よく行うための可搬式発電機の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンで発電機を駆動して発電する可搬式発電機は、工事現場での電源として多く用いられている。大きな負荷を使用する工事現場では、使用電力の変化が大きいことや可搬式発電機の運搬上の観点から、工事期間中の最大負荷に対応した発電能力を有する大型の可搬式発電機を使用せずに、中型あるいは小型の可搬式発電機を複数台設置して必要に応じて並列運転させるようにしている。
【０００３】
複数の可搬式発電機を並列運転する際には、２番目以降に起動した発電機の電圧、周波数、位相を、母線の電圧、周波数、位相に合致させなければならないため、可搬式発電機の運転を制御するための制御回路には、従来から自動並列運転制御装置が組み込まれており、前記電圧などが合致したときに遮断器を投入して送電を開始するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。このような自動並列運転制御装置を可搬式発電機に組み込むことにより、発電機の台数にかかわらず、短時間で全発電機を同期投入することができるため、負荷容量の制限を受けずに自由な容量の発電機を選定することができ、送電設備の構成の自由度を増すことが可能になる。
【特許文献１】実公昭６３−４９０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように複数の可搬式発電機を並列運転する場合、負荷の変動が緩やかな工場や避難所、イベント会場などの電源として使用する場合には、負荷容量に応じた台数の可搬式発電機を設置して全機を並列運転することで効率よく送電することができるが、負荷容量が大きな大型モータなどの起動と停止とを繰り返す工事現場のように負荷の変動が大きい場所で使用する場合には、負荷が大きくなってから不足分の発電機を起動していては間に合わないため、あらかじめ最大負荷に見合った台数の発電機を並列運転するようにしており、負荷が小さいときには過剰運転状態となり、燃料費が嵩むなどの問題があった。
【０００５】
特にトンネル工事においては、排気ガスの関係から工事中のトンネル内に可搬式発電機を設置することができず、坑口付近の建屋内に複数の可搬式発電機を設置しているため、工事の進捗に伴って切羽と可搬式発電機との距離が長くなり、可搬式発電機の起動や停止を負荷容量に応じて行うことが困難になる。このため、工事開始時点ですべての可搬式発電機を起動させておくことになり、発電機の運転台数が必要以上に多くなっていた。また、工事状況によっては、単機で運転しても十分な電力を供給できる場合もあるため、遠隔操作にて発電機の起動、停止を行えるようにすることが望まれている。
【０００６】
そこで本発明は、負荷容量の変動に応じて発電機の並列運転台数を自動的に増減することにより、可搬式発電機の運転台数を最適化して燃料費の削減を図ることができる可搬式発電機の制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の可搬式発電機の制御方法における第１の構成は、エンジンで発電機を駆動する可搬式発電機を複数台並列に接続して同一の負荷に送電する際に、２番目以降に起動した可搬式発電機の電圧、周波数及び位相を、母線の電圧、周波数及び位相に合致させてから遮断器を投入して送電を開始する自動並列運転制御装置を備えた可搬式発電機の制御方法において、複数台の可搬式発電機に起動順序をあらかじめ設定し、起動順序が２番目以降に設定された可搬式発電機は、該可搬式発電機の起動順序より起動順序が早い他の可搬式発電機から負荷に送電している電力量があらかじめ設定された電力量以上に上昇したときに起動して他の可搬式発電機と並列運転させるとともに、該可搬式発電機及び該可搬式発電機の起動順序より起動順序が早い他の可搬式発電機から負荷に送電している合計電力量があらかじめ設定された電力量以下に低下したときに停止させることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の可搬式発電機の制御方法における第２の構成は、エンジンで発電機を駆動する可搬式発電機を複数台並列に接続して同一の負荷に送電する際に、２番目以降に起動した可搬式発電機の電圧、周波数及び位相を、母線の電圧、周波数及び位相に合致させてから遮断器を投入して送電を開始する自動並列運転制御装置を備えた可搬式発電機の制御方法において、複数台の可搬式発電機に起動順序をあらかじめ設定し、起動順序が２番目以降に設定された可搬式発電機は、該可搬式発電機の起動順序より起動順序が早い他の可搬式発電機から負荷に送電している電力量があらかじめ設定された電力量以上に上昇したときに起動して他の可搬式発電機と並列運転させるとともに、該可搬式発電機及び該可搬式発電機の起動順序より起動順序が早い他の可搬式発電機から負荷に送電している合計電力量があらかじめ設定された電力量以下に低下したときに停止させる並列自動運転モードと、負荷に送電している電力量に関係なく、該可搬式発電機を強制的に起動して他の可搬式発電機との並列運転させる並列強制運転モードとを有していることを特徴としている。
【０００９】
さらに、第２の構成の可搬式発電機の制御方法において、前記並列強制運転モードは、前記並列自動運転モードで起動前の待機中の可搬式発電機に対して行われ、並列強制運転モードを解除したときには、該可搬式発電機を強制的に停止させることなく、前記並列自動運転モードでの並列運転を継続させることを特徴とし、前記並列強制運転モードの選択及び解除は、可搬式発電機に有線接続又は無線接続された遠隔操作盤に設けた強制運転スイッチの操作で行うとともに、並列強制運転モードで起動した可搬式発電機が並列運転を開始したときに前記遠隔操作盤に発電中の表示を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の可搬式発電機の制御方法によれば、負荷に送電している電力量の変動に応じて自動的に可搬式発電機を起動させたり、停止させたりするので、負荷容量に見合った台数で効率よく発電することができ、必要以上の可搬式発電機を停止させておくことによって燃料量の削減を図れる。また、大容量の負荷を使用する前に並列強制運転モードで所要数の可搬式発電機を並列運転状態にしておくことにより、大容量の負荷を確実に作動させることができ、並列強制運転モードを解除したときに並列自動運転モードとすることにより、負荷の使用が終了して送電している電力量が低下したときに、その可搬式発電機を自動的に停止させることができる。
【００１１】
さらに、並列強制運転モードの選択及び解除を遠隔操作盤で行うことにより、可搬式発電機から離れた場所からでも可搬式発電機を強制的に起動することができ、遠隔操作盤で発電中になったことを確認することができるので、トンネル工事などでも大容量の負荷を確実に作動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は３台の可搬式発電機による並列自動運転モードにおける作動例を示す説明図、図２は複数台の可搬式発電機を並列接続した状態を示す説明図、図３は可搬式発電機に遠隔操作盤を接続した状態を示す回路図、図４は可搬式発電機と遠隔操作盤との接続例を示す説明図、図５は可搬式発電機と遠隔操作盤との他の接続例を示す説明図である。
【００１３】
まず、図２に示すように、並列に接続されて同一の負荷に送電する複数台の可搬式発電機１０，２０，３０には、発電機Ｇを駆動するエンジンＥｎｇと、発電機Ｇと出力端子１０ａ，２０ａ，３０ａとの間に設けられた遮断器１１，２１，３１と、自動並列運転制御装置や通信回路を備えた制御回路１２，２２，３２とが設けられており、各出力端子１０ａ，２０ａ，３０ａに接続した母線４１を介して同一の負荷４２に電力を供給するとともに、各制御回路１２，２２，３２の通信端子１０ｂ，２０ｂ，３０ｂに接続した信号線４３を介して各可搬式発電機１０，２０，３０における電力、異常の有無、遮断器の状態などのデータの双方向通信を行っている。
【００１４】
各可搬式発電機１０，２０，３０の起動及び停止は、本体のコントロールパネルに設けられた運転スイッチや停止スイッチによって行うことができるが、図３に示すように、可搬式発電機５０の本体とは別に形成された遠隔操作盤５１を、可搬式発電機５０に組み込まれた制御回路５２の制御信号入出力部５３に有線又は無線にて接続することにより、可搬式発電機５０から遠く離れた作業現場から可搬式発電機５０の運転及び停止を遠隔操作することもできる。
【００１５】
遠隔操作盤５１には、可搬式発電機５０の起動及び停止を制御するための起動停止スイッチとして、前記制御回路５２の並列自動運転回路５２ａに対応した自動運転スイッチ５１ａと、制御回路５２の並列強制運転回路５２ｂに対応した強制運転スイッチ５１ｂとが設けられるとともに、可搬式発電機５０の遮断器が投入されて母線５４から負荷５５への送電が開始されるのと同時にＯＮとなる補助接点５２ｃがＯＮとなったときに点灯する発電中表示灯５１ｃと、制御回路５２の非常停止回路５２ｄに対応した非常停止スイッチ５１ｄとが設けられている。
【００１６】
遠隔操作盤５１と制御信号入出力部５３との間は、制御信号を送受信するための通信ケーブル５６で有線接続して可搬式発電機５０のバッテリー５７を遠隔操作盤５１の電源とすることができる。また、遠隔操作盤５１と制御信号入出力部５３とに電源部を備えた無線通信機（図示せず）をそれぞれ接続して無線接続することもできる。
【００１７】
次に、図４に示すように、３台の全機可搬式発電機１０，２０，３０に遠隔操作盤５１をそれぞれ通信ケーブル５６で有線接続した状態での運転制御の一例を説明する。まず、３台の可搬式発電機１０，２０，３０に、各コントロールパネルから起動順序をそれぞれ設定する。例えば、第１可搬式発電機１０を最初に起動する先行機に指定するとともに、２台目以降に起動する追従機として、第２可搬式発電機２０を２番目に、第３可搬式発電機３０を３番目に起動するようにそれぞれ設定する。また、各可搬式発電機１０，２０，３０は、コントロールパネルの運転キースイッチをそれぞれＯＮとしておく。
【００１８】
そして、各遠隔操作盤５１の強制運転スイッチ５１ｂを「切」の状態のまま、自動運転スイッチ５１ａを操作して「入」に切り換えることにより、各可搬式発電機１０，２０，３０の運転モードが並列自動運転モードに設定される。この並列自動運転モードでは、各可搬式発電機１０，２０，３０の能力に基づいて、起動順序が２番目以降の追従機に設定された可搬式発電機を起動又は停止させる電力量があらかじめ設定されている。
【００１９】
すなわち、図１に示すように、負荷電力が「０」である作業開始前には、各可搬式発電機１０，２０，３０の運転キースイッチをＯＮにすると、先行機に指定された第１可搬式発電機１０のエンジンのみが始動して発電機を駆動し、発電機の電圧が確立された後に遮断器１１が投入されて母線４１から負荷４２への送電が始まる。同時に、遮断器１１の投入に伴って補助接点５２ｃがＯＮとなることから、該第１可搬式発電機１０に接続された遠隔操作盤５１の発電中表示灯５１ｃが点灯する。このとき、第２可搬式発電機２０及び第３可搬式発電機３０は、エンジンを停止させた待機状態となっており、これらに接続した遠隔操作盤５１の発電中表示灯５１ｃは消灯している。
【００２０】
作業の進行に伴って負荷の使用量が増加し、負荷に送電している電力量が、あらかじめ設定した低電力側の第１起動電力量Ａ１以上に上昇すると、自動的に２番目に設定された第２可搬式発電機２０のエンジンが始動して発電機が発電を開始し、前述の自動並列運転制御装置によって電圧、周波数、位相が母線の電圧、周波数、位相と合致したときに第２可搬式発電機２０の遮断器２１が投入され、第２可搬式発電機２０が第１可搬式発電機１０との並列運転を行う状態になる。同時に、該第２可搬式発電機２０に接続された遠隔操作盤５１の発電中表示灯５１ｃが点灯する。
【００２１】
さらに、２台の可搬式発電機１０，２０の並列運転で負荷に送電している合計電力量が、あらかじめ設定した高電力側の第２起動電力量Ａ２以上に上昇すると、自動的に３番目に設定された第３可搬式発電機３０のエンジンが始動して発電機が発電を開始し、前述の自動並列運転制御装置によって電圧、周波数、位相が母線と合致したときに第３可搬式発電機３０の遮断器３１が投入され、第３可搬式発電機３０が第１可搬式発電機１０及び第２可搬式発電機２０との３台による並列運転を行う状態になる。同時に、該第３可搬式発電機３０に接続された遠隔操作盤５１の発電中表示灯５１ｃが点灯する。また、並列運転中は、前記信号線４３を介して各可搬式発電機１０，２０，３０の情報を交換することにより、各可搬式発電機１０，２０，３０からの送電量Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を平均化させて効率のよい運転を行う。
【００２２】
３台の可搬式発電機１０，２０，３０による並列運転を行っているときに、負荷に送電している合計電力量が、あらかじめ設定した高電力側の第１停止電力量Ｂ１以下に低下すると、最も起動順序が遅い第３可搬式発電機３０の遮断器３１が開き、母線４１への送電を終了し、対応する発電中表示灯５１ｃが消灯するとともに、エンジンが所定の冷却運転を行った後に停止し、第３可搬式発電機３０が待機状態となる。
【００２３】
さらに、２台の可搬式発電機１０，２０による並列運転を行っているときに、負荷に送電している合計電力量が、あらかじめ設定した低電力側の第２停止電力量Ｂ２以下に低下すると、次に起動順序が遅い第２可搬式発電機２０の遮断器２１が開き、母線４１への送電を終了し、対応する発電中表示灯５１ｃが消灯するとともに、エンジンが所定の冷却運転を行った後に停止し、第２可搬式発電機２０が待機状態となる。
【００２４】
このように、各起動電力量Ａ１，Ａ２と各停止電力量Ｂ１，Ｂ２を各可搬式発電機１０，２０，３０の能力や負荷の状況に応じて適当な値に設定するとともに、各可搬式発電機１０，２０，３０の運転モードを並列自動運転モードに設定することにより、負荷に送電している電力量の増減に応じて起動順序が２番目以降の可搬式発電機２０，３０を自動的に起動又は停止させることができるので、使用している負荷の状況に応じた必要十分な電力量を必要十分な台数の可搬式発電機を運転することで送電できる。これにより、不要な可搬式発電機のエンジンを停止させておくことができ、燃料消費量を減少させて燃料費を削減することができる。
【００２５】
一方、第１可搬式発電機１０の１台のみから電力を供給しているときに、作業手順から、大電力を必要とする新たな負荷を使用する際には、その負荷を使用する前に、２番目に起動する第２可搬式発電機２０に接続した遠隔操作盤５１の強制運転スイッチ５１ｂを「入」に切り換えて第２可搬式発電機２０の運転モードを並列強制運転モードに設定することにより、第１可搬式発電機１０から負荷に送電している電力量が少ない場合でも、第２可搬式発電機２０を強制的に起動させて第１可搬式発電機１０との並列運転を行うようにすることができる。
【００２６】
遠隔操作盤５１からの強制起動信号を受信してエンジンを始動した第２可搬式発電機２０は、前記同様に自動並列運転装置が作動し、母線４１の電圧、周波数、位相と自機の電圧、周波数、位相とが合致したときに遮断器２１が投入されて第１可搬式発電機１０との並列運転状態に入るとともに、可搬式発電機２０の補助接点５２ｃがＯＮとなることから、該第２可搬式発電機２０に接続された遠隔操作盤５１の発電中表示灯５１ｃが点灯する。
【００２７】
このようにして２台の操作盤５１の発電中表示灯５１ｃが両方とも点灯したことを確認してから新たな負荷の使用を開始することにより、新たな負荷の起動、運転を円滑かつ確実に行うことができる。また、３台目の第３可搬式発電機３０の強制運転スイッチ５１ｂを「入」に切り換えて強制起動した場合も、３個の発電中表示灯５１ｃの点灯を確認してから新たな負荷を起動することにより、電力不足による障害を確実に防止できる。
【００２８】
さらに、強制起動させた第２、第３の可搬式発電機２０，３０を運転中に、自動運転スイッチ５１ａを「入」にしたまま強制運転スイッチ５１ｂを「切」に切り換えることにより、運転モードが並列強制運転モードから前述の並列自動運転モードに切り換わり、電力量が低下したときに第３、第２の可搬式発電機３０，２０が順次自動的に停止して待機状態になる。
【００２９】
また、自動運転スイッチ５１ａ及び強制運転スイッチ５１ｂを共に「切」に切り換えることによってすべての可搬式発電機１０，２０，３０を停止させることができる。さらに、何らかの原因で可搬式発電機を緊急停止させなければならないときは、操作盤５１の非常停止スイッチ５１ｄを操作することによって可搬式発電機を速やかに停止させることができる。いずれの場合においても、発電中表示灯１５ｃの点灯又は消灯を確認することにより、各可搬式発電機１０，２０，３０の運転状態を知ることができるので、大小各種の負荷を使用した作業を円滑に進めることができる。
【００３０】
したがって、作業現場と可搬式発電機１０，２０，３０の設置場所とが離れている場合でも、遠隔操作盤５１を操作して運転モードを並列自動運転モードに設定しておくことにより、負荷の使用状況に合わせた台数の可搬式発電機を自動的に起動又は停止させることができ、必要に応じて並列強制運転モードを選択することによって任意に可搬式発電機の運転台数を選択することができるので、従来のように、作業時間中に必要以上の台数の可搬式発電機を連続運転することがなくなり、燃料消費量の削減を図ることができ、可搬式発電機１１の保守や点検に要するコスト、消耗品のコストも削減できる。
【００３１】
例えば、定格無負荷での燃料消費量が毎時１３．６リットルの可搬式発電機を４台設置し、１日８時間の作業中に４台すべてを運転する必要がある高負荷運転の時間が４時間、１台の運転で賄える低負荷運転の時間が４時間とした場合、従来のように作業時間中にすべての可搬式発電機を運転した場合には、１３．６×８×４から１日の燃料消費量は合計で４３５．２リットルとなるが、低負荷運転のときに３台の可搬式発電機を停止させると、（１３．６×８×１）＋（１３．６×４×３）から、１日の燃料消費量は合計で２７２．０リットルとなり、１日に１６３．２リットルの燃料を節約できることになる。燃料が１リットル当たり１００円とすれば、１日で１６３２０円の節約となり、トンネル工事やダム工事のように工期が長い場合、毎月の稼働日数が２０日として１年間では約４百万円を節約できる勘定となる。
【００３２】
また、図５に示すように、複数台の可搬式発電機１０，２０，３０の運転制御を一つの遠隔操作盤６１によって行うこともできる。この場合、遠隔操作盤６１には、各可搬式発電機１０，２０，３０に対応した自動運転スイッチ６２ａ〜６２ｃ、強制運転スイッチ６３ａ〜６３ｃ及び発電中表示灯６４ａ〜６４ｃが設けられるが、可搬式発電機を緊急停止させるためのスイッチは、この遠隔操作盤６１に接続したすべての可搬式発電機を停止させる一つの非常停止スイッチ６５を設けるだけでよい。可搬式発電機１０，２０，３０の近傍には、制御信号入出力部１３が送受信する信号を合流、分配するための中継ボックス６６が設けられており、この中継ボックス６６と遠隔操作盤６１とを無線接続することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】３台の可搬式発電機による並列自動運転モードにおける作動例を示す説明図である。
【図２】複数台の可搬式発電機を並列接続した状態を示す説明図である。
【図３】可搬式発電機に遠隔操作盤を接続した状態を示す回路図である。
【図４】可搬式発電機と遠隔操作盤との接続例を示す説明図である。
【図５】可搬式発電機と遠隔操作盤との他の接続例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０，２０，３０，５０…可搬式発電機、１０ａ，２０ａ，３０ａ…出力端子、１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ…通信端子、１１，２１，３１…遮断器、１２，２２，３２…制御回路、４１…母線、４２…負荷、４３…信号線、５１，６１…遠隔操作盤、５１ａ，６２ａ〜６２ｃ…自動運転スイッチ、５１ｂ，６３ａ〜６３ｃ…強制運転スイッチ、５１ｃ，６４ａ〜６４ｃ…発電中表示灯、５１ｄ，６５…非常停止スイッチ、５２…制御回路、５２ａ…並列自動運転回路、５２ｂ…並列強制運転回路、５２ｃ…補助接点、５２ｄ…非常停止回路、５３…制御信号入出力部、５４…母線、５５…負荷、５６…通信ケーブル、５７…バッテリー、６６…中継ボックス、Ｅｎｇ…エンジン、Ｇ…発電機
【図１】
2009153259.tif 000003
【図２】
2009153259.tif 000004
【図３】
2009153259.tif 000005
【図４】
2009153259.tif 000006
【図５】
2009153259.tif 000007