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JP2951141B2 - 単相3線式線路における不平衡の改善方法及びそれに用いる電力供給装置 - Google Patents

単相3線式線路における不平衡の改善方法及びそれに用いる電力供給装置

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Publication number
JP2951141B2
JP2951141B2 JP5038548A JP3854893A JP2951141B2 JP 2951141 B2 JP2951141 B2 JP 2951141B2 JP 5038548 A JP5038548 A JP 5038548A JP 3854893 A JP3854893 A JP 3854893A JP 2951141 B2 JP2951141 B2 JP 2951141B2
Authority
JP
Japan
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power supply
phase
supply device
line
wire line
Prior art date
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JP5038548A
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JPH06253457A (ja
Inventor
健雄 石田
雄二 福田
勝春 鈴木
龍蔵 萩原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Denki Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Denki Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/50Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、単相3線式線路におけ
る不平衡の改善方法及びそれに用いる電力供給装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】単相3線式線路は、住宅などの低圧需要
家に電力を供給するための電気方式として大多数の低圧
電灯線に採用されている。単相3線式線路では、負荷平
衡時の電圧降下及び電力損失が単相2線式の4分の1に
減少するので経済的に有利である反面、負荷に不平衡が
あると各電圧線の電圧が不平衡となったり中性線電流が
増加したりし、不平衡電圧が大きい場合には需要家の機
器に過大な電圧が印加される恐れがあるなど、不利な面
もある。
【0003】したがって、従来においては、単相3線式
線路における不平衡をできるだけ少なくするために、例
えばビル又は一般家庭での電気機器やコンセントなどの
配線設計又は配線工事を行う際に、両方の電圧線に対す
る負荷がなるべく均等となるような配慮がなされてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のように
配線によって負荷を均等にすることには限界があり、実
際に機器が使用された場合に両側電圧に不平衡が生じる
のを避け難い。
【0005】一方、近年における地球環境保護意識の高
まりによって、廃棄物による環境汚染のないクリーンエ
ネルギー、中でも太陽電池を利用した太陽光発電が注目
されている。太陽光発電では、発電電力が太陽の日射量
に応じて大きく変動するので、その有効利用を図るため
に例えば分散形電源システムに組み込まれ、実用化に向
けた実験が進められている。
【0006】分散形電源システムにおいては、ビルや一
般家庭に設置した太陽電池の発電電力がインバータを経
て配電系統に連係接続され、自家に必要な電力の一部又
は全部が太陽光発電によって賄われ、さらに電力が余っ
た場合には配電系統を経由して他の家庭へ供給される。
【0007】つまり、この場合における太陽光発電装置
は、図3に示すような電力供給装置80として用いられ
る。電力供給装置80は、太陽電池PV及びインバータ
INVからなり、その出力は単相3線式線路の一方の電
圧線U1に接続され、負荷L1に対して電力の供給が行
われる。
【0008】このような従来の電力供給装置80を用い
た場合において、それに接続された負荷L1が他方の負
荷L2よりも大きい(重い)ときには、上述したような
単相3線式線路における不平衡を改善することとなり、
太陽エネルギーの有効利用と相まって極めて好ましい状
況となるが、その逆に負荷L1が負荷L2よりも小さい
(軽い)ときには却って不平衡を拡大することになる。
【0009】例えば、負荷L1がほとんど無いに等しく
負荷L2のみが存在するといった極端な場合には、中性
線Vには負荷L2への電流と電力供給装置80から供給
される電流との合計の電流が流れることとなり、負荷L
2及び線路に障害を発生させる一因となる可能性があ
る。
【0010】そのような問題の生じるのを避けるため
に、電力供給装置80の出力を単相3線式線路に接続す
る際に、単3式トランスと呼称される変圧器を介して両
電圧線U1,U2に均等に電力を供給することが提案さ
れている。しかし、それによると、負荷の不平衡による
単相3線式線路の不平衡は何ら改善されないばかりでな
く、特別な変圧器を必要とするためにその設置場所及び
コストに新たな問題が生じる。
【0011】本発明は、上述の問題に鑑み、特別な変圧
器を必要とすることなく、単相3線式線路における不平
衡を改善することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る方
法は、単相3線式線路の中性線と2つの電圧線のいずれ
との間に選択的に切り換えて電源装置の出力を接続
し、当該単相3線式線路に接続された負荷に対し前記電
源装置による電力の供給を行ううとともに、前記単相3
線式線路における不平衡状態の検出を行い、負荷の重い
側の電圧線に対して前記電源装置の出力を選択的に接続
する、単相3線式線路における不平衡の改善方法であ
る。
【0013】請求項2の発明に係る装置は、電源装置
と、単相3線式線路の不平衡状態を検出する検出手段
と、前記電源装置の出力を単相3線式線路の中性線と2
つの電圧線のいずれかとの間に選択的に切り換えて接続
するための接続手段と、前記検出手段による検出結果に
基づいて、前記接続手段による接続を単相3線式線路の
負荷の重い側の電圧線に切り換えるための切換え制御手
段と、を有して構成される。
【0014】請求項3の発明に係る装置では、前記電源
装置として少なくとも一部に太陽電池が用いられて構成
される。
【0015】
【作用】検出手段によって単相3線式線路の不平衡状態
が検出され、その検出結果に基づいて、電源装置の出力
が両電圧線のいずれか一方に選択的に接続され、電源装
置からの電力が重い方の負荷に対して供給される。
【0016】なお、本明細書における負荷には、単相3
線式線路に接続された電気機器、その他電力供給装置か
ら電力の供給を受ける種々の機器が含まれる。
【0017】
【実施例】図1は本発明に係る電力供給装置5を単相3
線式線路3に接続した状態を示すブロック図である。電
力供給装置5及び単相3線式線路3によって分散形電源
システム1が形成されている。
【0018】図1において、電力供給装置5は、発電機
である太陽電池PV、太陽電池PVの発電した直流電力
を交流電力に変換するためのインバータINV、制御部
11、配線用遮断器MCCB、及び変流器CTなどから
構成されている。
【0019】インバータINVからの出力電力は、接点
RY1b又はRY1aを介し、中性線Vと2つの電圧線
U1,U2のいずれかとの間に選択的に切り換えて接続
される。その際に、インバータINVの出力波形を電圧
線U1,U2の各相の状態に合わすべく、位相制御又は
同期制御などが行われる。
【0020】制御部11には、検出部21、切換え制御
部22、及びリレーRYなどが設けられている。検出部
21は、中性線Vに流れる電流I0及び両電圧線U1,
U2の電圧E1,E2に基づいて、単相3線式線路3の
不平衡状態を検出する。切換え制御部22は、インバー
タINVの出力ライン31を負荷L1,L2の重い側の
電圧線U1,U2に接続すべく、検出部21の検出結果
に応じてリレーRYを動作させ、接点RY1b,RY1
aを切り換える。なお、負荷の重い側の電圧線の電圧が
低下するから、電圧E1及びE2を検出して互いに比較
することによって、負荷L1と負荷L2とのいずれの方
が重いかを検出可能である。
【0021】次に、図2に示すフローチャートに基づい
て電力供給装置5の動作を説明する。電力供給装置5が
起動すると、電圧線U1,U2の各電圧E1,E2が検
出され、それらが互いに比較される(#1)。電圧E1
の方が低い場合にはリレーRYがオンすることなく、接
点RY1bが閉じた状態を維持し、電圧E2の方が低い
場合にはリレーRYがオンして接点RY1aが閉じる。
これによって、インバータINVの出力ライン31が電
圧線U1,U2のうちの電圧の低い側、すなわち負荷の
重い側に接続される(#2)。
【0022】インバータINVが過度現象を生じないよ
うにソフトスタートし、太陽電池PVから得られた電力
が単相3線式線路3に接続された負荷L1又はL2に供
給される(#3)。
【0023】中性線Vに流れる電流I0が検出され、電
流I0と一定の基準値ISとの比較によって電流I0が
過大であるか否かが判断される(#4)。電流I0が基
準値ISに達するまでは、電流I0の監視が継続され
(#4でノー)、電流I0が過大となったときには(#
4でイエス)、インバータINVが一旦停止した後、リ
レーRYの接点RY1b,RY1aの切り換えによりイ
ンバータINVの出力ライン31が反対側の電圧線U1
又はU2に接続され(#5)、その後、インバータIN
Vがソフトスタートする(#6)。これによって、負荷
L1,L2のうちの重い側にインバータINVの出力電
力が供給され、単相3線式線路3の不平衡が改善され
る。接点RY1b,RY1aが切り換えられた後は、電
流I0の監視が継続される(#4)。
【0024】接点RY1b,RY1aを切り換えても不
平衡が改善されない場合には(#7でノー)、異常モー
ドに入る(#8)。異常モードでは、例えばインバータ
INVの出力を徐々に低下させていき、それでも異常が
続いている場合には配線用遮断器MCCBをオフする。
これによって電力供給装置5は待機状態となり、図示し
ない表示部にその旨を示すメッセージが表示される。
【0025】なお、ステップ#7では、例えば接点RY
1b,RY1aの切り換え前後の電流I0が比較され、
切り換え後に電流I0が減少していなければノーと判断
される。また、ステップ#5でのリレーRYの切り換え
の前に、配線用遮断器MCCBを一旦オフとし、リレー
RYを切り換えた後に再度オンとするような制御を行っ
てもよい。
【0026】上述の実施例によると、従来の電力供給装
置80のように単相3線式線路の不平衡を拡大する恐れ
がなくなり且つ単3式トランスのような特別な変圧器が
不要となるばかりでなく、電力供給装置5によって単相
3線式線路3における不平衡の改善が図られる。
【0027】したがって、電圧E1,E2に大きな不平
衡が生じることが防止され、中性線Vに流れる電流I0
が減少し、単相3線式線路3及び負荷L1,L2として
接続される電気機器の障害の発生が防止される。
【0028】また、発電機として太陽電池PVを用いて
いるので、太陽エネルギーの有効利用が図られるととも
に、太陽電池PVの発電電力が余った場合には、他のビ
ルや家庭に接続された負荷L1,L2へ、さらには柱上
変圧器Tを介して別の負荷へ電力が供給される。このよ
うに、電力供給装置5は分散形電源システム1に好適に
用いることができる。
【0029】上述の実施例のステップ#4においては、
中性線Vに流れる電流I0によって不平衡状態の検出を
行っているが、これに代えて又はこれとともに、電圧線
U1,U2の電圧E1,E2を比較することにより行っ
てもよい。
【0030】上述の実施例において、リレーRYに代え
て無接点素子を用いてもよい。太陽電池PVに代えて、
又は太陽電池PVとともに、例えば燃料電池などの他の
発電装置を用いてもよい。その他、リレーRY、接点R
Y1b,RY1a、検出部21、切換え制御部22、制
御部11、又は電力供給装置5などの構成及び動作内
容、フローチャートの内容及び順序などは、本発明の主
旨に沿って上述した以外に種々変更することができる。
【0031】
【発明の効果】本発明によると、単3式トランスのよう
な特別な変圧器を必要とすることなく、単相3線式線路
における不平衡を改善することができる。しかも、電源
装置を接続することによる不平衡のみでなく、負荷の不
平衡などによる単相3線式線路の不平衡をも改善するこ
とができる。
【0032】請求項3の発明によると、太陽エネルギー
の有効利用を図るとともに、単相3線式線路における不
平衡を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電力供給装置を単相3線式線路に
接続した状態を示すブロック図である。
【図2】本発明に係る電力供給装置の動作を説明するた
めのフローチャートである。
【図3】従来における電力供給装置を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
3 単相3線式線路 5 電力供給装置 21 検出部(検出手段) 22 切換え制御部(切換え制御手段) RY リレー(接続手段) RY1b,RY1a 接点(接続手段) INV インバータ(電源装置) PV 太陽電池(電源装置) U1,U2 電圧線 V 中性線 L1,L2 負荷
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩原 龍蔵 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−308780(JP,A) 特開 平4−54830(JP,A) 特開 平4−265632(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02J 3/00 - 5/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単相3線式線路の中性線と2つの電圧線
    のいずれかとの間に選択的に切り換えて電源装置の出力
    を接続し、当該単相3線式線路に接続された負荷に対し
    前記電源装置による電力の供給を行ううとともに、 前記単相3線式線路における不平衡状態の検出を行い、
    負荷の重い側の電圧線に対して前記電源装置の出力を
    択的に接続することを特徴とする単相3線式線路におけ
    る不平衡の改善方法。
  2. 【請求項2】 電源装置と、 単相3線式線路の不平衡状態を検出する検出手段と、 前記電源装置の出力を単相3線式線路の中性線と2つの
    電圧線のいずれかとの間に選択的に切り換えて接続する
    ための接続手段と、 前記検出手段による検出結果に基づいて、前記接続手段
    による接続を単相3線式線路の負荷の重い側の電圧線に
    切り替えるための切換え制御部と、 を有してなることを特徴とする電力供給装置。
  3. 【請求項3】 前記電源装置として少なくとも一部に太
    陽電池が用いられている請求項2記載の電力供給装置。
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JP6963489B2 (ja) * 2017-12-15 2021-11-10 ニチコン株式会社 電力供給システムに設けられた接続切替装置

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