JPH08186933A - 三相電力給電方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 各種機器へ供給電圧を低下させて供給して
も、機器の焼損事故を起こさないようにすること。ま
た、負荷への供給電流のピーク値を所定値以上に抑える
ことができるようにすること。 ［構成］ 受電した三相の商用電力（ＰＷ）を三相バラ
ンサ（１３）によって負荷回路（２）の定格電圧よりも
低い低圧負荷供給電圧（ＶＬ）を得、負荷回路のうち少
なくとも１つの誘導電動機（２３）に対しては該低圧負
荷供給電圧の周波数をインバータ（１４）により所要の
定格周波数より低い周波数に変換して供給する。また、
負荷回路のその時々のデマンド値が所定値を越えること
がないようにインバータから出力される電圧の周波数を
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は三相の商用電力を需要家
の各負荷に供給するための三相電力の給電方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ポンプ、ファン、エアコン等の
動力回路のための業務用の商用電力として、三相の高圧
又は特別高圧電力が需要家に供給されている。この種の
三相給電システムにおいて、三相回路に流れる各相の電
流不平衡を補正するためのバランサを受電トランスの出
力側に設置し、これにより電力の使用効率を改善して省
エネ効果を得る構成が良く知られている。さらに、この
バランサの出力電圧を所定の定格電圧より低い値、例え
ば定格電圧が２００Ｖの場合、各使用機器の作動性能に
支障を来すことがないとして定められている下限許容値
（例えば１９０Ｖ）に設定し、これにより各機器での消
費電力を低減させて節電を図り、資源の節約に寄与する
ようにした構成も公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、バランサを
用いて機器への供給電力をその許容範囲内において低下
させ、これにより機器での消費電力の低減を図る構成に
よると、例えば定格出力に近い状態で重負荷モータが運
転されると、定格電流値以上の電流が流れてしまい、モ
ータの過熱による焼損事故が発生する虞れが生じる。

【０００４】すなわち、バランサを用いて負荷への供給
電力を低下させることにより省エネルギー化を図り、こ
の結果総使用電力量を低減させることができるが、特に
回転機の如く負荷状態が変化しやすい複数の機器が独立
して作動するような場合、瞬間的に最大使用電力量が高
くなってしまうという所謂負荷変動の問題が生じる。電
力供給事業者から見た場合、電力の安定的且つ経済的供
給の実現を図るためこの負荷変動はなるべく小さいのが
好ましく、したがって、この最大使用電力量の状態に基
づいて契約電力が定められる課金システムが採用されて
いる。これにより、需要家に対して負荷変動を平均化さ
せる努力を促し、需要電力の平均化を実現しようとする
ものである。

【０００５】しかしながら、需要家側において設備され
る給電システムにおいては、消費電力の低下を図る構成
は不完全ながら上述の如く採用されてきているものの、
使用電力の平均化を図る構成は何ら採用されておらず、
そのようなシステムの実現が要請されているところであ
る。

【０００６】本発明の目的は、したがって、バランサを
用いて誘導モータの如き回転機器を含む各種機器へ供給
電圧を低下させて供給し、これにより使用電力量の低減
を図る場合において、機器に掛かる負荷が増大すること
により生じる各種の不具合を生じさせることのない、三
相電力の給電方法を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、バランサを用いて誘
導モータの如き回転機器を含む各種機器へ供給電圧を低
下させて供給し、これにより使用電力量の低減を図る場
合において、負荷への供給電流のピーク値を所定値以上
に抑えることができるようにした、三相電力の給電方法
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の方法の特徴は、受電した三相の商用電力を誘
導電動機を少なくとも含む動力負荷等に供給するための
三相電力給電方法において、受電した三相の商用電力を
三相バランサを含む回路によって前記動力負荷等の定格
電圧よりも低い電圧値にバランスさせた低圧負荷供給電
圧を得、前記動力負荷等のうち少なくとも１つの誘導電
動機に対しては該低圧負荷供給電圧の周波数を周波数変
換手段により所要の定格周波数より低い周波数に変換し
て供給するようにした点にある。

【０００９】上記構成において、三相バランサを含む回
路によって得る低圧負荷供給電圧の値は、動力負荷等の
各許容入力電圧範囲内にあるように定められるのが好ま
しい。また、所定の周波数より低い周波数の低圧供給電
圧は、特に、高負荷状態になることが予想される誘導電
動機に対して供給されることが望ましい。

【００１０】本発明の他の特徴は、受電した三相の商用
電力を誘導電動機を少なくとも含む負荷回路に供給する
ための三相電力給電方法において、受電した三相の商用
電力を三相バランサを含む回路によって前記負荷回路の
定格電圧よりも低い電圧値にバランスさせた低圧負荷供
給電圧を得、前記負荷回路のうち少なくとも１つの誘導
電動機に対しては該低圧負荷供給電圧の周波数を周波数
変換手段により所要の定格周波数より低い周波数に変換
して供給するようにすると共に、前記負荷回路のその時
々のデマンド値が所定値を越えたか否かを判別し、この
判別結果に応答しその時々のデマンド値が前記所定値を
越えることがないように前記周波数変換手段から出力さ
れる電圧の周波数を制御するようにした点にある。

【００１１】この場合においても、三相バランサを含む
回路によって得る低圧負荷供給電圧の値は、動力負荷等
の各許容入力電圧範囲内にあるように定められるのが好
ましい。負荷回路のその時々のデマンド値が所定値を越
えたか否かを判別するため、市販のデマンド制御装置を
用いることができ、目標のデマンド値を超過した場合に
作動するスイッチを用いて判別結果を示す信号を得るこ
とが可能である。

【００１２】周波数変換手段は、公知の構成の変換周波
数可変型のインバータを用い、判別結果を示す信号に応
答して、インバータにおける変換周波数をステップ的
に、または連続的により一層低下させ、これにより誘導
電動機における電力使用量を低下させ、デマンド値が所
定値を越えることがない構成とすることができる。

【００１３】

【作用】本発明の第１の特徴によれば、三相バランサを
含む回路によって動力負荷等の定格電圧よりも低い低圧
負荷供給電圧が得られる。各負荷のうち、少なくとも１
つの誘導電動機に対しては、さらに、低圧負荷供給電圧
の周波数が定格周波数より低い周波数に変更されて供給
される。したがって三相バランサを含む回路によって低
圧での電力供給を行い、節電を図ることができる上に、
この誘導電動機の負荷が何等かの理由により増大しても
駆動電流が過大になることはなく、過熱による焼損事故
を有効に防止することができる。したがって、特に過負
荷状態になることが予想される誘導電動機に対して低い
周波数の低圧負荷供給電圧を供給しておくことが望まし
い。

【００１４】本発明の第２の特徴によれば、上述した第
１の特徴による作用に加えて、負荷回路のその時々のデ
マンド値が所定値を越えたか否かが判別され、この判別
結果に応じて所定の誘導電動機に供給される低圧負荷供
給電圧の周波数が調節され、最大デマンド値が所定値以
上となるのを防止する。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
き詳細に説明する。

【００１６】図１は、本発明の方法による三相電力給電
システムの一実施例を示す回路図である。この三相電力
給電システム１は、電力会社等から供給される三相商用
電力ＰＷを需要家の施設内に設けられた負荷回路２に供
給するためのものである。本実施例では、その受電端子
１１には三相商用電力ＰＷとして５０Ｈｚで６６００Ｖ
の三相電力が供給されており、６６００Ｖの三相電力
は、一次側がΔ結線で二次側がＹ結線となっている受電
トランス１２により降圧され、二次側の各巻線の出力が
２１０Ｖである定格の三相電力が取り出される構成であ
る。

【００１７】この定格２１０Ｖの三相電圧ＶＮは三相バ
ランサ１３介をして負荷回路２に送り込まれる。三相バ
ランサ１３は、負荷回路２に流れる各相の電流不平衡を
バランスさせて各相の出力電圧を等しくすると共に、そ
の値を定格電圧値である２１０Ｖよりも低い所要の電
圧、例えば１９０Ｖにし、このようにして得られた低圧
負荷供給電圧ＶＬを得るための装置である。このような
働きをする三相バランサは市販されており、例えば株式
会社セーバー製のＳＶＭ−５０Ａを用いることができ
る。

【００１８】負荷回路２は、本実施例では誘導電動機２
１、２２、２３を含んで成る動力回路であり、これらの
誘導電動機は、図示されていない各種ポンプ、空調機、
ファンの動力源として用いられているものである。図１
には誘導電動機のみしか示していないが、負荷回路２に
は、このほか各種の電気的負荷、例えば照明器具、その
他の各種電気的装置が含まれていてもよい。

【００１９】三相バランサ１３からの低圧負荷供給電圧
ＶＬは、誘導電動機２１、２２にはそのまま供給される
が、ポンプ装置の動力源として使用され、重い負荷が掛
かることが充分に予想される誘導電動機２３には、周波
数変換装置として働くインバータ１４を介して供給され
ている。インバータ１４は、そこに入力される低圧負荷
供給電圧ＶＬの周波数をその定格周波数である５０Ｈｚ
よりも低い所要の周波数、例えば４７Ｈｚに変換する公
知の構成であり、低い周波数に変換された周波数変換低
圧負荷供給電圧ＶＬＬがインバータ１４から出力され、
誘導電動機２３に供給される。

【００２０】上述の如く構成された三相電力給電システ
ム１によると、三相バランサ１３により各相の出力電圧
が等しくされると共にその値が定格電圧値よりは低い所
定の値にされるので、負荷回路２における使用電力量の
節減が図られ、節電効果を得ることができる。

【００２１】なお、低圧負荷供給電圧ＶＬの値は、負荷
回路２の許容入力電圧範囲を逸脱しない範囲でなるべく
低く設定するのが好ましい。ここで、負荷回路２の許容
入力電圧範囲とは、負荷回路２に含まれる装置の各許容
入力電圧範囲の最大公約数である。例えば、５０Ｈｚ２
００Ｖ系の場合、誘導電動機２１、２２、２３の各許容
入力電圧範囲は１８０〜２２０Ｖとなる。したがって、
この場合には低圧負荷供給電圧ＶＬの値は１８０Ｖに設
定するのが好ましい。このような設定をすれば、負荷回
路２の各装置を正常に作動させることができる上に、使
用電力量を最大限に節約することができるからである。

【００２２】この三相電力給電システム１では、さら
に、過負荷状態になることが予想される誘導電動機２３
については、周波数も低下させて電力を供給しており、
したがって、何等かの理由により誘導電動機２３が過負
荷状態に陥って駆動のための電流が増加したとしても、
焼損事故に至ることを未然に防止することができる。し
たがって、インバータ１４の出力側の周波数は、周波数
の低下による軸出力トルクの減少具合と過負荷時の電流
増加具合とを勘案して適宜に定めることができる。

【００２３】図２には、本発明による給電システムの別
の実施例が示されている。

【００２４】図２に示した三相電力給電システム３は、
負荷回路２のその時々のデマンド値が所定値を越えるこ
とがないようインバータ１４の出力側の周波数、すなわ
ち、周波数変換低圧負荷供給電圧ＶＬＬの周波数を制御
し、これにより、負荷状態に変化が生じても負荷回路２
における使用電力量のピーク値、すなわち最大デマンド
値を所要のレベル以下に抑え、電力の平均的使用を実現
した構成が付加されている点で図１に示した三相電力給
電システム１と異なっている。したがって、図２におい
て図１の各部と対応する部分には同一の符号を付し、そ
れらの説明を省力する。

【００２５】電力使用量のピーク値を所定レベル以下に
抑えるため、三相電力給電システム３では、受電端子１
１と受電トランス１２との間に、そこに流れる電流の値
を検出するための計器用変成器ＣＴが設けられていると
共に、受電端子１１における受電電圧値を検出するため
の計器用変圧器ＰＴが設けられている。計器用変成器Ｃ
Ｔからの出力Ｍ１と計器用変圧機ＰＴからの出力Ｍ２と
はデマンド制御装置１５に入力されており、ここでその
時々のデマンド値が計測されると共に、計測されたデマ
ンド値が予めセットしてある所定レベルを越えたか否か
が判別される。この判別結果は制御接点端子１５Ａから
接点のオン、オフ情報として取り出すことができる。な
お、このような機能を有するデマンド制御装置は市販さ
れており、例えば松下電器産業株式会社製のＺＹ−１０
０−Ｄ型自動デマンド制御装置を用いることができる。

【００２６】デマンド制御装置１５の制御接点端子１５
Ａは、インバータ１４の制御入力端子１４Ａに接続され
ており、制御接点端子１５Ａおいて取り出される接点の
オン、オフ情報に応じてインバータ１４における出力側
の周波数が制御される構成となっている。本実施例で
は、計測されたデマンド値がデマンド制御装置１５にお
いて予めセットされている所定のレベル以下であると接
点オフの情報が制御接点端子１５Ａから得られ、これに
応答してインバータ１４の出力側の周波数は４７Ｈｚに
設定される。一方、計測されたデマンド値が予めセット
されている所定のレベルを越えると、接点オンの情報が
制御接点端子１５Ａから得られ、これに応答してインバ
ータ１４の出力側の周波数がより低い２５Ｈｚに設定さ
れる。

【００２７】この結果、計測されたデマンド値が予めセ
ットされている所定のレベルを越えると、誘導電動機２
３に供給される三相電力の周波数がより一層低下してこ
こでの使用電力量が低下せしめられるという使用電力量
の制御が実行されるので、この三相電力給電システム３
における最大デマンド量が所定レベル以上となることが
ない。このように、需要家における使用電力量のピーク
値が確実に所定レベル以下に抑えられ、電力の平均的使
用が可能となる。

【００２８】このことは、また、契約電力量を決定する
ためのデータとなる最大デマンド量を低く抑え、契約電
力量を小さくして基本使用料を低減させることができる
ことを意味し、この点から電力料金の節約を図ることが
できる。

【００２９】なお、図２に示した三相電力給電システム
３においても、三相バランサ１３による低圧負荷供給電
圧ＶＬの供給による節電効果、及びインバータ１４を設
けることによる誘導電動機２３の過負荷状態における焼
損の防止を図ることができることは勿論である。

【００３０】上記各実施例では、いずれも、インバータ
１４からの出力を１つの誘導電動機２３に供給する場合
を示したが、インバータ１４からの出力を過負荷が予想
される他の誘導電動機に並列的に供給してもよいし、別
のインバータを設けてこれから供給するようにしてもよ
い。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、バランサを用いて誘導
モータの如き回転機器を含む各種機器へ供給電圧を低下
させて供給し、これにより使用電力量の低減を図る場合
において、予め定められた誘導電動機に対しては低圧負
荷供給電圧の周波数を低くするようになっているので、
予め定められた誘導電動機の負荷が増大しても、過熱に
よる焼損事故を生じることがなく、安全性を確保しつつ
使用電力量の低減を図ることができる。

【００３２】また、その時々の使用電力量を測定し、測
定された使用電力量が予定レベルを越えた場合には、誘
導電動機に与えられる低圧負荷供給電圧の周波数を低く
し、これにより使用電力量を抑え、常に使用電力量が所
定レベルを越えることがないようにしたので、負荷回路
における使用電力量のピーク値を有効に抑えることがで
き、各需要家における電力の平均値使用が実現できる。
また、これにより契約電力量を低く抑えることが可能と
なり、支払い料金を低くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による三相電力供給システムの一実施例
の系統図。

【図２】本発明による三相電力供給システムの他の実施
例の系統図。

【符号の説明】

１、３ 三相電力給電システム ２ 負荷回路 12 受電トランス 13 三相バランサ 14 インバータ 15 デマンド制御装置 21、22、23 誘導電動機 ＶＮ 三相電圧 ＶＬ 低圧負荷供給電圧 ＶＬＬ 周波変換低圧負荷電圧

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受電した三相の商用電力を誘導電動機を
   少なくとも含む動力負荷等に供給するための三相電力給
   電方法において、 受電した三相の商用電力を三相バランサを含む回路によ
   って前記動力負荷等の定格電圧よりも低い電圧値にバラ
   ンスさせた低圧負荷供給電圧を得、 前記動力負荷等のうち少なくとも１つの誘導電動機に対
   しては該低圧負荷供給電圧の周波数を周波数変換手段に
   より所要の定格周波数より低い周波数に変換して供給す
   るようにしたことを特徴とする三相電力給電方法。
2. 【請求項２】 受電した三相の商用電力を誘導電動機を
   少なくとも含む負荷回路に供給するための三相電力給電
   方法において、 受電した三相の商用電力を三相バランサを含む回路によ
   って前記負荷回路の定格電圧よりも低い電圧値にバラン
   スさせた低圧負荷供給電圧を得、 前記負荷回路のうち少なくとも１つの誘導電動機に対し
   ては該低圧負荷供給電圧の周波数を周波数変換手段によ
   り所要の定格周波数より低い周波数に変換して供給する
   ようにすると共に、 前記負荷回路のその時々のデマンド値が所定値を越えた
   か否かを判別し、 この判別結果に応答しその時々のデマンド値が前記所定
   値を越えることがないように前記周波数変換手段から出
   力される電圧の周波数を制御するようにしたことを特徴
   とする三相電力給電方法。