JPH01278241A - 電源系統切替システム - Google Patents
電源系統切替システムInfo
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- JPH01278241A JPH01278241A JP63106667A JP10666788A JPH01278241A JP H01278241 A JPH01278241 A JP H01278241A JP 63106667 A JP63106667 A JP 63106667A JP 10666788 A JP10666788 A JP 10666788A JP H01278241 A JPH01278241 A JP H01278241A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電源系統切替システム、特に商用電源系統と
発電機電源系統との切替えを行う電源系統切替システム
に関するものである。
発電機電源系統との切替えを行う電源系統切替システム
に関するものである。
発電機を工場、ビル等に導入するに際し、その運用方法
については、専用負荷に対して発電機を単独で運転する
発電機単独運転方法と、発電機を商用系統に連系させて
運転、する並列運転方法とがある。
については、専用負荷に対して発電機を単独で運転する
発電機単独運転方法と、発電機を商用系統に連系させて
運転、する並列運転方法とがある。
〔発明が解決しようとする!1!題〕
発電機単独運転方法は、発電機専用負荷が固定されるこ
とになるので、保護・保安上簡便なるシステムで実現で
きるという利点がある反面、誘導電導機等の起動突入電
流を考慮すると、発電機容量の100%活用が不可能で
発電機の利用率が低くなり、また、商用系統側への負荷
切替時には一端電源供給が停止することになり、重要負
荷を接続できないという欠点がある。
とになるので、保護・保安上簡便なるシステムで実現で
きるという利点がある反面、誘導電導機等の起動突入電
流を考慮すると、発電機容量の100%活用が不可能で
発電機の利用率が低くなり、また、商用系統側への負荷
切替時には一端電源供給が停止することになり、重要負
荷を接続できないという欠点がある。
一方、商用系統との並列運転は、急峻な負荷増大に対し
ては、商用系統側から供給されるので発電機出力の10
0%が有効使用でき、また、発電機トラブルにより発電
機が系統から離脱しても負荷への電力供給が可能である
という利点がある反面、発電機から商用系統への逆流・
逆圧を阻止するため、保安上各種保護システムの構築が
必要となり、また、電力会社への打合せ・許可が必要と
なるといった欠点がある。
ては、商用系統側から供給されるので発電機出力の10
0%が有効使用でき、また、発電機トラブルにより発電
機が系統から離脱しても負荷への電力供給が可能である
という利点がある反面、発電機から商用系統への逆流・
逆圧を阻止するため、保安上各種保護システムの構築が
必要となり、また、電力会社への打合せ・許可が必要と
なるといった欠点がある。
本発明の目的は、上述した従来の運転方法の持つ欠点を
除去し、より効率的にしかも安全なる発電機の運用を図
ることのできる電源系統切替システムを提供することに
ある。
除去し、より効率的にしかも安全なる発電機の運用を図
ることのできる電源系統切替システムを提供することに
ある。
本発明は、複数の負荷への電力供給を、商用電源系統と
、発電機電源系統との間で切替える電源系統切替システ
ムにおいて、 各負荷と商用電源系統との間に設けられた第1の半導体
スイッチング素子と、 各負荷と発電機電源系統との間に設けられた第2の半導
体スイッチング素子と、 第1および第2の半導体スイッチング素子の一方をオン
し、同時に他方をオフするフリップフロップ回路を有す
る制御装置とを備え、 商用電源系統と発電機電源系統とを無瞬断で切替えるこ
とを特徴とする。
、発電機電源系統との間で切替える電源系統切替システ
ムにおいて、 各負荷と商用電源系統との間に設けられた第1の半導体
スイッチング素子と、 各負荷と発電機電源系統との間に設けられた第2の半導
体スイッチング素子と、 第1および第2の半導体スイッチング素子の一方をオン
し、同時に他方をオフするフリップフロップ回路を有す
る制御装置とを備え、 商用電源系統と発電機電源系統とを無瞬断で切替えるこ
とを特徴とする。
本発明によれば、制御装置は、
電源系統の切替えを、電源波形のゼロクロスタイミング
で行うようにフリップフロップ回路を駆動させるゼロク
ロス切替指令部と、 電源系統の切替えを、電源波形のゼロクロスに優先した
任意位相タイミングで行うようにフリップフロップ回路
を駆動させる任意位相優先切替指令部とを有しでいる。
で行うようにフリップフロップ回路を駆動させるゼロク
ロス切替指令部と、 電源系統の切替えを、電源波形のゼロクロスに優先した
任意位相タイミングで行うようにフリップフロップ回路
を駆動させる任意位相優先切替指令部とを有しでいる。
また、本発明によれば、制御装置は、
最適切替負荷を選択し、ゼロクロス切替指令部に指示す
る第1の演算部と、 発電機の故障を予測検出し、ゼロクロス切替指令部に指
示する発電機事故予測検出部と、負荷の負荷電力急増を
検出し、いずれの負荷であるかを選別して、任意位相優
先切替指令部に指示する第2の演算部と、 発電機の重事故を検出し、任意位相優先切替指令部に指
示する発電機重事故検出部とを有している。
る第1の演算部と、 発電機の故障を予測検出し、ゼロクロス切替指令部に指
示する発電機事故予測検出部と、負荷の負荷電力急増を
検出し、いずれの負荷であるかを選別して、任意位相優
先切替指令部に指示する第2の演算部と、 発電機の重事故を検出し、任意位相優先切替指令部に指
示する発電機重事故検出部とを有している。
本発明の電源系統切替システムを構築するには、(1)
電力会社配電系統の安全を確保し、保安上の保護システ
ムの構築を必要としないためには、発電機が商用系統と
並列運転とならないようにする、(2)発電機利用効率
を高めるために、誘導電動機等の尖頭性負荷の起動は商
用電源系統側で行い、定常運転後発電機電源系統側へ切
替える、(3)負荷に対する商用電源系統並びに発電機
電源系統の切替時に無瞬断であるようにする、等の条件
が必要となる。
電力会社配電系統の安全を確保し、保安上の保護システ
ムの構築を必要としないためには、発電機が商用系統と
並列運転とならないようにする、(2)発電機利用効率
を高めるために、誘導電動機等の尖頭性負荷の起動は商
用電源系統側で行い、定常運転後発電機電源系統側へ切
替える、(3)負荷に対する商用電源系統並びに発電機
電源系統の切替時に無瞬断であるようにする、等の条件
が必要となる。
これら条件を確保するために、半導体スイッチング素子
を用い、負荷を半導体スイッチング素子を介して商用系
統母線(以下、A母線という)に接続すると共に、別の
半導体スイッチング素子を介して発電機母線(以下、B
母線という)に接続する。そして、これら半導体スイッ
チング素子をオン、オフすることにより、負荷のA母線
あるいはB母線への接続を切替える。このとき、負荷へ
の電力供給が無瞬断となるように、一方のスイッチング
素子のオンと同時に他方のスイッチング素子をオフする
ことが必要である。このためには、半導体スイッチング
素子へのゲート信号供給回路としてフリップフロップ回
路を用いるのが良い。
を用い、負荷を半導体スイッチング素子を介して商用系
統母線(以下、A母線という)に接続すると共に、別の
半導体スイッチング素子を介して発電機母線(以下、B
母線という)に接続する。そして、これら半導体スイッ
チング素子をオン、オフすることにより、負荷のA母線
あるいはB母線への接続を切替える。このとき、負荷へ
の電力供給が無瞬断となるように、一方のスイッチング
素子のオンと同時に他方のスイッチング素子をオフする
ことが必要である。このためには、半導体スイッチング
素子へのゲート信号供給回路としてフリップフロップ回
路を用いるのが良い。
負荷への母線の切替にあたっては、A母線とB母線の電
圧値と位相の同期がとれていることを前提とすることは
もちろんである。
圧値と位相の同期がとれていることを前提とすることは
もちろんである。
母線切替のタイミングは、電源波形のゼロクロスとする
のが安定かつ安全である。しかし、瞬時電力増加あるい
は発電機故障などの発生の場合には、ゼロクロス以外の
任意の位相で瞬時に切替える必要がある。
のが安定かつ安全である。しかし、瞬時電力増加あるい
は発電機故障などの発生の場合には、ゼロクロス以外の
任意の位相で瞬時に切替える必要がある。
したがって、本発明に係わる制御装置は以下のような機
能を有している。
能を有している。
(1) A母線とB母線の電圧値の同一化および位相同
期をli!し、確認指令を発する。
期をli!し、確認指令を発する。
(2)発電機容量/発電機出力/各負荷消費電力/デマ
ンド予測電力等を検出し、A母線・B母線への切替負荷
を選択する。すなわち、切替えるべき最適負荷を選択し
、切替指令を発する。
ンド予測電力等を検出し、A母線・B母線への切替負荷
を選択する。すなわち、切替えるべき最適負荷を選択し
、切替指令を発する。
(3)瞬時電圧降下・瞬時位相変化・瞬時電力変化等を
検出することにより、例えば誘導電動機等による尖頭負
荷電流を検出し、B母線からA母線への切替指令を発す
る。
検出することにより、例えば誘導電動機等による尖頭負
荷電流を検出し、B母線からA母線への切替指令を発す
る。
(4)発電機がブレークダウンするまでの未だ電力供給
能力を有している間に発電機の異常を検出し、B母線か
らA母線への切替指令を発する。
能力を有している間に発電機の異常を検出し、B母線か
らA母線への切替指令を発する。
(5)フリップフロップ回路から半導体スイッチング素
子へのゲート信号の供給を制御する。
子へのゲート信号の供給を制御する。
このような制御装置を備える本発明の電源系統切替シス
テムによれば、予め粗密調整が可能なように設定された
負荷のうち適切なものを検出し、A母線あるいはB母線
への接続を切替えることによって、負荷を発電機容量1
00%にまたは任意に設定した負担値付近に設定するこ
とが可能となる。
テムによれば、予め粗密調整が可能なように設定された
負荷のうち適切なものを検出し、A母線あるいはB母線
への接続を切替えることによって、負荷を発電機容量1
00%にまたは任意に設定した負担値付近に設定するこ
とが可能となる。
次に、本発明の実施例について説明する。
第1図は、本発明の一実施例の基本構成を示す。
なお、本実施例は単相の場合の例を示す、商用電源系統
の母線をA母線、発電機1に接続された発電機電源系統
の母線をB母線とする。
の母線をA母線、発電機1に接続された発電機電源系統
の母線をB母線とする。
負荷L0はA母線に接続され、負荷Lr、Lt、Ls。
L4は、例えばゲートターンオフサイリスク(GTo)
とすることのできる半導体スイッチング素子5SRI、
SイR3,5SR5,5SR7を経てA母線に接続され
ている。
とすることのできる半導体スイッチング素子5SRI、
SイR3,5SR5,5SR7を経てA母線に接続され
ている。
これら負荷L 1.L t、 L s、 L aは、ま
た、スイッチング素子5SR2,5SR4,5SR6,
SS8を経てB母線に接続されている。
た、スイッチング素子5SR2,5SR4,5SR6,
SS8を経てB母線に接続されている。
これらスイッチング素子5SRI〜8のゲートは、制御
装置2により制御され、ターンオン、ターンオフが行わ
れる。
装置2により制御され、ターンオン、ターンオフが行わ
れる。
商用系統の受電点には、計器用変成器(PCT)3、電
力計(kWH)4を介してデマンド監視装置(DM)5
が設置されている。このデマンド監視装置は、受電点に
おける需要電力とデマンド予測電力を監視し、監視結果
を制御装置2に送る。
力計(kWH)4を介してデマンド監視装置(DM)5
が設置されている。このデマンド監視装置は、受電点に
おける需要電力とデマンド予測電力を監視し、監視結果
を制御装置2に送る。
発電機(SG)1は、エンジン(Eng)6により回転
され、エンジンの回転は調速機(Gov)7により制御
される。発電機1およびエンジン6には、後述するよう
に発電機故障を予測するために、種々のセンサが各部に
設けられ、これらセンサの検出信号は制御装置2に送ら
れる。
され、エンジンの回転は調速機(Gov)7により制御
される。発電機1およびエンジン6には、後述するよう
に発電機故障を予測するために、種々のセンサが各部に
設けられ、これらセンサの検出信号は制御装置2に送ら
れる。
A母線とB母線との間には、同期調整器(S Y)8が
設置され、この同期調整器は調速機7を制御する。
設置され、この同期調整器は調速機7を制御する。
発電機1の出力側には発電電力検出用変成器CTが設置
され、負荷L +、L z、L s、 L aの入力側
には負荷電力検出用変成器CT+、CTt、CTC,C
T4が設置され、これら変成器は制御装置2に接続され
ている。
され、負荷L +、L z、L s、 L aの入力側
には負荷電力検出用変成器CT+、CTt、CTC,C
T4が設置され、これら変成器は制御装置2に接続され
ている。
また、A母線およびB母線の電圧は、制御装置2に入力
され、制御装置で電圧値および位相が検出される。
され、制御装置で電圧値および位相が検出される。
第2図は、制御装置20機能ブロック図である。
なお、負荷Lz、Ls、L4については図示を省略しで
ある。
ある。
デマンド監視部11は、商用電源系統のデマンド監視袋
W5からの情報により、受電点における需要電力とデマ
ンド予測電力を監視する。
W5からの情報により、受電点における需要電力とデマ
ンド予測電力を監視する。
瞬時電圧降下検出部12は、B母線の瞬時電圧降下(Δ
V/Δt)を検出する。
V/Δt)を検出する。
同期確認部13は、A83:線とB母線の同期(電圧値
および位相)確認を丘う。
および位相)確認を丘う。
発電機故障子房検出部14は、発電機lおよびエンジン
6の各部に設けられた各種センサによって、例えば冷却
水温度上昇、潤滑油油圧低下、固定子巻線温度上昇、軸
受温度上昇、排気ガス温度異常、燃料タンクレベル低下
などを検出し、発電機1およびエンジン6の故障を発電
機が事故遮断するまでに事前に予測し検出する。
6の各部に設けられた各種センサによって、例えば冷却
水温度上昇、潤滑油油圧低下、固定子巻線温度上昇、軸
受温度上昇、排気ガス温度異常、燃料タンクレベル低下
などを検出し、発電機1およびエンジン6の故障を発電
機が事故遮断するまでに事前に予測し検出する。
発電機重事故検出部15は、発電機1の事故遮断に必要
な保護継電器の動作接点の開閉情報を取り込むことで、
遮断器が事故遮断するまでに、発電機の重事故を検出す
る。
な保護継電器の動作接点の開閉情報を取り込むことで、
遮断器が事故遮断するまでに、発電機の重事故を検出す
る。
発電電力検出部16は、発電電力検出用変成器CTから
の電圧および電流により、現時点の発電電力を監視する
。
の電圧および電流により、現時点の発電電力を監視する
。
負荷電力検出部17は、負荷電力検出用変成器CT +
、 CT z、 CT I CT aからの電圧および
電流により、各負荷L In L z、 L !、 L
aの現時点の消費ミルを監視する。
、 CT z、 CT I CT aからの電圧および
電流により、各負荷L In L z、 L !、 L
aの現時点の消費ミルを監視する。
負荷急増検出部18は、B母線に接続された負荷の急峻
増加(Δp/Δt)を検出する 装置故障検出部19は、装置異常・負荷系統電気的異常
等を検出する。
増加(Δp/Δt)を検出する 装置故障検出部19は、装置異常・負荷系統電気的異常
等を検出する。
発電機容量設定部20は、発電機1の容量を予め設定す
るためのものである。
るためのものである。
切替負荷選別演算部21は、発電機容量設定部20で設
定された発電機容量と、デマンド監視部11か送られて
くる過去(前日・週間・月間の設定可能)の時間別消費
電力と、発電電力検出部16で検出された現時点におけ
る発電機発電電力と、負荷電力検出部17で検出された
各負荷L I、L z、 L x、 L 4の現時点に
おける消費電力とから、最適切替負荷を選別する。
定された発電機容量と、デマンド監視部11か送られて
くる過去(前日・週間・月間の設定可能)の時間別消費
電力と、発電電力検出部16で検出された現時点におけ
る発電機発電電力と、負荷電力検出部17で検出された
各負荷L I、L z、 L x、 L 4の現時点に
おける消費電力とから、最適切替負荷を選別する。
負荷急増検出演算選別部22は、瞬時電圧降下検出部1
2で検出された瞬時電圧降下(ΔV/Δt)と、負荷急
増検出部18で検出された負荷の急峻増加(Δp/Δt
)とから、負荷の消費電力の急増(誘導電動機等の起動
大電流)による、発電機に対するある意味での脱調防止
のために、B母線かA母線への切替要求を発する。
2で検出された瞬時電圧降下(ΔV/Δt)と、負荷急
増検出部18で検出された負荷の急峻増加(Δp/Δt
)とから、負荷の消費電力の急増(誘導電動機等の起動
大電流)による、発電機に対するある意味での脱調防止
のために、B母線かA母線への切替要求を発する。
AND回路23は、同期確認部13からの同期確認情報
と、切替負可選別演算部21からの最適切替負荷情報と
のANDをとる。
と、切替負可選別演算部21からの最適切替負荷情報と
のANDをとる。
AND回路24は、同期確認部13からの同期確認情報
と、発電機故障予測検出部14からの故障予測情報との
ANDをとる。
と、発電機故障予測検出部14からの故障予測情報との
ANDをとる。
AND回路25は、同期確認部13からの同期確認情報
と、負荷急増検出演算選別部22からの母線切替要求情
報とのANDをとる。
と、負荷急増検出演算選別部22からの母線切替要求情
報とのANDをとる。
AND回路26は、同期確認部13からの同期確認情報
と、発電機重故障検出部15からの重事故検出情報との
ANDをとる。
と、発電機重故障検出部15からの重事故検出情報との
ANDをとる。
OR回路27は、AND回路23.24の出力のORを
とる。
とる。
OR回路28は、AND回路25.26の出力のORを
とる。
とる。
ゼロクロス切替指令部29は、切替負荷選別演算部21
あるいは発電機故障予測検出部14からの指令に従い切
替指令を発する。この切替指令部は、ゼロクロス切替を
標準としている。
あるいは発電機故障予測検出部14からの指令に従い切
替指令を発する。この切替指令部は、ゼロクロス切替を
標準としている。
任意位相優先切替指令30は、負荷急増検出演算選別部
22あるいは発電機重事故検出部15からの指令を受け
、通常のゼロクロス切替ではなく、瞬時(ゼロクロスの
位置を待つのでなくその瞬時)に優先的に母線を切替え
る優先切替指令を出す。
22あるいは発電機重事故検出部15からの指令を受け
、通常のゼロクロス切替ではなく、瞬時(ゼロクロスの
位置を待つのでなくその瞬時)に優先的に母線を切替え
る優先切替指令を出す。
切替鎖錠部31は、装置故障検出部19が装置異常・負
荷系統電気的異常等を検出すると、切替指令部29およ
び30に対して、切替不可を指示して、切替指令部が動
作しないように鎖錠する。
荷系統電気的異常等を検出すると、切替指令部29およ
び30に対して、切替不可を指示して、切替指令部が動
作しないように鎖錠する。
フリップフロップ回路部32は、各負荷Ll、Lm。
L、、L、に接続された1対のスイッチング素子5SR
1,2,5SR3,4,5SR5,6、SS7.8に対
して1個のフリップフロップ回路を備え、切替指令に基
づいてこれらフリップフロップ回路を駆動する駆動回路
を備えている。
1,2,5SR3,4,5SR5,6、SS7.8に対
して1個のフリップフロップ回路を備え、切替指令に基
づいてこれらフリップフロップ回路を駆動する駆動回路
を備えている。
第3図は、負荷り、のl対のスイッチング素子5SRI
、2と、これらスイッチング素子のゲートにゲート信号
を供給する1個のフリップフロップ回路、例えばRSS
フリップフロラ回路41と、駆動回路42との接続を示
している。
、2と、これらスイッチング素子のゲートにゲート信号
を供給する1個のフリップフロップ回路、例えばRSS
フリップフロラ回路41と、駆動回路42との接続を示
している。
次に、本実施例の動作を説明する。
今、半導体スイッチング素子5SRI、3,5゜7がタ
ーンオン状態にあり、負荷り、+、 L、、 L3.
L4はすべてA母線に接続され、商用電源系統から電力
が供給されているものとする。
ーンオン状態にあり、負荷り、+、 L、、 L3.
L4はすべてA母線に接続され、商用電源系統から電力
が供給されているものとする。
受電点における需要電力とデマンド予測電力を監視する
デマンド監視装置5が、発電機1の起動の必要性を判断
すると、発電機1を起動させる。
デマンド監視装置5が、発電機1の起動の必要性を判断
すると、発電機1を起動させる。
発電機1が発電し始めると、同期調整器8は、カバナ7
を制御してA母線とB母線の電圧値と位相の同期をとる
。A母線およびB母線の電圧は、同期確認部13で監視
しており、電圧値および位相の同期を確認すると、同期
確認信号を出力する。この同期確認信号は、AND回路
23.24.25.26に入力される。したがって、同
期が確立した後でなければ、制御装置は動作しない。
を制御してA母線とB母線の電圧値と位相の同期をとる
。A母線およびB母線の電圧は、同期確認部13で監視
しており、電圧値および位相の同期を確認すると、同期
確認信号を出力する。この同期確認信号は、AND回路
23.24.25.26に入力される。したがって、同
期が確立した後でなければ、制御装置は動作しない。
第4図(a)には、A母線の電源波形(実線)とB母線
の電源波形(破線)の同期がとれた状態を示している。
の電源波形(破線)の同期がとれた状態を示している。
発電機10発電電力は、発電電力検出用変成器CTから
の電圧および電流に基づき発電電力検出部16で監視検
出される。検出された発電電力は、切替負荷選別演算部
21へ送られる。
の電圧および電流に基づき発電電力検出部16で監視検
出される。検出された発電電力は、切替負荷選別演算部
21へ送られる。
一方、負荷電力検出部17は、各負荷L I、 L !
、 L 3゜L4に設けられた負荷電力検出用変成器C
T t、 CT !、 CT s、 CT aからの電
圧および電流により各負荷の負荷電力の値を監視検出す
る。検出された各負荷の負荷電力は、切替負荷選別演算
部21へ送られる。
、 L 3゜L4に設けられた負荷電力検出用変成器C
T t、 CT !、 CT s、 CT aからの電
圧および電流により各負荷の負荷電力の値を監視検出す
る。検出された各負荷の負荷電力は、切替負荷選別演算
部21へ送られる。
また、デマンド監視部11はデマンド監視装置5からの
情報に基づき、受電点における需要電力とデマンド予測
電力を監視検出し、検出した受電点における需要電力と
デマンド予測電力を切替負荷選別演算部21へ送る。
情報に基づき、受電点における需要電力とデマンド予測
電力を監視検出し、検出した受電点における需要電力と
デマンド予測電力を切替負荷選別演算部21へ送る。
発電機1の容量は、発電機容量設定部20により、予め
切替負荷選別演算部21へ入力されている。
切替負荷選別演算部21へ入力されている。
さて、切替負荷選別演算部21は、以上のような各種情
報社基づいて、現時点における発電機の発電電力とその
余裕電力、さらに各負荷Ll、L!、L3゜L4の現時
点における消費電力や過去(前日・週間・月間の設定可
能)の時間別消費電力を比較演算し、最適切替負荷を選
別する。選別の結果、負荷L1が選ばれたものとする。
報社基づいて、現時点における発電機の発電電力とその
余裕電力、さらに各負荷Ll、L!、L3゜L4の現時
点における消費電力や過去(前日・週間・月間の設定可
能)の時間別消費電力を比較演算し、最適切替負荷を選
別する。選別の結果、負荷L1が選ばれたものとする。
選別信号は、AND回路23およびOR回路27を経て
、ゼロクロス切替指令部29に送られる。
、ゼロクロス切替指令部29に送られる。
ゼロクロス切替指令部29は、負荷り、をA母線からB
母線へ切替える切替指令を、フリップフロップ回路部3
2へ送る。
母線へ切替える切替指令を、フリップフロップ回路部3
2へ送る。
フリップフロップ回路部32の駆動回路42は、半導体
スイッチング素子5SRIおよび5SR2へのゲート信
号を発生するフリップフロップ回路41を、セット状態
からリセット状態に切替えることにより、すなわちR入
力をハイ、S入力をローとすること社より、σ出力がハ
イに、Q出力がローになり、スイッチング素子SSR1
のゲートにはローのゲート信号が、スイッチングfi子
5SR2のゲートにはハイのゲート信号が入力される結
果、スイッチング素子SSR1がターンオフすると同時
に、スイッチング素子5SR2がターンオフする。その
タイミングは、A母線あるいはB母線の電源波形のゼロ
クロスで行われる。なお、駆動回路42は、電源波形の
ゼロクロスを検出する機能を有するものとする。
スイッチング素子5SRIおよび5SR2へのゲート信
号を発生するフリップフロップ回路41を、セット状態
からリセット状態に切替えることにより、すなわちR入
力をハイ、S入力をローとすること社より、σ出力がハ
イに、Q出力がローになり、スイッチング素子SSR1
のゲートにはローのゲート信号が、スイッチングfi子
5SR2のゲートにはハイのゲート信号が入力される結
果、スイッチング素子SSR1がターンオフすると同時
に、スイッチング素子5SR2がターンオフする。その
タイミングは、A母線あるいはB母線の電源波形のゼロ
クロスで行われる。なお、駆動回路42は、電源波形の
ゼロクロスを検出する機能を有するものとする。
以上により、負荷り、はA母線がらB母線へ接続が切替
えられる結果、負荷り、へは発電機1により電力が供給
される。第4図(b)は負荷り。
えられる結果、負荷り、へは発電機1により電力が供給
される。第4図(b)は負荷り。
の負荷端電源波形を示す。時刻t1でA母線がらB母線
に無瞬断で切替えられる。
に無瞬断で切替えられる。
以上の例は、負荷り、のみをA母線からB母線へ切替え
る場合であるが、切替負荷選別演算部21の比較演算の
結果によっては、他の負荷も同時に切替えられる。また
、状況の変化により、B母線にt&’Uされた負荷をA
母線に再び戻すことも行われる。
る場合であるが、切替負荷選別演算部21の比較演算の
結果によっては、他の負荷も同時に切替えられる。また
、状況の変化により、B母線にt&’Uされた負荷をA
母線に再び戻すことも行われる。
負荷り、がB母線に接続され、発電機1より電力が供給
されている場合に、発電機がブレークダウンする場合の
本実施例の動作を説明する。
されている場合に、発電機がブレークダウンする場合の
本実施例の動作を説明する。
発電機1が完全にブレークダウンした後に負荷り、をB
母線からA母線に切替えたのでは、負荷り、への電力供
給に瞬断が生じる。これを避けるためには、発電機1が
ブレークダウンする迄の未だ電力供給能力を有している
間に発電機の異状を検出し、B母線からA母線への無瞬
断切替を行う必要があり、これは本実施例によれば次の
ようにして行われる。
母線からA母線に切替えたのでは、負荷り、への電力供
給に瞬断が生じる。これを避けるためには、発電機1が
ブレークダウンする迄の未だ電力供給能力を有している
間に発電機の異状を検出し、B母線からA母線への無瞬
断切替を行う必要があり、これは本実施例によれば次の
ようにして行われる。
すなわち、発電機故障予測検出部15は、冷却水温度上
昇、潤滑油油圧低下、固定子巻線温度上昇、軸受温度上
昇、排気ガス温度異常、燃料タンクレベル低下などを検
出することによって、発電機・エンジンの故障を発電機
が事故遮断するまでに事前に予測検出し、検出f8号を
AND回路24およびOR回路27を経てゼロクロス切
替指令部29に送り、フリップフロップ回路部32を駆
動して、スイッチング素子SSR1をターンオン、スイ
ッチング素子5SR2をターンオフすることにより、B
母線からA母線への無瞬断切替を行う。
昇、潤滑油油圧低下、固定子巻線温度上昇、軸受温度上
昇、排気ガス温度異常、燃料タンクレベル低下などを検
出することによって、発電機・エンジンの故障を発電機
が事故遮断するまでに事前に予測検出し、検出f8号を
AND回路24およびOR回路27を経てゼロクロス切
替指令部29に送り、フリップフロップ回路部32を駆
動して、スイッチング素子SSR1をターンオン、スイ
ッチング素子5SR2をターンオフすることにより、B
母線からA母線への無瞬断切替を行う。
さて次に、負荷り、が誘導電動機等のように尖頭負荷電
流を流す尖頭性負荷である場合の本実施例の動作を説明
する。
流を流す尖頭性負荷である場合の本実施例の動作を説明
する。
尖頭性負荷LIA(B母線に接続されており、尖頭性負
荷Llが起動したとする。瞬時電圧降下検出部12は、
B母線の瞬時電圧降下(ΔV/Δt)を検出することで
発電機負荷の急峻増加(尖頭性負荷の起動)を予知する
。また、負荷急増検出部18は、B母線の接続された負
荷の急峻増加(Δp/Δt)を検出し、誘導電動機等の
尖頭性負荷の起動を検出する。
荷Llが起動したとする。瞬時電圧降下検出部12は、
B母線の瞬時電圧降下(ΔV/Δt)を検出することで
発電機負荷の急峻増加(尖頭性負荷の起動)を予知する
。また、負荷急増検出部18は、B母線の接続された負
荷の急峻増加(Δp/Δt)を検出し、誘導電動機等の
尖頭性負荷の起動を検出する。
負荷急増検出演算選別回路22は、瞬時電圧降下検出部
12および負荷急増検出部18からの検出信号によって
、B母線に接続された負荷り7.の電力の急増(誘導電
動機等の起動大電流)を検出し、検出信号をAND回路
25およびOR回路28を経て任意位相優先切替指令部
30へ送る。この場合、母線切替えは緊急を要するので
、ゼロクロスまで待つことなく、フリップフロップ回路
31を駆動して瞬時に負荷り、をB母線からA母線に切
替える。
12および負荷急増検出部18からの検出信号によって
、B母線に接続された負荷り7.の電力の急増(誘導電
動機等の起動大電流)を検出し、検出信号をAND回路
25およびOR回路28を経て任意位相優先切替指令部
30へ送る。この場合、母線切替えは緊急を要するので
、ゼロクロスまで待つことなく、フリップフロップ回路
31を駆動して瞬時に負荷り、をB母線からA母線に切
替える。
第4図(c)は負荷Llの負荷端電源波形を示しており
、時刻1tで無瞬断切替が行われている。
、時刻1tで無瞬断切替が行われている。
以上の例は、尖頭性負荷をB母線からA母線に切替える
場合であったが、尖頭性負荷が初めにA母線に接続され
ている場合には、定常運転になった後に、B母線に切替
えることもできる。
場合であったが、尖頭性負荷が初めにA母線に接続され
ている場合には、定常運転になった後に、B母線に切替
えることもできる。
以上のことから、発電機1の容量を充分に活用できるこ
とが理解されるであろう。
とが理解されるであろう。
次に、発電機1が重故障を起こした場合に、B母線に接
続されている負荷をA母線に切替える動作について説明
する。
続されている負荷をA母線に切替える動作について説明
する。
発電機重故障検出部15は、発電機1を事故遮断する遮
断器を作動させる保護継電器の動作接点の開閉情報を取
り込むことで、発電機1の重故障発生を事前に検出する
。検出信号はAND回路26およびOR回路28を経て
任意位相優先切替指令部30に入力され、前記したと同
様にB母線に接続された負荷のA母線への無瞬断切替が
実施される。
断器を作動させる保護継電器の動作接点の開閉情報を取
り込むことで、発電機1の重故障発生を事前に検出する
。検出信号はAND回路26およびOR回路28を経て
任意位相優先切替指令部30に入力され、前記したと同
様にB母線に接続された負荷のA母線への無瞬断切替が
実施される。
さて最後に、装置故障検出部19が装置異常・負荷系統
電気的異常等を検出した場合の動作を説明する。
電気的異常等を検出した場合の動作を説明する。
装置故障検出部19が装置異常・負荷系統電気的異常等
を検出すると、検出信号を切替鎖錠回路部31に送る。
を検出すると、検出信号を切替鎖錠回路部31に送る。
切替鎖錠回路部31は、この信号を受けると、ゼロクロ
ス切替指令部29および任意位相優先切替指令部30の
切替不可を指示し、これら切替I指令部が動作しないよ
うに鎖錠する。これにより、制御装置2は不作動となり
、重大事故の発生を未然に防止することができる。
ス切替指令部29および任意位相優先切替指令部30の
切替不可を指示し、これら切替I指令部が動作しないよ
うに鎖錠する。これにより、制御装置2は不作動となり
、重大事故の発生を未然に防止することができる。
以上説明したように、本発明では、母線切替を無瞬断で
行うことが要件であるが、負荷に誘導電動機が含まれて
いる場合には、例えば第4図(d)に示すように、半周
期の切替遅れがあっても、この間は誘導電動機が発電を
負担しく一点鎖線で示す部分)、実質的に無瞬断と同様
となることが本願発明者らによって確認されている。も
し、半周期遅れたゼロクロスタイミングで切替を行う場
合には、フリップフロップ回路の一方の出力を半周期遅
らす遅延回路を設ければ良い。
行うことが要件であるが、負荷に誘導電動機が含まれて
いる場合には、例えば第4図(d)に示すように、半周
期の切替遅れがあっても、この間は誘導電動機が発電を
負担しく一点鎖線で示す部分)、実質的に無瞬断と同様
となることが本願発明者らによって確認されている。も
し、半周期遅れたゼロクロスタイミングで切替を行う場
合には、フリップフロップ回路の一方の出力を半周期遅
らす遅延回路を設ければ良い。
以上は単相の場合について説明したが、3相の場合には
各相ごとに半導体スイッチング素子およびフリップフロ
ップ回路を設け、ゼロクロス切替指令部29および任意
位相優先切替指令部30は、各相ごとの切替指令を発生
することとなる。この場合、各相のゼロクロス切替は1
20eずつずれた位相で行われ、任意位相切替は3相が
同一位相瞬時で行われることになる。
各相ごとに半導体スイッチング素子およびフリップフロ
ップ回路を設け、ゼロクロス切替指令部29および任意
位相優先切替指令部30は、各相ごとの切替指令を発生
することとなる。この場合、各相のゼロクロス切替は1
20eずつずれた位相で行われ、任意位相切替は3相が
同一位相瞬時で行われることになる。
本発明によれば、以下に列記する顕著なる効果が得られ
る。
る。
(11商用系統と発電機とが並列運転されることはない
ので、並列運転に固有の問題である逆流・逆圧現象の発
生はない。したがって発電機設置に際し、連系運転に伴
う各種保護システムの構築が不要となる。また、発電機
設置に際しての電力会社との打合せ、あるいは電力会社
の許可が不要となる。
ので、並列運転に固有の問題である逆流・逆圧現象の発
生はない。したがって発電機設置に際し、連系運転に伴
う各種保護システムの構築が不要となる。また、発電機
設置に際しての電力会社との打合せ、あるいは電力会社
の許可が不要となる。
(2)予め粗密調整が可能なように設定された負荷のう
ち適切なものを検出し、商用電源系統と発電機電源系統
の接続を切替えることによって、負荷を発電機容量10
0%にまたは任意に設定した負担値付近に設定すること
が可能となる。
ち適切なものを検出し、商用電源系統と発電機電源系統
の接続を切替えることによって、負荷を発電機容量10
0%にまたは任意に設定した負担値付近に設定すること
が可能となる。
(3)誘導電動機等の尖頭性負荷に対しては大電流を要
する起動時には、商用電源系統から電力を供給し、定常
運転後は発電機電源系統へ切替えるので、発電機の利用
効率を高めることができる。
する起動時には、商用電源系統から電力を供給し、定常
運転後は発電機電源系統へ切替えるので、発電機の利用
効率を高めることができる。
(4]フリップフロップ回路を用いるので、商用電源系
統ならびに発電機電源系統への相互の負荷切替を無瞬断
で行うことができる。したがって、重要負荷の接続が可
能となる。
統ならびに発電機電源系統への相互の負荷切替を無瞬断
で行うことができる。したがって、重要負荷の接続が可
能となる。
第1図は、本発明の一実施例を示す図、第2図は、第1
図の実施例における制御装置の詳細を示す機能ブロック
図、 第3図は、半導体スイッチング素子とフリップフロップ
回路との接続を示す図、 第4図は、電源波形図である。 1・・・・・発電機 2・・・・・制御装置 5・・・・・デマンド監視装置 6・・・・・エンジン 7・・・・・ガバナ 8・・・・・同期調整器 11・・・・・デマンド監視部 12・・・・・瞬時電圧降下検出部 13・・・・・同期確認部 14・・・・・を発電機故障予測検出部15・・・・・
発電機重故障検出部 16・・・・・発電電力検出部 17・・・・・負荷電力検出部 18・・・・・負荷急増検出部 19・・・・・装置故障検出部 20・・・・・発電機容量設定部 21・・・・・切替負荷選別演算部 22・・・・・負荷急増検出演算選別部23〜26・・
・AND回路 27、28・・・02回路 29・・・・・ゼロクロス切替指令部 30・・・・・任意位相優先切替指令部 ′31・
・・・・切替鎖錠部 32・・・・・フリップフロップ回路部41・・・・・
フリップフロップ回路 42・・・・・駆動回路 L・・・・・負荷 SSR・・・半導体スイッチング素子 代理人 弁理士 岩 佐 義 幸 第4図
図の実施例における制御装置の詳細を示す機能ブロック
図、 第3図は、半導体スイッチング素子とフリップフロップ
回路との接続を示す図、 第4図は、電源波形図である。 1・・・・・発電機 2・・・・・制御装置 5・・・・・デマンド監視装置 6・・・・・エンジン 7・・・・・ガバナ 8・・・・・同期調整器 11・・・・・デマンド監視部 12・・・・・瞬時電圧降下検出部 13・・・・・同期確認部 14・・・・・を発電機故障予測検出部15・・・・・
発電機重故障検出部 16・・・・・発電電力検出部 17・・・・・負荷電力検出部 18・・・・・負荷急増検出部 19・・・・・装置故障検出部 20・・・・・発電機容量設定部 21・・・・・切替負荷選別演算部 22・・・・・負荷急増検出演算選別部23〜26・・
・AND回路 27、28・・・02回路 29・・・・・ゼロクロス切替指令部 30・・・・・任意位相優先切替指令部 ′31・
・・・・切替鎖錠部 32・・・・・フリップフロップ回路部41・・・・・
フリップフロップ回路 42・・・・・駆動回路 L・・・・・負荷 SSR・・・半導体スイッチング素子 代理人 弁理士 岩 佐 義 幸 第4図
Claims (3)
- (1)複数の負荷への電力供給を、商用電源系統と、発
電機電源系統との間で切替える電源系統切替システムに
おいて、 各負荷と商用電源系統との間に設けられた第1の半導体
スイッチング素子と、 各負荷と発電機電源系統との間に設けられた第2の半導
体スイッチング素子と、 第1および第2の半導体スイッチング素子の一方をオン
し、同時に他方をオフするフリップフロップ回路を有す
る制御装置とを備え、 商用電源系統と発電機電源系統とを無瞬断で切替えるこ
とを特徴とする電源系統切替システム。 - (2)制御装置は、 電源系統の切替えを、電源波形のゼロクロスタイミング
で行うようにフリップフロップ回路を駆動させるゼロク
ロス切替指令部と、 電源系統の切替えを、電源波形のゼロクロスに優先した
任意位相タイミングで行うようにフリップフロップ回路
を駆動させる任意位相優先切替指令部とを有する請求項
1記載の電源系統切替システム。 - (3)制御装置は、 最適切替負荷を選択し、ゼロクロス切替指令部に指示す
る第1の演算部と、 発電機の故障を予測検出し、ゼロクロス切替指令部に指
示する発電機事故予測検出部と、 負荷の負荷電力急増を検出し、いずれの負荷であるかを
選別して、任意位相優先切替指令部に指示する第2の演
算部と、 発電機の重事故を検出し、任意位相優先切替指令部に指
示する発電機重事故検出部とを有することを特徴とする
請求項2記載の電源系統切替システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63106667A JP2994389B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 電源系統切替システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63106667A JP2994389B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 電源系統切替システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01278241A true JPH01278241A (ja) | 1989-11-08 |
| JP2994389B2 JP2994389B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=14439430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63106667A Expired - Lifetime JP2994389B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 電源系統切替システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2994389B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001028848A (ja) * | 1999-07-12 | 2001-01-30 | Japan Nuclear Cycle Development Inst States Of Projects | 非常用発電機によるバックアップシステム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6295940A (ja) * | 1985-10-22 | 1987-05-02 | 三菱電機株式会社 | 無停電電源装置 |
-
1988
- 1988-04-28 JP JP63106667A patent/JP2994389B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6295940A (ja) * | 1985-10-22 | 1987-05-02 | 三菱電機株式会社 | 無停電電源装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001028848A (ja) * | 1999-07-12 | 2001-01-30 | Japan Nuclear Cycle Development Inst States Of Projects | 非常用発電機によるバックアップシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2994389B2 (ja) | 1999-12-27 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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