JPH0546175B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (A) 〔産業上の利用分野〕 近年、各家庭や工場に情報機器やコンピユータ
を始めロボツト等のOA，FA機器が普及導入さ
れ、これに伴なつて電力系統の瞬時電圧降下や停
電等は、機器の誤動作や不良品発生の原因となる
ため、配電の高品質化（電圧・周波数の安定、低
歪率、無停電等）が強く要請されようになつてき
た。

本発明は、柱上変圧器の取替作業等の場合にお
いても、その変圧器に負荷されている負荷を、隣
接の柱上変圧器の二次側等に並列切替して、完全
に無停電作業を可能にする低圧無停電切替装置に
関するものである。

(B) 〔従来の技術〕 従来、柱上変圧器の載せ変え等の場合は、停電
作業するか、またはその変圧器の負荷を一時停電
して他の柱上変圧器の二次側に切り替えて、工事
されていた。

即ち、その工事間は、その変圧器に負荷されて
いる需要家を停電するか、 あるいはその負荷を他の柱上変圧器に一時切り
替えて工事するが、この場合工事の前後におい
て、その負荷を他の柱上変圧器に切り替え切り戻
す際、その位相と電圧が必ずしも一致しないた
め、停電切り替えを必要とし、 それぞれ、需要家に迷惑を及ぼす不都合があつ
た。

これらの停電は、前記したように今後付加価値
通信網等の情報関係の普及進展等も加わつて、ほ
とんど許されなくなりつつある。

(C) 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、上記したように配電関係の作業等に
よる、作業停電や停電切替による停電等を皆無と
するものである。

即ち、柱上変圧器の取り替え等の場合に、その
二次側負荷を、他の柱上変圧器の二次側電源に、 その電圧と位相をコンピユータにより、演算検
出表示せしめ、その表示に従つて接続替え等によ
り相適合させたうえで、並列切替して、瞬時の停
電をもすることなく、完全な無停電による工事を
可能にする低圧無停電切替装置を提供するもので
ある。

(D) 〔問題点を解決するための手段〕 第１図に示すように、電源側負荷側共に同一電
圧の三相変圧器１の負荷側巻線の何れかの相巻線
２の中間点３を接地相Ｅ相として、任意の三相電
源から、既設の灯動共用負荷に適合した電圧およ
び位相をその負荷側に発生せしめることができる
ようにした三相変圧器１と、 この三相変圧器１の電源側端子４に接続される
電源側６と、負荷側端子５に開閉器７を介して接
続される既設の灯動共用の負荷側８との、位相並
びに電圧の、適合表示および欠相表示を、コンピ
ユータにより演算表示せしめる演算検出部９と、 電源側６と負荷側８が適合した場合に上記開閉
器７を投入する投入機構１０からなり、 演算検出部の検出した適合相表示に従つて、接
続の相適合をせしめることにより、異なる位相の
電源に負荷を容易に並列切替接続をできるように
した低圧無停電切替装置である。

なお三相変圧器１の電源側６にブレーカ１１を
入れておき、端子接続または接続替え時に、これ
を開いて接続することにより、三相変圧器１の電
源側端子４に電源側６の端子を接続する場合に生
ずる三相変圧器１への励磁電流による、端子の損
傷を防止できる。

次に各部材について説明する。

三相変圧器１は第１図に示すように、一次二次
共に同一巻き数の三相巻線とし、二次側即ち負荷
側巻線２の何れかの相の中間点３を接地相Ｅ相と
し、電源側端子４はそれぞれＲ・Ｓ・Ｔ相とし、
負荷側端子５はそれぞれＡ・Ｂ・Ｃ相と接地相の
Ｅ相とし、これらの端子は例えば差込ヂヤツク式
のように切り替え容易な構造として、相の適合操
作を容易にできる構造とする。

開閉器７は例えば電磁開閉器とし、演算検出部
９の開閉器操作部１６からのON・OFF制御によ
り、動作する構造とする。

演算検出部９は第１図に示すように、電源側６
のＲ・Ｓ・Ｔ相および、負荷側８のＡ・Ｂ・Ｃ相
のＥ相に対する電位を分圧する６個の分圧器１３
例えば単巻変圧器と、この分圧波形を記憶する波
形記憶部１４と、この波形により欠相の有無や適
合相を演算検出をするマイコン１５、演算検出結
果を表示する液相表示部１２、電圧や位相が適合
した時に開閉器７を投入する開閉器操作部１６、
並びにこれらの電源となる電源回路１７から構成
されている。

次に投入機構１０は、上記開閉器操作部１６か
らのON・OFF制御により、動作する開閉器７例
えば電磁開閉器等からなるものである。

(E) 〔発明の効果〕 配電線の柱上変圧器の二次側は、一般には第２
図に示すように、Ｖ結線としてａ，ｂの中間を接
地してＥ相とする灯動共用方式の３相４線式回路
が多く用いられている。

ところが配電線の各相の負荷をバランスさすた
めに、変圧器の高圧側はＵ−Ｖ−Ｗ，Ｖ−Ｗ−
Ｕ，Ｗ−Ｕ−Ｖと適宜相順位を替えて接続使用さ
れている。

そのため変圧器の容量アツプ等で変圧器を取り
替える場合、各変圧器の二次側の相順位が同一に
なつているとは限らない。

従つて停電作業するか、その変圧器の負荷を作
業間隣接の柱上変圧器に負荷する場合、並列切替
ができないため、停電切替して作業を実施せざる
を得なかつた。

本発明においては、隣接の柱上変圧器の二次側
の位相が当該変圧器の位相と異なる場合にも、当
該変圧器の負荷をこれに並列切り替えにより無停
電で負荷せしめることが出来るようにした低圧無
停電切替装置で、しかも適合相を演算表示せしめ
て、その表示に従つて、本装置へ接続される隣接
変圧器からの接続線を接続替えすれば容易に相適
合ができ、相適合の表示を確認して、開閉器操作
部１６により開閉器７を投入すれば、負荷は完全
に無停電で、隣接の柱上変圧器の二次側に並列切
替できるものである。

相の適合手段としては、 第２図に示す柱上変圧器の二次側の灯動共用結
線における高圧側の接続にはＵ−Ｖ−Ｗ，Ｖ−Ｗ
−Ｕ，Ｗ−Ｕ−Ｖの３通りがあり、それぞれの場
合の、柱上変圧器二次側の各相の位相の関係を表
示すると、第３図の実線で示すａ−ｂ−ｃ、太線
で示すa′−b′−c′、鎖線で示すa″−b″−c″の３通
りである。

そして、この図からａ−ｂ−ｃと同一位相同一
電圧であるのは、c′−a′−b′、またはb″−c″−
a″である。

この原理を応用したのが本発明における三相変
圧器１であり、負荷側の位相ａ−ｂ−ｃは替えな
いで、電源側の位相がａ−ｂ−ｃ，c′−a′−b′，
b″−c″−a″の何れの場合にも対応できるものであ
る。

即ち、第４図の場合は負荷側ａ−ｂ−ｃ、電源
側ａ−ｂ−ｃともに同一位相であり、当然に並列
接続は可能である。次に第５図の場合も負荷側ａ
−ｂ−ｃに対し電源側c′−a′−b′は同一位相とな
り並列接続は可能であり、更に第６図の場合も負
荷側ａ−ｂ−ｃに対し電源側はb″−c″−a″は同一
位相となり並列接続は可能となる。

かくして、位相を異にする隣接電源等の場合に
おいても、第４図、第５図、第６図の何れかの接
続をすることにより、負荷側ａ−ｂ−ｃに無停電
で並列接続負荷を可能にすることができるもので
ある。

次に演算検出部９は第１図に示すように電源側
Ｒ，Ｓ，Ｔと負荷側Ａ，Ｂ，Ｃの接地相Ｅに対す
る電位を分圧器１３例えば単巻変圧器によつて分
圧し、この分圧された６つの電圧波形をA/D変
換して同時に波形記憶部１４に記憶させる。

この記憶された電源側と負荷側のそれぞれの相
の電圧波形の瞬間、瞬間の値をマイコン１５によ
つて演算せしめて各相間の瞬間瞬間の電圧値を求
め、その各瞬間電圧値から相間の電圧（実効値）
と位相を演算せしめる。

なお、３相４線式回路にあいては、各相間電圧
は正常の場合、Ａ−Ｂ，Ｂ−Ｃ，Ａ−Ｃ相間は
200V、Ａ−Ｅ，Ｂ−Ｅ相間は100V、Ｃ−Ｅ相間
は173Vを示すが、欠相や各相の適合を欠ぐ場合
等においては、これらの異常を、波形記憶部１４
とマイコン１５において演算検出する。

そしてこの演算結果から、欠相している相と適
合する相への接続変更メツセージ、および各相間
の電圧を演算して、液晶表示部１２に表示せしめ
る。

次に、投入機構１０は、演算検出部９の適合用
表示に従つて、電源側の相順を接続替えし、液晶
表示部１２に表示される適合表示を確認のうえ開
閉器操作部１６により開閉器７を投入して、負荷
を電源側に並列接続負荷せしめるものである。

その後取り替える変圧器の二次側から負荷側引
込線を切り放せば、負荷は全く無停電で隣接の柱
上変圧器に並列切替される。

柱上変圧器の取り替え作業終了後は、取り替え
後の新変圧器の結線が取り替え前の変圧器の結線
と間違いないか確認のうえ、負荷側引込線を従来
通りに結線し、開閉器７を開放すれば負荷は新変
圧器に無停電切替される。その後、本装置を取り
外す。

なお取り替え後の新変圧器の結線が取り替え前
の変圧器の結線と間違いないかの確認方法として
は、本装置の演算検出部分を別途に準備してお
き、これを新変圧器の二次側と引込線の間に入れ
て、相順位の確認をした上で結線すれば安全を期
することができる。

次に、演算検出部９の検出動作について説明す
る。

電源側Ｒ・Ｓ・Ｔを負荷側Ａ・Ｂ・Ｃの電圧
は、６個の分圧器１３によつて分圧され、その分
圧された分電圧は、波形記憶部１４に、マイコン
１５の指令によつて、Ｒ・Ｓ・Ｔ・Ａ・Ｂ・Ｃの
順に、高速に繰り返し読み込み、波形記憶部１４
に記憶する。

例えば、周波数60Hzの場合、６チヤンネル分の
分電圧を、各32回／サイクル（1920回／秒）のス
ピードで、８サイクル分（各チヤンネル256回）
を読み込む。

この場合、個々のデーターは、例えば12bit
（2¹²＝4096）のA/D変換器を用い、−2048〜＋
2047の数値として記憶する。

なお、マイコン１５は、波形記憶部１４に記憶
した各分電圧の値を演算して、各端子及び各端子
間の電圧と位相を求める。

電圧は、実効値（Root−Mean−Square−
Value）で表わせられる通り、「瞬時値の２乗の
平均値の平方根」を演算して求め、位相はFFT
（高速度フリエー変換）によつて求める。

次に、電源側と負荷側の電圧・位相を求めた
後、次の順でチエツクし、液晶表示器１２に、そ
の内容および相交換指示および欠相指示を表示す
る。

例えば、 (1) 負荷側の欠相の場合 Ａ−Ｅ，Ｂ−Ｅ，Ｃ−Ｅ相間の、何れかに電圧
が加わつていない場合は、該当相の欠相表示を液
晶表示部１２に表示する。

(2) 負荷側の相交換 Ａ−Ｅ，Ｂ−Ｅ相間に100V、Ｃ−Ｅ相間に
173Vの電圧が加わつていない場合、 例えば、Ａ−Ｅ間に173V、Ｂ−Ｅ間に100V、
Ｃ−Ｅ間に100V、加わつている場合は、 Ａ←→Ｃの交換表示を表示する。

(3) 電源側の欠相の場合 Ｒ−Ｓ，Ｓ−Ｔ，Ｔ−Ｒ相間の、何れかに電圧
が加わつていない場合は、該当相の欠相表示をす
る。

(4) 電源側の相交換 電源側の相順が負荷側の相順と異なる場合は、
負荷側の相順と位相に適合するよう電源側の相交
換を行なうよう表示する。

即ち、電源側の接続方法としては、負荷側相に
適合した接続の場合は、そのまま接続可能の表示
が液晶表示１２に表示されるが、その他の場合
は、次の５通りの接続交換の内、何れかの接続交
換の表示が、液晶表示１２に表示されるので、そ
の表示に従つて電源側の接続交換をすれば、負荷
側と適合でき接続可能となる。

交換Ｒ←→Ｓ、交換Ｓ←→Ｔ、交換Ｒ←
→Ｔ、交換Ｒ→Ｓ→Ｔ→Ｒ、交換Ｒ→Ｔ→Ｓ
→Ｒ 以上により電源側と負荷側が接続可能の状態と
なつた場合には、マイコン１５により液晶表示１
２に「投入可能」が表示され、投入スイツチを押
せば、開閉器操作部１６を動作せしめて、開閉器
７を投入し、この開閉器７の投入を確認して、液
晶表示部１２に「投入しました」が表示される。

次に、投入状態において、投入機構１０の解放
スイツチが押すと、開閉器操作部１６を動作せし
めて、開閉器７を開放し、開閉器７の開放を確認
後、液晶表示部１２に「開放しました」が表示さ
れる。

なお、電源回路１７は、電源側Ｒ・Ｓ・Ｔと、
負荷側Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｅ各相の分圧器１３より供給
され、波形記憶部１４、マイコン１５、液晶表示
部１２、開閉操作部１６に電源を供給するもので
ある。

以上本発明の低圧無停電切替装置は、柱上変圧
器の取り替え作業等においてその負荷を、隣接の
柱上変圧器の二次側に、たとえその位相が異なる
場合においても、全く無停電で並列切り替え、切
り戻しして、作業時にも完全に無停電負荷供給で
きる優れた機能を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成説明図、第２図は柱上変
圧器の灯動共用結線図、第３図は同灯動共用結線
における位相角説明図、第４図・第５図・第６図
は本発明に係る三相変圧器の負荷側に対する電源
側位相の説明図。 １は三相変圧器、２は同負荷側巻線、３は負荷
側巻線２の中間点、４は電源側端子、５は負荷側
端子、６は電源側、７は開閉器、８は負荷側、９
は演算検出部、１０は投入機構、１１はブレー
カ、１２は液晶表示部、１３は分圧器、１４は波
形記憶部、１５はマイコン、１６は開閉器操作
部、１７は電源回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電源側負荷側共に同一電圧の三相変圧器の負
   荷側巻線の何れかの相巻線中間点を接地相とし
   て、任意の三相電源から既設の灯動共用負荷に適
   合した電圧および位相をその負荷側に発生せしめ
   ることが出来るようにした三相変圧器と、 この三相変圧器の電源側端子に接続される電源
   側と、負荷側端子に開閉器を介して接続される既
   設の灯動共用の負荷側との、電圧並びに位相の適
   合表示および欠相表示を、コンピユータにより演
   算表示せしめる演算検出部と、 電源側と負荷側が適合した場合に上記開閉器を
   投入する投入機構からなり、 演算検出部の検出した適合相表示に従つて、接
   続の相適合をせしめることにより、異つた位相の
   電源に負荷を容易に並列切替接続をできるように
   したことを特徴とする低圧無停電切替装置。