JPH0584129B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、低圧単相３線式配電線に接続された
負荷を同一の高圧配電系統に属し、且つ相接続を
異にする隣接低圧単相３線式配電線に活線のまま
切替接続することができるように、異バンク突き
合わせ点に対向する左右線路導体間の電圧ベクト
ル差を、該線路に併架された動力用低圧三相３線
式配電線より導出された電圧により相殺し、突き
合わせ左右の両系統を一時的に並列運転の状態に
置いた後、被切替側柱上変圧器を系統より切り離
すようにした低圧単相３線式配電線の異相活線切
替方式に関する。 〔背景技術〕 第６〜８図は現在の電灯、動力併架配電線線路
の異バンク突き合わせ点近傍の回路構成を、柱上
の変圧器の接続相の相違に着目して分離整理し、
各線路導体の対地電圧のベクトル線図と共に図示
したものである。これらの図においてL_A′，L_B′，
L_C′は高圧三相３線式配電線を構成する線路導
体、V_A′，V_B′，V_C′は夫々その相電圧、V_AB′，
V_BC′，V_CA′は夫々その線間電圧（通常6000V）
を意味する。第５図は前記各電圧のベクトル線図
を示し、同図および第６〜８図のV_A′→V_B′→
V_C′，V_A′→V_C′→V_B′は夫々高圧配電線電圧の相
回転順序を示したものである。なお、Ｎは中性点
電位を意味する。T₁およびT₂は柱上変圧器で、
その２次側（低圧側）電圧は通常100／200V，
L_A1，L_B1およびL_B2，L_C2は柱上変圧器T₁および
T₂に夫々接続された線路導体で、後述の導体Ｎ
と共に単相三線式電灯回路を構成する。また、
T_A3，T_B3，T_C3は同じ高圧側線路導体L_A′，L_B′，
L_C′に接続された動力用柱上変圧器で、２箇一体
（例えば第６図ａの場合はT_C3とT_A3）となつてＶ
結線三相変圧器を構成し、その２次（低圧側）巻
線の電圧は通常200Vである。L_A3，L_B3，L_C3は
夫々柱上変圧器T_A3，T_B3，T_C3に接続された低圧
側線路導体で、導体Ｎと共に低圧Ｖ結線三相３線
式配電線を構成し、通常、前述の単相３線式線導
体L_A1，L_B1、およびL_B2，L_C2と同一の電柱に併設
される。S_A，S_B，S_C（＝１，２，３、以
下同じ）は夫々柱上変圧器T_A，T_B，T_Cと
の間の導通を断結する低圧開閉器、W_A，
W_B，W_Cは夫々線路導体L_A，L_B，L_Cと
導体Ｎとの間に接続された単相負荷を意味する。
第６〜８図ａに見られる通り、導体Ｎは単相３線
式配電線の中性線導体およびＶ結線低圧三相３線
式配電線の中線導体としての役割を果たすと共
に、各異バンク突き合わせ点で半永久的に接続さ
れ、また随所に接地されて、広い範囲に亘り、架
空共同地線を構成する。また、柱上変圧器T_A，
T_B，T_Cの各巻線の片側端子近傍に附された
黒丸印はその端子の電圧の位相が同一変圧器内で
は同相であることを意味する。今、低圧側線路導
体L_A，L_B，L_Cの対地電圧を夫々V_A，
V_B，V_Cで表示し、更に単相３線式および三
相３線式配電線の線間電圧を夫々100V／200Vお
よび200Vとすれば、第５図ａ，ｂの高圧側線路
導体電圧のベクトル線図および第６〜８図ａの回
路図から、低圧側線路導体の電圧V_A，V_B，
V_Cについてのベクトル線図第６〜８図ｂ，ｃ
を容易に導くことができる。これらの図から明ら
かな通り、隣接バンクの配電線の接続相が異なる
場合には、突き合わせ点に対向する外側線導体
（中性線を除く線路導体）間には電圧ベクトル差
が存在し、これを整理して、三相３線式配電線の
線間電圧と共に表示したものが第１表である。

【表】

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、第９図の構成において無停電のまま切
替作業が完了するためには、被切替側柱上変圧器
T₁の低圧開閉器S_A1，S_B1および絶縁変圧器T_L1の
開閉器S_L1の操作のタイミングを合理的に設定す
る必要があり、通常これらの変圧器数十〜数百米
程度離れた位置に置かれるため、これらの開閉器
の連係動作のために可成り複雑な附加手段を必要
とする。また低圧開閉器S_A1およびS_A1を開放した
後に開閉器S_L1を投入するために、負荷W_A1およ
びW_B1への電力供給に瞬断が生ずる等の問題もあ
る。 〔問題点を解決するための手段およひ作用〕 本発明は以上に鑑みてなされたものであり、装
置を単純化して各開閉器間の複雑な連係動作を不
要とし、且つ被切替負荷に対する電力供給の瞬断
を根絶することができるように次の手段を採る。
すなわち、巻線比２：１：１（巻線電圧比200／
100／100V）の３巻線絶縁変圧器を準備し、その
200V巻線を、併架されたＶ結線三相200V配電線
の線路導体から適当に選択された２導体の間に接
続し、残る２つの巻線に夫々100Vの起電力を誘
導させる。次に、異バンク突き合わせ点に対向す
る左右夫々２条の外側線導体の電圧ベクトル差が
前記２つの巻線内の誘導起電力により相殺される
ように、これらの巻線を前記対向する外側線の間
に夫々挿入接続する。これにより、左右両系統は
一時的に並列運転の状態に置かれる。次いで被切
替柱上変圧器の低圧開閉器を逐次開閉し、被切替
側柱上変圧器を線路導体より切り離す。これら低
圧開閉器の開放の前後を通じ、被切替負荷に対す
る印加電圧に変動はなく、前記低圧開閉器の開放
後にはこれらの負荷に対しては切替側柱上変圧器
および２巻線絶縁変圧器から引き続き電力が供給
される。 以下、本発明の低圧単相３線式配電線の異相活
線切替方式について詳述に説明する。 〔実施例〕 第１，２，３図は夫々本発明の一実施例を示
し、これらの図の各柱上変圧器の相接続の態様は
夫々第６〜８図ａの場合と変わりない。これらの
図において第６〜８ａの場合と同一記号により表
示された構成要素の意義内容については、これら
の図の場合と同一であるため説明を省略する。以
下、最初に第６図ａを参照しながら実施例の構成
および操作について説明する。 T_Lは本発明において新たに加入した巻線比
２：１：１（巻線電圧200／100／100V）の３巻線
絶縁変圧器で、P₁，P₂′，P₃，P₄′，P₄，P₅は
夫々同変圧器の200V，100V，100V巻線の両端子
を表示し、各巻線の片側端子の近傍に附された黒
丸印は、その端子の電圧が各巻線について同位相
であることを示す。200V巻線の両端子P₁，P₂は、
夫々併架されたＶ結線三相３線式200V配電線の
線路導体L_A3，L_C3に接続され、従つて端子P₃−
P₄、同P₅−P₆間には夫々100Vの電圧が誘導され
る。両100V巻線の片側端子P₃，P₆は夫々被切替
側の線路導体L_A1，L_B1に接続され、また他の片側
端子P₄，P₅は夫々開閉器S₁，S₂を経由して切替
側の線路導体L_C2，L_B2へ接続される。V₁，V₂は
夫々スイツチS₁，S₂と並列に接続された交流電圧
計で、上述の接続作業が正しく行われたか否かを
検査するために使用されるものである。 以上の構成において、絶縁変圧器T_Lの各巻線
端子および各線路導体間の接続作業は開閉器S₁お
よびS₂をともに開放にした状態で行われる。前述
した通り、この場合の各線路導体の対し電圧のベ
クトル線図は第６図ｂ，ｃに示す通りであり、こ
れから対向する線路導体間の電圧の間には次の関
係があることがわかる。 V_C2-A1＝V_C2−V_A1、 V_B2-B1＝V_B2−V_B1、 V_C2-A1＝−（V_B2−V_B1） ＝1/2（V_C3−V_A3） ＝V_C2−V_A1 一方、絶縁変圧器T_Lの両100V巻線の端子P₃−
P₄，P₅−P₆間に誘導される電圧を、夫々、
V_P3-P4，V_P5-P6で表示すれば、 V_P3-P4＝V_P5-P6＝1/2V_A3-C3 ＝−（V_C2−V_A1）＝V_B2−V_B1 従つて、100V巻線端子P₄およびP₅の対地電圧
V_P4およびV_P5は夫々次のように書くことができ
る。 V_P4＝V_A1＋V_P4-P3＝V_A1−V_P3-P4 ＝V_A1＋（V_C2−V_A1）＝V_C2 V_P5＝V_B1＋V_P5-P6＝V_B1＋V_B2−V_B1 ＝V_B2 以上の通り端子P₄およびP₅の対地電圧は夫々
切換側線路導体L_C2およびL_B2のそれと相等しくな
る。従つて、上述の接続作業が正しく行われれ
ば、当初対向する線路導体間に存在した電圧ベク
トル差は絶縁変圧器の100V巻線の誘導電圧によ
り相殺され、電圧計V₁およびV₂の指示はともに
零となる。換言すれば、電圧計V₁およびV₂の指
示がともに零であれば、上述の作業は正しく遂行
されたものと判断することができる。 以上の操作により接続作業が正しく行われたこ
とを確認した後、開閉器S₁およびS₂を逐次投入す
る。両開閉器が投入されれば左右両系統は並列運
転の状態に置かれる。前述した通り、開閉器S₁お
よびS₂は左右線路導体の電圧ベクトル差を解消し
た後に投入されるから、この投入操作に何等の危
険はなく、また投入前後における左右両系統内の
電圧分布状態に殆ど変化を生じない。次いで、被
切替側柱上変圧器T₁の低圧開閉器S_A1，S_C1を逐
次開放し、同柱上変圧器T₁を系統より切り離す。
その途中およびその後においても、被切換側負担
W_A1，W_C1に対しては、切替側柱上変圧器T₂およ
びＶ結線三相変圧器T_A3，T_C3の各低圧巻線から
正規電圧が引き続き印加され、電力供給にも何等
変動を生じない。かくて被切替側負荷W_A1，W_C1
の柱上変圧器T₂側への切替接続作業は完了する。
なお、以上の接続作業において、例えば、被切替
側線路導体L_A1を取り出した場合、これと絶縁変
圧器T_Lの100V巻線（この場合は端子P₃−P₄間の
巻線）を経由して接続すべき切替側線路導体L_C2
がどの導体かを直ちに識別し得ない場合がある。
この場合は、第６図ｂ，ｃのベクトル線図から明
らかな通り、導体L_A1と被切替側の２系統の線路
導体（接地導体Ｎを除く）間の電圧を測定し、そ
の値が100Vとなる導体を相手方導体として選び
出せばよい。 被切替側柱上変圧器T₁の取替または保守点検
の作業が完了し、負荷W_a1，W_c1を再び被切替側
変圧器T₁へ切戻す接続を行う場合には次の順序
に従う。すなわち、被切替側柱上変圧器T₁の低
圧開閉器S_A1，S_C1を逐次投入し、左右両系統を一
時的に並列運転の状態に置く。第６図ｂ，ｃのベ
クトル線図から明らかな通り、低圧開閉器S_A1，
S_C1の両接続端子間の電圧は近似的に零であるか
ら、投入に当たり何等の危険はない。次いで被切
替側および切替側線路導体の間の橋絡する開閉器
S₁およびS₂を逐次開放すれば、左右両系統は別個
独立の運転状態に入り、負荷切戻しの作業は完了
する。 第２図および第３図は各柱上変圧器の接続相が
第１図をれと異なる場合についての実施例である
が、その操作は第１図のそれと相似的であるため
説明は省略する。なお、第１〜３図の実施例を通
じ、３巻線絶縁変圧器T_Lの１次巻線（200V巻
線）へ印加される電圧の相は柱上変圧器T₁およ
びT₂のそれとは異なるもの（例えばT₁がＵ相、
T₂がＶ相であればT_LはＷ相）であることを要す
る。 第１〜第３図の実施例においては、負荷W_A1，
W_B1等の切替接続が完了し、更に被切替側柱上変
圧器T₁の取替え、または保守点検が完了するま
での間は負荷W_A1，W_B1に対しては切替側変圧器
T₂および絶縁変圧器T_Lから電力が供給される。
従つて、絶縁変圧器T_Lはこれに耐え得る電力容
量を要求され、大型化することは避けられない。
第４図はこの点を改善した実施例を示し、各柱上
変圧器の相接続の態様は第１図および第６図ａの
場合と変わりない。同図においてCOSは本実施
例において新たに加入した切替開閉器（Change
Over Switch）でその固定片P₇は線路導体L_C3に、
同P₃は線路導体L_A3および３巻線絶縁変圧器T_Lの
１次巻線端子P₈へ、またその可動片P₉は同１次
巻線の他の端子P₂へ夫々接続される。それ以外
の構成については第１図ａのそれと変わりない。 以上の構成において負荷切替え時には最初に可
動片P₉を固定片P₇側へ倒した状態で第１図ａの
場合と同一の手順により３巻線絶縁変圧器T_L、
開閉器S₁，S₂、電圧計V₁，V₂を回路へ組み入れ、
突き合わせ点左右の系統を並列運転の状態にお
く。その後、被切替柱上変圧器T₁の低圧開閉器
S_A1，S_B1を逐次開放して同変圧器を切り離し、そ
の後遅滞なく切替開閉器COSの可動片P₉を同固
定片P₈側へ倒す。これにより３巻線絶縁変圧器
T_Lの１次巻線への印加電圧は消滅すると共に、
同巻線の両端子P₁およびP₂の間は切替開閉器
COSにより短絡され、このため100V巻線の端子
P₃−P₄，P₅−P₆間のインピーダンスは近似的に
零となる。このため、負荷W_A1，W_B1へは切替側
変圧器T₂側より引き続き電力が供給される。こ
の場合、３巻線絶縁変圧器T_Lが負荷W_A1，W_B1に
対する電力供給を分担するのは両低圧開閉器S_A1，
S_B1が開放され、切替開放器COSがP₈側へ倒され
るまでの間であり、極めて短時間であることか
ら、３巻線絶縁変圧器T_Lの容量は短時間定格に
基づいて定めればよく、第１図ａの場合に較べれ
ば顕著な小型化が可能となる。 被切替側柱上変圧器T₁の取替、または保守点
検が完了し、負荷W_A1，W_B1を同変圧器T₁側へ切
り戻す際は、最初に切替開閉器COSの可動片P₉
を固定片P₇側へ倒す。これによりＢ巻線絶縁変
圧器T_Lの機能が回復すると共に、その１次巻線
（端子P₁−P₂間）には線路導体L_A3，L_C3より200V
の電圧が印加される。次いで被切替側柱上変圧器
のT₁の低圧開閉器S_A1，S_B1を投入し、その後直
ちに切替開閉器COSの可動片P₉を中立の位置に
おく。これにより３巻線絶縁変圧器T_Lの１次巻
線に対する供給電圧は遮断されると同時に、端子
P₃−P₄間、同P₅−P₆間のインピーダンスは極め
て高い値となり、突き合わせ点左右の系統は実質
的に切り離され、負荷切り戻しの作業は完了す
る。この場合においても、３巻線絶縁変圧器T_L
が負荷W_A1，W_B1への電力供給を分担する時間は
極めて短い。各柱上変圧器の接続相が第７，８図
ａに示すような場合においても相似の構成が可能
であるが、説明は省略する。 〔発明の効果〕 以上説明した通り、本発明の低圧単相３線式配
電線の異相活線切替方式によれば、異バンク突き
合わせ点に対向する左右夫々２条の外側線導体間
の電圧ベクトル差を、該線路に併架された動力用
低圧三相３線式配電線より３巻線絶縁変圧器を用
いて導出した相等しい大きさの２つの誘導起動力
より相殺し、突き合わせ点左右の両系統を一時的
に並列運転の状態に置いた後、被切替側柱上変圧
器を系統より切り離すようにしたため、単純且つ
経済的な装置により、負荷の切替え・切戻しを活
線のまま処理することが可能となり、同作業中に
おける、該負荷に対する電力供給の瞬断を完全に
零とし、または極めて短時間に抑えることができ
る。 更に、改良された他の実施例においては、前記
３巻線絶縁変圧器の１次側巻線に切替開閉器を接
続し、前記左右系統の並列運転が開始されれば、
遅滞なく被切替側柱上変圧器を系統より切り離す
と共に、該切替開閉器を操作して前記１次巻線と
被切替側線路導体間の導通を遮断し、同時に該１
次巻線両端子用を短絡して左右両系統を直接連係
させるようにしたため、前記３巻線絶縁変圧器が
前記並列運転（すなわち、被切替側負荷に対する
電力供給）に関与する時間は著しく短縮され、こ
のため同変圧器の容量は短時間定格に基づいて定
まり、顕著な小型化が可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図より第３図は夫々本発明の一実施例を示
す説明図。第４図は改良された一実施例を示す説
明図。第５図ａ，ｂは高圧側の各線路導体の電圧
を示すベクトル線図であり、ａ，ｂは夫々相電圧
が正回転および逆回転の場合を示す。第６図ａ，
ｂ，ｃ、第７図ａ，ｂ，ｃおよび第８図ａ，ｂ，
ｃは現在の単相３線式配電線の異バンク突き合わ
せ点近傍の構成、および各導体の電圧の状態を示
す説明図であり、ａは回路構成、ｂ，ｃは突き合
わせ点に対向する左右の導体の電圧を示すベクト
ル線図。第９図は本発明者が既に提案した単相三
線式配電線の異相活線切替方式の構成を示す説明
図。 符号の説明、L_A′，L_B′，L_C′……高圧側線路導
体、V_A′，V_B′，V_C′……高圧側相電圧、V_AB′，
V_BC′，V_CA′……高圧側線間電圧、L_A′，L_B′，
L_C′（＝１，２，３、以下同じ）……低圧側
線路導体、V_A′，V_B′，V_C′……低圧側線
路の導体の対地電圧、Ｎ……接地導体、T₁，T₂，
T_A3，T_B3，T_C3……柱上変圧器、S_A，V_B，
V_C……同低圧開閉器、T₁……３巻線絶縁変圧
器、P₁，P₂，P₃，P₄，P₅，P₆……同巻線端子、
S₁，S₂……開閉器、V₁，V₂……交流電圧計、
COS……切替開閉器、P₇，P₈……同固定片、P₉
……同可動片、T₄……連系変圧器、S_U……開閉
器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１電圧を線間電圧とする低圧単相３線式配
   電線に接続された負荷を、同一高圧配電線に属
   し、接続相を異にし、且つ第１電圧を線間電圧と
   する隣接低圧単相３線式配電線に活線のまま切替
   接続し、またはその後において該負荷を原配電線
   に切戻し接続する低圧単相３線式配電線の異相活
   線切替方式において、 同一高圧配電系統に属し、第２電圧を線間電圧
   とする低圧三相３線式配電線の線間電圧の一つ
   を、その１次巻線両端に印加された３巻線絶縁変
   圧器により、残る２巻線内に夫々第１電圧と等し
   い大きさの起電力を誘導させ、 負荷切替接続時には、 異バンク突き合わせ点に対向する左右夫々２条
   の外側線路導体間の電圧を前記２巻線内の誘導起
   電力により相殺するように、これら２巻線を対向
   する左右導体間に夫々挿入接続して左右両系を一
   時的に並列運転の状態においた後、 被切替側柱上変圧器と線路導体間の導通を逐次
   切断し、 その後の負荷切戻し接続時には、 前記３巻線絶縁変圧器と各線路導体との接続状
   態を前記左右両系統の並列運転時のそれに復した
   後、被切替側柱上変圧器と線路導体間の導通を逐
   次接続し、 その後に左右系統の線路導体の接続を切り離す
   ことを特徴とする低圧単相３線式配電線の異相活
   線切替方式。 ２ 前記被切替柱上変圧器と線路導体との間の導
   通の断続は被切替側柱上変圧器低圧開閉器の開閉
   により行われることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の低圧単相３線式配電線の異相活線切
   替方式。 ３ 前記３巻線絶縁変圧器はその１次巻線端子に
   接続された切替開閉器を有し、該開閉器は、 負荷切替接続時には、前記被切替側柱上変圧器
   と線路導体との間の導通が切断された後、遅滞な
   く前記低圧三相３線式配電線と前記３巻線絶縁変
   圧器１次巻線間の導通を切断し、その瞬時の後に
   前記１次巻線両端子間を短絡し、 負荷切戻し接続時には、前記１次巻線両端子間
   の短絡を解除し、その瞬時の後に前記低圧三相３
   線式配電線との間の導通を復帰させることを特徴
   とする低圧単相３線式配電線の異相活線切替接続
   方式。