JPS6020730A

JPS6020730A - 負荷制御装置

Info

Publication number: JPS6020730A
Application number: JP58128984A
Authority: JP
Inventors: 博久水原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-07-14
Filing date: 1983-07-14
Publication date: 1985-02-02

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。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は契約電力５００ＫＷ未満の電力需要家におけ
る電気料金の基本料金を節減するための用に供される負
荷制御装置に関するものである。

従来、契約電力５００ｘｗ以上の電力需要家においては
、電気料金の基本料金は概略、（契約電力）×（基本料
金率）Ｘ（力率修正値）で算出されている。すなわち、
契約電力が大きければ大きいほど基本料金は高く、逆に
小さければ安くなるものである。そして、電力需要家が
契約電力を正しく守って電気を使用しているか否かを測
定するために最大需要電力計を設置り、ｆｆｉ要電力（
デマンド）を計測している。そして最大需要電力が契約
電力を超過した分については契約違反であるとして割高
な違約金が徴収される取り決めになっている。

このため、電力需要家においては、デマンド監視装置な
どを用意し、契約電力を超過しないように需要電力を監
視制御している。

しかるに−契約電力５００ＫＷ未満の小規模な電力需要
家においては、電力需要家の負荷設備容ｆｆｉをもとに
、予め定められた計算式にもとづいた契約電力が算出さ
れ、自動的に契約電力が決まる仕組みになっている。す
なわち電力需要家の需要電力のいかんにかかわりなく負
荷設備容量で一義的に契約電力が決められるわけである
・したがって、このような小規模電力需要家においては
、最大需要電力計は設置されず、ここで決められた契約
電力を需要電力が超過しようとも、あるいは契約電力よ
りはるかに少ない値で長期間電力を使用しようとも、電
気料金の基本料金は契約’ｔｉＬ力より算定される。

ここで、負荷設備容量とは、具体的には受電トランスの
容量である場合がほとんどである。したがって一般には
受電トランスの容量が小さければ、契約電力は小さくな
り・逆に受電トランスの容量が大きければ、契約電力は
大きくなる。それ故に、契約電力を下げるには、需要電
力のぎりぎりまでトランス容量を下げるのが得策である
。さらに受電トランスは一般に一定時間の過負荷状態に
は耐え得る能力があるから、最大需要電力よりも小さな
容量のトランスを使用することも可能なわけである。

このような点から、小規模電力需要家にとって一上記受
電トランス容量限度を超えないぎりぎりの範囲で過負荷
運転させ、限度を超えると迅速に負荷しゃ断を行なわせ
ることにより、受電トランスを保護しながらトランス容
量を下げて、契約電力を小さくし、もって基本料金を下
げることへの期待は大きい。しかし、従来のデマンド監
視制御装置ではこの要望に対応し得ない。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、トランス
容量などの受電トランスの特性ないしは負荷しゃ新註標
値と再投入目標値、さらには負荷制御方式などを入力し
一周囲温度と受電トランスを流れる電流、を計測し、そ
の測定値に見合った過負荷率と過負荷許容遅時間を算出
して、過負荷率に見合った過負荷状態が算出された時間
継続すると、予め定められた手順に負荷のしゃ断を行な
うように構成することにより、小規模電力需要家の要望
に対応し得る負荷制御装置を提供することを目的として
いる。

以下・この発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１図はこの発明に係る負荷制御装置の一例を示すブロ
ック図である。

図中、（１）は変流器で、受電トランス（図示せず）の
電流を検出するものである。（２）は電流トラン７、チ
ューナで、変流器（１）の２次側電流をこれに比例した
直流電圧信号に変換するものである。（３）は電圧・周
波数（以下、ｖ　／　ｙと称す）変換回路で、前記直流
電圧信号をこの積分値に比例したパルス信号に変換する
ようになっている。

（４）は前記パフレス信号を計数するカウンタであり、
その出力は演算制御部（以下、ＯＥ’Ｕと称す）（６）
の入力部（６）を介して該ｏ　’ｐ　Ｕ　（５）に入力
されるようになっている。（７）はタイマ回路でＮ一定
時間毎のタイマ信号が入力部（６）を介して上記ＯＰ　
Ｕ　（５）に入力される。（８）は設定部で、トランス
の負荷監視と負荷制御に必要なデータ・たとえばＰｒ比
ＸＯＴ比（合成変成比）トランス容量、１φ・６φの区
別、トランス電圧、負荷しゃ新註標値および負荷再投入
目標値などを上記入力部（６）を介して０ＰＵ（５）に
入力するようになっている。

（９）は温度測定部で、たとえばサーミスタないしは測
温抵抗体とこれらの温度による抵抗変化量を温度に比例
した直流電圧信号に変換する回路（いずれも図示せず）
とから構成されている。（１ｏ）は上記温度測定部（９
）からの直流電圧信号出方をディジタｙＦ号に変換する
アナログ・ディジタ）ｖ（Ａ／Ｄと称す）変換部で、こ
こでのディジタル信号は上記入力部（６）を介してＯＰ
　Ｕ　（５）に入力されるようになっている。（１１）
は上記入力データを記憶するメモリ部である。この装置
の動作手順は読出専用メモリ（ＲＯＭ）の形として上記
メモリ部Φ）に記憶されている。

叫はＯＰ　Ｕ　（５）の出力部、（ＬＳａ）　〜（１３
ａ）はリレー駆動回路、（１４ａ）−（１４（Ｌ）はリ
レー、（１５ａ）〜（１５（１）はリレー接点、（１６
）は表示部である。

つぎに、この装置の制御手順について説明する。

まず受電トランス回路の電流は変流器（１）で検出され
たのち、電流トランスジューサ（２）、Ｖ／’１！変換
回路（３）により最終的にはパルス信号に変換される。

このパルス信号はカウンタ（４）でカウントされるため
、カウント値は電流の積分値に比例した値となる。この
計数値をもとにして電流積分値は次式で算出される。

電流積分値（平均電流）ここで、ｖ　／　ｙ定数は計数パルス数を直読できる電
流の平均値に換算するための係数である。積分時限はタ
イマ回路（７）による信号により規定され、たとえば３
０秒ないしは１分程度の時間とする。

すなわち、この時限における平均電流がまるわけである
。

つぎに−受電トランスの定格′電流は次式でめられる。

ここで、ｄは受電トランスが１φのとき１．６φのとき
へであり、いずれも設定部Ｈにより設定されるものであ
る。

つぎに、受電トランスの定格負荷に対する百分率は上記
両式＋１１　、　（２）　Ｃより下式【３）からｔＪ　
Ｐ　Ｕ　（５３で算出される。

さて、トランス容量を最大需要電力ぎりぎり、あるいは
それよりやや少なめにして電気料金をドげるには、最大
需要電力的には、受電トランスの過負荷運転が不可欠で
ある。この受電トランスの過負荷運転で問題になるのは
受電トランスの巻線温度である。すなわち、外気温が低
く巻線の熱放散に有利なとき、あるいは常時軽負荷で運
転していて巻線温度があまり上っていないときは、一定
時間は過負荷運転が可能である。

第２図はこの関係を示すもので、横軸に等価周囲温度、
縦軸に重負荷率（過負荷率）をとり、重負荷以外のとき
の負荷率ｃ以下、軽負荷率と称す）および過負荷運転許
容時間の代表値をパラメータとしたものである。この図
かられふるように等価周囲温度が高ければ重負荷率は下
がる。また軽負荷率が高ければ同様に重負荷率は下がり
、軽負荷率が同じでも過負荷運転許容時間を長くすれば
重負荷率は下げざるを得ないということがわか′仏この
装置は上記原理によりさらにつぎのように動作するもの
である。

温度測定部（９）で測定されＡ　／　Ｄ変換部（１０）
で得た温度に５℃を加えた値を簡易等価周囲温度として
これを等価温度と同じ扱いとする。（等価周囲温度の定
義は別にあるが、算出が複雑となるので、ここでは実質
的にあまり差異のない上記概念で処理を行なう。）前記電ｄし値を毎回サンプリングすることにより、各サ
ンプリング時の平均電流値がめられ、これらを加算して
サンプリング回数で除算することにより、全加算値にお
ける平均電流がめられる。

したがって、そのときの簡易等価周囲温度における目標
値（目標値は定格負荷１００％使用時における重負荷率
値であり、等価周囲温度が高くなると、定格負荷では運
転が許容されなくなる）を、？−フμまたは計算式の形
で予めメモリ部（１］）に格納されている第２図のグラ
フをもとにして、前記サンプリング値と比較する。サン
プリング値が目標値未満の場合は軽負荷領域とみなし５
このときの軽負荷率を予め定められたサンプリング回数
ノデータをもとに次式により算出する。

これをサンプリング毎に演算して記憶させておく。

つぎに、サンプリング値が目標値を超えた場合は重負荷
領域とみなし、超過時点からサンプリング値をもとに軽
負荷率と同じ算式で重負荷率をめる。また、重負荷状態
が何分間あるいは何時閲読いたかは重負荷状態における
サンプリング回数をカウントすることによりめられる。

したがって、前記算出された重負荷率と、サンプリング
回数のカウントにめられた重負荷状態の継続時間と・前
記算出された軽負荷率とを第２図の表（メモリ部（１１
）に予め格納されである）を参照しながら重負荷状態の
継続時間を監視する。たとえば第２図において、等価周
囲温度が６０℃で、軽負荷率が７０％のときの点（１０
１）の場合は、重負荷率がＡ％であれば１時間の重負荷
状態が許容され、Ｂ％であれば０．５時間の重負荷状態
が許容されるわけである。

ここで、この許容値を超えていると判断すると、負荷し
ゃ断を行ない負荷を減らす必要性が出てくる。したがっ
て、０ＰＵ（５）は出力部（ロ）に信号を出力し、リレ
ー駆動回路（１３ｍ）〜（１５ａｌを経由してリレー（
１４ａ）〜（１４ａ）の該当するリレーを駆動してリレ
ー接点（１５ａ）〜（１５４）の対応するものをオフ状
態にする。すなわち、これに接続された負荷荷を軽減す
る。

負荷しゃ断による負荷の＠減や負荷の自然減により受電
トランスの負荷が減少し、予め設定部で８）る場合は前
述のとおりしゃ断した負荷を再投入し、負荷の運転を元
に戻す。表示部（１６）では温度や電流の積分値あるい
は設定値さらにはリレー（１４ａ）〜（１４４）の状態
が表示される。

ところで、第２図の表は代表的な例を示したものであり
、受電トランスの形式および購造によって異なるもので
ある。したがって、第２図の表で示す代表的なものをメ
モリ部（負に格納しておき、その表のうち−どの表金使
用するかを逓択設定できるようにすることもできる。

また、電流を検出し、これをパルス信号に変換する手段
の代りに、発信装置付電力量計を使用し、この発信パル
スをカウンタ（４）で計数するようにしてもよい。さら
にまた、電流信号をマルチプレ７すで温度信号と切り換
えてム／Ｄ変換部１１０）に入力り、Ａ／Ｄ変換したデ
ータをＯＰ　Ｕ　（５）で積算することも可能である。

以上のようにこの発明によれば、契約電力５００ＫＷ未
満の小規模電力需要家における受電トランス容量をぎり
ぎりまで切りつめて、かつ安全に運転させることにより
、契約電力を下げて基本料金を節減できる負荷制御装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る負荷制御装置の一例を示すブロ
ック図、第２図は軽負荷率および過負荷運転許容時間を
パラメータとした等価周囲温度と重負荷率との関係を示
すグラフである。（１）・・・変流器、（２）・・・トランスデユーサ、
（３）−１！圧・周波数変換回路、（４）・・・カウン
タ、（５）・・・演算制御部、（６）・・・入力部、（
γ〕・・・タイマ回路、（８）・・・設定部、（９）・
・・温度制御部、α０）・・・アナログ・ディジタル変
換部、（ｌη・・・メモリ部。なお、図中同一符号は同一もしくは相当部分を示す。代理人大岩増雄

Claims

【特許請求の範囲】

（１）０回路の電流信号をパルス信号に変換し、一定時
限計数する手段と、外気温度を測定する手段と・等価周
囲温度の関数である受電トランスの定格電流値のデータ
を予め記憶する記憶手段と、上記パルス信号の計数値と
外気温度測定値と綬は入れて、上記記憶手段に記憶され
ている上記データのうち、前記外気温度より等価周囲温
度に相当する温度を算出し、該温度に該当するデータを
目標定格電流値とし、この値と前記計数値とにより算出
した負荷率が１００％未満の場合には、軽負荷領域とし
てこの領域の継続するときの一定時限毎の計数値の一定
期間毎の平均値から軽負荷率を算出し、前記算出された
負荷率が１００％を超える場合には、過負荷領域として
この領域における負荷率を同様にして算出して、上記記
憶手段に記憶された前記軽負荷率における該負荷率と過
負荷許容時２間のデータとを比較し、該負荷率が該許容
時間に達したとき、負荷しゃ断を行ない、負荷が予め設
定された再投入目標値まで下がった際・しゃ断負荷を再
投入する手段とを備えた負荷制御装置。