JP2011041427A - Power unit for uninterruptible power work - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配電用の柱上変圧器の取替え工事等を行う際に、低圧負荷側である需要家に無停電で電力供給を行う、無停電工事用電源装置に関するものである。 The present invention relates to a power supply device for uninterruptible construction that supplies power to a customer on a low-voltage load side uninterruptibly when replacing a pole transformer for power distribution.
従来、高圧配電線に接続される配電用の柱上変圧器等の取替工事等の際には、工事対象系統の低圧配電線を停電させないため、無停電で低圧配電線工事を実施する必要がある。 Conventionally, when replacing a pole transformer for distribution that is connected to a high-voltage distribution line, it is necessary to carry out the low-voltage distribution line without power failure in order to prevent the low-voltage distribution line in the system under construction from powering out. There is.
この種の工事においては、工事対象系統の低圧配電線の電源を無停電で工事対象系統の電源から、別系統の電源へ切替え,工事を行い工事完了後、その逆に切替えるため、従来は瞬時切換開閉器を用いた低圧配電線工事の電源切換装置が使用されている。又、別系統の電源が近くに無い場合は、配電工事中の工事対象戸にインバータ発電タイプの電源車(発電機車)等から給電する無停電工事用電源装置に関する提案がされている。(特開2001−224133) In this type of construction, the power supply of the low-voltage distribution line of the construction target system is switched from the power supply of the construction target system to the power supply of another system without interruption, and after construction is completed and switched to the opposite, the conventional method is instantaneous. A power switching device for low voltage distribution line construction using a switching switch is used. In addition, when there is no power source of another system nearby, a proposal has been made regarding a power supply device for uninterruptible construction that feeds power to a construction target house during power distribution work from an inverter power generation type power car (generator car) or the like. (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-224133)
図5は、従来の一例で、双方向の半導体スイッチを使用した、瞬時切替開閉器2台を使用して、2系統の商用電源を切替える場合の構成である。1はA系(工事対象)商用電源系統、2はB系(健全)商用電源系統、3,4はA/B系のプライマリーカットアウトスイッチ、5は交換作業対象の柱上変圧器、6はB系の柱上変圧器、7はA系の瞬時切替開閉器、8はB系の瞬時切替開閉器、9はA系の負荷群、10はB系の負荷群を示す。 FIG. 5 shows an example of a conventional configuration in which two commercial power sources are switched using two instantaneous switching switches using bidirectional semiconductor switches. 1 is an A system (construction target) commercial power system, 2 is a B system (sound) commercial power system, 3 and 4 are A / B primary cutout switches, 5 is a pole transformer for replacement work, and 6 is B system pole transformer, 7 is an A system instantaneous switching switch, 8 is a B system instantaneous switching switch, 9 is an A system load group, and 10 is a B system load group.
図6には、7,8の瞬時切替開閉器の中身の詳細回路図を示す。11は、過電流保護用MCCB、12はトライアック等の双方向半導体スイッチ、13は、電磁開閉器である。図6に示す瞬時切替開閉は、一般的に、検電機能も有していて工事を行う際には、誤接続を未然に防止することができる。
FIG. 6 shows a detailed circuit diagram of the contents of the
図5、図6を用いて、従来の動作及びその手順を説明する。A系瞬時切替開閉器7およびB系瞬時切替開閉器8は、工事を行う場合にだけ使用され、柱上等に仮設設置され、ケーブルにて接続される。A,B両系統のうち一方のA系統の柱上変圧器5の取替工事を行う場合、A系統側の負荷群9への電力供給をB系統(健全)からの供給へ瞬時に切り替えて、A系統の工事中も、負荷群9に電力を安定供給している。工事終了後に負荷群9への電力供給をB系統側からA系統側に切り戻すようにしている。
A conventional operation and its procedure will be described with reference to FIGS. The A-system
5の柱上変圧器を交換する際の手順は、入り状態になっているA系瞬時切替開閉器7を開放し、A系から負荷群9への入力を遮断する。B系瞬時切替開閉器8が、A系負荷群電圧の無電圧を検出し1/2サイクル以内にB系瞬時切替開閉器8が投入され、B系統より、負荷群9へ電源が供給される。柱上変圧器5の交換作業が完了すると、入り状態になっているB系瞬時切替開閉器8を開放すると、A系瞬時切替開閉器7が、A系負荷群無電圧を検出し、1/2サイクル以内にA系瞬時切替開閉器7が投入されてA系の負荷群9へ電力が供給される通常の状態にもどり工事完了となる。
The procedure for exchanging the pole transformer of No. 5 is to open the A-system
3相回路のモータ等、動力負荷が接続される場合で、無停電電源切替え工事を行う場合、工事場所によっては、2系統の電源で位相が異なる条件があり、このような場合には、商用系統の電源の切り替えが、商用周波数の1/2サイクル以内で行うことが出来ても、過渡的な電圧波形の乱れが発生する。そのため、エアコン用のコンプレッサー、輪転機等の動力負荷が、過電流やトルク変動により自動停止する場合があった。また、需要家によっては、1/2サイクル以内(約10msec程度)で切り替えができるといっても、切り替え、切り戻し間のわずかな瞬停が影響する場合もあった。 When a power load is connected, such as a motor with a three-phase circuit, when switching to an uninterruptible power supply, depending on the construction site, there are conditions in which the phases differ between the two power sources. Even if the power supply of the system can be switched within 1/2 cycle of the commercial frequency, a transient disturbance of the voltage waveform occurs. For this reason, power loads such as air conditioner compressors and rotary presses sometimes stop automatically due to overcurrent or torque fluctuation. Moreover, even if it can be said that switching can be performed within a half cycle (about 10 msec) depending on the customer, a slight instantaneous interruption between switching and switching back may be affected.
この発明は上記の課題を解決するために、電気二重層コンデンサ等の蓄電素子を具備した直流をインバータで交流に変換し、連系変圧器を介して出力を行う、瞬時切替間の電圧補償用の電源を用意し、上記1/2サイクル程度のA系統からB系統への切替え時、及びB系統からA系統の切り戻し時の過渡電圧変動をなくすために、切替工事により影響を受ける配電線に接続し、系統と同位相、同振幅での連系運転確立後、A系瞬時切替開閉器をOFFするとともに、インバータ電源の出力をB系の位相、振幅と同じになるように約1秒で徐々に電圧制御し、電源側と負荷側の各相の電圧値の差が5%以下になったとき、B系瞬時切替開閉器の自動投入を行うとともに、インバータを停止させる手段を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention converts a direct current equipped with an electric storage element such as an electric double layer capacitor into an alternating current with an inverter, and outputs it via an interconnection transformer. Distribution lines affected by switching work to eliminate transient voltage fluctuations when switching from A system to B system and switching back from B system to A system for about 1/2 cycle. Connected to the system, and after establishing the interconnection operation with the same phase and amplitude as the system, the system A instantaneous switching switch is turned off and the output of the inverter power supply is about 1 second so that it is the same as the phase and amplitude of the B system. The system is equipped with means for gradually controlling the voltage and automatically turning on the B-system instantaneous switching switch and stopping the inverter when the difference between the voltage values of the power supply side and the load side becomes 5% or less. It is characterized by that.
上記の電源装置によると、異相電源間の無停電電源工事を行う場合でも過渡的な電圧の変動がなくなるので、動力負荷のトルク変動が無く過渡過電流もほとんど流れないため安定した電圧供給を行うことが出来る。 According to the above power supply device, even when uninterruptible power supply construction between different phase power supplies is performed, there is no transient voltage fluctuation, so there is no torque fluctuation of the power load and almost no transient overcurrent flows, so stable voltage supply is performed I can do it.
又、上記構成をとることによって、双方向半導体スイッチを一般の電磁開閉器に置換えが可能となり、コストが安くなるとともに、機器のコンパクト化にもつながる。さらに上記装置においては、インバータの出力が1秒程度と短いため、蓄電部には、電気二重層コンデンサ等が使用可能になる。鉛電池を使用しなくてもいいので環境にもやさしく保守も容易である。 Further, by adopting the above-described configuration, the bidirectional semiconductor switch can be replaced with a general electromagnetic switch, so that the cost is reduced and the device is made compact. Further, in the above device, since the output of the inverter is as short as about 1 second, an electric double layer capacitor or the like can be used for the power storage unit. Since it is not necessary to use a lead battery, it is environmentally friendly and easy to maintain.
今回の発明の無停電電源装置は、従来の瞬時切替開閉器から、双方向半導体スイッチをなくし、通常の電磁開閉器により、入り切りする切替開閉器とし、工事による停電負荷群9に、インバータ電源14を接続し、過渡的な電源変動を無くし、動力負荷が接続される条件においても、動力負荷を止めることなく無停電電源工事を行うことが出来る。 The uninterruptible power supply device of the present invention eliminates a bidirectional semiconductor switch from a conventional instantaneous switching switch, and switches to a switching switch that is turned on and off by a normal electromagnetic switch. Can be used to eliminate uninterruptible power supply without stopping the power load even under conditions where a power load is connected.
図1、図2を用いて、本発明の構成を説明する。図1は、本発明の一実施形態である。本発明は、従来の構成図5にインバータ電源14を追加した構成としている。A系切替開閉器7と、B系切替開閉器8より、各々の電源側電圧VA、VBと、A系、B系それぞれの電磁開閉器の補助接点を入力する。切替開閉器の詳細を図2に示す。従来の切替開閉器は、双方向半導体スイッチ12を利用した高価な機器であったが、同相/同振幅切替により一般の電磁開閉器(MC)13に置き換えることができ、双方向半導体スイッチ12を用いなくてもいいので、低コストかつコンパクトな切替開閉器(図2)を使用することが可能となった。
The configuration of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an embodiment of the present invention. The present invention has a configuration in which an
インバータ電源14は、定格電力で1〜2秒程度の間、負荷に電力を供給できる蓄電素子17を備えている。蓄電素子17には、電気二重層コンデンサや、リチウムイオン電池等の二次電池が使用可能である。前記インバータ電源14は、所定の制御信号入力により、三相正弦波交流を出力可能な構成となっている。インバータ電源14は、商用電源から、無瞬断で、切り替えがおこなえるように、電源切替前は、接続されたA系商用電源より充電を行い同位相、同振幅で、商用電源連系モードで運転をおこなっている。
The
図3のフローチャートと図4のタイムチャートを用いて本発明の動作を説明する。A系切替開閉器7を開放すると、インバータ電源14は、商用電源連系モードから、定電圧出力モードに切替り、設定したタイマ時間(本実施例では0.1秒)経過後に、B系商用電源へ、電圧・位相を同期させる。すなわち、出力電圧振幅値をVArmsから、VBrmsに、位相をVuAからVuBに1秒程度で変化させる。一般的に電源周波数は定格の+−1%まで許容可能であり、60Hzの場合では、59.4〜60.6Hzまでは、許容周波数範囲であるので、変動しても問題はない。A系とB系で120°の位相差がある場合は、1サイクルで3.6°変化させれば、120/3.6=34となる。すなわち34サイクル(約0.57秒)で、B系商用電源に位相同期する。
The operation of the present invention will be described using the flowchart of FIG. 3 and the time chart of FIG. When the A
B系切替開閉器8は、入出力間の電圧差が許容値(本実施例では、定格電圧の5%程度)以内になれば、自動的に投入され、B系商用電源よりA系負荷群9への電力供給が行われる。柱上変圧器取替え工事中は、引き続きB系商用電源から供給が行われる。この工事中の間は、インバータを起動しておく必要がないので、インバータは、B系切替開閉器の接点信号により停止させる。工事終了後は、今度は、B系商用電源から、A系商用電源へ同様な手順で、切り戻し作業を行うことによって、従来の様な過渡的な電圧乱れの発生が無くなるため、動力負荷に対して、過電流等の影響が低減される。
The B
1 A系商用高圧電源
2 B系商用高圧電源
3 A系プライマリーカットアウトスイッチ
4 B系プライマリーカットアウトスイッチ
5 A系柱上変圧器
6 B系柱上変圧器
7 A系瞬時切替開閉器
8 B系瞬時切替開閉器
9 A系負荷群
10 B系負荷群
11 MCCB(配線遮断機)
12 双方向半導体スイッチ
13 MC(電磁開閉器)
14 インバータ電源
15 連系変圧器
16 インバータ
17 蓄電素子(電気二重層コンデンサなど)
1 System A high
12
14
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CN105790432A (en) * | 2016-05-28 | 2016-07-20 | 唐山三友氯碱有限责任公司 | Multi-redundancy DCS power supply device having alarm function |
CN106532659A (en) * | 2016-12-15 | 2017-03-22 | 国家电网公司 | Control protective method for ultra-high-voltage direct-current engineering direct-current change-over switch with parallel structure |
KR20230135876A (en) * | 2022-03-17 | 2023-09-26 | 한국수자원공사 | Device and method for automatic changeover of transformer |
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