JP2000083323A - 電力管理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】３相３線式にも適用可能で、電源を遮断する対
象の機器を個別に設定可能であって、負荷が低下すると
設定された順番に自動的に電源を復帰させることのでき
る管理システムの提供。 【解決手段】負荷電力を監視する電力監視手段４と、過
負荷状態になったときに電源を遮断する順番を個別に設
定する遮断優先順位設定手段５１と、過負荷状態から回
復したときに電源を復帰させる順番を設定する復帰優先
順位設定手段５１と、過負荷状態になったときには設定
された順番に電源を遮断し、過負荷状態から回復したと
きには設定された順番に電力機器の電源を復帰させる制
御手段５とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、共通の受電設備から複
数の電力機器に配電されている配電システムの電力を監
視し、最適な運用を行う電力管理システムに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】３相３線式配電系統等による配電システ
ムにおいては、共通の受電設備から複数のモーター等の
電力機器に配電使用されている。例えば、２KWの電力機
器が10台と、5KW の電力機器が５台設置してある事業所
においては、設置電力の合計は４５KWとなる。従って、
設置電力を基準にして受電の契約をすると、基本料金も
高額になる。しかし、５KWの電力機器のほうは、普通は
５台中何れかの１台しか稼働しない場合、４５KWでは多
過ぎるので２５KW程度で十分といえる。そこで、２５KW
相当容量のブレーカを設置して、２５KWの契約すること
で基本料金を節約することが可能となる。

【０００３】しかし、ぎりぎりの２５KWで契約すると、
一時的な作業のピークのために５KWの電力機器を２台以
上稼働させると、ブレーカが作動してしまったり、契約
電力を超過して超過料金が課せられるという問題が生じ
る。そこで、契約電力は設置電力よりできるだけ少ない
電力で契約し、契約電力を越えそうになった場合に警報
等を発して注意を促し、ブレーカの作動や超過料金の発
生を防ぐように構成された管理システムが提案されてい
る。また、家庭用で、使用中のパソコンの不意の停電を
防ぐために、ブレーカの作動する前に、電灯回路を強制
的に遮断して、パソコンのデータの消滅を防ぐように構
成されたシステムも提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うな従来の警報を発するだけのシステムでは、警報が発
せられる度に、どの機器を止めるのが好ましいか迷うと
いう問題がある。また、後者では、家庭用の単相３線式
１００Ｖにおける電灯回路に固定されているので、３相
３線式で受電している事業所には使用できなかった。ま
た、電源を遮断する対象は電灯回路に固定されているの
で、急に真っ暗になったりするという不便な問題があっ
た。

【０００５】そこで、本発明は、３相３線式にも適用可
能なシステムであって、且つ、電源を遮断する対象の機
器を個別に設定可能であって、負荷が低下すると、設定
された順番に自動的に電源を復帰させることのできる管
理システムの提供を目的としてなされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる請求項１
の電力管理システムは、共通の受電設備から配電される
複数の電力機器を備えた配電設備における電力管理シス
テムにおいて、負荷電力を監視する電力監視手段と、過
負荷状態になったときに電源を遮断する順番を、前記複
数の電力機器ごとに個別に設定する遮断優先順位設定手
段と、過負荷状態から回復したときに電源を復帰させる
順番を、前記複数の電力機器ごとに個別に設定する復帰
優先順位設定手段と、前記電力監視手段による負荷電力
が予め設定された電力を越えて過負荷状態になったとき
には、前記遮断優先順位設定手段において設定された順
番に電力機器の電源を遮断し、過負荷状態から回復した
ときには、前記復帰優先順位設定手段において設定され
た順番に電力機器の電源を復帰させる制御手段と、を備
えるという手段を講じた。

【０００７】請求項２の電力管理システムは、前記電力
監視手段を、３相３線式配線のＲ相配線の電流を検出す
るＣＴを備えている構成とした。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる電力管理
システムを、その実施の形態を示した図面に基づいて詳
細に説明する。

【０００９】図１は、３相３線式の配電方式に用いた本
発明の電力管理システムの基本配線図である。図１にお
いて、１は電力取引メーター、２はメインブレーカ、３
１は遮断優先順位が１番の電力機器，３２は遮断優先順
位が２番の電力機器，３３，３４は遮断対象となってい
ない電力機器である。４は電力監視手段としてのＣＴ
（変流器）であり、３相３線のＲ相の配線に設置されて
いる。

【００１０】５はピークカットコントローラであり、以
下の構成を備えている。

【００１１】即ち、ピークカットコントローラ５は、第
１設定値から第８設定値までが設定された設定手段５１
と、第１設定値を越えたときから回復するまで第１段階
信号を出力する第１出力手段５２と、第２設定値を越え
たときから回復するまで第２段階信号を出力する第２出
力手段５３と、前記第１段階信号に基づいて橙色表示灯
Ｄ２を始めの第４設定値間は点滅させてその後連続点灯
させ、第１段階信号が出力されなくなってから第４設定
値間は点滅させた後に消灯させる第１段階表示制御回路
５５と、前記第２段階信号に基づいて第１赤色表示灯Ｄ
３をハンチング防止固定タイマー（５秒）と第５設定値
間は点滅させてその後連続点灯させ、第１段階信号が出
力されなくなって第２制御回路５９が入ってなければ第
６設定値間点滅させた後に消灯させる第１遮断表示制御
回路５６と、前記第２段階信号に基づいてハンチング防
止固定タイマー（５秒）と第５設定値間後に第１遮断信
号を出力し前記第１段階信号が出力されなくなって第２
制御回路５９が入っていなければ第６設定値間後に第１
復帰信号を出力する第１制御回路５８と、第１遮断信号
が出力され第７設定値間は点滅させてその後連続点灯さ
せ第１段階信号が出力されなくなってから第８設定値間
点滅させた後に消灯させる第２遮断表示回路５７と、第
１遮断信号が出力され第７設置値間後に第２遮断信号を
出力し、前記第１段階信号が出力されなくなってから第
８設定値間後に第２復帰信号を出力する第２制御回路５
９とを備えている。

【００１２】以上の基本回路以外に、緑色表示灯Ｄ１
を、負荷電流が１Ａを越えてから第３設定値間は点滅さ
せ、その後は連続点灯させ、１Ａ未満になったときに第
３設定値間後に消灯させる負荷表示制御回路６１と、前
記第２段階信号に基づいてピークカット表示器Ｃを点滅
させるピークカット点滅回路６２と、第２設定値を越え
５秒以上継続して越えたときから「電気の使い過ぎ 電
流設定値オーバーです」と音声を発するメッセージ発音
回路６３と、前記第２段階信号に基づいて動作する赤色
回転灯６４と、緑色の定格電流表示器Ｂを、前記第１段
階信号が出力されると点滅開始し出力されなくなってか
ら点滅終了させる定格表示制御回路６５と、を備えてい
る。

【００１３】図２は、前記ピークカットコントローラ５
の操作パネルの正面図である。図２において、３桁の赤
色の表示器Ａは、前記ＣＴ４によって検出した現在の負
荷電流値を表示するものであり、ボタン操作によって電
圧表示に切り替えることができる。３桁の緑色の表示器
Ｂは、前記設定手段５１において設定された第１設定値
（定格電流値）を表示するものであり、第１設定値を越
えると前記定格表示制御回路６５によって点滅制御され
る。４桁の赤色の表示器Ｃは、ピークカット表示器であ
り、通常は第２設定値を１００％として表示する。第２
設定値を越えると前記ピークカット点滅回路６２によっ
て点滅制御される。

【００１４】緑色表示灯Ｄ１は、負荷表示制御回路６１
によって点灯制御される緑色のＬＥＤである。橙色表示
灯Ｄ２は、第１段階表示制御回路５５によって点灯制御
される橙色のＬＥＤである。第１赤色表示灯Ｄ３は、第
１遮断表示制御回路５６によって点灯制御される赤色の
ＬＥＤである。第２赤色表示灯Ｄ４は、第２遮断表示制
御回路５７によって点灯制御される赤色のＬＥＤであ
る。その他、漏電警報用の赤色ＬＥＤ、音声の確認およ
び音声アラーム「漏電しています。ただちに点検して下
さい」の停止を行うボタンスイッチＥ、電圧表示に切り
替えるボタンスイッチＦ、ピークカット表示器の内容及
び設定項目を順次切り替えるボタンスイッチＧ、第１設
定値〜第８設定値を設定するボリュームＨ、音声の音量
を調節するボリュームＩを備えている。

【００１５】前記ボタンスイッチＧを０．５秒以上押す
ことによって以下の各項目を順次設定できる。始めは、
前記赤色表示器Ａが「１」を表示し、第１設定値（定格
電流値）の設定モードであることを示す。このとき、前
記ボリュームＨを操作することによって、１Ａ〜６００
Ａの電流値に設定する。設定を終了したら前記ボタンス
イッチＧを押すと、前記赤色表示器Ａが「２」を表示
し、第２設定値の設定モードであることを示す。ここで
も同様に前記ボリュームＨを操作することによって、１
００％〜１５０％に設定する。以下同様に、前述した第
３設定値〜第８設定値（各タイマー）を順次設定する。

【００１６】以上の構成の電力管理システムにおいて、
当該事業所が稼働し始めてから終業するまでの負荷電流
値の変化と各信号の状態及び各表示灯の状態及び電力機
器の遮断及び復帰状態を、図３に基づいて説明する。な
お、第１設定値は２０Ａ、第２設定値は１２０％（２４
Ａ）、第３設定値は１０秒、第４設定値は１０秒、第５
設定値は１０秒、第６設定値は１５秒、第７設定値は１
０秒、第８設定値は１５秒に設定された場合を例として
説明する。

【００１７】時刻Ｔ０において、前記ＣＴ４にて検出さ
れる負荷電流が１Ａを越えると、負荷表示制御回路６１
によって緑色表示灯Ｄ１が始めの１０秒間（第３設定
値）は点滅してその後には連続点灯される。その後、負
荷電流が増加して５Ａを越え、時刻Ｔ１において、第１
設定値２０Ａを越えると第１出力手段５２から第１段階
信号が出力されるので、これに基づいて第１段階表示制
御回路５５によって橙色表示灯Ｄ２は始めの１０秒間
（第４設定値）は点滅され、その後は連続点灯される。
同時に、定格表示制御回路６５によって緑色の表示器Ｂ
は点滅制御される。そして、時刻Ｔ２において、第２設
定値（１２０％）を越えると、第２段階信号が出力され
はじめ、第１遮断表示制御回路５６によって第１赤色表
示灯Ｄ３がハンチング防止タイマーにて設定された５秒
間と１０秒間（第５設定値）点滅した後連続点灯開始さ
れる。同時に、ピークカット点滅回路６２によってピー
クカット表示器Ｃが点滅制御開始される。

【００１８】そして、時刻Ｔ２からハンチング防止タイ
マーにて設定された５秒間と１０秒（第５設定値）経過
した後の時刻Ｔ３に、第１制御回路５８から第１遮断信
号が出力される。この第１遮断信号によって電力機器３
１のマグネットＭＧ１が制御されて電力機器３１への電
力が遮断される。同時に、優先順位が１番の機器の電力
が遮断されていることを示すために、第１赤色表示灯Ｄ
３は連続点灯される。そして、電力機器３１への電力が
遮断されても負荷電流が第２設定値を越えた状態のまま
であると、優先順位が２番の電力機器の遮断準備に入っ
たことを示すために、時刻Ｔ３において、第２遮断表示
制御回路５７によって第２赤色表示灯Ｄ４が点滅し始め
る。同時に、メッセージ発音回路６３によって、ハンチ
ング防止タイマーにて設定された５秒間を過ぎてから
「電気の使い過ぎ 電流設定値オーバーです」と音声が
発せられるとともに、第１遮断信号によって赤色回転灯
６４が点灯して回転し始める。

【００１９】そして、１０秒（第７設定値）後の時刻Ｔ
４においては、第２制御回路５９から第２遮断信号が出
力され、電力機器３２のマグネットＭＧ２が制御されて
電力機器３２への電力も遮断される。同時に、優先順位
が２番の機器の電力も遮断されていることを示すため
に、第２赤色表示灯Ｄ４も連続点灯される。

【００２０】その後、時刻Ｔ５になって、負荷電流が第
２設定値を下回ると、第２段階信号が出力されなくな
り、ピークカット表示器Ｃが点滅制御から連続点灯制御
へ変わる。さらに、負荷電流が低下して、時刻Ｔ６にお
いて、第１設定値を下回ると、第１段階信号と第２段階
信号が出力されなくなり、電力機器３２の復帰準備に入
ったことを示すために第２赤色表示灯Ｄ４が点滅開始
し、１５秒（第８設定値）後の時刻Ｔ７になって第２復
帰信号が出力されて電力機器３２のマグネットが閉じら
れて電力機器３２の電力が復帰して運転が再開される。
同時に、電力機器３１も復帰準備に入ったことを示すた
めに第１赤色表示灯Ｄ３が点滅開始し、更に１５秒（第
６設定値）後の時刻Ｔ８になると、第１復帰信号が出力
されて電力機器３１のマグネットも閉じられて電力機器
３１の電力も復帰して運転が再開される。

【００２１】なお、漏電が検出された場合には、漏電表
示灯Ｄ５が点滅し、「漏電しています。ただちに点検し
て下さい。」と漏電に対する警報音声を発生する。第２
設定値を越えた状態と漏電とが重なった場合には、漏電
に対する警報音声の方が優先される。

【００２２】また、以上の実施の形態においては、電力
の遮断／復帰の制御を行う対象は、二つの電力機器３
１，３２に限定した場合で説明したが、他の電力機器３
３，３４を制御することも当然容易である。制御したい
電力機器のマグネットへ、前記第１，２遮断信号と第
１，２復帰信号とを接続配線すればよいのである。ま
た、第２遮断信号を出力しても第２設定値を下回らない
場合には、更に、１０秒後に第３遮断信号を出力して優
先順位が３番の電力機器を遮断し、更に、１０秒後には
次の優先順位の電力機器を遮断する等のように、３台以
上の電力機器の遮断／復帰を制御することも可能であ
る。

【００２３】例えば、関西電力株式会社の管内における
３相３線式に電気料金は、 電気料金（円）＝契約電力（KW）×単価（980 円）×
（100 −力率＋85）／100 という式に従って計算される。従って、従来４７KWの契
約電力であった事業所が、１６KW（５０Ａ）に契約変更
した場合の差を試算してみると、（力率はすべて９０％
とする。） ４７KWの場合、 47（KW）×980 （円）×（100-90+85 ）／100 ＝43,757
（円） となるが、１６KWの場合は、 16（KW）×980 （円）×（100-90+85 ）／100 ＝14,896
（円） となるので、その差額は１ケ月で２８，８６１円という
金額になる。このように、本発明の電力管理システムで
電力を管理することによって、最適な過負荷制御が可能
になるので、上記例のように、毎月相当額の電気料金を
節減することが可能となるのである。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、過負荷状態になったと
きに予め設定された優先順位に従って稼働中の電力機器
を順番に遮断し、過負荷状態から正常状態に復帰した場
合には、予め設定された優先順位に従って、遮断されて
いた電力機器への電源を順番に自動復帰するので、負荷
電力を所定の設定電力以下に抑えるように自動的に制御
することが可能になる。従って、電力会社との契約をよ
り少ない電力負荷として契約できるので、電気料金を節
減できる。さらに、制御対象の電力機器を自由に設定で
きるとともに、過負荷の設定値や作動するまでのタイマ
ーの設定値を簡単に変更できるので、操作性が優れてい
るとともに、季節変動等にフレキシブルに対応した細か
い電力管理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる電力管理システムの実施の形態
の基本配線図である。

【図２】ピークカットコントローラの操作パネルの正面
図である。

【図３】各部の動作状態を説明するタイミングチャート
図である。

【符号の説明】

３１ 遮断優先順位が１番で、復帰優先順位が２番の電
力機器 ３２ 遮断優先順位が２番で、復帰優先順位が１番の電
力機器 ３３，３４ 遮断／復帰の制御対象外の電力機器 ４ ＣＴ，電力監視手段 ５ ピークカットコントローラ，制御手段 ５１ 設定手段，遮断優先順位設定手段 ５１ 設定手段，復帰優先順位設定手段 ５２ 第１出力手段 ５３ 第２出力手段 ５８ 第１制御回路 ５９ 第２制御回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】共通の受電設備から配電される複数の電力
   機器を備えた配電設備における電力管理システムにおい
   て、 負荷電力を監視する電力監視手段と、 過負荷状態になったときに電源を遮断する順番を、前記
   複数の電力機器ごとに個別に設定する遮断優先順位設定
   手段と、 過負荷状態から回復したときに電源を復帰させる順番
   を、前記複数の電力機器ごとに個別に設定する復帰優先
   順位設定手段と、 前記電力監視手段による負荷電力が予め設定された電力
   を越えて過負荷状態になったときには、前記遮断優先順
   位設定手段において設定された順番に電力機器の電源を
   遮断し、過負荷状態から回復したときに、前記復帰優先
   順位設定手段において設定された順番に電力機器の電源
   を復帰させる制御手段と、 を備えたことを特徴とする電力管理システム。
2. 【請求項２】電力監視手段は、３相３線式配線のＲ相配
   線の電流を検出するＣＴを備えていることを特徴とする
   請求項１に記載の電力管理システム。