JP2017135773A - Power supply switching device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源切換装置に関し、例えば太陽電池のように電圧が変動しやすい電源に基づく交流電力の交流電力系統への切換装置に関する。 The present invention relates to a power supply switching device, for example, a switching device for switching AC power to an AC power system based on a power source whose voltage is likely to fluctuate, such as a solar battery.
太陽電池に基づく交流電力を交流電力系統に接続したり、切断したりする技術が、特許文献１に開示されている。特許文献１の技術によれば、太陽電池は昇圧チョッパに接続され、昇圧チョッパはインバータ等を含むパワーコンディショナーに接続されている。このパワーコンディショナーの出力側と交流電力系統との間に、系統連系用のリレースイッチが設けられ、このリレースイッチは制御回路によって制御されている。 Patent Document 1 discloses a technique for connecting or disconnecting AC power based on a solar cell to an AC power system. According to the technique of Patent Document 1, the solar cell is connected to a boost chopper, and the boost chopper is connected to a power conditioner including an inverter and the like. A relay switch for grid connection is provided between the output side of the power conditioner and the AC power system, and this relay switch is controlled by a control circuit.
特許文献１には、詳細には記載されていないが、リレースイッチとしては、省電力化の観点から図２及び図４に示すようなラッチリレーの主接点を使用することがある。図２において、パワーコンディショナー４は、電磁接触器の主接点１８を有し、第１の被駆動手段である主接点２２、３０を備えたリレースイッチ２１も有し、インバータ１６の出力側がリレースイッチ２１とスコットトランス２４を介して出力端子２９と接続されている。これら主接点２２、３０は、夫々リレー回路３３、３４によって開閉駆動される。なお、インバータ１６と電力系統６との間、およびインバータ１６と出力端子２９との間には、夫々図示しない電磁遮断器が介在し、異常時等にパワーコンディショナー４と、電力系統６や出力端子２９とを必要に応じて適宜遮断するようにされているが、ここでは説明を割愛する。
Although not described in detail in Patent Document 1, as a relay switch, a main contact of a latch relay as shown in FIGS. 2 and 4 may be used from the viewpoint of power saving. In FIG. 2, the
連系運転時には、電磁遮断器の主接点１８と主接点２２が閉じられ、主接点３０が開放されており、インバータ１６と電力系統６とが連系して出力端子２９に出力が供給されている。このような状態において、例えば、各家庭で発電された電力が、出力端子２９に接続された負荷の要求する電力よりも大きい場合、インバータ１６から出力された余剰電力は、電力系統６に逆潮流される。ここで、停電等の系統異常時には、外部司令部１０からインバータ１６を電力系統６から切り離して自立運転を行うよう、指令信号が出力される。なお、外部司令部１０は、発電電力が電力系統６の許容値を超えるような場合にも、系統保護のために、単独運転を指示することも考えられる。指令信号に応じて電磁遮断器の主接点１８と主接点２２が遮断される一方、自立運転用の主接点３０が接続されて、インバータ１６の出力が主接点３０を介して出力端子２９に出力されることにより、パワーコンディショナー４が電力系統６とは遮断された自立運転に切り換わる。このような切換に用いられるリレースイッチ２１として、ラッチ式のリレー回路３３、３４が用いられることがある。
During the interconnection operation, the
図４に、ラッチ式のリレー回路３３の一般的な構成を示し、同一構成のリレー回路３４の説明は省略する。リレー回路３３は、第１の被駆動手段である主接点２２と、第２の接点、例えばリレー常開接点５２ｎｏ及びリレー常閉接点５２ｎｃからなる第２の被駆動手段５２を有している。リレー常開接点５２ｎｏとリレー常閉接点５２ｎｃは連動する。主接点２２は、セット側にそれぞれ第１の駆動手段の一部をなす駆動素子、例えば駆動コイル２２ｃｃと第１の接点、例えば常閉接点２２ｎｃ及び整流回路２２ｃｒを備え、リセット側にそれぞれ第１の駆動手段の他の部分をなす駆動コイル２２ｏｃと常開接点２２ｎｏ及び整流回路２２ｏｒを備えている。また、リレー回路３３は、第２の駆動手段であるリレー駆動コイル４６と、第３の接点、例えば常開接点５６を備えており、太陽電池２に基づく電源３６から電力供給されている。リレー駆動コイル４６は、リレー常開接点５２ｎｏとリレー常閉接点５２ｎｃとを開閉制御する。
FIG. 4 shows a general configuration of the latch-
外部司令部１０から連系運転の指令が与えられると、常開接点５６が閉じられて、電源３６から、リレー駆動コイル４６に電圧が印加される。これによって、開かれていたリレー常開接点５２ｎｏが閉じられ、閉じられていたリレー常閉接点５２ｎｃが開かれる。このとき、常閉接点２２ｎｃが既に閉じられているので、駆動コイル２２ｃｃに電源３６から電圧が印加され、駆動コイル２２ｃｃに電流が流れて、主接点２２を閉じると同時に、常閉接点２２ｎｃを開放し、かつ常閉接点２２ｎｃの開放に連動して常開接点２２ｎｏを閉じる。このときリレー常閉接点５２ｎｃはリレー駆動コイル４６によって開いているため、駆動コイル２２ｏｃには、電流が流れず、主接点２２は、閉じたままである。このようにして主接点２２が閉じられて、連系運転状態に切り換えられる。この連系運転状態での各接点の状態は、リレー常開接点５２ｎｏが閉、常閉接点２２ｎｃが開、リレー常閉接点５２ｎｃが開、常開接点２２ｎｏが閉のリセット待機状態であり、ラッチリレーであるので各接点はその状態を維持する。
When a command for interconnection operation is given from the
外部司令部１０から自立運転の指令が与えられると、常開接点５６が開放され、リレー駆動コイル４６への電源３６からの印加電圧がなくなり、リレー常開接点５２ｎｏが開放され、これに連動してリレー常閉接点５２ｎｃが閉じられる。すると常開接点２２ｎｏは既に閉じられているため、リセット側の駆動コイル２２ｏｃに電流が流れて、主接点２２が開放されて自立運転状態となる。主接点２２が開放されるとほぼ同時に、駆動コイル２２ｏｃによってそのとき閉じられていた常開接点２２ｎｏが開放され、駆動コイル２２ｏｃには僅かな時間しか電流が流れない。また、常開接点２２ｎｏの開放に連動して同時に常閉接点２２ｎｃが閉じられる。但し、リレー常開接点５２ｎｏが開放されているので、駆動コイル２２ｃｃには電流が流れず、主接点２２は開放された状態を維持する。このようにして各接点は元の状態に復帰し、ラッチリレーであるので各接点はその状態を維持する。
When a command for independent operation is given from the
駆動コイル２２ｃｃが常閉接点２２ｎｃを開放するために駆動コイル２２ｃｃに供給される必要のある第１の動作電圧Ｖ１と、駆動コイル４６がリレー常開接点５２ｎｏを閉じるためにリレー駆動コイル４６に供給される必要のある電圧（第２の動作電圧Ｖ２）とが異なり、リレー駆動コイル４６の第２の動作電圧Ｖ２が、駆動コイル２２ｃｃの第１の動作電圧Ｖ１よりも低い（Ｖ２＜Ｖ１）ことがある。このような場合、太陽電池に基づく電源３６が動作を開始した直後などの電圧が低く、安定していない間に、リレー回路制御部６０が常開接点５６を閉じると、電源３６の電圧がリレー駆動コイル４６の第２の動作電圧Ｖ２を超えているが、駆動コイル２２ｃｃの第１の動作電圧Ｖ１を超えていないことがある。この場合、リレー駆動コイル４６による第２の動作電圧Ｖ２が、リレー常開接点５２ｎｏを閉じても、駆動コイル２２ｃｃが常閉接点２２ｎｃを開放する第１の駆動電圧Ｖ１には到達していないことから、この常閉接点２２ｎｃが開放されず、つまり駆動コイル２２ｃｃの電流が遮断されず、駆動コイル２２ｃｃに電源３６からの電圧が供給されたままになることがある。駆動コイル２２ｃｃは、短時間しか電流を流さないことが前提となっており、このように電流が流れ続けると、駆動コイル２２ｃｃが焼損するおそれがあるし、太陽電池の自立運転と、太陽電池と系統電源とが接続した連系系統とを切り換える場合であれば、その切換が正常に行えない。このようなことは、リレー回路３４においても発生するし、リレーに限らず、駆動手段が被駆動手段を駆動する機器を複数使用し、駆動手段の動作電圧が異なる場合にも生じる。
The first operating voltage V1 that needs to be supplied to the drive coil 22cc to open the normally closed contact 22nc, and the
本発明は、所定の条件が満たされるまで、運転の切換を保留することができる電源切換装置を提供することを目的とする。また、他の目的は、以下の説明で明らかになる。 An object of this invention is to provide the power supply switching device which can hold | maintain switching of driving | operation until a predetermined condition is satisfy | filled. Other objects will become apparent from the following description.
本発明の一態様の電源切換装置は、系統電源と、発電された直流電力を交流電力に変換する電力調整手段との間に接続され、前記系統電源及び前記電力調整手段が接続した連系系統と、前記系統電源から前記電力調整手段が切断された自立運転とに、切換する切換手段を有している。この切換手段を外部指令に応じて切換制御手段が切り換える。前記切換制御手段は、前記外部指令を受けたとき、予め定めた内部条件が満たされるまで前記切換手段の切換を保留する。 A power supply switching apparatus according to an aspect of the present invention is connected between a system power supply and a power adjustment unit that converts generated DC power into AC power, and is connected to the system power supply and the power adjustment unit. And switching means for switching from the system power supply to the independent operation in which the power adjustment means is disconnected. The switching control means switches this switching means in response to an external command. When receiving the external command, the switching control means suspends switching of the switching means until a predetermined internal condition is satisfied.
このように構成された電源切換装置では、外部指令が与えられても、内部条件が満たされるまで、切換制御手段は、切換手段の切換を保留するので、焼損等の事故の発生を防止することができる。 In the power supply switching device configured as described above, even if an external command is given, the switching control means holds the switching of the switching means until the internal condition is satisfied, so that an accident such as burnout can be prevented. Can do.
前記切換手段は、動作を開始する動作電圧が異なる複数の素子を有する接点駆動手段を含むものとすることができる。この場合、前記複数の素子に対して、電圧が変動する電源が設けられている。前記切換制御手段は、前記外部指令を受けても、前記電源の電圧が、前記複数の素子のうち動作電圧が高いものが動作可能な電圧になるまで前記接点駆動手段の制御を保留する。 The switching means may include contact driving means having a plurality of elements having different operating voltages for starting operation. In this case, a power supply whose voltage varies is provided for the plurality of elements. Even when the switching control means receives the external command, the switching control means suspends control of the contact driving means until the voltage of the power source becomes an operable voltage of the plurality of elements having a high operating voltage.
このように構成すると、接点駆動手段の複数の素子のうち、動作電圧が高いものの動作電圧以上の電圧に電源の電圧がなるまで接点駆動手段の制御が保留されるので、接点駆動手段の複数の素子のうち動作電圧が高いものも低いものも動作せず、動作電圧が高い素子に、その動作電圧よりも低い電圧が連続して供給されることはない。従って、動作電圧が高い素子が破壊されることがない。 If comprised in this way, since control of a contact drive means will be suspended until the voltage of a power supply becomes a voltage more than the operating voltage among the several elements of a contact drive means although it has a high operating voltage, a plurality of contact drive means Among the elements, those with a high operating voltage and those with a low operating voltage do not operate, and a voltage lower than the operating voltage is not continuously supplied to an element with a high operating voltage. Therefore, an element having a high operating voltage is not destroyed.
接点駆動手段としては、ラッチリレーを使用することができる。この場合、ラッチリレーの駆動コイルが焼損することを防止できる。 A latch relay can be used as the contact driving means. In this case, it is possible to prevent the drive coil of the latch relay from burning out.
なお、電源は自然エネルギー発電に基づくもの、例えば太陽電池とすることができる。さらに、切換制御手段は、内部基準を有し、前記切換制御手段は、前記電源の出力電圧が前記内部基準以上になるまで前記接点駆動手段の制御を保留するものとすることもできる。 The power source may be based on natural energy power generation, for example, a solar cell. Furthermore, the switching control means may have an internal reference, and the switching control means may suspend control of the contact driving means until the output voltage of the power source becomes equal to or higher than the internal reference.
本発明の別の態様の電源切換装置は、動作させられると、その動作状態を維持する第１の被駆動手段を有している。第１の駆動手段は、第１の動作電圧以上の電圧が供給されたとき、前記第１の被駆動手段を動作させると共に、自己への電圧供給を保留させる。本別の態様の電源切換装置は、動作させられたとき、前記第１の駆動手段へ電圧供給可能に第１の駆動手段と接続された第２の被駆動手段も、有している。前記第２の被駆動手段は、第２の駆動手段に前記第１の動作電圧よりも低い第２の動作電圧以上の電圧が供給されたとき、動作する。第１及び第２の駆動手段には、前記第２の動作電圧よりも低い電圧から前記第２の動作電圧を経て前記第１の動作電圧に向かって変化する電源からの電圧が、動作電圧として供給されている。前記電源の電圧が第１の動作電圧以上になるまで、前記第２の駆動手段への前記電源からの電圧供給を保留させる保留手段が設けられている。 The power supply switching device according to another aspect of the present invention includes first driven means for maintaining the operating state when operated. When a voltage equal to or higher than the first operating voltage is supplied, the first driving means operates the first driven means and holds the voltage supply to itself. The power supply switching device according to another aspect also includes second driven means connected to the first driving means so as to supply voltage to the first driving means when operated. The second driven means operates when a voltage equal to or higher than a second operating voltage lower than the first operating voltage is supplied to the second driving means. In the first and second driving means, a voltage from a power source that changes from a voltage lower than the second operating voltage to the first operating voltage through the second operating voltage is used as the operating voltage. Have been supplied. A holding unit is provided to hold the voltage supply from the power source to the second driving unit until the voltage of the power source becomes equal to or higher than the first operating voltage.
このように構成した電源切換装置では、保留手段を設けていないと、電源電圧が第２の動作電圧となると、第２の駆動手段が第２の被駆動手段を動作させて、第１の駆動手段に電圧が供給されるが、第１の動作電圧まで上昇した電圧でないので、第１の駆動手段は動作せず、第１の駆動手段に電圧が供給されたままとなり、第１の駆動手段の破壊が生じる可能性があるが、保留手段を設けているので、電源電圧が第２の動作電圧に等しい電圧になっても、第２の駆動手段は動作せず、第１の動作電圧まで電源の電圧が上昇すると、第２の駆動手段が動作し、第１の駆動手段が動作するので、第１の駆動手段に継続的に低い電圧が供給されることが無く、第１の駆動手段に破壊が生じることはない。 In the power supply switching device configured as described above, if no holding means is provided, when the power supply voltage becomes the second operating voltage, the second driving means operates the second driven means to perform the first driving. The voltage is supplied to the means, but the voltage is not increased up to the first operating voltage, so the first driving means does not operate and the voltage remains supplied to the first driving means. However, since the holding means is provided, even if the power supply voltage becomes equal to the second operating voltage, the second driving means does not operate and the first operating voltage is reached. When the voltage of the power supply rises, the second driving unit operates and the first driving unit operates, so that a low voltage is not continuously supplied to the first driving unit, and the first driving unit There will be no destruction.
前記第１の駆動手段は、前記第１の動作電圧が供給されたとき前記第１の被駆動手段を動作させる駆動素子と、この駆動素子と直列に接続された第１接点とを有し、前記第１の動作電圧が供給されたとき、閉じられている前記第１接点が開放されるものとすることができる。この場合、前記第２の被駆動手段は、前記第１の駆動手段の前記第１接点と直列に接続された第２接点を有し、前記駆動素子と前記第１接点と前記第２接点とが直列に前記電源間に接続されている。前記第２の駆動手段は、第２の動作電圧以上の電圧が供給されたとき、開放されている前記第２接点を閉じる駆動素子を有している。前記保留手段は、前記第２の駆動手段の駆動素子と直列に前記電源間に接続された第３接点を有し、前記保留手段の前記第３接点は、前記電源の電圧が第２の動作電圧以上になるまで開放されている。 The first driving means has a driving element for operating the first driven means when the first operating voltage is supplied, and a first contact connected in series with the driving element, When the first operating voltage is supplied, the closed first contact may be opened. In this case, the second driven means has a second contact connected in series with the first contact of the first driving means, and the driving element, the first contact, and the second contact Are connected in series between the power supplies. The second driving means includes a driving element that closes the opened second contact when a voltage equal to or higher than the second operating voltage is supplied. The holding means has a third contact connected between the power supplies in series with the driving element of the second driving means, and the third contact of the holding means is configured such that the voltage of the power supply is a second operation. Open until the voltage is exceeded.
本別の態様において、前記電源が、自然エネルギー発電に基づく電源、例えば太陽電池とすることもできる。さらに、前記保留手段が、前記電源の出力電圧が前記内部基準以上になるまで前記第２駆動手段の制御を保留するものとすることもできる。 In another aspect, the power source may be a power source based on natural energy power generation, such as a solar cell. Further, the holding unit may hold the control of the second driving unit until the output voltage of the power source becomes equal to or higher than the internal reference.
以上のように、本発明の一態様による電源切換装置によれば、所定の条件が満たされるまで電圧供給を保留させることができ、連系系統と自立運転との切換のミスを防止することができる。また、本発明の別の態様による電源切換装置によれば、電圧が変化する電源によって動作する動作電圧の異なる２つの駆動手段を使用している場合でも、動作電圧の高い駆動手段に連続的に電圧が供給された状態が発生することを阻止して、駆動手段が破壊することを防止できる。 As described above, according to the power supply switching device according to one aspect of the present invention, it is possible to hold the voltage supply until a predetermined condition is satisfied, and to prevent a mistake in switching between the grid system and the independent operation. it can. In addition, according to the power supply switching device according to another aspect of the present invention, even when two driving means having different operating voltages that are operated by a power source whose voltage changes are used, the driving means having a high operating voltage is continuously connected. It is possible to prevent the drive means from being destroyed by preventing the occurrence of a state where a voltage is supplied.
本発明の1実施形態の電源切換装置を実施した電源装置は、図１に示すように、発電装置、例えば太陽電池２によって発電した直流電力を、電力調整手段、例えばパワーコンディショナー４と系統電源６とを接続した連系運転して出力端子２９に交流電力を供給したり、パワーコンディショナー４の余剰電力を系統電源６に逆潮流したり、或いは系統電源６からパワーコンディショナー４を切断して、パワーコンディショナー４が自立運転して出力端子２９に交流電力を供給したり、充放電手段、例えば蓄電池８にパワーコンディショナー４から充電したり、蓄電池８からの直流電力を自然エネルギー発電に基づく電源、例えば太陽電池２からの直流電力とともに、或いは蓄電池８からの直流電力のみを交流電力に変換して、出力端子２９に供給したりするものである。これら連系運転、自立運転、充放電は、外部指令部１０からの外部指令が通信線１２を介してパワーコンディショナー４に与えられることによって行われる。蓄電池８から外部指令部１０への通信線１２は、蓄電池８における電圧等を外部指令部１０に供給するためのものである。なお、図１に符号１４で示すのは、太陽電池２とパワーコンディショナー４との間、パワーコンディショナー４と蓄電池８との間、パワーコンディショナー４と系統電源６との間及びパワーコンディショナー４と出力端子との間の電力線である。
As shown in FIG. 1, a power supply apparatus that implements a power supply switching apparatus according to an embodiment of the present invention converts DC power generated by a power generation apparatus, such as a
パワーコンディショナー４は、背景技術の説明でも引用した図２に示すように、パワーコンディショナー４の主要部をなすインバータ１６を有し、これが太陽電池２からの直流電力を交流電力に変換する。このインバータ１６の出力側は、パワーコンディショナー４内の電磁接触器の主接点１８を介して系統電源６に接続され、さらにインバータ１６の出力側は、主接点１８、リレースイッチ２１の主接点２２及びスコットトランス２４を介して、パワーコンディショナー４の出力側、例えば出力端子２９に接続されている。また、インバータ１６の出力側は、リレースイッチ２１の主接点３０及びスコットトランス２４を介して出力端子２９に接続されている。リレースイッチ２１はラッチ式のものである。なお、インバータ１６と電力系統６との間、およびインバータ１６と出力端子２９との間には、背景技術の項で説明したように、夫々図示しない電磁遮断器が介在し、異常時等にパワーコンディショナー４と、電力系統６や出力端子２９とを必要に応じて適宜遮断するようにされているが、ここでは説明を割愛する。
As shown in FIG. 2 quoted in the description of the background art, the
系統電源６からの交流電力のみを出力端子２９に供給するときには、主接点１８が開かれ、主接点２２が閉じられる。系統電源６からの交流電力とインバータ１６からの交流電力とを出力端子２９に供給する連係運転の場合には、主接点１８を閉じ、主接点２２を閉じる。このとき、主接点３０は開放されている。一方、インバータ１６からの交流電力のみを出力端子２９に供給する自立運転の時には、主接点３０が閉じられ、主接点１８、２２は開放される。このような主接点１８、２２、３０の制御は、外部指令部１０からの指示に従ってリレー制御部３２が行う。
When only AC power from the system power supply 6 is supplied to the
リレースイッチ２１の主接点２２は、図３に示すリレー回路３３によって駆動され、リレースイッチ２１の主接点３０は、リレー回路３４によって駆動される。図示していないが、主接点１８に対するリレー回路も設けられているが、主接点１８は、図示しない駆動コイルに電圧が供給されている間、閉じられるものであり、その制御は本発明の要旨には無関係であるので、その説明は省略する。
The
リレー回路３３、３４には、太陽電池２からの直流電力を基に電源３６が生成する直流電力が供給される。リレー回路３３、３４は、背景技術の項で述べたように、いずれも同一の構成であり、背景技術の項で参照した図４にその一方、例えばリレー回路３３の詳細を示す。
The
リレー回路３３は、主接点２２を閉じる（セットする）ための駆動コイル２２ｃｃと、主接点２２を開く（リセットする）ための駆動コイル２２ｏｃとを有している。駆動コイル２２ｃｃは、整流回路２２ｃｒの出力側に接続され、整流回路２２ｃｒの入力側は、常閉接点２２ｎｃと直列に接続されている。この常閉接点２２ｎｃは、駆動コイル２２ｃｃに所定の動作電圧が印加されたときに、開放されるものである。整流回路２２ｃｒと常閉接点２２ｎｃとは、リレー常開接点５２ｎｏと直列に電源３６間に接続されている。
The
同様に、駆動コイル２２ｏｃは、整流回路２２ｏｒの出力側に接続され、整流回路２２ｏｒの入力側は常開接点２２ｎｏと直列に接続され、常開接点２２ｎｏは、閉じられていた状態で駆動コイル２２ｏｃに所定の電圧が印加されたとき、開放される。この整流回路２２ｏｒと常開接点２２ｎｏとは、リレー常閉接点５２ｎｃと直列に電源３６間に接続されている。なお、常開接点２２ｎｏと上述した常閉接点２２ｎｃとは連動するように構成され、常閉接点２２ｎｃが開放されたとき、常開接点２２ｎｏが閉じられ、閉じられていた常開接点２２ｎｏが開放されたとき、開かれている常閉接点２２ｎｃが閉じられる。同様に、リレー常開接点５２ｎｏ、リレー常閉接点５２ｎｃも連動して切り換えられるように構成され、リレー常開接点５２ｎｏが閉じられたとき、リレー常閉接点５２ｎｃは開かれる。開かれているリレー常閉接点５２ｎｃが閉じられたとき、閉じられていたリレー常開接点５２ｎｏは開かれる。
Similarly, the drive coil 22oc is connected to the output side of the rectifier circuit 22or, the input side of the rectifier circuit 22or is connected in series with the normally open contact 22no, and the normally open contact 22no is closed while the drive coil 22oc is closed. When a predetermined voltage is applied to, it is opened. The rectifier circuit 22or and the normally open contact 22no are connected between the
リレー常開接点５２ｎｏは、リレー駆動コイル４６に所定の動作電圧が印加されたとき、閉じられる。これが閉じられたことにより、駆動コイル２２ｃｃに常閉接点２２ｎｃ、リレー常開接点５２ｎｏ、整流回路２２ｃｒを介して電圧が印加され、主接点２２が閉じられ（セットされ）ると伴に、駆動コイル２２ｃｃの作用により常閉接点２２ｎｃが開かれ、駆動コイル２２ｃｃへの電圧供給が保留される。主接点２２を持つリレースイッチ２１はラッチ式のものであるので、駆動コイル２２ｃｃへの電圧供給が保留されても、主接点２２は閉じられた状態を維持する。また、常閉接点２２ｎｃが開かれたことによって常開接点２２ｎｏが閉じられ、また、常閉接点２２ｎｃが開かれたことに連動して常開接点２２ｎｏが閉じられ、その状態が維持される。
The relay normally open contact 52no is closed when a predetermined operating voltage is applied to the
リレー常開接点５２ｎｏを開閉するリレー駆動コイル４６は、常開接点５６と直列に電源３６間に接続され、常開接点５６は、図３に示すリレー回路制御部６０からの指令に基づいて開閉される。
The
連系運転する場合、外部指令部１０は、常開接点５６を閉じる指令を常開接点５６に与える。これによって、常開接点５６が閉じられると、リレー駆動コイル４６に電源３６から電圧が印加され、リレー常開接点５２ｎｏが閉じられ、リレー常閉接点５２ｎｃが開かれる。リレー常開接点５２ｎｏが閉じられたことにより、既に常閉接点２２ｎｃが閉じられているので、駆動コイル２２ｃｃに電圧が印加され、駆動コイル２２ｃｃは主接点２２を閉じると共に、常閉接点２２ｎｃを開放し、常閉接点２２ｎｃの開放に連動して常開接点２２ｎｏを閉じる。従って、駆動コイル２２ｃｃには僅かな時間しか電流が流れず、消費電力を削減した状態で主接点２２を閉じることができる。一方、連系運転状態では常開接点２２ｎｏは閉じられているが、リレー常閉接点５２ｎｃが開放されているので、駆動コイル２２ｏｃには電流が流れず、主接点２２は閉じられたままとなる。このようにして、主接点２２は閉じられ、常閉接点２２ｎｃが開放され、リレー常開接点５２ｎｏが閉じられ、常開接点２２ｎｏが閉じられ、リレー常閉接点５２ｎｃが開かれている。
In the interconnected operation, the
この状態において、主接点２２を開放して、自立運転とする場合、外部指令部１０は、常開接点５６に指示を与えて、これを開放する。これによって、リレー駆動コイル４６への電圧の供給が中止され、開かれていたリレー常閉接点５２ｎｃが閉じられ、リレー常開接点５２ｎｏが開かれる。リレー常閉接点５２ｎｃが閉じられたとき、常開接点２２ｎｏが閉じられているので、駆動コイル２２ｏｃに電流が流れ、主接点２２が開かれる（リセットされる）と共に、駆動コイル２２ｏｃの作用により閉じられていた常開接点２２ｎｏが開かれ、これに連動して常閉接点２２ｎｃが閉じられる。このときリレー常開接点５２ｎｏは開かれているので、駆動コイル２２ｃｃに電流が流れることはない。この連系運転から自立運転への切り換えの場合も、主接点２２を開くために駆動コイル２２ｏｃには短時間しか電流が流れないので消費される電力を削減できる。
In this state, when the
ところで、リレー駆動コイル４６がリレー常開接点５２ｎｏを閉じるために、リレー駆動コイル４６に供給される必要のある動作電圧、例えば第２の動作電圧Ｖ２と、駆動コイル２２ｃｃが主接点２２を閉じ、かつ常閉接点２２ｎｃを開くために、駆動コイル２２ｃｃに供給される必要のある動作電圧、例えば第１の動作電圧Ｖ１を比較すると、リレー駆動コイル４６の動作電圧Ｖ２が低く、駆動コイル２２ｃｃの動作電圧Ｖ１が高い（Ｖ２＜Ｖ１）。また、これらに対する電源３６は、太陽電池２の電力に基づいて動作しているので、電源３６の電圧は、例えば天候の影響を受けて不安定であり、朝方などには、太陽電池２の電圧がまだ所定値まで上昇しておらず、リレー駆動コイル４６および駆動コイル２２ｃｃ両方が正常に動作するために必要な第１の電圧Ｖ１以上の電圧に上昇していないことがある。このようなときに、外部指令部１０から主接点２２を閉じるように指示があると、電源３６の電圧は第２の電圧Ｖ２以上であればリレー駆動コイル４６が動作して、リレー常開接点５２ｎｏが閉じられて、駆動コイル２２ｃｃに電圧が供給され、電流が流れるが、電源３６の電圧が第１の電圧Ｖ１には達していないため主接点２２が閉じられず、常閉接点２２ｎｃも閉じられたままになることがある。この場合、駆動コイル２２ｃｃに電流が供給されたままになり、駆動コイル２２ｃｃが焼損するおそれがある。同様なことが、主接点３０を駆動するリレー回路３４の内部におけるリレー駆動コイル４６と駆動コイル２２ｃｃにそれぞれ対応するものにおいて、起こる可能性がある。
By the way, in order for the
そこで、図３に示すように、電源３６には、動作開始電圧設定部６２が設けられており、動作開始電圧Ｖａを設定している。この動作開始電圧Ｖａは、電源３６を駆動開始するのに必要な、太陽電池２の出力電圧値である。このように動作開始電圧Ｖａを設定することで、太陽電池２の発電量が少なく、出力電圧が低い間は、不必要に電源３６を駆動することはない。また、後述するように、太陽電池２の出力電圧はリレー制御部３２でも監視されており、電源３６からの供給される電圧が、リレー回路３３、３４が夫々備えているリレー駆動コイルと駆動コイル、リレー回路３３でいえば、リレー駆動コイル４６と駆動コイル２２ｃｃとの両方が正常に動作し、リレー駆動コイル４６と駆動コイル２２ｃｃとの両方が正常に動作するための電圧になるまで、電源３６からリレー回路３３、３４に電圧を供給しないようにすることができる。夜間には、主接点１８、３０が開いて主接点２２が閉じた状態になっており、系統電源６から出力端子２９に交流電力を供給しているが、朝方の運転開始時などで、太陽電池２から電源３６に供給される電圧が低かったり、太陽電池２からの出力電圧が動作開始電圧Ｖａ付近で上下動する不安定な状態の間に、外部司令部１０からリレースイッチ２１の主接点２２を閉じて連系運転するように外部指令に応じて、主接点２２を閉じてしまうと、上述したような焼損事故が起こる可能性がある。したがって、これを回避するために、動作開始電圧設定部６２により、太陽電池２の出力電圧を監視し、これが動作開始電圧Ｖａに達するまでは、外部司令部１０からの指令を保留するようにしている。電源３６が始動してリレー回路３３、３４に供給を開始する、太陽電池２から供給される動作開始電圧Ｖａは、動作開始電圧設定部６２に設けられた調整手段、例えば可変抵抗６４によって調整することができる。なお、本例では夜間にはインバータ１６が動作しない例を示したが、電池を備えて夜間でも主接点１８を閉じて、インバータを駆動することも可能である。
Therefore, as shown in FIG. 3, the
また、図２に示す主接点２２を閉じた状態から開いた状態とし、主接点３０を開いた状態から閉じた状態として、連系運転から自立運転に切換るように、外部指令部１０からリレー制御部３２に指示が与えられる場合や、夜間の主接点１８、３０が開いた状態から、系統電源６の停電等の異常に基づき、自立運転に切換るように外部司令部１０からリレー制御部３２に指示が与えられる場合、電源３６がリレー回路３３、３４に夫々備えられているリレー駆動コイルと駆動コイル、リレー回路３３でいえばリレー駆動コイル４６、駆動コイル２２ｃｃの両方が正常に動作するのに必要な電圧、即ちリレー回路３３、３４が正常に動作できる電圧よりも低い場合、上述したようなことが生じる可能性がある。そこで、太陽電池２の出力電圧が、電源３６からリレー回路３３、３４を動作させることができる電圧を供給可能なだけ上昇しているかを判断するために、リレー制御部３２の内部基準である基準電圧Ｖｒｅｆを太陽電池２が発生しているという条件を満たした後でなければ、リレー制御部３２がリレー回路３３、３４を動作制御せず、主接点２２を閉じた状態から開いた状態とし、主接点３０を開いた状態から閉じた状態に切換しないように構成されている。なお、この基準電圧Ｖｒｅｆは、電源３６が駆動開始される駆動開始電圧Ｖａより高く、電源３６がリレー回路３３、３４を確実に正常に動作させるのに必要な電圧よりも高く設定されている。これは、朝方などは太陽電池２の出力電圧が変動しているので、電源３６からの出力電圧が、短時間だけは十分上昇するが、すぐにこれを下回ってしまうような不安定な期間があり、この間はリレー回路３３、３４を駆動しないようにして、太陽電池２の出力電圧が十分高くなり、電源３６の出力電圧がリレー回路３３、３４を確実に駆動できる状態になってから主接点２２、３０を切換るためである。本例では、リレー制御部３２の基準電圧Ｖｒｅｆを、電源３６が始動されるの動作開始電圧Ｖａよりも高く（Ｖａ＜Ｖｒｅｆ）設定しているが、動作開始電圧Ｖａが十分に高ければ、基準電圧Ｖｒｅｆと動作開始電圧Ｖａと同じ電圧値にすることも可能である。これによって、主接点２２、３０の切換は正常に行うことができるし、かつインバータ１６の出力は、自立運転するのに適したものとなっている。
Further, the
具体的には、図３に示すように、リレー制御部３２内に、太陽電池２の電圧を検出する電圧検出部６６を設け、この電圧検出部６６からの検出出力を比較部６８において基準電圧源７０からの基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、リレー回路制御部６０が、電圧検出部６６からの検出出力が基準電圧Ｖｒｅｆをこえていると判断したとき、リレー回路制御部６０がリレー回路３３、３４の動作を可能に制御する。リレー回路制御部６０は、電圧検出部６６からの検出出力が基準電圧Ｖｒｅｆを超えたと判断するまでは、外部指令部１０から、例えば連系運転から自立運転への切換指示が与えられていても、その指示を保留または停止して、リレー回路３３、３４を動作制御せず、電圧検出部６６からの検出出力が基準電圧Ｖｒｅｆをこえていることを表す比較部６８の出力があって初めて、連系運転から自立運転への切換をリレー回路３３、３４に指示する。
Specifically, as shown in FIG. 3, a
以上のように、この実施形態の電源装置では、朝方などの電源投入時の太陽電池２の電圧が低い、または変動している不安定なときに、系統電源６を出力端子２９に接続するために電磁接触器の主接点２２を閉じるように外部指令部１０から指令があっても、太陽電池２の出力電圧が、電源３６を駆動開始させる動作開始電圧Ｖａに達していない間はリレー回路３３、３４に電圧が供給されないようにでき、リレー回路３３、３４が正常に動作する電圧である基準電圧Ｖｒｅｆ以上あるいは超えて初めて主接点２２を閉じることができる。また、電磁接触器の主接点１８、２２が閉じられ、主接点３０が開かれて、連系運転が行われている状態から、主接点１８、２２を開いて、主接点３０を閉じて、自立運転に切り換える指示が外部指令部１０から与えられても、電源３６の出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆに達したときに、リレー回路制御部６０がリレー回路３３、３４を動作制御し、主接点２２、３０を切換えるので、リレー３３、３４が確実に切換られて駆動コイル２２ｃｃが焼損等せず、リレー回路３３、３４の事故が発生することがない。そして電源装置の連系運転や自立運転を、確実に正常に切換ることができる。
As described above, in the power supply device of this embodiment, the system power supply 6 is connected to the
なお、インバータ１６が請求項１で言う電力調整手段の一例であり、主接点２２、３０は、請求項１で言う切換手段であり、リレー制御部３２及びリレー回路３３、３４が、請求項１で言う切換制御手段である。また、駆動コイル２２ｃｃ、リレー駆動コイル４６が、請求項２で言う動作電圧が異なる複数の素子の一例であり、リレー回路３３、３４が請求項２で言う接点駆動手段の一例である。主接点２２は請求項４で言う第１の被駆動手段の一例である。リレー制御部３２は、請求項１で言う切換制御手段の一例である。リレー回路３３、３４が、請求項２で言う接点駆動手段の一例である。また、主接点２２、３０が請求項４で言う第１の被駆動手段の一例であり、駆動コイル２２ｃｃ及び常閉接点２２ｎｃが第１の駆動手段の一例であり、リレー常開接点５２ｎｏが第２の被駆動手段の一例であり、リレー駆動コイル４６が第２の駆動手段の一例であり、常開接点５６及びリレー制御部３２が保留手段の一例である。また、駆動コイル２２ｃｃが請求項５で言う第１の被駆動手段を動作させる駆動素子の一例であり、常閉接点２２ｎｃが請求項５で言う第１接点の一例であり、リレー常開接点５２ｎｏが請求項５で言う第２接点の一例であり、リレー駆動コイル４６が請求項５で言う第２接点を閉じる駆動素子の一例であり、常開接点５６が請求項５で言う第３接点の一例である。
The
上記の実施形態では、太陽電池２を使用したが、これに限ったものではなく、出力電圧が変動するような電源を使用することもできる。上記の実施形態では、内部基準として第１の動作電圧（リレー回路３３，３４が正常に動作する電圧Ｖｒｅｆ）以上の電圧である基準電圧Ｖｒｅｆを使用したが、太陽電池２の出力電圧が電源３６を始動させる駆動開始電圧Ｖａを、第1の動作電圧Ｖ１以上にしておけば、第１の動作電圧Ｖ１として動作開始電圧Ｖａを内部基準に使用することもできる。
In the above embodiment, the
６ 系統電源
１６ インバータ（電力調整手段）
２２ ３０ 電磁接触器の主接点（切換手段）
３２ リレー制御部（切換制御手段）
6
22 30 Main contact (switching means) of magnetic contactor
32 Relay control unit (switching control means)
Claims (9)
前記切換手段を外部指令に応じて切り換える切換制御手段とを、
有し、前記切換制御手段は、前記外部指令を受けたとき、予め定めた内部条件が満たされるまで前記切換手段の切換を保留する
電源切換装置。 Connected between a system power supply and power adjustment means for converting generated DC power to AC power, and connected to the grid system connecting the system power supply and the power adjustment means, and disconnecting the power adjustment means from the system power supply Switching means for switching to independent operation,
Switching control means for switching the switching means according to an external command,
And the switching control means holds the switching of the switching means until a predetermined internal condition is satisfied when the external command is received.
第１の動作電圧以上の電圧が供給されたとき、前記第１の被駆動手段を動作させると共に、自己への電圧供給を保留させる第１の駆動手段と、
動作させられたとき、前記第１の駆動手段へ電圧供給可能に第１の駆動素子と接続された第２の被駆動手段と、
前記第１の動作電圧よりも低い第２の動作電圧以上の電圧が供給されたとき、前記第２の被駆動手段を動作させる第２の駆動手段とを、
有し、
第１及び第２の駆動手段には、前記第２の動作電圧よりも低い電圧から前記第２の動作電圧を経て前記第１の動作電圧に向かって変化する電源からの電圧が、動作電圧として供給され、
前記電源の電圧が第１の動作電圧以上になるまで、前記第２の駆動手段への前記電源からの電圧供給を保留させる保留手段が設けられている
電源切換装置。 A first driven means for maintaining the operating state when operated,
A first driving means for operating the first driven means when a voltage equal to or higher than the first operating voltage is supplied, and suspending the voltage supply to itself;
A second driven means connected to the first driving element so as to supply a voltage to the first driving means when operated;
A second driving means for operating the second driven means when a voltage equal to or higher than a second operating voltage lower than the first operating voltage is supplied;
Have
In the first and second driving means, a voltage from a power source that changes from a voltage lower than the second operating voltage to the first operating voltage through the second operating voltage is used as the operating voltage. Supplied,
A power supply switching device provided with a holding means for holding the voltage supply from the power supply to the second driving means until the voltage of the power supply becomes equal to or higher than a first operating voltage.
前記第２の被駆動手段は、前記第１の駆動手段の前記第１接点と直列に接続された開放されている第２接点を有し、前記駆動素子と前記第２接点と前記第１の接点とが直列に前記電源間に接続され、
前記第２の駆動手段は、第２の動作電圧以上の電圧が供給されたとき、前記第２接点を閉じる駆動素子を有し、
前記保留手段は、前記第２の駆動手段の駆動素子と直列に前記電源間に接続された第３接点を有し、前記保留手段の前記第３接点は、前記電源の電圧が第１の動作電圧以上になるまで開放されている電源切換装置。 5. The power supply switching device according to claim 4, wherein the first driving means is connected in series with a driving element for operating the first driven means when the first operating voltage is supplied. Closed first contact, and when the first operating voltage is supplied, the first contact is opened,
The second driven means has an open second contact connected in series with the first contact of the first drive means, and the drive element, the second contact, and the first contact A contact is connected in series between the power sources,
The second driving means includes a driving element that closes the second contact when a voltage equal to or higher than a second operating voltage is supplied;
The holding means has a third contact connected between the power supplies in series with the driving element of the second driving means, and the third contact of the holding means is configured such that the voltage of the power supply is the first operation. A power switching device that is open until the voltage is exceeded.
9. The power switching device according to claim 2, 7 or 8, wherein the power source is a solar battery.
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