単相三線式の状態判定装置および方法
【課題】負荷投入や負荷開放時の瞬時電圧変動の原因を特定し、負荷状態またはコンセント所属系統を判定する。
【解決手段】単相三線式の電圧線に供給される全電力を全電力演算手段２１で求め、また、一方の電圧線１２Ａと中性線１３との間の第１系統電力と、他方の電圧線１２Ｂと中性線１３との間の第２系統電力との差である不平衡電力を不平衡電力演算手段２２で求める。そして、全電力変動分を全電力変動分演算手段２３で求め、不平衡電力変動分を不平衡電力変動分演算手段２５で求め、判定手段２４は、全電力変動分および不平衡電力変動分に基いて単相三線式の電圧変動原因、負荷状態またはコンセント所属系統を判定する。
【解決手段】単相三線式の電圧線に供給される全電力を全電力演算手段２１で求め、また、一方の電圧線１２Ａと中性線１３との間の第１系統電力と、他方の電圧線１２Ｂと中性線１３との間の第２系統電力との差である不平衡電力を不平衡電力演算手段２２で求める。そして、全電力変動分を全電力変動分演算手段２３で求め、不平衡電力変動分を不平衡電力変動分演算手段２５で求め、判定手段２４は、全電力変動分および不平衡電力変動分に基いて単相三線式の電圧変動原因、負荷状態またはコンセント所属系統を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの電圧線と中性線とを有する単相三線式の電圧変動原因、負荷状態またはコンセント所属系統等を推定する単相三線式の状態判定装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
単相三線式の配電系は２つの電圧線と中性線とを有し、各々の電圧線と中性線との間から１００Ｖ系の配電線を引き出し、２つの電圧線間から２００Ｖ系の配電線をそれぞれ引き出すようにしている。例えば、単相三線式の１００Ｖ配電系では、２００Ｖ系の配電線と２つの１００Ｖ系の配電線とを引き出している。このような低圧配電系では電線が細く、負荷投入や負荷開放時に瞬時電圧変動など障害が発生する場合がある。その場合、障害を発生させた負荷が２００Ｖ系の配電線に接続された負荷なのか、あるいは１００Ｖ系に接続された負荷なのか、さらには、１００Ｖ系の配電線のいずれに接続された負荷なのかを知ることは、瞬時電圧変動の対策を立てる上の基本となる。
【０００３】
ここで、単相三線式の配電系の入力電圧の降下または上昇があった場合、自動的にこれを検出し、回路の切り替えによって、常に設定範囲内の電圧値を出力して負荷に影響を与えないように電圧を調整するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１９１５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１のものでは配電系の電圧を設定範囲内の電圧値に調整することができるが、負荷投入や負荷開放時の瞬時電圧変動の原因が２００Ｖ系と２つの１００Ｖ系のいずれなのかを特定できない。また、１００Ｖ系での負荷分布を正確に把握できないとともに、各コンセントの属する１００Ｖ系を特定できず対策の指針を得ることは困難である。
【０００５】
一般に、２つの１００Ｖ系の配電線に接続される負荷は不平衡であり、その不平衡の度合いが甚だしい場合には、配電線や屋内配線での損失増大や電圧アンバランスなどの問題が生じる。このため、不平衡負荷の状態を正確に把握し、その是正を可能にする手法が望まれているが、屋内配線で実際に負荷の接続されるコンセントが属する１００Ｖ系の判定の困難さが不平衡是正でのネックとなる。このため任意のコンセントが属する１００Ｖ系を判定する方法が望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、負荷投入や負荷開放時の瞬時電圧変動の原因を特定でき、負荷状態またはコンセント所属系統を判定できる単相三線式の状態判定装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明に係わる単相三線式の状態判定装置は、単相三線式の２つの電圧線のうちの一方の電圧線と中性線との間および他方の電圧線と中性線との間にそれぞれ注入される電力を演算する系統毎電力演算手段と、前記系統毎電力演算手段で演算された両系統の電力の和を前記単相三線式に注入される全電力として演算する全電力演算手段と、前記系統毎電力演算手段で演算された両系統の電力の差を前記単相三線式の２つの電圧線の不平衡電力として演算する不平衡電力演算手段と、前記全電力演算手段で得られた全電力の変動分を演算する全電力変動分演算手段と、前記不平衡電力演算手段で得られた不平衡電力の変動分を演算する不平衡電力変動分演算手段と、前記全電力演算手段で得られた全電力、前記不平衡電力演算手段で得られた不平衡電力、前記全電力変動分演算手段で得られた全電力変動分および前記不平衡電力変動分演算手段で得られた不平衡電力変動分に基いて単相三線式の電圧変動原因、負荷状態またはコンセント所属系統を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明に係わる単相三線式の状態判定装置は、請求項１の発明において、前記判定手段は、前記全電力変動分が負であるときは瞬時電圧変動の原因は負荷開放であると判定し、前記全電力変動分が正であるときは瞬時電圧変動の原因は負荷投入であると判定することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明に係わる単相三線式の状態判定装置は、請求項１または２の発明において、前記判定手段は、全電力変動分の絶対値が不平衡電力変動分の絶対値より大きいときは、瞬時電圧変動の原因は２つの電圧線間の２００Ｖ系の負荷変動であると判定し、全電力変動分の絶対値と不平衡電力変動分の絶対値とがほぼ等しいときは、瞬時電圧変動の原因は各々の電圧線と中性線との間の１００Ｖ系の負荷変動であると判定することを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明に係わる単相三線式の状態判定装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか一の発明において、前記判定手段は、各々の電圧線と中性線との間の１００Ｖ系の負荷変動が発生したとき、全電力変動分の正負により変動原因が負荷投入か負荷開放かを判定するとともに、不平衡電力変動分の正負により変動負荷の属する１００Ｖ系を特定することを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明に係わる単相三線式の状態判定装置は、請求項１ないし４のいずれか一の発明において、前記判定手段は、コンセントに接続された負荷のオン／オフ時の不平衡電力変動分の正負に基いて、そのコンセントが属する所属系統を特定することを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明に係わる単相三線式の状態判定方法は、単相三線式の２つの電圧線のうちの一方の電圧線と中性線との間および他方の電圧線と中性線との間にそれぞれ注入される電力を演算し、演算された両系統の電力の和を前記単相三線式に注入される全電力として求め、演算された両系統の電力の差を前記単相三線式の２つの電圧線の不平衡電力として求め、前記全電力の変動分と前記不平衡電力の変動分とに基いて前記単相三線式の電圧変動原因、負荷状態またはコンセント所属系統を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、単相三線式に注入される全電力や２つの１００Ｖ系の不平衡電力、それらの変動分を算出し、これらに基いて三相三線式の系統状態を判定するので、単相三線式の電圧変動原因、負荷状態またはコンセント所属系統を判定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる単相三線式の状態判定装置１１のブロック構成図である。
【００１５】
まず、単相三線式の配電系統は、２つの電圧線１２Ａ、１２Ｂと中性線１３との３本の電線を有し、電圧線１２Ａをａ相、中性線１３をｂ相、電圧線１２Ｂをｃ相とする。一方の電圧線１２Ａと中性線１３とのａｂ相間（以下、第１系統という）に単相電圧電源１４Ａが接続され、他方の電圧線１２Ｂと中性線１３とのｂｃ相間（以下、第２系統という）に単相電圧電源１４Ｂが接続されて１００Ｖ系を形成し、一方の電圧線１２Ａと他方の電圧線１２Ｂとのａｃ相間で２００Ｖ系を形成する。単相電圧電源１４Ａ、１４Ｂにそれぞれ１００Ｖ負荷Ｒａｂ、Ｒｂｃが接続され、電圧線１２Ａ、１２Ｂ間に２００Ｖ負荷Ｒａｃが接続される。
【００１６】
通常、単相電圧電源１４Ａの電圧Ｖａｂおよび単相電源電圧１４Ｂの電圧Ｖｂｃは同じ電圧値であり、例えば、一般家庭への配電の場合には１００Ｖである。従って、その場合には、電圧線１２Ａ、１２Ｂと中性線１３との間に接続される負荷Ｒａｂ、Ｒｂｃは１００Ｖであり、電圧線１２Ａ、１２Ｂ間に接続される負荷Ｒａｃは２００Ｖである。また、電圧Ｖａｂ、Ｖｂｃが２００Ｖである場合には、負荷Ｒａｂ、Ｒｂｃは２００Ｖであり、負荷Ｒａｃは４００Ｖである。
【００１７】
このような単相三線式の配電系統では、１００Ｖ（２００Ｖ）系負荷Ｒａｂ、Ｒｂｃおよび２００Ｖ（４００Ｖ）系負荷Ｒａｃが接続されるので、これらに負荷変動が生じた場合には瞬時電圧変動が生じたり不平衡負荷状態となったりすることがある。そこで、このような単相三線式の配電線に対して、本発明の実施の形態における単相三線式の状態判定装置１１を接続し、瞬時電圧変動の原因、負荷状態またはコンセント所属系統を判定する。
【００１８】
電圧線１２Ａ、１２Ｂに流れる電流Ｉａ、Ｉｃはそれぞれ電流検出器１５Ａ、１５Ｂで検出され、状態判定装置１１のＡＤ変換器１７により所定のサンプリング周期でデジタル信号に変換されて記憶装置１８に記憶される。同様に、単相電圧電源１４Ａ、１４Ｂの電圧Ｖａｂ、Ｖｂｃはそれぞれ電圧検出器１６Ａ、１６Ｂで検出され、状態判定装置１１のＡＤ変換器１７により所定のサンプリング周期でデジタル信号に変換されて記憶装置１８に記憶される。
【００１９】
演算制御装置１９の系統毎電力演算手段２０は、単相三線式の一方の電圧線１２Ａと中性線１３との間に注入される電力Ｐａｂ（以下、第１系統電力Ｐａｂという）、および他方の電圧線１２Ｂと中性線１３との間に注入される電力Ｐｂｃ（以下、第２系統電力Ｐｂｃという）を演算するものである。第１系統電力Ｐａｂおよび第２系統電力Ｐｂｃは、記憶装置１８に記憶された電圧線１２Ａ、１２Ｂに流れる電流Ｉａ、Ｉｃおよび単相電圧電源１４Ａ、１４Ｂの電圧Ｖａｂ、Ｖｂｃに基いて、（１）式および（２）式により演算される。なお、積分長Ｔは商用周波数ｆＮとしたとき（Ｔ＝１／ｆＮ）で与えられる。
【数１】
【数２】
【００２０】
系統毎電力演算手段２０で演算された第１系統電力Ｐａｂおよび第２系統電力Ｐｂｃは、全電力演算手段２１および不平衡電力演算手段２２に入力される。全電力演算手段２１は、（３）式に示すように、系統毎電力演算手段２０で演算された第１系統電力Ｐａｂおよび第２系統電力Ｐｂｃの和を単相三線式に注入される全電力ＰＴとして演算する。また、不平衡電力演算手段２２は、（４）式に示すように、系統毎電力演算手段２０で演算された第１系統電力Ｐａｂと第２系統電力Ｐｂｃとの差を単相三線式の２つの電圧線の不平衡電力ＰＵとして演算する。すなわち、第１系統電力Ｐａｂが第２系統電力Ｐｂｃより大の場合を正とする不平衡電力ＰＵを求める。
【００２１】
ＰＴ＝Ｐａｂ＋Ｐｂｃ …（３）
ＰＵ＝Ｐａｂ−Ｐｂｃ …（４）
全電力演算手段２１で演算された全電力ＰＴは全電力変動分演算手段２３に入力され、不平衡電力演算手段２２で演算された不平衡電力ＰＵは不平衡電力変動分演算手段２５および判定手段２４に入力される。
【００２２】
全電力変動分演算手段２３は全電力ＰＴの変動分ΔＰＴを演算するものであり、例えば、現時点の全電力ＰＴ（ｉ）と１サイクル前の全電力ＰＴ（ｉ−１）との差分を全電力変動分ΔＰＴとして演算し、その全電力変動分ΔＰＴを判定手段２４に出力する。同様に、不平衡電力変動分演算手段２５は、不平衡電力ＰＵの変動分ΔＰＵを演算するものであり、例えば、現時点の不平衡電力ＰＵ（ｉ）と１サイクル前の不平衡電力ＰＴ（ｉ−１）との差分を不平衡電力変動分ΔＰＵとして演算し、その不平衡電力変動分ΔＰＵを判定手段２４に出力する。なお、１サイクル前のデータに代えて数サイクル前のデータを用いて全電力変動分ΔＰＴや不平衡電力変動分ΔＰＵを求めるようにしてもよい。
【００２３】
瞬時電圧変動検出手段２６は第１系統電圧Ｖａｂおよび第２系統電圧Ｖｂｃが瞬時電圧変動したことを検出するものであり、瞬時電圧変動検出手段２６は第１系統電圧Ｖａｂまたは第２系統電圧Ｖｂｃの瞬時電圧変動を検出したときは、その旨を判定手段２４に通知する。
【００２４】
判定手段２４は、瞬時電圧変動検出手段２６が瞬時電圧変動を検出したときは、全電力変動分演算手段２３で得られた全電力変動分ΔＰＴおよび不平衡電力変動分演算手段２５で得られた不平衡電力変動分ΔＰＵに基いて、単相三線式の電圧変動原因を判定する。また、不平衡電力演算手段２２で得られた不平衡電力ＰＵに基いて、定常時の負荷状態を判定する。さらには、全電力変動分演算手段２３で得られた全電力変動分ΔＰＴおよび不平衡電力変動分演算手段２５で得られた不平衡電力変動分ΔＰＵに基いて、単相三線式のコンセント所属系統を判定する。そして、それらの判定結果を出力装置２７に出力する。
【００２５】
次に、判定手段２４での電圧変動原因の判定、通常時の負荷状態の判定またはコンセント所属系統の判定について説明する。
【００２６】
［１］電圧変動原因の判定
（ａ）負荷の開放／投入の判定
図２は、判定手段２４での電圧変動原因の判定処理内容を示すフローチャートである。判定手段２４は、瞬時電圧変動があったときは、図２に示すように、全電力変動分ΔＰＴを入力し（Ｓ１）、全電力変動分ΔＰＴが負であるか否かを判定する（Ｓ２）。全電力変動分ΔＰＴが負であるときは瞬時電圧変動の原因は負荷開放であると判定する（Ｓ３）。一方、ステップＳ２の判定で、全電力変動分ΔＰＴが負でないときは、全電力変動分ΔＰＴが正であるか否かを判定し（Ｓ４）、全電力変動分ΔＰＴが正であるときは瞬時電圧変動の原因は負荷投入であると判定する（Ｓ５）。
【００２７】
このように、負荷変動があったときには瞬時電圧変動が生じるので、その場合の瞬時電圧変動の原因としては、全電力変動分ΔＰＴが正であるときは負荷投入による瞬時電圧変動であり、全電力変動分ΔＰＴが負であるときは負荷開放による瞬時電圧変動であると判定する。
【００２８】
（ｂ）２００Ｖ系／１００Ｖ系の判定
次に、負荷変動が生じた系統は２００Ｖ系か１００Ｖ系かの判定について説明する。図３は、判定手段２４での電圧変動原因が２００Ｖ系か１００Ｖ系かの判定処理内容を示すフローチャートである。図３に示すように、全電力変動分ΔＰＴおよび不平衡電力変動分ΔＰＵを入力し（Ｓ１）、それぞれの絶対値｜ΔＰＴ｜、｜ΔＰＵ｜を求める（Ｓ２）。そして、全電力変動分の絶対値｜ΔＰＴ｜が不平衡電力変動分の絶対値｜ΔＰＵ｜より大きいか否かを判定する（Ｓ３）。そして、全電力変動分の絶対値｜ΔＰＴ｜が不平衡電力変動分の絶対値｜ΔＰＵ｜より大きいときは、瞬時電圧変動の原因は２つの電圧線１２Ａ、１２Ｂ間の２００Ｖ系の負荷変動であると判定する（Ｓ４）。
【００２９】
一方、ステップＳ３の判定で、全電力変動分の絶対値｜ΔＰＴ｜が不平衡電力変動分の絶対値｜ΔＰＵ｜より大きくないときは、全電力変動分の絶対値｜ΔＰＴ｜と不平衡電力変動分の絶対値｜ΔＰＵ｜とがほぼ等しいか否かを判定し、全電力変動分の絶対値｜ΔＰＴ｜と不平衡電力変動分の絶対値｜ΔＰＵ｜とがほぼ等しいときは、瞬時電圧変動の原因は各々の電圧線１２Ａ、１２Ｂと中性線１３との間の１００Ｖ系の負荷変動であると判定する（Ｓ６）。
【００３０】
このように、不平衡電力変動分の絶対値｜ΔＰＵ｜は、１００Ｖ系の負荷変動の不平衡を示すので、負荷変動が生じた場合に、全電力変動分の絶対値｜ΔＰＴ｜が不平衡電力変動分の絶対値｜ΔＰＵ｜より大きいときは、２００Ｖ系の負荷変動であると判定できる。一方、全電力変動分の絶対値｜ΔＰＴ｜と不平衡電力変動分の絶対値｜ΔＰＵ｜とがほぼ等しいときは、全電力変動分がそのまま１００Ｖ系の負荷変動分に反映されているので、１００Ｖ系の負荷変動であると判定できる。
【００３１】
（ｃ）１００Ｖ系の負荷の投入／開放の判定
次に、１００Ｖ系の負荷の投入／開放の判定について説明する。図４は、判定手段２４での１００Ｖ系の負荷の投入／開放の判定処理内容を示すフローチャートである。図４に示すように、全電力変動分ΔＰＴおよび不平衡電力変動分ΔＰＵを入力し（Ｓ１）、全電力変動分ΔＰＴが正であるか否かを判定する（Ｓ２）。全電力変動分ΔＰＴが正であるときは、不平衡電力変動分ΔＰＵが正であるか否かを判定し（Ｓ３）、不平衡電力変動分ΔＰＵが正であるときは、第１系統（ａｂ相間）の負荷投入であると判定する（Ｓ４）。ステップＳ３の判定で、不平衡電力変動分ΔＰＵが正でないときは、不平衡電力変動分ΔＰＵが負であるか否かを判定する（Ｓ５）。不平衡電力変動分ΔＰＵが負であるときは第２系統（ｂｃ相間）の負荷投入であると判定する（Ｓ６）。
【００３２】
つまり、全電力変動分ΔＰＴが正のときは負荷変動は投入であり、不平衡電力ＰＵが正のときは第１系統電力Ｐａｂが第２系統電力Ｐｂｃより大きいときであるので、全電力変動分ΔＰＴおよび不平衡電力変動分ΔＰＵの双方が正であるときは、第１系統（ａｂ相間）の負荷投入であると判定する。同様に、全電力変動分ΔＰＴが正で不平衡電力変動分ΔＰＵが負であるときは、第２系統（ｂｃ相間）の負荷投入であると判定する。
【００３３】
一方、ステップＳ２の判定で、全電力変動分ΔＰＴが正でないときは、不平衡電力変動分ΔＰＵが負であるか否かを判定する（Ｓ７）。不平衡電力変動分ΔＰＵが負であるときは、第１系統（ａｂ相間）の負荷開放であると判定する（Ｓ８）。ステップＳ７の判定で、不平衡電力変動分ΔＰＵが負でないときは、不平衡電力変動分ΔＰＵが正であるか否かを判定する（Ｓ９）。不平衡電力変動分ΔＰＵが正であるときは第２系統（ｂｃ相間）の負荷開放であると判定する（Ｓ１０）。
【００３４】
つまり、全電力変動分ΔＰＴが負のときは負荷変動は開放であり、不平衡電力ＰＵが負のときは第１系統電力Ｐａｂが第２系統電力Ｐｂｃより小さいときであるので、全電力変動分ΔＰＴが負で不平衡電力変動分ΔＰＵが負であるときは、第１系統（ａｂ相間）の負荷開放であると判定する。同様に、全電力変動分ΔＰＴが負で不平衡電力変動分ΔＰＵが正であるときは、第２系統（ｂｃ相間）の負荷開放であると判定する。
【００３５】
このように、判定手段２４は各々の電圧線１２Ａ、１２Ｂと中性線１３との間の１００Ｖ系の負荷変動が発生したとき、全電力変動分ΔＰＴの正負により変動原因が負荷投入か負荷開放かを判定するとともに、不平衡電力変動分ΔＰＵの正負により変動負荷の属する１００Ｖ系を特定する。
【００３６】
［２］定常時の負荷状態の判定
判定手段２４は、瞬時電圧変動検出手段２６による瞬時電圧変動の検出がない状態で不平衡電力ＰＵを監視する。図５は、判定手段２４での定常時の負荷状態の判定処理内容を示すフローチャートである。図５に示すように、不平衡電力演算手段２２で得られた不平衡電力ＰＵを入力し（Ｓ１）、不平衡電力ＰＵが正であるか否かを判定する（Ｓ２）。そして、不平衡電力ＰＵが正である場合には、ａｂ相間（第１系統）の負荷がｂｃ相間（第２系統）の負荷より大であると判定する（Ｓ３）。一方、ステップＳ３の判定で、不平衡電力ＰＵが正でない場合には、不平衡電力ＰＵが負であるか否かを判定し（Ｓ４）、不平衡電力ＰＵが負であるである場合には、ｂｃ相間（第２系統）の負荷がａｂ相間（第１系統）の負荷より大であると判定する（Ｓ６）。これにより、定常時においても１００Ｖ系である第１系統および第２系統の負荷の大小を検出できる。
【００３７】
［３］コンセント所属系の特定
次に、判定手段２４は、コンセントに接続された負荷のオン／オフ時の不平衡電力変動分ΔＰＵの正負に基いて、そのコンセントが属する所属系統を特定する。図６は、判定手段２４でのコンセントが属する所属系統を特定するための判定処理内容を示すフローチャートである。図６に示すように、第１系統か第２系統かが不明であるコンセントに負荷を接続する（Ｓ１）。そして、コンセントに接続した負荷をオンオフする（Ｓ２）。コンセントに接続された負荷のオンオフにより、全電力変動分ΔＰＴおよび不平衡電力変動分ΔＰＵが変動するので、その変動を監視して、そのコンセントが属する所属系統を特定することになる。
【００３８】
すなわち、全電力変動分ΔＰＴおよび不平衡電力変動分ΔＰＵを入力し（Ｓ３）、全電力変動分ΔＰＴが正であるか否かを判定する（Ｓ４）。全電力変動分ΔＰＴが正であるときは、さらに不平衡電力変動分ΔＰＵが正であるか否かを判定し（Ｓ５）、不平衡電力変動分ΔＰＵが正であるときは、負荷が接続されたコンセントは、ａｂ相間（第１系統）に属すると判定する（Ｓ６）。一方、ステップＳ５の判定で、不平衡電力変動分ΔＰＵが正でないときは、不平衡電力変動分ΔＰＵが負であるか否かを判定し（Ｓ７）、不平衡電力変動分ΔＰＵが負であるときは、負荷が接続されたコンセントは、ｂｃ相間（第２系統）に属すると判定する（Ｓ８）。
【００３９】
このように、全電力変動分ΔＰＴが正であることから負荷投入されたと判断でき、さらに第１系統電力Ｐａｂが第２系統電力Ｐｂｃより大きいときに不平衡電力ＰＵが正となるように定めているので、不平衡電力変動分ΔＰＵが正のときは第１系統に負荷投入されたと判定でき、不平衡電力変動分ΔＰＵが負のときは第２系統に負荷投入されたと判定できる。
【００４０】
次に、ステップＳ４の判定で、全電力変動分ΔＰＴが正でないときは、不平衡電力変動分ΔＰＵが負であるか否かを判定し（Ｓ９）、不平衡電力変動分ΔＰＵが負であるときは、ａｂ相間（第１系統）の負荷開放であると判定する（Ｓ１０）。また、不平衡電力変動分ΔＰＵが負でないときは、不平衡電力変動分ΔＰＵが正であるか否かを判定し（Ｓ１１）、不平衡電力変動分ΔＰＵが正であるときは、ｂｃ相間（第２系統）の負荷開放であると判定する（Ｓ１２）。
【００４１】
この場合は、全電力変動分ΔＰＴが負であることから負荷開放されたと判断でき、さらに第１系統電力Ｐａｂが第２系統電力Ｐｂｃより大きいときに不平衡電力ＰＵが正となるように定めているので、不平衡電力変動分ΔＰＵが負のときは第１系統で負荷開放されたと判定でき、不平衡電力変動分ΔＰＵが正のときは第２系統で負荷開放されたと判定できる。
【００４２】
従って、１００Ｖ系の電源コンセントが第１系統（ａｂ相間）なのか第２系統（ｂｃ相間）なのかを知ることができるので、実際の負荷不平衡状態の改善に役立つ。すなわち、当該コンセントに接続する負荷のオンオフによりいずれの系統に属するかを判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態に係わる単相三線式の状態判定装置のブロック構成図。
【図２】本発明の実施の形態における判定手段での電圧変動原因の判定処理内容を示すフローチャート。
【図３】本発明の実施の形態における判定手段での電圧変動原因が２００Ｖ系か１００Ｖ系かの判定処理内容を示すフローチャート。
【図４】本発明の実施の形態における判定手段での１００Ｖ系の負荷の投入／開放の判定処理内容を示すフローチャート。
【図５】本発明の実施の形態における判定手段での定常時の負荷状態の判定処理内容を示すフローチャート。
【図６】本発明の実施の形態における判定手段でのコンセントが属する所属系統を特定するための判定処理内容を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４４】
１１…状態判定装置、１２…電圧線、１３…中性線、１４…単相電圧電源、１５…電流検出器、１６…電圧検出器、１７…ＡＤ変換器、１８…記憶装置、１９…演算制御装置、２０…系統毎電力演算手段、２１…全電力演算手段、２２…不平衡電力演算手段、２３…全電力変動分演算手段、２４…判定手段、２５…不平衡電力変動分演算手段、２６…瞬時電圧変動検出手段、２７…出力装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの電圧線と中性線とを有する単相三線式の電圧変動原因、負荷状態またはコンセント所属系統等を推定する単相三線式の状態判定装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
単相三線式の配電系は２つの電圧線と中性線とを有し、各々の電圧線と中性線との間から１００Ｖ系の配電線を引き出し、２つの電圧線間から２００Ｖ系の配電線をそれぞれ引き出すようにしている。例えば、単相三線式の１００Ｖ配電系では、２００Ｖ系の配電線と２つの１００Ｖ系の配電線とを引き出している。このような低圧配電系では電線が細く、負荷投入や負荷開放時に瞬時電圧変動など障害が発生する場合がある。その場合、障害を発生させた負荷が２００Ｖ系の配電線に接続された負荷なのか、あるいは１００Ｖ系に接続された負荷なのか、さらには、１００Ｖ系の配電線のいずれに接続された負荷なのかを知ることは、瞬時電圧変動の対策を立てる上の基本となる。
【０００３】
ここで、単相三線式の配電系の入力電圧の降下または上昇があった場合、自動的にこれを検出し、回路の切り替えによって、常に設定範囲内の電圧値を出力して負荷に影響を与えないように電圧を調整するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１９１５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１のものでは配電系の電圧を設定範囲内の電圧値に調整することができるが、負荷投入や負荷開放時の瞬時電圧変動の原因が２００Ｖ系と２つの１００Ｖ系のいずれなのかを特定できない。また、１００Ｖ系での負荷分布を正確に把握できないとともに、各コンセントの属する１００Ｖ系を特定できず対策の指針を得ることは困難である。
【０００５】
一般に、２つの１００Ｖ系の配電線に接続される負荷は不平衡であり、その不平衡の度合いが甚だしい場合には、配電線や屋内配線での損失増大や電圧アンバランスなどの問題が生じる。このため、不平衡負荷の状態を正確に把握し、その是正を可能にする手法が望まれているが、屋内配線で実際に負荷の接続されるコンセントが属する１００Ｖ系の判定の困難さが不平衡是正でのネックとなる。このため任意のコンセントが属する１００Ｖ系を判定する方法が望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、負荷投入や負荷開放時の瞬時電圧変動の原因を特定でき、負荷状態またはコンセント所属系統を判定できる単相三線式の状態判定装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明に係わる単相三線式の状態判定装置は、単相三線式の２つの電圧線のうちの一方の電圧線と中性線との間および他方の電圧線と中性線との間にそれぞれ注入される電力を演算する系統毎電力演算手段と、前記系統毎電力演算手段で演算された両系統の電力の和を前記単相三線式に注入される全電力として演算する全電力演算手段と、前記系統毎電力演算手段で演算された両系統の電力の差を前記単相三線式の２つの電圧線の不平衡電力として演算する不平衡電力演算手段と、前記全電力演算手段で得られた全電力の変動分を演算する全電力変動分演算手段と、前記不平衡電力演算手段で得られた不平衡電力の変動分を演算する不平衡電力変動分演算手段と、前記全電力演算手段で得られた全電力、前記不平衡電力演算手段で得られた不平衡電力、前記全電力変動分演算手段で得られた全電力変動分および前記不平衡電力変動分演算手段で得られた不平衡電力変動分に基いて単相三線式の電圧変動原因、負荷状態またはコンセント所属系統を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明に係わる単相三線式の状態判定装置は、請求項１の発明において、前記判定手段は、前記全電力変動分が負であるときは瞬時電圧変動の原因は負荷開放であると判定し、前記全電力変動分が正であるときは瞬時電圧変動の原因は負荷投入であると判定することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明に係わる単相三線式の状態判定装置は、請求項１または２の発明において、前記判定手段は、全電力変動分の絶対値が不平衡電力変動分の絶対値より大きいときは、瞬時電圧変動の原因は２つの電圧線間の２００Ｖ系の負荷変動であると判定し、全電力変動分の絶対値と不平衡電力変動分の絶対値とがほぼ等しいときは、瞬時電圧変動の原因は各々の電圧線と中性線との間の１００Ｖ系の負荷変動であると判定することを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明に係わる単相三線式の状態判定装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか一の発明において、前記判定手段は、各々の電圧線と中性線との間の１００Ｖ系の負荷変動が発生したとき、全電力変動分の正負により変動原因が負荷投入か負荷開放かを判定するとともに、不平衡電力変動分の正負により変動負荷の属する１００Ｖ系を特定することを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明に係わる単相三線式の状態判定装置は、請求項１ないし４のいずれか一の発明において、前記判定手段は、コンセントに接続された負荷のオン／オフ時の不平衡電力変動分の正負に基いて、そのコンセントが属する所属系統を特定することを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明に係わる単相三線式の状態判定方法は、単相三線式の２つの電圧線のうちの一方の電圧線と中性線との間および他方の電圧線と中性線との間にそれぞれ注入される電力を演算し、演算された両系統の電力の和を前記単相三線式に注入される全電力として求め、演算された両系統の電力の差を前記単相三線式の２つの電圧線の不平衡電力として求め、前記全電力の変動分と前記不平衡電力の変動分とに基いて前記単相三線式の電圧変動原因、負荷状態またはコンセント所属系統を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、単相三線式に注入される全電力や２つの１００Ｖ系の不平衡電力、それらの変動分を算出し、これらに基いて三相三線式の系統状態を判定するので、単相三線式の電圧変動原因、負荷状態またはコンセント所属系統を判定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる単相三線式の状態判定装置１１のブロック構成図である。
【００１５】
まず、単相三線式の配電系統は、２つの電圧線１２Ａ、１２Ｂと中性線１３との３本の電線を有し、電圧線１２Ａをａ相、中性線１３をｂ相、電圧線１２Ｂをｃ相とする。一方の電圧線１２Ａと中性線１３とのａｂ相間（以下、第１系統という）に単相電圧電源１４Ａが接続され、他方の電圧線１２Ｂと中性線１３とのｂｃ相間（以下、第２系統という）に単相電圧電源１４Ｂが接続されて１００Ｖ系を形成し、一方の電圧線１２Ａと他方の電圧線１２Ｂとのａｃ相間で２００Ｖ系を形成する。単相電圧電源１４Ａ、１４Ｂにそれぞれ１００Ｖ負荷Ｒａｂ、Ｒｂｃが接続され、電圧線１２Ａ、１２Ｂ間に２００Ｖ負荷Ｒａｃが接続される。
【００１６】
通常、単相電圧電源１４Ａの電圧Ｖａｂおよび単相電源電圧１４Ｂの電圧Ｖｂｃは同じ電圧値であり、例えば、一般家庭への配電の場合には１００Ｖである。従って、その場合には、電圧線１２Ａ、１２Ｂと中性線１３との間に接続される負荷Ｒａｂ、Ｒｂｃは１００Ｖであり、電圧線１２Ａ、１２Ｂ間に接続される負荷Ｒａｃは２００Ｖである。また、電圧Ｖａｂ、Ｖｂｃが２００Ｖである場合には、負荷Ｒａｂ、Ｒｂｃは２００Ｖであり、負荷Ｒａｃは４００Ｖである。
【００１７】
このような単相三線式の配電系統では、１００Ｖ（２００Ｖ）系負荷Ｒａｂ、Ｒｂｃおよび２００Ｖ（４００Ｖ）系負荷Ｒａｃが接続されるので、これらに負荷変動が生じた場合には瞬時電圧変動が生じたり不平衡負荷状態となったりすることがある。そこで、このような単相三線式の配電線に対して、本発明の実施の形態における単相三線式の状態判定装置１１を接続し、瞬時電圧変動の原因、負荷状態またはコンセント所属系統を判定する。
【００１８】
電圧線１２Ａ、１２Ｂに流れる電流Ｉａ、Ｉｃはそれぞれ電流検出器１５Ａ、１５Ｂで検出され、状態判定装置１１のＡＤ変換器１７により所定のサンプリング周期でデジタル信号に変換されて記憶装置１８に記憶される。同様に、単相電圧電源１４Ａ、１４Ｂの電圧Ｖａｂ、Ｖｂｃはそれぞれ電圧検出器１６Ａ、１６Ｂで検出され、状態判定装置１１のＡＤ変換器１７により所定のサンプリング周期でデジタル信号に変換されて記憶装置１８に記憶される。
【００１９】
演算制御装置１９の系統毎電力演算手段２０は、単相三線式の一方の電圧線１２Ａと中性線１３との間に注入される電力Ｐａｂ（以下、第１系統電力Ｐａｂという）、および他方の電圧線１２Ｂと中性線１３との間に注入される電力Ｐｂｃ（以下、第２系統電力Ｐｂｃという）を演算するものである。第１系統電力Ｐａｂおよび第２系統電力Ｐｂｃは、記憶装置１８に記憶された電圧線１２Ａ、１２Ｂに流れる電流Ｉａ、Ｉｃおよび単相電圧電源１４Ａ、１４Ｂの電圧Ｖａｂ、Ｖｂｃに基いて、（１）式および（２）式により演算される。なお、積分長Ｔは商用周波数ｆＮとしたとき（Ｔ＝１／ｆＮ）で与えられる。
【数１】
【数２】
【００２０】
系統毎電力演算手段２０で演算された第１系統電力Ｐａｂおよび第２系統電力Ｐｂｃは、全電力演算手段２１および不平衡電力演算手段２２に入力される。全電力演算手段２１は、（３）式に示すように、系統毎電力演算手段２０で演算された第１系統電力Ｐａｂおよび第２系統電力Ｐｂｃの和を単相三線式に注入される全電力ＰＴとして演算する。また、不平衡電力演算手段２２は、（４）式に示すように、系統毎電力演算手段２０で演算された第１系統電力Ｐａｂと第２系統電力Ｐｂｃとの差を単相三線式の２つの電圧線の不平衡電力ＰＵとして演算する。すなわち、第１系統電力Ｐａｂが第２系統電力Ｐｂｃより大の場合を正とする不平衡電力ＰＵを求める。
【００２１】
ＰＴ＝Ｐａｂ＋Ｐｂｃ …（３）
ＰＵ＝Ｐａｂ−Ｐｂｃ …（４）
全電力演算手段２１で演算された全電力ＰＴは全電力変動分演算手段２３に入力され、不平衡電力演算手段２２で演算された不平衡電力ＰＵは不平衡電力変動分演算手段２５および判定手段２４に入力される。
【００２２】
全電力変動分演算手段２３は全電力ＰＴの変動分ΔＰＴを演算するものであり、例えば、現時点の全電力ＰＴ（ｉ）と１サイクル前の全電力ＰＴ（ｉ−１）との差分を全電力変動分ΔＰＴとして演算し、その全電力変動分ΔＰＴを判定手段２４に出力する。同様に、不平衡電力変動分演算手段２５は、不平衡電力ＰＵの変動分ΔＰＵを演算するものであり、例えば、現時点の不平衡電力ＰＵ（ｉ）と１サイクル前の不平衡電力ＰＴ（ｉ−１）との差分を不平衡電力変動分ΔＰＵとして演算し、その不平衡電力変動分ΔＰＵを判定手段２４に出力する。なお、１サイクル前のデータに代えて数サイクル前のデータを用いて全電力変動分ΔＰＴや不平衡電力変動分ΔＰＵを求めるようにしてもよい。
【００２３】
瞬時電圧変動検出手段２６は第１系統電圧Ｖａｂおよび第２系統電圧Ｖｂｃが瞬時電圧変動したことを検出するものであり、瞬時電圧変動検出手段２６は第１系統電圧Ｖａｂまたは第２系統電圧Ｖｂｃの瞬時電圧変動を検出したときは、その旨を判定手段２４に通知する。
【００２４】
判定手段２４は、瞬時電圧変動検出手段２６が瞬時電圧変動を検出したときは、全電力変動分演算手段２３で得られた全電力変動分ΔＰＴおよび不平衡電力変動分演算手段２５で得られた不平衡電力変動分ΔＰＵに基いて、単相三線式の電圧変動原因を判定する。また、不平衡電力演算手段２２で得られた不平衡電力ＰＵに基いて、定常時の負荷状態を判定する。さらには、全電力変動分演算手段２３で得られた全電力変動分ΔＰＴおよび不平衡電力変動分演算手段２５で得られた不平衡電力変動分ΔＰＵに基いて、単相三線式のコンセント所属系統を判定する。そして、それらの判定結果を出力装置２７に出力する。
【００２５】
次に、判定手段２４での電圧変動原因の判定、通常時の負荷状態の判定またはコンセント所属系統の判定について説明する。
【００２６】
［１］電圧変動原因の判定
（ａ）負荷の開放／投入の判定
図２は、判定手段２４での電圧変動原因の判定処理内容を示すフローチャートである。判定手段２４は、瞬時電圧変動があったときは、図２に示すように、全電力変動分ΔＰＴを入力し（Ｓ１）、全電力変動分ΔＰＴが負であるか否かを判定する（Ｓ２）。全電力変動分ΔＰＴが負であるときは瞬時電圧変動の原因は負荷開放であると判定する（Ｓ３）。一方、ステップＳ２の判定で、全電力変動分ΔＰＴが負でないときは、全電力変動分ΔＰＴが正であるか否かを判定し（Ｓ４）、全電力変動分ΔＰＴが正であるときは瞬時電圧変動の原因は負荷投入であると判定する（Ｓ５）。
【００２７】
このように、負荷変動があったときには瞬時電圧変動が生じるので、その場合の瞬時電圧変動の原因としては、全電力変動分ΔＰＴが正であるときは負荷投入による瞬時電圧変動であり、全電力変動分ΔＰＴが負であるときは負荷開放による瞬時電圧変動であると判定する。
【００２８】
（ｂ）２００Ｖ系／１００Ｖ系の判定
次に、負荷変動が生じた系統は２００Ｖ系か１００Ｖ系かの判定について説明する。図３は、判定手段２４での電圧変動原因が２００Ｖ系か１００Ｖ系かの判定処理内容を示すフローチャートである。図３に示すように、全電力変動分ΔＰＴおよび不平衡電力変動分ΔＰＵを入力し（Ｓ１）、それぞれの絶対値｜ΔＰＴ｜、｜ΔＰＵ｜を求める（Ｓ２）。そして、全電力変動分の絶対値｜ΔＰＴ｜が不平衡電力変動分の絶対値｜ΔＰＵ｜より大きいか否かを判定する（Ｓ３）。そして、全電力変動分の絶対値｜ΔＰＴ｜が不平衡電力変動分の絶対値｜ΔＰＵ｜より大きいときは、瞬時電圧変動の原因は２つの電圧線１２Ａ、１２Ｂ間の２００Ｖ系の負荷変動であると判定する（Ｓ４）。
【００２９】
一方、ステップＳ３の判定で、全電力変動分の絶対値｜ΔＰＴ｜が不平衡電力変動分の絶対値｜ΔＰＵ｜より大きくないときは、全電力変動分の絶対値｜ΔＰＴ｜と不平衡電力変動分の絶対値｜ΔＰＵ｜とがほぼ等しいか否かを判定し、全電力変動分の絶対値｜ΔＰＴ｜と不平衡電力変動分の絶対値｜ΔＰＵ｜とがほぼ等しいときは、瞬時電圧変動の原因は各々の電圧線１２Ａ、１２Ｂと中性線１３との間の１００Ｖ系の負荷変動であると判定する（Ｓ６）。
【００３０】
このように、不平衡電力変動分の絶対値｜ΔＰＵ｜は、１００Ｖ系の負荷変動の不平衡を示すので、負荷変動が生じた場合に、全電力変動分の絶対値｜ΔＰＴ｜が不平衡電力変動分の絶対値｜ΔＰＵ｜より大きいときは、２００Ｖ系の負荷変動であると判定できる。一方、全電力変動分の絶対値｜ΔＰＴ｜と不平衡電力変動分の絶対値｜ΔＰＵ｜とがほぼ等しいときは、全電力変動分がそのまま１００Ｖ系の負荷変動分に反映されているので、１００Ｖ系の負荷変動であると判定できる。
【００３１】
（ｃ）１００Ｖ系の負荷の投入／開放の判定
次に、１００Ｖ系の負荷の投入／開放の判定について説明する。図４は、判定手段２４での１００Ｖ系の負荷の投入／開放の判定処理内容を示すフローチャートである。図４に示すように、全電力変動分ΔＰＴおよび不平衡電力変動分ΔＰＵを入力し（Ｓ１）、全電力変動分ΔＰＴが正であるか否かを判定する（Ｓ２）。全電力変動分ΔＰＴが正であるときは、不平衡電力変動分ΔＰＵが正であるか否かを判定し（Ｓ３）、不平衡電力変動分ΔＰＵが正であるときは、第１系統（ａｂ相間）の負荷投入であると判定する（Ｓ４）。ステップＳ３の判定で、不平衡電力変動分ΔＰＵが正でないときは、不平衡電力変動分ΔＰＵが負であるか否かを判定する（Ｓ５）。不平衡電力変動分ΔＰＵが負であるときは第２系統（ｂｃ相間）の負荷投入であると判定する（Ｓ６）。
【００３２】
つまり、全電力変動分ΔＰＴが正のときは負荷変動は投入であり、不平衡電力ＰＵが正のときは第１系統電力Ｐａｂが第２系統電力Ｐｂｃより大きいときであるので、全電力変動分ΔＰＴおよび不平衡電力変動分ΔＰＵの双方が正であるときは、第１系統（ａｂ相間）の負荷投入であると判定する。同様に、全電力変動分ΔＰＴが正で不平衡電力変動分ΔＰＵが負であるときは、第２系統（ｂｃ相間）の負荷投入であると判定する。
【００３３】
一方、ステップＳ２の判定で、全電力変動分ΔＰＴが正でないときは、不平衡電力変動分ΔＰＵが負であるか否かを判定する（Ｓ７）。不平衡電力変動分ΔＰＵが負であるときは、第１系統（ａｂ相間）の負荷開放であると判定する（Ｓ８）。ステップＳ７の判定で、不平衡電力変動分ΔＰＵが負でないときは、不平衡電力変動分ΔＰＵが正であるか否かを判定する（Ｓ９）。不平衡電力変動分ΔＰＵが正であるときは第２系統（ｂｃ相間）の負荷開放であると判定する（Ｓ１０）。
【００３４】
つまり、全電力変動分ΔＰＴが負のときは負荷変動は開放であり、不平衡電力ＰＵが負のときは第１系統電力Ｐａｂが第２系統電力Ｐｂｃより小さいときであるので、全電力変動分ΔＰＴが負で不平衡電力変動分ΔＰＵが負であるときは、第１系統（ａｂ相間）の負荷開放であると判定する。同様に、全電力変動分ΔＰＴが負で不平衡電力変動分ΔＰＵが正であるときは、第２系統（ｂｃ相間）の負荷開放であると判定する。
【００３５】
このように、判定手段２４は各々の電圧線１２Ａ、１２Ｂと中性線１３との間の１００Ｖ系の負荷変動が発生したとき、全電力変動分ΔＰＴの正負により変動原因が負荷投入か負荷開放かを判定するとともに、不平衡電力変動分ΔＰＵの正負により変動負荷の属する１００Ｖ系を特定する。
【００３６】
［２］定常時の負荷状態の判定
判定手段２４は、瞬時電圧変動検出手段２６による瞬時電圧変動の検出がない状態で不平衡電力ＰＵを監視する。図５は、判定手段２４での定常時の負荷状態の判定処理内容を示すフローチャートである。図５に示すように、不平衡電力演算手段２２で得られた不平衡電力ＰＵを入力し（Ｓ１）、不平衡電力ＰＵが正であるか否かを判定する（Ｓ２）。そして、不平衡電力ＰＵが正である場合には、ａｂ相間（第１系統）の負荷がｂｃ相間（第２系統）の負荷より大であると判定する（Ｓ３）。一方、ステップＳ３の判定で、不平衡電力ＰＵが正でない場合には、不平衡電力ＰＵが負であるか否かを判定し（Ｓ４）、不平衡電力ＰＵが負であるである場合には、ｂｃ相間（第２系統）の負荷がａｂ相間（第１系統）の負荷より大であると判定する（Ｓ６）。これにより、定常時においても１００Ｖ系である第１系統および第２系統の負荷の大小を検出できる。
【００３７】
［３］コンセント所属系の特定
次に、判定手段２４は、コンセントに接続された負荷のオン／オフ時の不平衡電力変動分ΔＰＵの正負に基いて、そのコンセントが属する所属系統を特定する。図６は、判定手段２４でのコンセントが属する所属系統を特定するための判定処理内容を示すフローチャートである。図６に示すように、第１系統か第２系統かが不明であるコンセントに負荷を接続する（Ｓ１）。そして、コンセントに接続した負荷をオンオフする（Ｓ２）。コンセントに接続された負荷のオンオフにより、全電力変動分ΔＰＴおよび不平衡電力変動分ΔＰＵが変動するので、その変動を監視して、そのコンセントが属する所属系統を特定することになる。
【００３８】
すなわち、全電力変動分ΔＰＴおよび不平衡電力変動分ΔＰＵを入力し（Ｓ３）、全電力変動分ΔＰＴが正であるか否かを判定する（Ｓ４）。全電力変動分ΔＰＴが正であるときは、さらに不平衡電力変動分ΔＰＵが正であるか否かを判定し（Ｓ５）、不平衡電力変動分ΔＰＵが正であるときは、負荷が接続されたコンセントは、ａｂ相間（第１系統）に属すると判定する（Ｓ６）。一方、ステップＳ５の判定で、不平衡電力変動分ΔＰＵが正でないときは、不平衡電力変動分ΔＰＵが負であるか否かを判定し（Ｓ７）、不平衡電力変動分ΔＰＵが負であるときは、負荷が接続されたコンセントは、ｂｃ相間（第２系統）に属すると判定する（Ｓ８）。
【００３９】
このように、全電力変動分ΔＰＴが正であることから負荷投入されたと判断でき、さらに第１系統電力Ｐａｂが第２系統電力Ｐｂｃより大きいときに不平衡電力ＰＵが正となるように定めているので、不平衡電力変動分ΔＰＵが正のときは第１系統に負荷投入されたと判定でき、不平衡電力変動分ΔＰＵが負のときは第２系統に負荷投入されたと判定できる。
【００４０】
次に、ステップＳ４の判定で、全電力変動分ΔＰＴが正でないときは、不平衡電力変動分ΔＰＵが負であるか否かを判定し（Ｓ９）、不平衡電力変動分ΔＰＵが負であるときは、ａｂ相間（第１系統）の負荷開放であると判定する（Ｓ１０）。また、不平衡電力変動分ΔＰＵが負でないときは、不平衡電力変動分ΔＰＵが正であるか否かを判定し（Ｓ１１）、不平衡電力変動分ΔＰＵが正であるときは、ｂｃ相間（第２系統）の負荷開放であると判定する（Ｓ１２）。
【００４１】
この場合は、全電力変動分ΔＰＴが負であることから負荷開放されたと判断でき、さらに第１系統電力Ｐａｂが第２系統電力Ｐｂｃより大きいときに不平衡電力ＰＵが正となるように定めているので、不平衡電力変動分ΔＰＵが負のときは第１系統で負荷開放されたと判定でき、不平衡電力変動分ΔＰＵが正のときは第２系統で負荷開放されたと判定できる。
【００４２】
従って、１００Ｖ系の電源コンセントが第１系統（ａｂ相間）なのか第２系統（ｂｃ相間）なのかを知ることができるので、実際の負荷不平衡状態の改善に役立つ。すなわち、当該コンセントに接続する負荷のオンオフによりいずれの系統に属するかを判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態に係わる単相三線式の状態判定装置のブロック構成図。
【図２】本発明の実施の形態における判定手段での電圧変動原因の判定処理内容を示すフローチャート。
【図３】本発明の実施の形態における判定手段での電圧変動原因が２００Ｖ系か１００Ｖ系かの判定処理内容を示すフローチャート。
【図４】本発明の実施の形態における判定手段での１００Ｖ系の負荷の投入／開放の判定処理内容を示すフローチャート。
【図５】本発明の実施の形態における判定手段での定常時の負荷状態の判定処理内容を示すフローチャート。
【図６】本発明の実施の形態における判定手段でのコンセントが属する所属系統を特定するための判定処理内容を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４４】
１１…状態判定装置、１２…電圧線、１３…中性線、１４…単相電圧電源、１５…電流検出器、１６…電圧検出器、１７…ＡＤ変換器、１８…記憶装置、１９…演算制御装置、２０…系統毎電力演算手段、２１…全電力演算手段、２２…不平衡電力演算手段、２３…全電力変動分演算手段、２４…判定手段、２５…不平衡電力変動分演算手段、２６…瞬時電圧変動検出手段、２７…出力装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単相三線式の２つの電圧線のうちの一方の電圧線と中性線との間および他方の電圧線と中性線との間にそれぞれ注入される電力を演算する系統毎電力演算手段と、
前記系統毎電力演算手段で演算された両系統の電力の和を前記単相三線式に注入される全電力として演算する全電力演算手段と、
前記系統毎電力演算手段で演算された両系統の電力の差を前記単相三線式の２つの電圧線の不平衡電力として演算する不平衡電力演算手段と、
前記全電力演算手段で得られた全電力の変動分を演算する全電力変動分演算手段と、
前記不平衡電力演算手段で得られた不平衡電力の変動分を演算する不平衡電力変動分演算手段と、
前記全電力変動分演算手段で得られた全電力変動分および前記不平衡電力変動分演算手段で得られた不平衡電力変動分に基いて単相三線式の電圧変動原因を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする単相三線式の状態判定装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記全電力変動分が負であるときは瞬時電圧変動の原因は負荷開放であると判定し、前記全電力変動分が正であるときは瞬時電圧変動の原因は負荷投入であると判定することを特徴とする請求項１記載の単相三線式の状態判定装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記全電力変動分の絶対値が不平衡電力変動分の絶対値より大きいときは、瞬時電圧変動の原因は２つの電圧線間の２００Ｖ系の負荷変動であると判定し、全電力変動分の絶対値と不平衡電力変動分の絶対値とがほぼ等しいときは、瞬時電圧変動の原因は各々の電圧線と中性線との間の１００Ｖ系の負荷変動であると判定することを特徴とする請求項１または２記載の単相三線式の状態判定装置。
【請求項４】
前記判定手段は、各々の電圧線と中性線との間の１００Ｖ系の負荷変動が発生したとき、全電力変動分の正負により変動原因が負荷投入か負荷開放かを判定するとともに、不平衡電力変動分の正負により変動負荷の属する１００Ｖ系を特定することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一記載の単相三線式の状態判定装置。
【請求項５】
前記判定手段は、コンセントに接続された負荷のオン／オフ時の不平衡電力変動分の正負に基いて、そのコンセントが属する所属系統を特定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一記載の単相三線式の状態判定装置。
【請求項６】
単相三線式の２つの電圧線のうちの一方の電圧線と中性線との間および他方の電圧線と中性線との間にそれぞれ注入される電力を演算し、
演算された両系統の電力の和を前記単相三線式に注入される全電力として求め、
演算された両系統の電力の差を前記単相三線式の２つの電圧線の不平衡電力として求め、
前記全電力の変動分と前記不平衡電力の変動分とに基いて前記単相三線式の電圧変動原因、負荷状態またはコンセント所属系統を判定することを特徴とする単相三線式の状態判定方法。
【請求項１】
単相三線式の２つの電圧線のうちの一方の電圧線と中性線との間および他方の電圧線と中性線との間にそれぞれ注入される電力を演算する系統毎電力演算手段と、
前記系統毎電力演算手段で演算された両系統の電力の和を前記単相三線式に注入される全電力として演算する全電力演算手段と、
前記系統毎電力演算手段で演算された両系統の電力の差を前記単相三線式の２つの電圧線の不平衡電力として演算する不平衡電力演算手段と、
前記全電力演算手段で得られた全電力の変動分を演算する全電力変動分演算手段と、
前記不平衡電力演算手段で得られた不平衡電力の変動分を演算する不平衡電力変動分演算手段と、
前記全電力変動分演算手段で得られた全電力変動分および前記不平衡電力変動分演算手段で得られた不平衡電力変動分に基いて単相三線式の電圧変動原因を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする単相三線式の状態判定装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記全電力変動分が負であるときは瞬時電圧変動の原因は負荷開放であると判定し、前記全電力変動分が正であるときは瞬時電圧変動の原因は負荷投入であると判定することを特徴とする請求項１記載の単相三線式の状態判定装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記全電力変動分の絶対値が不平衡電力変動分の絶対値より大きいときは、瞬時電圧変動の原因は２つの電圧線間の２００Ｖ系の負荷変動であると判定し、全電力変動分の絶対値と不平衡電力変動分の絶対値とがほぼ等しいときは、瞬時電圧変動の原因は各々の電圧線と中性線との間の１００Ｖ系の負荷変動であると判定することを特徴とする請求項１または２記載の単相三線式の状態判定装置。
【請求項４】
前記判定手段は、各々の電圧線と中性線との間の１００Ｖ系の負荷変動が発生したとき、全電力変動分の正負により変動原因が負荷投入か負荷開放かを判定するとともに、不平衡電力変動分の正負により変動負荷の属する１００Ｖ系を特定することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一記載の単相三線式の状態判定装置。
【請求項５】
前記判定手段は、コンセントに接続された負荷のオン／オフ時の不平衡電力変動分の正負に基いて、そのコンセントが属する所属系統を特定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一記載の単相三線式の状態判定装置。
【請求項６】
単相三線式の２つの電圧線のうちの一方の電圧線と中性線との間および他方の電圧線と中性線との間にそれぞれ注入される電力を演算し、
演算された両系統の電力の和を前記単相三線式に注入される全電力として求め、
演算された両系統の電力の差を前記単相三線式の２つの電圧線の不平衡電力として求め、
前記全電力の変動分と前記不平衡電力の変動分とに基いて前記単相三線式の電圧変動原因、負荷状態またはコンセント所属系統を判定することを特徴とする単相三線式の状態判定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−２８８１３（Ｐ２００７−２８８１３Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０８１１４（Ｐ２００５−２０８１１４）
【出願日】平成１７年７月１９日（２００５．７．１９）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【出願人】（５０４１９３８３７）国立大学法人室蘭工業大学 (70)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１９日（２００５．７．１９）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【出願人】（５０４１９３８３７）国立大学法人室蘭工業大学 (70)
【Ｆターム（参考）】
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