船用給電装置とその制御方法
【課題】 既設及び新設の船舶に適用することができ、給電用のケーブルを船舶と岸壁の間で短時間に容易に掛け渡して配線することができ、船内発電装置と外部電源との切り換えを無停電で行うことができ、外部電源や船内発電装置に異常が発生しても、その影響が船内機器や外部電源におよぶのを未然に防止することができる船用給電装置とその制御方法を提供する。
【解決手段】 巻取ケーブル１４を巻き取り・巻き戻し可能で船外の外部電源に接続可能なケーブルリール装置１２と、ケーブルリール装置を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第１遮断器２２と、第１遮断器を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第２遮断器２４と、船内発電装置、ケーブルリール装置及び第２遮断器を制御する給電制御装置２６とを備える。
【解決手段】 巻取ケーブル１４を巻き取り・巻き戻し可能で船外の外部電源に接続可能なケーブルリール装置１２と、ケーブルリール装置を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第１遮断器２２と、第１遮断器を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第２遮断器２４と、船内発電装置、ケーブルリール装置及び第２遮断器を制御する給電制御装置２６とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶が停泊中に、陸上の外部電源から電力の供給を受けるための船用給電装置とその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から船内に発電装置を備えていると共に、陸上に設置されている外部電源（陸上電源）から電力の供給を受けることができる船舶が知られている。
【０００３】
図５は、船内発電装置を備えた従来の船舶の概略構成図である。この船舶１００は、船内発電装置１０２（例えば、発電機付ディーゼルエンジン）を備えており、この船内発電装置１０２は、遮断器１０４を介して、船内の他の装置に電力を供給するための主母線１０６に電気的に接続されている。
【０００４】
また例えばアッパーデッキ１０８には、受電端子１１０が設けられており、この受電端子１１０と主母線１０６との間は、船内ケーブル１１２を介して互いに電気的に接続されている。さらに、船内ケーブル１１２の中間部には、遮断器１１４が設けられている。
【０００５】
さらにこの船舶１００は、ガバナ１０３及び発電制御装置１０５を備えている。ガバナ１０３は、船内発電装置１０２に設けられ、発電制御装置１０５によりガバナ１０３を制御し、発電出力、発電周波数、及び位相を制御するようになっている。
また、遮断器１０４は、一般に発電制御装置１０５により、随時、電路の遮断／接続が遠隔で制御できるようになっている。なお、遮断器１１４は、発電制御装置１０５により制御されず、手動により操作されるのが一般的である。
【０００６】
上述した構成により、受電端子１１０と岸壁に設置されている陸上の外部電源端子１１６との間をケーブル１１８で互いに接続すると共に、遮断器１０４の電路を開き、遮断器１１４の電路を閉じることにより、陸上の電源設備から電力の供給を受けることができる。
【０００７】
なお、本発明に関連する技術として、たとえば、特許文献１、２が知られている。
【０００８】
特許文献１の海底観測システムは、各海底観測装置５３へ定電流給電する分岐給電装置５４を小型化することを目的とし、図６に示すように、幹線系給電ライン５２へ定電流給電する陸上給電装置５１と、幹線系給電ライン５２の給電電流を電流分岐するための分岐給電装置５４と、分岐給電装置５４から定電流給電される分岐給電ライン５５と、分岐給電ライン５５に対し各々直列に接続された各海底観測装置５３とを備え、分岐給電装置５４は並列接続された分岐線とこの分岐線の分岐電流を定電流化する電流リミッタとからなるものである。
【０００９】
特許文献２の「海底給電方式」は、図７に示すように、陸上の給電装置６３に対応して海底装置６１の複数に給電回路を実装し、その給電回路と陸上の給電装置とを陸揚げケーブル６８により接続し、その給電回路から海底ケーブル６２の両方向にそれぞれ極性の異なる直流定電流を供給するものである。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−３０９５５３号公報、「海底観測システムの給電方法および分岐給電装置」
【特許文献２】特開２００２−１６４８２０号公報、「海底給電方式」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の船舶１００において船内の電源電圧として、６６００Ｖの高電圧系統と４００〜４５０Ｖ（以下、４００Ｖ級という）の低電圧系統の２種類が通常用いられている。
【００１２】
船舶が停泊中に必要とする船内電力を外部電源から供給する場合において、船舶が高電圧系統を用いている場合、ケーブル１１８を流れる電流は低電圧系統に比べれば少ないが、船内の所要電力は一般に大きく、ケーブル１１８は大径で重いものとなる。したがって、ケーブル１１８を、クレーン等を用いて船舶と岸壁の間に掛け渡して配線するのに時間がかかり、かつ作業環境が悪いという問題点があった。
また、船舶が低電圧系統を用いている場合、ケーブル１１８を流れる電流は高電圧系統に比べて約１５倍以上の大電流となるため、ケーブル１１８は大径で重いものとなるだけでなく、ケーブル１１８の条数が増えることとなる（例えば、高電圧系統の場合は２本程度であるのに対して、低電圧系統では３０本程度）。したがって、低電圧系統の場合は、高電圧系統と同様の問題点がより顕著となっていた。
【００１３】
また、ケーブル１１８の配線後、船舶１００が使用する電源を、船内発電装置１０２から外部電源に切り換える場合や、逆に、外部電源から船内発電装置に切り換える場合、従来は、主母線１０６に一時的に電力が供給できず、停電が発生する問題点があった。
【００１４】
上記課題を船内に既に装備されている発電制御装置１０５や図示しない制御／監視システムを利用し、さらに、外部電源に異常が発生すると、その影響を船内機器が受けるおそれがあるという問題点も解決しようとすると、既設の設備に多大な変更を要し、既設船舶において上記課題を解決することは多くの時間と費用を伴うという問題点もあった。
【００１５】
本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、既設及び新設の船舶に適用することができ、給電用のケーブルを船舶と岸壁の間で短時間に容易に掛け渡して配線することができ、船内発電装置と外部電源との切り換えを無停電で行うことができ、外部電源や船内発電装置に異常が発生しても、その影響が船内機器や外部電源におよぶのを未然に防止することができる船用給電装置とその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によれば、船内発電装置を備えた船舶に取り付けられる船用給電装置であって、
巻取ケーブルを巻き取り・巻き戻し可能で船外の外部電源に接続可能なケーブルリール装置と、
該ケーブルリール装置を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第１遮断器と、
該第１遮断器を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第２遮断器と、
少なくとも前記船内発電装置、前記ケーブルリール装置及び前記第２遮断器を制御する給電制御装置とを備えた、ことを特徴とする船用給電装置が提供される。
【００１７】
また、前記第１遮断器と前記第２遮断器との間に、外部電源の電圧を船内発電装置の電圧に変圧する変圧器を備える。
【００１８】
前記ケーブルリール装置は、前記外部電源に接続可能なプラグを先端に有する巻取ケーブルと、該巻取ケーブルを巻き取り・巻き戻しするリールと、該リールを回転駆動する駆動装置と、前記巻取ケーブルの巻き戻し長さを検出する巻戻量検出器と、該巻戻量検出器の検出値に基づき前記駆動装置を制御するリール制御装置とからなり、該リール制御装置は、前記給電制御装置により制御される。
【００１９】
前記給電制御装置は、前記外部電源の電圧、周波数及び／又は位相を検出する外部電源検出手段と、前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相を検出する船内電源検出手段と、前記外部電源に合わせて前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチングさせるマッチング指令手段と、を備える。
【００２０】
前記船内発電装置の異常を検知する船内電源異常検知手段と、前記外部電源の異常を検知する外部電源異常検知手段と、を備え、前記給電制御装置は、前記船内電源異常検知手段及び前記外部電源異常検知手段の出力に基づいて異常監視を行う。
【００２１】
また、本発明によれば、船内発電装置を備えた船舶に取り付けられる船用給電装置の制御方法であって、
前記船用給電装置は、巻取ケーブルを巻き取り・巻き戻し可能で船外の外部電源に接続可能なケーブルリール装置と、該ケーブルリール装置を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第１遮断器と、該第１遮断器を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第２遮断器とを備え、
前記船内発電装置から船内に電力供給している状態で前記巻取ケーブルを前記外部電源に接続するケーブル接続ステップと、
前記外部電源の電圧、周波数及び／又は位相を検出する外部電源検出ステップと、
前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相を検出する船内電源検出ステップと、
前記外部電源に合わせて前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチングさせるマッチングステップと、
該マッチングステップ後に前記第１遮断器及び前記第２遮断器を接続し前記船内発電装置からの電力供給を遮断する切換えステップと、を有することを特徴とする船用給電装置の制御方法が提供される。
【００２２】
前記切換えステップは、前記船内発電装置からの電力供給を遮断する前に、前記船内発電装置から前記外部電源に負荷移行させる。
【００２３】
また、船内発電装置を備えた船舶に取り付けられる船用給電装置の制御方法であって、
前記船用給電装置は、巻取ケーブルを巻き取り・巻き戻し可能で船外の外部電源に接続可能なケーブルリール装置と、該ケーブルリール装置を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第１遮断器と、該第１遮断器を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第２遮断器とを備え、
前記外部電源から船内に電力供給されている状態で前記船内発電装置を起動する船内電源起動ステップと、
前記外部電源の電圧、周波数及び／又は位相を検出する外部電源検出ステップと、
前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相を検出する船内電源検出ステップと、
前記外部電源に合わせて前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチングさせるマッチングステップと、
該マッチングステップ後に前記船内発電装置から電力供給を開始し前記第１遮断器及び前記第２遮断器を遮断する切換えステップと、
巻取ケーブルを外部電源から切り離しリールに巻き取るケーブル切離しステップと、を有することを特徴とする船用給電装置の制御方法が提供される。
【００２４】
前記切換えステップは、前記第１遮断器及び前記第２遮断器を遮断する前に、前記外部電源から前記船内発電装置に負荷移行させる。
【００２５】
さらに、船内発電装置を備えた船舶に取り付けられる船用給電装置の制御方法であって、
前記船用給電装置は、巻取ケーブルを巻き取り・巻き戻し可能で船外の外部電源に接続可能なケーブルリール装置と、該ケーブルリール装置を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第１遮断器と、該第１遮断器を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第２遮断器と、前記外部電源の異常を検知する外部電源異常検知手段とを備え、
前記外部電源から前記ケーブルリール装置、第１遮断器及び第２遮断器を介して船内に電力供給されている状態で、前記外部電源の異常を検出する外部電源異常検出ステップと、
前記外部電源の異常を検出した場合に前記船内発電装置から船内に電力供給するように切り換える異常時切換えステップと、を有することを特徴とする船用給電装置の制御方法が提供される。
【００２６】
前記船用給電装置は、前記船内発電装置の異常を検知する船内電源異常検知手段を備え、
前記外部電源と前記船内発電装置との両方に接続された状態で、前記船内発電装置の異常を検出する船内電源異常検出ステップと、
前記船内発電装置の異常を検出した場合に前記外部電源の保護回路を作動させる外部電源保護ステップと、を有する。
【発明の効果】
【００２７】
上記本発明によれば、船内発電装置を備えた船舶に対して、ケーブルリール装置、第１遮断器、第２遮断器、及び給電制御装置を備えた船用給電装置を新たに設けることで、新設の船舶に適用できるだけでなく、既設の船舶に対しても容易に適用することができる。
【００２８】
また、巻取ケーブルを巻き取って保持するケーブルリール装置で、巻取ケーブルを岸壁に向けて巻き戻して外部電源に接続できるので、接岸後に、給電用のケーブルを船舶と岸壁の間で短時間に容易に掛け渡して配線することができる。
【００２９】
さらに、給電制御装置が、外部電源検出手段、船内電源検出手段、及びマッチング指令手段を備えるので、外部電源に合わせて船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチングさせた後で、第１遮断器及び第２遮断器を接続してから船内発電装置を停止させること或いは船内発電装置を接続してから第１遮断器及び第２遮断器を遮断して外部電源を切り離すことで、船内発電装置と外部電源との切り換えを無停電で行うことができる。
【００３０】
また、外部電源が接続された状態において、本発明の方法では、外部電源の異常を検出した場合に、船内発電装置を起動して遮断器を接続し、船内発電装置から船内に電力供給するように切り換えることにより、外部電源に異常（電圧、周波数又は位相の）が発生しても、その影響が船内機器におよぶのを未然に防止することができる。
さらに、外部電源と船内電源の両方が接続された状態において、本発明の方法では、船内発電装置の異常を検出した場合に外部電源の保護回路を作動させることにより、船内電源に異常（電圧、周波数又は位相の）が発生しても、その影響が外部電源におよぶのを未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００３２】
図１は、本発明の第１実施形態を示す図である。なお、この例では、船内電源と外部電源の両方が６６００Ｖの高電圧系統である場合を示しているが、本発明はこれに限定されず、両方が４００Ｖ級の低電圧系統でもよい。
【００３３】
この図において、船舶１００は、船内発電装置１０２（例えば、発電機付ディーゼルエンジン）を備えており、この船内発電装置１０２は、遮断器１０４を介して、船内の他の装置に電力を供給するための主母線１０６に電気的に接続されている。この主母線１０６は、船舶１００に設置されている機器（たとえば、照明設備、冷凍設備）に電力を供給するようになっている。
【００３４】
さらにこの船舶１００は、ガバナ１０３及び発電制御装置１０５を備えている。ガバナ１０３は、船内発電装置１０２に設けられ、発電制御装置１０５によりガバナ１０３を制御し、発電出力、発電周波数、及び位相を制御するようになっている。また、遮断器１０４は、発電制御装置１０５により、随時、電路の遮断／接続が遠隔で制御できるようになっている。
【００３５】
なお、本発明において、船舶１００（具体的には、船内発電装置１０２、ガバナ１０３、遮断器１０４、発電制御装置１０５、主母線１０６等からなる船内発電・配電設備）は、既設でも新設でもどちらでもよい。また、既設船舶の場合に、発電制御装置１０５を備えていない場合には、改造により追加してもよい。また、この改造が困難な場合には、これを省略し、同様の機能を有するほかの手段又は手動操作を併用してもよいし、後述する給電制御装置２６で兼用するようにしてもよい。
【００３６】
図１の例において、本発明の船用給電装置１０は、ケーブルリール装置１２、第１遮断器２２、第２遮断器２４及び給電制御装置２６を備える。
【００３７】
岸壁の海に近い部位（たとえば、岸壁の上面であって海側の端部）には、外部電源の接続端子の例であるソケット１が設置されている。このソケット１は、岸壁の地中に配線されているケーブルを介して、陸上の高電圧系統に接続されている。なお、外部電源は、６６００Ｖの高電圧系統に限定されず、その他の高電圧系統、或いは他の電圧系統でもよい。
【００３８】
ケーブルリール装置１２は、外部電源に接続可能なプラグ１１が先端に取り付けられた巻取ケーブル１４と、巻取ケーブル１４を巻き取り・巻き戻しするリール１５と、リール１５を回転駆動する駆動装置１６（例えば電動モータ）と、巻取ケーブル１４の巻き戻し長さを検出する巻戻し量検出器１７と、巻戻し量検出器１７の検出値に基づき前記駆動装置を制御するリール制御装置１８とからなり、巻取ケーブル１４を巻き取って保持し、かつ岸壁に向けて巻き戻し外部電源に接続できるようになっている。
またリール制御装置１８は、制御線２７ａで接続され給電制御装置２６により制御される。
巻取ケーブル１４は、動力線と信号線からなる多線ケーブルであるのがよい。動力線は単相用の２本でも、３相用の３本でもよい。信号線は、１本でも複数でもよい。また、巻取ケーブル１４は１本でも複数本でもよい。
【００３９】
また、巻戻し量検出器１７により、巻取ケーブル１４の巻き戻し長さ（延出量）が所定の値を超えたことを検出した場合、リール制御装置１８により駆動装置１６の回転を停止するようになっている。
また、同様の場合に、外部電源から受けている電力を、船内発電装置１０２から受けるように切り換えてもよい。この場合、何らかの要因で船舶１００が岸壁から所定の距離よりも離れて、例えば、巻取ケーブル１４のプラグ１１がソケット１からはずれる事態が発生しても、船舶１００への電力の供給を無停電切り換えにて継続して行うことができる。なお、切り換え時に発電制御装置１０５により警報を出力させるようにしてもよい。
さらに、同様の場合に、外部電源の保護回路を作動させて外部電源からの電力の供給を停止するようにしてもよい。この場合、もし巻取ケーブル１４が断線しても外部電源において不具合が発生するおそれを回避することができる。
【００４０】
第１遮断器２２は、外部ケーブル２１と内部ケーブル２５の間に設けられ、ケーブルリール装置１２を介して供給された電力を給電制御装置２６により遠隔制御で遮断又は接続可能に構成されている。
また、第２遮断器２４は、内部ケーブル２５と主母線１０６の間に設けられ、第１遮断器２２を介して供給された電力を給電制御装置２６により遠隔制御で遮断又は接続可能に構成されている。この第２遮断器２４は、図５に示した遮断器１１４が既に装備されている場合には、この遮断器１１４を給電制御装置２６で遠隔制御できるようにすることによって構成すればよい。
【００４１】
なお、遮断器２２、２４は、高電圧系統の場合にはＶＣＢ（Ｖａｃｕｕｍ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒ）であり、低電圧系統の場合にはＡＣＢ（Ａｉｒ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒ）であるのが好ましい。また、船舶側が低電圧系統の場合であっても、外部電源が高電圧系統の場合には、第１遮断器２２をＶＣＢとし、第２遮断器２４をＡＣＢとするのが好ましい。
【００４２】
給電制御装置２６は、リール制御装置１８、第１遮断器２２、第２遮断器２４、及び発電制御装置１０５と制御線２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ，２７ｆでそれぞれ接続され、これらを遠隔制御する。
【００４３】
また、第１遮断器２２、第２遮断器２４は、外部電源と船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をそれぞれ検出できるように、制御線２７ｂを第１遮断器２２の陸側に、制御線２７ｅを第２遮断器２４の船側に接続している。
なお、給電制御装置２６とリール制御装置を一体化して、制御線２７ａを省略してもよい。
【００４４】
さらに、給電制御装置２６と発電制御装置１０５とを接続する制御線２７ｆは、給電制御装置２６により、発電制御装置１０５を介して船内発電装置１０２の電圧、周波数及び／又は位相を制御し、そのフィードバック信号を得られるように構成する。
なお、船舶１００が既設船舶の場合で、発電制御装置１０５を介しての電圧、周波数及び／又は位相の制御、或いはそのフィードバック信号の発信ができない場合には、同様の機能を有する他の手段又は手動操作を併用する。
【００４５】
この給電制御装置２６は、外部電源の電圧、周波数及び／又は位相を検出する外部電源検出手段（図示せず）と、船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相を検出する船内電源検出手段（図示せず）と、外部電源に合わせて船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチング指令するマッチング指令手段（図示せず）とを備える。
【００４６】
図１に示した構成により、船内発電装置１０２を備えた船舶１００に対して、ケーブルリール装置１２、第１遮断器２２、第２遮断器２４、及び給電制御装置２６を備えた船用給電装置１０を新たに設けることで、既設及び新設の船舶に適用することができる。
また、巻取ケーブル１４を巻き取って保持するケーブルリール装置１２で、巻取ケーブル１４を岸壁に向けて巻き戻し外部電源（ソケット１）に接続できるので、接岸後に、給電用のケーブル１４を船舶と岸壁の間で短時間に容易に掛け渡して配線することができる。
【００４７】
図２は、本発明の第２実施形態を示す図である。この例では、外部電源が６６００Ｖの高電圧系統であり、船内の電源電圧が４００Ｖ級の低電圧系統の場合を示している。
この例において、本発明の船用給電装置１０は、第１遮断器２２と第２遮断器２４との間に、外部電源の電圧（６６００Ｖ）を船内発電装置の電圧（４００Ｖ級）に変圧する変圧器２８を備える。変圧器２８は、中間ケーブル２３を介してそれぞれ第１遮断器２２と第２遮断器２４に接続されている。
その他の構成は、図１の第１実施形態と同様である。
【００４８】
図２の構成によっても、図１と同様に既設及び新設の船舶に適用することができ、かつ接岸後に、給電用のケーブル１４を船舶と岸壁の間で短時間に容易に掛け渡して配線することができる。
【００４９】
また図２の構成では、船内の電源電圧が４００Ｖ級の低電圧系統の場合に変圧器２８を備えて外部電源の電圧（６６００Ｖ）を船内発電装置の電圧（４００Ｖ級）に変圧するので、給電用のケーブル１４として高電圧系統用の電流が小さく（低電圧系統の１／１５以下）、比較的小径で軽量のものを用いることができるので、給電用のケーブル１４を船舶と岸壁の間で短時間に容易に掛け渡して配線することができる。
【００５０】
図３は、本発明の制御方法を示すフロー図である。この図において、（Ａ）は船内電源から外部電源に切換える制御方法を示している。
【００５１】
図３（Ａ）において、本発明の制御方法は、図１又は図２に示した装置を用い、ケーブル接続ステップＳ１、外部電源検出ステップＳ２、船内電源検出ステップＳ３、マッチングステップＳ４、切換えステップＳ５及び船内発電装置の停止ステップＳ６を有する。
【００５２】
ケーブル接続ステップＳ１では、第１遮断器２２及び第２遮断器２４を遮断した状態で、巻取ケーブル１４を岸壁に向けて巻き戻し外部電源（ソケット１）に接続する。
外部電源検出ステップＳ２では、外部電源の電圧、周波数及び／又は位相を検出する。
船内電源検出ステップＳ３では、船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相を検出する。
【００５３】
マッチングステップＳ４では、外部電源に合わせて船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチングさせる。このマッチングは、例えば、船内発電装置の周波数が外部電源の周波数よりわずかに低くなるようにするのがよい。
切換えステップＳ５では、マッチングステップＳ４の後に、第１遮断器２２及び第２遮断器２４を接続し、遮断器１０４により船内発電装置１０２を遮断する。また、第１遮断器２２及び第２遮断器２４を接続した後、負荷移行を行い、負荷移行後に遮断器１０４により船内発電装置１０２を遮断するようにしてもよい。
停止ステップＳ６では、遮断器１０４により船内発電装置を遮断した後、船内発電装置１０２を停止する。
【００５４】
上述した本発明の制御方法によれば、給電制御装置２６が、外部電源検出手段、船内電源検出手段、及びマッチング指令手段を備えるので、外部電源に合わせて船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチング（Ｓ４）させた後で、第１遮断器２２及び第２遮断器２４を接続し、その後、船内発電装置１０２を停止させることで、船内発電装置１０２と外部電源との切り換えを無停電で行うことができる。
【００５５】
図３（Ｂ）は、外部電源から船内電源に切換える制御方法を示している。この図において、本発明の制御方法は、図１又は図２に示した装置を用い、船内電源起動ステップＳ１１、外部電源検出ステップＳ１２、船内電源検出ステップＳ１３、マッチングステップＳ１４、切換えステップＳ１５及びケーブル切離しステップＳ１６を有する。
【００５６】
船内電源起動ステップＳ１１では、第１遮断器２２及び第２遮断器２４を接続し、船内発電装置を遮断した状態で、船内発電装置１０２を起動する。
外部電源検出ステップＳ１２では、外部電源の電圧、周波数及び／又は位相を検出する。
船内電源検出ステップＳ１３では、船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相を検出する。
【００５７】
マッチングステップＳ１４では、外部電源に合わせて船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチングさせる。このマッチングは、例えば、船内発電装置の周波数が外部電源の周波数よりもわずかに高くなるようにするのがよい。
【００５８】
切換えステップＳ１５では、マッチングステップＳ１４の後に、遮断器１０４を接続して船内発電装置１０２を接続し、次いで第１遮断器２２及び第２遮断器２４を遮断する。また、遮断器１０４を接続した後、負荷移行を行い、負荷移行後に第１遮断器２２及び第２遮断器２４を遮断するようにしてもよい。
ケーブル切離しステップＳ１６では、巻取ケーブル１４を外部電源（ソケット１）から切り離しリールに巻き取る。
【００５９】
上述した本発明の制御方法によれば、給電制御装置２６が、外部電源検出手段、船内電源検出手段、及びマッチング指令手段を備えるので、外部電源に合わせて船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチングさせた後で、船内発電装置を接続し、その後、第１遮断器２２及び第２遮断器２４を遮断し、その後、外部電源（ソケット１）を切り離すことで、船内発電装置と外部電源との切り換えを無停電で行うことができる。
【００６０】
図４（Ａ）（Ｂ）は、異常検出時の制御方法を示している。
図４（Ａ）において、本発明の制御方法は、図１又は図２に示した装置を用い、外部電源からケーブルリール装置１２、第１遮断器２２及び第２遮断器２４を介して船内に電力供給されている状態において、外部電源の異常を検出する外部電源異常検出ステップＳ３１と、外部電源の異常を検出した場合に船内発電装置１０２から船内に電力供給するように切り換える異常時切換えステップＳ３２とを有する。
すなわち、外部電源が接続された状態において、本発明の方法では、外部電源の異常を検出した場合に、船内発電装置１０２を起動して遮断器１０４を接続し、船内発電装置１０２から船内に電力供給するように切り換えることにより、外部電源に異常（電圧、周波数又は位相の）が発生しても、その影響が船内機器におよぶのを未然に防止することができる。なお、船内発電装置１０２に切り換える際には、第１遮断器２２及び第２遮断器２４の両方を遮断してもよいし、いずれか一方のみを遮断するように制御してもよい。
【００６１】
本発明の船用給電装置は、船内発電装置１０２の異常を検知する船内電源異常検知手段を備えている。また、図４（Ｂ）において、本発明の制御方法は、さらに、外部電源と船内発電装置との両方に接続された状態で、船内発電装置１０２の異常を検出する船内電源異常検出ステップＳ３３と、船内発電装置の異常を検出した場合に外部電源の保護回路を作動させる外部電源保護ステップＳ３４と、を有する。
すなわち、外部電源と船内電源の両方が接続された状態において、本発明の方法では、船内発電装置の異常を検出した場合に外部電源の保護回路を作動させることにより、船内電源に異常（電圧、周波数又は位相の）が発生しても、その影響が外部電源におよぶのを未然に防止することができる。
【００６２】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１実施形態を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す図である。
【図３】電源切換え時の本発明の制御方法を示すフロー図である。
【図４】異常検出時の本発明の制御方法を示すフロー図である。
【図５】従来の船舶の概略構成図である。
【図６】特許文献１の海底観測システムの構成図である。
【図７】特許文献２の「海底給電方式」の構成図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ ソケット、１０ 船用給電装置、１１ プラグ、１２ ケーブルリール装置、
１４ 巻取ケーブル、１５ リール、１６ 駆動装置、
１７ 巻戻し量検出器、１８ リール制御装置、
２１ 外部ケーブル、２２ 第１遮断器、
２３，２３ａ，２３ｂ 中間ケーブル、２４ 第２遮断器、
２５ 内部ケーブル、２６ 給電制御装置、
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｆ 制御線、２８ 変圧器、
１００ 船舶、１０２ 船内発電装置、１０４ 遮断器、１１６ 外部電源端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶が停泊中に、陸上の外部電源から電力の供給を受けるための船用給電装置とその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から船内に発電装置を備えていると共に、陸上に設置されている外部電源（陸上電源）から電力の供給を受けることができる船舶が知られている。
【０００３】
図５は、船内発電装置を備えた従来の船舶の概略構成図である。この船舶１００は、船内発電装置１０２（例えば、発電機付ディーゼルエンジン）を備えており、この船内発電装置１０２は、遮断器１０４を介して、船内の他の装置に電力を供給するための主母線１０６に電気的に接続されている。
【０００４】
また例えばアッパーデッキ１０８には、受電端子１１０が設けられており、この受電端子１１０と主母線１０６との間は、船内ケーブル１１２を介して互いに電気的に接続されている。さらに、船内ケーブル１１２の中間部には、遮断器１１４が設けられている。
【０００５】
さらにこの船舶１００は、ガバナ１０３及び発電制御装置１０５を備えている。ガバナ１０３は、船内発電装置１０２に設けられ、発電制御装置１０５によりガバナ１０３を制御し、発電出力、発電周波数、及び位相を制御するようになっている。
また、遮断器１０４は、一般に発電制御装置１０５により、随時、電路の遮断／接続が遠隔で制御できるようになっている。なお、遮断器１１４は、発電制御装置１０５により制御されず、手動により操作されるのが一般的である。
【０００６】
上述した構成により、受電端子１１０と岸壁に設置されている陸上の外部電源端子１１６との間をケーブル１１８で互いに接続すると共に、遮断器１０４の電路を開き、遮断器１１４の電路を閉じることにより、陸上の電源設備から電力の供給を受けることができる。
【０００７】
なお、本発明に関連する技術として、たとえば、特許文献１、２が知られている。
【０００８】
特許文献１の海底観測システムは、各海底観測装置５３へ定電流給電する分岐給電装置５４を小型化することを目的とし、図６に示すように、幹線系給電ライン５２へ定電流給電する陸上給電装置５１と、幹線系給電ライン５２の給電電流を電流分岐するための分岐給電装置５４と、分岐給電装置５４から定電流給電される分岐給電ライン５５と、分岐給電ライン５５に対し各々直列に接続された各海底観測装置５３とを備え、分岐給電装置５４は並列接続された分岐線とこの分岐線の分岐電流を定電流化する電流リミッタとからなるものである。
【０００９】
特許文献２の「海底給電方式」は、図７に示すように、陸上の給電装置６３に対応して海底装置６１の複数に給電回路を実装し、その給電回路と陸上の給電装置とを陸揚げケーブル６８により接続し、その給電回路から海底ケーブル６２の両方向にそれぞれ極性の異なる直流定電流を供給するものである。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−３０９５５３号公報、「海底観測システムの給電方法および分岐給電装置」
【特許文献２】特開２００２−１６４８２０号公報、「海底給電方式」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の船舶１００において船内の電源電圧として、６６００Ｖの高電圧系統と４００〜４５０Ｖ（以下、４００Ｖ級という）の低電圧系統の２種類が通常用いられている。
【００１２】
船舶が停泊中に必要とする船内電力を外部電源から供給する場合において、船舶が高電圧系統を用いている場合、ケーブル１１８を流れる電流は低電圧系統に比べれば少ないが、船内の所要電力は一般に大きく、ケーブル１１８は大径で重いものとなる。したがって、ケーブル１１８を、クレーン等を用いて船舶と岸壁の間に掛け渡して配線するのに時間がかかり、かつ作業環境が悪いという問題点があった。
また、船舶が低電圧系統を用いている場合、ケーブル１１８を流れる電流は高電圧系統に比べて約１５倍以上の大電流となるため、ケーブル１１８は大径で重いものとなるだけでなく、ケーブル１１８の条数が増えることとなる（例えば、高電圧系統の場合は２本程度であるのに対して、低電圧系統では３０本程度）。したがって、低電圧系統の場合は、高電圧系統と同様の問題点がより顕著となっていた。
【００１３】
また、ケーブル１１８の配線後、船舶１００が使用する電源を、船内発電装置１０２から外部電源に切り換える場合や、逆に、外部電源から船内発電装置に切り換える場合、従来は、主母線１０６に一時的に電力が供給できず、停電が発生する問題点があった。
【００１４】
上記課題を船内に既に装備されている発電制御装置１０５や図示しない制御／監視システムを利用し、さらに、外部電源に異常が発生すると、その影響を船内機器が受けるおそれがあるという問題点も解決しようとすると、既設の設備に多大な変更を要し、既設船舶において上記課題を解決することは多くの時間と費用を伴うという問題点もあった。
【００１５】
本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、既設及び新設の船舶に適用することができ、給電用のケーブルを船舶と岸壁の間で短時間に容易に掛け渡して配線することができ、船内発電装置と外部電源との切り換えを無停電で行うことができ、外部電源や船内発電装置に異常が発生しても、その影響が船内機器や外部電源におよぶのを未然に防止することができる船用給電装置とその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によれば、船内発電装置を備えた船舶に取り付けられる船用給電装置であって、
巻取ケーブルを巻き取り・巻き戻し可能で船外の外部電源に接続可能なケーブルリール装置と、
該ケーブルリール装置を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第１遮断器と、
該第１遮断器を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第２遮断器と、
少なくとも前記船内発電装置、前記ケーブルリール装置及び前記第２遮断器を制御する給電制御装置とを備えた、ことを特徴とする船用給電装置が提供される。
【００１７】
また、前記第１遮断器と前記第２遮断器との間に、外部電源の電圧を船内発電装置の電圧に変圧する変圧器を備える。
【００１８】
前記ケーブルリール装置は、前記外部電源に接続可能なプラグを先端に有する巻取ケーブルと、該巻取ケーブルを巻き取り・巻き戻しするリールと、該リールを回転駆動する駆動装置と、前記巻取ケーブルの巻き戻し長さを検出する巻戻量検出器と、該巻戻量検出器の検出値に基づき前記駆動装置を制御するリール制御装置とからなり、該リール制御装置は、前記給電制御装置により制御される。
【００１９】
前記給電制御装置は、前記外部電源の電圧、周波数及び／又は位相を検出する外部電源検出手段と、前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相を検出する船内電源検出手段と、前記外部電源に合わせて前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチングさせるマッチング指令手段と、を備える。
【００２０】
前記船内発電装置の異常を検知する船内電源異常検知手段と、前記外部電源の異常を検知する外部電源異常検知手段と、を備え、前記給電制御装置は、前記船内電源異常検知手段及び前記外部電源異常検知手段の出力に基づいて異常監視を行う。
【００２１】
また、本発明によれば、船内発電装置を備えた船舶に取り付けられる船用給電装置の制御方法であって、
前記船用給電装置は、巻取ケーブルを巻き取り・巻き戻し可能で船外の外部電源に接続可能なケーブルリール装置と、該ケーブルリール装置を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第１遮断器と、該第１遮断器を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第２遮断器とを備え、
前記船内発電装置から船内に電力供給している状態で前記巻取ケーブルを前記外部電源に接続するケーブル接続ステップと、
前記外部電源の電圧、周波数及び／又は位相を検出する外部電源検出ステップと、
前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相を検出する船内電源検出ステップと、
前記外部電源に合わせて前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチングさせるマッチングステップと、
該マッチングステップ後に前記第１遮断器及び前記第２遮断器を接続し前記船内発電装置からの電力供給を遮断する切換えステップと、を有することを特徴とする船用給電装置の制御方法が提供される。
【００２２】
前記切換えステップは、前記船内発電装置からの電力供給を遮断する前に、前記船内発電装置から前記外部電源に負荷移行させる。
【００２３】
また、船内発電装置を備えた船舶に取り付けられる船用給電装置の制御方法であって、
前記船用給電装置は、巻取ケーブルを巻き取り・巻き戻し可能で船外の外部電源に接続可能なケーブルリール装置と、該ケーブルリール装置を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第１遮断器と、該第１遮断器を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第２遮断器とを備え、
前記外部電源から船内に電力供給されている状態で前記船内発電装置を起動する船内電源起動ステップと、
前記外部電源の電圧、周波数及び／又は位相を検出する外部電源検出ステップと、
前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相を検出する船内電源検出ステップと、
前記外部電源に合わせて前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチングさせるマッチングステップと、
該マッチングステップ後に前記船内発電装置から電力供給を開始し前記第１遮断器及び前記第２遮断器を遮断する切換えステップと、
巻取ケーブルを外部電源から切り離しリールに巻き取るケーブル切離しステップと、を有することを特徴とする船用給電装置の制御方法が提供される。
【００２４】
前記切換えステップは、前記第１遮断器及び前記第２遮断器を遮断する前に、前記外部電源から前記船内発電装置に負荷移行させる。
【００２５】
さらに、船内発電装置を備えた船舶に取り付けられる船用給電装置の制御方法であって、
前記船用給電装置は、巻取ケーブルを巻き取り・巻き戻し可能で船外の外部電源に接続可能なケーブルリール装置と、該ケーブルリール装置を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第１遮断器と、該第１遮断器を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第２遮断器と、前記外部電源の異常を検知する外部電源異常検知手段とを備え、
前記外部電源から前記ケーブルリール装置、第１遮断器及び第２遮断器を介して船内に電力供給されている状態で、前記外部電源の異常を検出する外部電源異常検出ステップと、
前記外部電源の異常を検出した場合に前記船内発電装置から船内に電力供給するように切り換える異常時切換えステップと、を有することを特徴とする船用給電装置の制御方法が提供される。
【００２６】
前記船用給電装置は、前記船内発電装置の異常を検知する船内電源異常検知手段を備え、
前記外部電源と前記船内発電装置との両方に接続された状態で、前記船内発電装置の異常を検出する船内電源異常検出ステップと、
前記船内発電装置の異常を検出した場合に前記外部電源の保護回路を作動させる外部電源保護ステップと、を有する。
【発明の効果】
【００２７】
上記本発明によれば、船内発電装置を備えた船舶に対して、ケーブルリール装置、第１遮断器、第２遮断器、及び給電制御装置を備えた船用給電装置を新たに設けることで、新設の船舶に適用できるだけでなく、既設の船舶に対しても容易に適用することができる。
【００２８】
また、巻取ケーブルを巻き取って保持するケーブルリール装置で、巻取ケーブルを岸壁に向けて巻き戻して外部電源に接続できるので、接岸後に、給電用のケーブルを船舶と岸壁の間で短時間に容易に掛け渡して配線することができる。
【００２９】
さらに、給電制御装置が、外部電源検出手段、船内電源検出手段、及びマッチング指令手段を備えるので、外部電源に合わせて船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチングさせた後で、第１遮断器及び第２遮断器を接続してから船内発電装置を停止させること或いは船内発電装置を接続してから第１遮断器及び第２遮断器を遮断して外部電源を切り離すことで、船内発電装置と外部電源との切り換えを無停電で行うことができる。
【００３０】
また、外部電源が接続された状態において、本発明の方法では、外部電源の異常を検出した場合に、船内発電装置を起動して遮断器を接続し、船内発電装置から船内に電力供給するように切り換えることにより、外部電源に異常（電圧、周波数又は位相の）が発生しても、その影響が船内機器におよぶのを未然に防止することができる。
さらに、外部電源と船内電源の両方が接続された状態において、本発明の方法では、船内発電装置の異常を検出した場合に外部電源の保護回路を作動させることにより、船内電源に異常（電圧、周波数又は位相の）が発生しても、その影響が外部電源におよぶのを未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００３２】
図１は、本発明の第１実施形態を示す図である。なお、この例では、船内電源と外部電源の両方が６６００Ｖの高電圧系統である場合を示しているが、本発明はこれに限定されず、両方が４００Ｖ級の低電圧系統でもよい。
【００３３】
この図において、船舶１００は、船内発電装置１０２（例えば、発電機付ディーゼルエンジン）を備えており、この船内発電装置１０２は、遮断器１０４を介して、船内の他の装置に電力を供給するための主母線１０６に電気的に接続されている。この主母線１０６は、船舶１００に設置されている機器（たとえば、照明設備、冷凍設備）に電力を供給するようになっている。
【００３４】
さらにこの船舶１００は、ガバナ１０３及び発電制御装置１０５を備えている。ガバナ１０３は、船内発電装置１０２に設けられ、発電制御装置１０５によりガバナ１０３を制御し、発電出力、発電周波数、及び位相を制御するようになっている。また、遮断器１０４は、発電制御装置１０５により、随時、電路の遮断／接続が遠隔で制御できるようになっている。
【００３５】
なお、本発明において、船舶１００（具体的には、船内発電装置１０２、ガバナ１０３、遮断器１０４、発電制御装置１０５、主母線１０６等からなる船内発電・配電設備）は、既設でも新設でもどちらでもよい。また、既設船舶の場合に、発電制御装置１０５を備えていない場合には、改造により追加してもよい。また、この改造が困難な場合には、これを省略し、同様の機能を有するほかの手段又は手動操作を併用してもよいし、後述する給電制御装置２６で兼用するようにしてもよい。
【００３６】
図１の例において、本発明の船用給電装置１０は、ケーブルリール装置１２、第１遮断器２２、第２遮断器２４及び給電制御装置２６を備える。
【００３７】
岸壁の海に近い部位（たとえば、岸壁の上面であって海側の端部）には、外部電源の接続端子の例であるソケット１が設置されている。このソケット１は、岸壁の地中に配線されているケーブルを介して、陸上の高電圧系統に接続されている。なお、外部電源は、６６００Ｖの高電圧系統に限定されず、その他の高電圧系統、或いは他の電圧系統でもよい。
【００３８】
ケーブルリール装置１２は、外部電源に接続可能なプラグ１１が先端に取り付けられた巻取ケーブル１４と、巻取ケーブル１４を巻き取り・巻き戻しするリール１５と、リール１５を回転駆動する駆動装置１６（例えば電動モータ）と、巻取ケーブル１４の巻き戻し長さを検出する巻戻し量検出器１７と、巻戻し量検出器１７の検出値に基づき前記駆動装置を制御するリール制御装置１８とからなり、巻取ケーブル１４を巻き取って保持し、かつ岸壁に向けて巻き戻し外部電源に接続できるようになっている。
またリール制御装置１８は、制御線２７ａで接続され給電制御装置２６により制御される。
巻取ケーブル１４は、動力線と信号線からなる多線ケーブルであるのがよい。動力線は単相用の２本でも、３相用の３本でもよい。信号線は、１本でも複数でもよい。また、巻取ケーブル１４は１本でも複数本でもよい。
【００３９】
また、巻戻し量検出器１７により、巻取ケーブル１４の巻き戻し長さ（延出量）が所定の値を超えたことを検出した場合、リール制御装置１８により駆動装置１６の回転を停止するようになっている。
また、同様の場合に、外部電源から受けている電力を、船内発電装置１０２から受けるように切り換えてもよい。この場合、何らかの要因で船舶１００が岸壁から所定の距離よりも離れて、例えば、巻取ケーブル１４のプラグ１１がソケット１からはずれる事態が発生しても、船舶１００への電力の供給を無停電切り換えにて継続して行うことができる。なお、切り換え時に発電制御装置１０５により警報を出力させるようにしてもよい。
さらに、同様の場合に、外部電源の保護回路を作動させて外部電源からの電力の供給を停止するようにしてもよい。この場合、もし巻取ケーブル１４が断線しても外部電源において不具合が発生するおそれを回避することができる。
【００４０】
第１遮断器２２は、外部ケーブル２１と内部ケーブル２５の間に設けられ、ケーブルリール装置１２を介して供給された電力を給電制御装置２６により遠隔制御で遮断又は接続可能に構成されている。
また、第２遮断器２４は、内部ケーブル２５と主母線１０６の間に設けられ、第１遮断器２２を介して供給された電力を給電制御装置２６により遠隔制御で遮断又は接続可能に構成されている。この第２遮断器２４は、図５に示した遮断器１１４が既に装備されている場合には、この遮断器１１４を給電制御装置２６で遠隔制御できるようにすることによって構成すればよい。
【００４１】
なお、遮断器２２、２４は、高電圧系統の場合にはＶＣＢ（Ｖａｃｕｕｍ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒ）であり、低電圧系統の場合にはＡＣＢ（Ａｉｒ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒ）であるのが好ましい。また、船舶側が低電圧系統の場合であっても、外部電源が高電圧系統の場合には、第１遮断器２２をＶＣＢとし、第２遮断器２４をＡＣＢとするのが好ましい。
【００４２】
給電制御装置２６は、リール制御装置１８、第１遮断器２２、第２遮断器２４、及び発電制御装置１０５と制御線２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ，２７ｆでそれぞれ接続され、これらを遠隔制御する。
【００４３】
また、第１遮断器２２、第２遮断器２４は、外部電源と船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をそれぞれ検出できるように、制御線２７ｂを第１遮断器２２の陸側に、制御線２７ｅを第２遮断器２４の船側に接続している。
なお、給電制御装置２６とリール制御装置を一体化して、制御線２７ａを省略してもよい。
【００４４】
さらに、給電制御装置２６と発電制御装置１０５とを接続する制御線２７ｆは、給電制御装置２６により、発電制御装置１０５を介して船内発電装置１０２の電圧、周波数及び／又は位相を制御し、そのフィードバック信号を得られるように構成する。
なお、船舶１００が既設船舶の場合で、発電制御装置１０５を介しての電圧、周波数及び／又は位相の制御、或いはそのフィードバック信号の発信ができない場合には、同様の機能を有する他の手段又は手動操作を併用する。
【００４５】
この給電制御装置２６は、外部電源の電圧、周波数及び／又は位相を検出する外部電源検出手段（図示せず）と、船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相を検出する船内電源検出手段（図示せず）と、外部電源に合わせて船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチング指令するマッチング指令手段（図示せず）とを備える。
【００４６】
図１に示した構成により、船内発電装置１０２を備えた船舶１００に対して、ケーブルリール装置１２、第１遮断器２２、第２遮断器２４、及び給電制御装置２６を備えた船用給電装置１０を新たに設けることで、既設及び新設の船舶に適用することができる。
また、巻取ケーブル１４を巻き取って保持するケーブルリール装置１２で、巻取ケーブル１４を岸壁に向けて巻き戻し外部電源（ソケット１）に接続できるので、接岸後に、給電用のケーブル１４を船舶と岸壁の間で短時間に容易に掛け渡して配線することができる。
【００４７】
図２は、本発明の第２実施形態を示す図である。この例では、外部電源が６６００Ｖの高電圧系統であり、船内の電源電圧が４００Ｖ級の低電圧系統の場合を示している。
この例において、本発明の船用給電装置１０は、第１遮断器２２と第２遮断器２４との間に、外部電源の電圧（６６００Ｖ）を船内発電装置の電圧（４００Ｖ級）に変圧する変圧器２８を備える。変圧器２８は、中間ケーブル２３を介してそれぞれ第１遮断器２２と第２遮断器２４に接続されている。
その他の構成は、図１の第１実施形態と同様である。
【００４８】
図２の構成によっても、図１と同様に既設及び新設の船舶に適用することができ、かつ接岸後に、給電用のケーブル１４を船舶と岸壁の間で短時間に容易に掛け渡して配線することができる。
【００４９】
また図２の構成では、船内の電源電圧が４００Ｖ級の低電圧系統の場合に変圧器２８を備えて外部電源の電圧（６６００Ｖ）を船内発電装置の電圧（４００Ｖ級）に変圧するので、給電用のケーブル１４として高電圧系統用の電流が小さく（低電圧系統の１／１５以下）、比較的小径で軽量のものを用いることができるので、給電用のケーブル１４を船舶と岸壁の間で短時間に容易に掛け渡して配線することができる。
【００５０】
図３は、本発明の制御方法を示すフロー図である。この図において、（Ａ）は船内電源から外部電源に切換える制御方法を示している。
【００５１】
図３（Ａ）において、本発明の制御方法は、図１又は図２に示した装置を用い、ケーブル接続ステップＳ１、外部電源検出ステップＳ２、船内電源検出ステップＳ３、マッチングステップＳ４、切換えステップＳ５及び船内発電装置の停止ステップＳ６を有する。
【００５２】
ケーブル接続ステップＳ１では、第１遮断器２２及び第２遮断器２４を遮断した状態で、巻取ケーブル１４を岸壁に向けて巻き戻し外部電源（ソケット１）に接続する。
外部電源検出ステップＳ２では、外部電源の電圧、周波数及び／又は位相を検出する。
船内電源検出ステップＳ３では、船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相を検出する。
【００５３】
マッチングステップＳ４では、外部電源に合わせて船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチングさせる。このマッチングは、例えば、船内発電装置の周波数が外部電源の周波数よりわずかに低くなるようにするのがよい。
切換えステップＳ５では、マッチングステップＳ４の後に、第１遮断器２２及び第２遮断器２４を接続し、遮断器１０４により船内発電装置１０２を遮断する。また、第１遮断器２２及び第２遮断器２４を接続した後、負荷移行を行い、負荷移行後に遮断器１０４により船内発電装置１０２を遮断するようにしてもよい。
停止ステップＳ６では、遮断器１０４により船内発電装置を遮断した後、船内発電装置１０２を停止する。
【００５４】
上述した本発明の制御方法によれば、給電制御装置２６が、外部電源検出手段、船内電源検出手段、及びマッチング指令手段を備えるので、外部電源に合わせて船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチング（Ｓ４）させた後で、第１遮断器２２及び第２遮断器２４を接続し、その後、船内発電装置１０２を停止させることで、船内発電装置１０２と外部電源との切り換えを無停電で行うことができる。
【００５５】
図３（Ｂ）は、外部電源から船内電源に切換える制御方法を示している。この図において、本発明の制御方法は、図１又は図２に示した装置を用い、船内電源起動ステップＳ１１、外部電源検出ステップＳ１２、船内電源検出ステップＳ１３、マッチングステップＳ１４、切換えステップＳ１５及びケーブル切離しステップＳ１６を有する。
【００５６】
船内電源起動ステップＳ１１では、第１遮断器２２及び第２遮断器２４を接続し、船内発電装置を遮断した状態で、船内発電装置１０２を起動する。
外部電源検出ステップＳ１２では、外部電源の電圧、周波数及び／又は位相を検出する。
船内電源検出ステップＳ１３では、船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相を検出する。
【００５７】
マッチングステップＳ１４では、外部電源に合わせて船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチングさせる。このマッチングは、例えば、船内発電装置の周波数が外部電源の周波数よりもわずかに高くなるようにするのがよい。
【００５８】
切換えステップＳ１５では、マッチングステップＳ１４の後に、遮断器１０４を接続して船内発電装置１０２を接続し、次いで第１遮断器２２及び第２遮断器２４を遮断する。また、遮断器１０４を接続した後、負荷移行を行い、負荷移行後に第１遮断器２２及び第２遮断器２４を遮断するようにしてもよい。
ケーブル切離しステップＳ１６では、巻取ケーブル１４を外部電源（ソケット１）から切り離しリールに巻き取る。
【００５９】
上述した本発明の制御方法によれば、給電制御装置２６が、外部電源検出手段、船内電源検出手段、及びマッチング指令手段を備えるので、外部電源に合わせて船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチングさせた後で、船内発電装置を接続し、その後、第１遮断器２２及び第２遮断器２４を遮断し、その後、外部電源（ソケット１）を切り離すことで、船内発電装置と外部電源との切り換えを無停電で行うことができる。
【００６０】
図４（Ａ）（Ｂ）は、異常検出時の制御方法を示している。
図４（Ａ）において、本発明の制御方法は、図１又は図２に示した装置を用い、外部電源からケーブルリール装置１２、第１遮断器２２及び第２遮断器２４を介して船内に電力供給されている状態において、外部電源の異常を検出する外部電源異常検出ステップＳ３１と、外部電源の異常を検出した場合に船内発電装置１０２から船内に電力供給するように切り換える異常時切換えステップＳ３２とを有する。
すなわち、外部電源が接続された状態において、本発明の方法では、外部電源の異常を検出した場合に、船内発電装置１０２を起動して遮断器１０４を接続し、船内発電装置１０２から船内に電力供給するように切り換えることにより、外部電源に異常（電圧、周波数又は位相の）が発生しても、その影響が船内機器におよぶのを未然に防止することができる。なお、船内発電装置１０２に切り換える際には、第１遮断器２２及び第２遮断器２４の両方を遮断してもよいし、いずれか一方のみを遮断するように制御してもよい。
【００６１】
本発明の船用給電装置は、船内発電装置１０２の異常を検知する船内電源異常検知手段を備えている。また、図４（Ｂ）において、本発明の制御方法は、さらに、外部電源と船内発電装置との両方に接続された状態で、船内発電装置１０２の異常を検出する船内電源異常検出ステップＳ３３と、船内発電装置の異常を検出した場合に外部電源の保護回路を作動させる外部電源保護ステップＳ３４と、を有する。
すなわち、外部電源と船内電源の両方が接続された状態において、本発明の方法では、船内発電装置の異常を検出した場合に外部電源の保護回路を作動させることにより、船内電源に異常（電圧、周波数又は位相の）が発生しても、その影響が外部電源におよぶのを未然に防止することができる。
【００６２】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１実施形態を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す図である。
【図３】電源切換え時の本発明の制御方法を示すフロー図である。
【図４】異常検出時の本発明の制御方法を示すフロー図である。
【図５】従来の船舶の概略構成図である。
【図６】特許文献１の海底観測システムの構成図である。
【図７】特許文献２の「海底給電方式」の構成図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ ソケット、１０ 船用給電装置、１１ プラグ、１２ ケーブルリール装置、
１４ 巻取ケーブル、１５ リール、１６ 駆動装置、
１７ 巻戻し量検出器、１８ リール制御装置、
２１ 外部ケーブル、２２ 第１遮断器、
２３，２３ａ，２３ｂ 中間ケーブル、２４ 第２遮断器、
２５ 内部ケーブル、２６ 給電制御装置、
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｆ 制御線、２８ 変圧器、
１００ 船舶、１０２ 船内発電装置、１０４ 遮断器、１１６ 外部電源端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船内発電装置を備えた船舶に取り付けられる船用給電装置であって、
巻取ケーブルを巻き取り・巻き戻し可能で船外の外部電源に接続可能なケーブルリール装置と、
該ケーブルリール装置を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第１遮断器と、
該第１遮断器を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第２遮断器と、
少なくとも前記船内発電装置、前記ケーブルリール装置及び前記第２遮断器を制御する給電制御装置とを備えた、ことを特徴とする船用給電装置。
【請求項２】
前記第１遮断器と前記第２遮断器との間に、外部電源の電圧を船内発電装置の電圧に変圧する変圧器を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の船用給電装置。
【請求項３】
前記ケーブルリール装置は、前記外部電源に接続可能なプラグを先端に有する巻取ケーブルと、該巻取ケーブルを巻き取り・巻き戻しするリールと、該リールを回転駆動する駆動装置と、前記巻取ケーブルの巻き戻し長さを検出する巻戻量検出器と、該巻戻量検出器の検出値に基づき前記駆動装置を制御するリール制御装置とからなり、該リール制御装置は、前記給電制御装置により制御される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の船用給電装置。
【請求項４】
前記給電制御装置は、前記外部電源の電圧、周波数及び／又は位相を検出する外部電源検出手段と、前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相を検出する船内電源検出手段と、前記外部電源に合わせて前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチングさせるマッチング指令手段と、を備えることを特徴とする請求項１ないし３に記載の船用給電装置。
【請求項５】
前記船内発電装置の異常を検知する船内電源異常検知手段と、前記外部電源の異常を検知する外部電源異常検知手段と、を備え、前記給電制御装置は、前記船内電源異常検知手段及び前記外部電源異常検知手段の出力に基づいて異常監視を行う、ことを特徴とする請求項１ないし４に記載の船用給電装置。
【請求項６】
船内発電装置を備えた船舶に取り付けられる船用給電装置の制御方法であって、
前記船用給電装置は、巻取ケーブルを巻き取り・巻き戻し可能で船外の外部電源に接続可能なケーブルリール装置と、該ケーブルリール装置を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第１遮断器と、該第１遮断器を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第２遮断器とを備え、
前記船内発電装置から船内に電力供給している状態で前記巻取ケーブルを前記外部電源に接続するケーブル接続ステップと、
前記外部電源の電圧、周波数及び／又は位相を検出する外部電源検出ステップと、
前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相を検出する船内電源検出ステップと、
前記外部電源に合わせて前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチングさせるマッチングステップと、
該マッチングステップ後に前記第１遮断器及び前記第２遮断器を接続し前記船内発電装置からの電力供給を遮断する切換えステップと、を有することを特徴とする船用給電装置の制御方法。
【請求項７】
前記切換えステップは、前記船内発電装置からの電力供給を遮断する前に、前記船内発電装置から前記外部電源に負荷移行させる、ことを特徴とする請求項６に記載の船用給電装置の制御方法。
【請求項８】
船内発電装置を備えた船舶に取り付けられる船用給電装置の制御方法であって、
前記船用給電装置は、巻取ケーブルを巻き取り・巻き戻し可能で船外の外部電源に接続可能なケーブルリール装置と、該ケーブルリール装置を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第１遮断器と、該第１遮断器を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第２遮断器とを備え、
前記外部電源から船内に電力供給されている状態で前記船内発電装置を起動する船内電源起動ステップと、
前記外部電源の電圧、周波数及び／又は位相を検出する外部電源検出ステップと、
前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相を検出する船内電源検出ステップと、
前記外部電源に合わせて前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチングさせるマッチングステップと、
該マッチングステップ後に前記船内発電装置から電力供給を開始し前記第１遮断器及び前記第２遮断器を遮断する切換えステップと、
巻取ケーブルを外部電源から切り離しリールに巻き取るケーブル切離しステップと、を有することを特徴とする船用給電装置の制御方法。
【請求項９】
前記切換えステップは、前記第１遮断器及び前記第２遮断器を遮断する前に、前記外部電源から前記船内発電装置に負荷移行させる、ことを特徴とする請求項８に記載の船用給電装置の制御方法。
【請求項１０】
船内発電装置を備えた船舶に取り付けられる船用給電装置の制御方法であって、
前記船用給電装置は、巻取ケーブルを巻き取り・巻き戻し可能で船外の外部電源に接続可能なケーブルリール装置と、該ケーブルリール装置を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第１遮断器と、該第１遮断器を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第２遮断器と、前記外部電源の異常を検知する外部電源異常検知手段とを備え、
前記外部電源から前記ケーブルリール装置、第１遮断器及び第２遮断器を介して船内に電力供給されている状態で、前記外部電源の異常を検出する外部電源異常検出ステップと、
前記外部電源の異常を検出した場合に前記船内発電装置から船内に電力供給するように切り換える異常時切換えステップと、を有することを特徴とする船用給電装置の制御方法。
【請求項１１】
前記船用給電装置は、前記船内発電装置の異常を検知する船内電源異常検知手段を備え、
前記外部電源と前記船内発電装置との両方に接続された状態で、前記船内発電装置の異常を検出する船内電源異常検出ステップと、
前記船内発電装置の異常を検出した場合に前記外部電源の保護回路を作動させる外部電源保護ステップと、を有する請求項１０に記載の船用給電装置の制御方法。
【請求項１】
船内発電装置を備えた船舶に取り付けられる船用給電装置であって、
巻取ケーブルを巻き取り・巻き戻し可能で船外の外部電源に接続可能なケーブルリール装置と、
該ケーブルリール装置を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第１遮断器と、
該第１遮断器を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第２遮断器と、
少なくとも前記船内発電装置、前記ケーブルリール装置及び前記第２遮断器を制御する給電制御装置とを備えた、ことを特徴とする船用給電装置。
【請求項２】
前記第１遮断器と前記第２遮断器との間に、外部電源の電圧を船内発電装置の電圧に変圧する変圧器を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の船用給電装置。
【請求項３】
前記ケーブルリール装置は、前記外部電源に接続可能なプラグを先端に有する巻取ケーブルと、該巻取ケーブルを巻き取り・巻き戻しするリールと、該リールを回転駆動する駆動装置と、前記巻取ケーブルの巻き戻し長さを検出する巻戻量検出器と、該巻戻量検出器の検出値に基づき前記駆動装置を制御するリール制御装置とからなり、該リール制御装置は、前記給電制御装置により制御される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の船用給電装置。
【請求項４】
前記給電制御装置は、前記外部電源の電圧、周波数及び／又は位相を検出する外部電源検出手段と、前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相を検出する船内電源検出手段と、前記外部電源に合わせて前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチングさせるマッチング指令手段と、を備えることを特徴とする請求項１ないし３に記載の船用給電装置。
【請求項５】
前記船内発電装置の異常を検知する船内電源異常検知手段と、前記外部電源の異常を検知する外部電源異常検知手段と、を備え、前記給電制御装置は、前記船内電源異常検知手段及び前記外部電源異常検知手段の出力に基づいて異常監視を行う、ことを特徴とする請求項１ないし４に記載の船用給電装置。
【請求項６】
船内発電装置を備えた船舶に取り付けられる船用給電装置の制御方法であって、
前記船用給電装置は、巻取ケーブルを巻き取り・巻き戻し可能で船外の外部電源に接続可能なケーブルリール装置と、該ケーブルリール装置を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第１遮断器と、該第１遮断器を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第２遮断器とを備え、
前記船内発電装置から船内に電力供給している状態で前記巻取ケーブルを前記外部電源に接続するケーブル接続ステップと、
前記外部電源の電圧、周波数及び／又は位相を検出する外部電源検出ステップと、
前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相を検出する船内電源検出ステップと、
前記外部電源に合わせて前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチングさせるマッチングステップと、
該マッチングステップ後に前記第１遮断器及び前記第２遮断器を接続し前記船内発電装置からの電力供給を遮断する切換えステップと、を有することを特徴とする船用給電装置の制御方法。
【請求項７】
前記切換えステップは、前記船内発電装置からの電力供給を遮断する前に、前記船内発電装置から前記外部電源に負荷移行させる、ことを特徴とする請求項６に記載の船用給電装置の制御方法。
【請求項８】
船内発電装置を備えた船舶に取り付けられる船用給電装置の制御方法であって、
前記船用給電装置は、巻取ケーブルを巻き取り・巻き戻し可能で船外の外部電源に接続可能なケーブルリール装置と、該ケーブルリール装置を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第１遮断器と、該第１遮断器を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第２遮断器とを備え、
前記外部電源から船内に電力供給されている状態で前記船内発電装置を起動する船内電源起動ステップと、
前記外部電源の電圧、周波数及び／又は位相を検出する外部電源検出ステップと、
前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相を検出する船内電源検出ステップと、
前記外部電源に合わせて前記船内発電装置の電圧、周波数及び／又は位相をマッチングさせるマッチングステップと、
該マッチングステップ後に前記船内発電装置から電力供給を開始し前記第１遮断器及び前記第２遮断器を遮断する切換えステップと、
巻取ケーブルを外部電源から切り離しリールに巻き取るケーブル切離しステップと、を有することを特徴とする船用給電装置の制御方法。
【請求項９】
前記切換えステップは、前記第１遮断器及び前記第２遮断器を遮断する前に、前記外部電源から前記船内発電装置に負荷移行させる、ことを特徴とする請求項８に記載の船用給電装置の制御方法。
【請求項１０】
船内発電装置を備えた船舶に取り付けられる船用給電装置の制御方法であって、
前記船用給電装置は、巻取ケーブルを巻き取り・巻き戻し可能で船外の外部電源に接続可能なケーブルリール装置と、該ケーブルリール装置を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第１遮断器と、該第１遮断器を介して供給された電力を遮断又は接続可能な第２遮断器と、前記外部電源の異常を検知する外部電源異常検知手段とを備え、
前記外部電源から前記ケーブルリール装置、第１遮断器及び第２遮断器を介して船内に電力供給されている状態で、前記外部電源の異常を検出する外部電源異常検出ステップと、
前記外部電源の異常を検出した場合に前記船内発電装置から船内に電力供給するように切り換える異常時切換えステップと、を有することを特徴とする船用給電装置の制御方法。
【請求項１１】
前記船用給電装置は、前記船内発電装置の異常を検知する船内電源異常検知手段を備え、
前記外部電源と前記船内発電装置との両方に接続された状態で、前記船内発電装置の異常を検出する船内電源異常検出ステップと、
前記船内発電装置の異常を検出した場合に前記外部電源の保護回路を作動させる外部電源保護ステップと、を有する請求項１０に記載の船用給電装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２９００１８（Ｐ２００６−２９００１８Ａ）
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０９４０４（Ｐ２００５−１０９４０４）
【出願日】平成１７年４月６日（２００５．４．６）
【出願人】（５０２４２２３５１）株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド (159)
【出願人】（０００２３２８１８）日本郵船株式会社 (61)
【出願人】（０００１８０９６６）寺崎電気産業株式会社 (30)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月６日（２００５．４．６）
【出願人】（５０２４２２３５１）株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド (159)
【出願人】（０００２３２８１８）日本郵船株式会社 (61)
【出願人】（０００１８０９６６）寺崎電気産業株式会社 (30)
【Ｆターム（参考）】
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