JP2003087998A - 常用予備無停電電源システム - Google Patents
常用予備無停電電源システムInfo
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Abstract
熱量を最小限に抑制できる常用予備無停電電源システム
を提供することにある。 【解決手段】 常時、常用無停電電源装置1Aが負荷給
電している状態では、予備用無停電電源装置1Bはバイ
パス給電14による無負荷運転で待機し、順変換器並び
に逆変換器は停止している。そして、常用無停電電源装
置1Aからの故障信号を受信すると、予備用無停電電源
装置1Bから負荷には一旦商用電源によるバイパス給電
で供給し、その間に、停止している順変換器5並びに逆
変換器6を自動的に運転し、バイパス給電14からUP
S給電13に自動的に切り換え負荷16にUPS給電を
供給する。これにより運転損失を最小限とする。
Description
置が点検や故障のときに予備用無停電電源装置から無停
電電源を供給するようにした常用予備無停電電源システ
ムに関するものである。
源は瞬間的な停電も許されないので、無停電電源装置
(UPS)が多く使用されている。無停電電源装置は商用
電源を順変換器で直流に変換し逆変換器で所望の交流に
変換して負荷に供給するようにしたものであり、万一、
商用電源に停電が発生した場合には、蓄電池による直流
電力を逆変換器を介して負荷に連続した電源を供給する
ように構成されている。
1の基本的な構成例を示すブロック図である。商用電源
2から入力される交流入力3は、交流入力遮断器4を介
して順変換器5で直流に変換され、さらに逆変換器6で
再び交流に逆変換されてUPS電源による給電(UPS
給電)13となる。このUSP給電は無瞬断切換回路7
を介して交流出力15として負荷16に供給される。ま
た、順変換器5は直流入力遮断器8を介してエネルギー
蓄積部である蓄電池9に直流エネルギーを蓄える。
なくなるが、蓄電池9の直流エネルギーが逆変換器6に
供給されるので、無停電電源装置1の交流出力15は負
荷16に連続して供給することができる。
パスしてバイパス回路12が設けられており、このバイ
パス回路12には、一般に商用電源2からバイパス入力
10が入力され、バイパス入力遮断器11を介して無瞬
断切換回路7に供給される。このバイパス回路12によ
り、順変換器5や逆変換器6の保守点検や万一故障が発
生した場合にも、負荷16に対して連続した交流出力1
5を得ることができるようにしている。逆変換器6によ
るUPS給電13とバイパス回路12による給電(バイ
パス給電)14との切換は、無瞬断切換回路7によって
手動または自動により行われる。
無停電電源システムを構成する場合には、バイパス入力
10の電源は商用電源2が用いられている。
なる場合においても商用電源2によるバイパス給電14
が許されない場合においては、このバイパス入力10の
電源は商用電源2ではなく、順変換器5および逆変換器
6を介したUPS給電13による電源としている。
による電源としてものは、常用予備無停電電源システム
(または共通予備無停電電源システム)と呼ばれており、
常用予備無停電電源システムは、常時、UPS給電13
による交流出力15で負荷16に電源を供給する複数台
の常用無停電電源装置と、この常用無停電電源装置のバ
イパス入力10にUPS給電13を供給するための予備
用無停電電源装置によって構成される。
ステムのブロック図である。図4では、1台の常用無停
電電源装置1Aと1台の予備用無停電電源装置1Bによ
って構成されたものを示している。複数台の常用無停電
電源装置1Aを設ける場合には、予備用無停電電源装置
1Bを共通にして、他の常用無停電電源装置1Aを並列
に接続することになる。
電電源装置1Bには、それぞれ運転停止を指令するため
の盤面押しボタンスイッチ17、盤面押しボタンスイッ
チ17からの指令に基づいて順変換器5および逆変換器
6に運転指令を出力する制御回路18、無瞬断切換回路
7に対してUPS給電とバイパス給電との切換指令を出
力する無瞬断切換制御回路20が設けられている。つま
り、常用無停電電源装置1Aおよび予備用無停電電源装
置1Bの運転停止は、盤面押しボタンスイッチ17によ
って制御回路18を介して順変換器5並びに逆変換器6
に指令が与えられることにより行われる。
換器5や順変換器6に故障が発生した場合には、制御回
路18から故障信号19が無瞬断切換制御回路20を介
して無瞬断切換回路7に入力され、UPS給電13から
バイパス回路12によるバイパス給電14に切り換えら
れる。常用無停電電源装置1Aのバイパス給電14は、
予備用無停電電源装置1BのUSP給電13によるもの
であるので、負荷16には連続した交流出力15が与え
られる。
の予備用無停電電源装置1Bは、常用無停電電源装置1
Aが点検や故障で停止した場合であっても負荷への給電
を適切に行い電力供給の信頼性を高めている。
常用予備無停電電源システムでは、常用無停電電源装置
1Aが健全な状態では、予備用無停電電源装置1Bは常
にUPS給電による無負荷運転で待機していることとな
る。従って、UPS給電で生じる運転損失が発生し、常
用予備無停電電源システムとしての入力容量が大きくな
り、また、常用予備無停電電源システムの発生熱量も大
きくなることから、無停電電源装置の設置場所に必要と
される空調設備もその分大きなものを選定する必要があ
る。
電源装置1aが点検や万一故障した場合でも連続したU
PS電源を供給できるようにするために、通常運転状態
で無負荷運転をUPS給電で行っているが、点検はおお
よそ年1回であり、また最近の無停電電源装置は信頼性
が非常に高くなっており、故障の頻度も非常に少なくな
っている。従って、予備用無停電電源装置1Bが負荷給
電する回数は非常に少ないと言える。
電電源装置は無負荷運転による待機をUPS給電によっ
て行っているので、順変換器5や逆変換器6等のUPS
給電で生じる運転損失が発生し、これによって常用予備
無停電電源システムとしての入力容量が大きくなってい
る。
入力容量並びに発生熱量を最小限に抑制できる常用予備
無停電電源システムを提供することにある。
用予備無停電電源システムは、商用電源から入力される
交流を直流に変換して出力する順変換器と、前記順変換
器からの直流出力を再び交流に変換して出力する逆変換
器と、前記商用電源の停電時に前記逆変換器に直流電力
を供給するエネルギー蓄積部と、前記順変換器および前
記逆変換器をバイパスして前記商用電源からの交流を給
電するバイパス回路と、前記逆変換器とバイパス回路と
を無瞬断で切り換えるための無瞬断切換回路とを備えた
無停電電源装置を複数台用意し、そのうちの1台を予備
用無停電電源装置とし残りを常用無停電電源装置とし、
前記予備用無停電電源装置は、前記常用無停電電源装置
の保守点検や故障時に前記常用無停電電源装置のバイパ
ス回路に自己の逆変換器からの電源を供給するようにし
た常用予備無停電電源システムにおいて、前記予備用無
停電電源装置は、常時は順変換器および逆変換器を停止
しバイパス回路からの商用電源を出力可能状態とし、前
記常用無停電電源装置の故障信号を受信したときは順変
換器および逆変換器を自動的に運転して逆変換器からの
電源を前記常用無停電電源装置に供給することを特徴と
する。
システムにおいては、常時、常用無停電電源装置が負荷
給電している状態では、予備用無停電電源装置はバイパ
ス給電による無負荷運転で待機し、順変換器並びに逆変
換器は停止している。そして、常用無停電電源装置から
の故障信号を受信すると、予備用無停電電源装置から負
荷には一旦商用電源によるバイパス給電で供給し、その
間に、停止している順変換器並びに逆変換器を自動的に
運転し、バイパス給電からUPS給電に自動的に切り換
え負荷にUPS給電を供給する。これにより運転損失を
最小限とする。
システムは、商用電源から入力される交流を直流に変換
して出力する順変換器と、前記順変換器からの直流出力
を再び交流に変換して出力する逆変換器と、前記商用電
源の停電時に前記逆変換器に直流電力を供給するエネル
ギー蓄積部と、前記順変換器および前記逆変換器をバイ
パスして前記商用電源からの交流を給電するバイパス回
路と、前記逆変換器とバイパス回路とを無瞬断で切り換
えるための無瞬断切換回路とを備えた無停電電源装置を
複数台用意し、そのうちの1台を予備用無停電電源装置
とし残りを常用無停電電源装置とし、前記予備用無停電
電源装置は、前記常用無停電電源装置の保守点検や故障
時に前記常用無停電電源装置のバイパス回路に自己の逆
変換器からの電源を供給するようにした常用予備無停電
電源システムにおいて、前記予備用無停電電源装置は、
常時は順変換器および逆変換器を停止しバイパス回路か
らの商用電源を出力可能状態とし、前記商用電源から出
力電流が流れたことを検出したときは順変換器および逆
変換器を自動的に運転して逆変換器からの電源を前記常
用無停電電源装置に供給することを特徴とする。
システムにおいては、常時、常用無停電電源装置が負荷
給電している状態では、予備用無停電電源装置はバイパ
ス給電による無負荷運転で待機し、順変換器並びに逆変
換器は停止している。そして、常用無停電電源装置の点
検または故障で予備用無停電電源装置から一旦商用電源
によるバイパス給電による出力電流が流れたことを検出
すると、その間に、停止している順変換器並びに逆変換
器を自動的に運転し、バイパス給電からUPS給電に自
動的に切り換え負荷にUPS給電を供給する。これによ
り運転損失を最小限とする。
する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る常用予備
無停電電源システムのブロック構成図である。この第1
の実施の形態は、図4に示した従来例に対し、常用無停
電電源装置1Aの故障信号19を予備用無停電電源装置
1Bの制御回路18に入力する回路を付加した構成とし
たものである。
電電源装置1Bの運転停止は、盤面押しボタンスイッチ
17によって制御回路18を介して順変換器5並びに逆
変換器6に指令が与えられることにより行われる。
おいては、商用電源2からの交流入力3を交流入力遮断
器4を介して順変換器5で直流に変換し、さらに逆変換
器6で交流に逆変換してUPS電源13を行う。このU
SP給電13は無瞬断切換回路7を介して交流出力15
として負荷16に供給される。また、順変換器5は直流
入力遮断器8を介してエネルギー蓄積部である蓄電池9
に直流エネルギーを蓄える。
は蓄電池9の直流エネルギーを交流に変換してUSP給
電13が継続され、交流出力15として負荷16に連続
して供給する。
置1Bの出力端に接続され、予備用無停電電源装置1B
の出力信号をバイパス入力遮断器11を介して無瞬断切
換回路7に入力するようにしている。逆変換器6による
UPS給電13とバイパス回路12によるバイパス給電
14との切換は、無瞬断切換回路7によって手動または
自動により行われる。
運転中においては順変換器5および逆変換器6は停止し
ており、商用電源2からのバイパス入力10がバイパス
入力遮断器11を介してバイパス回路12に供給され無
瞬断切換回路7に入力される。
1Aに故障が生じたとする。そうすると、常用無停電電
源装置1Aの制御回路18から故障信号19が無瞬断切
換制御回路20に与えられ、無瞬断切換回路7によって
バイパス回路12への切換えが行われる。これにより、
常用無停電電源装置1Aはバイパス給電14となる。常
用無停電電源装置1Aのバイパス入力10は予備用無停
電電源装置1Bの交流出力15から供給されている。予
備用無停電電源装置1Bは常時は商用電源2によるバイ
パス回路12でバイパス給電14されているため、負荷
16にはこの間商用電源2が供給される。
9は予備用無停電電源装置1Bの制御回路18に与えら
れ、これにより予備用無停電電源装置1Bの制御回路1
8は、順変換器5および逆変換器6に運転指令を出力し
て順変換器5および逆変換器6を運転し、バイパス給電
14からUPS給電13に切り換える。これにより、こ
れ以降は予備用無停電電源装置1BのUPS給電13が
予備用無停電電源装置1Bの交流出力15となり、UP
S給電13が負荷16に供給される。
障した場合には常用無停電電源装置1Aの故障信号19
で予備用無停電電源装置1Bを自動的にUPS給電13
に切り換える。
停電電源装置1Bの順変換器5および逆変換器6を運転
制御するための制御回路18に常用無停電電源装置1A
の故障信号19を入力する回路を付加し、予備用無停電
電源装置1Bは常時は順変換器5および逆変換器6を停
止させバイパス給電14としておき、常用無停電電源装
置1Aが万一故障した場合には、予備用無停電電源装置
1Bの順変換器5および逆変換器6を運転してバイパス
給電14からUPS給電13に切り換える。
状態にあるときはUPS給電13による無負荷運転では
なく、商用電源2からのバイパス給電14であるので、
運転損失が小さくシステムの入力容量並びに発生熱量が
大きくなることはない。
の場合で、UPS給電の運転損失は約10%程度、これ
に対し順変換器および逆変換器を停止してバイパス給電
した場合の運転損失は約2%であり、常用予備無停電電
源システムとしての入力容量を少なくすることができ、
入力変圧器容量の軽減が可能となる。
用予備無停電電源システムのブロック構成図である。こ
の第2の実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態
の常用無停電電源装置1Aの故障信号19を予備用無停
電電源装置1Bの制御回路18に入力する回路に代え
て、予備用無停電電源装置1Bの出力電流が流れたこと
を判断するための計器用変流器21並びに出力電流計測
回路22を付加したものである。
とすると、常用無停電電源装置1Aは無瞬断切換回路7
によってバイパス回路12に切り換わり、予備用無停電
電源装置1Bからバイパス給電14(商用電源2からの
電源供給)を受けることになる。つまり、予備用無停電
電源装置1Bには出力電流が流れる。この出力電流を計
器用変流器21で検出し、予備用無停電電源装置1Bの
制御回路18は常用無停電電源装置1Aに故障が発生し
たと判定する。
は、順変換器5および逆変換器6に運転指令を出力して
順変換器5および逆変換器6を運転し、バイパス給電1
4からUPS給電13に切り換える。これにより、これ
以降は予備用無停電電源装置1BのUPS給電13が予
備用無停電電源装置1Bの交流出力15となり、UPS
給電13が負荷16に供給される。
電源装置1Bに出力電流が流れたかどうかを判断するこ
とにより、常用無停電電源装置1Aが故障したか否かを
判断できることから、計器用変流器21と出力電流計測
回路22とを予備用無停電電源装置1Bに付加して、計
器用変流器21に電流が流れたことを条件に予備用無停
電電源装置1Bは順変換器5および逆変換器6を運転し
て無瞬断切換回路7でUPS給電13に自動的に切り換
える。
に、予備用無停電電源装置1Bは待機状態にあるときは
UPS給電13による無負荷運転ではなく商用電源2か
らのバイパス給電14とできるので、運転損失が小さく
なりシステムの入力容量並びに発生熱量も小さくでき
る。
16に給電するのは以下の2つのケースである。
する場合 (2)常用無停電電源装置1Aが故障した場合 ここで、予備用無停電電源装置の無負荷運転による待機
をUPS給電13からバイパス給電14とした場合につ
いて考察する。
ては、常用無停電電源装置1Aの保守点検する前に予備
用無停電電源装置1BをUPS給電13ができるように
運転しておけば、予備用無停電電源装置を運転損失を生
じてまで常時UPS給電13しておく必要性はない。
障に関しては、一旦予備用無停電電源装置の商用電源2
によるバイパス給電14によって負荷16には給電され
るが、その間に予備用無停電電源装置1Bの順変換器5
および逆変換器6を自動的に運転し、バイパス給電14
からUPS給電13に自動的に切り換えてやれば良い。
予備無停電電源システムにおいて、予備用無停電電源装
置1Bは常時バイパス給電とし、常用無停電電源装置1
Aが万一故障した場合に自動的に順変換器5並びに逆変
換器6を運転してUPS給電させるようにしている。
ムでは、常用無停電電源装置1Aが故障した場合でも予
備用無停電電源装置1BのUPS給電に無瞬断で切り換
えることができるのに対し、本発明のように、予備用無
停電電源装置1Bの無負荷運転による待機状態をUPS
給電ではなくバイパス給電とした場合には、常用無停電
電源装置1Aが万一故障した際には一旦商用電源による
バイパス給電となる。
び逆変換器6を立ち上げてUPS給電に切り換えるまで
の時間は非常に短時間であること、また、最近では無停
電電源装置の信頼性が非常に高くなり、故障の確率が非
常に少なく、さらに商用電源2での給電中に商用電源2
が停電となる確率、つまり無停電電源装置が故障しさら
に商用電源が停電となる確率は非常に小さい(ほとんど
無いと言える)ことから、従来のように予備用無停電電
源装置1Bの常時の無負荷運転による待機をUPS給電
で行なう必要性は少ない。むしろ予備用無停電電源装置
1Bを常時バイパス給電させることによる運転損失が少
なくなることの方が、入力容量や発生熱量を減少などそ
のメリットは大きい。
用予備無停電電源システムにおいて、予備用無停電電源
装置を常時バイパス給電させ、万一常用無停電電源装置
が故障した場合には予備用無停電電源装置の順変換器お
よび逆変換器を運転しUPS給電に切り換えるので、予
備用無停電電源装置の運転損失が非常に少なくなる。
の効果としてシステムの発生熱量が少なくなる。従っ
て、無停電電源装置の設置場所に設置する空調機容量を
少なくすることができる。
電電源システムのブロック構成図。
電電源システムのブロック構成図。
ブロック図。
構成図。
3…交流入力、4…交流入力遮断器、5…順変換器、6
…逆変換器、7…無瞬断切換回路、8…直流入力遮断
器、9…蓄電池、10…バイパス入力、11…バイパス
入力遮断器、12…バイパス回路、13…USP給電、
14…バイパス給電、15…交流出力、16…負荷、1
7…盤面押しボタンスイッチ、18…制御回路、19…
故障信号、20…無瞬断切換制御回路、21…計器用変
流器、22…出力電流計測回路
Claims (2)
- 【請求項1】 商用電源から入力される交流を直流に変
換して出力する順変換器と、前記順変換器からの直流出
力を再び交流に変換して出力する逆変換器と、前記商用
電源の停電時に前記逆変換器に直流電力を供給するエネ
ルギー蓄積部と、前記順変換器および前記逆変換器をバ
イパスして前記商用電源からの交流を給電するバイパス
回路と、前記逆変換器とバイパス回路とを無瞬断で切り
換えるための無瞬断切換回路とを備えた無停電電源装置
を複数台用意し、そのうちの1台を予備用無停電電源装
置とし残りを常用無停電電源装置とし、前記予備用無停
電電源装置は、前記常用無停電電源装置の保守点検や故
障時に前記常用無停電電源装置のバイパス回路に自己の
逆変換器からの電源を供給するようにした常用予備無停
電電源システムにおいて、前記予備用無停電電源装置
は、常時は順変換器および逆変換器を停止しバイパス回
路からの商用電源を出力可能状態とし、前記常用無停電
電源装置の故障信号を受信したときは順変換器および逆
変換器を自動的に運転して逆変換器からの電源を前記常
用無停電電源装置に供給することを特徴とする常用予備
無停電電源システム。 - 【請求項2】 商用電源から入力される交流を直流に変
換して出力する順変換器と、前記順変換器からの直流出
力を再び交流に変換して出力する逆変換器と、前記商用
電源の停電時に前記逆変換器に直流電力を供給するエネ
ルギー蓄積部と、前記順変換器および前記逆変換器をバ
イパスして前記商用電源からの交流を給電するバイパス
回路と、前記逆変換器とバイパス回路とを無瞬断で切り
換えるための無瞬断切換回路とを備えた無停電電源装置
を複数台用意し、そのうちの1台を予備用無停電電源装
置とし残りを常用無停電電源装置とし、前記予備用無停
電電源装置は、前記常用無停電電源装置の保守点検や故
障時に前記常用無停電電源装置のバイパス回路に自己の
逆変換器からの電源を供給するようにした常用予備無停
電電源システムにおいて、前記予備用無停電電源装置
は、常時は順変換器および逆変換器を停止しバイパス回
路からの商用電源を出力可能状態とし、前記商用電源か
ら出力電流が流れたことを検出したときは順変換器およ
び逆変換器を自動的に運転して逆変換器からの電源を前
記常用無停電電源装置に供給することを特徴とする常用
予備無停電電源システム。
Priority Applications (1)
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