JP2005151688A - Uninterruptible power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、直送給電回路と保守パイパス回路を備えた無停電電源装置の盤構成を簡素化すると共に、保守・点検の際の安全性を向上させた無停電電源装置に関する。 The present invention relates to an uninterruptible power supply apparatus that simplifies the panel configuration of an uninterruptible power supply apparatus that includes a direct feed power supply circuit and a maintenance bypass circuit, and that improves safety during maintenance and inspection.
図5は直送給電回路と保守パイパス回路を備えた無停電電源装置の従来例を示したブロック回路図である。この図5において、商用電源1からの交流電力は、ブレーカ25,27とコンタクタ211およびフィルタ215を経て電力変換装置24へ入力するのであるが、この電力変換装置24は交流電力を直流電力に変換する電力変換器(コンバータ)と、この直流電力を所望の電圧と周波数の交流電力に変換する電力変換器(インバータ)とで構成している。この電力変換装置24で得られた交流電力は、フィルタ216とコンタクタ213と変圧器218とブレーカ28とを経て、負荷2へ供給される。この商用電源1から電力変換装置24を経て負荷2へ交流電力を供給する回路を、以下ではライン3と称することにする。
この負荷2が例えばコンピュータであるならば、極めて短い時間の停電も避けなければならないが、商用電源1は線路の故障(例えば地絡事故)などで停電することがある。そこで商用電源1が停電した場合は、バッテリー23に蓄えていた直流電力が、ブレーカ210とコンタクタ212を介してインバータ(電力変換装置24)へ与えられ、このインバータが直流電力を交流電力に変換するから、負荷2は停電することなく運転を継続することができる。
FIG. 5 is a block circuit diagram showing a conventional example of an uninterruptible power supply device having a direct power feeding circuit and a maintenance bypass circuit. In FIG. 5, AC power from the commercial power source 1 is input to the
If the load 2 is, for example, a computer, it is necessary to avoid a power outage for a very short time, but the commercial power source 1 may be out of power due to a line failure (for example, a ground fault). Therefore, when the commercial power source 1 fails, the DC power stored in the
しかし、例えば電力変換装置24のうちのインバータ部分が故障すれば、商用電源1とバッテリー23が健全であっても、負荷2へ交流電力を供給することはできない。そこでサイリスタの逆並列接続でなる交流スイッチ217とコンタクタ214との並列回路で構成した交流スイッチ回路を設け、商用電源1からブレーカ26とこの交流スイッチ回路とを介して前述の変圧器218へ接続する直送給電回路を設ける。常時は当該交流スイッチ回路はオフ状態であって、電力変換装置24が交流電力を負荷2へ供給している(ただし電力変換装置24の出力交流は商用電源1と同期状態にある)のであるが、電力変換装置24の故障を検出すれば、直ちにその出力をオフにすると共に、前記交流スイッチ回路をオンにすることで、負荷2の停電を回避することができる。この直送給電回路を以下ではライン2と称することにする。
However, for example, if the inverter portion of the
しかし電力変換装置24や交流スイッチ回路が長時間故障すると、負荷2は停電せざるを得なくなるから、これらは定期的に点検をしたり部品の交換をする必要がある。しかしながらライン3の運転中はライン2に電圧が印加されるから、交流スイッチ回路の保守・点検作業には危険が伴う。またライン2の運転中はライン3に電圧が印加されるから、電力変換装置24の保守・点検作業には危険が伴う。そこで商用電源1から変圧器219とブレーカ29とを経て負荷2へ交流電力を供給する保守バイパス回路を設ける。この保守バイパス回路を以下ではライン1と称することにする。
このようにしておけば、ライン2またはライン3の機器を保守・点検する際は、ブレーカ29をオンにしてライン1で負荷2へ交流電力を供給するのであるが、このときブレーカ25,26および28をオフにすることでライン2とライン3は無電圧になるから、保守・点検作業を安全に行うことができる。
However, if the
By doing so, when the equipment of line 2 or line 3 is maintained and inspected, the
ところで、このような無停電電源装置は、質量が大なる変圧器と、適切な時期に保守・点検を行う必要がある電力変換装置や交流スイッチなどの機器と、ライン1〜3を構成する各種開閉器とでなるから、これらを収納する無停電電源装置盤は複数の盤を組み合わせることになる。このような構成の無停電電源装置盤の構造については、従来から各種の提案がなされている(例えば、特許文献1参照。)。
図6は図5で既述の従来例回路の無停電電源装置を収納する従来の無停電電源装置盤の外観を示した外観図である。この従来の無停電電源装置盤は、図5で既述の従来例回路において一点鎖線で囲んだCの部分を収納したバッテリー盤221と、従来例回路で一点鎖線で囲んだB(すなわちライン2とライン3)の部分を収納した電力変換装置盤222と、従来例回路で一点鎖線で囲んだA(すなわちライン1と電源側ブレーカと負荷側ブレーカ)の部分を収納した保守バイパス盤223の3面構成となる。このようにライン2とライン3を電力変換装置盤222に収納し、ライン1を保守バイパス盤223に収納することで、電力変換装置24や交流スイッチ回路の保守・点検を安全に行うことができる。なお、符号301は各盤の前面扉を開閉するための把手であり、符号302はこの前面扉に設けた換気孔である。
By the way, such an uninterruptible power supply is composed of a transformer having a large mass, devices such as a power converter and an AC switch that need to be maintained and inspected at an appropriate time, and various types constituting the lines 1 to 3. Since it consists of a switch, the uninterruptible power supply panel for storing these is a combination of multiple panels. Various proposals have been made for the structure of the uninterruptible power supply panel having such a configuration (see, for example, Patent Document 1).
FIG. 6 is an external view showing the external appearance of a conventional uninterruptible power supply panel that houses the uninterruptible power supply of the conventional circuit described above in FIG. This conventional uninterruptible power supply panel includes a
図7は電力変換装置盤と保守バイパス盤に収納している機器の配置を示した内部実装図であって、図7(A) は電力変換装置盤222と保守バイパス盤223を正面から見たときの機器の実装状況を示し、図7(B) は電力変換装置盤222を左側面から見たときの機器の実装状況を示し、図7(C) は保守バイパス盤223を右側面から見たときの機器の実装状況を示している。なおこの図7に記載の各機器に付した符号は、図5で既述の従来例回路に付した符号と同じである。この図7に図示のように、ライン2を構成している交流スイッチ217とこれに並列しているコンタクタ214やライン3を構成しているコンタクタ213は電力変換装置盤222の前面側に設置し、ブレーカ25,26,27,28は保守バイパス盤223の前面側に設置することで、操作を容易にしている。
しかしながら、従来の無停電電源装置盤は図6に図示のように、電力変換装置盤222と保守バイパス盤223の二面で構成(バッテリー盤221は除く)することになるので、広い設置場所が必要になる欠点があるし、二面構成のために余分な部材が必要になる欠点もある。
However, as shown in FIG. 6, the conventional uninterruptible power supply panel is composed of two surfaces of the
そこでこのような欠点を解消するために、本発明では、従来の直送給電回路と保守バイパス回路の代わりに直送給電・保守回路を設けるのであるが、この直送給電・保守回路は、前記交流電源と負荷との間に交流スイッチ台を挿入した回路であって、この交流スイッチ台は交流スイッチとそれに付随する機器を一括してコネクタにより着脱できる構成である。
3つの巻線を有する3巻線変圧器の第1巻線に前記電力変換装置を接続し、その第2巻線に前記直送給電・保守回路を接続し、その第3巻線に前記負荷を接続する。
前記直送給電・保守回路には、これを他の電気回路から分離する覆いを設ける。
この覆いは、異物の侵入を防ぐと共に通気性を確保できる構造とする。
前記交流スイッチ台は、これに搭載している機器の操作と当該交流スイッチ台の着脱が前面側から行える構造にする。
Therefore, in order to eliminate such drawbacks, in the present invention, instead of the conventional direct feed power supply circuit and the maintenance bypass circuit, a direct feed power supply / maintenance circuit is provided. The AC switch base is a circuit in which an AC switch base is inserted between the load and the AC switch base. The AC switch base is configured so that the AC switch and its associated devices can be attached and detached together by a connector.
The power converter is connected to a first winding of a three-winding transformer having three windings, the direct feed / maintenance circuit is connected to the second winding, and the load is connected to the third winding. Connecting.
The direct power feeding / maintenance circuit is provided with a cover for separating it from other electric circuits.
This cover has a structure that can prevent intrusion of foreign substances and ensure air permeability.
The AC switch base is structured to allow operation of equipment mounted on the AC switch base and attachment / detachment of the AC switch base from the front side.
従来は直送給電回路と保守バイパス回路の2系統を備えていたものを、本発明では、コネクタを有する交流スイッチ台を採用することにより、1系統の直送給電・保守回路に纏めることができるので、無停電電源装置盤を1面(バッテリー盤は除く)だけで構成しても、安全に保守・点検作業を行うことができるので、無停電電源装置盤の設置スペースを縮小できる効果が得られる。また、3巻線変圧器の使用や直送給電・保守回路を他の電気回路から分離する覆いを設けることも、安全性の向上と盤の小型化に寄与している。 In the present invention, by using an AC switch stand having a connector, what has conventionally been provided with two systems of a direct power feeding circuit and a maintenance bypass circuit can be combined into a single direct power feeding / maintenance circuit. Even if the uninterruptible power supply panel is composed of only one surface (excluding the battery panel), maintenance and inspection can be performed safely, so that the installation space for the uninterruptible power supply panel can be reduced. In addition, the use of a three-winding transformer and the provision of a cover that separates the direct feed / maintenance circuit from other electrical circuits also contributes to improved safety and downsizing of the panel.
無停電電源装置の運転中に当該無停電電源装置の保守・点検や部品の交換を行う場合は、保守バイパス回路を介して負荷へ交流電力を供給し、交流スイッチを含んだライン2と電力変換装置を含んだライン3は無電圧にすることにより、作業の安全性を確保していたが、そのために無停電電源装置盤を二面構成にする必要があった。本発明ではコネクタを備えた交流スイッチ台を引き出せば、無電圧状態で交流スイッチの点検・手入れができるし、その間は電力変換装置が負荷へ交流電力を供給する。また、交流スイッチ台を含む直送給電・保守回路は他の電気回路から分離する覆いで覆われているから、この直送給電・保守回路が電力を供給中に電力変換装置を点検する際も、作業の安全性を確保できる。更に、電力変換装置と直送給電・保守回路と負荷とを3巻線変圧器で結合することで、大質量の変圧器の台数を減らすことができる。 When performing maintenance / inspection of the uninterruptible power supply or replacement of parts during operation of the uninterruptible power supply, supply AC power to the load via the maintenance bypass circuit, and power conversion with the line 2 including the AC switch The line 3 including the device was secured with no voltage, so that the safety of the work was ensured. For this purpose, the uninterruptible power supply panel had to be configured in two planes. In the present invention, by pulling out an AC switch base provided with a connector, the AC switch can be inspected and maintained in a non-voltage state, and the power converter supplies AC power to the load during that time. Also, since the direct power supply / maintenance circuit including the AC switch stand is covered with a cover that is separated from other electrical circuits, it is also necessary to check the power converter while the direct power supply / maintenance circuit is supplying power. Can be secured. Furthermore, the number of large mass transformers can be reduced by connecting the power converter, the direct power feeding / maintenance circuit, and the load with a three-winding transformer.
図1は本発明の第1実施例を表したブロック回路図であるが、この図1に図示の商用電源1,負荷2,バッテリー23,2組の電力変換装置24,3台のブレーカ27〜29,ブレーカ210,4台のコンタクタ211〜214,フィルタ215と216,交流スイッチ217の名称・用途・機能は、図5で既述の従来例回路の場合と同じであるから、同じ部分の説明は省略する。
この第1実施例では、交流スイッチ217とコンタクタ214との並列回路とブレーカ29とを一括して交流スイッチ台に搭載てユニット化し、この交流スイッチ台には電源側コネクタ16と負荷側コネクタ17を設けている。商用電源1と負荷2との間にこの交流スイッチ台を挿入して構成した直送給電・保守回路(Eなる破線で囲んだ部分)は、交流スイッチ台の着脱を簡単に行うことができるから、この直送給電・保守回路の1系統のみで、2系統を必要とした従来の直送給電回路と保守バイパス回路の役目を果たすことができる。更に、この直送給電・保守回路と電力変換装置24を含む回路と負荷2とを3巻線変圧器15で結合することで、従来は2台が必要であった変圧器218,219(図5参照)を1台にすることができる。なお符号14はオプション変圧器であって、必要な場合にのみ使用する。すなわち商用電源1が電力変換装置24の電源であると同時に直送給電・保守回路の電源となる場合は、このオプション変圧器14は省略できる。
FIG. 1 is a block circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. The commercial power source 1, load 2,
In the first embodiment, a parallel circuit of an
図2は図1の第1実施例回路を収納している無停電電源装置盤の外観を表した外観図であって、実施例回路で一点鎖線で囲んだCの部分を収納したバッテリー盤221(図6に図示の従来例の場合と同じ)と、第1実施例回路においてDなる一点鎖線で囲んだ部分を収納した電力変換装置盤18との2面構成となる。
FIG. 2 is an external view showing the appearance of the uninterruptible power supply panel that houses the circuit of the first embodiment of FIG. 1, and is a
図3は本発明の第2実施例を表した電力変換装置盤の内部実装図であって、図3(A) は電力変換装置盤18を正面から見たときの機器の実装状況を表し、図3(B) は電力変換装置盤18を右側面から見たときの機器の実装状況を表している。なお、この図3に記載の各機器に付した符号は、図1で既述の第1従来例回路に付した符号と同じである。
図3の第2実施例において、電力変換装置盤18の内部上側に電力変換装置24を設置し、その下側には直送給電・保守回路を構成する各機器(図1においてEなる破線で囲んだ部分)を収納したフレーム19を設置する。このフレーム19の周囲は通気性があって異物の侵入を妨げるもの,例えば金網あるいは多孔板などで覆うことにより、これの上部に設置している電力変換装置24を点検する際に、ねじや部品が落下してフレーム19の内部で接地事故や短絡事故が生じるのを防いでいるし、直送給電・保守回路が負荷2へ電力を供給中であっても、この覆いにより電力変換装置24の保守・点検作業を安全に行うことができる。
FIG. 3 is an internal mounting diagram of the power conversion device board showing the second embodiment of the present invention, and FIG. 3 (A) shows the mounting state of the equipment when the power conversion device board 18 is viewed from the front. FIG. 3B shows a mounting state of the device when the power conversion device panel 18 is viewed from the right side. 3 are the same as those used for the first conventional circuit described above with reference to FIG.
In the second embodiment of FIG. 3, the
図4は本発明の第3実施例を表した図3に図示のフレームの内部実装図であって、図4(A) はフレーム19を正面から見たときの機器の実装状況を、図4(B) はフレーム19を右側面から見たときの機器の実装状況を表している。なおこの図4に記載の各機器に付した符号は、図1の第1実施例回路または図3の第2実施例に付した符号と同じである。
この図4において、フレーム19の両側面と裏面および上面は通気性のある覆いで覆うことで、当該フレーム19内部の帯電部に触れないようにしており、内部にはオプション変圧器14と3巻線変圧器15を収納している。このフレーム19の前面側上部に交流スイッチ台112を取り付け、そのすぐ下側にブレーカ28を取り付けている。更にこれらの下側に設けた外線端子台には、これを覆う端子カバー115を設けて、不用意に帯電部に触れるのを妨げている。
FIG. 4 is an internal mounting diagram of the frame shown in FIG. 3 showing the third embodiment of the present invention. FIG. 4A shows the mounting status of the equipment when the
In FIG. 4, both side surfaces, the back surface, and the top surface of the
交流スイッチ台112は取り付けねじ111でフレーム19に固定されるのであるが、この状態のときに交流スイッチ台112は、その電源側コネクタ16と負荷側コネクタ17により直送給電・保守回路に挿入されており、取り付けねじ111を緩めれば引き出すことができるから、当該交流スイッチ台112の着脱は容易である。なお、交流スイッチ台112の前面側には交流スイッチ217,コンタクタ214,およびブレーカ29を設置しているが、これらはカバー113で覆われている。
The
1 商用電源
2 負荷
14 オプション変圧器
15 3巻線変圧器
16 電源側コネクタ
17 負荷側コネクタ
18 電力変換装置盤
19 フレーム
23 バッテリー
24 電力変換装置
112 交流スイッチ台
113 カバー
115 端子カバー
217 交流スイッチ
221 バッテリー盤
222 電力変換装置盤
223 保守パイパス盤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Commercial power supply 2
Claims (5)
前記交流スイッチとそれに付随する機器およびこれら各機器を電気回路に接続するコネクタとを備えた交流スイッチ台と、前記交流電源と負荷との間にこの交流スイッチ台を前記コネクタを使って挿入する構成の直送給電・保守回路を、前記直送給電回路と保守バイパス回路の代わりに設けることを特徴とする無停電電源装置。 A power converter connected to an AC power supply and supplying the converted constant voltage / constant frequency AC power to the load; a direct feed circuit for supplying AC power from the AC power supply to the load via an AC switch; In the uninterruptible power supply comprising: a maintenance bypass circuit that supplies AC power from the AC power supply to the load when the power converter or AC switch is stopped,
An AC switch base including the AC switch, a device associated therewith, and a connector for connecting each device to an electric circuit, and a configuration in which the AC switch base is inserted between the AC power source and a load using the connector. An uninterruptible power supply comprising a direct power feeding / maintenance circuit instead of the direct power feeding circuit and the maintenance bypass circuit.
3つの巻線を有する変圧器の第1巻線を前記電力変換装置に接続し、その第2巻線を前記直送給電・保守回路に接続し、その第3巻線を前記負荷に接続する構成の3巻線変圧器を備えることを特徴とする無停電電源装置。 In the uninterruptible power supply according to claim 1,
A configuration in which a first winding of a transformer having three windings is connected to the power converter, a second winding is connected to the direct power feeding / maintenance circuit, and a third winding is connected to the load. An uninterruptible power supply comprising a three-winding transformer.
前記直送給電・保守回路には、他の電気回路から分離する覆いを設けることを特徴とする無停電電源装置。 In the uninterruptible power supply according to claim 1 or 2,
The direct power feeding / maintenance circuit is provided with a cover that is separated from other electric circuits.
前記直送給電・保守回路に設ける覆いは、異物の侵入を防ぎつつ通気性を確保できる構造であることを特徴とする無停電電源装置。 In the uninterruptible power supply according to claim 3,
An uninterruptible power supply apparatus characterized in that a cover provided in the direct power feeding / maintenance circuit has a structure capable of ensuring air permeability while preventing entry of foreign matter.
前記直送給電・保守回路に挿入している前記交流スイッチ台は、これに搭載している機器の操作と当該交流スイッチ台の着脱を前面側から行える構造にすることを特徴とする無停電電源装置。 In the uninterruptible power supply according to claim 1 to claim 4,
The AC switch base inserted in the direct power feeding / maintenance circuit has a structure capable of operating a device mounted on the AC switch base and attaching / detaching the AC switch base from the front side. .
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