JP2008263672A - 電源切換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】交流電源装置の切換作業を経済的に実施できる電源切換装置を提供する。
【解決手段】切換前の交流電源装置が出力する交流電力の電圧、周波数、位相、電圧相回転方向と、切換後の交流電源装置が出力する交流電力の電圧、周波数、位相、電圧相回転方向との間に同期が確立している場合に、切換前の交流電源装置から切換後の交流電源装置に切り換えて負荷装置に交流電力を供給する電源切換装置であって、切換前の交流電源装置が供給する交流電力と切換後の交流電源装置が供給する交流電力とをそれぞれトランス１６、１７を介して検出し、位相の比較を行う位相チェック回路７に入力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、負荷装置に対する給電を維持した状態で、交流電源装置を他の交流電源装置に置き換えるための交流電源切換装置に関し、例えば、負荷装置に対する給電が無停電で義務づけられた交流無停電電源装置の交換時や、そのような電源装置に接続された配線等の交換を行う際に、負荷装置に対する電力の供給を無停電で他の電源装置に切り換えるための技術に関する。

従来、無停電で給電を行う交流無停電電源装置（ＵＰＳ：Uninterruptible Power Supply）がある。この交流電源装置は、負荷装置や交流分電盤と電力ケーブルで接続されており、これら負荷装置などに対して無停電で給電を行う。一般に、稼働中の電源装置を交換する必要が生じた場合、その電源装置の運転を一旦停止し、無電圧状態とした上で交換作業が行われる。この作業方法によれば、給電を一時的に停止しなければならないため、信頼性が要求されるシステムには用いることができない。これに対し、一瞬たりとも停電が許容されない場合には、電力ケーブルの受電部、若しくは端子台の活線部に新たな電源装置を接続することにより、負荷装置に対する給電を維持しながら電源装置の交換作業を行う手法が用いられる（特許文献１）。

以下、図９、図１０を参照して負荷装置に対する給電を維持した状態で交流電源装置を交換する従来の作業手順を説明する。
先ず、図９（ａ）に示すように、負荷装置と電力ケーブルで接続された既設装置の交流電源装置の近くに、新設装置の交流電源装置を設置する。続いて、図９（ｂ）に示すように、既設装置と負荷装置とを接続する電力ケーブルの被覆の一部Ｚを活線状態で剥ぎ、新設装置側に接続される電力ケーブルと接続可能な状態とする。続いて、図９（ｃ）に示すように、新設の電源装置の出力と既設の電源装置の出力との同期を確認する。

次に、図１０（ｄ）に示すように、両装置間の同期がとれた状態で、新設の電源装置の出力に電力ケーブルを布設し、この新設の電力ケーブルの先端を既設の電力ケーブル（被覆が剥がれた部分）に接続する。続いて、図１０（ｅ）に示すように、既設の電源装置の運転を停止し、この既設の電源装置から既設の電力ケーブルを取り外す。続いて、図１０（ｆ）に示すように、既設の電源装置と負荷装置との間を接続する既設の電力ケーブルのうち、新設の電力ケーブルとの接続部から負荷装置までの区間を残して切断し、切断部の絶縁処理を行う。
以上により、負荷装置に対する給電が維持された状態で、既設の交流電源装置が新設の交流電源装置に置き換えられる。
特開２００２−３２８７３０号公報

しかしながら、従来の技術では、図９（ｃ）の段階で既設装置と新設装置の同期を目視で確認する際、位相チェック回路の誤動作が発生しやすく、表示回路に誤って同期異常の表示が行われることが多く、その場合には回路の確認や配線接続の確認などを行う必要があり、切換作業に必要な時間が伸び、コストが増加するという問題があった。また、交流電源装置には一般に交流１００Ｖ出力の装置と２００Ｖ出力の装置が使用されており、それらの電圧専用に電源切換装置を準備する必要があり、経済的に問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、交流電源装置の切換作業を経済的に実施できる電源切換装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の電源切換装置は、第１の交流電源装置が出力する交流電力の電圧、周波数、位相、電圧相回転方向と、第２の交流電源装置が出力する交流電力の電圧、周波数、位相、電圧相回転方向との間に同期が確立している場合に、前記第１の交流電源装置から前記第２の交流電源装置に切り換えて負荷に交流電力を供給する電源切換装置であって、前記第１の交流電源装置が供給する交流電力と前記第２の交流電源装置が供給する交流電力とをそれぞれトランスを介して検出し、位相の比較を行う位相比較部に入力する。
本発明では、第１の交流電源装置が供給する交流電力と、第２の交流電源装置が供給する交流電力とをそれぞれトランスを介して検出し、検出した交流電力を位相比較部に入力するようにしたので、位相比較部に誤動作が生じることを防ぐことが可能となり、電源切換装置の切換作業を経済的に実施できる。

また、本発明の電源切換装置は、前記第１の交流電源装置が出力する交流電力の電圧値と、前記第２の交流電源装置が出力する交流電力の電圧値とが異なる場合には、警告を出力する警告出力部を更に備える。
本発明では、第１の交流電源装置が出力する交流電力の電圧値と、第２の交流電源装置が出力する交流電力の電圧値とが異なる場合に、警告出力部が警報を出力するため、電源切換装置の利用者に注意を喚起することができ、電源切換装置の利用者による誤操作の発生を防ぐことができる。

本発明の電源切換装置によれば、交流電源装置の切換作業を経済的に実施できる。

以下、この発明の実施の形態について、交流無停電電源装置を切り換える場合を例として図面を参照し説明する。
図１は、この実施の形態に係る電源切換装置の構成を示すブロック図である。
同図において、符号１は、この実施の形態に係る電源切換装置の本体である。符号２は、異なる２つの交流無停電電源装置（図示なし）から電源切換装置１にそれぞれ交流電力を入力するための入力部であり、これら交流無停電電源装置側の電力ケーブルが着脱可能に接続される入力端子台１１と、装置内部の短絡および過電流による事故を防ぐための遮断器９を備える。

符号３は、負荷装置（図示なし）に対して給電すべき電力を電源切換装置１から出力するための出力部であり外部からの切換指示に応じて開閉する電磁接触器１０と、負荷装置側の電力ケーブルが着脱可能に接続される端子台１２を備える。
符号４は、上記２つの交流無停電電源装置から入力部２に入力された交流電力の一方を上記負荷装置に給電すべき電力として前記出力部に与える切換スイッチであり、負荷装置に給電するための２つの交流無停電電源装置を切り換えるために用いられる。この切換スイッチ４は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの高速スイッチング特性を有する素子から構成される。

符号１４は、交流電力検出部であり、交流無停電電源装置Ａから出力され入力部２に入力される交流電力の周波数、位相、電圧、相回転方向、相を検出し、制御回路５に出力する。また、交流電力検出部１４は、交流無停電電源装置Ｃから出力され入力部２に入力される第２の交流電力の周波数、位相、電圧、相回転方向、相を検出し、制御回路５に出力する。

符号５は、切換スイッチ４を制御するための制御回路であり、交流電力検出部１４から交流無停電電源装置Ａの交流電力特性を取得するとともに、交流無停電電源装置Ｃの交流電力特性を取得し、これら交流電力特性の間に同期が確立したことを条件として切換スイッチ４を切り換えるものである。この場合、制御回路５は、周波数、位相、電圧、相回転方向、および相に関して一致した場合に、交流無停電電源装置Ａ（第１の交流電源装置とも称する）の出力と交流無停電電源装置Ｃ（第２の交流電源装置とも称する）の出力との間に同期が確立したものとみなす。

符号１５は、トランスであり、一方の端子が出力部３に接続されており、他方の端子が位相チェック回路７に接続されている。
また、符号１６は、トランスであり、一方の端子が交流無停電電源装置Ａ側の入力部２に接続されており、他方の端子が位相チェック回路７に接続されている。
また、符号１７は、トランスであり、一方の端子が交流無停電電源装置Ｃ側の入力部２に接続されており、他方の端子が位相チェック回路７に接続されている。

符号６は、操作スイッチであり、作業員が交流無停電電源装置の切り換えを指示するために用いられる。また、操作スイッチ６は、出力部３から負荷装置に対して供給する交流電力の電圧（例えば、１００Ｖ）を指定する。
符号７は、この電源切換装置１の出力先である負荷装置に供給されている電力の位相などの電気的状態をチェックするための位相チェック回路（位相比較部とも称する）であり、端子台１３を備える。この端子台１３は、電力供給元の交流無停電電源装置と本体との間に接続される計測線（図示なし）を取り込むためのものである。

後述するように、交流無停電電源装置を切り換える場合、電源切換装置１から負荷装置側に供給されている電力の電気的条件と、供給元の交流無停電電源装置からこの電源切換装置１に入力される電力の電気的条件とは、位相チェック回路７を経由して上述の制御回路５に入力され、これらの電気的条件が完全に一致しているか否かが判断（確認）される。この場合、制御回路５は、これらの電気的条件が、予め設定された許容範囲内で一致していれば、電磁接触器１０をオンさせる。そして、これらの電気的条件が完全に一致すれば、切換スイッチ４による交流無停電電源装置の切り換えを行い、出力部３から負荷装置に給電を行う。ただし、これらの電気的条件が許容範囲内で満足されていて、電磁接触器１０がオンしていても、操作スイッチ６から切換指示がないと切換スイッチ４が切り換わらず、出力部３から電力が出力されない。

図２を参照し、二つの三相交流電源（Ｒ，Ｓ，Ｔ）が合致する条件、即ち同期が確立する条件を説明する。
同図において、三相交流電源（Ｒ，Ｓ，Ｔ）２０は、切換前の出力、すなわち既存の交流電源装置の出力であり、Ｒ，Ｓ，Ｔの各相はベクトル２１により表される。三相交流電源（Ｕ，Ｖ，Ｗ）２２は、切換後の出力、すなわち新設の交流電源装置の出力であり、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相はベクトル２３により表される。既設の交流電源装置から新設の交流電源装置に切り換える場合、ベクトル２３がベクトル２１と完全に合致することが必要である。

ここで、完全な合致とは、ベクトル２１とベクトル２３により表される各相の電圧、位相、相回転方向、相が一致することである。図２に示す例では、これらベクトル２１とベクトル２３は合致しており、三相交流電源（Ｒ，Ｓ，Ｔ）２０と三相交流電源（Ｕ，Ｖ，Ｗ）２２との間に同期が確立している。このように、二つの交流電源が完全に合致して同期が確立しており、かつ、作業員が操作スイッチ６を操作して切換指令を与えている場合、制御回路５は、切換スイッチ４へ切換信号を送り、交流電源装置の切り換えを行う。

ところが、既存の三相交流電源（Ｒ，Ｓ，Ｔ）２０と、これに対して１２０度だけ位相がずれた図２に示す三相交流電源（Ｓ，Ｔ，Ｒ）２４とを比較すると、電圧、位相、相回転は一致するが、ベクトル２１とベクトル２５とで示すように、相（配線）が異なる。この場合、電源を切り換える際に既設の交流電源装置の出力と新設の交流電源装置の出力を接続すると電源短絡状態となり、連系運転できない。そこで、このように同期が確立していない場合には、制御回路５からスイッチ４へ切換信号は送出されず、表示部８に電源間の相が相違していることが表示される。

図３は、この発明の実施の形態に係る電源切換装置１の制御回路５の処理を示すフローチャートである。
始めに、制御回路５は、表示回路８に警告表示が点灯しているか否かについて判定する（ステップＳ０１）。なお、警告表示は、予め制御回路５に設定された電圧値と入力電圧Ｖ_Ａや入力電圧Ｖ_Ｃが不一致の場合や、電源切換装置１の配線等に異常が生じている場合に、表示回路８に表示される。
表示回路８に警告表示が点灯している場合には、警告表示が消灯するまで所定の時間間隔でステップＳ０１の処理を繰り返す。電源切換装置１の利用者は、表示回路８に警告表示が点灯している場合には、電圧レベルや配線の状態を確認して、電源切換装置１等が正常な状態となるように調整する。

一方、表示回路８に警告表示が点灯していない場合には、制御回路５は、電源切換装置１の利用者の操作に基づいて、操作スイッチ６が押されたか否かについて判定する（ステップＳ０２）。操作スイッチ６が押されていない場合は待機状態となる。
操作スイッチ６が押されている場合は、制御回路５は、交流無停電電源装置Ａの電圧Ｖ_Ａ、周波数ｆ_Ａ、相回転Ｒ_Ａ、位相Ｐ_Ａと、交流無停電電源装置Ｃの電圧Ｖ_Ｃ、周波数ｆ_Ｃ、相回転Ｒ_Ｃ、位相Ｐ_Ｃとを交流電力検出部１４から取得する（ステップＳ０３）。次に、制御回路５は、電圧Ｖ_Ａが電圧下限値Ｖ_Ｌ以上であるとともに電圧上限値Ｖ_Ｈ以下であるかについて判定するとともに、電圧Ｖ_Ｃが電圧下限値Ｖ_Ｌ以上であるとともに電圧上限値Ｖ_Ｈ以下であるかについて判定する（ステップＳ０４）。なお、電圧上限値Ｖ_Ｈ、電圧下限値Ｖ_Ｌは、予め制御回路５に設定される。

Ｖ_Ｌ≦Ｖ_Ａ≦Ｖ_Ｈ、かつ、Ｖ_Ｌ≦Ｖ_Ｃ≦Ｖ_Ｈではない場合には、制御回路５は、表示回路８の同期表示を消灯させる（ステップＳ０５）。一方、Ｖ_Ｌ≦Ｖ_Ａ≦Ｖ_Ｈ、かつ、Ｖ_Ｌ≦Ｖ_Ｃ≦Ｖ_Ｈである場合には、制御回路５は、周波数ｆ_Ａが周波数下限値ｆ_Ｌ以上であるとともに周波数上限値ｆ_Ｈ以下であるかについて判定するとともに、周波数ｆ_Ｃが周波数下限値ｆ_Ｌ以上であるとともに周波数上限値ｆ_Ｈ以下であるかについて判定する（ステップＳ０６）。なお、周波数下限値ｆ_Ｌ、周波数上限値ｆ_Ｈは、予め制御回路５に設定される。

ｆ_Ｌ≦ｆ_Ａ≦ｆ_Ｈ、かつ、ｆ_Ｌ≦ｆ_Ｃ≦ｆ_Ｈではない場合には、制御回路５は、表示回路８の同期表示を消灯させる（ステップＳ０７）。一方、ｆ_Ｌ≦ｆ_Ａ≦ｆ_Ｈ、かつ、ｆ_Ｌ≦ｆ_Ｃ≦ｆ_Ｈである場合には、制御回路５は、相回転Ｒ_Ａと相回転Ｒ_Ｃとが等しいか否かについて判定する（ステップＳ０８）。
Ｒ_Ａ＝Ｒ_Ｃではない場合には、制御回路５は、表示回路８の同期表示を消灯させる（ステップＳ０９）。一方、Ｒ_Ａ＝Ｒ_Ｃである場合には、制御回路５は、位相Ｐ_Ａと位相Ｐ_Ｃとが等しいか否かについて判定する（ステップＳ１０）。

Ｐ_Ａ＝Ｐ_Ｃではない場合には、制御回路５は、表示回路８の同期表示を消灯させる（ステップＳ１１）。一方、Ｐ_Ａ＝Ｐ_Ｃである場合には、制御回路５は、表示回路８の同期表示を点灯させる（ステップＳ１２）。

そして、制御回路５は、切換スイッチ４を切り換えることにより、交流電源装置Ａから交流電源装置Ｃに切り換えて負荷装置Ｂに交流電力を供給する（ステップＳ１３）。
なお、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ０４、Ｓ０６、Ｓ０８、Ｓ１０の処理の順序は、この順序で行う必要はなく、任意の順序で行うことができる。

図４は、この発明の実施形態に係る電源切換装置の外観図である。
図４（ａ）は、電源切換装置の正面図である。また、図４（ｂ）は、電源切換装置の側面図である。また、図４（ｃ）は、電源切換装置の平面図である。
電源切換装置の一部には、入力部２、出力部３、切換スイッチ４、操作スイッチ６、設置台３０などが設けられている（図４（ａ））。この設置台３０は、開閉式になっており、設置台３０を開くことができる（図４（ｂ）参照）。この設置台３０の上に、交流無停電電源装置Ａや交流無停電電源装置Ｃから出力される交流電力の特性（周波数、位相、電圧、相回転方向、相など）を測定する電源品質アナライザ３１を置くことができるようになっている。

以下、図５〜図８を参照しながら、この実施の形態に係る電源切換装置を用いて交流無停電電源装置（以下、単に電源装置と称す）を切り換える場合の作業手順を具体的に説明する。
図５〜図８において、符号Ａは、使用中の既設の電源装置、符号Ｂは負荷装置、符号Ｃは新設の交流無停電電源装置、符号Ｄは電源切換装置である。この電源切換装置Ｄは、上述の図１に示す電源切換装置１と同様に構成されたものである。

符号Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２は常用の遮断器である。遮断器Ａ１，Ｃ１は、電源装置Ａ，Ｃの出力端子側にそれぞれ設けられ、常時の出力を過電流等の短絡事故から保護する。また遮断器Ｂ１は、負荷装置Ｂの入力端子側に設けられ、常時の交流入力を受電し、常時の入力を負荷装置内部の過電流等の短絡事故から保護をする。遮断器Ａ１，Ｂ１，Ｃ１には、予備の遮断器Ａ２，Ｂ２，Ｃ２が併設されている。これら遮断器は、出力の切り換えのために無電圧にて配線を接続するために使用される。なお、特に図示していないが、遮断器Ａ１，Ｂ１，Ｃ１は常時の出力端子に接続され、遮断器Ａ２，Ｂ２，Ｃ２は予備の出力端子に接続されている。また、同図において、電源切換装置Ｄは、切換スイッチ４の機能のみが象徴的に表されている。

電源装置の負荷装置に対する給電を止めずに、かつ安全に電源装置を交換するためには、次のような手順が実行される。
（手順１） 通常使用される電源装置Ａの常用出力端子は、負荷装置Ｂの常用遮断器Ｂ１と接続する主の入力端子に配線接続されている（図５（ａ）参照）。この状態で、電源装置Ａの常用出力端子から負荷装置Ｂの常用入力端子に送電される。
（手順２） 続いて、新設の電源装置Ｃを既設の電源装置Ａの近傍に搬送して設置する（図５（ｂ）参照）。

（手順３） 続いて、電源切換装置Ｄを電源装置Ａ，Ｃと負荷装置Ｂとの間に設置する（図５（ｃ）参照）。初期状態では、電源切換装置Ｄの切換スイッチ４はニュートラルに設定される。そして、電源装置Ａの予備の遮断器Ａ２をオフとし、無電圧とした状態で、電源装置Ａの予備の出力端子と電源切換装置Ｄの一方の入力端子とを配線接続する。また、電源装置Ｃの予備の遮断器Ｃ２をオフとし、無電圧とした状態で、電源装置Ｃの予備の出力端子と電源切換装置Ｄの他方の入力端子とを配線接続する。さらに、負荷装置Ｂの予備の遮断器Ｂ２をオフにし、無電圧として状態で、負荷装置Ｂの予備の入力端子と電源切換装置Ｄの出力端子とを仮ケーブルにより配線接続する。

この後、電源装置Ａの予備の遮断器Ａ２をオンとし、負荷装置Ｂの予備の遮断器Ｂ２をオンとする（図５（ｄ）参照）。これにより、電源装置Ａから電源切換装置Ｄの入力端子側に直接的に電力が供給されると共に、電源装置Ａから負荷装置Ｂを経由して電源切換装置Ｄの出力端子側に電力が間接的に供給される。すなわち、この状態では、電源切換装置Ｄは、電源装置Ａ側と負荷装置Ｂ側とから受電する。

（手順４） 続いて、電源切換装置Ｄにより、電源装置Ａ側の出力と負荷装置Ｂ側の出力との間の周波数、位相、電圧、相回転方向、及び相（配線）が一致し、これらの出力の間に同期が確立していることを確認する。これにより、電源装置Ａと負荷装置Ｂとの間の仮配線ルートが形成される。また、同期が確立していない場合には、作業員に警報を発し、切換スイッチ４を電源装置Ａ側に切り換えない。従って、仮に電源装置Ａと負荷装置Ｂと電源切換装置Ｄとの間の配線が誤って接続されていたとしても、事前に短絡事故が回避される。このように、電源装置Ａ，Ｃの出力間の電気的な周波数、位相、電圧、相回転方向、および各相の確認がとれない限り、既設の電源装置Ａの出力から新設の電源装置Ｃの出力へ切り換わらないように、インターロック機構が働くように構成されている。

（手順５） 続いて、電源切換装置Ｄの切換スイッチ４をニュートラルから電源装置Ａ側に切り換える（図６（ｅ）参照）。これにより、既存の配線ルートと仮の配線ルートの両方を介して電源装置Ａから負荷装置Ｂに給電が行われる。即ち、既設の本配線ルートを介して互いに接続された既設の電源装置Ａと負荷装置Ｂとの間に仮配線ルートが併設され、該仮配線ルートを介して交流電源装置Ａから負荷装置Ｂに給電が行われる（第１の工程）。

（手順６） 次に、負荷装置Ｂの既存の給電ルートの常用遮断器Ｂ１をオフとし、電源装置Ａの予備出力端子から電源切換装置Ｄを介して負荷装置Ｂの予備入力端子に至る給電ルートのみによる給電を行う（図６（ｆ）参照）。これにより、本配線ルートが遮断され（第２の工程）、給電ルートが既存の本配線ルートから仮配線ルートに切り換わる。
（手順７） 次に、電源装置Ｃの予備遮断器Ｃ２をオンとする（図６（ｇ）参照）。電源切換装置Ｄは、既設の電源装置Ａの交流出力と新設の電源装置Ｃの交流出力との同期確認を行う。このとき、制御回路５では、図３で説明した処理が行われる。

（手順８） 続いて、電源切換装置Ｄは、電源装置Ｃと電源装置Ａの出力との同期が確立していることを確認すると、切換スイッチ４を電源装置Ｃ側に切り換え操作する（図６（ｈ）参照）。これにより、無瞬断にて給電ルートの切換えが行われ、電源装置Ｃの予備出力端子から電源切換装置Ｄを介して負荷装置Ｂの予備入力端子に至る仮給電ルートへの切り換えが行われる。即ち、仮配線ルートの給電元が電源装置Ａから新設の電源装置Ｃに切り換えられ、電源装置Ｃから仮配線ルートを介して負荷装置Ｂに給電が行われる（第３の工程）。
（手順９） 次に、電源装置Ａの常用遮断器Ａ１をオフとし、無電圧にて既存の配線（既存の本配線）を撤去する（図７（ｉ）参照）。
（手順１０） 続いて、電源装置Ｃの常用出力端子と負荷装置Ｂの常用入力端子との間に、新設の本配線を無電圧にて布設する（図７（ｊ）参照）。

（手順１１） 続いて、電源装置Ｃの常用遮断器Ｃ１をオンにする（図７（ｋ）参照）。ここで、電源切換装置Ｄは、配線（ケーブル）の相順、相回転方向、配線のいずれかを誤って接続した場合の誤切り換えを防止するための外部の位相確認用の端子（図示なし）を具備し、電源装置Ａ，Ｃが接続される２つの入力と、負荷装置Ｂが接続される１つの出力との間の位相、電圧、周波数、相順、回転、配線を確認するための機能を有する。電源装置Ｃの常用遮断器Ｃ１がオンになると、電源切換装置Ｄは、負荷装置Ｂの常用入力端子と電源切換装置Ｄの外部位相確認用端子１３に接続される計測ケーブルから得られる電力をモニタして、電源装置Ｃと負荷装置Ｂとの間で、同期、位相、相回転、相に関し、配線が全て正しく接続されていることを確認する（図７（ｋ）に点線で示す位相確認）。

（手順１２） 続いて、電源装置Ｃから仮配線ルートに供給される電力と、電源装置Ｃから新設の本配線ルートに供給される電力（上述の計測ケーブルから得られる電力）との間に同期が確立していることを確認し、負荷装置Ｂの常用遮断器Ｂ１をオンする（図７（ｌ）参照）。これにより、電源装置Ｃの予備出力端子から電源切換装置Ｄを介して負荷装置Ｂの予備入力端子に至る仮配線ルートと、電源装置Ｃの常用出力端子と負荷装置Ｂの常用入力端子との間の新設の本配線ルートとの両方のルートから給電が行われる。要約すると、電源装置Ｃと負荷装置Ｂとの間に新設の本配線ルートが形成され、この新設の本配線ルートを介して電源装置Ｃから負荷装置Ｂに給電が行われる（第４の工程）。

（手順１３） 次に、電源装置Ｃの予備遮断器Ｃ２および負荷装置Ｂの予備遮断器Ｂ２をオフさせる（図８（ｍ）参照）。これにより、電源装置Ｃと負荷装置Ｂとの間に形成された仮配線ルートが遮断され（第５の工程）、電源装置Ｃの予備出力端子から電源切換装置Ｄを介して負荷装置Ｂの予備入力端子に至る仮給電ルートによる給電は停止し、電源装置Ｃの常用出力端子と負荷装置Ｂの常用入力端子との間の新設の本配線のみによる給電となる。

（手順１４） この後、電源装置Ａの予備遮断器Ａ２をオフし、電源装置Ａと電源切換装置Ｄとの間の配線、電源装置Ｃと電源切換装置Ｄとの間の配線、および電源切換装置Ｄと負荷装置Ｂとの間の配線を撤去する。（図８（ｎ）参照）。
（手順１５） そして、既設の電源装置Ａおよび電源切換装置Ｄを撤去する（図８（ｏ）参照）。
以上により、電源装置の切り換え作業が終了する。このような作業手順を実行することにより、負荷装置への電力供給を断つことなく、既設の電源装置Ａに代えて新設の電源装置Ｃを設置することができる。

なお、この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。例えば、上述の実施の形態では、全相を通電するものとしたが、一相分の通電を行わないことで、２つの交流単相の切換機能をさらに可能とするように構成してもよい。これにより、電源装置Ａ，Ｃの出力電力が単相の交流である場合にも対応することが可能となる。
また、上述の電源切換装置Ｄに蓄電池を内蔵し、これら電源装置Ａ，Ｃのうち、いずれかもしくは両方が、予期せぬ電源トラブル若しくは断により制御機能が不能となった場合、内蔵の蓄電池にて動作して故障時の状態を記憶保持するようにしてもよい。

また、電源装置Ａ，Ｃの交流電力間の同期はずれを検出する検出手段をさらに備え、この検出手段により装置の故障を検知して作業者に警報を発するように構成してもよい。
また、電源装置Ａ，Ｃを切り換えるためのＩＧＢＴなどの高速スイッチング特性を有する素子から切換スイッチ４を構成すると共に、この素子を動作制御させる制御機能を具備するものとし、切換条件が確認された後、手動の操作スイッチからの指令により、負荷装置に影響を与えず無瞬断で切換え可能なように構成してもよい。このようにＩＧＢＴなどの高速スイッチング素子を用いることで、点弧／消弧回路を必要とするサイリスタ等を使用した場合に比較して構成を簡略化することができ、装置の小型化が可能となる。また、高速な切り換えが可能となるため、不特定の交流無停電電源装置に対応することも可能となる。さらに、装置を小型化して車輪などを取り付ければ、可搬性に優れた電源切換装置を得ることができる。

以上説明したように、この発明によれば、以下の効果を得ることができる。
即ち、周波数、位相、電圧、相回転方向、および相に基づき、既設の交流電源装置の出力と新設の交流電源装置の出力との間の同期を検出し、これらの出力間に同期が確立した場合に、既設の交流電源装置から新設の交流電源装置に切り換えて負荷装置側に対する給電を行わせるようにしたので、電源装置の交換作業を安全かつ確実に行うことができ、これにより作業員の負担を軽減すると共に誤接続を解消することができ、さらには負荷装置に対して安定した高信頼性のある切換作業が実現可能となる。

なお、以上説明した実施形態において、図３の制御回路５の機能又はこの機能の一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより電源切換装置の制御を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。

この発明の実施の形態に係る電源切換装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態に係る電源切換装置の動作（電気的条件）を説明するための図である。 この発明の実施の形態に係る電源切換装置１の制御回路５の処理を示すフローチャートである。 この発明の実施形態に係る電源切換装置の外観図である。 この発明の実施の形態に係る電源切換装置を用いた電源装置の切り換え作業手順を説明するための図である。 この発明の実施の形態に係る電源切換装置を用いた電源装置の切り換え作業手順を説明するための図である。 この発明の実施の形態に係る電源切換装置を用いた電源装置の切り換え作業手順を説明するための図である。 この発明の実施の形態に係る電源切換装置を用いた電源装置の切り換え作業手順を説明するための図である。 電源装置の従来の切り換え作業手順を説明するための図である。 電源装置の従来の切り換え作業手順を説明するための図である。

符号の説明

１・・・電源切換装置（本体）、２・・・入力部、３・・・出力部、４・・・切換スイッチ、５・・・制御回路、６・・・操作スイッチ、７・・・位相チェック回路、８・・・表示回路、９・・・遮断器、１０・・・電磁接触器、１１・・・入力用端子台、１２・・・出力用端子台、１３・・・外部計測用端子台、１４・・・交流電力検出部、１５、１６、１７・・・トランス、２０・・・基準となる三相交流電源、２１・・・基準となる三相交流電源のベクトル、２２・・・切換可能となる三相交流電源、２３・・・切換可能となる三相交流電源のベクトル、２４・・・切換不可となる三相交流電源、２５・・・切換不可となる三相交流電源のベクトル、３０・・・設置台、３１・・・電源品質アナライザ３１

Claims (2)

1. 第１の交流電源装置が出力する交流電力の電圧、周波数、位相、電圧相回転方向と、第２の交流電源装置が出力する交流電力の電圧、周波数、位相、電圧相回転方向との間に同期が確立している場合に、前記第１の交流電源装置から前記第２の交流電源装置に切り換えて負荷に交流電力を供給する電源切換装置であって、
   前記第１の交流電源装置が供給する交流電力と前記第２の交流電源装置が供給する交流電力とをそれぞれトランスを介して検出し、位相の比較を行う位相比較部に入力することを特徴とする電源切換装置。
2. 前記第１の交流電源装置が出力する交流電力の電圧値と、前記第２の交流電源装置が出力する交流電力の電圧値とが異なる場合には、警告を出力する警告出力部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の電源切換装置。

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