JP2015198547A - Hybrid-type power source switching device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、A電源とB電源との間で電源切替を高速で行うことができるハイブリッド形電源切替装置に関するものである。 The present invention relates to a hybrid power supply switching device that can perform power supply switching between an A power supply and a B power supply at high speed.
電源切替装置は、負荷への給電をA、B両電源間で切替えるための装置であり、例えばA電源を商用電源、B電源を蓄電池、太陽光発電装置、非常用発電装置などの分散電源としておけば、商用電源が停電したときに、電源切替スイッチを瞬時に分散電源に切り替えることにより、負荷への給電を継続することができる。 The power source switching device is a device for switching power supply to the load between the A and B power sources. For example, the A power source is a commercial power source, the B power source is a distributed power source such as a storage battery, a solar power generation device, an emergency power generation device, etc. In this case, when the commercial power supply fails, power supply to the load can be continued by instantaneously switching the power supply switch to the distributed power supply.
近年、重要施設においては2系統の電源などの冗長回路を用意している。電源切替装置としては、従来から永年にわたり有接点スイッチを使用したものが使用されてきたが、停電時の切り替えには、有接点スイッチは電源切替に数10msを要し、コンピュータ等の負荷に対しては悪影響が生ずるおそれがある。このため最近では特許文献1に示されるように、半導体スイッチを使用した電源切替装置が用いられている。半導体スイッチを用いれば、電源の切替時間を数μs程度にまで大幅に短縮することができる。
In recent years, redundant facilities such as two power sources have been prepared in important facilities. As a power supply switching device, a device using a contact switch has been used for many years. However, a contact switch requires several tens of ms to switch the power supply in the event of a power failure. May cause adverse effects. For this reason, recently, as shown in
しかしながら、電流量が大きい場合には半導体スイッチを通じて通電を継続していると半導体が発熱するため、大型の冷却装置を用いて冷却しなければならず、装置が大型化するという問題がある。 However, when the amount of current is large, the semiconductor generates heat when energization is continued through the semiconductor switch. Therefore, there is a problem that the apparatus needs to be cooled using a large cooling device and the device becomes large.
そこで常時は有接点スイッチを通じて負荷への給電を行ない、電源切替時にのみ半導体スイッチを用いるハイブリッド形電源切替装置が実用化されている。しかし有接点スイッチは機械式であり、定期的な保守・点検を行わなければならない。負荷への給電を行いながら有接点スイッチの保守・点検を行うために、バイパス回路用のバイパススイッチを納めたブレーカ盤を別途必要となり、設置スペースが大型化するという問題があった。この問題は特に停電が許されないデータセンターにハイブリッド形電源切替装置を設置する場合に重要であり、小型であってメンテナンス作業も行い易い電源切替装置が求められていた。 In view of this, a hybrid power supply switching apparatus that supplies power to a load through a contact switch at all times and uses a semiconductor switch only at the time of power supply switching has been put into practical use. However, reed switches are mechanical and require regular maintenance and inspection. In order to perform maintenance / inspection of the reed switch while supplying power to the load, a breaker panel containing a bypass switch for the bypass circuit is required separately, resulting in a problem that the installation space is increased. This problem is particularly important when a hybrid power switching device is installed in a data center where a power failure is not allowed, and a power switching device that is small in size and easy to perform maintenance work has been demanded.
従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、コンパクトであって広い設置スペースを必要とせず、しかもメンテナンスの作業性にも優れたハイブリッド形電源切替装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to provide a hybrid power source switching apparatus that is compact, does not require a large installation space, and is excellent in maintenance workability.
上記の課題を解決するためになされた本発明のハイブリッド形電源切替装置は、電源切替開閉器を収納した開閉器部ユニットと、半導体スイッチを収納した半導体スイッチユニットと、電源切替コントローラを収納した制御部ユニットとを、個別に引出し可能にしたことを特徴とするものである。 The hybrid power switching device of the present invention made to solve the above problems includes a switch unit that houses a power switching switch, a semiconductor switch unit that houses a semiconductor switch, and a control that houses a power switching controller. It is characterized in that the unit unit can be pulled out individually.
なお請求項2のように、前記開閉器部ユニットは、電源切替開閉器の両側のバイパス回路に、それぞれバイパススイッチを搭載したものとすることが好ましい。
As in
本発明のハイブリッド形電源切替装置は、電源切替開閉器を収納した開閉器部ユニットと、半導体スイッチを収納した半導体スイッチユニットと、電源切替コントローラを収納した制御部ユニットとを、個別に引出し可能にしたコンパクトな構造であるため、広い設置スペースを必要としない。従ってデータセンター等に設置する場合に有利である。 The hybrid power supply switching device of the present invention can individually pull out a switch unit that stores a power switch, a semiconductor switch unit that stores a semiconductor switch, and a control unit that stores a power switch controller. Because of its compact structure, it does not require a large installation space. Therefore, it is advantageous when installed in a data center or the like.
また本発明のハイブリッド形電源切替装置は、それぞれのユニットを個別に引出し可能にしたので、引き出して各ユニット毎にメンテナンス作業を行うことができ、作業性に優れる。しかもユニットは自由に配置することができ、配置の自由度を高めることができる。 Moreover, since the hybrid type power supply switching device of the present invention enables each unit to be pulled out individually, it can be pulled out to perform maintenance work for each unit, and is excellent in workability. Moreover, the units can be arranged freely, and the degree of freedom of arrangement can be increased.
請求項2の発明によれば、電源切替開閉器の両側のバイパス回路に、それぞれバイパススイッチを搭載したので、負荷への給電がA、B何れの電源からなされている状態においても、負荷への給電を継続したままの状態で、メンテナンス作業を行うことができる利点がある。 According to the second aspect of the present invention, since the bypass switch is mounted on each of the bypass circuits on both sides of the power supply switching switch, even when power is supplied to the load from either the A or B power source, There is an advantage that maintenance work can be performed in a state where power feeding is continued.
以下に本発明の実施形態を説明する。
図1は実施形態のハイブリッド形電源切替装置の単線結線図である。図示のように、この装置は、開閉器部ユニット1と、半導体スイッチユニット2と、制御部ユニット3とから構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a single-line diagram of a hybrid power supply switching apparatus according to an embodiment. As shown in the figure, this apparatus is composed of a
開閉器部ユニット1の内部には、有接点の電源切替開閉器4とA電源側のバイパススイッチ11、B電源側のバイパススイッチ12が収納されている。この電源切替開閉器4は、可動接触子6,7を揺動させてA接点5aとB接点5bの何れかに選択的に接触させる構造であり、それ自体は公知の機器である。接点5a,5bは負荷電源端子8に接続されており、A側可動接触子6はA電源側端子9に、B側可動接触子7はB電源側端子10にそれぞれ接続されている。このため、可動接触子6,7を作動させることにより電源回路を切り替えることができるが、15ms程度の電源切替え時間を要することは、前述したとおりである。
In the
また、A電源側端子9と負荷電源端子8との間にはA電源側のバイパススイッチ11が、B電源側端子10と負荷電源端子8との間にはB電源側のバイパススイッチ12がそれぞれ設けられている。これらのバイパススイッチ11、12としては、通電能力を備えた手動負荷開閉器を用いている。図1の状態では可動接触子6がA接点5aと接触しているので、A電源側端子9と負荷電源端子8とは導通状態にあり、A電源(例えば商用電源)から負荷に給電されている。しかしA電源側のバイパススイッチ11をオンとすれば、A電源から負荷への給電を継続したままで可動接触子6をA側端子9から切り離すことができる。同様にB電源側のバイパススイッチ12をオンとすれば、B電源から負荷への給電を継続したままで可動接触子7をB側端子10から切り離すことができる。このように両バイパス方式としたので、A、B両電源側でバイパス経路を形成することができる。
Further, a
半導体スイッチユニット2の内部には、A電源側の半導体スイッチ13、B電源側の半導体スイッチ14、A電源側の電磁接触器15、B電源側の電磁接触器16が収納されている。半導体スイッチ13はA電源側主回路18によってA電源側端子9に接続されており、半導体スイッチ14はB電源側主回路19によってB電源側端子10に接続されている。また電磁接触器15、16は負荷電源端子8に接続されている。停電切替時に半導体スイッチ13,14を作動させれば、停電発生から停電検知して5ms程度で電源回路を切り替えることができる。
Inside the
制御部ユニット3の内部には、これらの開閉器部ユニット1と半導体スイッチユニット2とを制御して電源切替を行なわせる電源切替コントローラ20が収納されている。この電源切替コントローラ20は、例えばA電源(商用電源)が停電したことを感知したとき、直ちに半導体スイッチユニット2のB電源側の半導体スイッチ14をオンとし、B電源から負荷への給電を行なうとともに、開閉器部ユニット1の内部の電源切替開閉器4のA接点6をオフとし、B接点7をオンとする。その後にB電源側の半導体スイッチ14をオフとする。
Inside the
このように本発明では、停電時に先ず半導体スイッチを作動させて負荷への給電が途切れないようにしたうえで有接点スイッチを切り替えるハイブリッド形としたので、電源切替時間を5ms以下とすることができ、コンピュータ等の負荷に対しても悪影響が生ずるおそれがない。また、半導体スイッチを通じて負荷に給電する時間は有接点スイッチが切り替わるまでのごく短時間であるから、半導体スイッチが過熱されることもない。しかも負荷への給電がA、B何れの電源から行われている状態においても、バイパススイッチをオンとしてバイパス回路を形成すれば、負荷への給電を継続したまま電源切替開閉器4のメンテナンス作業を行うことができる。
As described above, in the present invention, the power supply switching time can be set to 5 ms or less because the semiconductor switch is first operated in the event of a power failure so that the power supply to the load is not interrupted and the contact switch is switched. There is no risk of adverse effects on the load on the computer or the like. In addition, since the time for supplying power to the load through the semiconductor switch is a very short time until the contact switch is switched, the semiconductor switch is not overheated. In addition, even when power is supplied to the load from either A or B power supply, if the bypass switch is turned on to form a bypass circuit, maintenance work of the power
このようなメンテナンス作業の作業性を高めるとともに、全体のコンパクト化を図るために、本発明のハイブリッド形電源切替装置は、以下に説明する構造を採用している。図2と図3はその配置例で自由に配置が可能であり、これに限定されるものではない。最も重量のある開閉器部ユニット1は、車輪を備えたスライドベース31上に搭載されている。開閉器部ユニット1の背面にはプラグ端子32,33,34が設けられており、それぞれA電源側主回路端子35、B電源側主回路端子36、負荷主回路端子37に接続されている。
In order to improve the workability of such maintenance work and reduce the overall size, the hybrid power supply switching apparatus of the present invention adopts the structure described below. 2 and 3 can be freely arranged in the arrangement example, and the present invention is not limited to this. The
このため、開閉器部ユニット1を図3に破線で示す位置まで引き出すことによりプラグ端子32,33,34とA電源側主回路端子35、B電源側主回路端子36、負荷主回路端子37との接続を切断し、安全にかつ容易に電源切替開閉器4のメンテナンス作業を行うことができる。
Therefore, by pulling out the
同様に、半導体スイッチユニット2も背後にプラグ端子を備えており、手前に引き出して安全にかつ容易にヒューズ21,22の交換作業や、半導体スイッチ13、14、電磁接触器15、16のメンテナンス作業を行うことができる。なお図4に示すように、半導体スイッチユニット2は開閉器部ユニット1よりも軽量であるから、スライドレール39に沿って引出し可能となっている。また最上段の制御部ユニット3についても同様である。
Similarly, the
以上に詳細に説明したように、本発明のハイブリッド形電源切替装置は、個別に引出し可能とし、全体がコンパクトであってデータセンター等に設置するのに好適である。また各ユニットを独立させて引出し、安全にかつ容易にメンテナンス作業を行うことができる。さらに実施形態のように両側のバイパス回路に、それぞれバイパススイッチ11、12を搭載した構造とすれば、無停電でのメンテナンス作業が可能となる。このように本発明のハイブリッド形電源切替装置は、従来の問題点を一掃したものである。 As described in detail above, the hybrid power supply switching device of the present invention can be pulled out individually, is compact in its entirety, and is suitable for installation in a data center or the like. In addition, each unit can be pulled out independently and maintenance work can be performed safely and easily. Further, if the bypass switches 11 and 12 are mounted on the bypass circuits on both sides as in the embodiment, maintenance work without an uninterruptible power is possible. As described above, the hybrid power supply switching device of the present invention eliminates the conventional problems.
1 開閉器部ユニット
2 半導体スイッチユニット
3 制御部ユニット
4 電源切替開閉器
5a A接点
5b B接点
6 A側可動接触子
7 B側可動接触子
8 負荷電源端子
9 A電源側端子
10 B電源側端子
11 A電源側のバイパススイッチ
12 B電源側のバイパススイッチ
13 A電源側の半導体スイッチ
14 B電源側の半導体スイッチ
15 A電源側の電磁接触器
16 B電源側の電磁接触器
18 A電源側主回路
19 B電源側主回路
20 電源切替コントローラ
21 ヒューズ
22 ヒューズ
31 スライドベース
32 プラグ端子
33 プラグ端子
34 プラグ端子
35 A電源側主回路端子
36 B電源側主回路端子
37 負荷主回路端子
38 バイパス操作スイッチ部
39 スライドレール
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