JP2015216773A

JP2015216773A - 無停電電源システム

Info

Publication number: JP2015216773A
Application number: JP2014098209A
Authority: JP
Inventors: 英昭松尾; Hideaki Matsuo; 稔美柳沢; Toshimi Yanagisawa
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 2014-05-11
Filing date: 2014-05-11
Publication date: 2015-12-03
Also published as: PH12015000151A1; CN105098960A; DE102015006086A1

Abstract

【課題】複数の無停電電源ユニットを並列接続して三相の交流電源を負荷側に出力する場合、配線コストが低減でき、設置作業時の配線作業効率を向上できる無停電電源システムを提供する。【解決手段】無停電電源システム１００は、三相交流入力のうち一相が入力され、単相の無停電電源装置１１１〜１１３を用いて一相の入力を電力変換して出力する複数の並列に接続された無停電電源ユニット１１０〜１３０と、三相交流入力を分散して相ごとに複数の無停電電源ユニット１１０〜１３０に供給し、複数の無停電電源ユニット１１０〜１３０からの出力を三相交流出力に集約して負荷へ出力する集約ユニット１４０と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、無停電電源システムに関する。

無停電電源装置（ＵＰＳ）は、商用電源の電圧が低下したり、停電したりした場合に、瞬断させることなく、接続している負荷に電力を供給できる装置である。

これに関連して、下記特許文献１には、三相交流入力電源からの入力を複数の並列接続された無停電電源ユニットに供給し、各無停電電源ユニットの出力を集約して負荷側に出力する無停電電源システムが開示されている。特許文献１開示の無停電電源システムによれば、負荷の増加等に応じて、無停電電源ユニットを増設でき、システムの容量を簡単に拡張できる。

このような無停電電源ユニットは、通常、負荷が三相交流電源で駆動される場合、負荷に合せて三相三線式や三相四線式の配線方式を採用する。そして、集約ユニット（共通盤）により各無停電電源ユニットへの入力および各無停電電源ユニットからの出力をそれぞれ集約して、三相交流入力電源および負荷と接続する。

特開２００６−６０９６３号公報

しかしながら、複数の三相の無停電電源ユニットを並列接続する無停電電源システムにおいて、各無停電電源ユニットの入出力端子と集約ユニットの対応端子との間の配線作業は、設置作業時に、作業員により一本ずつ行われる。たとえば、三相四線の無停電電源ユニットを採用する場合、１ユニットにつき、入力配線でＲ相、Ｓ相、Ｔ相、Ｎ（ニュートラル）の４本、出力配線でＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｎの４本およびアース配線でＧ（グランド）の１本の計９本の配線作業が必要となる。このため、並列接続される三相の無停電電源ユニットの数が増加すれば、増加したユニットの数の分だけ配線本数が９本ずつ増え、配線コストがアップし、設置作業時の作業員の作業効率が低下してしまうという問題がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、複数の無停電電源ユニットを並列に接続して三相の交流電源を負荷側に出力する場合、配線コストが低減でき、設置作業時の配線作業効率を向上できる無停電電源システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明に係る無停電電源システムは、三相交流入力のうち一相が入力され、単相の無停電電源装置を用いて前記一相の入力を電力変換して出力する複数の並列に接続された無停電電源ユニットと、前記三相交流入力を分散して相ごとに複数の前記無停電電源ユニットに供給し、複数の前記無停電電源ユニットからの出力を三相交流出力に集約して負荷へ出力する集約ユニットと、を有する。

本発明に係る無停電電源システムによれば、三相交流入力の相ごとに無停電電源ユニットを構成し、各相の無停電電源ユニットを相ごとに集約ユニットと配線接続するため、設置作業時の配線本数を減らすことができる。したがって、配線コストが低減でき、配線作業効率を向上させることができる無停電電源システムを実現できる。

本実施形態に係る無停電電源システムの構成を示す斜視図である。図１の無停電電源システムの配線関係を示す図である。比較形態の無停電電源システムの構成を示す斜視図である。図３の無停電電源システムの配線関係を示す図である。

以下、図面を参照して、本実施形態に係る無停電電源システムについて説明する。

＜無停電電源システムの構成＞
図１は、本実施形態に係る無停電電源システムの構成を示す斜視図である。

無停電電源システム１００は、Ｒ相用無停電電源ユニット１１０、Ｓ相用無停電電源ユニット１２０、Ｔ相用無停電電源ユニット１３０および集約ユニット１４０を有する。これらユニットは、たとえば、ラック（不図示）内において縦一列に配置される。ただし、ラック外において、各ユニットは、横一列に配置されても良い。

Ｒ相用無停電電源ユニット１１０は、集約ユニット１４０を介して入力される三相交流入力電源（不図示）からのＲ相入力をインバータ回路（不図示）などにより電力変換して、変換された電力をＵ相出力として集約ユニット１４０を介して負荷（不図示）へ出力する。

Ｒ相用無停電電源ユニット１１０は、直方体状のケースの内部にモジュール化され、Ｒ相入力端子、Ｎ_ＩＮ入力端子、Ｇ入力端子、Ｕ相出力端子およびＮ_ＯＵＴ出力端子が設けられている。Ｒ相入力端子は、三相交流入力電源のＲ相が入力される端子であり、Ｕ相出力端子は、負荷側へＵ相出力が出力される端子である。Ｇ入力端子は、グランド端子であり、Ｎ_ＩＮ入力端子およびＮ_ＯＵＴ出力端子は、それぞれ入力側および出力側のニュートラル端子である。

Ｒ相用無停電電源ユニット１１０は、たとえば、並列に接続された三台の単相の無停電電源装置１１１〜１１３を含む。ただし、これに限定されず、並列に接続される単相の無停電電源装置の台数はケースの収容体積によって任意に決めることができる。したがって、単相の無停電電源装置の台数を増減することにより、無停電電源ユニット全体の容量を調整できる。単相の無停電電源装置１１１〜１１３は、それぞれ電力変換できるインバータ回路などを有し、Ｒ相用無停電電源ユニット１１０の入出力端子と同様の入出力端子が設けられている。

Ｓ相用無停電電源ユニット１２０は、集約ユニット１４０を介して入力される三相交流入力電源からのＳ相入力をインバータ回路などにより電力変換して、変換された電力をＶ相出力として集約ユニット１４０を介して負荷へ出力する。

Ｓ相用無停電電源ユニット１２０は、Ｒ相用無停電電源ユニット１１０と同様にモジュール化され、Ｓ相入力端子、Ｎ_ＩＮ入力端子、Ｇ入力端子、Ｖ相出力端子およびＮ_ＯＵＴ出力端子が設けられている。Ｓ相入力端子は、三相交流入力電源のＳ相が入力される端子であり、Ｖ相出力端子は、負荷側へＶ相出力が出力される端子である。Ｇ入力端子は、グランド端子であり、Ｎ_ＩＮ入力端子およびＮ_ＯＵＴ出力端子は、それぞれ入力側および出力側のニュートラル端子である。また、Ｓ相用無停電電源ユニット１２０は、Ｒ相用無停電電源ユニット１１０と同様に、並列に接続された複数台の単相の無停電電源装置を含むことができる。

Ｔ相用無停電電源ユニット１３０は、集約ユニット１４０を介して入力される三相交流入力電源からのＴ相入力をインバータ回路などにより電力変換して、変換された電力をＷ相出力として集約ユニット１４０を介して負荷へ出力する。

Ｔ相用無停電電源ユニット１３０は、Ｒ相用無停電電源ユニット１１０と同様にモジュール化され、Ｔ相入力端子、Ｎ_ＩＮ入力端子、Ｇ入力端子、Ｗ相出力端子およびＮ_ＯＵＴ出力端子が設けられている。Ｔ相入力端子は、三相交流入力電源のＴ相が入力される端子であり、Ｗ相出力端子は、負荷側へＷ相出力が供給される端子である。Ｇ入力端子は、グランド端子であり、Ｎ_ＩＮ入力端子およびＮ_ＯＵＴ出力端子は、それぞれ入力側および出力側のニュートラル端子である。また、Ｔ相用無停電電源ユニット１３０は、Ｒ相用無停電電源ユニット１１０と同様に、並列に接続された複数台の単相の無停電電源装置を含むことができる。

集約ユニット１４０は、三相交流入力電源からのＲ相入力、Ｓ相入力およびＴ相入力をそれぞれＲ相用無停電電源ユニット１１０、Ｓ相用無停電電源ユニット１２０およびＴ相用無停電電源ユニット１３０に供給する。集約ユニット１４０は、また、Ｒ相用無停電電源ユニット１１０、Ｓ相用無停電電源ユニット１２０およびＴ相用無停電電源ユニット１３０からのＵ相出力、Ｖ相出力およびＷ相出力を集約して負荷へ出力する。

集約ユニット１４０は、直方体状のケースの内部にモジュール化され、三相交流入力電源からの入力と、各無停電電源ユニットからの出力をノイズ除去するノイズ除去フィルタ回路を有することができる。集約ユニット１４０は、三相交流入力電源と接続するための端子として、Ｒ相入力端子、Ｓ相入力端子、Ｔ相入力端子、Ｎ_ＩＮ入力端子およびＧ入力端子が設けられる。集約ユニット１４０は、また、負荷と接続するための端子として、Ｕ相出力端子、Ｖ相出力端子、Ｗ相出力端子、Ｎ_ＯＵＴ出力端子およびＧ出力端子が設けられる。集約ユニット１４０は、さらに、各無停電電源ユニットの入力端子と接続するためのＰ１端子と、各無停電電源ユニットからの出力端子と接続するためのＰ２端子とが設けられる。

以上のように構成される無停電電源システム１００は、三相交流入力のうち一相が入力され、単相の無停電電源装置を用いて一相の入力を電力変換して出力する複数の並列に接続された無停電電源ユニットと、三相交流入力を分散して相ごとに複数の無停電電源ユニットに供給し、複数の無停電電源ユニットからの出力を三相交流出力に集約して負荷へ出力する集約ユニットと、を有する。

＜無停電電源システムの配線＞
図２は、図１の無停電電源システムの各無停電電源ユニット入出力端子と集約ユニットの対応端子との配線関係を示す図である。

上述のように、Ｒ相用無停電電源ユニット１１０は、入力端子としてＲ相入力端子、Ｎ_ＩＮ入力端子およびＧ入力端子と、出力端子としてＵ相出力端子およびＮ_ＯＵＴ出力端子と、計五つの入出力端子を有する。また、集約ユニット１４０は、Ｒ相用無停電電源ユニット１１０と接続するために、Ｐ１端子およびＰ２端子において、Ｒ相用無停電電源ユニット１１０の入出力端子と対応する端子が用意される。したがって、Ｒ相用無停電電源ユニット１１０と集約ユニット１４０との接続には、計５本の配線が必要である。

同様に、Ｓ相用無停電電源ユニット１２０およびＴ相用無停電電源ユニット１３０と集約ユニット１４０との接続にも、それぞれ５本の配線が必要である。したがって、集約ユニットと三相交流入力電源および負荷との接続配線作業を除けば、設置作業時の作業員の配線作業としては、計１５本の配線作業となる。

＜無停電電源システムの作用＞
次に、図１から図４を参照して、本実施形態に係る無停電電源システム１００の作用について説明する。

本実施形態に係る無停電電源システム１００の作用効果を明確にすべく、比較形態として、複数の無停電電源ユニットを並列接続する場合、従来構造の無停電電源システム２００を挙げて説明する。図３は、比較形態としての従来構造の無停電電源システムの構成を示す斜視図であり、図４は、図３の無停電電源システムの配線関係を示す図である。

従来の無停電電源システム２００は、第一ＲＳＴ相無停電電源ユニット２１０、第二ＲＳＴ相無停電電源ユニット２２０、第三ＲＳＴ相無停電電源ユニット２３０および集約ユニット２４０を有している。

従来の無停電電源システム２００は、図１に示した無停電電源システム１００と比較して、三相交流入力の相ごとに無停電電源ユニットを構成しない。このため、各無停電電源ユニット２１０〜２３０は、入力端子としてＲ相入力端子、Ｓ相入力端子、Ｔ相入力端子、Ｎ_ＩＮ入力端子およびＧ入力端子と、出力端子としてＵ相出力端子、Ｖ相出力端子、Ｗ相出力端子およびＮ_ＯＵＴ出力端子と、計九つの入出力端子を有する。また、集約ユニット２４０は、各無停電電源ユニット２１０〜２３０の入出力端子と対応する端子が用意される。

したがって、図４に示されるように、各無停電電源ユニット２１０〜２３０と集約ユニット２４０との接続には、計２７本の配線が必要である。なお、システム全体の容量をアップするために、無停電電源ユニットを増設する場合、増設された無停電電源ユニットの数の分だけ９本ずつ配線作業負担が増加する。

これに対して、本実施形態に係る無停電電源システム１００では、図２に示したように、計１５本の配線作業が必要で、同数の無停電電源ユニットを並列接続した従来の無停電電源システム２００より１２本の配線作業負担が軽減される。なお、相ごとに無停電電源ユニットを構成したため、システム全体の容量をアップするために、各相用無停電電源ユニットに含まれる単相の無停電電源装置を増設しても、設置作業時の配線数は１５本と変わらず、作業負担が増加しない。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。

すなわち、上記実施形態では、並列接続する無停電電源ユニットとして、Ｒ相用、Ｓ相用およびＴ相用の無停電電源ユニットを一つずつ有するが、これに限定されず、Ｒ相用、Ｓ相用およびＴ相用の無停電電源ユニットをセットとして、その倍数分を並列接続してもよい。

１００、２００無停電電源システム、
１１０Ｒ相用無停電電源ユニット、
１１１、１１２、１１３単相の無停電電源装置、
１２０Ｓ相用無停電電源ユニット、
１３０Ｔ相用無停電電源ユニット、
１４０、２４０集約ユニット、
２１０第一ＲＳＴ相用無停電電源ユニット、
２２０第二ＲＳＴ相用無停電電源ユニット、
２３０第三ＲＳＴ相用無停電電源ユニット。

Claims

三相交流入力のうち一相が入力され、単相の無停電電源装置を用いて前記一相の入力を電力変換して出力する複数の無停電電源ユニットと、
前記三相交流入力を分散して相ごとに前記複数の前記無停電電源ユニットに供給し、前記複数の無停電電源ユニットからの出力を三相交流出力に集約して負荷へ出力する集約ユニットと、
を有する無停電電源システム。
前記無停電電源ユニットは、同一相の入力をそれぞれ電力変換する複数の並列に接続された単相の無停電電源装置を有する請求項１に記載の無停電電源システム。
前記無停電電源ユニットは、入力端子として前記一相の入力が入力される端子、入力用ニュートラル端子およびグランド端子を有し、出力端子として前記一相の入力から電力変換された出力が出力される端子、出力用ニュートラル端子を有し、
前記集約ユニットは、前記三相交流入力が入力される端子、前記負荷へ前記三相交流出力を出力する端子および複数の前記無停電電源ユニットの入力端子および出力端子と接続する端子を有する請求項１または２に記載の無停電電源システム。
前記複数の無停電電源ユニットは、３Ｎ（Ｎ≧１、Ｎは自然数）個である請求項１〜３のいずれか一項に記載の無停電電源システム。