JP2021118601A - Uninterruptible power supply - Google Patents

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Abstract

To provide an uninterruptible power supply capable of coping with abnormality if a request of an electric current in excess of a rating from the load side occurs due to a short circuit.SOLUTION: An uninterruptible power supply includes: a power conversion circuit for converting an AC voltage from an AC power supply into DC voltage and supplying electric power to a load; a bypass circuit provided in parallel with the power conversion circuit and supplying electric power from a bypass input power supply to a load; and a controller for controlling the power conversion circuit and the bypass circuit. The controller calculates the amperage of an electric current supplied to a load and when the calculated amperage is determined to be in excess of a prescribed amperage, operates the power conversion circuit and the bypass circuit together for a prescribed period and supplies a larger current than normal time to a load.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本開示は、無停電電源装置に関し、交流から直流に電力変換を行う無停電電源装置に関する。 The present disclosure relates to an uninterruptible power supply, and relates to an uninterruptible power supply that converts power from alternating current to direct current.

従来より、商用電源が停電した場合に蓄電池より電力を負荷へ供給し、復電した場合に商用電源から電力を負荷に供給する無停電電源装置が知られている（特許文献１）。 Conventionally, there has been known an uninterruptible power supply that supplies power from a storage battery to a load when a commercial power supply fails and supplies power from a commercial power supply to the load when the power is restored (Patent Document 1).

一方、無停電電源装置に故障が発生した場合や、負荷側から定格を超える電流が要求された場合には、負荷に電力を供給するためのバイパス入力電源と接続されたバイパス回路が備えられている。 On the other hand, if the uninterruptible power supply fails or the load demands a current that exceeds the rating, a bypass circuit connected to the bypass input power supply to supply power to the load is provided. There is.

特許第５９８９６２９号Patent No. 5989629

一方で、負荷側から定格を超える電流の要求が生じた場合に、バイパス回路からの供給経路に切り替えられるが、例えば負荷側から定格を超える電流の要求が短絡により生じている可能性が考えられる。その場合には、バイパス回路に過剰な負荷がかかるためバイパス回路の保護回路が動作して無停電電源装置が停止する可能性がある。 On the other hand, when a current exceeding the rating is requested from the load side, the supply path is switched from the bypass circuit. For example, it is possible that a short circuit causes a current request exceeding the rating from the load side. .. In that case, since the bypass circuit is overloaded, the protection circuit of the bypass circuit may operate and the uninterruptible power supply may stop.

本開示は、上記の課題を解決するためになされたものであって、負荷側から定格を超える電流の要求が短絡により生じた場合に当該異常に対処することが可能な無停電電源装置を提供する。 The present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and provides an uninterruptible power supply capable of dealing with the abnormality when a current exceeding the rating is requested from the load side due to a short circuit. do.

ある局面に従う無停電電源装置は、交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換して負荷に電力を供給する電力変換回路と、電力変換回路と並列に設けられ、バイパス入力電源からの電力を負荷に供給するバイパス回路と、電力変換回路およびバイパス回路を制御するコントローラとを備える。コントローラは、負荷に供給する電流量を算出し、算出した電流量が所定の電流量を超えると判断した場合には、所定期間の間、電力変換回路およびバイパス回路をともに動作させて、負荷に通常時よりも大きい電流を供給する。 A non-disruptive power supply device that follows a certain aspect is provided in parallel with a power conversion circuit that converts an AC voltage from an AC power supply into a DC voltage and supplies power to the load, and a power conversion circuit that loads the power from the bypass input power supply. A bypass circuit for supplying to the power conversion circuit and a controller for controlling the power conversion circuit and the bypass circuit are provided. The controller calculates the amount of current to be supplied to the load, and if it determines that the calculated amount of current exceeds the predetermined amount of current, it operates both the power conversion circuit and the bypass circuit for a predetermined period to load the load. It supplies a larger current than usual.

好ましくは、コントローラは、所定期間が経過した場合に負荷に供給する電流量を算出し、当該算出した電流量が所定の電流量を超えるか否かを判断し、当該算出した電流量が所定の電流量を超えると判断した場合には、電力変換回路の動作を停止させる。 Preferably, the controller calculates the amount of current to be supplied to the load when a predetermined period elapses, determines whether or not the calculated amount of current exceeds the predetermined amount of current, and the calculated amount of current is predetermined. If it is determined that the amount of current is exceeded, the operation of the power conversion circuit is stopped.

好ましくは、コントローラは、当該算出した電流量が所定の電流量を超えないと判断した場合には、バイパス回路の動作を停止させる。 Preferably, the controller stops the operation of the bypass circuit when it determines that the calculated current amount does not exceed the predetermined current amount.

好ましくは、負荷は、ヒューズを含み、ヒューズに対して通常時よりも大きい電流が供給される。 Preferably, the load includes a fuse and a higher current than usual is supplied to the fuse.

好ましくは、電力変換回路およびバイパス回路と並列に負荷と接続された蓄電装置をさらに備える。コントローラは、算出した電流量が所定の電流量を超えると判断した場合には、蓄電装置をさらに動作させて、負荷に通常時よりも大きい電流を供給する。 Preferably, it further comprises a power storage device connected to the load in parallel with the power conversion circuit and the bypass circuit. When the controller determines that the calculated current amount exceeds a predetermined current amount, the controller further operates the power storage device to supply the load with a current larger than the normal time.

一実施例によれば、無停電電源装置は、負荷側から定格を超える電流の要求が短絡により生じた場合に当該異常に対処することが可能である。 According to one embodiment, the uninterruptible power supply can deal with the abnormality when a demand for a current exceeding the rating is generated from the load side due to a short circuit.

実施形態１に基づく無停電電源システム１０の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the uninterruptible power supply system 10 based on Embodiment 1. FIG. 実施形態１に基づく無停電電源システム１０の負荷側に短絡異常が発生した場合を説明する図である。It is a figure explaining the case where the short circuit abnormality occurs on the load side of the uninterruptible power supply system 10 based on Embodiment 1. 比較例として従来の無停電電源システムにおける負荷への電力供給を説明する図である。As a comparative example, it is a figure explaining the power supply to the load in the conventional uninterruptible power supply system. 比較例として従来の無停電電源システムにおけるバイパス回路から負荷への電力供給について説明する図である。As a comparative example, it is a figure explaining the power supply from a bypass circuit to a load in a conventional uninterruptible power supply system. 実施形態１に基づく無停電電源システム１０の負荷側に短絡異常が発生した場合のバイパス回路を用いた電力供給について説明する図である。It is a figure explaining the power supply using the bypass circuit when a short circuit abnormality occurs on the load side of the uninterruptible power supply system 10 based on Embodiment 1. 実施形態１に従う無停電電源システムにおける負荷への電力供給を説明する図である。It is a figure explaining the power supply to the load in the uninterruptible power supply system according to Embodiment 1. 実施形態１に従う無停電電源システム１０の負荷側に短絡が発生してヒューズを溶断した場合の状態について説明する図である。It is a figure explaining the state when the fuse is blown by the short circuit on the load side of the uninterruptible power supply system 10 according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１に従う無停電電源システム１０の動作フローについて説明する図である。It is a figure explaining the operation flow of the uninterruptible power supply system 10 according to Embodiment 1. FIG. 実施形態２に基づく無停電電源システム１０＃の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the uninterruptible power supply system 10 # based on Embodiment 2.

本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。 This embodiment will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals and the description thereof will not be repeated.

（実施形態１）
図１は、実施形態１に基づく無停電電源システム１０の構成を説明する図である。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an uninterruptible power supply system 10 based on the first embodiment.

図１に示されるように、無停電電源システム１０は、複数の並列に設けられた複数の無停電電源装置１で構成される。本例においては、複数の無停電電源装置１Ａ〜１Ｋが設けられている場合が示されている。また、本例においては、無停電電源システム１０に対して複数の負荷４が設けられる。本例においては、複数の負荷４Ａ〜４Ｌが設けられている。 As shown in FIG. 1, the uninterruptible power supply system 10 is composed of a plurality of uninterruptible power supply devices 1 provided in parallel. In this example, a case where a plurality of uninterruptible power supplies 1A to 1K are provided is shown. Further, in this example, a plurality of loads 4 are provided for the uninterruptible power supply system 10. In this example, a plurality of loads 4A to 4L are provided.

当該無停電電源装置１および負荷４の個数は、電力供給システムの規模に応じて可変に設定される。無停電電源装置１Ａ〜１Ｋは、互いに並列に接続されており、各無停電電源装置１の構成は同一であるためのその１つの無停電電源装置１Ａについて主に説明する。 The number of the uninterruptible power supply 1 and the load 4 is variably set according to the scale of the power supply system. The uninterruptible power supply devices 1A to 1K are connected in parallel to each other, and one of the uninterruptible power supply devices 1A for having the same configuration of each uninterruptible power supply device 1 will be mainly described.

無停電電源装置１Ａは、交流入力電源２、バイパス入力電源３および負荷４に接続される。 The uninterruptible power supply 1A is connected to the AC input power supply 2, the bypass input power supply 3, and the load 4.

無停電電源装置１Ａは、スイッチ１４を介して蓄電池３１とも接続される。
交流入力電源２およびバイパス入力電源３は、無停電電源装置１に交流電力を供給する交流電源である。これらの入力電源の各々は、たとえば商用交流電源もしくは自家用発電機等によって構成される。 The uninterruptible power supply 1A is also connected to the storage battery 31 via the switch 14.
The AC input power supply 2 and the bypass input power supply 3 are AC power supplies that supply AC power to the uninterruptible power supply 1. Each of these input power sources is composed of, for example, a commercial AC power source or a private power generator.

入力交流電源の一例として三相三線（３φ３Ｗ）式を示す。ただし、入力交流電源の種類は三相三線式に限定されず、たとえば三相四線式の電源でもよいし、単相三線式の電源でもよい。 A three-phase three-wire (3φ3W) type is shown as an example of an input AC power supply. However, the type of input AC power supply is not limited to the three-phase three-wire system, and may be, for example, a three-phase four-wire power supply or a single-phase three-wire power supply.

無停電電源装置１Ａは、電磁接触器（コンタクタ）５，１５，１７，１９と、リアクトル７，１２，２１と、コンバータＣＮＶと、コンデンサ１１と、コンデンサ８，１１と、サイリスタスイッチ１８と、チョッパＣＨＰと、整流回路２０と、ヒューズ１６，２３と、逆流防止ダイオード２２と、コントローラ３０とを備える。 The uninterruptible power supply 1A includes electromagnetic contactors (contactors) 5,15,17,19, reactors 7,12,21, converter CNV, capacitors 11, capacitors 8,11, thyristor switches 18, and choppers. It includes a CHP, a rectifier circuit 20, fuses 16 and 23, a backflow prevention diode 22, and a controller 30.

コンタクタ５およびリアクトル７は、交流入力電源２とコンバータＣＮＶとの間に直列に接続される。コンバータＣＮＶ、逆流防止ダイオード２２、ヒューズ２３、コンタクタ１５は、交流入力電源２と負荷４との間に直列に接続される。コンデンサ８は、リアクトル７と並列にコンタクタ５と接続される。コンタクタ５は、コントローラ３０からの指令に応答して開放（オン）および閉成（オフ）する。コンデンサ８およびリアクトル７は、コンバータＣＮＶに入力される交流電力の波形を成形するためのフィルタである。 The contactor 5 and the reactor 7 are connected in series between the AC input power supply 2 and the converter CNV. The converter CNV, the backflow prevention diode 22, the fuse 23, and the contactor 15 are connected in series between the AC input power supply 2 and the load 4. The capacitor 8 is connected to the contactor 5 in parallel with the reactor 7. The contactor 5 opens (on) and closes (off) in response to a command from the controller 30. The capacitor 8 and the reactor 7 are filters for shaping the waveform of the AC power input to the converter CNV.

コンバータＣＮＶは、交流入力電源２から供給される交流電圧を直流電圧に変換する。コンデンサ１１は、コンバータＣＮＶの出力電圧を平滑化する。 The converter CNV converts the AC voltage supplied from the AC input power supply 2 into a DC voltage. The capacitor 11 smoothes the output voltage of the converter CNV.

コンタクタ１５は、コントローラ３０からの指令に応答して開放（オフ）および閉成（オン）する。 The contactor 15 opens (off) and closes (on) in response to a command from the controller 30.

蓄電池３１は、交流入力電源２が交流電力を供給できないとき（たとえば停電時）において、負荷に直流電圧を供給するための蓄電装置である。リアクトル１２およびスイッチ１４は、蓄電池３１とチョッパＣＨＰとの間に直列に接続される。は、リアクトル１２は、蓄電池３１から入力される電力の波形を成形するためのフィルタである。チョッパＣＨＰは、蓄電池３１からの直流電圧のレベルを変換して負荷に供給する。 The storage battery 31 is a power storage device for supplying a DC voltage to a load when the AC input power supply 2 cannot supply AC power (for example, during a power failure). The reactor 12 and the switch 14 are connected in series between the storage battery 31 and the chopper CHP. The reactor 12 is a filter for forming a waveform of electric power input from the storage battery 31. The chopper CHP converts the level of the DC voltage from the storage battery 31 and supplies it to the load.

逆流防止ダイオード２２は、他の無停電電源装置からの電流の逆流を防止する。
コンタクタ１９は、コントローラ３０からの指令に応答して閉成（オン）および開放（オフ）する。 The backflow prevention diode 22 prevents backflow of current from another uninterruptible power supply.
The contactor 19 closes (on) and opens (off) in response to a command from the controller 30.

サイリスタスイッチ１８およびコンタクタ１７は、バイパス回路に並列に接続される。
バイパス入力電源３は、リアクトル２１と接続される。リアクトル２１は、バイパス入力電源３の交流電力の波形を成形するためのフィルタである。 The thyristor switch 18 and the contactor 17 are connected in parallel to the bypass circuit.
The bypass input power supply 3 is connected to the reactor 21. The reactor 21 is a filter for forming a waveform of AC power of the bypass input power supply 3.

サイリスタスイッチ１８は、バイパス入力電源３からの交流電力に高速に切換えるためのスイッチである。コンタクタ１７は、バイパス入力電源３からの交流電力を無停電電源装置から出力される交流出力として維持するためのものである。 The thyristor switch 18 is a switch for switching to AC power from the bypass input power supply 3 at high speed. The contactor 17 is for maintaining the AC power from the bypass input power supply 3 as the AC output output from the uninterruptible power supply.

整流回路２０は、サイリスタスイッチ１８およびコンタクタ１７と接続され、バイパス入力電源３からの交流電力を直流電圧に整流して負荷４に供給する。 The rectifier circuit 20 is connected to the thyristor switch 18 and the contactor 17, and rectifies the AC power from the bypass input power supply 3 to a DC voltage and supplies it to the load 4.

ヒューズ１６は、整流回路２０とコンタクタ１９との間に設けられ、バイパス回路に設けられる保護回路であり、過大な電流が流れた場合に回路を遮断する。 The fuse 16 is a protection circuit provided between the rectifier circuit 20 and the contactor 19 and provided in the bypass circuit, and cuts off the circuit when an excessive current flows.

ヒューズ２３は、逆流防止ダイオード２２とコンタクタ１５との間に設けられ、電力変換回路に設けられる保護回路であり、過大な電流が流れた場合に回路を遮断する。 The fuse 23 is a protection circuit provided between the backflow prevention diode 22 and the contactor 15 and provided in the power conversion circuit, and cuts off the circuit when an excessive current flows.

初期状態において、コンタクタ５，１４，１５および１９は、コントローラ３０からの指令に応答して閉成（オン）する。また、コンバータＣＮＶ、チョッパＣＨＰはオンしており、サイリスタスイッチ１８およびコンタクタ１７はオフである。 In the initial state, the contactors 5, 14, 15 and 19 are closed (on) in response to a command from the controller 30. The converter CNV and chopper CHP are on, and the thyristor switch 18 and contactor 17 are off.

交流入力電源２からの交流電力が供給されている通常時には、コンバータＣＮＶによって生成された直流電圧が蓄電池３１に蓄えられるとともに、当該直流電圧が負荷４に供給される。一方、交流入力電源２からの交流電力の供給が停止した停電時には、コンバータＣＮＶの運転が停止され、蓄電池３１に蓄えられた直流電圧が負荷４に供給される。したがって、無停電電源装置によれば、停電時でも蓄電池３１に蓄えられた電力を用いて負荷４の運転を継続することができる。 Normally, when the AC power from the AC input power supply 2 is supplied, the DC voltage generated by the converter CNV is stored in the storage battery 31, and the DC voltage is supplied to the load 4. On the other hand, in the event of a power failure in which the supply of AC power from the AC input power source 2 is stopped, the operation of the converter CNV is stopped, and the DC voltage stored in the storage battery 31 is supplied to the load 4. Therefore, according to the uninterruptible power supply, the operation of the load 4 can be continued by using the electric power stored in the storage battery 31 even in the event of a power failure.

コントローラ３０は、通常時および停電時において、負荷４に供給する直流電圧を発生させるために、コンバータＣＮＶを制御するための制御装置であり、一例として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory)などの記憶部とを含むマイクロコンピュータを主体として構成される。そして、コントローラ３０は、予めＲＯＭなどに格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭに読出して実行することによって、コンバータＣＮＶおよびチョッパＣＨＰ等を制御する。 The controller 30 is a control device for controlling the converter CNV in order to generate a DC voltage to be supplied to the load 4 during normal times and power failure. As an example, a CPU (Central Processing Unit) and a ROM (Read). It is mainly composed of a microcomputer including a storage unit such as Only Memory) and RAM (Random Access Memory). Then, the controller 30 controls the converter CNV, the chopper CHP, and the like by the CPU reading the program stored in the ROM or the like in advance into the RAM and executing the program.

さらに、コントローラ３０は、このコンバータＣＮＶの制御に加えて、コンタクタ５，１４，１５，１９およびバイパス回路を制御する。 Further, the controller 30 controls the contactors 5, 14, 15, 19 and the bypass circuit in addition to controlling the converter CNV.

バイパス入力電源３からの交流電力が供給されている停電時には、コンバータＣＮＶ、チョッパＣＨＰはオフしており、サイリスタスイッチ１８およびコンタクタ１７はオンである。バイパス回路を介して直流電圧が供給されて負荷４の運転を継続することができる。 During a power failure when AC power is being supplied from the bypass input power supply 3, the converter CNV and chopper CHP are off, and the thyristor switch 18 and contactor 17 are on. A DC voltage is supplied via the bypass circuit so that the operation of the load 4 can be continued.

なお、コントローラ３０の少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。 At least a part of the controller 30 may be configured to execute a predetermined numerical / logical operation process by hardware such as an electronic circuit.

また、各無停電電源装置１の出力側には負荷に供給される電流量を検出する電流センサが設けられており、コントローラ３０は、当該電流センサの値を検出する。 Further, a current sensor for detecting the amount of current supplied to the load is provided on the output side of each uninterruptible power supply 1, and the controller 30 detects the value of the current sensor.

図２は、実施形態１に基づく無停電電源システム１０の負荷側に短絡異常が発生した場合を説明する図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating a case where a short-circuit abnormality occurs on the load side of the uninterruptible power supply system 10 based on the first embodiment.

図２に示されるように、本例においては、一例として負荷４Ｌにおいて短絡異常が生じた場合が示されている。 As shown in FIG. 2, in this example, a case where a short-circuit abnormality occurs in the load 4L is shown as an example.

これにより無停電電源システム１０は、負荷側に生じた短絡異常により供給する電流量を増加させる必要が発生する。 As a result, the uninterruptible power supply system 10 needs to increase the amount of current supplied due to the short-circuit abnormality that occurs on the load side.

図３は、比較例として従来の無停電電源システムにおける負荷への電力供給を説明する図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating power supply to a load in a conventional uninterruptible power supply system as a comparative example.

図３に示されるように、負荷側に生じた短絡異常により定格を超えた電力供給が行われる。本例においては、一例として定格の１５０％を供給可能なコンバータについて説明する。この場合、コントローラは、コンバータに指示して電流を増加させることにより定格の１５０％の負荷に対する電力供給を開始する。 As shown in FIG. 3, power is supplied in excess of the rating due to a short-circuit abnormality occurring on the load side. In this example, a converter capable of supplying 150% of the rating will be described as an example. In this case, the controller starts supplying power to a load of 150% of the rating by instructing the converter to increase the current.

そして、コントローラは、コンバータから負荷への電力供給が定格の１５０％に到達した場合には、コンバータを保護するためにバイパス回路を用いた供給経路に切り替える。 Then, when the power supply from the converter to the load reaches 150% of the rating, the controller switches to a supply path using a bypass circuit to protect the converter.

図４は、比較例として従来の無停電電源システムにおけるバイパス回路から負荷への電力供給について説明する図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating power supply from a bypass circuit to a load in a conventional uninterruptible power supply system as a comparative example.

図４に示されるように、この場合には、各無停電電源装置１のコンバータＣＮＶおよびチョッパＣＨＰがオフし、サイリスタスイッチ１８およびコンタクタ１７はオンする。 As shown in FIG. 4, in this case, the converter CNV and the chopper CHP of each uninterruptible power supply 1 are turned off, and the thyristor switch 18 and the contactor 17 are turned on.

当該図に示されるように、バイパス回路側から負荷に対して電力が供給される。この場合に過剰な負荷が継続的にかかる可能性があり、バイパス回路の保護回路が動作して無停電電源システム全体が停止する可能性がある。 As shown in the figure, power is supplied to the load from the bypass circuit side. In this case, an excessive load may be continuously applied, and the protection circuit of the bypass circuit may operate to stop the entire uninterruptible power supply system.

図５は、実施形態１に基づく無停電電源システム１０の負荷側に短絡異常が発生した場合のバイパス回路を用いた電力供給について説明する図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating power supply using a bypass circuit when a short-circuit abnormality occurs on the load side of the uninterruptible power supply system 10 based on the first embodiment.

図５に示されるように、本実施形態１に従う無停電電源システム１０は、負荷側に生じた短絡異常により供給する電流量を増加させる必要が発生した場合、各無停電電源装置１のコンバータＣＮＶおよびチョッパＣＨＰのオンを維持しつつ、サイリスタスイッチ１８およびコンタクタ１７をオンする。 As shown in FIG. 5, the uninterruptible power supply system 10 according to the first embodiment has a converter CNV of each uninterruptible power supply 1 when it becomes necessary to increase the amount of current supplied due to a short-circuit abnormality occurring on the load side. And while keeping the chopper CHP on, the thyristor switch 18 and contactor 17 are turned on.

各無停電電源装置１のコンバータＣＮＶからの電力の供給およびバイパス回路からの電力の供給が負荷に対して行われる。 Power is supplied from the converter CNV of each uninterruptible power supply 1 and power is supplied from the bypass circuit to the load.

図６は、実施形態１に従う無停電電源システムにおける負荷への電力供給を説明する図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating power supply to a load in an uninterruptible power supply system according to the first embodiment.

図６に示されるように、負荷側に生じた短絡異常により供給する電流量を増加させる必要が発生した場合、コントローラ３０は、コンバータＣＮＶに指示して電流量を増加させて定格の１５０％まで負荷に対する電力供給を継続する。 As shown in FIG. 6, when it becomes necessary to increase the amount of current supplied due to a short-circuit abnormality occurring on the load side, the controller 30 instructs the converter CNV to increase the amount of current to 150% of the rating. Continue to supply power to the load.

そして、コントローラ３０は、コンバータＣＮＶから負荷への電力供給が定格の１５０％に到達した場合にはサイリスタスイッチ１８およびコンタクタ１７を閉成（オン）する。すなわち、コントローラ３０は、コンバータＣＮＶから負荷への電流量が所定のしきい値となる電流量（定格電流の１．５倍）を超えた場合にはサイリスタスイッチ１８およびコンタクタ１７を閉成（オン）する。これにより、バイパス回路から負荷への電力供給が開始される。 Then, the controller 30 closes (turns on) the thyristor switch 18 and the contactor 17 when the power supply from the converter CNV to the load reaches 150% of the rating. That is, the controller 30 closes (on) the thyristor switch 18 and the contactor 17 when the amount of current from the converter CNV to the load exceeds the amount of current (1.5 times the rated current) which is a predetermined threshold value. )do. As a result, power supply from the bypass circuit to the load is started.

したがって、一時的に負荷への電力量が増大し、負荷への電流量が大幅に増加する。すなわち、短絡異常が生じている箇所に対して電流がさらに過大に供給されることになる。それゆえ、負荷側に設けられたヒューズに対して過大な電流が流れる電流経路が形成される。これにより当該ヒューズが溶断されて、短絡異常が生じた箇所の電流経路を開放することが可能となる。また、一時的に負荷への電力量が増大するため、従来よりも早く短絡異常の電流経路が開放される可能性が高くなる。 Therefore, the amount of power to the load temporarily increases, and the amount of current to the load increases significantly. That is, the current is further excessively supplied to the place where the short circuit abnormality occurs. Therefore, a current path is formed in which an excessive current flows through the fuse provided on the load side. As a result, the fuse is blown, and the current path at the location where the short-circuit abnormality has occurred can be opened. In addition, since the amount of power to the load temporarily increases, there is a high possibility that the current path of the short-circuit abnormality will be opened earlier than before.

図７は、実施形態１に従う無停電電源システム１０の負荷側に短絡が発生してヒューズを溶断した場合の状態について説明する図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating a state when a short circuit occurs on the load side of the uninterruptible power supply system 10 according to the first embodiment and the fuse is blown.

図７に示されるように、負荷側に短絡が発生した場合には出力電圧が低下する。また、短絡経路が生じるため出力電流が増加する。本例の場合には、出力電流が増加した場合に、バイパス回路から負荷への電力供給を実行することにより、出力電圧の低下を抑制する。 As shown in FIG. 7, when a short circuit occurs on the load side, the output voltage drops. In addition, the output current increases because a short-circuit path is generated. In the case of this example, when the output current increases, the power is supplied from the bypass circuit to the load to suppress the decrease in the output voltage.

これにより、負荷側に設けられたヒューズに流れる電流をさらに増加させて、ヒューズを溶断させる。したがって、短絡異常が生じた箇所の電流経路を開放することが可能となる。 As a result, the current flowing through the fuse provided on the load side is further increased to blow the fuse. Therefore, it is possible to open the current path at the location where the short-circuit abnormality has occurred.

これにより、無停電電源システム１０の負荷側への出力電流が正常時の状態に戻る。
図８は、実施形態１に従う無停電電源システム１０の動作フローについて説明する図である。 As a result, the output current to the load side of the uninterruptible power supply system 10 returns to the normal state.
FIG. 8 is a diagram illustrating an operation flow of the uninterruptible power supply system 10 according to the first embodiment.

図８を参照して、コントローラ３０は、負荷への電流量を算出する（ステップＳ２）。
なお、初期状態として、コンタクタ５，１４およびコンバータＣＮＶならびにチョッパＣＨＰはオンであり、サイリスタスイッチ１８およびコンタクタ１７はオフしている。 With reference to FIG. 8, the controller 30 calculates the amount of current to the load (step S2).
In the initial state, the contactors 5 and 14, the converter CNV and the chopper CHP are on, and the thyristor switch 18 and the contactor 17 are off.

次に、コントローラ３０は、算出された電流量が所定のしきい値以上であるか否かを判断する（ステップＳ４）。本例においては、コンバータＣＮＶは、出力電流を調整することにより定格の１５０％までの電力を供給可能に設けられている。 Next, the controller 30 determines whether or not the calculated current amount is equal to or greater than a predetermined threshold value (step S4). In this example, the converter CNV is provided so as to be able to supply electric power up to 150% of the rating by adjusting the output current.

ステップＳ４において、コントローラ３０は、算出された電流量が所定のしきい値以上であると判断した場合（ステップＳ４においてＹＥＳ）には、サイリスタスイッチ１８およびコンタクタ１７をオンする（ステップＳ６）。これにより負荷に対してバイパス経路からも電力が供給される。 In step S4, when the controller 30 determines that the calculated current amount is equal to or greater than a predetermined threshold value (YES in step S4), the controller 30 turns on the thyristor switch 18 and the contactor 17 (step S6). As a result, power is supplied to the load from the bypass path as well.

ステップＳ８において、コントローラ３０は、所定期間が経過したか否かを判断する（ステップＳ８）。一例として所定期間として２０ｍｓに設定されている。なお、当該所定期間の長さは任意の値に調整することが可能である。 In step S8, the controller 30 determines whether or not the predetermined period has elapsed (step S8). As an example, the predetermined period is set to 20 ms. The length of the predetermined period can be adjusted to an arbitrary value.

コントローラ３０は、所定期間が経過したと判断した場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）には、負荷への電流量を算出する（ステップＳ１０）。 When the controller 30 determines that the predetermined period has elapsed (YES in step S8), the controller 30 calculates the amount of current to the load (step S10).

次に、コントローラ３０は、算出された電流量が所定のしきい値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。 Next, the controller 30 determines whether or not the calculated current amount is equal to or greater than a predetermined threshold value (step S12).

ステップＳ１２において、コントローラ３０は、算出された電流量が所定のしきい値以上であると判断した場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）には、コンタクタ５，１４およびコンバータＣＮＶならびにチョッパＣＨＰをオフする（ステップＳ１４）。 In step S12, when the controller 30 determines that the calculated current amount is equal to or higher than a predetermined threshold value (YES in step S12), the controller 30 turns off the contactors 5 and 14, the converter CNV, and the chopper CHP (step S12). S14).

そして、処理を終了する（エンド）。これにより負荷に対するコンバータＣＮＶからの供給は停止して、コンバータＣＮＶを保護することが可能となる。 Then, the process ends (end). As a result, the supply from the converter CNV to the load is stopped, and the converter CNV can be protected.

一方、ステップＳ１２において、コントローラ３０は、算出された電流量が所定のしきい値以上でないと判断した場合（ステップＳ１２においてＮＯ）には、サイリスタスイッチ１８およびコンタクタ１７をオフする（ステップＳ１６）。 On the other hand, in step S12, when the controller 30 determines that the calculated current amount is not equal to or higher than a predetermined threshold value (NO in step S12), the controller 30 turns off the thyristor switch 18 and the contactor 17 (step S16).

そして、処理を終了する（エンド）。この場合、算出された電流量が所定のしきい値以上でないため、すなわち、短絡異常が生じた箇所の電流経路が開放されたことにより通常動作を継続することが可能であるためサイリスタスイッチ１８およびコンタクタ１７をオフして、バイパス経路からの電力の供給を停止する。 Then, the process ends (end). In this case, since the calculated current amount is not equal to or higher than a predetermined threshold value, that is, the normal operation can be continued because the current path at the location where the short-circuit abnormality has occurred is opened, the thyristor switch 18 and the thyristor switch 18 and The contactor 17 is turned off to stop the power supply from the bypass path.

本実施形態１に従う無停電電源システム１０は、負荷側から定格を超える電流の要求が短絡により生じた場合に当該異常に対処することが可能である。すなわち、一時的にバイパス経路から電力を供給することにより、負荷側の短絡異常が生じた箇所のヒューズを溶断して、電流経路を開放することが可能である。これにより、負荷側の短絡異常を解消することが可能となる。 The uninterruptible power supply system 10 according to the first embodiment can deal with the abnormality when a demand for a current exceeding the rating is generated from the load side due to a short circuit. That is, by temporarily supplying power from the bypass path, it is possible to blow the fuse at the location where the short-circuit abnormality on the load side occurs and open the current path. This makes it possible to eliminate the short-circuit abnormality on the load side.

なお、本例においては、複数の無停電電源装置が設けられた無停電電源システム１０の構成について説明したが、複数の無停電電源装置に限られず１つの無停電電源装置を設けた構成とすることも可能である。 In this example, the configuration of the uninterruptible power supply system 10 provided with a plurality of uninterruptible power supplies has been described, but the configuration is not limited to the plurality of uninterruptible power supplies but is provided with one uninterruptible power supply. It is also possible.

（実施形態２）
図９は、実施形態２に基づく無停電電源システム１０＃の構成を説明する図である。 (Embodiment 2)
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of an uninterruptible power supply system 10 # based on the second embodiment.

図９に示されるように、無停電電源システム１０＃は、蓄電装置５０およびコンタクタ５１がさらに設けられている点が異なる。その他の構成については図１で説明したのと同様であるのでその詳細な説明については繰り返さない。 As shown in FIG. 9, the uninterruptible power supply system 10 # is different in that the power storage device 50 and the contactor 51 are further provided. Since the other configurations are the same as those described in FIG. 1, the detailed description thereof will not be repeated.

本実施形態２においては、コントローラ３０は、負荷に対する電力供給がコンバータＣＮＶの定格の１５０％に到達した場合にはコンタクタ５１を閉成（オン）する。 In the second embodiment, the controller 30 closes (on) the contactor 51 when the power supply to the load reaches 150% of the rating of the converter CNV.

これにより一時的に負荷への電力量が増大し、負荷への電流量が大幅に増加する。すなわち、短絡異常が生じている箇所に対して電流がさらに過大に供給されることになる。したがって、負荷に設けられたヒューズに対して過大な電流経路を形成することにより当該ヒューズを溶断して、電流経路を開放することが可能となる。また、従来よりも早く電流経路が開放される可能性が高くなる。 As a result, the amount of power to the load temporarily increases, and the amount of current to the load increases significantly. That is, the current is further excessively supplied to the place where the short circuit abnormality occurs. Therefore, by forming an excessive current path with respect to the fuse provided in the load, the fuse can be blown and the current path can be opened. In addition, there is a high possibility that the current path will be opened earlier than before.

本実施形態２に従う無停電電源システム１０＃は、負荷側から定格を超える電流の要求が短絡により生じた場合に当該異常に対処することが可能である。すなわち、一時的にバイパス経路および蓄電装置５０から電力を供給することにより、負荷側の短絡異常が生じた箇所のヒューズを溶断して、電流経路を開放することが可能である。これにより、負荷側の短絡異常を解消することが可能となる。 The uninterruptible power supply system 10 # according to the second embodiment can deal with the abnormality when a demand for a current exceeding the rating is generated from the load side due to a short circuit. That is, by temporarily supplying power from the bypass path and the power storage device 50, it is possible to blow the fuse at the location where the short-circuit abnormality on the load side has occurred and open the current path. This makes it possible to eliminate the short-circuit abnormality on the load side.

なお、本例においては、蓄電装置５０およびコンタクタ５１は、無停電電源システム１０＃に共通に設けた構成について説明しているが、各無停電電源装置１それぞれに対応して蓄電装置５０およびコンタクタ５１を設ける構成とすることも可能である。 In this example, the power storage device 50 and the contactor 51 are described in a configuration commonly provided in the uninterruptible power supply system 10 #, but the power storage device 50 and the contactor correspond to each of the uninterruptible power supply devices 1. It is also possible to have a configuration in which 51 is provided.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

１ 無停電電源装置、３ バイパス入力電源、４ 負荷、５，１５，１７，１９，５１ コンタクタ、７，１２，２１ リアクトル、８，１１ コンデンサ、１０，１０＃ 無停電電源システム、１４ スイッチ、１６，２３ ヒューズ、１８ サイリスタスイッチ
２０ 整流回路、２２ 逆流防止ダイオード、３０ コントローラ、３１ 蓄電池、５０ 蓄電装置、ＣＨＰ チョッパ、ＣＮＶ コンバータ。 1 Uninterruptible power supply, 3 Bypass input power supply, 4 Load, 5,15,17,19,51 Contactor, 7,12,21 Reactor, 8,11 Condenser, 10,10 # Uninterruptible power supply system, 14 switches, 16 , 23 fuse, 18 thyristor switch 20 rectifier circuit, 22 backflow prevention diode, 30 controller, 31 storage battery, 50 power storage device, CHP chopper, CNV converter.

図１に示されるように、無停電電源システム１０は、並列に設けられた複数の無停電電源装置１で構成される。本例においては、複数の無停電電源装置１Ａ〜１Ｋが設けられている場合が示されている。また、本例においては、無停電電源システム１０に対して複数の負荷４が設けられる。本例においては、複数の負荷４Ａ〜４Ｌが設けられている。 As shown in FIG. 1, the uninterruptible power system 10 includes a plurality of uninterruptible power supply 1 provided in parallel. In this example, a case where a plurality of uninterruptible power supplies 1A to 1K are provided is shown. Further, in this example, a plurality of loads 4 are provided for the uninterruptible power supply system 10. In this example, a plurality of loads 4A to 4L are provided.

無停電電源装置１Ａは、電磁接触器（コンタクタ）５，１５，１７，１９と、リアクトル７，１２，２１と、コンバータＣＮＶと、コンデンサ８，１１と、サイリスタスイッチ１８と、チョッパＣＨＰと、整流回路２０と、ヒューズ１６，２３と、逆流防止ダイオード２２と、コントローラ３０とを備える。 The uninterruptible power supply 1A, the electromagnetic contactor and (contactor) 5,15,17,19, a reactor 7,12,21, and converter CNV, a capacitor 8 and 11, the thyristor switch 18, and chopper CHP, It includes a rectifier circuit 20, fuses 16 and 23, a backflow prevention diode 22, and a controller 30.

コンタクタ５およびリアクトル７は、交流入力電源２とコンバータＣＮＶとの間に直列に接続される。コンバータＣＮＶ、逆流防止ダイオード２２、ヒューズ２３、コンタクタ１５は、交流入力電源２と負荷４との間に直列に接続される。コンデンサ８は、リアクトル７と並列にコンタクタ５と接続される。コンタクタ５は、コントローラ３０からの指令に応答して開放（オフ）および閉成（オン）する。コンデンサ８およびリアクトル７は、コンバータＣＮＶに入力される交流電力の波形を成形するためのフィルタである。 The contactor 5 and the reactor 7 are connected in series between the AC input power supply 2 and the converter CNV. The converter CNV, the backflow prevention diode 22, the fuse 23, and the contactor 15 are connected in series between the AC input power supply 2 and the load 4. The capacitor 8 is connected to the contactor 5 in parallel with the reactor 7. The contactor 5 opens (off ) and closes ( on ) in response to a command from the controller 30. The capacitor 8 and the reactor 7 are filters for shaping the waveform of the AC power input to the converter CNV.

Claims (5)

交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換して負荷に電力を供給する電力変換回路と、
前記電力変換回路と並列に設けられ、バイパス入力電源からの電力を前記負荷に供給するバイパス回路と、
前記電力変換回路および前記バイパス回路を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記負荷に供給する電流量を算出し、
算出した電流量が所定の電流量を超えると判断した場合には、所定期間の間、前記電力変換回路および前記バイパス回路をともに動作させて、前記負荷に通常時よりも大きい電流を供給する、無停電電源装置。 A power conversion circuit that converts AC voltage from an AC power supply into DC voltage and supplies power to the load.
A bypass circuit provided in parallel with the power conversion circuit and supplying power from the bypass input power supply to the load, and a bypass circuit.
A controller for controlling the power conversion circuit and the bypass circuit is provided.
The controller
Calculate the amount of current supplied to the load and
When it is determined that the calculated current amount exceeds a predetermined current amount, the power conversion circuit and the bypass circuit are operated together for a predetermined period to supply a larger current to the load than usual. Uninterruptible power system. 前記コントローラは、
前記所定期間が経過した場合に前記負荷に供給する電流量を算出し、
当該算出した電流量が前記所定の電流量を超えるか否かを判断し、
当該算出した電流量が前記所定の電流量を超えると判断した場合には、前記電力変換回路の動作を停止させる、請求項１記載の無停電電源装置。 The controller
The amount of current supplied to the load when the predetermined period elapses is calculated.
Judging whether or not the calculated current amount exceeds the predetermined current amount,
The uninterruptible power supply according to claim 1, wherein when it is determined that the calculated current amount exceeds the predetermined current amount, the operation of the power conversion circuit is stopped. 前記コントローラは、
当該算出した電流量が所定の電流量を超えないと判断した場合には、前記バイパス回路の動作を停止させる、請求項２記載の無停電電源装置。 The controller
The uninterruptible power supply according to claim 2, wherein when it is determined that the calculated current amount does not exceed the predetermined current amount, the operation of the bypass circuit is stopped. 前記負荷は、ヒューズを含み、
前記ヒューズに対して通常時よりも大きい電流が供給される、請求項１記載の無停電電源装置。 The load includes a fuse and
The uninterruptible power supply according to claim 1, wherein a larger current than usual is supplied to the fuse. 前記電力変換回路および前記バイパス回路と並列に前記負荷と接続された蓄電装置をさらに備え、
前記コントローラは、算出した電流量が所定の電流量を超えると判断した場合には、前記蓄電装置をさらに動作させて、前記負荷に通常時よりも大きい電流を供給する、請求項１記載の無停電電源装置。 A power storage device connected to the load in parallel with the power conversion circuit and the bypass circuit is further provided.
The uninterruptible power supply according to claim 1, wherein when the controller determines that the calculated current amount exceeds a predetermined current amount, the power storage device is further operated to supply a larger current to the load than usual. Uninterruptible power supply.
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