JP2621992B2 - 無停電受電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は無停電受電装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の無停電受電装置は、無停電を要する負荷毎に無
停電電源装置を個別に設ける分散装置方式となってお
り、電算機の記憶装置等無停電を要する重要度の高い物
のみに設置されていた。

すなわち従来の無停電受電装置は少なくとも２回戦を
切替受電する受電回線切換部、バックアップ電源部（無
停電電源装置）および発電機を備え、受電電圧低下時に
は無停電を要する負荷が、負荷毎に設けられたバックア
ップ電源部から電力を受電していた。なお発電機が設け
られる場合もあるが、発電機は停電が長期に渡る時のみ
稼働するようになっていた。なお、これに関するものと
して例えば特開昭55−153235号公報、特開昭55−153236
号公報等がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は類似の無停電電源装置を複数台設置す
るため、この台数をＮとした場合、無停電電源装置の制
御回路、インバータ回路、バッテリー数および保守管理
手数等もＮ倍となり、これに多くの時間が費やされる嫌
いがあり、また、受電側が復帰した場合、受電側とバッ
クアップ電源部との切換が遅く、バックアップ電源に容
量の大きなものが必要であった。

本発明はこれに鑑みなされたもので、その目的とする
ところは、受電側が復帰した場合、受電側とバックアッ
プ電源部との切換が速やかに行われ、バックアップ電源
の容量を小さくすることができ、かつ停電時と同時に計
算機でのデータバックアップが可能で、停電時のデータ
破壊を回避することが可能なこの種の無停電受電装置を
提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち本発明は、少なくとも２回線を切換受電する
受電回線切換部と、バックアック電源部と、このバック
アップ電源部と前記受電回線切換部とを切換え、無停電
を要する負荷の受電電力を切り替える受電・バックアッ
プ電源結合部とを備え、前記回線からの受電電圧が低下
した時に、前記負荷に前記バックアップ電源部から電力
の供給が行われるように形成されている無停電受電装置
において、前記受電・バックアップ電源結合部に、前記
受電回線切換部と負荷とを結び、かつ２次巻線若しくは
３次巻線を有する受電トランスと、この受電トランスの
１次あるいは３次巻線と前記バックアップ電源部との間
を結び、かつこの受電トランス１次あるいは３次巻線に
誘起された電圧によるバックアップ電源部への充電を検
出する電力方向検出器とを設け、かつ前記受電回線切換
部の各回線に、バックアップ電源部からの供給電力の回
線側への逆流を検出する逆電力検出器と、この逆電力検
出器の検出により逆電力の発生した回線側を遮断する遮
断器とを設け、かつ前記バックアップ電源部に、前記受
電・バックアップ電源結合部の電力方向検出器がバック
アップ電源部への電源部への充電を検出した信号を受け
てバックアップ電源部からの電力供給の停止指令を出力
し、かつ電算機へのデータセーブ指令を出力するバック
アップ電源制御装置を設けるようになし初期の目的を達
成するようにしたものである。

またこの場合、前記バックアップ電源部を、前記バッ
クアップ電源制御装置と、前記電力方向検出器に接続さ
れるとともに、前記バックアップ電源制御装置にそのゲ
ートが接続され、かつアノードの向きを反対にして並列
接続された２組のサイリスタと、この２組のサイリスタ
に接続された電力蓄積用バッテリーとを備えるように形
成したものである。

〔作用〕

すなわちこのように形成された無停電受電装置である
と、受電トランスとバックアップ電源部との間に、電力
方向検出器が設けられ、また受電回線切換部の各回線に
は、バックアップ電源部からの供給電力の回線側への逆
流を検出する逆電力検出器およびこの逆電力検出器の検
出により逆電力の発生した回線側を遮断する遮断器が設
けられていることから、受電側が復電した際に、受電側
からバックアップ電源部へ流入する電流を検出してバッ
クアップ電源の出力を停止させることにより、バックア
ップ電源部の使用時間を最短とすることができ、バック
アップ電源部の容量を小さくすることができ、またこの
バックアップ電源部には、バックアップ電源部からの電
力供給開始時に電算機へのデータセーブ指令を出力する
バックアップ電源制御装置が設けられていることから、
停電と同時に計算機でのデータバックアップが可能とな
り、停電時のデータ破壊が回避可能となるのである。

〔実施例〕

以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。
第１図には本発明の一実施例が示されている。少なくと
も２回線を切替受電する受電回線切換１、バックアップ
電源部２および発電機３を備え、受電電圧低下時には無
停電を要する負荷４、５、６がバックアップ電源部２か
らの電力を受電する無停電受電装置で、本実施例では受
電回線切換部１とバックアップ電源部２とを結合してい
る受電バッグアップ電源結合部７内に、受電回線切換部
１と負荷４、５、６とを結び、かつ３次巻線を有する受
電トランス８、8aと、この受電トランスの３次巻線と前
記バックアップ電源部との間を開放・結合する回路接続
器20、20aを設けるとともに、この回路接続器と前記バ
ックアップ電源部２との間に、受電側から前記バックア
ップ電源部へ流れる電流を検出し、かつ前記回路接続器
を開放する電力方向検出器21を設けるようにした。

これにより、受電側が復電した際に、受電側からバッ
クアップ電源部へ流れる電流を検出して電力供給を停止
させることにより、バックアップ電源部の使用時間を最
短となし、バックアップ電源部の容量を小さくできるよ
うにした。

すなわち無停電受電装置の主要な部分は電力会社より
受電する回線を切換える受電回線切換部１と、受電電圧
が停電した場合に短時間の電力供給を行うバックアップ
電源部２およびこれら両者を受電トランス８、8aによっ
て結合する受電・バックアップ電源結合部７とから構成
され、受電あるいはバックアップ電源部２から供給され
た電力を各負荷４、５、６に供給するための遮断器、1
0、11、12、13がこれに接続される。さらに、長時間停
電に対応するための発電機３及び遮断器９が接続され
る。

受電回線切換部１は、本実施例の場合２回線受電の例
で示してあるが、異る変電所より引込まれた＃１、＃２
の各回線の回線電圧検出器14、14aと、回線と受電系統
とを選択して接続する遮断器15、15aおよびその制御装
置16、16aと、各回線で電力が回線側に逆流すうのを防
ぐための逆電力検出器17、17aとから構成されている。

受電・バックアップ電源結合部７は、系統の電圧を検
出する系統電圧検出器18と、受電トランス８、8aおよび
これらを選択するための回路選択器19、19aと、バック
アップ電源部２から受電トランス８、8aへの電力供給を
選択するため回路選択器19、19aと連動する回路接続器2
0、20aおよびバックアップ電源部２と主回路間の電力の
方向を検出する電力方向検出器21とから構成されてい
る。

バックアップ電源部２は、電力蓄積用バッテリー22
と、受電電圧正常時に電力蓄積用バッテリー22への充電
を行うサイリスタ（充電回路）23および受電電圧停止時
に主回路側へ電力を供給するサイリスタ（インバータ回
路）23aと、これらのサイリスタ23、23a等を制御するバ
ックアップ電源制御装置24とから構成される。

このように構成された無停電受電装置の動作を第２図
を参照しながら説明する。なお第２図で＃１受電電圧は
回線電圧検出器14により検出された電圧であり、＃２受
電電圧は回線電圧検出器14aにより検出された電圧であ
り、系統電圧は系統電圧検出器18により検出された電圧
である。今、＃１の回線で正常受電している時、瞬停が
発生した場合、系統電圧検出器18が電圧低下を検出し、
その信号がバックアップ電源制御装置24に送られてバッ
クアップ電源部２のサイリスタ23aのゲートを制御する
ことにより、電力蓄積用バッテリー22から回路接続器2
0、20aを経て、受電トランス８、8aの３次巻線に電力が
供給され、主回路側へと伝達される。これにより、系統
電圧は受電電圧の停電時に微小な電圧低下を発生するの
みで、瞬停は発生しない。一方、バックアップ電源部２
から供給された電力は受電トランス８、8aの３次巻線か
ら２次巻線を通って負荷、４、５、６に供給されると共
に、１次巻線を通って回線側にも逆流しようとする。こ
の逆流を防止するため各回線に設けた逆電力検出器17、
17aにより、逆電力の発生した回線側の遮断器（15また
は15a）を開く。次に、＃１の回線電圧が復旧した場合
には、回線電圧検出器14が受電電圧正常を検出し、＃２
回線用の遮断器15aが開いていれば、＃１回戦用の遮断
器15を閉じて正常受電を再開する。バックアップ電源部
２からの出力は、受電電圧により受電トランス８、8aの
１次巻線から３次巻線へと誘起される電圧によるバック
アップ電源部２への充電が、電力方向検出器21により検
出された時点で停止する。以上の動作により、バックア
ップ電源部２からの電力供給時間を最短として、系統電
圧の瞬停防止が可能となる。

次に、受電回線故障により、回線を切換える場合の動
作について説明する。今、受電回線＃１が停電した場合
にバックアップ電源部２からの電力供給が開始され、電
力が回線側に逆流するのを防ぐために停電の発生した回
線の遮断器15が開くまでは、瞬停発生時と同様である。
その後、規定時間以上＃１回線の電圧が復旧せず、＃２
回線の電圧が正常であることを回線電圧検出器14、14a
により検出した場合、＃１回線用の遮断器15が開いてい
ることを確認後、＃２回線用の遮断器15aを閉じて、受
電回線の切換えを終了する。バックアップ電源部２から
の出力は、瞬停復旧時と同様に、電力方向検出器21によ
り停止させる。以上の動作により、受電回線の切換時に
もバックアップ電源部２からの電力供給時間が最短とな
る。

更に、バックアップ電源制御装置24からは電力の供
給、充電制御指令の他、電算機へのデータセーブ指令Ｓ
が出力される。データセーブ指令Ｓの出力条件は、系統
電圧低下によるバックアップ電源部２からの電力供給開
始とする。また、データセーブ指令Ｓの解除条件は、バ
ックアップ電源部２からの電力供給停止、かつ系統電圧
正常とする。データセーブ指令Ｓが解除された場合、電
算機はセーブされたデータをロードし直して、処理を再
開するものとする。このデータセーブ指令Ｓにより、停
電時のデータ破壊が回避可能となる。

このようにすることにより、バックアップ電源部２は
回線切換に要する時間または電算機がデータセーブに要
する時間の、いずれか長い方の時間の電力供給能力を持
てば十分である。従って、短時間定のものが使用できる
ため、小形で入手が容易となる。また、受電トランス
８、8aの３次巻線には、バックアップ電源部２から主回
路に電力供給を行う短時間のみしか大電流は流れないた
め、短時間定格にして設計可能であり、小形化が可能で
ある。さらに、主回路にインバータ回路を挿入しないた
め、通常受電時の信頼性が高い等の効果がある。

また、同一受電系統中に無停電の必要性が低い装置が
存在する場合、それらの装置の電源系統と、無停電を必
要とする装置の電源系統とを分離し、前述の無停電受電
装置を、後者の無停電を必要とする装置専用の電源系統
のみに適用することにより、バックアップ電源部２をよ
り小容量化することができる。この動作を第１図を用い
て説明する。無停電を必要とする装置、例えば電子計算
機、OA機器等は負荷６に集約し無停電の必要性が低い装
置、例えば空調装置、娯楽装置等は負荷４、５に集約す
る。回路接続器20は常時開いておき、バックアップ電源
部２は受電トランス8aのみと接続される。受電電圧停電
時、バックアップ電源部２からは受電トランス8aのみに
電力が供給され、遮断器11を通って無停電を必要とする
負荷６に供給される。この時、バックアップ電源部２か
らの電力供給開始と同時に遮断器13および回路選択器19
aを開き、無停電の必要性が低い負荷４、５への電力供
給を停止し、バックアップ電源部２からの無駄な電力流
出を抑制する。回線電圧検出器14、14aにより受電電圧
正常が確認された場合、遮断器13および回路選択器19a
を閉じ、正常受電を再開し、バックアップ電源部２から
の電力供給を停止する。以上の動作により、無停電電源
系統と通常電源系統との分離が可能となる。

第３図には本発明の他の実施例が示されている。本実
施例は受電トランス8b、8cを１次、２次巻線から構成
し、この受電トランス8b、8cと電力方向検出器21との間
に回路選択器19、19aを介してバックアップ電源・主回
路結合トランス25を設けた。このようにして受電・バッ
クアップ電源結合部７を変更することにより、受電トラ
ンス8b、8cが３次巻線を持たない既設設備にも本装置が
適用できる。

すなわち変更後の構成では、第１図でバックアップ電
源部２を、受電トランス８、8aの３次巻線を通して主回
路に接続していたのに対し、専用の結合トランス25を設
けて接続するものであり、他の動作は前述の通りであ
る。従って、得られる効果も前述と同様である。

以上本実施例によれば、受電後の同一系統内にある無
停電電源装置を１ヶ所のみに集中できるので、無停電電
源装置を分散設置する場合に比べ、無停電電源装置の制
御回路、電力半導体、保守のコストが低減される。

また集中設置されるバックアップ電源部および主回路
との結合トランスである受電トランスは、数秒程度の短
時間定格のものが使用できるので、小形化の効果を奏す
ることができる。

さらに、主回路にインバータ回路を挿入しないので、
通常受電時の信頼性を向上することができる。

以上説明したきたように本発明によれば、受電トラン
スとバックアップ電源部との間の電力方向検出器によ
り、受電側からバックアップ電源部へ流入する電流を検
出してバックアップ電源の出力を停止させることによ
り、バックアップ電源部の使用時間を最短とすることが
でき、かつバックアップ電源部の容量を小さくすること
ができ、またこのバックアップ電源部に、バックアップ
電源部からの電力供給開始時に電算機へのデータセーブ
指令を出力するバックアップ電源制御装置が設けられて
いることから、停電と同時に計算機でのデータバックア
ップが可能となり、停電時のデータ破壊を回避すること
が可能なこの種の無停電受電装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の無停電受電装置の一実施例の単線回路
図、第２図は第１図の回路の動作タイムチャート図、第
３図は本発明の無停電受電装置の他の実施例の受電・バ
ックアップ電源結合部の構成を示す説明図である。 １……受電回線切換部、２……バックアップ電源部、７
……受電・バックアップ電源結合部、８、8a、8b、8c…
…受電トランス、14、14a……回線電圧検出器、15、15a
……遮断器、16、16a……制御装置、17、17a……逆電力
検出器、18……系統電圧検出器、19、19a……回路選択
器、20、20a……回路接続器、21……電力方向検出器、2
2……電力蓄積用バッテリー、23……サイリスタ（充電
回路）、23a……サイリスタ（インバータ回路）、24…
…バックアップ電源制御装置、25……バックアップ電源
・主回路結合トランス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−316646（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−277036（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−209935（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−54852（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−71938（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−73841（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも２回線を切換受電する受電回線
   切換部と、バックアック電源部と、このバックアップ電
   源部と前記受電回線切換部とを切換え、無停電を要する
   負荷の受電電力を切り替える受電・バックアップ電源結
   合部とを備え、前記回線からの受電電圧が低下した時
   に、前記負荷に前記バックアップ電源部から電力の供給
   が行われるように形成されている無停電受電装置におい
   て、 前記受電・バックアップ電源結合部に、前記受電回線切
   換部と負荷とを結び、かつ２次巻線若しくは３次巻線を
   有する受電トランスと、この受電トランスの１次あるい
   は３次巻線と前記バックアップ電源部との間を結び、か
   つこの受電トランスの１次あるいは３次巻線に誘起され
   た電圧によるバックアップ電源部への充電を検出する電
   力方向検出器とを設け、 かつ前記受電回線切換部の各回線に、バックアップ電源
   部からの供給電力の回線側への逆流を検出する逆電力検
   出器と、この逆電力検出器の検出により逆電力の発生し
   た回線側を遮断する遮断器とを設け、 かつ前記バックアップ電源部に、前記受電・バックアッ
   プ電源結合部の電力方向検出器がバックアップ電源部へ
   の充電を検出した信号を受けてバックアップ電源部から
   の電力供給の停止指令を出力し、かつ電算機へのデータ
   セーブ指令を出力するバックアップ電源制御装置を設け
   たことを特徴とする無停電受電装置。
2. 【請求項２】前記バックアップ電源部が、前記バックア
   ップ電源制御装置と、前記電力方向検出器に接続される
   とともに、前記バックアップ電源制御装置にそのゲート
   が接続され、かつアノードの向きを反対にして並列接続
   された２組のサイリスタと、この２組のサイリスタに接
   続された電力蓄積用バッテリーとを備えてなる請求項１
   記載の無停電受電装置。