JP3079610B2 - 電源不平衡対策装置 - Google Patents
電源不平衡対策装置Info
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- JP3079610B2 JP3079610B2 JP03066102A JP6610291A JP3079610B2 JP 3079610 B2 JP3079610 B2 JP 3079610B2 JP 03066102 A JP03066102 A JP 03066102A JP 6610291 A JP6610291 A JP 6610291A JP 3079610 B2 JP3079610 B2 JP 3079610B2
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/50—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
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- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は単相出力無停電電源装
置のバイパス運転時における商用電源への不平衡対策を
行った装置に関するものである。
置のバイパス運転時における商用電源への不平衡対策を
行った装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータの如く常時継続して運転状
態にある負荷に、定電圧定周波数（ＣＶＣＦ）の安定し
た電力を供給する電源装置として、インバータによるＣ
ＶＣＦを使用した無停電電源装置（ＵＰＳ）が広く採用
されている。この種ＵＰＳシステムの概略構成として
は、図６に示すものがある。図６において、ＣＶＣＦは
順変換器ＣＯＶ，バッテリＢＡＴ，インバータＩＮＶお
よび出力トランスＴＦから構成され、このＣＶＣＦが故
障等になったときにバイパス電源ＢＰＳから図示しない
単相の負荷に電力が供給されるようにＵＰＳシステムは
構成されている。図６において、ＴＨＳＷは半導体スイ
ッチ、ＳＷは切換スイッチ、ＣＢはしゃ断器である。
態にある負荷に、定電圧定周波数（ＣＶＣＦ）の安定し
た電力を供給する電源装置として、インバータによるＣ
ＶＣＦを使用した無停電電源装置（ＵＰＳ）が広く採用
されている。この種ＵＰＳシステムの概略構成として
は、図６に示すものがある。図６において、ＣＶＣＦは
順変換器ＣＯＶ，バッテリＢＡＴ，インバータＩＮＶお
よび出力トランスＴＦから構成され、このＣＶＣＦが故
障等になったときにバイパス電源ＢＰＳから図示しない
単相の負荷に電力が供給されるようにＵＰＳシステムは
構成されている。図６において、ＴＨＳＷは半導体スイ
ッチ、ＳＷは切換スイッチ、ＣＢはしゃ断器である。
【０００３】上記図６に示したＵＰＳシステムにおい
て、ＣＶＣＦルートより単相負荷に給電しているときに
は３相順変換器ＣＯＶを介して電力を取り込んでいるの
で、３相電流のバランスは良く、商用電源には不平衡問
題等は発生しない。しかし、ＣＶＣＦが故障したときに
バイパス電源に切り換わって電力を単相負荷に供給する
ようになると、バイパス電源も自動的に単相となり、商
用電源側から単相負荷をとることになって、不平衡問題
が生じる。例えば、３相１００ｋＶＡのＵＰＳシステム
のときには、３相電源側はほぼ１００ｋＶＡを供給でき
る電源であれば良い。しかし、単相１００ｋＶＡのとき
には３1/2×１００＝１７３ｋＶＡの電源を必要とし、
電源トランス，ケーブル，ＭＣＣＢ等に過大な負担が発
生し、各線間電圧にもバラツキが生じてしまうおそれが
ある。次に電源トランスの線電流等を示すと次のように
なる。
て、ＣＶＣＦルートより単相負荷に給電しているときに
は３相順変換器ＣＯＶを介して電力を取り込んでいるの
で、３相電流のバランスは良く、商用電源には不平衡問
題等は発生しない。しかし、ＣＶＣＦが故障したときに
バイパス電源に切り換わって電力を単相負荷に供給する
ようになると、バイパス電源も自動的に単相となり、商
用電源側から単相負荷をとることになって、不平衡問題
が生じる。例えば、３相１００ｋＶＡのＵＰＳシステム
のときには、３相電源側はほぼ１００ｋＶＡを供給でき
る電源であれば良い。しかし、単相１００ｋＶＡのとき
には３1/2×１００＝１７３ｋＶＡの電源を必要とし、
電源トランス，ケーブル，ＭＣＣＢ等に過大な負担が発
生し、各線間電圧にもバラツキが生じてしまうおそれが
ある。次に電源トランスの線電流等を示すと次のように
なる。
【０００４】３相１００ｋＶＡのＵＰＳ（電圧２００
Ｖ）のとき、線電流は１００ｋＶＡ／３1/2×２００Ｖ
＝２８９Ａとなり、一方単相１００ｋＶＡ（電圧２００
Ｖ）のときの線電流は１００ｋＶＡ／２００Ｖ＝５００
Ａとなって、３相容量は３1/2×５００Ａ×２００Ｖ＝
１７３ｋＶＡとなる。このときの線電流比は５００Ａ／
２８９Ａ＝１.７≒３1/2倍となり、容量比も同様に３
1/2倍となる。
Ｖ）のとき、線電流は１００ｋＶＡ／３1/2×２００Ｖ
＝２８９Ａとなり、一方単相１００ｋＶＡ（電圧２００
Ｖ）のときの線電流は１００ｋＶＡ／２００Ｖ＝５００
Ａとなって、３相容量は３1/2×５００Ａ×２００Ｖ＝
１７３ｋＶＡとなる。このときの線電流比は５００Ａ／
２８９Ａ＝１.７≒３1/2倍となり、容量比も同様に３
1/2倍となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述した問題は電源容
量に対してＵＰＳ容量が小さいときには若干の不平衡状
態があっても影響が比較的小さく、あまり問題とならな
いので、その状態のまま使用していた。しかし、近年情
報化時代となり、単相負荷においても停電が許されない
ような負荷（ＯＡ，ＦＡ，通信機器，コンピュータ，端
末器等）が年々増大するようになって、その容量も１０
０ｋＶＡを超えるようになって来た。このため、前述し
た不平衡の影響も無視できなくなって来た。そこで、通
常、ＣＶＣＦ側のトランスＴＦの出力側を図７に示すよ
うにＵ−Ｖ，Ｖ−Ｗ，Ｗ−Ｕの３組の単相に区分してそ
れに各々負荷をバランスよく接続する手段を使ったり、
あるいはトランスＴＦに図８に示すスコット変圧器を使
用して３相電源から単相電源２組を作って負荷に接続す
る手段を用いていた。
量に対してＵＰＳ容量が小さいときには若干の不平衡状
態があっても影響が比較的小さく、あまり問題とならな
いので、その状態のまま使用していた。しかし、近年情
報化時代となり、単相負荷においても停電が許されない
ような負荷（ＯＡ，ＦＡ，通信機器，コンピュータ，端
末器等）が年々増大するようになって、その容量も１０
０ｋＶＡを超えるようになって来た。このため、前述し
た不平衡の影響も無視できなくなって来た。そこで、通
常、ＣＶＣＦ側のトランスＴＦの出力側を図７に示すよ
うにＵ−Ｖ，Ｖ−Ｗ，Ｗ−Ｕの３組の単相に区分してそ
れに各々負荷をバランスよく接続する手段を使ったり、
あるいはトランスＴＦに図８に示すスコット変圧器を使
用して３相電源から単相電源２組を作って負荷に接続す
る手段を用いていた。
【０００６】ところが、図７，図８に示すように全体の
負荷を３組または２組にバランスよく分散させて接続す
ることは現実的には多くの困難を伴う。
負荷を３組または２組にバランスよく分散させて接続す
ることは現実的には多くの困難を伴う。
【０００７】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、ＵＰＳが故障してバイパス電源路側に切り換わっ
たときでも商用電源側の平衡状態を維持することができ
るようにした電源不平衡対策装置を提供することを目的
とする。
ので、ＵＰＳが故障してバイパス電源路側に切り換わっ
たときでも商用電源側の平衡状態を維持することができ
るようにした電源不平衡対策装置を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するために、それぞれ３相電源に接続された無停電
電源装置とバイパス電源路とをスイッチにより切り換え
て単相負荷に電力を供給する電力供給装置において、前
記無停電電源装置の入力側にバイパス電源路の入力側を
接続し、両入力側の接続点より商用電源側にアクティブ
フィルタを設けたことを特徴とするものである。
達成するために、それぞれ３相電源に接続された無停電
電源装置とバイパス電源路とをスイッチにより切り換え
て単相負荷に電力を供給する電力供給装置において、前
記無停電電源装置の入力側にバイパス電源路の入力側を
接続し、両入力側の接続点より商用電源側にアクティブ
フィルタを設けたことを特徴とするものである。
【０００９】また、この発明はバイパス電源路にアクテ
ィブフィルタを設けることも含むものである。
ィブフィルタを設けることも含むものである。
【００１０】
【作用】無停電電源装置から単相負荷に電力を供給して
いるとき、無停電電源装置に故障が発生すると、単相負
荷への電力供給はバイパス電源路に切り換わる。このと
き、不平衡電流がバイパス電源路から商用電源側に流れ
るが、アクティブフィルタが設けられているので、不平
衡電流は補償されて商用電源側には不平衡電流は流れな
い。
いるとき、無停電電源装置に故障が発生すると、単相負
荷への電力供給はバイパス電源路に切り換わる。このと
き、不平衡電流がバイパス電源路から商用電源側に流れ
るが、アクティブフィルタが設けられているので、不平
衡電流は補償されて商用電源側には不平衡電流は流れな
い。
【００１１】
【実施例】以下この発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１において、ＡＣは商用電源で、この電源Ａ
Ｃは母線ＢＵＳに接続される。この母線ＢＵＳにはＣＶ
ＣＦからなる無停電電源装置ＵＰＳとバイパス電源路Ｂ
ＰＳの入力側が接続される。無停電電源装置ＵＰＳとバ
イパス電源路ＢＰＳの出力側は半導体スイッチＴＨＳＷ
と切換スイッチＳＷとの並列回路を介して図示しない単
相負荷に接続される。ＡＦはアクティブフィルタで、こ
のフィルタＡＦは商用電源ＡＣ側に接続され、商用電源
ＡＣに不平衡電流が流れ込まないように、図示しないス
イッチング素子をオンオフ制御して補償するものであ
る。
明する。図１において、ＡＣは商用電源で、この電源Ａ
Ｃは母線ＢＵＳに接続される。この母線ＢＵＳにはＣＶ
ＣＦからなる無停電電源装置ＵＰＳとバイパス電源路Ｂ
ＰＳの入力側が接続される。無停電電源装置ＵＰＳとバ
イパス電源路ＢＰＳの出力側は半導体スイッチＴＨＳＷ
と切換スイッチＳＷとの並列回路を介して図示しない単
相負荷に接続される。ＡＦはアクティブフィルタで、こ
のフィルタＡＦは商用電源ＡＣ側に接続され、商用電源
ＡＣに不平衡電流が流れ込まないように、図示しないス
イッチング素子をオンオフ制御して補償するものであ
る。
【００１２】次に上記実施例のようにアクティブフィル
タＡＦを商用電源ＡＣ側に設けた場合のアクティブフィ
ルタＡＦ接続点から見た商用電源電流波形図と負荷側電
流波形図を図２（ａ），（ｂ）に示す。この図２（ａ）
のようにアクティブフィルタＡＦを設けることにより商
用電源ＡＣ側の電流波形は３相負荷が接続されたときと
同じように平衡させることができる。また、アクティブ
フィルタＡＦを上記実施例のように設けると、図３
（ａ），（ｂ）に示すように力率も改善することができ
るようになる。図３（ａ）は抵抗とリアクトル負荷（遅
れ負荷）のときの波形図であり、図３（ｂ）は抵抗とコ
ンデンサ負荷（進み負荷）のときの波形図である。上記
のようにアクティブフィルタＡＦを使用すると、力率改
善も行うので、３相順変換器ＣＯＶを使用することによ
って生じる力率低下も同時に改善できる。
タＡＦを商用電源ＡＣ側に設けた場合のアクティブフィ
ルタＡＦ接続点から見た商用電源電流波形図と負荷側電
流波形図を図２（ａ），（ｂ）に示す。この図２（ａ）
のようにアクティブフィルタＡＦを設けることにより商
用電源ＡＣ側の電流波形は３相負荷が接続されたときと
同じように平衡させることができる。また、アクティブ
フィルタＡＦを上記実施例のように設けると、図３
（ａ），（ｂ）に示すように力率も改善することができ
るようになる。図３（ａ）は抵抗とリアクトル負荷（遅
れ負荷）のときの波形図であり、図３（ｂ）は抵抗とコ
ンデンサ負荷（進み負荷）のときの波形図である。上記
のようにアクティブフィルタＡＦを使用すると、力率改
善も行うので、３相順変換器ＣＯＶを使用することによ
って生じる力率低下も同時に改善できる。
【００１３】なお、アクティブフィルタＡＦは図４，図
５に示すような位置に設けてもよい。図４は無停電電源
装置ＵＰＳの入力側にバイパス電源路ＢＰＳの入力側を
接続した点ＣＮの近傍にアクティブフィルタＡＦを設け
た例であり、図５はバイパス電源路ＢＰＳの電路にアク
ティブフィルタＡＦを設けた例である。
５に示すような位置に設けてもよい。図４は無停電電源
装置ＵＰＳの入力側にバイパス電源路ＢＰＳの入力側を
接続した点ＣＮの近傍にアクティブフィルタＡＦを設け
た例であり、図５はバイパス電源路ＢＰＳの電路にアク
ティブフィルタＡＦを設けた例である。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
アクティブフィルタを設けて単相負荷によって生じる商
用電源側への不平衡を補償するようにしたことにより、
（ａ）必要以上に電源容量を大きくしなくてもすみ、
（ｂ）必要以上にトランス等を大きくすることもなく、
（ｃ）不平衡によって生じる線間電圧アンバランスを解
消し、（ｄ）発電機の逆相耐量に対する問題も解消でき
る。
アクティブフィルタを設けて単相負荷によって生じる商
用電源側への不平衡を補償するようにしたことにより、
（ａ）必要以上に電源容量を大きくしなくてもすみ、
（ｂ）必要以上にトランス等を大きくすることもなく、
（ｃ）不平衡によって生じる線間電圧アンバランスを解
消し、（ｄ）発電機の逆相耐量に対する問題も解消でき
る。
【００１５】上記の利点から無停電電源装置を容量の大
きな単相の電源に構成することができる利点も得られ
る。この結果単相負荷を３組あるいは２組に分割する困
難からも解放される。この他、力率改善も行えるので、
皮相容量を低減でき、必要以上の電源容量を用いる必要
がなく、トランス等の形状も大きくしなくてすむ利点が
ある。
きな単相の電源に構成することができる利点も得られ
る。この結果単相負荷を３組あるいは２組に分割する困
難からも解放される。この他、力率改善も行えるので、
皮相容量を低減でき、必要以上の電源容量を用いる必要
がなく、トランス等の形状も大きくしなくてすむ利点が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す概略構成図、
【図２】（ａ）電源側電流波形図、（ｂ）負荷側電流波
形図、
形図、
【図３】（ａ）遅れ負荷電圧電流波形図、（ｂ）進み負
荷電圧電流波形図、
荷電圧電流波形図、
【図４】この発明の第２実施例を示す概略構成図、
【図５】この発明の第３実施例を示す概略構成図、
【図６】従来例のＵＰＳシステムの概略構成図、
【図７】トランスの出力側に単相負荷を接続するための
説明図、
説明図、
【図８】スコット変圧器の概略構成図。
ＡＣ…商用電源、ＵＰＳ…無停電電源装置、ＢＰＳ…バ
イパス電源路、ＴＨＳＷ…半導体スイッチ、ＳＷ…切換
スイッチ、ＡＦ…アクティブフィルタ。
イパス電源路、ＴＨＳＷ…半導体スイッチ、ＳＷ…切換
スイッチ、ＡＦ…アクティブフィルタ。
Claims (2)
- 【請求項１】 それぞれ３相電源に接続された無停電電
源装置とバイパス電源路とをスイッチにより切り換えて
単相負荷に電力を供給する電力供給装置において、 前記無停電電源装置の入力側にバイパス電源路の入力側
を接続し、両入力側の接続点より商用電源側にアクティ
ブフィルタを設けたことを特徴とする電源不平衡対策装
置。 - 【請求項２】 バイパス電源路中にアクティブフィルタ
を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電源不平衡
対策装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03066102A JP3079610B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 電源不平衡対策装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03066102A JP3079610B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 電源不平衡対策装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04304125A JPH04304125A (ja) | 1992-10-27 |
| JP3079610B2 true JP3079610B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=13306187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03066102A Expired - Fee Related JP3079610B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 電源不平衡対策装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3079610B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5926673B2 (ja) * | 2012-10-19 | 2016-05-25 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 無停電電源装置 |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP03066102A patent/JP3079610B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04304125A (ja) | 1992-10-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |