JP4580947B2 - 静止形無停電電源装置の電圧制御装置及び電圧制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば原子力発電プラントの運転状態集中監視システム等に用いられる計算機等の負荷へ、定電圧定周波数電源を給電する静止形無停電電源装置の電圧制御装置に関する。

原子力発電プラントにおいては、プラントのユニット容量の増大に伴い、電算機を多用した運転状態集中監視システムが導入され、プラントの運転状態の監視を、プロセス計算機とカラーＣＲＴ及び大型表示盤等とを用いて実施して、運転員とプラント間のインターフェイスの効率化が図られている。

この運転状態集中監視システムは、冗長化された二系統（Ａ系監視システム、Ｂ系監視システム）にて構成されることを原則とし、各監視システムの電源設備も冗長性を考慮して、各監視システムを構成する計算機が必要とする定電圧定周波数電力を得るために、定電圧定周波数電源を給電する２台の静止形無停電電源装置を設置している。

さらに、前記カラーＣＲＴ及び大型表示盤等のマン・マシンインターフェイスに係る負荷へは、これら２台の静止形無停電電源装置のいずれからも給電が可能なように、カラーＣＲＴ及び大型表示盤等のマン・マシンインターフェイスに係る負荷への配電盤には電源切換機能が備えられている。

静止形無停電電源装置は、特許文献１に記載のように、交流入力電力を整流回路で一旦直流に変換し、次に、逆変換回路(インバータ)で再び交流に変換して所定の定電圧定周波数の交流電力を出力する装置であり、殊に無停電の要求を満足するために、整流回路の出力側には、別途設備された直流電源設備(蓄電池)からの直流電力を供給できる回路が設けられている。すなわち、交流入力電力が喪失した際に、別途設置されている直流電源設備からの直流電力を、前記整流回路の出力側で逆変換回路の入力側に供給して、所定の定電圧定周波数の交流電力を無停電で出力するようにしている。

この静止形無停電電源装置は、所定の定電圧定周波数の交流電力を負荷へ給電すべく、内部の定電圧制御回路において出力電圧及び出力周波数を常に監視し、制御している。

ところで、従来の原子力発電プラントの運転状態集中監視システムの電源設備は、図５に示すように、所内交流電源１Ａ及び静止形無停電電源装置２０Ａを備えたＡ系電源設備２１Ａと、所内交流電源１Ｂ及び静止形無停電電源装置２０Ｂを備えたＢ系電源設備２１Ｂとを有して構成される。

このうち、Ａ系電源設備２１Ａについて、所内交流電源１Ａは、遮断器２Ａを介して、静止形無停電電源装置２０Ａ内に設けられた予備電源回路の変圧器３Ａに接続され、切換回路４Ａ及び給電遮断器１１Ａを経由して、降圧変圧器１３Ａ、Ａ系監視システムのプロセス計算機等用の配電盤１６Ａに接続されている。また、切換回路４Ａは、給電遮断器１２Ａを経由して、電源切換配電盤１７の遮断器１４Ａ、降圧変圧器１５、配電盤１８に接続されている。この配電盤１８は、例えば、カラーＣＲＴ及び大型表示盤等用の配電盤である。

また、同じく所内交流電源１Ａは、静止形無停電電源装置２０Ａを形成する受電遮断器５Ａ、整流回路６Ａ及び逆変換回路７Ａを経由して、切換回路４Ａに接続されている。さらに、別途設置した直流電源設備の直流電源８Ａは、静止形無停電電源装置２０Ａの直流受電遮断器９Ａとサイリスタスイッチ１０Ａとを経由して、整流回路６Ａの出力側である逆変換回路７Ａの入力側に接続されている。

このように構成された静止形無停電電源装置２０Ａを含むＡ系電源設備２１Ａにおいて、所内交流電源１Ａが健全な通常時の場合には、所内交流電源１Ａの交流電力を整流回路６Ａにて直流電力に変換し、この直流電力を逆変換回路７Ａで所定の定電圧定周波数の交流電力に逆変換して、切換回路４Ａを介し前記配電盤１６Ａまたは１８に供給している。

所内交流電源１Ａが喪失した場合には、整流回路６Ａからの直流電力が逆変換回路７Ａに供給されなくなるので、このときには、静止形無停電電源装置２０Ａの図示しない制御回路により、通常開路しているサイリスタスイッチ１０Ａを瞬時に閉路し、直流電源８Ａからの直流電力を逆変換回路７Ａに入力して、定電圧定周波数の交流電力を無停電で前記配電盤１６Ａまたは１８に供給する。

また、切換回路４Ａは、通常、逆変換回路７Ａからの定電圧定周波数の交流出力を前記配電盤１６Ａまたは１８に供給するように接続されているが、逆変換回路７Ａ側の保守時や、あるいはこの逆変換回路７Ａが何等かの理由で故障した場合には、静止形無停電電源装置２０Ａの図示しない制御回路により、所内交流電源１Ａを予備電源回路の変圧器３Ａ側に瞬時に切替えて、この所内交流電源１Ａの交流電力を直接的に前記配電盤１６Ａまたは１８に供給する。

なお、冗長化された他方の所内交流電源１Ｂ及び静止形無停電電源装置２０Ｂ等からなるＢ系電源設備２１Ｂについては、上述したＡ系電源設備２１Ａと同様の構成及び作用であるため、符号の添え字をＡからＢに代えて説明を省略する。また、静止形無停電電源装置２０Ａ、２０Ｂにおけるサイリスタスイッチ１０Ａ、１０Ｂは、閉作動時に逆変換回路７Ａ、７Ｂに直流電源８Ａ、８Ｂの直流電力を供給する一方向性の回路が形成されたものであり、所内交流電源１Ａ、１Ｂが健全な通常の場合には、このサイリスタスイッチ１０Ａ、１０Ｂは開路されている。

ところで、原子力発電プラントの運転状態集中監視システムについては、近年、プロセス計算機負荷の増大に目覚ましいものがあり、従来、容量が５０ｋＶＡの２台構成にて計画されていた静止形無停電電源装置は、計算機負荷の増加に伴い、１台当たりの容量が１００〜２００ｋＶＡに達するほどに拡大している。

また、原子力発電プラントにおいては、静止形無停電電源装置２０Ａ、２０Ｂと、運転状態集中監視システムの計算機設備負荷への配電設備である前記配電盤１６Ａ、１６Ｂまたは１８とは、約２００ｍ以上離隔された場所に配置されている。このため、静止形無停電電源装置２０Ａ、２０Ｂが、計算機設備負荷が要求する電圧１００Ｖで、必要容量３０〜６０ｋＶＡの電源を配電盤１６Ａ、１６Ｂまたは１８に給電すると、給電ケーブルは大きなサイズを選定する必要がある。そこで、静止形無停電電源装置２０Ａ、２０Ｂと配電盤１６Ａ、１６Ｂまたは１８との間で、配電盤１６Ａ、１６Ｂまたは１８の近傍に降圧変圧器１３Ａ、１３Ｂ、１５を設け、静止形無停電電源装置２０Ａ、２０Ｂと降圧変圧器１３Ａ、１３Ｂ、１５との間の給電電圧を、例えば２００Ｖまたは４００Ｖに選定して給電電流を減少させ、給電ケーブルのサイズの低減を図っている。
特開昭５９−１２９５４３号公報

一般に、２台の静止形無停電電源装置２０Ａ、２０Ｂの定電圧制御は、図示しない定電圧制御回路を用いて、逆変換回路７Ａ、７Ｂの出力電圧を監視し、この出力電圧が、電源装置として設定されている定電圧の基準電圧になるように制御されている。

しかしながら、約２００ｍ以上離隔された場所に配置されている静止形無停電電源装置２０Ａ、２０Ｂと配電盤１６Ａ、１６Ｂまたは１８との間で、配電盤１６Ａ、１６Ｂまたは１８の近傍に降圧変圧器１３Ａ、１３Ｂ、１５を設け、給電電圧を例えば２００Ｖまたは４００Ｖに選定し、給電ケーブルのサイズの低減を図った場合であっても、次の課題が生ずる。

つまり、計算機設備負荷への配電設備である配電盤１６Ａ、１６Ｂまたは１８において負荷容量が変動したときに、静止形無停電電源装置２０Ａ、２０Ｂの直近の出力電圧は一定電圧に制御されていても、この静止形無停電電源装置２０Ａ、２０Ｂに対し約２００ｍ以上離隔された場所に配置された配電盤１６Ａ、１６Ｂまたは１８側での電圧は、静止形無停電電源装置２０Ａ、２０Ｂから配電盤１６Ａ、１６Ｂまたは１８までの経路に存在する給電ケーブルや降圧変圧器１３Ａ、１３Ｂ、１５等のインピーダンスによる電圧降下によって大きく変動してしまう。

従って、上述のような従来の静止形無停電電源装置２０Ａ、２０Ｂの定電圧制御方式では、計算機設備負荷への給電電圧を一定の電圧変動範囲に収め、安定した定電圧の電力を計算機設備負荷に対して供給することが困難な状況になる場合があった。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、静止形無停電電源装置から、当該電源装置に対し離隔して配置された配電設備を経て負荷へ定電圧定周波数電源を給電する場合に、負荷容量が変動したときにも安定した定電圧の電力を負荷へ供給できる静止形無停電電源装置の電圧制御装置及び電圧制御方法を提供することにある。

本発明に係る静止形無停電電源装置の電圧制御装置は、上述した課題を解決するために、交流電源に整流回路及び逆変換回路が順次接続されて、定電圧定周波数電源を負荷へ複数の配電設備を経て給電し、上記交流電源が喪失したときに直流電源を前記逆変換回路に導いて、定電圧定周波数電源の負荷への給電を継続する静止形無停電電源装置であって、複数の前記配電設備側の末端電圧をそれぞれ検出する複数の電圧検出器と、この電圧検出器により検出された複数の前記末端電圧の中間値または低い値を中間値・低値選択回路を介して選択し、この選択された値と末端基準電圧とを用いて補正信号を作成する補正信号作成回路と、前記逆変換回路の出力電圧を、定電圧の基準電圧及び上記補正信号を用いて調整して、複数の前記配電設備側のそれぞれの前記末端電圧が所望の一定電圧となるように制御する電圧制御回路と、を有することを特徴とするものである。

また、本発明に係る静止形無停電電源装置の電圧制御装置は、上述した課題を解決するために、交流電源に整流回路及び逆変換回路が順次接続されて、定電圧定周波数電源を負荷へ配電設備を経て給電し、前記交流電源が喪失したときに直流電源を前記逆変換回路に導いて、定電圧定周波数電源の負荷への給電を継続する静止形無停電電源装置であって、前記逆変換回路の入力直流電力と出力交流電力を用いて負荷力率を算出する負荷力率算出回路と、この負荷力率算出回路により算出された負荷力率と前記逆変換回路の出力交流電流を用いて、前記電源装置から、当該電源装置に対して離隔して配置された前記配電設備までの経路における電圧降下を算出して補正信号を作成する補正信号作成回路と、前記逆変換回路の出力電圧を、定電圧の基準電圧及び上記補正信号を用いて調整して、前記配電設備側の末端電圧が所望の一定電圧となるように制御する電圧制御回路と、を有することを特徴とするものである。

さらに、本発明に係る静止形無停電電源装置の電圧制御方法は、上述した課題を解決するために、交流電源に整流回路及び逆変換回路が順次接続されて、定電圧定周波数電源を負荷へ複数の配電設備を経て給電し、前記交流電源が喪失したときに直流電源を前記逆変換回路に導いて、定電圧定周波数電源の負荷への給電を継続する静止形無停電電源装置であって、複数の前記配電設備側の末端電圧をそれぞれ検出し、この検出された複数の末端電圧の中間値または低い値を選択し、この選択された値と末端基準電圧とを用いて補正信号を作成し、前記逆変換回路の出力電圧を、定電圧の基準電圧及び上記補正信号を用いて調整して、複数の前記配電設備側のそれぞれの前記末端電圧が所望の一定電圧となるように制御することを特徴とする方法である。

また、本発明に係る静止形無停電電源装置の電圧制御方法は、上述した課題を解決するために、交流電源に整流回路及び逆変換回路が順次接続されて、定電圧定周波数電源を負荷へ配電設備を経て給電し、前記交流電源が喪失したときに直流電源を前記逆変換回路に導いて、定電圧定周波数電源の負荷への給電を継続する静止形無停電電源装置であって、前記逆変換回路の入力直流電力と出力交流電力を用いて負荷力率を算出し、この算出された負荷力率と前記逆変換回路の出力交流電流を用いて、前記電源装置から、前記配電設備までの経路における電圧降下を算出して補正信号を作成し、前記逆変換回路の出力電圧を、定電圧の基準電圧及び上記補正信号を用いて調整して、前記配電設備側の末端電圧が所望の一定電圧となるように制御することを特徴とする方法である。

本発明によれば、複数の配電設備側のそれぞれの末端電圧の中間値または低い値を選択し、この選択された値と末端基準電圧とを用いて補正信号を作成し、逆変換回路の出力電圧を定電圧の基準電圧及び上記補正信号に基づき調整して、複数の配電設備側のそれぞれの末端電圧が所望の一定電圧となるように制御している。このことから、複数の配電設備から負荷への給電電圧を一定の電圧変動範囲に収めることができ、安定した定電圧の電力を負荷に対して供給することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。

［Ａ］第１の実施の形態（図１〜図３）
図１は、本発明に係る静止形無停電電源装置の電圧制御装置における第１の実施の形態を備えた静止形無停電電源装置が配置された電源設備を示す構成ブロック図である。本実施の形態において、図５に示す従来の静止形無停電電源装置などと同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

本実施の形態の静止形無停電電源装置３０Ａ、３０Ｂにおいても、所内交流電源１Ａ、１Ｂに整流器６Ａ、６Ｂ、逆変換回路７Ａ、７Ｂ及び切換器４Ａ、４Ｂが順次接続されて、定電圧定周波数電源を、配電設備としての配電盤１６Ａ、１６Ｂ、１８を経て図示しない負荷（例えば、原子力発電プラントの運転状態集中監視システムにおける計算機設備負荷など）へ給電し、上記所内交流電源１Ａ、１Ｂが喪失したときに直流電源８Ａ、８Ｂを逆変換回路７Ａ、７Ｂへ導いて、定電圧定周波数電源の上記負荷への給電を継続する。更に、逆変換回路７Ａ、７Ｂの保守時や故障時には切換器４Ａ、４Ｂの作用で、所内交流電源１Ａ、１Ｂが配電盤１６Ａ、１６Ｂ、１８を経て上記負荷へ直接給電される。

これらの静止形無停電電源装置３０Ａ、配電盤１６Ａ、１８、所内交流電源１Ａ、直流電源８Ａを有してなるＡ系電源設備２１Ａにおいても、静止形無停電電源装置３０Ｂ、配電盤１６Ｂ、１８、所内交流電源１Ｂ、直流電源８Ｂを有してなるＢ系電源設備２１Ｂにおいても、静止形無停電電源装置３０Ａ、３０Ｂと配電盤１６Ａ、１６Ｂ、１８とは約２００ｍ以上離隔して配置され、これらの間の給電ケーブルのサイズを抑制するために、配電盤１６Ａ、１６Ｂ、１８近傍に降圧変圧器１３Ａ、１３Ｂ、１５が設置されている。

さて、本実施の形態の静止形無停電電源装置３０Ａ、３０Ｂは、直近の出力電圧を一定に制御するのではなく、配電盤１６Ａ、１６Ｂ、１８側の末端電圧を所望の一定電圧に制御するための電圧制御装置３１Ａ、３１Ｂをそれぞれ備えている。電圧制御装置３１Ａは、電圧検出器３２Ａ及び３３、補正信号作成回路３４Ａ(図３)並びに電圧制御回路３５Ａを有し、電圧制御装置３１Ｂは、電圧検出器３２Ｂ及び３３、補正信号作成回路３４Ｂ(図３)並びに電圧制御回路３５Ｂを有する。上記電圧検出器３３は、電圧制御装置３１Ａと３１Ｂとにおいて共通の検出器である。

電圧検出器３２Ａ、３２Ｂ、３３は、配電盤１６Ａ、１６Ｂ、１８側の末端電圧、つまり配電盤１６Ａ、１６Ｂ、１８の近傍に設置された降圧変圧器１３Ａ、１３Ｂ、１５の二次側電圧をそれぞれ検出して、それぞれ末端電圧信号３６Ａ、３６Ｂ、３７を出力するものである。末端電圧信号３６Ａは、静止形無停電電源装置３０Ａから配電盤１６Ａへ給電された給電電圧を示す。末端電圧信号３６Ｂは、静止形無停電電源装置３０Ｂから配電盤１６Ｂへ給電された給電電圧を示す。末端電圧信号３７は、静止形無停電電源装置３０Ａまたは３０Ｂから配電盤１８へ給電された給電電圧を示す。

図３に示す補正信号作成回路３４Ａは、末端電圧信号３６Ａ、３７と末端基準電圧とを用いて、例えばそれらの偏差から補正信号４１Ａを作成する。同様に、補正信号作成回路３４Ｂは、末端電圧信号３６Ｂ、３７と末端基準電圧とを用いて、例えばそれらの偏差から補正信号４１Ｂを作成する。具体的には、補正信号作成回路３４Ａ及び３４Ｂは、中間値・低値選択回路３８、リミッタ３９及び正規化回路４０を有して構成される。

補正信号作成回路３４Ａの中間値・低値選択回路３８は、入力された末端電圧信号３６Ａと３７の中間値を算出して選択し、或いは末端電圧信号３６Ａと３７のうちの低い値を優先して選択する。また、補正信号作成回路３４Ｂの中間値・低値選択回路３８は、入力された末端電圧信号３６Ｂと３７の中間値を算出して選択し、或いは末端電圧信号３６Ｂと３７のうちの低い値を優先して選択する。

ここで、配電盤１８は図１に示すように、静止形無停電電源装置３０Ａまたは３０Ｂのいずれか一方から電源切換配電盤１７を介して給電される構成である。このため、補正信号作成回路３４Ａの中間値・低値選択回路３８には、電源切換配電盤１７の遮断器１４Ａの閉時にのみ末端電圧信号３７が入力され、上記遮断器１４Ａの開時には末端電圧信号３７の入力が阻止される。同様に、補正信号作成回路３４Ｂの中間値・低値選択回路３８には、電源切換配電盤１７の遮断器１４Ｂの閉時にのみ末端電圧信号３７が入力され、上記遮断器１４Ｂの開時には末端電圧信号３７の入力が阻止される。

補正信号作成回路３４Ａ及び３４Ｂのリミッタ３９は、中間値・低値選択回路３８からの信号値を、末端基準電圧に対し許容される変動幅（例えば末端基準電圧に対し±１０Ｖ）内に制限するものであり、これにより、作成される補正信号４１Ａ、４１Ｂの値が過大になることが防止される。

補正信号作成回路３４Ａ及び３４Ｂの正規化回路４０は、リミッタ３９からの信号値を末端基準電圧に基づいて比率換算し、この比率換算値を用いて算出した値と末端基準電圧との偏差から、末端基準電圧に対する不足電圧を補正電圧とする補正信号４１Ａ、４１Ｂを作成して出力する。補正信号作成回路３４Ａの正規化回路４０にて作成された補正信号を補正信号４１Ａとし、補正信号作成回路３４Ｂの正規化回路４０にて作成された補正信号を補正信号４１Ｂとする。

電圧制御回路３５Ａは、図２に示すように、逆変換回路７Ａの出力電圧４２Ａを、定電圧の基準電圧４３Ａ及び補正信号４１Ａを用いて調整し、配電盤１６Ａ、１８側の末端電圧(末端電圧信号３６Ａ、３８に相当)が所望の一定電圧となるように制御するものである。同様に、電圧制御回路３５Ｂ(図１)は、逆変換回路７Ｂの出力電圧４２Ｂを、定電圧の基準電圧４３Ｂ及び補正信号４１Ｂを用いて調整し、配電盤１６Ｂ、１８側の末端電圧(末端電圧信号３６Ｂ、３８に相当)が所望の一定電圧となるように制御するものである。

電圧制御回路３５Ａを例にして更に詳説する。この電圧制御回路３５Ａは、図２に示すように、逆変換回路７Ａの出力電圧４２Ａを監視すると共に、加算回路に定電圧の基準電圧４３Ａと、補正信号作成回路３４Ａにて作成された補正信号４１Ａとを入力して電圧制御信号４４Ａを作成し、この電圧制御信号４４Ａを逆変換回路７Ａの図示しない制御部に入力する。上記定電圧の基準電圧４３Ａと上記補正信号４１Ａとの加算値に比べて逆変換回路７Ａの出力電圧４２Ａが低い場合には、電圧制御信号４４Ａは電圧上昇信号として逆変換回路７Ａの制御部へ出力される。これにより、逆変換回路７Ａの制御部は、当該逆変換回路７Ａの出力電圧４２Ａを定電圧の基準電圧４３Ａよりも高い値に調整して、配電盤１６Ａ、１８側の末端電圧(末端電圧信号３６Ａ、３８に相当)が所望の一定電圧となるように制御する。

電圧制御回路３５Ｂも同様に、図１に示すように、逆変換回路７Ｂの出力電圧４２Ｂに、定電圧の基準電圧４３Ｂと補正信号４１Ｂとを加算して電圧制御信号４４Ｂを作成し、これにより、配電盤１６Ｂ、１８側の末端電圧(末端電圧信号３６Ｂ、３８に相当)が所望の一定電圧のように逆変換回路７Ｂの出力電圧４２Ｂを制御している。

以上のように構成されたことから、上記実施の形態によれば、次の効果を奏する。

静止形無停電電源装置の電圧制御装置３１Ａ、３１Ｂによれば、電圧検出器３２Ａ、３２Ｂ、３３により検出された配電盤１６Ａ、１６Ｂ、１８側の末端電圧と、末端基準電圧とを用いて補正信号作成回路３４Ａ、３４Ｂが補正信号４１Ａ、４１Ｂを作成し、電圧制御回路３５Ａ、３５Ｂが、逆変換回路７Ａ、７Ｂの出力電圧４２Ａ、４２Ｂを定電圧の基準電圧４３Ａ、４３Ｂ及び上記補正信号４１Ａ、４１Ｂに基づき調整して、配電盤１６Ａ、１６Ｂ、１８側の末端電圧(末端電圧信号３６Ａ、３６Ｂ、３８に相当)が所望の一定電圧となるように制御している。このことから、負荷容量が変動したときにも、静止形無停電電源装置２０Ａ、２０Ｂに対して離隔して配置された配電盤１６Ａ、１６Ｂ、１８から負荷（原子力発電プラントの運転状態集中監視システムにおける計算機設備負荷など）への給電電圧を一定の電圧変動範囲に収めることができ、安定した定電圧の電力を上記負荷に対して供給することができる。

［Ｂ］第２の実施の形態（図４）
図４は、本発明に係る静止形無停電電源装置の電圧制御装置における第２の実施の形態を示す構成ブロック図である。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

本実施の形態における静止形無停電電源装置３０Ａ、３０Ｂは、当該電源装置の直近の出力電圧を一定に制御するのではなく、配電盤１６Ａ、１６Ｂ、１８側の末端電圧を所望の一定電圧に制御する電圧制御装置５１Ａ、５１Ｂをそれぞれ備える。但し、本実施の形態においては、静止形無停電電源装置３０Ｂの電圧制御装置５１Ｂは、静止形無停電電源装置３０Ａの電圧制御装置５１Ａと同様な構成及び作用であるため説明を省略し、電圧制御装置５１Ａについてのみ説明する。

この静止形無停電電源装置３０Ａの電圧制御装置５１Ａは、負荷力率算出回路５２Ａ、補正信号作成回路５３Ａ及び電圧制御回路５４Ａを有して構成される。

負荷力率算出回路５２Ａは、静止形無停電電源装置３０Ａにおける逆変換回路７Ａへの入力直流電力（入力直流電圧（Ｖｄ）５５Ａ及び入力直流電流（Ｉｄ）５６Ａ）と、逆変換回路７Ａからの出力交流電力（出力交流電圧（Ｖａ）５７Ａ及び出力交流電流（Ｉａ）５８Ａ）とを用いて、次式（１）により負荷力率（ｃｏｓθ）を算出し、算出負荷力率信号５９Ａを補正信号作成回路５３Ａへ出力する。

補正信号作成回路５３Ａには、静止形無停電電源装置３０Ａの直後から、この静止形無停電電源装置３０Ａに対して約２００ｍ以上を離隔して配置された配電盤１６Ａ、１８近傍の降圧変圧器１３Ａ、１５の二次側までの経路のインピーダンス（Ｚ）が予め入力されている。この補正信号作成回路５３Ａは、負荷力率算出回路５２Ａにより算出された負荷力率と、逆変換回路７Ａの出力交流電流（Ｉａ）５８Ａと、上記経路のインピーダンス（Ｚ）とを用いて、静止形無停電電源装置３０Ａの直後から配電盤１６Ａ、１８の直前までの上記経路における電圧降下（ΔＶ）を、次式（２）を用いて算出する。

次に、補正信号作成回路５３Ａは、算出した電圧降下（ΔＶ）を相殺して、配電盤１６Ａ、１８側の末端電圧(末端電圧信号３６Ａ、３８に相当)を末端基準電圧まで昇圧するための補正信号６０Ａを作成する。

電圧制御回路５４Ａは、逆変換回路７Ａの出力電圧（出力交流電圧（Ｖａ）５７Ａ）を、電圧の基準電圧４３Ａ及び補正信号６０Ａを用いて調整し、配電盤１６Ａ、１８側の末端電圧が所望の一定電圧になるように制御する。つまり、この電圧制御回路５４Ａは、逆変換回路７Ａの出力電圧（出力交流電圧（Ｖａ）５７Ａ）を監視すると共に、加算回路に定電圧の基準電圧４３Ａと、補正信号作成回路５３Ａにて作成された補正信号６０Ａとを入力して電圧制御信号６１Ａを作成し、この電圧制御信号６１Ａを逆変換回路７Ａの図示しない制御部に入力する。上記定電圧の基準電圧４３Ａと上記補正信号６０Ａとの加算値に比べて逆変換回路７Ａの出力電圧（出力交流電圧（Ｖａ）５７Ａ）が低い場合には、電圧制御信号６１Ａは電圧上昇信号として逆変換回路７Ａの制御部へ出力される。これにより、逆変換回路７Ａの制御部は、当該逆変換回路７Ａの出力電圧（出力交流電圧（Ｖａ）５７Ａ）を定電圧の基準電圧４３Ａよりも高い値に調整して、配電盤１６Ａ、１８側の末端電圧(末端電圧信号３６Ａ、３８に相当)が所望の一定電圧となるように制御する。

従って、本実施の形態によれば、次の効果を奏する。

静止形無停電電源装置３０Ａの電圧制御装置５１Ａによれば、逆変換回路７Ａの入力直流電力（入力直流電圧（Ｖｄ）５５Ａ及び入力直流電流（Ｉｄ）５６Ａ）と、出力交流電力（出力交流電圧（Ｖａ）５７Ａ及び出力交流電流（Ｉａ）５８Ａ）を用いて負荷力率算出回路５２Ａが負荷力率を算出し、この算出された負荷力率と逆変換回路７Ａの出力交流電流５８Ａを用いて、補正信号作成回路５３Ａが、静止形無停電電源装置３０Ａから配電盤１６Ａ、１８までの経路における電圧降下（ΔＶ）を算出して補正信号６０Ａを作成する。そして、電圧制御回路５４Ａが、逆変換回路７Ａの出力電圧（出力交流電圧（Ｖａ）５７Ａ）を、定電圧の基準電圧４３Ａ及び上記補正信号６０Ａを用いて調整して、配電盤１６Ａ、１８側の末端電圧(末端電圧信号３６Ａ、３８に相当)が所望の一定電圧となるように制御する。このことから、負荷容量が変動したときにも、静止形無停電電源装置３０Ａに対して離隔して配置された配電盤１６Ａ、１８から負荷（例えば、原子力発電プラントの運転状態集中監視システムにおける計算機設備負荷など）への給電電圧を一定の電圧変動範囲に収めることができ、安定した一定電圧の電力を負荷に対して供給することができる。静止形無停電電源装置３０Ｂの電圧制御装置５１Ｂにおいても、同様な効果を奏する。

本発明に係る静止形無停電電源装置の電圧制御装置における第１の実施の形態を備えた静止形無停電電源装置が配置された電源設備を示すブロック図。 図１の静止形無停電電源装置の電圧制御装置における、主に電圧制御回路を示すブロック図。 図１の静止形無停電電源装置の電圧制御装置における補正信号作成回路を示すブロック図。 本発明に係る静止形無停電電源装置の電圧制御装置における第２の実施の形態を示すブロック図。 従来の静止形無停電電源装置が設置された電源設備を示すブロック図。

符号の説明

１Ａ、１Ｂ 所内交流電源
６Ａ、６Ｂ 整流回路
７Ａ、７Ｂ 逆変換回路
８Ａ、８Ｂ 直流電源
１６Ａ、１６Ｂ、１８ 配電盤（配電設備）
３０Ａ、３０Ｂ 静止形無停電電源装置
３１Ａ、３１Ｂ 電圧制御装置
３２Ａ、３２Ｂ、３３ 電圧検出器
３４Ａ、３４Ｂ 補正信号作成回路
３５Ａ、３５Ｂ 電圧制御回路
３６Ａ、３６Ｂ、３７ 末端電圧信号
４１Ａ、４１Ｂ 補正信号
４２Ａ、４２Ｂ 出力電圧
４３Ａ、４３Ｂ 定電圧の基準電圧
４４Ａ、４４Ｂ 電圧制御信号
５１Ａ、５１Ｂ 電圧制御装置
５２Ａ 負荷力率算出回路
５３Ａ 補正信号作成回路
５４Ａ 電圧制御回路
５５Ａ 入力直流電圧（Ｖｄ）
５６Ａ 入力直流電流（Ｉｄ）
５７Ａ 出力交流電圧（Ｖａ）
５８Ａ 出力交流電流（Ｉａ）
５９Ａ 算出負荷力率信号
６０Ａ 補正信号
６１Ａ 電圧制御信号

Claims (4)

1. 交流電源に整流回路及び逆変換回路が順次接続されて、定電圧定周波数電源を負荷へ複数の配電設備を経て給電し、上記交流電源が喪失したときに直流電源を前記逆変換回路に導いて、定電圧定周波数電源の負荷への給電を継続する静止形無停電電源装置であって、
   複数の前記配電設備側の末端電圧をそれぞれ検出する複数の電圧検出器と、
   この電圧検出器により検出された複数の前記末端電圧の中間値または低い値を中間値・低値選択回路を介して選択し、この選択された値と末端基準電圧とを用いて補正信号を作成する補正信号作成回路と、
   前記逆変換回路の出力電圧を、定電圧の基準電圧及び上記補正信号を用いて調整して、複数の前記配電設備側のそれぞれの前記末端電圧が所望の一定電圧となるように制御する電圧制御回路と、を有することを特徴とする静止形無停電電源装置の電圧制御装置。
2. 交流電源に整流回路及び逆変換回路が順次接続されて、定電圧定周波数電源を負荷へ配電設備を経て給電し、前記交流電源が喪失したときに直流電源を前記逆変換回路に導いて、定電圧定周波数電源の負荷への給電を継続する静止形無停電電源装置であって、
   前記逆変換回路の入力直流電力と出力交流電力を用いて負荷力率を算出する負荷力率算出回路と、
   この負荷力率算出回路により算出された負荷力率と前記逆変換回路の出力交流電流を用いて、前記電源装置から、当該電源装置に対して離隔して配置された前記配電設備までの経路における電圧降下を算出して補正信号を作成する補正信号作成回路と、
   前記逆変換回路の出力電圧を、定電圧の基準電圧及び上記補正信号を用いて調整して、前記配電設備側の末端電圧が所望の一定電圧となるように制御する電圧制御回路と、を有することを特徴とする静止形無停電電源装置の電圧制御装置。
3. 交流電源に整流回路及び逆変換回路が順次接続されて、定電圧定周波数電源を負荷へ複数の配電設備を経て給電し、前記交流電源が喪失したときに直流電源を前記逆変換回路に導いて、定電圧定周波数電源の負荷への給電を継続する静止形無停電電源装置であって、
   複数の前記配電設備側の末端電圧をそれぞれ検出し、
   この検出された複数の末端電圧の中間値または低い値を選択し、この選択された値と末端基準電圧とを用いて補正信号を作成し、
   前記逆変換回路の出力電圧を、定電圧の基準電圧及び上記補正信号を用いて調整して、複数の前記配電設備側のそれぞれの前記末端電圧が所望の一定電圧となるように制御することを特徴とする静止形無停電電源装置の電圧制御方法。
4. 交流電源に整流回路及び逆変換回路が順次接続されて、定電圧定周波数電源を負荷へ配電設備を経て給電し、前記交流電源が喪失したときに直流電源を前記逆変換回路に導いて、定電圧定周波数電源の負荷への給電を継続する静止形無停電電源装置であって、
   前記逆変換回路の入力直流電力と出力交流電力を用いて負荷力率を算出し、
   この算出された負荷力率と前記逆変換回路の出力交流電流を用いて、前記電源装置から、前記配電設備までの経路における電圧降下を算出して補正信号を作成し、
   前記逆変換回路の出力電圧を、定電圧の基準電圧及び上記補正信号を用いて調整して、前記配電設備側の末端電圧が所望の一定電圧となるように制御することを特徴とする静止形無停電電源装置の電圧制御方法。

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