JP7080785B2 - Uninterruptible power system - Google Patents
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Description
この発明は、無停電電源装置に関する。 The present invention relates to an uninterruptible power supply.
無停電電源装置は、商用交流電源および負荷の間に接続され、商用交流電源の停電、瞬時電圧低下、電圧波形歪みなどの変動に対して安定した交流電力を負荷に無瞬断で供給するものである(例えば、実開平7-44873号公報(特許文献1)参照)。 An uninterruptible power supply is connected between a commercial AC power supply and a load, and supplies stable AC power to the load without interruption against fluctuations such as power failure, instantaneous voltage drop, and voltage waveform distortion of the commercial AC power supply. (For example, refer to Japanese Patent Publication No. 7-44873 (Patent Document 1)).
無停電電源装置が適用される電力系統において、電力系統が設置される設備の点検時には、一般的に、設備内の負荷の運転を停止させた後、商用交流電源を遮断した状態で電力系統の点検が行なわれる。このとき、商用交流電源を遮断したことで無停電電源装置が停電発生と判断して運転することがないように、通常、無停電電源装置の構成部品を全て停止させる全停止(シャットダウン)が実行される。 In the power system to which an uninterruptible power supply is applied, when inspecting the equipment to which the power system is installed, generally, after stopping the operation of the load in the equipment, the power system is turned off with the commercial AC power supply cut off. An inspection will be carried out. At this time, a full shutdown (shutdown) is normally executed to stop all the components of the uninterruptible power supply so that the uninterruptible power supply does not operate after judging that a power failure has occurred due to the interruption of the commercial AC power supply. Will be done.
しかしながら、従来の無停電電源装置においては、無停電電源装置の専属の作業員が、無停電電源装置の状態を確認しながら、操作盤を所定の手順に従って手動で操作することで、無停電電源装置をシャットダウンさせる場合がある。このような場合、電力系統の点検時には必ず専属の作業員が設備に出向いて操作を行なわなければならないため、作業員の負担が増えるとともに、点検作業の効率が低下することが懸念される。 However, in the conventional uninterruptible power supply, a dedicated worker of the uninterruptible power supply manually operates the operation panel according to a predetermined procedure while checking the status of the uninterruptible power supply. The device may be shut down. In such a case, since a dedicated worker must always go to the equipment to perform the operation when inspecting the power system, there is a concern that the burden on the worker will increase and the efficiency of the inspection work will decrease.
それゆえに、この発明の主たる目的は、自動的にシャットダウンをすることが可能な無停電電源装置を提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to provide an uninterruptible power supply capable of automatically shutting down.
この発明に係る無停電電源装置は、第1の開閉器を介して交流電源と電気的に接続される入力端子と、負荷に電気的に接続される出力端子と、電力貯蔵装置に電気的に接続される直流端子と、入力端子および出力端子の間に接続される電力変換器と、電力変換器を制御する制御装置とを備える。制御装置は、交流電源の交流電力を負荷の駆動電力に変換する一方で、交流電源の停電時において電力貯蔵装置の直流電力を負荷の駆動電力に変換するように、電力変換器を制御するように構成される。無停電電源装置は、電力貯蔵装置と電力変換器との間に接続される第2の開閉器と、制御装置への電源供給経路に設置される第3の開閉器と、負荷に流れる電流を検出する電流検出器と、停止制御部とをさらに備える。停止制御部は、電流検出器の検出値に基づいて負荷の運転停止が検出され、かつ、第1の開閉器の開放が検出された場合に、電力変換器の運転を停止させるとともに、第2開閉器および第3の開閉器を開放するように構成される。 The uninterruptible power supply according to the present invention has an input terminal electrically connected to an AC power supply via a first switch, an output terminal electrically connected to a load, and an electric power storage device electrically connected to the power storage device. It includes a DC terminal to be connected, a power converter connected between the input terminal and the output terminal, and a control device for controlling the power converter. The control device controls the power converter so that the AC power of the AC power source is converted into the drive power of the load, while the DC power of the power storage device is converted into the drive power of the load in the event of a power failure of the AC power source. It is composed of. The uninterruptible power supply has a second switch connected between the power storage device and the power converter, a third switch installed in the power supply path to the control device, and a current flowing through the load. It further includes a current detector for detection and a stop control unit. When the stop of the load is detected based on the detection value of the current detector and the opening of the first switch is detected, the stop control unit stops the operation of the power converter and the second. It is configured to open the switch and the third switch.
この発明によれば、自動的にシャットダウンすることが可能な無停電電源装置を提供することである。 According to the present invention, there is provided an uninterruptible power supply capable of automatically shutting down.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当部分には同一の符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding parts in the figure will be designated by the same reference numerals, and the explanations will not be repeated in principle.
図1は、本発明の実施の形態に係る無停電電源装置の概略構成を示す図である。
図1を参照して、本実施の形態に係る無停電電源装置3は、交流電源1から負荷2に電力を供給するための電力系統100に適用され得る。電力系統100は、例えば、情報通信機器や計測・制御機器などの各種電気機器を負荷2とする設備に設置されている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an uninterruptible power supply device according to an embodiment of the present invention.
With reference to FIG. 1, the
無停電電源装置3は、交流電源1および負荷2の間に接続され、交流電源1の停電、瞬時電圧低下、電圧波形歪みなどの変動に対して安定した交流電力を負荷2に無瞬断で供給するものである。交流電源1は、代表的には商用交流電源であり、商用周波数の交流電力を無停電電源装置3に供給する。負荷2は、無停電電源装置3から供給される商用周波数の交流電力によって駆動される。なお、図1では、一相の交流電力に関連する部分のみが示されているが、無停電電源装置3は三相交流電力を受けて三相交流電力を出力するように構成してもよい。
The uninterruptible
図1に示すように、無停電電源装置3は、入力端子T1、出力端子T2、直流端子T3、電力変換器5、および制御装置6を備える。入力端子T1は、交流電源1に電気的に接続されており、交流電源1から供給される商用周波数の交流電力を受ける。交流電源1および入力端子T1の間には開閉器9が接続されている。開閉器9は、例えば配線用遮断器である。開閉器9は、電力系統100を制御する上位の制御装置(図示せず)によって、開放(オン)および閉成(オフ)が制御されることにより、交流電源1および無停電電源装置3の間の電力供給経路を導通および遮断する。具体的には、開閉器9は、無停電電源装置3の使用時にオンされ、電力系統100の点検時においてオフされる。
As shown in FIG. 1, the uninterruptible
開閉器9(配線用遮断器)は、主接点および補助接点を有する。開閉器9の主接点が閉状態に切り替わると開閉器9がオン状態となり、主接点が開状態に切り替わると開閉器9がオフ状態となる。開閉器9の補助接点の開閉は、主接点の開閉に連動して切り替わる。開閉器9は、補助接点の開閉状態を、接点信号によって外部に伝送することができる。この接点信号に基づいて補助接点の開閉状態を検出することにより、主接点の開閉状態を検出することができる。図1の例では、開閉器9の接点信号は無停電電源装置3の信号入力端子T4に入力される。開閉器9は「第1の開閉器」の一実施例に対応する。
The switch 9 (molded case circuit breaker) has a main contact and an auxiliary contact. When the main contact of the
出力端子T2は、負荷2に接続される。直流端子T3は、バッテリ4に接続される。バッテリ4は、直流電力を蓄積する「電力貯蔵装置」の一実施例に対応する。電力貯蔵装置として、バッテリ4に代えて、電気二重層コンデンサを直流端子T3に接続してもよい。
The output terminal T2 is connected to the
電力変換器5は、入力端子T1および出力端子T2の間に接続される。電力変換器5は、コンバータ50、インバータ52、直流母線L1およびコンデンサC1を有する。
The
コンバータ50は、入力ノードが入力端子T1に接続され、出力ノードが直流母線L1に接続される。コンバータ50は、交流電源1から交流電力が供給されている通常時は、交流電源1からの交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を直流母線L1に与える。一方、交流電源1からの交流電力の供給が停止された停電時には、コンバータ50の運転は停止される。
In the
コンデンサC1は、直流母線L1の直流電圧を平滑化および安定化させる。直流母線L1は、インバータ52の入力ノードに接続されるとともに、直流端子T3に接続される。
The capacitor C1 smoothes and stabilizes the DC voltage of the DC bus L1. The DC bus L1 is connected to the input node of the
インバータ52は、入力ノードが直流母線L1に接続され、出力ノードが出力端子T2に接続される。インバータ52は、通常時はコンバータ50によって生成された直流電力を商用周波数の交流電力に変換し、その交流電力を負荷2に与える。一方、停電時には、インバータ52は、バッテリ4の直流電力を商用周波数の交流電力に変換し、その交流電力を負荷2に与える。
In the
コンバータ50は、複数のスイッチング素子および複数のダイオードを含む(図示せず)。複数のスイッチング素子は、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である。複数のダイオードは、複数のスイッチング素子にそれぞれ逆並列に接続される。インバータ52は、複数のスイッチング素子および複数のダイオードを含む(図示せず)。複数のスイッチング素子は、例えばIGBTである。複数のダイオードは、複数のスイッチング素子にそれぞれ逆並列に接続される。
The
コンバータ50およびインバータ52の各々のスイッチング素子は、制御装置6によって生成されるゲート信号によって制御される。具体的には、ゲート信号がH(論理ハイ)レベルのときにオンされ、ゲート信号がL(論理ロー)レベルのときにオフされる。ゲート信号は、パルス信号列であり、PWM(Pulse Width Modulation)信号である。
Each switching element of the
コンバータ50は、ゲート信号によって複数のスイッチング素子の各々を所定のタイミングでオンまたはオフさせることにより、入力端子T1に与えられた交流電圧を直流電圧に変換することができる。インバータ52は、ゲート信号によって複数のスイッチング素子の各々を所定のタイミングでオンまたはオフさせることにより、直流母線L1の直流電圧を交流電圧に変換することができる。
The
また、コンバータ50およびインバータ52の各々は、制御装置6によって生成されるゲート遮断信号に応答して、全てのスイッチング素子のゲートを遮断(シャットダウン)する。これにより、コンバータ50およびインバータ52の運転が停止される。
Further, each of the
制御装置6は、交流電源1から供給される交流電圧、直流母線L1の直流電圧、バッテリ4の電圧、インバータ52から出力される交流電圧、およびインバータ52から負荷2に流れる電流IL(以下、負荷電流とも称する)などに基づいて、コンバータ50およびインバータ52を制御する。
The
無停電電源装置3は、開閉器10,12、電流検出器14、信号入力端子T4、および停止制御部8をさらに備える。
The
開閉器10は、電力変換器5および直流端子T3の間に接続される。開閉器10は、一方端子が直流母線L1に接続され、他方端子が直流端子T3に接続される。開閉器10は、例えば直流遮断器である。開閉器10は、停止制御部8からの制御信号に応答してオンおよびオフが制御される。あるいは、開閉器10は、無停電電源装置3またはバッテリ4の点検を行なう作業員が操作することでオンおよびオフを切り替えることができる。具体的には、開閉器10は、無停電電源装置3の使用時にオンされ、無停電電源装置3またはバッテリ4の点検時にオフされる。開閉器10がオフされることにより、無停電電源装置3からバッテリ4が遮断される。開閉器10は「第2の開閉器」の一実施例に対応する。
The
開閉器12は、制御装置6への電源供給経路L2に設置される。図1の例では、開閉器12は、一方端子が入力端子T1に接続され、他方端子が制御装置6に接続される。開閉器12は、例えば交流遮断器である。開閉器12は、停止制御部8からの制御信号に応答してオンおよびオフが制御される。あるいは、開閉器12は、無停電電源装置3の点検を行なう作業員が操作することでオンおよびオフを切り替えることができる。具体的には、開閉器12は、無停電電源装置3の使用時にオンされ、無停電電源装置3の点検時にオフされる。開閉器12がオフされることにより、制御装置6への電源供給経路が遮断され、制御装置6の運転が停止する。開閉器12は「第3の開閉器」の一実施例に対応する。なお、本願明細書において、無停電電源装置3に含まれる開閉器10,12はいずれも、制御装置6からの制御信号に応答してオンおよびオフが制御されるものであればよい。
The
開閉器10,12は、開閉器9と同様に、主接点および補助接点を有しており、主接点の開閉に連動して補助接点の開閉が切り替わる。停止制御部8は、開閉器10,12の各々から出力される補助接点の開閉状態を示す接点信号に基づいて、主接点の開閉状態を検出することができる。
Like the
電流検出器14は、インバータ52から負荷2に出力される負荷電流ILを検出し、その検出値を示す信号を停止制御部8に与える。
The
信号入力端子T4は、開閉器9に電気的に接続され、開閉器9から入力される接点信号を受け、その接点信号を停止制御部8に伝送する。
The signal input terminal T4 is electrically connected to the
停止制御部8は、電流検出器14による負荷電流ILの検出値、および信号入力端子T4から伝送される開閉器9の接点信号に基づいて、無停電電源装置3の電力変換器5および制御装置6の運転を停止させる全停止(以下、シャットダウンと称する)を実行する。
The
電力系統100が設置される設備の点検は、通常、負荷2の運転を停止させ、かつ、交流電源1を遮断した状態で行なわれる。このとき、交流電源1が遮断されると、無停電電源装置3では、交流電源1の停電が発生したものと判断して、バッテリ4の直流電力を負荷2に無瞬断で供給するように電力変換器5が動作することがある。そこで、電力系統100の点検時には、負荷2への電力供給を停止させるために、無停電電源装置3をシャットダウンさせる必要がある。
The inspection of the equipment in which the
本実施の形態では、停止制御部8は、負荷2の運転が停止され、かつ、交流電源1および無停電電源装置3の間の電力供給経路が遮断されたことが検出されると、無停電電源装置3を自動的にシャットダウンさせるように構成される。
In the present embodiment, when the
図2は、図1に示した停止制御部8の構成例を示す機能ブロック図である。図2を参照して、停止制御部8は、零電流検出部80、電源遮断検出部82、論理積回路84、制御停止部86、および遮断制御部88,90を有する。
FIG. 2 is a functional block diagram showing a configuration example of the
零電流検出部80は、電流検出器14による負荷電流ILの検出値を受けると、当該検出値が零電流であるか否かを判定する。負荷電流ILの検出値が零電流である場合、零電流検出部80は、負荷2の運転が停止していると判定し、Hレベルの検出信号を出力する。一方、負荷電流ILの検出値が零電流でない場合、零電流検出部80は、負荷2の運転が停止していない、すなわち負荷2が運転中であると判定し、Lレベルの検出信号を出力する。
Upon receiving the detection value of the load current IL by the
電源遮断検出部82は、開閉器9から信号入力端子T4を介して伝送された接点信号を受ける。電源遮断検出部82は、開閉器9の接点信号に基づいて、交流電源1および無停電電源装置3の間の電力供給経路が遮断されているか否かを判定する。上述したように、開閉器9の接点信号は、開閉器9の補助接点の開閉状態を示す信号であり、補助接点の開閉状態を検出することにより、主接点の開閉状態を検出することができる。電源遮断検出部82は、開閉器9の主接点が開状態であるとき、交流電源1および無停電電源装置3の間の電力供給経路が遮断されていると判定し、Hレベルの検出信号を出力する。一方、開閉器9の主接点が閉状態であるときには、電源遮断検出部82は、交流電源1および無停電電源装置3の間の電力供給経路が導通していると判定し、Lレベルの検出信号を出力する。
The power
論理積回路84は、零電流検出部80の出力信号および電源遮断検出部82の出力信号の論理積を演算し、その演算結果を示す信号を出力する。零電流検出部80の出力信号および電源遮断検出部82の出力信号がともにHレベルであるとき、論理積回路84はHレベルの信号を出力する。これによると、負荷2の運転が停止しており、かつ、開閉器9がオフされて交流電源1および無停電電源装置3の間の電力供給経路が遮断しているとき、論理積回路84はHレベルの信号を出力する。
The
一方、負荷2の運転が停止していないとき、あるいは、開閉器9がオンされて交流電源1および無停電電源装置3の間の電力供給経路が導通しているときには、論理積回路84はLレベルの信号を出力する。論理積回路84の出力信号は、制御停止部86、遮断制御部88および遮断制御部90に与えられる。
On the other hand, when the operation of the
制御停止部86は、論理積回路84から与えられる信号に基づいて、電力変換器5の運転停止を制御する。具体的には、制御停止部86は、論理積回路84からHレベルの信号を受けると、停止指令を生成し、生成した停止指令を制御装置6に出力する。制御装置6は、停止指令を受けると、電力変換器5に対してゲート遮断信号を出力する。電力変換器5に含まれるコンバータ50およびインバータ52の各々は、ゲート遮断信号に応答して全てのスイッチング素子のゲートが遮断されることにより、運転が停止される。電力変換器5は、運転停止したことを示す停止信号を遮断制御部88に出力する。
The
なお、制御停止部86は、論理積回路84からLレベルの信号を受けたときには、停止指令を生成しない。したがって、負荷2の運転が停止していないとき、または、開閉器9がオンされているときには、電力変換器5は運転を継続する。
The
遮断制御部88は、論理積回路84から与えられる信号に基づいて、開閉器10をオフ状態に制御する。具体的には、遮断制御部88は、論理積回路84からHレベルの信号を受け、かつ、電力変換器5から停止信号を受けたとき、開閉器10をオフするためのオフ指令(開指令)を生成する。開閉器10は、遮断制御部88によって生成されたオフ指令に応答してオフされる。開閉器10がオフされることにより、無停電電源装置3からバッテリ4が遮断される。開閉器10は、補助接点が開状態となったことを示す接点信号を遮断制御部90に出力する。
The
遮断制御部90は、論理積回路84から与えられる信号に基づいて、開閉器12をオフ状態に制御する。具体的には、遮断制御部90は、論理積回路84からHレベルの信号を受け、かつ、開閉器10の接点信号を受けたとき、開閉器12をオフするためのオフ指令を生成する。開閉器12は、遮断制御部90によって生成されたオフ指令に応答してオフされる。開閉器12がオフされることにより、制御装置6への電源供給経路が遮断される。
The
図3は、図2に示した停止制御部8の動作を説明するためのタイミングチャートである。図3には、零電流検出部80の検出信号、電源遮断検出部82の検出信号、制御装置6への停止指令、電力変換器5のゲート遮断信号、電力変換器5の停止信号、開閉器10のオフ指令(開指令)、開閉器10の接点信号、および開閉器12のオフ指令(開指令)の時間波形が示されている。
FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the
図3を参照して、時刻t1にて、零電流検出部80は、負荷電流ILの検出値が零電流となると、負荷2の運転が停止していると判定し、Hレベルの検出信号を出力する。
With reference to FIG. 3, at time t1, when the detection value of the load current IL becomes zero current, the zero
次の時刻t2では、電源遮断検出部82は、開閉器9の接点信号に基づいて、開閉器9の主接点が閉状態から開状態に遷移したことを検出すると、交流電源1および無停電電源装置3の間の電力供給経路が遮断されていると判定し、Hレベルの検出信号を出力する。
At the next time t2, when the power
電源遮断検出部82の検出信号がLレベルからHレベルに遷移したことにより、論理積回路84からはHレベルの信号が出力される。このHレベルの信号を受けると、制御停止部86は停止指令を生成する。
Since the detection signal of the power
時刻t3では、制御装置6は、制御停止部86からの停止指令に従って、電力変換器5のコンバータ50およびインバータ52の各々を構成するスイッチング素子にゲート遮断信号を出力する。これにより、全てのスイッチング素子のゲートが遮断され、コンバータ50およびインバータ52の運転が停止される。
At time t3, the
電力変換器5が運転停止すると、電力変換器5の停止信号が遮断制御部88に与えられる。時刻t4では、遮断制御部88は、論理積回路のHレベルの出力信号を受け、かつ、電力変換器5の停止信号を受けると、開閉器10のオフ指令を生成する。時刻t5にて、開閉器10の主接点が閉状態から開状態に遷移する。オフ指令に従って開閉器10がオフされると、無停電電源装置3からバッテリ4が遮断される。
When the operation of the
次の時刻t6にて、開閉器10の接点信号を受けると、遮断制御部90は、開閉器12のオフ指令を生成する。オフ指令に従って開閉器12がオフされると、制御装置6への電源供給経路が遮断される。
Upon receiving the contact signal of the
図4は、図2に示した停止制御部8の動作を説明するためのフローチャートである。
図4を参照して、停止制御部8は、ステップS01にて、電流検出器14による負荷電流ILの検出値が零電流であるか否かを判定する。負荷電流ILの検出値が零電流である場合(S01のYES判定時)、停止制御部8は処理を終了する。一方、負荷電流ILの検出値が零電流である場合(S01のYES判定時)、停止制御部8は、ステップS02にて、開閉器9の接点信号に基づいて、交流電源1および無停電電源装置3の間の電力供給経路が遮断されているか否かを判定する。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the
With reference to FIG. 4, the
開閉器9がオン状態であり、交流電源1および無停電電源装置3の間の電力供給経路が導通している場合(S02のNO判定時)、停止制御部8は処理を終了する。一方、開閉器9がオフされて交流電源1および無停電電源装置3の間の電力供給経路が遮断している場合(S02のYES判定時)、停止制御部8は、ステップS03に進み、制御装置6に停止指令を出力することにより、電力変換器5のコンバータ50およびインバータ52をゲート遮断状態とする。
When the
停止制御部8は、ステップS04にて、電力変換器5の運転が停止したか否かを判定する。電力変換器5の運転が停止していない場合(S04のNO判定時)、処理がステップS03に戻される。
In step S04, the
一方、電力変換器5の運転が停止すると(S04のYES判定時)、停止制御部8は、ステップS05にて、開閉器10にオフ指令を出力する。次のステップS05にて、停止制御部8は、開閉器10の接点信号に基づいて、開閉器10がオフされて無停電電源装置3からバッテリ4が遮断されたか否かを判定する。開閉器10がオフされていなければ(S06のNO判定時)、処理はステップS05に戻される。
On the other hand, when the operation of the
一方、開閉器10がオフされると(S06のYES判定時)、停止制御部8は、ステップS07にて、開閉器12にオフ指令を出力する。オフ指令に応答して開閉器12がオフされると、制御装置6への電源供給経路が遮断され(S08)、無停電電源装置3の運転が停止(シャットダウン)する。
On the other hand, when the
以上説明したように、停止制御部8は、負荷2の運転が停止され、かつ、交流電源1および無停電電源装置3の間の電力供給経路が遮断されると、最初に電力変換器5の運転を停止させ、続いて開閉器10,12を順番にオフさせる。すなわち、停止制御部8は、電力変換器5を運転停止させた後、無停電電源装置3からバッテリ4を遮断し、続いて制御装置6への電源供給経路を遮断する。このような構成とすることにより、電力系統100の点検時において、無停電電源装置3を自動的に全停止(シャットダウン)できるため、作業員が手動で無停電電源装置3をシャットダウンさせる操作が不要となる。
As described above, when the operation of the
以下、図5に示す比較例と参照しながら、本実施の形態に係る無停電電源装置3の作用効果について説明する。
Hereinafter, the operation and effect of the uninterruptible
図5は、比較例に係る無停電電源装置30の概略構成を示す図である。図5を参照して、比較例に係る無停電電源装置30は、図1に示した無停電電源装置3と比較して、停止制御部8に代えて、操作盤40が外部接続されている点が異なる。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of an uninterruptible
操作盤40は、作業員が無停電電源装置3を手動操作するためのものであり、複数の操作ボタンを有している。複数の操作ボタンには、電力変換器5を運転停止させるための停止ボタン42、開閉器10を開閉するための開閉スイッチ44、および、開閉器12を開閉するための開閉スイッチ46が含まれる。なお、操作ボタンは、物理的なボタンまたは、タッチパネル上にソフトウェア処理によって表示されるソフトウェアとすることができる。操作盤40は、無停電電源装置30の操作パネル32に接続されている。
The
操作パネル32は、無停電電源装置30を収容する筐体に設置され、作業員による種々の操作に用いられる。操作パネル32は、無停電電源装置3の状態を表示するためのディスプレイを有しており、電流検出器14により検出される負荷電流ILの検出値を受け付けると、その検出値をディスプレイに表示する。
The
比較例では、電力系統の点検時において、作業者が操作盤40を手動操作することにより、無停電電源装置30をシャットダウンさせる。具体的には、電力系統が設置される設備内の負荷2の運転が停止されると、作業者は、操作パネル32のディスプレイに表示される無停電電源装置30の状態を見ながら、操作盤40の複数の操作ボタン42,44,46を手動で操作する。
In the comparative example, when the power system is inspected, the operator manually operates the
このとき、最初に、作業者は、操作パネル32のディスプレイに表示される負荷電流ILの検出値が零電流であることを確認する。負荷電流ILの検出値が零電流であることが確認されると、作業員は操作盤40の停止ボタン42を操作する。停止ボタン42が操作されると、操作パネル32から制御装置6に対して停止指令が出力される。制御装置6は、停止指令に応答して電力変換器5のコンバータ50およびインバータ52を構成するスイッチング素子のゲートを遮断することにより、電力変換器5の運転を停止させる。操作パネル32には、電力変換器5の運転が停止されたことが表示される。
At this time, first, the operator confirms that the detected value of the load current IL displayed on the display of the
次に、電力変換器5が運転停止すると、作業員は、次に、操作盤40の開閉スイッチ44を操作することにより、開閉器10をオフさせる。作業員はさらに、操作盤40の開閉スイッチ46を操作することにより、開閉器12をオフさせる。これにより、無停電電源装置30の運転が停止(シャットダウン)される。
Next, when the
このように、比較例に係る無停電電源装置30では、作業員が操作パネル32の表示を確認しながら、操作盤40の操作ボタン42,44,46を所定の手順で操作することで、無停電電源装置30をシャットダウンさせる。作業員は、無停電電源装置30がシャットダウンしたことを電力系統を制御する上位の制御装置に通知する。上位の制御装置は、この通知を受けると、開閉器9をオフし、交流電源1および無停電電源装置30の間の電力供給経路を遮断する。
As described above, in the
比較例によれば、作業員が操作パネル32を見ながら操作盤40を手動操作することから、確実に無停電電源装置30のシャットダウンすることができる。しかしながら、一方で、作業員の負担が増えることが懸念される。例えば、無停電電源装置30に専属の作業員が配備されているような場合には、電力系統の点検毎に、無停電電源装置30をシャットダウンさせるために、専属の作業員が設備に出向いて作業する必要がある。そのため、専属の作業員の負担が増えるだけでなく、点検作業の効率が低下することが懸念される。
According to the comparative example, since the operator manually operates the
本実施の形態に係る無停電電源装置3によれば、電力系統の点検時には、設備内の負荷2が停止され、かつ、上位制御装置によって開閉器9がオフされると、無停電電源装置3が自動的にシャットダウンされるため、専属の作業員の負担を軽減できるとともに、点検作業の効率を向上させることが可能となる。
According to the
また、本実施の形態に係る無停電電源装置3によれば、停止制御部8は、電力変換器5の停止信号に基づいて電力変換器5の運転停止が確認された後、開閉器10にオフ指令を出力し、開閉器10の接点信号に基づいて開閉器10がオフされたことが確認された後、開閉器12にオフ指令を出力するように構成される。これによると、作業員の操作を要することなく、無停電電源装置3を確実にシャットダウンさせることができる。よって、シャットダウンの自動化(無人化)による信頼性の低下を防ぐことができる。
Further, according to the uninterruptible
なお、上述した実施の形態では、無停電電源装置3を自動的にシャットダウンさせるための構成について説明したが、電力系統の点検終了後、無停電電源装置3を自動的に復帰(再起動)させるための構成をさらに付加してもよい。
Although the configuration for automatically shutting down the uninterruptible
図6は、本発明の実施の形態の変更例に係る無停電電源装置の概略構成を示す図である。図6を参照して、本変更例に係る無停電電源装置3は、図1に示した無停電電源装置3に復帰制御部8Aを追加したものである。
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of an uninterruptible power supply device according to a modified example of the embodiment of the present invention. With reference to FIG. 6, the uninterruptible
復帰制御部8Aは、開閉器9から信号入力端子T4を介して伝送された接点信号を受ける。復帰制御部8Aは、開閉器9の接点信号に基づいて、交流電源1および無停電電源装置3の間の電力供給経路が導通したか否かを判定する。開閉器9の主接点が開状態から閉状態に遷移したとき、復帰制御部8Aは、開閉器9がオンされて交流電源1および無停電電源装置3の間の電力供給経路が導通したと判定する。
The
開閉器9がオンされると、復帰制御部8Aは、開閉器10,12をオン状態に制御する。具体的には、復帰制御部8Aは、最初に、開閉器12をオンするためのオン指令(閉指令)を生成する。開閉器12は、復帰制御部8Aによって生成されたオフ指令に応答してオフされる。開閉器12がオフされることにより、制御装置6への電源供給経路が導通され、制御装置6が起動する。開閉器12は、補助接点が閉状態となったことを示す接点信号を復帰制御部8Aに出力する。
When the
復帰制御部8Aは、開閉器12の接点信号を受けると、開閉器10をオンするためのオン指令を生成する。開閉器10は、復帰制御部8Aによって生成されたオン指令に応答してオンされる。開閉器10がオンされることにより、無停電電源装置3にバッテリ4が接続される。制御装置6が起動され、かつ、バッテリ4が接続されることにより、無停電電源装置3は運転可能な状態となる。
Upon receiving the contact signal of the
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。本発明の範囲は上述した説明ではなくて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 by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1 交流電源、2 負荷、3,30 無停電電源装置、4 バッテリ、5 電力変換器、6 制御装置、8 停止制御部、8A 復帰制御部、9,10,12 開閉器、14 電流検出器、32 操作パネル、40 操作盤、42 停止ボタン、44,46 開閉スイッチ、50 コンバータ、52 インバータ、80 零電流検出部、82 電源遮断検出部、84 論理積回路、86 制御停止部、88,90 遮断制御部、100 電力系統、IL 負荷電流、L1 直流母線、L2 電源供給経路。 1 AC power supply, 2 load, 3, 30 non-disruptive power supply device, 4 battery, 5 power converter, 6 control device, 8 stop control unit, 8A return control unit, 9, 10, 12 switch, 14 current detector, 32 operation panel, 40 operation panel, 42 stop button, 44, 46 open / close switch, 50 converter, 52 inverter, 80 zero current detector, 82 power cutoff detector, 84 logic product circuit, 86 control stop, 88, 90 cutoff Control unit, 100 power system, IL load current, L1 DC bus, L2 power supply path.
Claims (2)
負荷に電気的に接続される出力端子と、
電力貯蔵装置に電気的に接続される直流端子と、
前記入力端子および前記出力端子の間に接続される電力変換器と、
前記電力変換器を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記交流電源の交流電力を前記負荷の駆動電力に変換する一方で、前記交流電源の停電時において前記電力貯蔵装置の直流電力を前記負荷の駆動電力に変換するように、前記電力変換器を制御するように構成され、
前記電力貯蔵装置と前記電力変換器との間に接続される第2の開閉器と、
前記制御装置への電源供給経路に設置される第3の開閉器と、
前記負荷に流れる電流を検出する電流検出器と、
前記電流検出器の検出値に基づいて前記負荷の運転停止が検出され、かつ、前記第1の開閉器の開放が検出された場合に、前記電力変換器の運転を停止させるとともに、前記第2の開閉器および前記第3の開閉器を開放するように構成された停止制御部とをさらに備え、
前記停止制御部は、前記電力変換器の運転を停止させた後、前記第2の開閉器および前記第3の開閉器の順番で、前記第2の開閉器および前記第3の開閉器を開放させるように構成される、無停電電源装置。 An input terminal that is electrically connected to an AC power supply via a first switch,
The output terminal that is electrically connected to the load,
A DC terminal that is electrically connected to the power storage device,
A power converter connected between the input terminal and the output terminal,
A control device for controlling the power converter is provided.
The control device converts the AC power of the AC power source into the drive power of the load, while converting the DC power of the power storage device into the drive power of the load in the event of a power failure of the AC power source. Configured to control the power converter,
A second switch connected between the power storage device and the power converter,
A third switch installed in the power supply path to the control device, and
A current detector that detects the current flowing through the load, and
When the operation stop of the load is detected based on the detection value of the current detector and the opening of the first switch is detected, the operation of the power converter is stopped and the second switch is stopped. A switch and a stop control unit configured to open the third switch are further provided .
After stopping the operation of the power converter, the stop control unit opens the second switch and the third switch in the order of the second switch and the third switch. An uninterruptible power supply configured to let you .
前記第2の開閉器の開状態を示す信号を受信すると、前記第3の開閉器の開指令を出力するように構成される、請求項1に記載の無停電電源装置。 When the stop control unit receives a signal indicating that the operation of the power converter is stopped after outputting a stop command for stopping the operation of the power converter, the stop control unit outputs a command to open the second switch. And,
The uninterruptible power supply according to claim 1 , wherein when a signal indicating an open state of the second switch is received, an open command of the third switch is output.
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