JPH0241633A - 交流無停電電源システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 蓄電池にエネルギーを蓄えて停電か起きてもそのエネル
ギーをインバータを介して交流負荷に無瞬断で供給する
交流無停電電源装置が複数台ある場合の、停電時に各交
流無停電電源装置を連携して運転するシステムに関する
ものである。

従来の技術とその課題 交流無停電電源装置は充電器と蓄電池とインバータとバ
イパス電源と交流切換器とで構成されるものと、蓄電池
と充電機能付のインバータとバイパス電源とバイパス遮
断器とで構成されるものとかある。

前者は、充電器で蓄電池を充電しつつインバータにも直
流電力を供給し、バイパス電源に同期しているインバー
タ出力が交流切換器を経て負荷に供給され、インバータ
故障時やインバータ過負荷時は無瞬断で交流切換器によ
りバイパス電源が負荷に供給される。停電すると蓄電池
のエネルギーでインバータが負荷へ給電をつつける。し
たがって常時インバータ給電タイプとなる。交流切換器
は、インバータ出力かバイパス電源かどちらかを負荷に
接続する装置であって、回路方式としては逆並列接続の
サイリスタやサイリスタと電磁接触器を組み合わぜな回
路などが使用される。

後者はバイパス電源か正常の時バイパス遮断器が常時オ
ンして負荷とインバータに給電し、インバータは蓄電池
を充電している。停電するとインバータは蓄電池のエネ
ルギーを交流に変換して負荷へ給電し、インバータ出力
が外へ流出しないようにバイパス遮断器をオフする。し
たがって常時バイパス給電タイプである。バイパス遮断
器としては、瞬時に強制的にオフを行う必要があるので
、サイリスタ、Ｇ■０、トランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ等
の半導体素子が使われる。

従来、蓄電池の劣化や周囲温度の低下などによって停電
バックアップ時間が短くなるのに対しては、蓄電池容量
に余裕を持なぜることで対策が採られていた。そして、
蓄電池の容量がどれくらいあるかは実際に放電試験を行
わないと判らないというのか実状である。万一、蓄電池
の容量が少なくてバックアップ時間が短くなった、すな
わち放電終止電圧に達した場合のバックアップを容量の
余裕のある別の蓄電池から行う。

課題を解決するための手段 本発明は交流無停電電源装置の複数台を、同一の電源系
統に接続し、各無停電電源装置のバイパス電源をひとま
とめにして電源系統との間に開閉器を設けたシステムに
おいて、電源系統の停電時には開閉器を開くと共に、重
要な負荷のある無停電電源装置の蓄電池か放電終止電圧
に達したときは、蓄電池容量に余裕のある他のインバー
タの出力を、開閉器により系統から切り離されたバイパ
ス電源回路を介して、重要な負荷への給電を無瞬断で続
行できるようにした交流無停電電源システムを提供する
ことにある。

常時インバータ給電タイプの場合、本発明のために交流
切換器には、インバータ側もバイパス側も両方向同時に
オンというモードを外部指令で行う機能と、バイパス回
路に電圧があるが停電とみなしてバイパス電源には切換
えてはならないというモードを外部指令で行う機能とが
必要である。

また、常時バイパス給電タイプの場合、本発明のなめに
バイパス遮断器には、バイパス回路に電圧は何もないの
にバイパス遮断器のオンを続けよというモードを外部指
令で行う機能と、バイパス回路に電圧がきているのにバ
イパス遮断器のオフを続けよというモードを外部指令で
行う機能とが必要である。

本発明ではバイパス電源が複数の交流無停電電源装置で
共通であり、開閉器により電源系統から切り離せるよう
になっている。これは停電時にインバータ出力が電源系
統側へ流出するのを防ぐためである。本発明の制御回路
は、電源系統の停電検出器と蓄電池電圧の低電圧検出器
の出力を受け、開閉器の開を確認してから蓄電池容量の
余裕のあるインバータ出力をバイパス回路に出力する指
令と、バイパス回路に電圧かあってもインバータとバイ
パス回路を接続してはならないという指令とを各無停電
電源装置の役割に応じて出し、蓄電池電圧の低電圧検出
したインバータへ停止指令を出す。

作用 電源系統の停電検出器が動作して開閉器が開くと、蓄電
池の容量に余裕のあるインバータ出力をバイパス回路に
自由に出力することができる。それには、常時インバー
タ給電タイプでは交流切換器のインバータ側もバイパス
電源側も共にオンすることであり、常時バイパス給電タ
イプではバイパス遮断器をオンすることである。しかし
、交流切換器のインバータ側バイパス側共にオンと、停
電なのにバイパス遮断器をオンする、というのは各制御
装置には通常の運転モードとは違うので特別に信号を与
えて動作させる必要がある。停電が長びき、一番重要な
負荷のある交流無停電電源装置の蓄電池か放電終止電圧
に達すると、バイパス回路側に蓄電池の容量に余裕のあ
るインバータの出力を前出の特別の信号を与えて出す。

次は蓄電池の低電圧検出を出しな無停電電源装置にバイ
パス電源が復電したと認識させることであるか、他の無
停電電源装置に、［バイパス回路に出ているのは他のイ
ンバータの出力であるので停電と同じ動作をせよ」とい
う意味の信号を与えておけは、蓄電池電圧の低電圧検出
を出した無停電電源装置なけがバイパス電源を受けたこ
とになり、次にそのインバータを停止すると、バイパス
電源側から負荷へ給電が行われる。こうして負荷は別の
インバータからバイパス回路を経て給電を続行される。

実施例 第１図は常時インバータ給電タイプの無停電電源システ
ムの場合である。停電になると開閉器４Ｓが開く。電源
系統の停電検出器４１（Ｖの信号と開閉器４Ｓの開状態
の信号と最も重要な負荷のある２号無停電電源装置蓄電
池の低電圧検出器２ＬＶの信号とか同時に来たとき、蓄
電池容量に余裕のある３号無停電電源装置の交流切換器
３ＳＳＷの制御装置３Ｃにバイパス側もオンせよという
信号３ＯＮを与える。

関係のない１号無停電電源装置の交流切換器ｌ５ＳＩｌ
の制御装置１Ｃにバイパス回路に出ている電圧は他のイ
ンバータの出力なので停電と同じ動作をせよという信号
１ＯＦＦを与える。これで３号無停電電源のインバータ
出力は２号無停電電源のバイパス電源となる。次に、２
号のインバータ２１ＮＶを停止すれば２号交流切換器２
ＳＳＷはバイパス電源側に無瞬断切換えをするので、２
号無停電電源の負荷は３号無停電電源のインバータから
給電されることになる。次に、電源系統が復電して戻る
ときは停電検出器４ＮＶの信号かなくなり、２号低電圧
検出器２ＬＶの信号がなくなると、２号の停止中のイン
バータ２ＩＮＶを起動し負荷を２号インバータ側に自動
切換してから、交流切換器の制御装置１ｃ、３ｃに与え
ている信号を除き、バイパス回路に現れる電圧を除いて
から開閉器４Ｓを閉とする。

第２図は常時バイパス給電タイプの無停電電源システム
の場合である。停電になると開閉器４ｓが開く。電源系
統の停電検出器４ＮＶの信号と開閉器４Ｓの開状態の信
号と最も重要な負荷のある２号無停電電源装置蓄電池の
低電圧検出器２ＬＶの信号とが同時に来たとき、蓄電池
容量に余裕のある３号無停電電源装置のバイパス遮断器
３１Ｎ丁の制ｍ装置３Ｃにバイパス回路をオンせよとい
う信号３　ＯＮを与える。関係のない１号無停電電源装
置の制御装置１Ｃに停電と同じ動作をせよという信号１
ＯＦＦを与える。信号３　ＯＮで３号のインバータ３１
ＮＶの出力がバイババス回路に現れ、２号交流無停電電
源装置は復電したときの動作として２号のバイパス遮断
器２１ＮＴをオンする。それから２号のインバータ２１
ＮＶを停止する。１号のバイパス遮断器は信号１０［［
でオフしたままである。これで第１図と同様の状態にな
る。電源系統が復電して戻るときは、停電検出器４ＮＶ
の信号がなくなり、２号の停止中のインバータ２１ＮＶ
を起動し、３号インバータ３１ＮＶで２号インバータ２
１ＮＶを介して２号蓄電池２ＢＡＴの充電を行う。１０
秒程度バックアップできる容量か２号蓄電池２ＢＡＴに
たまってからバイパス遮断器の制御装置ＩＣ，３Ｃに与
えていた信号を除いてバイパス回路に現れる電圧を除い
てから開閉器４Ｓを閉とする。

バイパス遮断器の制御装置１Ｃ５３Ｃの信号を除いてか
ら開閉器４Ｓが閉となるまでの期間１０秒程度は２号蓄
電池のエネルＮ−で負荷をまかなわなければならない。

以上のように、第１図と第２図では復電時の動作順序が
少し異ってくる。

第１図、第２図ではシステムの制御装置４Ｃを設ける必
要があるが、手動で操作することも可能である。そうす
るには、常時インバータ給電タイプでは第３図、常時バ
イパス給電タイプでは第４図となる。第３図では、手動
で操作するスイッチとして、開閉器４Ｓと１号の入力ブ
レーカ１Ｓと３号の交流切換器のバイパス側スイッチを
短絡するスイッチ３ＢＳとが追加される。第４図でも、
開閉器４Ｓと１号の入力プレー力１Ｓと３号のバイパス
遮断器を短絡するスイッチ３ＢＳとが追加される。第３
図と第４図の操作は、自動的に行う第１図、第２図の場
合と同様である。

【図面の簡単な説明】

第１図は常時インバータ給電タイプの自動で動作する本
発明交流無停電電源システムの例、第２図は常時バイパ
ス給電タイプの自動で動作する本発明交流無停電電源シ
ステムの例、第３図は常時インバータ給電タイプの手動
で動作する本発明交流無停電電源システムの例、第４図
は常時バイパス給電タイプの手動で動作する本発明交流
無停電電源システムの例である。 ４Ｓ・・・開閉器、４ＮＶ・・・停電検出器、２ＬＶ・
・・低電圧検出器、ＩＢＡＴ、　２ＢＡＴ、　３ＢＡＴ
−・・蓄電池、ＩＩＮＶ、　２１ＮＶ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、充電器と蓄電池とインバータとバイパス電源、ある
   いは蓄電池と充電機能付のインバータとバイパス電源を
   備えた交流無停電電源装置の複数台を、同一の電源系統
   に接続し、各無停電電源装置のバイパス電源をひとまと
   めにして電源系統との間に開閉器を設けたシステムにお
   いて、電源系統の停電時には開閉器を開くと共に、重要
   な負荷のある無停電電源装置の蓄電池が放電終止電圧に
   達したときは、蓄電池容量に余裕のある他のインバータ
   の出力を、開閉器により系統から切り離されたバイパス
   電源回路を介して、重要な負荷への給電を無瞬断で続行
   できるようにしたことを特徴とする交流無停電電源シス
   テム。