JPH0534889B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、火力発電所、原子力発電所等に設置
される静止形無停電電源装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

火力発電所、原子力発電所等には、所内電源の
停電時にも計測制御部および計算機システムに常
時、定電圧定周波数の安定した交流電源を供給す
るための静止形無停電電源装置が設置されてい
る。

第１図はその一例を示すもので、所内交流電源
１からの交流電力は整流器２により直流電力に変
換され、更にインバータ３にて交流電力に逆変換
されて、切換装置４を介して計測制御部、計算機
システム等の負荷５に供給されるように構成され
ている。またインバータ３は、サイリスタスイツ
チ６を介して蓄電池７に接続されている。

また切換装置４には前記所内交流とは別の補助
交流電源８が接続されている。

そこで前記インバータ３側の保守・点検又は故
障時には図示しない制御装置により前記切換装置
４をインバータ３側より補助交流電源８側に切換
えて、負荷５へ連続的に交流電力を供給すること
ができる。

一方、この種の静止形無停電電源装置の出力電
圧許容範囲は、負荷５の厳しい要求によつて負荷
定格電圧±２％（ただし過渡時には定格電圧の±
10％）の範囲に規制されている。そこでインバー
タ３の出力電圧を監視して、インバータ出力電圧
の変動を抑える電圧調整回路（移相器）９が設け
られている。

また所内交流電源１には一般に、図示しない所
内補機駆動用の大型電動機１０が接続されてい
る。このため大型電動機１０の起動時には、その
起動電流によつて所内交流電源１の電圧が一時的
に15％程度降下することがある。この場合、イン
バータ３の出力電圧もこれに追従して降下するの
で、インバータ出力電圧が過渡的に負荷定格電圧
−10％以下となる可能性もある。そこで、所内交
流電源電圧の大幅降下の影響がインバータ３の出
力電圧に及ぶことを防止するための制御装置１１
を設け、何らかの理由で所内交流電源１が停電し
た場合や、大型電動機１０の起動その他の理由に
より所内交流電源１の出力電圧が定格電圧−10％
以下になつたとき、制御装置１１により所内交流
電源１をインバータ３より切離すと同時にサイリ
スタスイツチ６を閉路させ蓄電池７からの安定し
た直流電力をインバータ３へ入力するように構成
されている。

〔背景技術の問題点〕

所内負荷率の低い定期点検時には、所内交流電
源１の出力電圧は許容変動範囲の上限値すなわち
定格電圧＋10％に近い値となつている。そしてこ
のように所内交流電源１の出力電圧は電動機１０
の起動によつて15％程度降下しても定格電圧−10
％までは降下しない。したがつて制御装置１１は
動作せず、インバータ３の入力が所内交流電源１
から直流電源７に切換わることはない。このとき
インバータ３の出力電圧は所内交流電源１の出力
電圧の電圧降下に追従して降下する。そこで電圧
調整回路９はインバータ３の出力電圧を許容変動
範囲に収めるための動作を開始するが電圧調整回
路が動作するまでには約３〜４サイクルの時間が
かかるため、その間にインバータ３の出力電圧が
過度時における変動範囲を逸脱してしまう可能性
がある。そしてこのような事態が発生すると、静
止形無停電電源装置の負荷としては計測制御回
路、計算機システム等、電圧変動に対して敏感な
電子回路を備えた機器が多く使用されているた
め、これらの機器が誤動作するおそれがあつた。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情にもとづいてなされた
もので、その目的は交流電源の出力電圧が大幅に
変動した場合、電源を所内交流電源から蓄電池の
直流電源に切換えて、常に安定した出力電圧を確
保することができる静止形無停電電源装置を提供
することにある。

〔発明の概要〕

本発明に係る静止形無停電電源装置は、交流電
源と、この交流電源に接続され交流電源より出力
される交流電力を直流に変換する整流器と、この
整流器に接続され整流器より出力された直流電力
を交流電力に変換して負荷を駆動するインバータ
と、このインバータにサイリスタスイツチを介し
て接続された蓄電池と、交流電源の電圧値の変動
率を検出する電圧変動率検出回路を備え、この電
圧変動率検出回路からの電圧変動率が所定許容範
囲を逸脱するときサイリスタスイツチを閉動作さ
せこのサイリスタスイツチを介して前記蓄電池の
直流電力を前記インバータに供給すると同時に前
記整流器に逆バイアスをかけて前記インバータを
前記交流電源より切離す電源電圧検出回路とを具
備したことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

第２図ないし第３図は本発明の一実施例を示す
もので、第１図と同一の部分には同一符号を付し
て説明する。第２図中２０は電源電圧検出装置
で、この電源電圧検出装置２０は計器用変圧器２
２を介して所内交流電源１に接続されるととも
に、蓄電池７にも接続され、計器用変圧器２２の
出力信号２４を入力するとともに、蓄電池７の電
圧信号２６を入力するように構成されている。そ
して電源電圧検出装置２０は上記両信号２４，２
６の入力によりサイリスタスイツチ６に対し閉指
令信号２８又は開指令信号３０を出力するように
構成されている。

第３図は前記電源電圧検出装置２０の回路構成
を示すもので、計用変圧器２２の出力信号２４は
整流器３２にて整流され、３つに分岐される。

その１つ目は、増幅率設定抵抗３４を介して遅
延回路３６に入力され、この遅延回路３６より一
時間遅れた信号３８として比率演算増幅器４０に
入力される。

また２つ目は、増幅率設定抵抗４２を介して信
号４４として前記比率演算増幅器４０に入力され
る。なお、比率演算増幅器４０には調整抵抗４６
が接続されている。この抵抗４６は、許容急変率
レベルを規定するためのものである。上記許容急
変率レベルは、前記インバータ３の出力電圧の過
渡時変動率が負荷定格電圧±10％以内になるよう
に規定される。そこで、所内交流電源１の出力電
圧の急変率が上記許容急変率レベルを逸脱する
と、比率演算増幅器４０は電源電圧急変信号４８
を出力する。

そして３つ目は、増幅率設定抵抗５０を介して
信号５２として比較増幅器５４に入力される。こ
の比較増幅器５４は所内交流電源１の出力電圧が
許容変動範囲内の値であることを検知するための
ものである。そしてこの比較増幅器５４には調整
抵抗５６が接続されている。この調整抵抗５６
は、許容電圧変動レベルを規定するためのもので
ある。そこで比較増幅器５４は、所内交流電源１
の出力電圧が通常の電圧変動範囲である定格電圧
±10％以内に入つている間は、電源電圧正常信号
５８を出力する。

一方、前記蓄電池７の電圧信号２６は、増幅率
設定抵抗６０を介して比較増幅器６２に入力され
る。この比較増幅器６２は、蓄電池７の出力電圧
が健全であることを検知するためのものである。
そしてこの比較増幅器６２には調整抵抗６４が接
続されている。この調整抵抗６４は、蓄電池７の
出力電圧の最低使用電圧レベル（蓄電池７の放電
終止電圧レベル）を規定するためのものである。
そこで比較増幅器６２は、蓄電池７の出力電圧
が、最低使用電圧以上である間は蓄電池電圧正常
信号６６を出力する。

前記比率演算増幅器４０からの電源電圧急変信
号４８及び前記比較増幅器６２からの蓄電池電圧
正常信号６６はAND回路６８入力される。そこ
で、AND回路６８は両信号４８，６６を入力し
たとき前記サイリスタスイツチ６へ前記閉指令信
号２８を出力する。

また前記比率演算増幅器４０からの電源電圧急
変信号４８はNOT回路７０に入力される。そこ
で、NOT回路７０は電源電圧急変信号４８が喪
失したとき電圧急変完了信号７２を出力する。

そしてNOT回路７０からの電圧急変完了信号
７２及び前記比較増幅器５４からの電源電圧正常
信号５８はAND回路７４に入力される。そこで、
AND回路７４は両信号７２，５８を入力したと
き時限回路７８へ信号７６を出力する。上記時限
回路７８は上記信号７６を一定時間入力したと
き、前記サイリスタスイツチ６に前記開指令信号
３０を出力する。

第４図Ａ，Ｂは前記比率演算増幅器４０の機能
を説明するための特性曲線である。すなわち第４
図Ａは所内交流電源１に接続された大型電動機１
０の起動時における一般的な特性曲線を示し、横
軸は時間Ｔ、縦軸は前記整流器３２及び増幅率設
定抵抗４２を介して比率演算器４０に入力される
信号４４のレベル（実線）と、遅延回路３６を介
して比較演算器４０に入力される信号３８のレベ
ル（一点鎖線）とを示している。また第４図Ｂは
時間Ｔ（横軸）に対する所内交流電源電圧の変動
率（縦軸）の変化を示している。なお所内交流電
源電圧の変動率は、前記信号４４を、信号３８を
基準に比率演算処理して得られるものである。こ
こで、同図Ｂ中、符号８０は前記調整抵抗４６に
て規定して許容急変率レベルを示している。そし
て、所内交流電源１の出力電圧が許容急変率レベ
ル８０を超えて急変したき、前記比率演算増幅器
４０は電源電圧急変信号４８を出力するようにな
る。

以上のように構成された静止形無停電電源装置
では、所内交流電源１の出力電圧が例えば大型電
動機１０の起動により急した場合、信号４４のレ
ベルは第４図Ａに実線で示す如く変化する。この
とき、前記遅延回路３６に出力された遅れ信号３
８のレベルは一点鎖線で示すように信号４４が電
動機起動時の電源電圧降下を表わしている時刻
に、未だ電圧降下前の正常な状態を表わすことに
なる。そこで、前記比率演算増幅器４０により上
記信号４４を、遅れ信号３８を基準として比率演
算し、その結果、変化率が許容急変率レベル８０
を逸脱しているときは電源電圧急変信号４８を出
力する。一方、蓄電池７の出力電圧が正常な値を
示しているときは、比例増幅器６２より蓄電池電
圧正常信号６６が出力され、電源電圧急変信号４
８及び蓄電池電圧正常信号６６は共にAND回路
６８に入力される。そして、AND回路６８より
サイリスタスイツチ６へ閉指令信号２８が出力さ
れる。これによつて整流器２は逆バイアスとな
り、所内交流電源１がインバータ３より切り離さ
れると同時に、安定した蓄電池７の直流電力がイ
ンバータ３に入力される。従つて所内交流電源１
の電圧急変時においてもインバータ３は負荷に対
して常時、安定した電力を供給することができ
る。

また所内交流電源１の出力電圧が大型電動機１
０の起動完了により安定した場合には、電源電圧
急変信号４８が喪失するのでNOT回路７０より
電圧急変完了信号７２が出力される。更に、所内
交流電源１の出力電圧の変動が収まり、しかもそ
の出力電圧が通常の許容電圧変動範囲内にあれ
ば、比較増幅器５４より電源電圧正常信号５８が
出力される。そこでAND回路７４はこの両信号
７２，５８を入力して時限回路７８に信号７６を
送出し、時限回路７８は、所内交流電源１の出力
電圧が安定するのに必要な時間（５〜10秒）が経
過した後に、サイリスタスイツチ６に対し開指令
信号３０を出力する。

これによつてインバータ３への入力は蓄電池７
による直流電力より所内交流電源１の交流電力に
切換えられることになる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明に係る静止形無停
電電源装置によれば、負荷の変化により大きな電
圧変動率があつたときには直ちに安定した蓄電池
の直流電力をインバータに供給できるので、常に
安定した出力電圧を確保することができる。従つ
て、負荷として、計測用制御回路、計算機システ
ムのような、電圧変動に対して敏感な電子回路を
備えた機器が多用されている場合でも、それらの
機器に与える電源電圧変動の影響は少なく、それ
らの機器が誤動作するおそれもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の静止形無停電電源装置を示す概
略図、第２図は本発明の一実施例を示す静止形無
停電電源装置の概略図、第３図は同実施例の電源
電圧検出装置を示す回路構成図、第４図Ａ，Ｂは
同実施例の比率演算増幅器の機能を示す特性図で
ある。 １……所内交流電源、２……整流器、３……イ
ンバータ、４……サイリスタスイツチ、７……蓄
電池、２０……電源電圧検出装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 交流電源と、この交流電源に接続され交流電
   源より出力される交流電力を直流に変換する整流
   器と、この整流器に接続され整流器より出力され
   た直流電力を交流電力に変換して負荷を駆動する
   インバータと、このインバータにサイリスタスイ
   ツチを介して接続された蓄電池と、前記交流電源
   の電圧値の変動率を検出する電圧変動率検出回路
   を備え、この電圧変動率検出回路からの電圧変動
   率が所定許容範囲を逸脱するとき前記サイリスタ
   スイツチを閉動作させこのサイリスタスイツチを
   介して前記蓄電池の直流電力を前記インバータに
   供給すると同時に前記整流器に逆バイアスをかけ
   て前記インバータを前記交流電源より切離す電源
   電圧検出回路とを具備したことを特徴とする静止
   形無停電電源装置。