JPH07147743A - 無停電電源装置 - Google Patents

無停電電源装置

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JPH07147743A
JPH07147743A JP5292310A JP29231093A JPH07147743A JP H07147743 A JPH07147743 A JP H07147743A JP 5292310 A JP5292310 A JP 5292310A JP 29231093 A JP29231093 A JP 29231093A JP H07147743 A JPH07147743 A JP H07147743A
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power
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power supply
signal
input
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JP5292310A
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Takumi Kimura
卓美 木村
Katsunori Akaha
勝範 赤羽
Fumihiko Hiratsuka
文彦 平塚
Takaaki Sato
隆昭 佐藤
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NEC Fielding Ltd
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NIPPON DENKI FIELD SERVICE
NEC Fielding Ltd
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads

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  • Emergency Management (AREA)
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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 商用電源の異常の発生状態を示す異常発生履
歴を記憶し、その異常発生履歴から商用電源の安定性を
監視し、商用電源が所定の時間以上継続して安定してい
るときは交流入力をそのまま交流出力として出力し、商
用電源に異常が発生したとき、所定の時間が経過するま
で蓄電池に蓄積しているエネルギーを放出してインバー
タを介して交流出力とし出力する。 【効果】 事前に導入場所の商用電源の安定度を調査せ
ずに無停電電源装置を導入でき、しかも、商用電源が不
安定な電源系統に対して負荷側の障害の発生や蓄電池の
放電回数が増加するために蓄電池の寿命の短縮や、蓄電
池の充電不足による停電時における交流出力の供給の中
断の発生等を防止でき、また、無停電電源装置内の変換
損失による電力の消費や、発熱や騒音の発生も防止でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は無停電電源装置に関し、
特に、交流電源の安定度に合わせて自動的に運転方式を
選択する無停電電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】無停電電源装置は、不意に発生する停電
のときでも動作を継続させる必要がある重要な負荷に対
して、安定的に交流電力を供給するための装置である。
【0003】図2はこのような従来の常時イバータ方式
の無停電電源装置の一例を示すブロック図、図3は従来
の常時商用方式の無停電電源装置の一例を示すブロック
図である。
【0004】常時イバータ方式の従来の無停電電源装置
は、図2に示すように、交流入力51を直流電力52に
変換する整流器41と、整流器41から出力された直流
電力42を蓄えて停電時の不意の放電に対して備え、常
時待機状態にある蓄電池42と、蓄電池42から出力さ
れた直流電力53を安定した交流出力54に変換するイ
ンバータ43とで構成されている。
【0005】このように構成された無停電電源装置の動
作は、まず整流器41において交流入力51を直流電力
52に変換して出力する。蓄電池42は、直流電力52
が供給されているときは充電を行うとともに、直流電力
53を出力して待機状態となっている。インバータ43
は、直流電力53を入力し、それを安定した交流出力5
4に変換して出力する。
【0006】停電によって交流入力51が中断して整流
器41が直流電力52の供給を中断したときは、蓄電池
42は、充電によって蓄積していたエネルギーを放出す
ることによって直流電力53を出力する。インバータ4
3は、この直流電力53を安定した交流出力54に変換
して出力する。
【0007】このように、常時イバータ方式の従来の無
停電電源装置は、常にインバータ43を介して交流出力
54を供給する方式であるため、商用電源が不安定な場
合や、安定した交流電力を必要とする負荷に対して電源
を供給する場合に使用される。
【0008】常時商用方式の従来の無停電電源装置は、
図3に示すように、交流入力71を充電電流78に変換
する充電器67と、充電器67から出力された充電電流
78を蓄えて停電時の不意の放電に対して備え、待機状
態にある蓄電池62と、停電によって交流入力71が中
断したときのみ、充電器67から出力される充電電流7
8を変換して安定した交流出力のインバータ出力74を
出力するインバータ63と、交流入力71が正常な場合
にそれをバイパス出力75として供給するバイパス回路
64と、交流入力71を入力し、その異常を検出したと
き電源異常信号77を出力する電源異常検出部66と、
交流入力71が正常な場合はバイパス出力75を交流出
力76として出力し、電源異常信号77を入力したと
き、バイパス出力75をインバータ出力74に切換えて
交流出力76として出力する出力切換回路65とで構成
されている。
【0009】このように構成された無停電電源装置は、
次のように動作する。
【0010】充電器67は、交流入力71が供給されて
いる間は充電電流78を出力している。蓄電池62は、
充電電流78が供給されている間は充電を行いながら停
電時の不意の放電に対して備えて待機状態となってい
る。インバータ63は、交流入力71が正常な場合は、
無負荷のままで待機状態となっている。出力切換回路6
5は、交流入力71が正常な場合は、バイパス出力75
を選択して交流出力76として出力している。
【0011】交流入力71が異常になると、電源異常検
出部66は、その異常を検出して電源異常信号77を出
力する。出力切換回路65は、この電源異常信号77を
入力すると、バイパス回路64の出力のバイパス出力7
5を、インバータ63の出力のインバータ出力74に切
換え、交流出力76として出力する。
【0012】交流入力71が正常に戻ると、電源異常検
出部66は電源異常信号77の出力を停止し、出力切換
回路65は、これによってインバータ出力74をバイパ
ス出力75に切換えて交流出力76として出力する。
【0013】このように、常時商用方式の無停電電源装
置は、商用電源からの交流入力が正常な場合はそれをそ
のまま出力し、商用電源からの交流入力が異常になった
場合にのみ、インバータ43を介して交流出力を供給す
る方式であるため、商用電源が安定している場合や、安
定した交流電力を必要としない負荷に対して電源を供給
する場合に使用される。
【0014】財団法人・電気協同研究会「瞬時電圧低下
対策専門委員会」の報告書「電気協同研究」第46巻、
第3号(平成2年7月発行)第8頁の第1−2−1図に
は、6.6kV高圧配電線の1回線当りの平均的な年間
の瞬時電圧低下の推定結果が記載されている。同図の記
載から、平均1カ月に1回の割合で瞬時電圧低下が発生
していることが解る。この瞬時電圧低下の実態において
は、安定した交流電力の供給を必要としない負荷に対す
る停電対策としては、常時商用方式の無停電電源装置で
充分である。
【0015】しかし、末端の電源系統における電圧変動
要因は、6.6kV高圧配電線の電圧低下だけでなく、
低圧配電線における同一系統の負荷からの影響や、配線
距離や使用電線の影響や、電源事故による波及障害等が
複雑にからみ合うため、常時商用方式の無停電電源装置
では充分でなく、場合によっては常時イバータ方式の無
停電電源装置が必要となる。従って、無停電電源装置を
導入するときは、事前に導入場所の商用電源の安定度を
調査し、その状態を把握して如何なる種類の無停電電源
装置を採用するかを決定する必要がある。
【0016】表1は、上記の2種の無停電電源装置の特
性を示したものである。
【0017】本表によれば、入力電圧変動範囲は、常時
イバータ方式よりも常時商用方式の方が狭い。内部消費
電力は、常時イバータ方式よりも常時商用方式の方が小
さい。発生熱量は、常時イバータ方式よりも常時商用方
式の方が小さい。発生騒音は、常時イバータ方式よりも
常時商用方式の方が小さい。出力電圧精度および出力周
波数精度は、停電時においては常時イバータ方式と常時
商用方式とは同等であるが、交流入力が正常のときは、
常時イバータ方式は停電時と同じであるが、常時商用方
式は、交流入力の安定性に依存している。
【0018】
【表1】
【0019】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の無停電電源装置を使用して重要な負荷に対して停電対
策の行うとき、最適な運転方式の無停電電源装置を選択
するためには、事前に導入場所の商用電源の安定度を調
査し、その状態を把握した上で如何なる種類の無停電電
源装置を採用するかを決定しなければならないという問
題点を有している。
【0020】商用電源が不安定な電源系統に対して常時
商用方式の無停電電源装置を導入すると、無停電電源装
置の交流出力も不安定になるため、負荷側に障害が発生
したり、蓄電池の放電回数が増加するために蓄電池の寿
命が短くなったり、蓄電池の充電不足による停電時にお
ける交流出力の供給の中断が発生したりするという問題
が発生する。
【0021】また、商用電源が安定している電源系統に
対して常時インバータ方式の無停電電源装置を導入する
と、無停電電源装置内の変換損失による電力の消費や、
発熱や騒音の発生という問題を生ずる。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明の無停電電源装置
は、交流電力を直流電力に変換する整流器と、前記整流
器から出力された直流電力を蓄えて停電時の不意の放電
に対して備えるとともに直流電力を出力する蓄電池と、
前記蓄電池から出力された直流電力を交流電力に変換す
るインバータと、前記整流器に入力する交流電力を直結
して出力するバイパス回路と、前記整流器に入力する交
流電力を入力してその異常を検出する電源異常検出部
と、前記電源異常検出部の出力信号によって信号受信時
の年月日を出力するカレンダと、前記電源異常検出部の
出力信号によって信号受信時の時刻を出力する時計と、
前記電源異常検出部の出力信号によって電源異常の継続
時間をカウントする継続時間カウンタと、前記カレンダ
および前記時計および前記継続時間カウンタの出力信号
を記憶する電源異常発生履歴記憶部と、前記電源異常発
生履歴記憶部からの出力情報に基ずいて前記整流器に入
力する交流電力の安定状況を判断するための経過観察時
間を演算する経過観察時間演算部と、前記経過観察時間
演算部からの出力信号によって前記整流器に入力する交
流電力の安定状態が所定の時間継続したか否かを監視し
て信号を出力する観察時間満了監視部と、前記電源異常
検出部または前記観察時間満了監視部の出力信号を入力
したとき前記インバータの出力を交流電力として出力し
前記電源異常検出部および前記観察時間満了監視部の出
力信号を入力しないとき前記バイパス回路の出力を交流
電力として出力する出力切換回路とを備えている。
【0023】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0024】図1は本発明の一実施例を示すブロック図
である。
【0025】図1において、整流器1は、交流入力21
を入力してそれを直流電力22に変換する。蓄電池2
は、整流器1から出力された直流電力22を蓄え、停電
時の不意の放電に対して備えて常時待機状態にあるとと
もに、直流電力23を出力する。インバータ3は、蓄電
池2から出力される直流電力23を安定した交流電力で
あるインバータ出力24に変換して出力する。バイパス
回路4は、交流入力21をバイパス出力25として出力
する。電源異常検出部6は、交流入力21を入力し、そ
の異常を検出したとき電源異常信号27を出力する。カ
レンダ7は、電源異常検出部6から電源異常信号27を
入力したとき、そのときの年月日を年月日信号28とし
て出力する。時計8は、電源異常検出部6から電源異常
信号27を入力したとき、そのときの時刻を時刻信号2
9として出力する。継続時間カウンタ9は、電源異常検
出部6から電源異常信号27を入力し、電源異常の継続
時間をカウントして継続時間信号30として出力する。
電源異常発生履歴記憶部10は、年月日信号28および
時刻信号29および継続時間信号30を記憶し、過去の
電源異常データを電源異常発生履歴31として出力す
る。経過観察時間演算部12は、電源異常発生履歴記憶
部10からの電源異常発生履歴31に基ずいて経過観察
時間の演算を行い、その結果を経過観察時間信号32と
して出力する。観察時間満了監視部12は、経過観察時
間演算部11からの経過観察時間信号32によって電源
異常信号27を観察し、出力切換信号33を出力する。
出力切換回路5は、電源異常信号27または出力切換信
号33により、インバータ出力24またはバイパス出力
25の何れか一方に切換えて交流出力26を出力する。
【0026】次に上述のように構成した無停電電源装置
の動作について説明する。
【0027】整流器1は交流入力21を直流電力22に
変換して出力する。蓄電池2は、直流電力22が供給さ
れているときは充電を行うとともに、直流電力23をイ
ンバータ3に供給している。インバータ3は、直流電力
23を入力し、それを安定した交流出力であるインバー
タ出力24に変換して出力切換回路5に供給している。
バイパス回路4は、交流入力21をそのままバイパス出
力25として出力切換回路5に供給している。電源異常
検出部6は、交流入力21が正常なときは電源異常信号
27を出力しない。経過観察時間演算部12は、初期状
態のときは出力切換信号33を出力しない。出力切換回
路5は、電源異常信号27および出力切換信号33を入
力しないときは、バイパス出力25を交流出力26とし
て出力する。
【0028】整流器1は、交流入力21が停電等によっ
て供給停止となると、直流電力22の供給を停止する。
これにより蓄電池2は、蓄積していたエネルギーを放出
して直流電力23の供給を継続し、インバータ3もイン
バータ出力24の供給を継続する。このときバイパス回
路4は、交流入力21の供給が停止されるため、バイパ
ス出力25の供給を停止する。また、電源異常検出部6
は、交流入力21の供給が停止されるため、電源異常信
号27を出力する。これにより出力切換回路5は、イン
バータ出力24を交流出力26として出力する。
【0029】一方カレンダ7は、電源異常信号27を入
力し、そのときの年月日を年月日信号28として出力す
る。また時計8は、電源異常検出部6から電源異常信号
27を入力し、そのときの時刻を時刻信号29として出
力する。更に継続時間カウンタ9は、電源異常検出部6
から電源異常信号27を入力し、電源異常信号27が送
出されている時間をカウントし、その値を継続時間信号
30として出力する。電源異常発生履歴記憶部10は、
年月日信号28および時刻信号29および継続時間信号
30を入力する度にそれらを記憶し、経過観察時間の演
算のための履歴情報として電源異常発生履歴31を出力
する。経過観察時間演算部12は、電源異常発生履歴3
1に基ずいて経過観察時間の演算を行い、その結果を経
過観察時間信号32として出力する。観察時間満了監視
部12は、経過観察時間信号32を入力すると、出力切
換信号33を出力し、更に、次の電源異常信号27を入
力するまでの経過時間を監視し、その時間が所定の値に
達したとき、出力切換信号33の出力を停止する。
【0030】交流入力21の供給が回復すると、整流器
1は、直流電力22の供給を再開する。これにより蓄電
池2は、再び充電を行うとともに、直流電力23の供給
を継続する。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の無停電電
源装置は、商用電源の異常の発生状態を示す異常発生履
歴を記憶し、その異常発生履歴から商用電源の安定性を
監視し、商用電源が所定の時間以上継続して安定してい
るときは交流入力をそのまま交流出力として出力し、商
用電源に異常が発生したとき、所定の時間が経過するま
で蓄電池に蓄積しているエネルギーを放出してインバー
タを介して交流出力とし出力することにより、事前に導
入場所の商用電源の安定度を調査せずに無停電電源装置
を導入でき、しかも、商用電源が不安定な電源系統に対
して負荷側の障害の発生や蓄電池の放電回数が増加する
ために蓄電池の寿命の短縮や、蓄電池の充電不足による
停電時における交流出力の供給の中断の発生等を防止で
き、また、無停電電源装置内の変換損失による電力の消
費や、発熱や騒音の発生も防止できるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】従来の常時イバータ方式の無停電電源装置の一
例を示すブロック図である。
【図3】従来の常時商用方式の無停電電源装置の一例を
示すブロック図である。
【符号の説明】
1・41 整流器 2・42・62 蓄電池 3・43・63 インバータ 4・64 バイパス回路 5・65 出力切換回路 6・66 電源異常検出部 7 カレンダ 8 時計 9 継続時間カウンタ 10 電源異常発生履歴記憶部 11 経過観察時間演算部 12 観察時間満了監視部 21・51・71 交流入力 22・52 直流電力 23・53・73 直流電力 24・54・74 インバータ出力 25・75 バイパス出力 26・76 交流出力 27・77 電源異常信号 28 年月日信号 29 時刻信号 30 継続時間信号 31 電源異常発生履歴 32 経過観察時間信号 33 出力切換信号 67 充電器 78 充電電流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 隆昭 東京都港区三田一丁目4番28号 日本電気 フィールドサービス株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電力を直流電力に変換する整流器
    と、前記整流器から出力された直流電力を蓄えて停電時
    の不意の放電に対して備えるとともに直流電力を出力す
    る蓄電池と、前記蓄電池から出力された直流電力を交流
    電力に変換するインバータと、前記整流器に入力する交
    流電力を直結して出力するバイパス回路と、前記整流器
    に入力する交流電力を入力してその異常を検出する電源
    異常検出部と、前記電源異常検出部の出力信号によって
    前記整流器に入力する交流電力の安定状態が所定の時間
    継続したか否かを監視して信号を出力する観察時間満了
    監視部と、前記電源異常検出部または前記観察時間満了
    監視部の出力信号を入力したとき前記インバータの出力
    を交流電力として出力し前記電源異常検出部および前記
    観察時間満了監視部の出力信号を入力しないとき前記バ
    イパス回路の出力を交流電力として出力する出力切換回
    路とを備えることを特徴とする無停電電源装置。
  2. 【請求項2】 交流電力を直流電力に変換する整流器
    と、前記整流器から出力された直流電力を蓄えて停電時
    の不意の放電に対して備えるとともに直流電力を出力す
    る蓄電池と、前記蓄電池から出力された直流電力を交流
    電力に変換するインバータと、前記整流器に入力する交
    流電力を直結して出力するバイパス回路と、前記整流器
    に入力する交流電力を入力してその異常を検出する電源
    異常検出部と、前記電源異常検出部の出力信号によって
    信号受信時の年月日を出力するカレンダと、前記電源異
    常検出部の出力信号によって信号受信時の時刻を出力す
    る時計と、前記電源異常検出部の出力信号によって電源
    異常の継続時間をカウントする継続時間カウンタと、前
    記カレンダおよび前記時計および前記継続時間カウンタ
    の出力信号を記憶する電源異常発生履歴記憶部と、前記
    電源異常発生履歴記憶部からの出力情報に基ずいて前記
    整流器に入力する交流電力の安定状況を判断するための
    経過観察時間を演算する経過観察時間演算部と、前記経
    過観察時間演算部からの出力信号によって前記整流器に
    入力する交流電力の安定状態が所定の時間継続したか否
    かを監視して信号を出力する観察時間満了監視部と、前
    記電源異常検出部または前記観察時間満了監視部の出力
    信号を入力したとき前記インバータの出力を交流電力と
    して出力し前記電源異常検出部および前記観察時間満了
    監視部の出力信号を入力しないとき前記バイパス回路の
    出力を交流電力として出力する出力切換回路とを備える
    ことを特徴とする無停電電源装置。
JP5292310A 1993-11-24 1993-11-24 無停電電源装置 Withdrawn JPH07147743A (ja)

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JP2006042426A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Densei Lambda Kk 無停電電源装置、履歴情報記憶方法、および、無停電電源システム

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