JPH0813172B2 - 無停電電源システムの故障検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、交流電源より供給される交流電力を直流
電力に交換する整流器と、この整流器により整流された
直流電力を交流電力に変換して負荷に供給するインバー
タと、前記整流された直流電力の一部を充電する蓄電池
とよりなる無停電電源装置ユニットを複数個、蓄電池を
共通にして並列接続して同一の負荷に直流電力を供給す
るようにした無停電電源システム、特にその故障検出装
置に関する。

〔従来の技術〕

交流電源より供給される交流電力を整流器により直流
電力に交換し、この変換された直流電力をインバータに
より交流電力に変換して負荷に供給すると同時に前記直
流電力の一部をインバータに並列接続された蓄電池に充
電し、前記交流電源の喪失時この蓄電池を放電しインバ
ータを介して交流電力を継続して負荷に供給するように
した無停電電源装置（以下UPSユニットという）は広く
一般に使用されている。

このようなUPSユニットで同じ定格のものを複数台並
列接続し同一の負荷に給電するとともに蓄電池を共用し
て運転する無停電電源システム（以下UPSシステムとい
う）において、１つのUPSユニットの整流器に変調が起
こり、その直流電圧が異常に高くなって前記蓄電池に過
大な充電電流を流したり、また異常に直流電圧が低くな
って前記蓄電池や、他の並列運転している正常なUPSシ
ステムよりこの変調を起こしたUPSシステムに電流を流
し込まれる異常状態が発生することがある。

このような異常状態を検出して変調を起こしたUPSシ
ステムを運転停止させるには、従来は各各のUPSシステ
ムの交流電源側で電圧と電流とを計測して、その値を比
較し、その偏差が出た場合にこれを検出して信号に変換
していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のごとく変調を起こしたUPSシステムの整流器の
前段の交流側より交流電流と交流電圧を検出して異常状
態を判別するには、次の如き問題点があった。

（イ）整流器入力側の交流電流は負荷電流と蓄電池への
充電電流が重畳したものであるので、蓄電池の充電電流
のみを分離して検出する装置が必要であった。

（ロ）交流電流は直流電流に較べて電流を流し込む方向
の判別がつきにくいため、上記（イ）で分離して検出し
た交流電流を交流電圧で同期整流して直流電流信号に変
換し、蓄電池に電流を流し込んでいるのか、あるいは蓄
電池よりUPSシステムに電流が流入しているのかの方向
性の判定と、電流の量の異常を判定していた。

このためUPSシステムの変調を検出する装置の回路構
成が複雑となりコストも高く、外形と重量も増すという
問題を生じた。

この発明はこの点にかんがみてなされたもので、単純
な回路構成で変調を起こしたUPSシステムを検出できる
無停電電源システムの故障検出装置を提供することを課
題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この発明によれば、交流
電源より供給される交流電力を直流電力に変換する整流
器と、この整流器により整流された直流電力を交流電力
に変換して負荷に供給するインバータと、前記整流され
た直流電力の一部を充電する蓄電池とよりなる無停電電
源装置ユニットを複数個、蓄電池を共通にして並列接続
して同一の負荷に直流電力を供給するようにした無停電
電源システムにおいて、前記各ユニットに整流器の出力
電圧を検出する電圧検出器と、蓄電池への入力電流もし
くは蓄電池からの出力電流を検出する電流検出器と、前
記電圧検出器の出力がある一定値を越えたとき動作する
第１のコンパレータと、前記蓄電池への入力電流がある
一定値を越えたとき動作する第２のコンパレータと、前
記電圧検出器の出力がある一定値を下回ったとき動作す
る第３のコンパレータと、前記蓄電池からの出力電流が
ある一定値を越えたとき動作する第４のコンパレータ
と、前記第１のコンパレータと第２のコンパレータとが
同時に動作したとき出力する第１の異常検出器と、前記
第３のコンパレータと第４のコンパレータとが同時に動
作したとき出力する第２の異常検出器とを設けるものと
する。

〔作用〕

この発明によると、複数の並列に運転されているUPS
システムの整流器の直流出力側から直流電圧検出器によ
って直流電圧の高・低を、複数のUPSシステムで共用に
使用している蓄電池へ各UPSシステムから接続される回
路に直流電流検出器を設けて、この回路に流れる直流電
流の方向と大きさとを検出する。並列に運転されている
UPSシステムの一つが変調を起こし異常しに整流器の直
流出力電圧が高くなって並列に運転されている他の正常
なUPSシステムよりも過大な充電電流を蓄電池の回路に
流す異常状態が出現すると、第１のコンパレータが直流
電圧の上昇値を、第２のコンパレータが該UPSシステム
より蓄電池へ流し込む直流電流の方向と、その異常増加
値とを検出し、この両者のAND条件が第１の異常検出器
内で成立すると、開口UPSシステムの整流器のゲートパ
ルス発生器に信号が来てゲートパルスを停止し、整流器
の運転を停止する。

また並列に運転されているUPSシステムの一つが変調
を起し異常に整流器の直流出力電圧が低くなって並列に
運転されている他の正常なUPSシステムと蓄電池の回路
より該UPSシステムに向って逆方向に電流が流れる異常
状態が出現すると、第３のコンパレータが直流電圧の低
下値を、第４のコンパレータが前記逆方向電流の方向と
その異常増加値とを検出し、この両者のAND条件が第２
の異常検出器内で成立すると、該UPSシステムの整流器
のゲートパルス発生器に信号が来てゲートパルスを停止
し、整流器の運転を停止する。

〔実施例〕

以下この発明を実施例に基づいて説明する。第１図は
この発明の実施例を示すブロック図で、ここに示された
１台のUPSユニットが、図示されていない複数台の同定
格同型のUPSユニットと並列に接続され図示されていな
い１個の負荷に並列運転しながら給電している。ここに
示した蓄電池11は前記複数台の同定格同型のUPSユニッ
トから並列に充電され、かつ交流電源側が停電の際はこ
の一台の蓄電池11が複数台の前記UPSユニットのインバ
ータ２に直流出力を給電し、負荷側へ交流出力を供給す
る。

この第１図に示したUPSユニットは、交流電源側より
入力された交流電力を整流器１によって直流に交換し、
その一部は充電電流となって直流遮断器10を介して蓄電
池11を充電し、残りはインバータ２で交流に変換されて
変圧器３とコンデンサー４を介して負荷に給電してい
る。整流器１の出力側に直流電圧検出器６が設けられ、
常時は蓄電池11が接続されている回路に設けられた直流
電流検出器７で計測された電流と検出器６の電圧が一諸
になって電圧設定器９の電圧設定値と共に電圧調節器８
に入りここよりゲートパルス発生回路に信号を入れて直
流電圧の調整・制御を行っている。このUPSユニットと
蓄電池11とを結ぶ回路に設けられた直流電流検出器７
は、蓄電池11への充電電流の方向（極性）とその大きさ
を検出している。整流器１の前記電圧調整が変調を起こ
し直流電圧が上昇する異常が発生すると、整流器１は他
の正常なUPSユニットの整流器よりも過大な充電電流で
蓄電池11を充電する異常状態となる。このとき前記直流
電圧検出器６は電圧の上昇を第１のコンパレータ13に伝
え、直流電流検出器７は電流が正方向に過大に流れてい
るのを第２のコンパレータ14に伝える。この第１のコン
パレータ13と第２のコンパレータ14とが両者とも動作す
ると第１の異常検出器21でAND条件が成立し、異常信号
が発せられてゲートパルス回路５に入り、ゲートパルス
の発生を停止させる。

次に整流器１の直流電圧が前述と逆に低下する異常が
発生すると、このUPSユニットには他の正常に並列運転
している図示されてないUPSユニットと蓄電池11より電
流が流し込まれ異常状態となる。このとき直流電圧検出
器６は電圧の低下を第３のコンパレータ15に伝え、直流
電流検出器７は電流が逆方向に過大に流れているのを第
４のコンパレータ16に伝える。この第３のコンパレータ
15と第４のコンパレータ16とが両者とも動作すると第２
の異常検出器22でAND条件が成立し、異常信号が発せら
れてゲートパルス回路５に入り、ゲートパルスの発生を
停止させる。いづれの異常状態が発生しても変調を起こ
した該当するUPSユニットが運転停止して装置を保護で
きる。

〔発明の効果〕

この発明は前述のようにUPSユニットの変調による異
常状態を検出するのに、整流器直流出力側の蓄電池に接
続される回路より直流電圧と直流電流とを検出している
ので、直流電流の流れる方向とその大きさを安易に検出
できて、直流電圧の高・低検出とあいまって異常検出の
AND条件が簡単な回路で構築できるので交流電源側で電
圧や電流を検出する前述の従来例と較べて装置を小形、
軽量、安価に製作できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる無停電電源システムの故障検出装
置をしめすブロック図である。 1:整流器、2:インバータ、5:ゲートパルス発生回路、6:
直流電圧検出器、7:直流電流検出器、8:電圧調節器、9:
電圧設定器、11:蓄電池、13,14,15,16:コンパレータ、1
7,18,19,20:設定器、21,22:異常検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電源より供給される交流電力を直流電
   力に変換する整流器と、この整流器により整流された直
   流電力を交流電力に変換して負荷に供給するインバータ
   と、前記整流された直流電力の一部を充電する蓄電池と
   よりなる無停電電源装置ユニットを複数個、蓄電池を共
   通にして並列接続して同一の負荷に直流電力を供給する
   ようにした無停電電源システムにおいて、前記各ユニッ
   トに整流器の出力電圧を検出する電圧検出器と、蓄電池
   への入力電流もしくは蓄電池からの出力電流を検出する
   電流検出器と、前記電圧検出器の出力がある一定値を越
   えたとき動作する第１のコンパレータと、前記蓄電池へ
   の入力電流がある一定値を越えたとき動作する第２のコ
   ンパレータと、前記電圧検出器の出力がある一定値を下
   回ったとき動作する第３のコンパレータと、前記蓄電池
   からの出力電流がある一定値を越えたとき動作する第４
   のコンパレータと、前記第１のコンパレータと第２のコ
   ンパレータとが同時に動作したとき出力する第１の異常
   検出器と、前記第３のコンパレータと第４のコンパレー
   タとが同時に動作したとき出力する第２の異常検出器と
   を設けたことを特徴とする無停電電源システムの故障検
   出装置。