JPH099527A - 配電システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 平常時に無停電負荷系統に電源供給している
無停電電源装置から、停電時に非常用負荷系統にも電源
供給ができる配電システムを提供すること。 【構成】 この配電システムは、交流電源系統に非常用
機器などの非常用負荷系統４と無停電電源装置１１が接
続され、その無停電電源装置１１から電算機などの無停
電負荷系統５が接続される。停電時には、非常用負荷系
統４と無停電負荷系統５の合計負荷容量を無停電電源装
置１１の許容負荷容量以内に制限調整して、無停電電源
装置１１から両負荷系統に電源供給する。 【効果】 特別な設備を追加しなくても、停電時に選択
された重要な負荷設備に確実に電源供給することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は交流電源系統に非常用負
荷系統と無停電電源装置が接続され、無停電電源装置か
ら無停電負荷系統に交流電源が供給される配電システム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から大型の事務所ビルやインテリジ
ェントビル等で、電算機を利用した管理システムが多く
使用されている。このようにビルなどにおいては電算機
の冷却装置などの付属機器やビルの非常時の重要設備が
設けられる。そしてこれらの電源系統としては、主とし
て電算機設備が接続される無停電負荷系統、非常用機器
類など重要設備が接続される非常用負荷系統、およびそ
の他照明装置等の一般設備が接続される一般負荷系統等
を含む配電システムが構築されている。図４は従来の配
電システムを示す電気系統図である。外部の交流電源系
統の例えば６．６ＫＶの高圧を所定の低圧に変換する受
電設備１に配電幹線２が接続され、配電幹線２から一般
負荷系統３、非常用負荷系統４、無停電負荷系統５が分
岐されている。一般負荷系統３に一般負荷設備８、非常
用負荷系統４に非常用設備９、無停電負荷系統５に電算
機設備１０がそれぞれ接続され、電算機設備１０は無停
電電源装置１１から交流電源を供給できるようになされ
ている。

【０００３】無停電電源装置１１は交流を直流に変換す
る交直変換部１２と該交直変換部１２の出力側に接続さ
れた蓄電装置１３および直流を交流に変換する直交変換
部１４により構成されている。この例では信頼性を高め
るために複数の無停電電源装置１１を並列接続している
が、大型のそれを１基のみとすることもある。なお、各
負荷系統には短絡事故等に対する保護手段として、遮断
器６及びそれをトリップさせる過電流継電器等の保護継
電器７が設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記の配電シス
テムは、交流電源系統からの電源供給が停止したときに
非常用負荷系統への電源供給も停止するという問題があ
った。そのため電算機の冷却装置が停止してしまうの
で、無停電負荷系統により電算機の運転を継続したとし
ても数分後には電算機を停止する必要がある。さらに重
要設備も停止することになる。上記の問題を解決するた
めには、停電時に非常用負荷系統に電源を供給する非常
用電源装置を設けることも考えられるが、その設置のた
めのスペースを必要とする上に設備コストが増加すると
いう新たな問題を生じる。そこで本発明はこのような問
題を解決するための配電システムを提供するものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明の配電シ
ステムは、交流電源系統に非常用負荷系統と無停電電源
装置が接続され、無停電電源装置から無停電負荷系統に
交流電源が供給され、無停電電源装置が交流電源系統か
らの交流を直流に変換する交直変換部と、その交直変換
部の出力を交流に変換する直交変換部と、交直変換部の
出力側に接続された蓄電装置とを備えている配電システ
ムである。そして交流電源系統からの電源供給が停止し
たとき、非常用負荷系統と無停電負荷系統の合計負荷容
量を無停電電源装置の許容負荷容量以内に制限調整し、
直交変換部の出力から非常用負荷系統へ交流電源を供給
できるように構成したことを特徴とする。上記配電シス
テムの好ましい実施態様においては、無停電電源装置が
予備装置を含んで複数基並列に接続され、それによって
システムの信頼性をより高めている。上記配電システム
の他の好ましい実施態様においては、無停電負荷系統が
無停電電源装置からの出力と交流電源系統を切り換えら
れるように構成され、無停電電源装置の保守点検時など
においても、無停電負荷系統への電源供給を継続するよ
うになされる。

【０００６】

【作用】本発明の配電システムは、無停電負荷系統用に
設置される無停電電源装置の蓄電装置に蓄電された電力
を停電時に有効に利用し、交流電源系統からの電源供給
が停止したときに該無停電電源装置から非常用負荷系統
に交流電源を供給することができる。そのため特別な非
常用電源装置を設ける場合のような新たな設置面積の確
保や設備コストの増加等を回避できる。さらにその際、
非常用負荷系統と無停電負荷系統の合計負荷容量を無停
電電源装置の許容負荷容量以内に制限調整するので、選
択された特に重要な負荷設備に確実に電源供給すること
ができる。

【０００７】

【実施例】次に図面により本発明の実施例を説明する。
図１は本発明の配電システムの１例を示す電気系統図で
あり、図４と同じ機器には同一符号が付されている。交
流電源系統である受電設備１に接続された配電幹線２か
ら一般負荷系統３、非常用負荷系統４、無停電負荷系統
５が分岐されている。一般負荷系統３に一般負荷設備
８、非常用負荷系統４に非常用設備９、無停電負荷系統
５に無停電電源装置１１がそれぞれ接続され、無停電電
源装置１１から電算機設備などの無停電負荷系統５に交
流電源が供給されている。そして各系統には過電流継電
器等の保護継電器７と、短絡事故等が発生した場合にそ
れらによりトリップされる遮断器６が設けられる。

【０００８】無停電電源装置１１は複数並列に設けら
れ、それらは交流を直流に変換する交直変換部１２と該
交直変換部１２の出力側に接続された蓄電装置１３およ
び直流を交流に変換する直交変換部１４により構成され
ている。そして交直変換部１２の交流入力側は配電幹線
２（交流電源系統）に接続されている。直交変換部１４
の出力側は切換手段２０を経由して無停電負荷系統５に
接続されている。この切換手段２０は無停電負荷系統５
への電源供給を直交変換部１４の出力側と交流電源系統
側とに無瞬断で切換るもので、例えば無停電電源装置１
１を保守点検するときなどに有効である。切換手段２０
は図示しない制御手段により制御される切換リレー２１
と、一対のサイリスタを逆並列に接続した制御スイッチ
２２から構成されている。（切換手段２０は１相分のみ
示している）なお、切換リレー２１として無瞬断接点を
有するリレーを使用するときは制御スイッチ２２を省略
することができる。

【０００９】交流電源系統側における連絡線２３には遮
断器２４と変圧器２５が設けられている。ただし交流電
源系統と無停電負荷系統５の電圧が等しい場合にはこの
変圧器２５を省略することができる。さらに切換手段２
０に並列して限流リアクトル２６と遮断器２７が設けら
れている。限流リアクトル２６は遮断器２７投入時のラ
ッシュ電流防止用であるが、場合によっては省略するこ
ともできる。３０は制御室または管理室などに設けられ
る制御装置であり、交流電源系統からの電源供給が停止
したとき、非常用負荷系統４と無停電負荷系統５の合計
負荷容量を無停電電源装置１１の許容負荷容量以内に制
限調整するもので、その詳細は図２と図３により次に説
明する。

【００１０】図２は制御装置３０の制御回路図である。
３１は制御部、３２は各無停電電源装置１１が正常運転
時にオンになる正常数スイッチ、３３は非常用負荷系統
４の負荷調整部、３４は無停電負荷系統５の負荷調整
部、３５は非常用負荷系統４の保護継電器７が作動した
ときオンになる保護スイッチ、３６は交流電源系統から
の電源供給が停止したときオンになる停電スイッチで、
例えば受電設備１に設けられ、このスイッチがオンにな
ると図示しない警報装置が作動する。３７はその警報を
確認して手動で操作する緊急スイッチで、図中上側が緊
急時にオンになる接点、下側がそれを解除するときにオ
ンになる接点である。３８は非常用負荷系統４の遮断器
６をトリップさせるトリップコイル、３９は連絡線２３
の遮断器２７をトリップさせるトリップコイル、４０は
該遮断器２７を投入する投入コイル、４１は非常用負荷
系統４の遮断器６が開路したときにオンになる開路スイ
ッチ、４２はオア回路、４３はアンド回路、４４はフリ
ップフロップ回路、４５は駆動回路、さらに２０ａは前
記切換手段２０が無停電電源装置１１側に切り換えられ
ているときにオンになる切換接点である。さらに４６は
制御部３１への始動信号、４７は制限完了信号、４８は
制御部３１と非常用負荷系統４の負荷調整部３３との間
の制御信号、４９は制御部３１と無停電負荷系統５の負
荷調整部３４との間の制御信号である。

【００１１】図３は制御部３１と負荷調整部３３、３４
の関係をより具体的に示す制御回路図である。制御部３
１において、負荷演算部５０は正常数スイッチ３２から
の信号を受けて、その時点での無停電電源装置１１の許
容負荷容量を演算する。分担指令部５１は始動信号４６
を受けることを条件として、負荷演算部５０からの許容
負荷容量と設定部５２からの負荷分担設定信号により負
荷調整部３３と３４へ負荷分担指令を出力すると共に、
それによる負荷制限のための遮断完了信号を受けて制限
完了信号４７を出力する。なお負荷分担設定信号は、許
容負荷容量の値により負荷調整部３３と３４へ分担させ
る割合をその都度演算して出力するものである。これら
負荷演算部５０、分担指令部５１および設定部５２はマ
イクロコンピュータなどを利用したソフトウエアにより
構成することができる。

【００１２】負荷調整部３３において、制限部５３は分
担指令部５１からの負荷分担指令と設定部５４からの負
荷選択設定値により、制限すべき負荷系統の遮断器を選
択トリップするトリップ信号５４ａを出力すると共に、
その開路完了信号を受けて前記分担指令部５１に遮断完
了信号を出力する。負荷調整部３４において、制限部５
５は分担指令部５１からの負荷分担指令と設定部５６か
らの負荷選択設定値により、制限すべき負荷系統の遮断
器を選択トリップするトリップ信号５７を出力すると共
に、その開路完了信号を受けて前記分担指令部５１に遮
断完了信号を出力する。これら負荷調整部３３および３
４もマイクロコンピュータなどを利用したソフトウエア
により構成することができる。

【００１３】次に図１の配電システムの作用を図２と図
３を参照しながら説明する。正常状態においては、図１
における無停電負荷系統５は無停電電源装置１１から電
源供給を受けるように、切換手段２０の切換リレー２１
を接点ｂ−ｃ間がオンになるようにしておく。もし、無
停電電源装置１１が一時的に保守点検等により使用でき
ないときは、切換手段２０を交流電源系統側（連絡線２
３側）に切り換える。すなわち、図示しない制御手段に
より切換スイッチ２１が駆動されてその接点がｂ−ｃ間
オンからａ−ｃ間オンに切り換えられると共に、制御ス
イッチ２２が瞬時オンになり接点切換に伴う瞬断が防止
される。そして無停電電源装置１１が正常に戻ったら直
ちに切換手段２０を無停電電源装置１１側に復帰させて
おく。

【００１４】交流電源系統からの電源供給が停止したと
きは、無停電電源装置１１から無停電負荷系統５への電
源供給はそのまま継続されるが、一般負荷系統３と非常
用負荷系統４への電源供給は停止する。そのとき図２に
おける停電スイッチ３６がオンになり、さらに停電警報
を確認して緊急スイッチ３７を操作し緊急オン信号を出
すと、始動信号４６が出力される。始動信号４６はオア
回路４２を経て非常用負荷系統４の遮断器６を開路する
と共に、制御部３１に入力される。始動信号４６が入力
された制御部３１は負荷演算部５０からの許容負荷容量
と記憶部５２からの負荷分担設定信号により負荷調整部
３３と３４へ負荷分担指令を出力する。（図３） なお負荷制限は無停電負荷系統５と非常用負荷系統４の
両者に対して行うこともできるが、どちらか一方のみを
制限してもよく、それらの選択は設定部５２またはそれ
と分担指令部５１の両者で行うことができる。

【００１５】負荷調整部３３（図３）の制限部５３は分
担指令部５１からの負荷分担指令と設定部５４からの負
荷選択設定値により、制限すべき負荷系統の遮断器を選
択トリップするトリップ信号５４ａを出力する。そのト
リップ信号５４ａで選択された遮断器がトリップする
と、制限部５３がその開路により出力される開路完了信
号を受けて前記分担指令部５１に遮断完了信号を出力す
る。同様に負荷調整部３４においてもその制限部５５は
分担指令部５１からの負荷分担指令と設定部５６からの
負荷選択設定値により、制限すべき負荷系統の遮断器を
選択トリップするトリップ信号５７を出力する。その開
路により出力される開路完了信号を受けて制限部５５は
前記分担指令部５１に遮断完了信号を出力する。

【００１６】分担指令部５１は負荷調整部３３、３４か
らの遮断完了信号を受けて制限完了信号４７を出力す
る。フリップフロップ４４は、その制限完了信号４７の
出力、前記始動信号４６、非常用負荷系統４の遮断器６
の開路インターロックである開路スイッチ４１のオン、
無停電電源装置１１のいずれかが正常であることを示す
オア回路４２の信号、さらに切換手段２０が無停電電源
装置１１側に切り換えられているときにオンになる切換
接点２０ａの全ての条件が満たされたときにセットされ
る。フリップフロップ４４がセットすると投入コイル４
０が駆動され、連絡線２３の遮断器２７が投入される。
遮断器２７の投入により無停電電源装置１１から無停電
負荷系統５と非常用負荷系統４の両者に電源供給がなさ
れる。交流電源系統からの電源供給が復帰したとき、そ
れを確認し緊急スイッチ３７を操作して緊急オン信号か
ら解除オン信号に切換ると、フリップフロップ４４がリ
セットされ、トリップコイル３９が駆動され、連絡線２
３の遮断器２７が開路される。なお、解除オン信号と遮
断器２７の開路信号により非常用負荷系統４の遮断器６
を投入することもできる。

【００１７】

【発明の効果】本発明の配電システムは、無停電負荷系
統用に設置される無停電電源装置の蓄電装置に蓄電され
た電力を停電時に有効に利用できるように構成したの
で、交流電源系統からの電源供給が停止したときに該無
停電電源装置から非常用負荷系統に交流電源を供給する
ことができる。そのため特別な非常用電源装置を設ける
場合のような新たな設置面積の確保や設備コストの増加
等を回避できる。さらにその際、非常用負荷系統と無停
電負荷系統の合計負荷容量を無停電電源装置の許容負荷
容量以内に制限調整するので、特に重要な負荷設備に確
実に電源供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の配電システムの１例を示す電気系統
図。

【図２】図１の配電システムを制御するための制御回路
図。

【図３】図２の要部を具体的に示した制御回路図。

【図４】従来の配電システムを示す電気系統図。

【符号の説明】

１ 受電設備 ２ 配電幹線 ３ 一般負荷系統 ４ 非常用負荷系統 ５ 無停電負荷系統 ６ 遮断器 ７ 保護継電器 ８ 一般負荷設備 ９ 非常用設備 １０ 電算機設備 １１ 無停電電源装置 １２ 交直変換部 １３ 蓄電装置 １４ 直交変換部 ２０ 切換手段 ２０ａ 切換接点 ２１ 切換リレー ２２ 制御スイッチ ２３ 連絡線 ２４ 遮断器 ２５ 変圧器 ２６ 限流コイル ２７ 遮断器 ３０ 制御装置 ３１ 制御部 ３２ 正常数スイッチ ３３ 負荷調整部 ３４ 負荷調整部 ３５ 保護スイッチ ３６ 非常スイッチ ３７ 停電スイッチ ３８ 緊急スイッチ ３９ トリップコイル ４０ 投入コイル ４１ 開路スイッチ ４２ オア回路 ４３ アンド回路 ４４ フリップフロップ回路 ４５ 駆動回路 ４６ 始動信号 ４７ 制限完了信号 ４８ 制御信号 ４９ 制御信号 ５０ 負荷演算部 ５１ 分担指令部 ５２ 設定部 ５３ 制限部 ５４ 設定部 ５４ａ トリップ信号 ５５ 制限部 ５６ 設定部 ５７ トリップ信号 ａ 接点 ｂ 接点 ｃ 接点

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源系統に非常用負荷系統４と無停
   電電源装置１１が接続され、該無停電電源装置１１から
   無停電負荷系統５に交流電源が供給され、前記無停電電
   源装置１１が交流電源系統からの交流を直流に変換する
   交直変換部１２と、該交直変換部１２の出力を交流に変
   換する直交変換部１４と、前記交直変換部１２の出力側
   に接続された蓄電装置１３とを備えている配電システム
   において、前記交流電源系統からの電源供給が停止した
   とき、非常用負荷系統４と無停電負荷系統５の合計負荷
   容量を前記無停電電源装置１１の許容負荷容量以内に制
   限調整し、前記直交変換部１４の出力から前記非常用負
   荷系統４へ交流電源を供給できるように構成したことを
   特徴とする配電システム。
2. 【請求項２】 無停電電源装置１１が予備装置を含んで
   複数基並列に接続されている請求項１の配電システム。
3. 【請求項３】 無停電負荷系統５が無停電電源装置１１
   からの出力と交流電源系統を切り換えられるようにした
   請求項１または請求項２の配電システム。