KR102298823B1 - 무정전 전원 시스템 - Google Patents

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Abstract

소형화가 가능한 무정전 전원 시스템을 제공한다.
무정전 전원 시스템은, 교류 전원으로부터의 교류 전력이 공급되는 입력측 모선과, 부하에 대해 교류 전력을 출력하는 출력측 모선, 각각이, 입력측 모선 및 출력측 모선과 접속되는 복수의 무정전 전원 장치를 구비한다. 각 무정전 전원 장치는, 입력측 모선과 접속되고, 입력측 모선으로부터의 과대 전력의 입력을 차단하기 위한 제1 차단부와, 출력측 모선과 접속되고, 출력측 모선으로의 과대 전력의 출력을 차단하기 위한 제2 차단부를 포함한다.

Description

무정전 전원 시스템{UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY SYSTEM}
본 개시는, 무정전 전원 시스템에 관한 것으로, 특히, 복수의 무정전 전원 장치를 구비하는 무정전 전원 시스템에 관한 것이다.
종래, 복수의 무정전 전원 장치를 구비하는 무정전 전원 시스템이 알려져 있다(일본 특허 제6090523호).
상기 일본 특허 제6090523호에는, 부하에 대해 병렬로 접속되어 있는 복수의 무정전 전원 모듈을 구비하는 무정전 전원 장치가 개시되어 있다. 이 무정전 전원 장치에서는, 복수의 무정전 전원 모듈의 입력측을 서로 연결하는 배선과, 복수의 무정전 전원 모듈의 출력측을 서로 연결하는 배선이 마련되어 있다.
여기서, 상기 일본 특허 제6090523호에 기재한 바와 같은 종래의 무정전 전원 장치에서는, 복수의 무정전 전원 모듈이 배치된 후, 복수의 무정전 전원 모듈의 입력측 및 출력측의 배선 접속을 위한 입출력 모듈이, 복수의 무정전 전원 모듈과 별개로 마련되어 있다.
이 점에서, 상기 일본 특허 제6090523호에서는, 입출력 모듈과 복수의 무정전 전원 모듈을 연결 부재를 통해 접속함으로써 콤팩트화하는 방식이 개시되어 있지만, 소형화를 도모하는 점에서 더 연구할 필요가 있다.
본 개시는, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 소형화가 가능한 무정전 전원 시스템을 제공한다.
어느 국면에 따르는 무정전 전원 시스템은, 교류 전원으로부터의 교류 전력이 공급되는 입력측 모선과, 부하에 대해 교류 전력을 출력하는 출력측 모선 각각이, 입력측 모선 및 출력측 모선과 접속되는 복수의 무정전 전원 장치를 구비한다. 각 무정전 전원 장치는, 입력측 모선과 접속되어, 입력측 모선으로부터의 과대 전력의 입력을 차단하기 위한 제1 차단부와, 출력측 모선과 접속되어, 출력측 모선으로의 과대 전력의 출력을 차단하기 위한 제2 차단부를 포함한다.
바람직하게는, 바이패스 교류 전원으로부터의 바이패스 교류 전력이 공급되는 바이패스 입력측 모선을 더 구비한다. 각 무정전 전원 장치는, 바이패스 교류 전원과 접속되어, 바이패스 입력측 모선으로부터의 과대 전력의 입력을 차단하기 위한 제3 차단부를 더 포함한다.
바람직하게는, 복수의 무정전 전원 장치는, 입력측 모선 및 출력측 모선을 경계로 하여, 서로 배면측이 대향하도록 마련된다.
바람직하게는, 입력측 모선은, 교류 전원으로부터 멀어질수록 가늘어지고, 출력측 모선은, 부하에 가까워질수록 굵어지도록 구성된다.
바람직하게는, 무정전 전원 장치는, 제1 차단부와 접속되는 입력측 스위치부와, 입력측 스위치부에 접속되는 전력 변환부와, 전력 변환부와 제2 차단부 사이에 마련되는 출력측 스위치부를 포함한다.
이 개시의 상기 및 기타 목적, 특징, 국면 및 이점은, 첨부의 도면과 관련하여 이해되는 이 개시에 관한 다음의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은, 실시 형태에 기초하는 무정전 전원 시스템(10)의 외관 구성을 설명하는 도면이다.
도 2는, 실시 형태에 기초하는 무정전 전원 시스템(10)의 X-X 단면의 외관 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은, 무정전 전원 모듈(1)의 일부의 외관을 설명하는 도면이다.
도 4는, 무정전 전원 시스템(10)의 모선 접속의 관계를 설명하는 도면이다.
도 5는, 무정전 전원 모듈(1)의 입출력부(100B)의 외관 구성이다.
도 6은, 한류(限流) 리액터 X1, X9의 배치에 대하여 설명하는 도면이다.
도 7은, 무정전 전원 시스템(10)의 회로 구성도이다.
도 8은, 실시 형태에 기초하는 무정전 전원 시스템(10)의 배면 액세스 스페이스를 설명하는 도면이다.
본 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 도면 중의 동일 또는 상당 부분에 대해서는, 동일 부호를 붙이고 그 설명은 반복하지 않는다.
도 1은, 실시 형태에 기초하는 무정전 전원 시스템(10)의 외관 구성을 설명하는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무정전 전원 시스템(10)은, 복수의 무정전 전원 모듈(무정전 전원 장치)을 포함한다.
본 예에 있어서는, 무정전 전원 시스템(10)은, 무정전 전원 모듈(1 내지 5)과, 제어 모듈(6)을 포함한다.
무정전 전원 시스템(10)에는, 입력 및 출력용 모선이 마련되어 있고, 각 무정전 전원 모듈(1 내지 5)과 접속된다.
무정전 전원 모듈(1 내지 5)은, 도시되어 있지 않지만 서로 병렬로 접속되어 있다.
제어 모듈(6)은, 각 무정전 전원 모듈(1 내지 5)을 집중적으로 관리하는 제어 기구를 갖고 있다.
도 2는, 실시 형태에 기초하는 무정전 전원 시스템(10)의 X-X 단면의 외관 구성을 설명하는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 좌우에 무정전 전원 모듈(1 및 3)이 마련된다.
무정전 전원 모듈(1 및 3)의 배면끼리 서로 대향하고 있다.
각 무정전 전원 모듈의 배면에는, 각 무정전 하 전원 모듈의 보수, 점검 또는 관리를 위한 배면 액세스 스페이스(8)가 마련되어 있다.
배면 액세스 스페이스(8)는, 제어 모듈(6)의 내부 도어를 통하여 침입하는 것이 가능하게 마련되어 있다.
복수의 모선(20)이 무정전 전원 모듈(1 및 3) 사이에 배치되어 있다. 복수의 모선(20)과 무정전 전원 모듈(1 및 3)이 각각 접속된다.
도 3은, 무정전 전원 모듈(1)의 일부의 외관을 설명하는 도면이다.
도 3의 (A)에는, 무정전 전원 모듈(1)의 외관이 도시되어 있다.
무정전 전원 모듈(1)은, 전력 변환부(100A)와, 입출력부(100B)를 포함한다.
또한, 다른 무정전 전원 모듈(2 내지 5)에 대해서도 마찬가지의 구성을 갖고 있다.
도 3의 (B)에는, 무정전 전원 모듈(1)의 배면측의 외관 구성이 도시되어 있다.
구체적으로는, 모선(20-1 내지 20-3)이 마련되어 있는 경우가 도시되어 있다.
모선(20-1)은, 교류 전원과 접속되어, 각 무정전 전원 모듈의 입출력부(100B)를 통하여 교류 전력이 입력된다. 3상 교류 전원이기 때문에 U상, V상, W상에 각각 대응하여 3개의 모선이 마련되어 있다. 다른 모선에 대해서도 마찬가지이다.
모선(20-2)은, 바이패스 교류 전원과 접속되어, 각 무정전 전원 모듈의 입출력부(100B)를 통하여 바이패스 교류 전력이 입력된다.
모선(20-3)은, 각 무정전 전원 모듈의 입출력부(100B)를 통하여 전력 변환된 교류 전력을 부하측에 공급한다.
입력측의 모선(20-1, 20-2)은, 교류 전원측의 쪽이 굵게 마련되며, 출력측을 향하여 가늘게 구성된다. 즉, 교류 전원으로부터 멀어지면 멀어질수록 가늘어지고, 한편, 출력측의 모선(20-3)은, 출력측을 향하여 부하에 가까워지면 가까워질수록 굵어지도록 구성된다.
도 4는, 무정전 전원 시스템(10)의 모선 접속의 관계를 설명하는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 무정전 전원 시스템(10)은, 교류 입력 모선(20-1)과, 바이패스 입력 모선(20-2)과, 교류 출력 모선(20-3)을 포함한다.
무정전 전원 모듈(1 내지 5)은, 교류 입력 모선(20-1)과, 바이패스 입력 모선(20-2)과, 교류 출력 모선(20-3)과 각각 접속되어, 서로 병렬로 접속된다.
무정전 전원 모듈(1)은, 전력 변환부(100A)와, 입출력부(100B)를 포함한다. 전력 변환부(100A)의 상세에 대해서는 후술한다.
입출력부(100B)는, 차단기(퓨즈)(52C, 52I, 52R)와, 한류 리액터 X1, X9를 포함한다. 다른 무정전 전원 모듈(2 내지 5)에 대해서도 마찬가지의 구성을 갖고 있다.
차단기(퓨즈)(52R)는, 교류 입력 모선(20-1)과, 전력 변환부(100A) 사이에 접속되어, 과대한 전력의 입력을 차단한다.
차단기(퓨즈)(52I) 및 한류 리액터 X1은 직렬로 접속되며, 교류 출력 모선(20-3)과, 전력 변환부(100A) 사이에 접속되어, 과대한 전력의 출력을 차단한다.
차단기(퓨즈)(52C) 및 한류 리액터 X9는 직렬로 접속되며, 바이패스 입력 모선(20-2)과, 전력 변환부(100A) 사이에 접속되어, 과대한 바이패스 교류 전력의 입력을 차단한다.
도 5는, 무정전 전원 모듈(1)의 입출력부(100B)의 외관 구성이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 입출력부(100B)의 하우징의 전체면 도어를 개폐하면 차단기(퓨즈)(52I, 52C, 52R)가 세로 방향으로 배치되어 있는 경우가 도시되어 있다. 그리고, 각 차단기(퓨즈)(52I, 52C, 52R)의 스위치가 마련되어 있다.
도 6은, 한류 리액터 X1, X9의 배치에 관하여 설명하는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 입출력부(100B)의 차단기(퓨즈)의 배면측에 한류 리액터 X1, X9가 마련되어 있다.
당해 구성에 의해, 에어리어 면적을 축소한 입출력부(100B)를 마련하는 것이 가능하다.
또한, 여기에서는, 무정전 전원 모듈(1)의 입출력부(100B)에 대해 설명했지만 다른 무정전 전원 모듈(2 내지 5)의 입출력부에 대해서도 마찬가지이다.
도 7은, 무정전 전원 시스템(10)의 회로 구성도이다.
도 7을 참조하여, 복수의 무정전 전원 모듈(1 내지 5)이 서로 병렬로 접속되어 있다.
각 무정전 전원 모듈(1 내지 5)의 구성은 동일하므로, 본 예에 있어서는, 일례로서 무정전 전원 모듈(1)의 구성에 대해 설명한다.
도시되지 않은 교류 전원은, 모선(20-1)을 통하여 무정전 전원 모듈(1 내지 5)에 교류 전력을 공급한다. 여기서, 교류 전원은, 상용 전원 또는 자가용 발전기 등의 교류 전원이다.
또한, 도시되지 않은 부하(컴퓨터, 통신 기기 등)와 접속하여, 무정전 전원 시스템(10)으로부터 부하에 전력을 공급한다. 여기서, 무정전 전원 장치로부터 공급하는 전력이 삼상 교류 전력인 경우, 부하와 삼상 삼선식 배전선으로 접속한다.
입출력부(100B)는, 차단기(퓨즈)(52C, 52I, 52R) 및 한류 리액터 X1, X9를 포함한다.
차단기(퓨즈)(52C) 및 한류 리액터 X9는, 바이패스 입력 모선(20-2)과 직렬로 접속된다.
차단기(퓨즈)(52R)는, 교류 입력 모선(20-1)과 접속된다.
차단기(퓨즈)(52I) 및 한류 리액터 X9는, 교류 출력 모선(20-R)과 접속된다.
전력 변환부(100A)는, 무정전 전원 모듈(1)에 대해 내장하고 있는 컨버터(15)나 인버터(17) 등의 고장 시에 입력부와 교류 출력부를 연결하는 바이패스 배선을 포함하고 있다.
바이패스 배선에는, 사이리스터 스위치(24) 및 컨택터(25)를 포함하고 있다.
사이리스터 스위치(24)는, 무정전 전원 모듈(1)의 출력 전력을, 출력부의 컨택터(25)보다 고속으로 전환할 수 있는 반도체 스위치이다. 컨택터(25)는, 바이패스 배선을 통해 바이패스 입력부의 교류 전력을 교류 출력부에 출력하기 위한 스위치이다.
또한, 전력 변환부(100A)는, 컨택터(13), 교류 리액터(14), 컨버터(15), 전해 콘덴서(16), 인버터(17), 필터(18), 컨택터(19), 승압기(22), 컨택터(21)를 포함한다.
컨택터(13)는, 차단기(퓨즈)(52R)를 통하여 입력된 교류 전력을 전력 변환부(100A)에 입력하기 위한 스위치이다.
교류 리액터(14)는, 전력 변환부(100A)에 입력한 교류 전력의 파형을 정형하기 위한 필터이다. 컨버터(15)는, 교류 리액터(14)로 파형을 정형한 교류 전력을 직류 전력으로 순 변환하는 순 변환부이다.
전해 콘덴서(16)는, 컨버터(15)로 순 변환한 직류 전력을 평활하기 위한 평활 콘덴서이다. 인버터(17)는, 전해 콘덴서(16)로 평활한 직류 전력 또는 축전지(23)로부터 입력하는 직류 전력을 교류 전력으로 역변환하는 역변환부이다.
필터(18)는, 교류 전력을 파형 성형한다.
컨택터(19)는, 필터(18)를 통하여 출력되는 교류 전력을 외부로 출력하는 스위치이다.
승압기(22)는, 컨버터(15)의 직류 전력의 전압을 승압하여 출력한다. 승압기(22)는, 컨택터(21)를 통하여 축전지(23)와 접속된다.
컨택터(21)는, 승압기(22)와 축전지(23)를 접속하기 위한 스위치이며, 컨버터(15)에서 변환된 직류 전력과, 축전지(23)로부터 입력되는 직류 전력을 전환하는 전환부이다.
본 예에서는, 축전지(23)는, 무정전 전원 모듈(1)의 외부에 마련되어 있는 것으로 하지만, 당해 모듈 내에 마련하는 구성으로 해도 된다.
다른 무정전 전원 모듈(2 내지 5)에 대해서도 무정전 전원 모듈(1)과 마찬가지의 구성이기 때문에 그 상세한 설명에 대해서는 반복하지 않는다.
종래예에 있어서는, 입출력 모듈에 교류 전원으로부터의 교류 전력이 입력되어, 거기에서 각 무정전 전원 모듈로 분기하여 교류 전력이 입력되고 있었다. 또한, 각 무정전 전원 모듈로부터 출력된 교류 전력은, 다시 입출력 모듈에 집약되어 외부로 출력되는 구성이었다. 따라서, 분기에 관한 구성이 복잡하고, 배선의 배치에 관한 스페이스도 크게 취할 필요가 있기 때문에 소형화가 어렵다는 과제가 있었다.
본 개시를 따르는 구성은, 입출력 모듈을 마련하지 않고, 입출력 모듈에 마련되어 있던 입력측 및 출력측의 차단기를 각 무정전 전원 모듈에 내장하는 방식을 채용했다.
그리고, 무정전 전원 모듈의 배면측에 모선(20-1 내지 20-3)을 마련하여, 당해 모선(20-1 내지 20-2)으로부터 교류 전원의 교류 전력의 입력을 받음과 함께, 모선(20-3)에 대해 전력 변환부에서 변환된 교류 전력을 출력하는 구성으로 했다.
당해 구성에 의해, 모선(20-1 내지 20-3)과 각 무정전 전원 모듈(1 내지 5)의 입출력부(100B)의 거리가 짧아져, 배선 접속을 용이하게 실행하는 것이 가능하다. 또한, 길이를 짧게 함으로써 배선 접속의 구성을 간이로 하는 것이 가능하다. 배선의 배치에 관한 스페이스를 작게 하는 것이 가능하기 때문에 소형화를 도모하는 것이 가능하다.
도 8은, 실시 형태에 기초하는 무정전 전원 시스템(10)의 배면 액세스 스페이스를 설명하는 도면이다.
도 8의 (A)에 도시된 바와 같이, 각 상기 무정전 전원 장치(1 내지 5)는, 배면측에 스페이스를 갖고 있다. 무정전 전원 장치(1 및 3)는, 배면측을 서로 대향하여 배치한다. 또한, 무정전 전원 장치(2 및 4)는, 배면측을 서로 대향하여 배치한다. 무정전 전원 장치(5) 및 제어 모듈(6)은, 배면측을 서로 대향하여 배치한다.
도 8의 (B)는, 무정전 전원 시스템(10)의 천장판을 삭제한 경우의 상면도이다.
각 상기 무정전 전원 장치의 배면측을 서로 대향하여 배치함으로써 각 상기 무정전 전원 장치를 보수 가능하게 마련되는 배면 액세스 스페이스가 형성된다. 제어 모듈(6)은, 배면 액세스 스페이스(8)에 액세스 가능한 액세스 통로가 마련되어 있다.
보수 또는 점검하는 자는, 제어 모듈(6)의 내부 도어를 통하여 액세스 통로로부터 배면 액세스 스페이스(8)에 침입하여, 각 무정전 하 전원 모듈의 보수, 점검 또는 관리를 행하는 것이 가능하다.
실시 형태에 대해 설명했지만, 금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 개시의 범위는 청구범위에 의해 나타내며, 청구범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims (6)

  1. 교류 전원으로부터의 교류 전력이 공급되는 입력측 모선과,
    부하에 대해 교류 전력을 출력하는 출력측 모선과,
    각각이, 상기 입력측 모선 및 상기 출력측 모선과 접속되는 복수의 무정전 전원 장치를 구비하고,
    각 상기 무정전 전원 장치는,
    상기 입력측 모선과 접속되고, 상기 입력측 모선으로부터의 과대 전력의 입력을 차단하기 위한 제1 차단부와,
    출력측 모선과 접속되고, 상기 출력측 모선으로의 과대 전력의 출력을 차단하기 위한 제2 차단부를 포함하는, 무정전 전원 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 바이패스 교류 전원으로부터의 바이패스 교류 전력이 공급되는 바이패스 입력측 모선을 더 구비하고,
    각 상기 무정전 전원 장치는,
    상기 바이패스 교류 전원과 접속되고, 상기 바이패스 입력측 모선으로부터의 과대 전력의 입력을 차단하기 위한 제3 차단부를 더 포함하는, 무정전 전원 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 무정전 전원 장치는, 상기 입력측 모선 및 상기 출력측 모선을 경계로 해서, 서로 배면측이 대향하게 마련되는, 무정전 전원 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 각 상기 무정전 전원 장치는, 배면측에 스페이스를 가지고 있고,
    각 상기 무정전 전원 장치의 배면측을 서로 대향하여 배치함으로써 각 상기 무정전 전원 장치를 보수 가능하게 마련되는 배면 액세스 스페이스가 형성되는, 무정전 전원 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 입력측 모선은, 상기 교류 전원으로부터 멀어질수록 가늘어지고,
    상기 출력측 모선은, 상기 부하에 근접할 만큼 굵어지게 구성되는, 무정전 전원 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무정전 전원 장치는,
    상기 제1 차단부와 접속되는 입력측 스위치부와,
    상기 입력측 스위치부에 접속되는 전력 변환부와,
    상기 전력 변환부와 상기 제2 차단부 사이에 마련되는 출력측 스위치부를 포함하는, 무정전 전원 시스템.
KR1020190136615A 2019-05-20 2019-10-30 무정전 전원 시스템 KR102298823B1 (ko)

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