KR20130020504A

KR20130020504A - Duplicated high voltage direct current power feeding apparatus and its method

Info

Publication number: KR20130020504A
Application number: KR1020110089668A
Authority: KR
Inventors: 이재봉
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2011-08-19
Filing date: 2011-09-05
Publication date: 2013-02-27

Abstract

PURPOSE: A device for supplying duplexed high voltage DC power and a method thereof are provided to improve the reliability of power supply by duplexing an AC power supply device, an AC/DC rectifier, and a power distributor and including a preliminary generator and a preliminary storage battery. CONSTITUTION: A device for supplying high voltage DC power includes a duplexed external AC power supply device(100~10n), a duplexed AC/DC rectifier(200~20n), and a duplexed power distributor. The external AC power supply device is duplexed with N:1(N is a natural number). A power transmission route composed of the AC/DC rectifier and the power distributor is duplexed with N:1. A preliminary generator is duplexed with N:1. A preliminary storage battery is commonly used for the power transmission route composed of the AC/DC rectifier and the power distributor. [Reference numerals] (110~110n) Generator; (200,200n) Rectifier; (300,300n) Power distributor; (400,400n) Load; (510-51n) Storage battery; (AA,BB) N:1 binarization

Description

Redundant high voltage DC power supply and its method {DUPLICATED HIGH VOLTAGE DIRECT CURRENT POWER FEEDING APPARATUS AND ITS METHOD}

본 발명은 고전압 직류 전원 공급 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고전압 직류 전원 공급 장치의 주요 요소인 외부 AC 전원 공급 장치, AC/DC 정류기, 전력 분배기를 N:1(N은 자연수)로 이중화하고, 추가로 예비 발전기와 예비 축전지를 구비하여 무순단으로 대체 전력을 공급함으로써, 전원 공급의 신뢰도를 향상시킬 수 있는, 이중화된 고전압 직류 전원 공급 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a high voltage DC power supply and a method thereof, and more particularly, to an external AC power supply, an AC / DC rectifier, and a power divider, which are main elements of a high voltage DC power supply, N: 1 (N is a natural number). The present invention relates to a redundant high voltage DC power supply device and a method thereof, which can improve reliability of power supply by redundantly supplying redundant power, and additionally supplying alternative power in an unsequential manner by providing a spare generator and a spare battery.

다수의 컴퓨터 서버, 스위치, 라우터 등과 같은 통신 및 데이터 장치들로 구성된 인터넷 데이터 센터의 경우 수많은 사용자 시설로 전력을 공급하기 때문에 그 무엇보다도 높은 에너지 효율을 필요로 한다. 또한, 어떠한 전력상의 장애에도 불구하고 사용자 시설에 전력을 공급할 수 있는 예비 방안을 제공함으로써, 높은 신뢰도를 보장할 수 있어야 한다.Internet data centers, which consist of a large number of communication and data devices such as computer servers, switches, routers, and so on, power a large number of user facilities and, above all, require high energy efficiency. In addition, high reliability should be ensured by providing a preliminary way to power the user facility despite any power disturbances.

신뢰성 향상을 위해서 기존의 교류 전원 장치는 상용 외부 교류 전원 공급의 장애를 대비하여 무정전 전원 공급 장치인 UPS(Uninterruptible Power Supply)를 사용하였다. 여기서, UPS는 외부 전원 공급에 문제가 발생했을 경우에 자체 운영하고 있는 축전지를 방전시킴으로써, 사용자 시설에 무순단으로 전력을 공급한다. 이때, 축전지를 항시 대기시키기 위해서 UPS는 AC/DC 정류기로부터 DC 전력을 공급받아 축전지를 충전하고, 다시 DC/AC 인버터를 통해서 사용자 시설에 AC 전력을 공급한다. AC 전원을 공급받은 사용자 시설은 AC를 DC로 변환하고, 각 부품에 사용할 수 있도록 DC/DC 강압 장치를 보유한다. 이와 같이 다수의 AC/DC 및 DC/AC 변환 과정에서 에너지가 불가피하게 낭비되고 있다.In order to improve reliability, the existing AC power supply uses an uninterruptible power supply (UPS), which is an uninterruptible power supply in preparation for a failure of a commercial external AC power supply. In this case, when the UPS fails to supply the external power supply, the UPS discharges the battery that is in operation, thereby supplying power to the user's facility. At this time, in order to standby the battery at all times, the UPS receives DC power from the AC / DC rectifier to charge the battery and supplies AC power to the user facility through the DC / AC inverter again. The user facility, supplied with AC power, converts AC to DC and has a DC / DC step-down device for each component. As such, energy is inevitably wasted in many AC / DC and DC / AC conversion processes.

에너지 효율성을 높이기 위해서 고전압 직류 전원 공급 장치가 필요하다. 고전압은 통상 260V~400V의 전압 운영 범위를 의미하며, AC/DC 정류기를 통해서 제공되는 고전압 직류 전원을 별도의 전압 강하 없이 바로 사용자 장치에 제공할 수 있다. 고전압 직류 전원 공급 장치는 UPS 대신에 AC/DC 정류기와 축전지로 구성되며, 고전압의 DC 전력을 사용자 시설에 바로 제공한다. 이때에는 다수의 AC/DC 및 DC/AC 변환 과정이 생략됨으로써, 높은 에너지 효율을 얻을 수 있게 된다.High voltage DC power supplies are needed to increase energy efficiency. High voltage usually means a voltage operating range of 260V to 400V. The high voltage DC power provided through the AC / DC rectifier can be provided directly to the user device without any voltage drop. The high voltage DC power supply consists of an AC / DC rectifier and a battery instead of a UPS, providing high voltage DC power directly to the user's facility. In this case, since a plurality of AC / DC and DC / AC conversion processes are omitted, high energy efficiency can be obtained.

이러한 고전압 직류 전원 공급 장치에도 외부 AC 전원 공급에 장애가 발생하거나, AC/DC 정류기 등의 내부 구성 장치에 장애가 발생할 경우에 대비한 대책이 마련되어야 한다.Such a high voltage DC power supply should also be prepared for a failure in external AC power supply or an internal component such as an AC / DC rectifier.

전원 공급 장치의 신뢰도를 향상시키기 위해 제안된 종래 기술을 예를 들어 살펴보면, 다음과 같다.Looking at the conventional technique proposed to improve the reliability of the power supply as an example, as follows.

먼저, 대한민국등록특허 제10-0665950호(무정전 전원 장치의 무순단 절체를 위한 이중화 회로 구성 방법, 이하 "제 1 종래 기술"이라 함)는 UPS가 고장났을 때를 대비하여 다수의 UPS를 구성하고, 장애가 발생한 UPS를 전기적으로 분리하고 다른 USP로부터 전력을 사용자 시설(부하)에 공급하도록 하고 있다.First, Korean Patent No. 10-0665950 (a method of configuring a redundant circuit for an uninterrupted switching of an uninterruptible power supply, hereinafter referred to as "first prior art") configures a plurality of UPSs in case of a UPS failure. In addition, the UPS is to electrically disconnect the failed UPS and provide power to the user's facility (load) from another USP.

한편, 대한민국등록특허 제10-0788116호(무정전 전원 공급 장치의 고속 절환 장치, 이하 "제 2 종래 기술"이라 함)는 UPS 내부의 이상 과도 상황을 고속 감지하여 예비 전원으로 절환하도록 하고 있다. 이때, 출력 전원은 정상적인 전원 라인, 예비 전원 라인, 그리고 바이패스 라인에서 선택하도록 하고 있다.On the other hand, Korean Patent No. 10-0788116 (high speed switching device of the uninterruptible power supply, hereinafter referred to as "second prior art") is to switch to a spare power supply by sensing the abnormal transient situation inside the UPS at high speed. At this time, the output power is selected from a normal power line, a spare power line, and a bypass line.

한편, 대한민국등록특허 제10-0840061호(무정전 전원 공급 장치의 병렬 고속 절환 장치 및 그 절환 방법, 이하 "제 3 종래 기술"이라 함)는 병렬 운전하고 있는 무정전 전원 공급 장치의 출력 상태를 검출하고 있다가 각 출력의 전력 품질 및 과부하 여부에 따라 UPS를 절환하도록 하고 있다.On the other hand, Korean Patent No. 10-0840061 (parallel high speed switching device of the uninterruptible power supply and its switching method, hereinafter referred to as "third prior art") detects the output state of the uninterruptible power supply in parallel operation The UPS is then switched according to the power quality of each output and whether it is overloaded.

한편, 대한민국공개특허 제10-2008-0101667호(선택스위치 장치, 이를 이용한 전원 공급 장치 및 그 스위칭 방법, 이하 "제 4 종래 기술"이라 함)는 선택 스위치를 이용하여 전원 공급 장치를 구성하고 있으며, 복수의 전원 공급원에서 출력되는 전력을 선택적으로 부하에 공급하도록 하고 있다.Meanwhile, Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2008-0101667 (a selection switch device, a power supply using the same and a switching method thereof, hereinafter referred to as "fourth conventional technology") configures a power supply using a selection switch. In addition, power output from a plurality of power sources is selectively supplied to the load.

한편, 종래의 논문(황동주, 소형 STS(Source Transfer Switch)를 이용한 UPS 출력의 이중화, 대한 전기학회 전기설비전문위원회 추계학술대회 논문집, pp.131-135, 2005. 이하 "제 5 종래 기술"이라 함)은 UPS의 출력 전원을 선택할 수 있는 스위치를 제안하고 있으나, 이는 AC 전력의 특성인 위상 등을 고려한 구조이다.On the other hand, the conventional paper (Hwang Dong-ju, duplication of UPS output using a small source transfer switch (STS), Proceedings of the Proceedings of the Korean Institute of Electrical Engineers Conference, pp. 131-135, 2005. ) Proposes a switch to select the output power of the UPS, but this is a structure considering the phase, which is a characteristic of AC power.

현재까지 제안된 상기 제 1 내지 제 5 종래 기술의 전원 공급 장치들은 기존의 UPS로 구현된 전원 공급 장치에 특화된 방안들로서, 고전압 직류 전원 공급 장치에 적용되는 구조가 아니어서, 고전압 직류 전원 공급 장치를 구성하는 각 장치들에 장애가 발생했을 경우에 각각을 대비한 방안이 별도로 요구되고 있다.
The power supplies of the first to fifth conventional technologies proposed to date are specific to the power supply device implemented by the conventional UPS, and are not applied to the high voltage DC power supply device. In the event of a failure of each device constituting a separate plan is required separately.

따라서 상기와 같은 요구를 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.Therefore, it is a problem of the present invention to solve the above requirements.

따라서 본 발명은 고전압 직류 전원 공급 장치의 주요 요소인 외부 AC 전원 공급 장치, AC/DC 정류기, 전력 분배기를 N:1(N은 자연수)로 이중화하고, 추가로 예비 발전기와 예비 축전지를 구비하여 무순단으로 대체 전력을 공급하되, 전원의 품질에 따라 선택적으로 공급함으로써, 전원 공급의 신뢰도를 향상시킬 수 있는, 이중화된 고전압 직류 전원 공급 장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention duplicates the external AC power supply, the AC / DC rectifier, and the power distributor, which are the main elements of the high voltage DC power supply, with N: 1 (N is natural water), and additionally includes a spare generator and a spare battery. However, an object of the present invention is to provide a redundant high voltage DC power supply device and a method of supplying alternative power, which can be selectively supplied according to the quality of the power supply, thereby improving the reliability of the power supply.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 이중화된 외부 AC 전원 공급 장치, 이중화된 AC/DC 정류기, 이중화된 전력 분배기를 포함한다.The apparatus of the present invention for achieving the above object includes a redundant external AC power supply, a redundant AC / DC rectifier, a redundant power divider.

이때, 상기 외부 AC 전원 공급 장치를 N:1(N은 자연수)로 이중화하고, 상기 AC/DC 정류기와 상기 전력 분배기로 이루어진 전력 전송 경로를 N:1로 이중화한다.At this time, the external AC power supply is duplicated to N: 1 (N is a natural number), and the power transmission path composed of the AC / DC rectifier and the power divider is duplicated to N: 1.

또한, 예비 발전기를 N:1로 이중화하고, 상기 AC/DC 정류기와 상기 전력 분배기로 이루어진 전력 전송 경로에 공통적으로 사용될 수 있는 예비 축전기를 N:1로 이중화한다.In addition, the redundant generator is redundant with N: 1, and the redundant capacitor, which can be commonly used in the power transmission path consisting of the AC / DC rectifier and the power divider, is redundant with N: 1.

그리고 상기 외부 AC 전원 공급 장치에 장애가 발생했을 경우에 가용한 외부 AC 전원 공급 장치와 예비 발전기로부터 선택적으로 상기 AC/DC 정류기에 전력을 공급한다.And selectively supplies power to the AC / DC rectifier from an external AC power supply and a backup generator available in the event of a failure of the external AC power supply.

이때, 상기 가용한 외부 AC 전원 공급 장치의 존재 여부를 확인하여, 상기 가용한 외부 AC 전원 공급 장치가 존재하면 가용한 외부 AC 전원으로 대체하고, 상기 가용한 외부 AC 전원 공급 장치가 존재하지 않는 경우 가용한 상기 예비 발전기로부터 전력을 제공한다.At this time, the existence of the available external AC power supply device is checked, and if the available external AC power supply device exists, it is replaced with the available external AC power source, and if the available external AC power supply device does not exist. Provide power from the available reserve generator.

또한, 상기 AC/DC 정류기가 정상인지 확인하여, 정상이면 상기 전력 분배기로 전력을 제공하고, 상기 AC/DC 정류기가 고장인 경우 예비 AC/DC 정류기에서 전력을 제공한다.In addition, the AC / DC rectifier checks whether it is normal, and if it is normal, provides power to the power divider, and in case of failure of the AC / DC rectifier, the AC / DC rectifier provides power.

또한, 상기 전력 분배기가 정상인지 확인하여, 정상이면 부하(사용자 시설)에 전력을 제공하고, 상기 전력 분배기가 고장인 경우에는 예비 AC/DC 정류기에서 전력을 제공한다.In addition, it checks whether the power divider is normal, and if it is normal, provides power to the load (user facility), and in case of failure of the power divider, power from the spare AC / DC rectifier.

또한, 상기 예비 AC/DC 정류기도 고장인 경우에 예비 축전기로부터 전력을 공급한다.The preliminary AC / DC rectifier also supplies power from the spare capacitor in case of failure.

또한, 예비 전력 분배기도 고장인 경우에 예비 축전기로부터 전력을 공급한다.The spare power divider also supplies power from the spare capacitor in case of failure.

또한, 상기 외부 AC 전원 공급 장치 및 상기 예비 발전기의 가용 여부와 상관없이 예비 축전지로부터 전력을 공급한다.In addition, power is supplied from the spare battery regardless of whether the external AC power supply and the spare generator are available.

또한, 상기 AC/DC 정류기의 가용 여부와 상관없이 예비 축전지로부터 전력을 공급한다.In addition, power is supplied from the spare battery regardless of whether the AC / DC rectifier is available.

또한, 상기 전력 분배기의 가용 여부와 상관없이 예비 축전지로부터 전력을 공급한다.In addition, power is supplied from the spare battery regardless of whether the power divider is available.

한편, AC/DC 정류기에 장애가 발생했을 경우에 가용한 예비 정류기와 예비 전력 분배기를 이용해서 부하(사용자 시설)에 전력을 공급한다.On the other hand, in case of failure of the AC / DC rectifier, power is supplied to the load (user facility) by using available spare rectifier and spare power divider.

한편, 전력 분배기에 장애가 발생했을 경우에 가용한 예비 정류기와 예비 전력 분배기를 이용해서 부하(사용자 시설)에 전력을 공급한다.On the other hand, in the event of a failure of the power splitter, power is supplied to the load (user facility) using the available rectifier and the spare power splitter.

한편, 축전지 셀 모듈의 장애 여부와 부하의 전력 용량에 따라 축전지를 선택한다.On the other hand, the storage battery is selected in accordance with the failure of the battery cell module and the power capacity of the load.

한편, 외부 AC 전원 공급 장치, AC/DC 정류기, 전력 분배기로부터 정상적으로 전력이 공급되는 경우, 예비 AC/DC 정류기와 상기 전력 분배기로부터 전력이 공급되는 경우, 예비 축전지로부터 전력이 공급되는 경우에 따라서 선택적으로 전력을 부하(사용자 시설)에 제공한다.Meanwhile, when power is normally supplied from an external AC power supply device, an AC / DC rectifier, or a power divider, when power is supplied from a spare AC / DC rectifier and the power divider, optional power is supplied according to a case where power is supplied from a spare battery. To provide power to the load (user facility).

이때, DC 전원을 선택하기 위해서 상기 전력 분배기로부터 공급되는 전력의 품질, 상기 예비 축전지로부터 공급되는 전력의 품질, 및 상기 부하가 요구하는 전력량을 측정하기 위한 전력 감시기 및 제어기를 포함한다.In this case, a power monitor and a controller for measuring the quality of the power supplied from the power divider to select a DC power source, the quality of the power supplied from the spare battery, and the amount of power required by the load.

이때, 전원의 품질에 따라 상기 부하에 공급되는 전력을 선택하기 위한 DC 전원 선택자를 포함한다.At this time, it includes a DC power selector for selecting the power supplied to the load according to the quality of the power.

상기 DC 전원 선택자는, 다수의 상기 전력 분배기와 다수의 상기 부하가 공통으로 사용한다.The DC power selector is commonly used by a plurality of the power dividers and a plurality of the loads.

상기 DC 전원 선택자는, 상기 전력 분배기 및 상기 예비 축전지에서 선택적으로 부하에게 전력을 공급할 수 있도록 하는 입력 스위치와, 상기 부하가 상기 전력 분배기 및 상기 예비 축전지를 선택하여 전력을 공급받을 수 있도록 하는 출력 스위치를 구비하되, 상기 입력 스위치와 상기 출력 스위치가 완전 연결된다.
The DC power selector may include an input switch for selectively supplying power to the load in the power divider and the spare battery, and an output switch for allowing the load to be supplied with power by selecting the power divider and the spare battery. Is provided, the input switch and the output switch is fully connected.

한편, 본 발명의 방법은, 고전압 직류 전원 공급 방법에 있어서, 외부 AC 전원 공급 장치에 장애가 발생했을 경우에 가용한 외부 AC 전원 공급 장치와 예비 발전기로부터 선택적으로 AC/DC 정류기에 전력을 공급한다.On the other hand, in the high voltage direct current power supply method, the method of the present invention selectively supplies power to an AC / DC rectifier from an external AC power supply and a spare generator available when a failure occurs in the external AC power supply.

또한, 상기 가용한 외부 AC 전원 공급 장치의 존재 여부를 확인하여, 상기 가용한 외부 AC 전원 공급 장치가 존재하면 가용한 외부 AC 전원으로 대체하고, 상기 가용한 외부 AC 전원 공급 장치가 존재하지 않는 경우 가용한 상기 예비 발전기로부터 전력을 제공한다.In addition, if the available external AC power supply is present, the existence of the available external AC power supply is checked, and the available external AC power supply is replaced with the available external AC power supply. Provide power from the available reserve generator.

또한, 상기 AC/DC 정류기가 정상인지 확인하여, 정상이면 전력 분배기로 전력을 제공하고, 상기 AC/DC 정류기가 고장인 경우 예비 AC/DC 정류기에서 전력을 제공한다.In addition, it checks whether the AC / DC rectifier is normal, provides power to a power divider if it is normal, and provides power from a spare AC / DC rectifier when the AC / DC rectifier is faulty.

또한, 전력 분배기가 정상인지 확인하여, 정상이면 부하(사용자 시설)에 전력을 제공하고, 상기 전력 분배기가 고장인 경우에는 예비 AC/DC 정류기에서 전력을 제공한다.It also verifies that the power divider is normal, providing power to the load (user facility) if normal, and providing power from a redundant AC / DC rectifier if the power divider is faulty.

또한, 상기 전력 분배기의 가용 여부와 상관없이 예비 축전지로부터 전력을 공급한다.
In addition, power is supplied from the spare battery regardless of whether the power divider is available.

상기와 같은 본 발명은, 고전압 직류 전원 공급 장치의 주요 요소인 외부 AC 전원 공급 장치, AC/DC 정류기, 전력 분배기를 N:1(N은 자연수)로 이중화하고, 추가로 예비 발전기와 예비 축전지를 구비하여 무순단으로 대체 전력을 공급하되, 전원의 품질에 따라 선택적으로 공급함으로써, 전원 공급의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In the present invention as described above, the main component of the high-voltage DC power supply, the external AC power supply, AC / DC rectifier, power divider is duplicated to N: 1 (N is natural water), and further spare generator and spare battery In addition to supplying alternative power in an uninterrupted manner, by selectively supplying according to the quality of the power supply, there is an effect that can improve the reliability of the power supply.

즉, 본 발명은 고전압 직류 전원 공급 장치의 어떠한 요소 장치에서 장애가 발생하더라도 각각의 상황에 맞게 대체 전원을 공급함으로써, 사용자 시설에 전력을 공급할 수 있다.That is, according to the present invention, even if a failure occurs in any element device of the high voltage DC power supply, the user can be supplied power by supplying alternative power for each situation.

또한, 본 발명은 외부 AC 전원으로부터 사용자 시설에 전력을 공급하는 전력 전송 경로 상에 존재하는 다수의 요소 장치가 동시에 고장나더라도 전력 전송 경로 절체를 통하여 이를 극복하고 사용자 시설에 전력을 공급할 수 있다.In addition, the present invention can overcome the power transmission path switching and supply power to the user facility even if a plurality of element devices existing on the power transmission path for supplying power to the user facility from an external AC power source fail at the same time.

또한, 본 발명은 요소 장치가 고장나지 않더라도 요소 장치의 수명 한계 등으로 인해서 장치를 대체 또는 개체하는 상황에서도 전력 전송 경로 변경을 통해 사용자 시설로의 전원 공급을 제공하면서 장치 대체 또는 개체를 가능하게 할 수 있다.
In addition, the present invention is to enable the replacement or the object of the device while providing the power supply to the user facility by changing the power transmission path even when the device is replaced or replaced due to the life limitation of the element, even if the element device does not fail. Can be.

도 1은 일반적인 고전압 직류 전원 공급 장치의 전체 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 이중화된 고전압 직류 전원 공급 장치의 일실시예 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 이중화된 고전압 직류 전원 공급 장치의 경로 이중화를 나타내는 도면,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 이중화된 고전압 직류 전원 공급 장치의 일실시예 상세 구성도,
도 5는 부하로 공급되는 DC 전원 선택자가 하나로 통합된 고전압 직류 전원 공급 장치를 나타내는 일실시예 도면,
도 6은 부하로 공급되는 DC 전원을 그 품질에 따라 선택할 수 있도록 한 DC 전원 선택자를 나타내는 일실시예 도면,
도 7은 본 발명에 따른 통합 DC 전원 선택자의 일실시예 구성도,
도 8은 외부 AC 전원이 고장난 경우의 절체 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 9는 외부 AC로부터의 전력은 정상적으로 공급되나 정류기에 장애가 발생한 경우의 절체 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 10은 전력 분배기가 고장난 경우의 절체 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.1 is a general configuration diagram of a general high voltage DC power supply;
2 is a configuration diagram of an embodiment of a redundant high voltage DC power supply device according to the present invention;
3 is a diagram illustrating path redundancy of a redundant high voltage DC power supply device according to the present invention;
4a and 4b is a detailed configuration diagram of an embodiment of a redundant high voltage DC power supply device according to the present invention,
5 is a diagram illustrating an embodiment of a high voltage DC power supply in which a DC power selector supplied to a load is integrated into one;
FIG. 6 is a diagram illustrating an embodiment of a DC power selector for selecting DC power supplied to a load according to quality thereof; FIG.
7 is an embodiment configuration diagram of an integrated DC power selector in accordance with the present invention;
8 is a flow chart of an embodiment of a method of switching when an external AC power supply fails;
9 is a flowchart illustrating an example of a method of switching when power from an external AC is normally supplied but a fault occurs in the rectifier.
10 is a flowchart illustrating an example of a method of switching when a power divider fails.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It can be easily carried out. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미한다.
And throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between. Also, when a component is referred to as " comprising "or" comprising ", it does not exclude other components unless specifically stated to the contrary .

먼저, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명의 기술 요지를 설명하면, 다음과 같다.First, the technical gist of the present invention will be described in order to help the understanding of the present invention.

본 발명은 고전압 직류 전원 공급 장치의 주요 요소인 외부 AC 전원 공급 장치, AC/DC 정류기, 전력 분배기를 N:1(N은 자연수)로 이중화하고, 추가로 예비 발전기와 예비 축전지를 구비하여 무순단으로 대체 전력을 공급함으로써, 전원 공급의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 이중화 장치 및 예비 장치들을 활용하여 요소 장치에 장애가 발생했을 경우 각각의 장애 상황에 맞는 절체 방안을 제공함으로써, 사용자 시설(부하)에 무순단으로 전력을 공급할 수 있도록 한다.The present invention duplicates the external AC power supply, the AC / DC rectifier, and the power distributor, which are the main elements of the high voltage DC power supply, with N: 1 (N is natural water), and additionally includes a spare generator and a spare battery. By supplying alternative power, the reliability of the power supply can be improved. That is, the present invention utilizes redundant devices and spare devices, so that when a failure occurs in an element device, a switching method suitable for each failure situation may be provided, thereby providing power to a user facility without load.

이를 위하여, 본 발명은 고전압 직류 전원 공급 장치의 주요 요소인 외부 AC 전원 이중화, AC/DC 정류기 이중화, 전력 분배기 이중화 방안을 포함하고, 또한 예비 전원 공급 장치인 예비 발전기의 구성 및 이중화 방안, 예비 축전지의 구성 및 이중화 방안을 포함한다. 또한, 본 발명은 부하로 공급되는 전원의 품질에 따라 전원을 선택하도록 하는 DC 전원 선택기 등을 추가로 구비한다.To this end, the present invention includes an external AC power redundancy, an AC / DC rectifier redundancy, a power divider redundancy scheme, which are the main elements of the high voltage DC power supply, and also a configuration and redundancy scheme of a spare power generator which is a redundant power supply, and a spare storage battery. Includes configuration and redundancy measures. In addition, the present invention further includes a DC power selector for selecting a power source according to the quality of the power supplied to the load.

즉, 본 발명은 외부 AC 전원 공급 장치로부터 부하까지 전력이 제공되는 경로를 이중화하는 방안과 부하로 공급되는 전원을 선택하도록 하는 DC 전원 선택기를 포함한다.That is, the present invention includes a method of redundancy of a path through which power is supplied from an external AC power supply to a load, and a DC power selector to select a power supplied to the load.

그리고 본 발명에서는 외부 AC 전원 공급 장치에 장애가 발생한 경우에 다른 외부 AC 전원 공급 장치 또는 예비 발전기를 통해서 대체 전력을 제공할 수 있다. 고장난 외부 AC 전원 공급 장치로부터 전력을 공급받는 사용자 시설까지의 전력 전송 경로 상에 있는 정류기 또는 전력 분배기가 동시에 고장난 상황이라면 예비 축전지로부터 전력을 공급할 수 있다.In the present invention, in the event of a failure of the external AC power supply, alternative power may be provided through another external AC power supply or a reserve generator. If the rectifier or power divider on the power transmission path from the failed external AC power supply to the powered user's facility fails simultaneously, it can supply power from the spare battery.

또한, 본 발명에서는 AC/DC 정류기에 장애가 발생한 경우에 예비 정류기와 예비 전력 분배기를 통해서 별도의 전력 전송 경로를 형성하여 사용자 시설에 전력을 공급한다. 하지만, 예비 정류기나 예비 전력 분배기도 고장난 상황이라면 예비 축전지로부터 전력을 공급할 수 있다.In addition, the present invention forms a separate power transmission path through the preliminary rectifier and the preliminary power divider to supply power to the user facility when the AC / DC rectifier fails. However, if the spare rectifier or spare power divider also fails, power can be supplied from the spare battery.

또한, 본 발명에서는 전력 분배기에 장애가 발생한 경우에 예비 정류기와 전력 분배기를 통해서 별도의 전력 전송 경로를 형성하여 사용자 시설에 전력을 공급한다. 하지만, 예비 정류기나 예비 전력 분배기도 고장난 상황이라면 예비 축전지로부터 전력을 공급할 수 있다.In addition, the present invention forms a separate power transmission path through the preliminary rectifier and the power divider in the event of a failure in the power divider to supply power to the user facility. However, if the spare rectifier or spare power divider also fails, power can be supplied from the spare battery.

또한, 본 발명에서는 상기 세 가지 요소 장치에 장애가 발생한 경우에 전술한 바와 같이 대체 전력 전송 경로를 형성하여 사용자 시설에 전력을 공급할 수 있지만, 그전에 먼저 예비 축전지를 통해서 전력을 공급할 수도 있다.In addition, in the present invention, in the event of a failure of the three element devices, as described above, the alternative power transmission path may be formed to supply power to the user facility, but before that, the power may be supplied through the spare storage battery.

또한, 본 발명에서 기술하는 절체 방안은 요소 장치별 장애가 발생했을 경우 외에도 요소 장치의 수명 한계로 인해서 해당 장치를 대체 또는 개체하기 위한 상황에서도 적용이 가능하다. 즉, 요소 장치가 고장난 경우에 외에도, 요소 장치가 수명 한계에 도달하여 교체가 필요한 경우에 전술한 절체 방안을 이용할 수 있다. 대체 전력 전송 경로를 형성하는 방법을 통해서 사용자 시설로의 전력 공급이 끊어지지 않은 상태에서 장치를 교체할 수 있다.
In addition, the switching method described in the present invention can be applied to a situation for replacing or individualizing the device due to the life limitation of the element device in addition to the case of failure of each element device. That is, in addition to the case where the element apparatus has failed, the above-described switching method can be used when the element apparatus reaches its life limit and needs to be replaced. Forming alternative power transmission paths allows the device to be replaced without interrupting power to the user facility.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 고전압 직류 전원 공급 장치의 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of a general high voltage DC power supply.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 고전압 직류 전원 공급 장치는, 외부 AC 전원 공급 장치(100), AC를 DC로 변환해주는 AC/DC 정류기(200), AC/DC 정류기(200)로부터의 전력을 다수의 사용자 시설(부하, 400)로 분배해주는 전력 분배기(300)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a general high voltage DC power supply device includes an external AC power supply device 100, an AC / DC rectifier 200 that converts AC into DC, and power from the AC / DC rectifier 200. And a power divider 300 that distributes to multiple user facilities (load 400).

본 발명에서는 세 가지 요소 장치를 포함하는 고전압 직류 전원 공급 장치의 신뢰도를 향상시키기 위한 방안을 기술하고 있으며, 더욱 구체적으로는 고전압 직류 전원 공급 장치를 이루는 각 요소 장치들에 장애가 발생했을 경우에 이에 대비한 이중화 및 절체 방안을 포함한다. 전술한 바와 같이, 고전압 직류 전원 공급 장치는 크게 외부 교류 전원 공급 장치, AC/DC 정류기, 전력 분배기 등으로 이루어진다. 이러한 주요 요소 장치들은 신뢰성 향상을 위해 N:1로 이중화된다. 그리고 각 요소 장치의 장애를 대비하여 예비 발전기와 예비 축전지가 추가적으로 구비된다. 그에 따라, 본 발명에서는 전원 공급 장치에 발생할 수 있는 다양한 장애에 대한 경우의 수를 고려하여 사용자 시설에 무순단으로 전력을 공급할 수 있다.The present invention describes a method for improving the reliability of a high voltage DC power supply including three element devices, and more specifically, in case of failure of each element device constituting the high voltage DC power supply. Includes one redundancy and transfer scheme. As described above, the high voltage DC power supply is largely comprised of an external AC power supply, an AC / DC rectifier, a power divider, and the like. These key component devices are redundant in N: 1 for improved reliability. In addition, a spare generator and a spare battery are additionally provided for the failure of each element device. Accordingly, in the present invention, power can be supplied to the user facility without considering the number of cases of various failures that may occur in the power supply.

도 2는 본 발명에 따른 이중화된 고전압 직류 전원 공급 장치의 일실시예 구성도로서, 주요 장치가 N:1로 이중화된 고전압 직류 전원 공급 장치를 나타내는 도면이다. 그리고 도 3은 본 발명에 따른 이중화된 고전압 직류 전원 공급 장치의 경로 이중화를 나타내는 도면으로, AC 전원에서 부하까지의 전력을 공급하는 경로를 N:1로 이중화한 고전압 직류 전원 공급 장치를 나타내는 도면이다. 그리고 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 이중화된 고전압 직류 전원 공급 장치의 일실시예 상세 구성도로서, 주요 장치가 N:1로 이중화되고, 예비 전원 공급을 위한 예비 발전기와 축전지를 포함하는 고전압 직류 전원 공급 장치를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment of a redundant high voltage DC power supply device according to the present invention, in which a main device is a dual high voltage DC power supply device N: 1. 3 is a diagram illustrating a path redundancy of a redundant high voltage DC power supply device according to the present invention, in which the path for supplying power from an AC power source to a load is duplicated with N: 1. . 4A and 4B are detailed diagrams of an embodiment of a redundant high voltage DC power supply device according to the present invention, in which a main device is redundant with N: 1 and a high voltage including a spare generator and a storage battery for a reserve power supply. It is a figure which shows a DC power supply.

외부 AC 전원 공급 장치(100-10n)는 N개(N은 자연수)로 이루어질 수 있다. 본 발명은 인터넷 데이터 센터 등과 같이 대규모 전력 공급이 필요한 사용자 시설이 많은 경우에 적용될 수 있다. 외부 AC 전원 공급 장치(100-10n)의 장애를 대비하여 예비 발전기(110-11n)를 포함한다. 더욱 높은 신뢰성을 제공하고 다수의 외부 AC 전원 공급 장치의 장애에도 대비하기 위해서 예비 발전기는 N개로 이루어질 수 있다. 외부 AC 전원 공급 장치에 장애가 발생할 경우에는 정류기 입력에 있는 외부 전원 선택자(620-62n)가 어떠한 전원 공급 장치로부터 전력을 공급받을지 선택한다. 외부 AC 전원으로부터 사용자 시설까지 다수의 전력 전송 경로가 형성될 수 있다.The external AC power supply device 100-10n may include N pieces (N is a natural number). The present invention can be applied to a case where there are many user facilities requiring large-scale power supply such as an Internet data center. It includes a reserve generator (110-11n) in preparation for the failure of the external AC power supply (100-10n). To provide higher reliability and to guard against failures of multiple external AC power supplies, there can be N spare generators. In the event of an external AC power supply failure, the external power selector 620-62n at the rectifier input selects from which power supply. Multiple power transmission paths can be established from external AC power sources to user facilities.

정류기의 장애, 전력 분배기의 장애, 또는 두 장치의 동시 장애를 대비하여 예비 정류기(20n)와 예비 전력 분배기(30n)로 이루어진 대체 전력 전송 경로가 존재한다. 예비 축전지(500)는 다수의 축전지 셀 모듈(510-51n)로 병렬로 이루어질 수 있는데, 이는 부하로 충분한 전력을 제공하기 위함과 동시에 축전지 셀 모듈의 장애 또는 수명 한계로 인한 교체 등을 고려한 것이다. 따라서 장애 발생시 어떠한 축전지 셀 모듈로부터 전력을 공급할지를 출력 축전지 선택자(650)가 결정한다.There is an alternative power transmission path consisting of a spare rectifier 20n and a spare power divider 30n in case of failure of the rectifier, failure of the power divider, or simultaneous failure of both devices. Spare battery 500 may be made in parallel with a plurality of battery cell modules (510-51n), which is intended to provide sufficient power to the load and at the same time considering the replacement due to failure or life limitation of the battery cell module. Accordingly, the output battery selector 650 determines which battery cell module to supply power from when a failure occurs.

장애 상황 등을 고려하여 정상적인 전력 공급 경로가 아닌 대체 전원을 사용자 시설에 제공하기 위해서는 부하(사용자 시설, 400-40n)의 입력에 존재하는 출력 전원 선택자(640-64n)가 해당 대체 전원을 결정한다.In order to provide an alternative power source to the user facility other than a normal power supply path in consideration of a failure situation, an output power selector 640-64n existing at the input of the load (user facility, 400-40n) determines the corresponding alternative power source. .

도 2, 도 3, 도 4a 및 도 4b를 바탕으로 세 가지 요소 장치에 장애가 발생할 경우에 따른 절체 방법을 도 8 내지 도 10을 참조하여 후술한다.
Based on FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4A and FIG. 4B, the switching method according to the case where a failure occurs in the three element apparatus will be described below with reference to FIGS.

도 5는 부하로 공급되는 DC 전원 선택자가 하나로 통합된 고전압 직류 전원 공급 장치를 나타내는 일실시예 도면이다.5 is a diagram illustrating an embodiment of a high voltage DC power supply in which a DC power selector supplied to a load is integrated into one.

즉, 도 5는 도 4a 및 도 4b에서 모든 전력 분배기와 축전지, 그리고 부하가 공통으로 연결되어 각 부하가 필요로 하는 품질의 전력과 전력량을 선택적으로 제공할 수 있도록 하는 통합 DC 전원 선택자(64x)를 구비한 고전압 직류 전원 공급 장치를 나타내고 있다.
That is, FIG. 5 illustrates an integrated DC power selector 64x in which all power dividers, accumulators, and loads in FIG. 4A and 4B are commonly connected to selectively provide power and amount of quality required by each load. The high voltage DC power supply provided with this is shown.

도 6은 부하로 공급되는 DC 전원을 그 품질에 따라 선택할 수 있도록 한 DC 전원 선택자를 나타내는 일실시예 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating an embodiment of a DC power selector for selecting a DC power supplied to a load according to its quality.

부하로의 전원은 전력 분배기와 예비 전력 분배기, 그리고 장애 시 사용되는 축전지 등이다. 하나의 전력 분배기는 다수의 부하로 전원을 공급할 수 있다. 또한, 다수의 전력 분배기가 하나의 부하로 전원을 공급할 수도 있다. 이는 부하가 필요로 하는 전력량에 따라 달라진다. 부하에 필요한 전력을 공급하기 위해서 전력 감시 및 제어기(700)가 부하의 소요 용량을 관리하고 DC 전원 선택자를 이용해서 전력을 공급할 전력 분배기를 부하에 연결한다. 전력 감시 및 제어기(700)는 또한 전력을 공급하는 전력 분배기로부터의 출력 전압 및 전류 등을 감시하여 전력의 품질 수준을 감시한다. 전력 분배기로부터의 전력 수준이 목표치에 미치지 못하면 DC 전원 선택자를 이용하여 부하로 공급되는 전력 분배기를 교체하도록 한다.
The power supply to the load is a power divider, a spare power divider, and a battery used in the event of a fault. One power divider can power multiple loads. In addition, multiple power dividers may supply power to one load. This depends on the amount of power required by the load. In order to supply the required power to the load, the power monitor and controller 700 manages the required capacity of the load and connects a power divider to the load using a DC power selector. The power monitor and controller 700 also monitors the quality level of the power by monitoring the output voltage and current from the power distributor supplying the power. If the power level from the power divider does not meet the target, use a DC power selector to replace the power divider supplied to the load.

도 7은 본 발명에 따른 통합 DC 전원 선택자(64x)의 일실시예 구성도이다.Figure 7 is a schematic diagram of one embodiment of an integrated DC power selector 64x in accordance with the present invention.

전력 분배기는 DC 전원 선택자 내부의 입력 스위치(800~80n)에 연결되고, 부하는 DC 전원 선택자 내부의 출력 스위치(810)에 연결되며, 입력 스위치와 출력 스위치는 완전 연결(full-mesh)된다.The power divider is connected to the input switches 800 to 80n inside the DC power selector, the load is connected to the output switch 810 inside the DC power selector, and the input switch and the output switch are full-meshed.

DC 전원 선택자의 입력 및 출력 스위치의 역할은 다음과 같다. 먼저, 하나의 전력 분배기가 다수의 부하로 전력을 공급하고자 할 때는 입력 스위치에서 전력을 공급하고자 하는 모든 부하로 연결된다. 전력을 공급하지 않는 부하로의 스위치는 연결되지 않는다. 그리고 해당 전력 분배기로부터 전력을 공급받는 부하는 입력 스위치에서 해당 전력 분배기로부터의 입력을 연결한다. 도 7에서는 전력 분배기(301)가 두 부하(400, 401)로 전력을 공급하는 예를 나타내었다.The role of the input and output switches of the DC power selector is: First, when one power divider wants to power a plurality of loads, it is connected to all the loads to be powered by the input switch. Switches to unpowered loads are not connected. The load supplied with power from the power divider connects the input from the power divider at the input switch. In FIG. 7, an example in which the power divider 301 supplies power to two loads 400 and 401 is shown.

한편, 하나의 부하가 다수의 전력 분배기로부터 전력을 공급받을 수 있도록 DC 전원 선택자가 그 연결을 제공할 수 있다. 도 7에서 나타내었듯이, 부하(400)는 두 전력 분배기(300, 301)로부터 동시에 전력을 공급받을 수 있도록 입력 스위치와 출력 스위치를 조작할 수 있다. 스위치의 조작은 전력 감시 및 제어기(700)가 전력 분배기의 전력 품질과 부하의 요구 전력량 등을 고려하여 제어한다.
On the other hand, a DC power selector can provide the connection so that one load can be powered from multiple power dividers. As illustrated in FIG. 7, the load 400 may operate an input switch and an output switch to simultaneously receive power from two power dividers 300 and 301. The operation of the switch is controlled by the power monitoring and controller 700 in consideration of the power quality of the power divider and the required power amount of the load.

도 8은 외부 AC 전원이 고장난 경우의 절체 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 고전압 직류 전원 공급 장치에서 외부 AC 전원에 장애가 발생한 경우 각 요소 장치의 가용 여부에 따라 사용자 시설에 전력을 공급하기 위한 절체 방법을 나타내는 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating an example of a method of switching when an external AC power supply is broken. When the external AC power supply is interrupted in a high voltage DC power supply device, switching is provided for supplying power to a user facility according to availability of each element device. A flowchart illustrating the method.

고장난 AC 전원으로부터 전력을 공급받는 정류기가 다른 가용 AC 전원으로부터 전력을 공급받을 수 있는지 확인한다. 만약, 그렇다면 해당 외부 AC 전원으로 대체한다. 가용한 외부 AC 전원이 없으면 예비 발전기의 가용 상태에 따라서 예비 발전기로부터 전력을 공급받는다. 새로운 AC 전원에 연결된 정류기와 전력 분배기가 정상이면 부하로 전력이 정상적으로 공급된다. 하지만, 정류기와 전력 분배기가 외부 AC 전원이 고장난 상황에서 동시에 고장났다면 예비 정류기와 예비 전력 분배기를 통해서 전력을 공급할 수 있다. 만약, 예비 정류기와 예비 전력 분배기도 고장났다면 예비 축전지를 통해서 전력을 공급한다. 상기의 모든 경우에, 즉 가용한 AC 전원, 예비 발전기, 예비 정류기 및 예비 전력 분배기가 존재하는 상황에서도 예비 축전지를 통해서 전력을 공급할 수 있다. 하지만, 모든 예비 장치들이 동시에 고장나면 사용자 시설로는 전력을 공급할 수 없다.
Verify that the rectifiers powered by the failed AC source can be powered from other available AC sources. If so, replace with an appropriate external AC power source. If no external AC power is available, power is supplied from the backup generator according to the availability of the backup generator. If the rectifier and power divider connected to the new AC power source are normal, power is normally supplied to the load. However, if the rectifier and power divider fail at the same time in the event of an external AC power failure, the rectifier and power divider can supply power. If the spare rectifier and the spare power divider fail, they supply power through the spare battery. In all of the above cases, i.e., even in the presence of available AC power sources, reserve generators, reserve rectifiers and reserve power distributors, power can be supplied via the reserve battery. However, if all spare devices fail at the same time, the user facility cannot be powered.

도 9는 외부 AC로부터의 전력은 정상적으로 공급되나 정류기에 장애가 발생한 경우의 절체 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 고전압 직류 전원 공급 장치에서 정류기에 장애가 발생한 경우 각 요소 장치의 가용 여부에 따라 사용자 시설에 전력을 공급하기 위한 절체 방법을 나타내는 흐름도이다.FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of switching when a power supply from an external AC is normally supplied but a fault occurs in a rectifier. FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of switching a user equipment according to the availability of each element device when a fault occurs in the rectifier in a high voltage DC power supply. It is a flowchart which shows the switching method for supplying electric power.

정류기를 대체할 수 있는 예비 정류기가 있으며 정상적으로 동작하고, 예비 전력 분배기가 정상인 경우에는 해당 장치들을 통해서 부하에 전력이 공급된다. 만약, 예비 정류기와 예비 전력 분배기가 가용하지 않으면 예비 축전지를 통해서 전력을 부하에 공급한다. 예비 정류기와 예비 전력 분배기가 가용한 상황이라도 예비 축전지를 통해서 전력을 공급할 수 있다.
There is a spare rectifier to replace the rectifier and if it is operating normally and the spare power divider is normal, the load is supplied to the load through the devices. If the spare rectifier and spare power divider are not available, power is supplied to the load through the spare battery. Power can be supplied from the spare battery even if spare rectifiers and spare power dividers are available.

도 10은 전력 분배기가 고장난 경우의 절체 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 고전압 직류 전원 공급 장치에서 전력 분배기에 장애가 발생한 경우 각 요소 장치의 가용 여부에 따라 사용자 시설에 전력을 공급하기 위한 절체 방법을 나타내는 흐름도이다.FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of switching when a power divider fails. FIG. 10 is a flowchart illustrating a switching method for supplying power to a user facility according to whether each element device is available when a power divider fails in a high voltage DC power supply. It is a flowchart showing.

전력 분배기가 고장나면 대체 전력 전송 경로를 구성하기 위해서 가용한 예비 정류기와 예비 전력 분배기가 있는지 확인한다. 만약, 존재한다면 해당 장비를 통해서 사용자 시설에 전력을 공급한다. 예비 장치가 존재하지 않으면 예비 축전지를 통해서 전력을 공급한다. 예비 정류기와 예비 전력 분배기가 가용한 상황이라도 예비 축전지를 통해서 전력을 공급할 수 있다.
If the power splitter fails, check for the availability of spare rectifiers and spare power dividers available to form an alternate power transmission path. If present, the equipment is powered by the user. If no spare device is present, power is supplied from the spare battery. Power can be supplied from the spare battery even if spare rectifiers and spare power dividers are available.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 고전압 직류 전원 공급 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.On the other hand, the high voltage DC power supply method according to the present invention as described above is implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means may be recorded on a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. The medium may be a transmission medium such as an optical or metal line, a wave guide, or the like, including a carrier wave for transmitting a signal designating a program command, a data structure, or the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Various permutations, modifications and variations are possible without departing from the spirit of the invention.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, but should be determined by the scope of the appended claims, as well as the appended claims.

100~10n : 외부 AC 전원 공급 장치 110~11n : 예비 발전기
200~20n : AC/DC 정류기 300~30n : 전력 분배기
400~40n : 부하(사용자 시설) 500 : 예비 축전지
510~51n : 축전지 셀 모듈 620~62n : 외부 전원 선택자
640~64n : 출력 전원 선택자 650 : 출력 축전지 선택자
800~80n : DC 전원 선택자 내 전원 연결 스위치(전력분배기 출력단)
810 : DC 전원 선택자 내 전원 연결 스위치(부하 입력단)100 ~ 10n: External AC Power Supply 110 ~ 11n: Spare Generator
200 ~ 20n: AC / DC Rectifier 300 ~ 30n: Power Divider
400 ~ 40n: Load (user facility) 500: Spare storage battery
510 ~ 51n: Battery cell module 620 ~ 62n: External power selector
640 ~ 64n: Output power selector 650: Output battery selector
800 ~ 80n: Power connection switch in DC power selector (power divider output terminal)
810: power connection switch (load input terminal) in the DC power selector

Claims

High voltage DC power supply including redundant external AC power supplies, redundant AC / DC rectifiers, redundant power dividers.

The method of claim 1,
The external AC power supply unit is redundant with N: 1 (N is a natural number), and the high voltage DC power supply unit characterized in that the power transmission path consisting of the AC / DC rectifier and the power divider is duplicated to N: 1.

The method of claim 1,
A redundant high voltage DC power supply, characterized in that redundant redundant generator to N: 1, and redundant capacitor to N: 1, which can be commonly used in the power transmission path consisting of the AC / DC rectifier and the power divider.

The method of claim 1,
And supplying power to the AC / DC rectifier selectively from an external AC power supply and a backup generator available in the event of a failure of the external AC power supply.

5. The method of claim 4,
Check whether the available external AC power supply is present, and if the available external AC power supply exists, replace it with the available external AC power, and if the available external AC power supply does not exist, A high voltage direct current power supply for providing power from the reserve generator.

5. The method of claim 4,
Checking whether the AC / DC rectifier is normal, providing power to the power divider if normal, and providing power from a spare AC / DC rectifier if the AC / DC rectifier is faulty.

5. The method of claim 4,
Verifying that the power divider is normal, providing power to a load (user facility) if normal, and providing power from a redundant AC / DC rectifier if the power divider is faulty.

8. The method according to claim 6 or 7,
And supplying power from a spare capacitor when the spare AC / DC rectifier is also out of order.

8. The method according to claim 6 or 7,
A high voltage direct current power supply, which supplies power from a spare capacitor if the spare power divider also fails.

5. The method of claim 4,
A high voltage DC power supply for supplying power from a reserve battery regardless of whether the external AC power supply and the reserve generator are available.

The method according to claim 6,
A high voltage DC power supply for supplying power from a reserve battery regardless of whether the AC / DC rectifier is available.

8. The method of claim 7,
A high voltage direct current power supply for supplying power from a reserve battery whether or not the power divider is available.

A high voltage direct current power supply that supplies power to a load (user facility) by using available spare rectifiers and spare power dividers in the event of an AC / DC rectifier failure.

A high voltage direct current power supply that supplies power to a load (user facility) by using available spare rectifiers and spare power dividers in the event of a power divider failure.

A high voltage DC power supply for selecting a battery according to whether a battery cell module has a failure or a power capacity of a load.

When power is normally supplied from an external AC power supply, an AC / DC rectifier, or a power divider, when power is supplied from a spare AC / DC rectifier and the power divider, power is selectively supplied depending on when power is supplied from a spare battery. High voltage direct current power supply providing power to a load (user facility).

17. The method of claim 16,
A high voltage direct current power supply comprising a power monitor and a controller for measuring the quality of power supplied from the power divider to select DC power, the quality of power supplied from the spare battery, and the amount of power required by the load. .

17. The method of claim 16,
And a DC power selector for selecting the power supplied to the load according to the quality of the power.

19. The method of claim 18,
And said DC power selector is used in common by a plurality of said power divider and a plurality of said loads.

20. The method of claim 19,
And an input switch for selectively supplying power to the load in the power divider and the spare battery, and an output switch for allowing the load to receive power by selecting the power divider and the spare battery. And a switch and an integrated DC power selector to which said output switch is fully connected.

In the high voltage DC power supply method,
A method of supplying a high voltage DC power supply for powering an AC / DC rectifier selectively from an available external AC power supply and a backup generator in the event of a failure of the external AC power supply.

22. The method of claim 21,
Check whether the available external AC power supply is present, and if the available external AC power supply exists, replace it with the available external AC power, and if the available external AC power supply does not exist, A method of supplying high voltage direct current power to provide power from the reserve generator.

22. The method of claim 21,
Checking whether the AC / DC rectifier is normal, providing power to a power divider if normal, and providing power from a spare AC / DC rectifier when the AC / DC rectifier is faulty.

22. The method of claim 21,
Checking if the power divider is normal, providing power to the load (user facility) if normal, and providing power from a redundant AC / DC rectifier if the power divider is faulty.

The method according to claim 23 or 24,
And supplying power from a spare capacitor when the spare AC / DC rectifier is also out of order.

The method according to claim 23 or 24,
A high voltage direct current power supply method, wherein a spare power divider also supplies power from a spare capacitor in the event of a failure.

22. The method of claim 21,
And supplying power from a reserve battery regardless of whether the external AC power supply and the reserve generator are available.

24. The method of claim 23,
And supplying power from a spare battery regardless of whether the AC / DC rectifier is available.

25. The method of claim 24,
A method of supplying high voltage direct current power supplying power from a reserve battery whether or not the power distributor is available.