(57)【要約】【課題】複数のＵＰＳ間で予備用ＵＰＳおよび常用ＵＰＳを切り替えることができる直列冗長無停電電源システムを提供する。【解決手段】予備用ＵＰＳおよび常用ＵＰＳを切り替える切替装置は、第１のＵＰＳ（１１）の交流出力端子（Ｔ３）および負荷間に接続される第１のスイッチ（ＣＢ１２）と、第１のＵＰＳ（１１）の交流出力端子（Ｔ３）および第２のＵＰＳ（１３）のバイパス入力端子（Ｔ２）間に直列接続される第２および第３のスイッチ（ＣＢ１３，ＣＢ３４）と、第２のＵＰＳ（１３）の交流出力端子（Ｔ３）および負荷間に接続される第４のスイッチ（ＣＢ３２）と、第２のＵＰＳ（１３）の交流出力端子（Ｔ３）および第１のＵＰＳ（１１）のバイパス入力端子（Ｔ２）間に直列接続される第５および第６のスイッチ（ＣＢ３３，ＣＢ１４）とを含む。第２および第３のスイッチ間のノードは、第５および第６のスイッチ間のノードに接続される。【選択図】図１
2020178475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無停電電源装置と、
第２の無停電電源装置と、
前記第１および第２の無停電電源装置の間で常用無停電電源装置および予備用無停電電源装置を切り替えるための切替装置とを備え、
前記第１および第２の無停電電源装置の各々は、
交流電源に接続される交流入力端子と、
負荷に交流電力を供給するための交流出力端子と、
前記交流入力端子および前記交流出力端子の間に接続され、前記負荷に供給する交流電力を生成する電力変換器と、
バイパス入力端子と、
前記バイパス入力端子および前記交流出力端子の間に、前記電力変換器と並列に接続されるバイパス回路と、
前記バイパス回路と前記交流出力端子との電気的な接続および遮断を切り替えるバイパス切替回路とを含み、
前記バイパス切替回路は、前記電力変換器による給電時、前記バイパス回路と前記交流出力端子とを電気的に遮断する一方で、無停電電源装置の保守点検または故障発生時、前記バイパス回路と前記交流出力端子とを電気的に接続するように構成され、
前記切替装置は、
前記第１の無停電電源装置の前記交流出力端子および前記負荷の間に電気的に接続される第１のスイッチと、
前記第１の無停電電源装置の前記交流出力端子および前記第２の無停電電源装置の前記バイパス入力端子の間に電気的に直列に接続される、第２および第３のスイッチと、
前記第２の無停電電源装置の前記交流出力端子および前記負荷の間に電気的に接続される第４のスイッチと、
前記第２の無停電電源装置の前記交流出力端子および前記第１の無停電電源装置の前記バイパス入力端子の間に電気的に直列に接続される、第５および第６のスイッチとを含み、前記第２および第３のスイッチ間のノードは、前記第５および第６のスイッチ間のノードに電気的に接続され、
前記第１の無停電電源装置の前記バイパス入力端子を前記交流電源および前記第６のスイッチのいずれかと選択的に接続する第７のスイッチと、
前記第２の無停電電源装置の前記バイパス入力端子を前記交流電源および前記第３のスイッチのいずれかと選択的に接続する第８のスイッチとをさらに含む、無停電電源システム。
【請求項２】
前記第１の無停電電源装置を前記予備用無停電電源装置とし、前記第２の無停電電源装置の前記常用無停電電源装置とする場合、前記切替装置は、
前記第１のスイッチをオフする一方で、前記第２および第３のスイッチをオンし、
前記第４のスイッチをオンする一方で、前記第５および第６のスイッチをオフし、
前記第７のスイッチは、前記第１の無停電電源装置の前記バイパス入力端子を前記交流電源に接続し、
前記第８のスイッチは、前記第２の無停電電源装置の前記バイパス入力端子を前記第３のスイッチに接続する、請求項１に記載の無停電電源システム。
【請求項３】
前記第１の無停電電源装置を前記予備用無停電電源装置とし、前記第２の無停電電源装置の前記常用無停電電源装置とする場合において、前記第２の無停電電源装置の保守点検または故障発生時には、前記切替装置は、前記第５のスイッチをオンした後に、前記第３のスイッチをオフする、請求項２に記載の無停電電源システム。
【請求項４】
前記第２の無停電電源装置を前記予備用無停電電源装置とし、前記第１の無停電電源装置の前記常用無停電電源装置とする場合、前記切替装置は、
前記第４のスイッチをオフする一方で、前記第５および第６のスイッチをオンし、
前記第１のスイッチをオンする一方で、前記第２および第３のスイッチをオフし、
前記第７のスイッチは、前記第１の無停電電源装置の前記バイパス入力端子を前記第６のスイッチに接続し、
前記第８のスイッチは、前記第２の無停電電源装置の前記バイパス入力端子を前記交流電源に接続する、請求項１から３のいずれか１項に記載の無停電電源システム。
【請求項５】
前記第２の無停電電源装置を前記予備用無停電電源装置とし、前記第１の無停電電源装置の前記常用無停電電源装置とする場合において、前記第１の無停電電源装置の保守点検または故障発生時には、前記切替装置は、前記第２のスイッチをオンした後に、前記第６のスイッチをオフする、請求項４に記載の無停電電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無停電電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
高い信頼度が求められる無停電電源システムにおいては、無停電電源装置（ＵＰＳ：Uninterruptible  Power  System）の故障等が発生しても、負荷にＵＰＳでの給電を継続する必要がある。このため、従来より、複数のＵＰＳを組み合わせて冗長方式の無停電電源システムを構成することが行なわれている。
【０００３】
このような冗長方式の無停電電源システムとして、たとえば、特開２００５−２１８２００号公報（特許文献１）には、常時負荷に給電するように構成された複数の常用ＵＰＳと、これら複数の常用ＵＰＳの共通のバックアップ用として設けられた予備用ＵＰＳとからなる無停電電源システムが開示されている。このような無停電電源システムは、直列冗長無停電電源システムまたは共通予備無停電電源システムと呼ばれている。
【０００４】
直列冗長無停電電源システムにおいては、一般的に、複数の常用ＵＰＳに対して予備用ＵＰＳは１台で構成されている。複数の常用ＵＰＳの各々に、バイパス入力電源として予備用ＵＰＳの出力が入力されている。１台の常用ＵＰＳの保守点検または故障発生時には、予備用ＵＰＳの出力が当該常用ＵＰＳのバイパス入力電源となり、当該常用ＵＰＳのバイパス回路を経由して負荷に給電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２１８２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した直列冗長無停電電源システムでは、複数の常用ＵＰＳによる負荷給電中、予備用ＵＰＳは無負荷運転状態で待機している。そのため、無停電電源システム全体において、予備用ＵＰＳは常用ＵＰＳに比べて稼働率が低くなる傾向がある。
【０００７】
このような予備用ＵＰＳと常用ＵＰＳとの間の稼働率の違いにより、無停電電源システムを構成する複数のＵＰＳ間で稼働率に不均衡が生じることがある。そのため、これら複数のＵＰＳを同時期に導入した場合であっても、常用ＵＰＳは予備ＵＰＳに比べて経年劣化が進むことなる。この常用ＵＰＳの経年劣化が無停電電源システムの信頼性に影響を及ぼすことが懸念される。
【０００８】
それゆえ、この発明の主たる目的は、複数の無停電電源装置間で予備用無停電電源装置および常用無停電電源装置を切り替えることができる直列冗長無停電電源システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る無停電電源システムは、第１の無停電電源装置と、第２の無停電電源装置と、第１および第２の無停電電源装置の間で常用無停電電源装置および予備用無停電電源装置を切り替えるための切替装置とを備える。第１および第２の無停電電源装置の各々は、交流電源に接続される交流入力端子と、負荷に交流電力を供給するための交流出力端子と、交流入力端子および交流出力端子の間に接続され、負荷に供給する交流電力を生成する電力変換器と、バイパス入力端子と、バイパス入力端子および交流出力端子の間に、電力変換器と並列に接続されるバイパス回路と、バイパス回路と交流出力端子との電気的な接続および遮断を切り替えるバイパス切替回路とを含む。バイパス切替回路は、電力変換器による給電時、バイパス回路と交流出力端子とを電気的に遮断する一方で、無停電電源装置の保守点検または故障発生時、バイパス回路と交流出力端子とを電気的に接続するように構成される。切替装置は、第１の無停電電源装置の交流出力端子および負荷の間に電気的に接続される第１のスイッチと、第１の無停電電源装置の交流出力端子および第２の無停電電源装置のバイパス入力端子の間に電気的に直列に接続される、第２および第３のスイッチと、第２の無停電電源装置の交流出力端子および負荷の間に電気的に接続される第４のスイッチと、第２の無停電電源装置の交流出力端子および第１の無停電電源装置のバイパス入力端子の間に電気的に直列に接続される、第５および第６のスイッチとを含む。第２および第３のスイッチ間のノードは、第５および第６のスイッチ間のノードに電気的に接続される。切替装置は、第１の無停電電源装置のバイパス入力端子を交流電源および第６のスイッチのいずれと選択的に接続する第７のスイッチと、第２の無停電電源装置のバイパス入力端子を交流電源および第３のスイッチのいずれかと選択的に接続する第８のスイッチとをさらに含む。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、複数の無停電電源装置間で予備用無停電電源装置および常用無停電電源装置を切り替えることができる直列冗長無停電電源システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態に係る無停電電源システムの構成を示す回路ブロック図である。
【図２】常用ＵＰＳの故障が発生した場合における無停電電源システムの動作について説明する図である。
【図３】常用ＵＰＳの故障が発生した場合における無停電電源システムの動作について説明する図である。
【図４】ＵＰＳ１２を予備用ＵＰＳとし、ＵＰＳ１１およびＵＰＳ１３を常用ＵＰＳとした場合の無停電電源システムの構成を示す回路ブロック図である。
【図５】図１に示す無停電電源システムにおいて、ＵＰＳの台数を４台に増やした場合の構成を示す図である。
【図６】一般的な直列冗長システムの構成を示す回路ブロック図である。
【図７】常用ＵＰＳの故障が発生した場合における直列冗長システムの動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、同一または相当する部分には同一の符号を付して、その説明を繰返さない。
【００１３】
図１は、この発明の実施の形態に係る無停電電源システム１００の構成を示す回路ブロック図である。
【００１４】
図１を参照して、無停電電源システム１００は、複数（図１では３台）の無停電電源装置（ＵＰＳ）１１〜１３、複数の蓄電池Ｂ１〜Ｂ３、複数のバイパス盤ＵＢ１〜ＵＢ３、複数の遮断器ＣＢ１１，ＣＢ１２，ＣＢ２１，ＣＢ２２，ＣＢ３１，ＣＢ３２，ＣＢ５１，ＣＢ５２、および運用切替盤ＵＣ１を備える。本実施の形態では、ＵＰＳ１１〜１３の内部構成は互いに同一であり、その容量（定格出力容量）も互いに同等であるとする。
【００１５】
ＵＰＳ１１〜１３の各々は、交流入力端子Ｔ１、バイパス入力端子Ｔ２、交流出力端子Ｔ３、バッテリ端子Ｔ４、コンバータ１、インバータ２、バイパス回路３およびバイパス切替回路４を含む。
【００１６】
交流入力端子Ｔ１は、商用交流電源５から交流電力を受けるとともに、コンバータ１の入力ノードに接続される。バッテリ端子Ｔ４は、コンバータ１の出力ノードおよびインバータ２の入力ノードの間の直流回路（直流リンク）に接続されるとともに、対応の蓄電池Ｂに接続される。交流出力端子Ｔ３は、バイパス切替回路４を介してバイパス回路３に接続される。
【００１７】
コンバータ１は、商用交流電源５から商用周波数の交流電力を受ける。コンバータ１は、商用交流電源５から交流電力が供給される通常時、交流電力を直流電力に変換する。コンバータ１は、直流回路に供給される直流電圧が一定電圧となるように制御される。
【００１８】
蓄電池Ｂは、対応のＵＰＳの直流回路に接続される。蓄電池Ｂは、通常時はコンバータ１によって生成された直流電力を貯蔵し、商用交流電源５からの交流電力の供給が停止された停電時、インバータ２に直流電力を供給する。
【００１９】
インバータ２は、対応の直流回路に接続される。インバータ２は、通常時、コンバータ１によって生成された直流電力を商用周波数の交流電力に変換し、停電時、対応の蓄電池Ｂから直流電力を商用周波数の交流電力に変換する。コンバータ１およびインバータ２は「電力変換器」の一実施例に対応する。
【００２０】
バイパス回路３は、バイパス入力端子Ｔ２およびバイパス切替回路４の間に接続される。バイパス切替回路４は、バイパス回路３および交流出力端子Ｔ３の間に接続される。バイパス切替回路４は、バイパス回路３と交流出力端子Ｔ３との電気的な接続および遮断を切り替える。具体的には、バイパス切替回路４は、バイパス回路３と交流出力端子Ｔ３との間に接続されるスイッチを含む。スイッチは、インバータ２からの給電時に非導通（オフ）状態となり、バイパス回路３からの給電時に導通（オン）状態となる。
【００２１】
ＵＰＳ１１〜１３の各々は、図示しない制御部をさらに含む。制御部は、コンバータ１およびインバータ２を制御して交流電力を生成する。一方、制御部は、停電時、コンバータ１を停止させるとともにインバータ２を制御して交流電力を生成する。制御部は、各ＵＰＳの交流入力端子Ｔ１の電圧（すなわち、商用交流電源５から供給される交流電圧）に基づいて、商用交流電源５から交流電力が正常に供給されているか否かを判定する。制御部は、判定結果に基づいてコンバータ１およびインバータ２を制御する。また、制御部は、対応するＵＰＳの故障を検出すると、インバータ２の出力をバイパス回路３の出力に無瞬断で切り替えるようにバイパス切替回路４を制御する。
【００２２】
遮断器ＣＢ１１，ＣＢ１２は、ＵＰＳ１１の交流出力端子Ｔ３および負荷Ｌ１の間に直列に接続される。遮断器ＣＢ２１，ＣＢ２２は、ＵＰＳ１２の交流出力端子Ｔ３および負荷Ｌ２の間に直列に接続される。遮断器ＣＢ３１，ＣＢ３２は、ＵＰＳ１３の交流出力端子Ｔ３および負荷Ｌ３の間に直列に接続される。
【００２３】
遮断器ＣＢ５１は、遮断器ＣＢ１２および負荷Ｌ１の間のノードと、遮断器ＣＢ２２および負荷Ｌ２の間のノードとの間に接続される。遮断器ＣＢ５２は、遮断器ＣＢ２２および負荷Ｌ２の間のノードと、遮断器ＣＢ３２および負荷Ｌ３の間のノードとの間に接続される。
【００２４】
バイパス盤ＵＢ１〜ＵＢ３の各々は、スイッチＳ１およびスイッチＳ２を有する。各バイパス盤ＵＢにおいて、スイッチＳ１は、運用切替盤ＵＣ１およびバイパス入力端子Ｔ２の間に接続される。スイッチＳ２は、商用交流電源５およびバイパス入力端子Ｔ２の間に接続される。
【００２５】
運用切替盤ＵＣ１は、複数の遮断器ＣＢ１３，ＣＢ１４，ＣＢ２３，ＣＢ２４，ＣＢ３３，ＣＢ３４を有する。遮断器ＣＢ１３，ＣＢ１４は、遮断器ＣＢ１１およびＣＢ１２の間のノードと、バイパス盤ＵＢ１のスイッチＳ１との間に直列に接続される。遮断器ＣＢ２３，ＣＢ２４は、遮断器ＣＢ２１およびＣＢ２２の間のノードと、バイパス盤ＵＢ２のスイッチＳ１との間に直列に接続される。遮断器ＣＢ３３，ＣＢ３４は、遮断器ＣＢ３１およびＣＢ３２の間のノードと、バイパス盤ＵＢ３のスイッチＳ１との間に直列に接続される。遮断器ＣＢ１３およびＣＢ１４間のノードＮ１、遮断器ＣＢ２３およびＣＢ２４間のノードＮ２、および遮断器ＣＢ３３およびＣＢ３４間のノードＮ３は互いに接続されている。
【００２６】
ＵＰＳ１１〜１３の各々は、保守点検または故障発生の際に、バイパス切替回路４を用いてインバータ２による給電からバイパス回路３による給電へ無瞬断で切り替えることができるように構成されている。
【００２７】
図１に示す無停電電源システム１００は、このような無瞬断バイパス切替機能を有するＵＰＳを３台用意しており、このうちの１台を予備運転とし、残りの２台を常用運転とし、常用運転のＵＰＳのバイパス電源として予備運転のＵＰＳの出力を供給するように構成される。なお、無停電電源システム１００は、予備運転のＵＰＳを常用運転のＵＰＳに直列に接続して冗長性を得るように構成されるため、直列冗長無停電電源システム（または待機冗長無停電電源システム）と称される。
【００２８】
以下の説明では、常用運転のＵＰＳを「常用ＵＰＳ」とも称し、予備運転のＵＰＳを「予備用ＵＰＳ」とも称する。なお、予備用ＵＰＳは、２台の常用ＵＰＳに共通に予備用ＵＰＳとして作用することから、共通予備用ＵＰＳとも称することができる。共通予備用ＵＰＳの容量は、常用ＵＰＳの容量と同一容量であってもよいし、２台の常用ＵＰＳをバックアップできる容量であってもよい。
【００２９】
ここで、一般的な直列冗長無停電電源システムでは、常用ＵＰＳのバイパス回路の入力に予備用ＵＰＳの出力を接続した回路構成とすることで、通常は常用ＵＰＳが負荷給電を行ない、常用ＵＰＳの保守点検または故障発生時に予備用ＵＰＳからの負荷給電を行なうように構成される。
【００３０】
図６は、一般的な直列冗長無停電電源システムの構成を示す回路ブロック図である。図６を参照して、一般的な直列冗長無停電電源システム２００は、複数（たとえば、３台）のＵＰＳ２１〜ＵＰＳ２３、遮断器ＣＢ６１〜ＣＢ６４，ＣＢ７１〜ＣＢ７３および、バイパス盤ＵＢ１，ＵＢ２を備える。ＵＰＳ２１〜ＵＰＳ２３の内部構成は、図１に示したＵＰＳ１１〜ＵＰＳ１３の内部構成と同一である。
【００３１】
図６の例では、ＵＰＳ２１を予備用ＵＰＳとし、ＵＰＳ２２およびＵＰＳ２３を常用ＵＰＳとする。遮断器ＣＢ６３は、予備用ＵＰＳ２１の交流出力端子Ｔ３およびバイパス盤ＵＢ１のスイッチＳ１の間に接続される。遮断器ＣＢ６４は、予備用ＵＰＳ２１の交流出力端子Ｔ３およびバイパス盤ＵＢ２のスイッチＳ１の間に接続される。
【００３２】
バイパス盤ＵＢ１は、スイッチＳ１，Ｓ２を有する。スイッチＳ１は、遮断器ＣＢ６３および常用ＵＰＳ２２のバイパス入力端子Ｔ２の間に接続される。スイッチＳ２は、商用交流電源５および常用ＵＰＳ２２のバイパス入力端子Ｔ２の間に接続される。
【００３３】
バイパス盤ＵＢ２は、スイッチＳ１，Ｓ２を有する。スイッチＳ１は、遮断器ＣＢ６４および常用ＵＰＳ２３のバイパス入力端子Ｔ２の間に接続される。スイッチＳ２は、商用交流電源５および常用ＵＰＳ２３のバイパス入力端子Ｔ２の間に接続される。
【００３４】
遮断器ＣＢ７２は、常用ＵＰＳ２２の交流出力端子Ｔ３および負荷Ｌ１の間に接続される。遮断器ＣＢ７４は、常用ＵＰＳ２３の交流出力端子Ｔ３および負荷Ｌ２の間に接続される。遮断器ＣＢ６１およびＣＢ７１は、予備用ＵＰＳ２１の交流出力端子Ｔ３および負荷Ｌ１の間に直列に接続される。遮断器ＣＢ６２およびＣＢ７３は、予備用ＵＰＳ２１の交流出力端子Ｔ３および負荷Ｌ２の間に直列に接続される。
【００３５】
図６に示すように、常用ＵＰＳ２２および常用ＵＰＳ２３による負荷給電中は、遮断器ＣＢ６３，ＣＢ６４をオンとし、遮断器ＣＢ６１，ＣＢ６２をオフとする。また、遮断器ＣＢ７２，ＣＢ７４をオンとし、遮断器ＣＢ７１，ＣＢ７３をオフとする。バイパス盤ＵＢ１，ＵＢ２の各々において、スイッチＳ１をオンとし、スイッチＳ２をオフとする。
【００３６】
予備用ＵＰＳ２１は、交流入力端子Ｔ１およびバイパス入力端子Ｔ２が商用交流電源５と電気的に接続され、交流出力端子Ｔ３が常用ＵＰＳ２２のバイパス入力端子Ｔ２および常用ＵＰＳ２３のバイパス入力端子Ｔ２と電気的に接続される。
【００３７】
常用ＵＰＳ２２は、交流入力端子Ｔ１が商用交流電源５と電気的に接続され、バイパス入力端子Ｔ２が予備用ＵＰＳ２１の交流出力端子Ｔ３と電気的に接続され、交流出力端子Ｔ３が負荷Ｌ１と電気的に接続される。
【００３８】
常用ＵＰＳ２３は、交流入力端子Ｔ１が商用交流電源５と電気的に接続され、バイパス入力端子Ｔ２が予備用ＵＰＳ２１の交流出力端子Ｔ３と電気的に接続され、交流出力端子Ｔ３が負荷Ｌ２と電気的に接続される。
【００３９】
この状態において、予備用ＵＰＳ２１は、常用ＵＰＳ２２および常用ＵＰＳ２３による負荷給電中、無負荷運転で待機する。具体的には、予備用ＵＰＳ２１は、電力変換器（コンバータ１およびインバータ２）を制御して交流電力を生成し、生成した交流電力を交流出力端子Ｔ３に出力する。交流出力端子Ｔ３から出力される交流電力は、図中に太実線で示されるように、常用ＵＰＳ２２および常用ＵＰＳ２３の各々のバイパス入力端子Ｔ２に入力される。常用ＵＰＳ２２および常用ＵＰＳ２３がバイパス回路３による給電を行なわない限り、予備用ＵＰＳ２１は、待機状態で無負荷運転とされる。
【００４０】
図７は、常用ＵＰＳ２２の故障が発生した場合における直列冗長無停電電源システム２００の動作を説明する図である。
【００４１】
図７を参照して、常用ＵＰＳ２２では、電力変換器の故障発生によって、インバータ２による給電が不可能になると、図示しない制御部によってインバータ２の運転が停止されるとともに、バイパス切替回路４がオフからオンに切り替えられる。これにより、図中に太実線で示されるように、バイパス回路３から交流出力端子Ｔ３および遮断器Ｃ７２を介して負荷Ｌ１に交流電力が供給される。バイパス回路３には、遮断器ＣＢ６３およびバイパス盤ＵＢ１のスイッチＳ１を介して予備用ＵＰＳ２１から交流電力が供給されている。よって、常用ＵＰＳ２２は、インバータ２による給電から予備用ＵＰＳ２１による給電に無瞬断で切り替えられることになる。
【００４２】
図示は省略するが、遮断器ＣＢ６３，ＣＢ７２をオンからオフに切り替えるとともに、遮断器ＣＢ６１，ＣＢ７１をオンとすることにより、予備用ＵＰＳ２１の交流出力端子Ｔ３および負荷Ｌ１の間には保守バイパス回路が形成される。常用ＵＰＳ２２を無停電電源システムから分離した状態で、常用ＵＰＳ２２の故障を修復する作業が行なわれる。
【００４３】
上述したように、一般的な直列冗長無停電電源システム２００では、常用ＵＰＳによる負荷給電中、予備用ＵＰＳは無負荷運転で待機している。そのため、予備用ＵＰＳは、常用ＵＰＳに比べて、稼働率が低くなる傾向がある。なお、本願明細書において、ＵＰＳの稼働率とは、無停電電源システム全体の全運転時間に対する、ＵＰＳの稼働時間の割合を示すものとする。
【００４４】
このような予備用ＵＰＳと常用ＵＰＳとの間の稼働率の違いにより、無停電電源システムを構成する複数のＵＰＳ間で稼働率に不均衡が生じることがある。そのため、これら複数のＵＰＳを同時期に導入した場合であっても、常用ＵＰＳは予備ＵＰＳに比べて経年劣化が進むことなる。この常用ＵＰＳの経年劣化が無停電電源システムの信頼性に影響を及ぼすことが懸念される。
【００４５】
そこで、図１に示すように、本実施の形態に係る無停電電源システム１００では、３台のＵＰＳ１１〜ＵＰＳ１３の間で、常用ＵＰＳおよび予備用ＵＰＳを切り替え可能に構成する。この常用ＵＰＳおよび予備用ＵＰＳの切り替えは、遮断器ＣＢ１２，ＣＢ２２，ＣＢ３２、バイパス盤ＵＢ１〜ＵＢ３および運用切替盤ＵＣ１における導通（オン）および非導通（オフ）の切り替えによって実現することができる。
【００４６】
図１の例では、ＵＰＳ１１を予備用ＵＰＳとし、ＵＰＳ１２およびＵＰＳ１３を常用ＵＰＳとするように、遮断器ＣＢ、バイパス盤ＵＢおよび運用切替盤ＵＣ１におけるオンオフを切り替えるものとする。以下の説明では、ＵＰＳ１１を「予備ＵＰＳ１１」とも称し、ＵＰＳ１２およびＵＰＳ１３をそれぞれ、「常用ＵＰＳ１２」および「常用ＵＰＳ１３」とも称する。
【００４７】
具体的には、バイパス盤ＵＢ１にて、スイッチＳ１をオフとし、スイッチＳ２をオンとする。これにより、予備用ＵＰＳ１１のバイパス入力端子Ｔ２は商用交流電源５と電気的に接続される。遮断器ＣＢ１１をオンとし、遮断器ＣＢ１２をオフとする。これにより、予備用ＵＰＳ１１の交流出力端子Ｔ３は、遮断器ＣＢ１１を介して運用切替盤ＵＣ１の遮断器ＣＢ１３と電気的に接続される。
【００４８】
運用切替盤ＵＣ１にて、遮断器ＣＢ１３，ＣＢ２４およびＣＢ３４をオンとし、遮断器ＣＢ１４，ＣＢ２３およびＣＢ３３をオフとする。これにより、予備用ＵＰＳ１１の交流出力端子Ｔ３は、遮断器ＣＢ１１，ＣＢ１３およびＣＢ３４を介して、バイパス盤ＵＢ３のスイッチＳ１と電気的に接続される。また、予備用ＵＰＳ１１の交流出力端子Ｔ３は、遮断器ＣＢ１１，ＣＢ１３およびＣＢ２４を介して、バイパス盤ＵＢ２のスイッチＳ１と電気的に接続される。
【００４９】
バイパス盤ＵＢ２にて、スイッチＳ１をオンとし、スイッチＳ２をオフとする。これにより、予備用ＵＰＳ１１の交流出力端子Ｔ３は、遮断器ＣＢ１１，ＣＢ１３，ＣＢ２４および、バイパス盤ＵＢ２のスイッチＳ１を介して、常用ＵＰＳ１２のバイパス入力端子Ｔ２と電気的に接続される。遮断器ＣＢ２１をオンとし、遮断器ＣＢ２２をオンとする。これにより、常用ＵＰＳ１２の交流出力端子Ｔ３は負荷Ｌ２と電気的に接続される。
【００５０】
バイパス盤ＵＢ３にて、スイッチＳ１をオンとし、スイッチＳ２をオフとする。これにより、予備用ＵＰＳ１１の交流出力端子Ｔ３は、遮断器ＣＢ１１，ＣＢ１３，ＣＢ３４およびバイパス盤ＵＢ３のスイッチＳ１を介して、常用ＵＰＳ１３のバイパス入力端子Ｔ２と電気的に接続される。遮断器ＣＢ３１をオンとし、遮断器ＣＢ３２をオンとする。これにより、常用ＵＰＳ１３の交流出力端子Ｔ３は負荷Ｌ３と電気的に接続される。
【００５１】
遮断器ＣＢ５１をオンとし、遮断器ＣＢ５２をオフとする。これにより、常用ＵＰＳ１２の交流出力端子Ｔ３は、遮断器ＣＢ２１，ＣＢ２２およびＣＢ５１を介して、負荷Ｌ１と電気的に接続される。
【００５２】
以上をまとめると、予備用ＵＰＳ１１は、交流入力端子Ｔ１およびバイパス入力端子Ｔ２が商用交流電源５と電気的に接続され、交流出力端子Ｔ３が常用ＵＰＳ１２のバイパス入力端子Ｔ２および常用ＵＰＳ１３のバイパス入力端子Ｔ２と電気的に接続される。
【００５３】
常用ＵＰＳ１２は、交流入力端子Ｔ１が商用交流電源５と電気的に接続され、バイパス入力端子Ｔ２が予備用ＵＰＳ１１の交流出力端子Ｔ３と電気的に接続され、交流出力端子Ｔ３が負荷Ｌ２および負荷Ｌ１と電気的に接続される。
【００５４】
常用ＵＰＳ１３は、交流入力端子Ｔ１が商用交流電源５と電気的に接続され、バイパス入力端子Ｔ２が予備用ＵＰＳ１１の交流出力端子Ｔ３と電気的に接続され、交流出力端子Ｔ３が負荷Ｌ３と電気的に接続される。
【００５５】
この状態において、予備用ＵＰＳ１１は、常用ＵＰＳ１２および常用ＵＰＳ１３による負荷給電中、無負荷運転で待機する。具体的には、予備用ＵＰＳ１１は、電力変換器（コンバータ１およびインバータ２）を制御して交流電力を生成し、生成した交流電力を交流出力端子Ｔ３に出力する。交流出力端子Ｔ３から出力される交流電力は、図中に太実線で示されるように、常用ＵＰＳ１２および常用ＵＰＳ１３の各々のバイパス入力端子Ｔ２に入力される。常用ＵＰＳ１２および常用ＵＰＳ１３がバイパス回路３による給電を行なわない限り、予備用ＵＰＳ１１は、待機状態で無負荷運転とされる。
【００５６】
なお、予備用ＵＰＳ１１のバイパス回路３は、図中に点線で示されるように、商用交流電源５から交流電力の供給を受ける。予備用ＵＰＳ１１の保守点検または故障発生時には、バイパス切替回路４をオフからオンに切り替えることで、インバータ２による給電からバイパス回路３による給電（商用交流電源５による給電）へ無瞬断で切り替えることができる。
【００５７】
常用ＵＰＳ１２は、通常時、図中に一点鎖線で示されるように、商用交流電源５から交流電力の供給を受け、電力変換器（コンバータ１およびインバータ２）を制御して交流電力を生成し、生成した交流電力を交流出力端子Ｔ３に出力する。交流出力端子Ｔ３から出力される交流電力は、図中に一点鎖線で示される経路を通って、負荷Ｌ１および負荷Ｌ２に入力される。すなわち、インバータ２による給電が行なわれる。
【００５８】
常用ＵＰＳ１２のバイパス回路３は、図中に太実線で示されるように、予備用ＵＰＳ１１から交流電力の供給を受ける。常用ＵＰＳ１２保守点検または故障発生時には、バイパス切替回路４をオフからオンに切り替えることで、インバータ２による給電からバイパス回路３による給電（予備用ＵＰＳ１１による給電）へ無瞬断で切り替えることができる。
【００５９】
常用ＵＰＳ１３は、通常時、図中に一点鎖線で示されるように、商用交流電源５から交流電力の供給を受け、電力変換器（コンバータ１およびインバータ２）を制御して交流電力を生成し、生成した交流電力を交流出力端子Ｔ３に出力する。交流出力端子Ｔ３から出力される交流電力は、図中に一点鎖線で示される経路を通って、負荷Ｌ３に入力される。すなわち、インバータ２による給電が行なわれる。
【００６０】
常用ＵＰＳ１３のバイパス回路３は、図中に太実線で示されるように、予備用ＵＰＳ１１から交流電力の供給を受ける。常用ＵＰＳ１２の保守点検または故障発生時には、バイパス切替回路４をオフからオンに切り替えることで、インバータ２による給電からバイパス回路３による給電（予備用ＵＰＳ１１による給電）へ無瞬断で切り替えることができる。
【００６１】
以下、図２および図３を用いて、常用ＵＰＳ１３の故障が発生した場合における無停電電源システム１００の動作について説明する。
【００６２】
図２を参照して、常用ＵＰＳ１３では、電力変換器の故障が発生したことによって、インバータ２による給電が不可能になると、図示しない制御部によってインバータ２の運転が停止されるとともに、バイパス切替回路４がオフからオンに切り替えられる。これにより、図中に太実線で示されるように、バイパス回路３から交流出力端子Ｔ３および遮断器Ｃ３１，ＣＢ３２を介して負荷Ｌ３に交流電力が供給される。バイパス回路３には、運用切替盤ＵＣ１の遮断器ＣＢ１３およびＣＢ３４を介して予備用ＵＰＳ１１から交流電力が供給されている。よって、常用ＵＰＳ１３は、インバータ２による給電から予備用ＵＰＳ１１による給電に無瞬断で切り替えられることになる。
【００６３】
この状態において、運用切替盤ＵＣ１では、遮断器ＣＢ３３がオフからオンに切り替えられる。遮断器ＣＢ３３がオンとされたことにより、予備用ＵＰＳ１１の交流出力端子Ｔ３は、遮断器ＣＢ１１，ＣＢ１３およびＣＢ３３を介して、遮断器ＣＢ３１およびＣＢ３２の間のノードと電気的に接続される。これにより、図中に実線で示すように、予備用ＵＰＳ１１から負荷Ｌ３に直接的に給電する回路（保守バイパス回路）が形成されることになる。
【００６４】
図３を参照して、運用切替盤ＵＣ１では、遮断器ＣＢ３３をオンとすると、続いて、遮断器ＣＢ３４をオフとする。また、遮断器ＣＢ３１をオンからオフに切り替える。これにより、予備用ＵＰＳ１１から常用ＵＰＳ１３のバイパス回路３への給電が遮断されるともに、常用ＵＰＳ１３の交流出力端子Ｔ３が負荷Ｌ３と電気的に遮断され、予備用ＵＰＳ１１から負荷Ｌ３に直接的に給電する保守バイパス回路のみが残ることになる。
【００６５】
これによると、常用ＵＰＳ１３の故障発生時には、バイパス回路３による給電を経て、保守バイパス回路による給電へと移行することで、常用ＵＰＳ１３による負荷給電から予備用ＵＰＳ１１による負荷給電に切り替えられる。保守バイパス回路による給電に移行した後、常用ＵＰＳ１３では故障の修復作業が行なわれる。
【００６６】
図２に戻って、常用ＵＰＳ１２は、常用ＵＰＳ１３の故障発生時、バイパス盤ＵＢ２のスイッチＳ１がオフとされるとともに、スイッチＳ２がオンとされる。これにより、バイパス入力端子Ｔ２は商用交流電源５と電気的に接続され、バイパス回路３は、図中に点線で示されるように、商用交流電源５から交流電力の供給を受けることになる。また、運用切替盤ＵＣ１では遮断器ＣＢ２４がオンからオフに切り替えられることにより、バイパス盤ＵＢ２のスイッチＳ１は予備用ＵＰＳ１１と電気的に遮断される。すなわち、常用ＵＰＳ１３の故障発生後は、予備用ＵＰＳ１１が常用ＵＰＳ１３をバックアップするため、常用ＵＰＳ１２のバイパス回路３への給電が停止される。
【００６７】
以上説明したように、無停電電源システム１００では、常用ＵＰＳ１３の保守点検または故障発生時には、常用ＵＰＳ１２および常用ＵＰＳ１３による負荷給電から、予備用ＵＰＳ１１および常用ＵＰＳ１２による負荷給電に切り替えられる。その結果、負荷Ｌ１〜Ｌ３に対しては、常用ＵＰＳ１３の故障発生後においても、信頼度の高いＵＰＳによる給電を継続して行なうことができる。
【００６８】
なお、図示は省略するが、常用ＵＰＳ１２の保守点検または故障発生時においても、同様の手順に従って、常用ＵＰＳ１２および常用ＵＰＳ１３による負荷給電から、予備用ＵＰＳ１１および常用ＵＰＳ１３による負荷給電に切り替えることができる。
【００６９】
また、図１の例では、常用ＵＰＳ１２の交流出力端子Ｔ３に負荷Ｌ１を電気的に接続する構成について説明したが、遮断器ＣＢ３２および負荷Ｌ３の間のノードと、遮断器ＣＢ１２および負荷Ｌ１の間のノードとの間に遮断器を接続することにより、常用ＵＰＳ１３の交流出力端子Ｔ３に負荷Ｌ１を電気的に接続する構成としてもよい。あるいは、負荷Ｌ１を常用ＵＰＳ１２または常用ＵＰＳ１３に接続せず、運用前に負荷Ｌ１を負荷Ｌ２，Ｌ３の少なくとも一方に振り替える構成としてもよい。
【００７０】
さらに、無停電電源システム１００においては、３台のＵＰＳ１１〜１３の間で予備用ＵＰＳおよび常用ＵＰＳを切り替えることができる。図４に、ＵＰＳ１２を予備用ＵＰＳとし、ＵＰＳ１１およびＵＰＳ１３を常用ＵＰＳとした場合の無停電電源システム１００の構成を示す。
【００７１】
図４を参照して、バイパス盤ＵＢ２にて、スイッチＳ１をオフとし、スイッチＳ２をオンとする。これにより、予備用ＵＰＳ１２のバイパス入力端子Ｔ２は商用交流電源５と電気的に接続される。遮断器ＣＢ２１をオンとし、遮断器ＣＢ２２をオフとする。これにより、予備用ＵＰＳ１２の交流出力端子Ｔ３は、遮断器ＣＢ２１を介して運用切替盤ＵＣ１の遮断器ＣＢ２３と電気的に接続される。
【００７２】
運用切替盤ＵＣ１にて、遮断器ＣＢ２３，ＣＢ１４およびＣＢ３４をオンとし、遮断器ＣＢ１３，ＣＢ２４およびＣＢ３３をオフとする。これにより、予備用ＵＰＳ１２の交流出力端子Ｔ３は、遮断器ＣＢ２１，ＣＢ２３およびＣＢ１４を介して、バイパス盤ＵＢ１のスイッチＳ１と電気的に接続される。また、予備用ＵＰＳ１２の交流出力端子Ｔ３は、遮断器ＣＢ２１，ＣＢ２３およびＣＢ３４を介して、バイパス盤ＵＢ３のスイッチＳ１と電気的に接続される。
【００７３】
バイパス盤ＵＢ１にて、スイッチＳ１をオンとし、スイッチＳ２をオフとする。これにより、予備用ＵＰＳ１２の交流出力端子Ｔ３は、遮断器ＣＢ２１，ＣＢ２３，ＣＢ１４およびバイパス盤ＵＢ１のスイッチＳ１を介して、常用ＵＰＳ１１のバイパス入力端子Ｔ２と電気的に接続される。遮断器ＣＢ１１をオンとし、遮断器ＣＢ１２をオンとする。これにより、常用ＵＰＳ１１の交流出力端子Ｔ３は負荷Ｌ１と電気的に接続される。
【００７４】
バイパス盤ＵＢ３にて、スイッチＳ１をオンとし、スイッチＳ２をオフとする。これにより、予備用ＵＰＳ１２の交流出力端子Ｔ３は、遮断器ＣＢ２１，ＣＢ２３，ＣＢ３４および、バイパス盤ＵＢ３のスイッチＳ１を介して、常用ＵＰＳ１３のバイパス入力端子Ｔ２と電気的に接続される。遮断器ＣＢ３１をオンとし、遮断器ＣＢ３２をオンとする。これにより、常用ＵＰＳ１３の交流出力端子Ｔ３は負荷Ｌ３と電気的に接続される。
【００７５】
遮断器ＣＢ５１をオンとし、遮断器ＣＢ５２をオフとする。これにより、常用ＵＰＳ１１の交流出力端子Ｔ３は、遮断器ＣＢ１１，ＣＢ１２およびＣＢ５１を介して、負荷Ｌ２と電気的に接続される。
【００７６】
以上をまとめると、予備用ＵＰＳ１２は、交流入力端子Ｔ１およびバイパス入力端子Ｔ２が商用交流電源５と電気的に接続され、交流出力端子Ｔ３が常用ＵＰＳ１１のバイパス入力端子Ｔ２および常用ＵＰＳ１３のバイパス入力端子Ｔ２と電気的に接続される。
【００７７】
常用ＵＰＳ１１は、交流入力端子Ｔ１が商用交流電源５と電気的に接続され、バイパス入力端子Ｔ２が予備用ＵＰＳ１２の交流出力端子Ｔ３と電気的に接続され、交流出力端子Ｔ３が負荷Ｌ１および負荷Ｌ２と電気的に接続される。
【００７８】
常用ＵＰＳ１３は、交流入力端子Ｔ１が商用交流電源５と電気的に接続され、バイパス入力端子Ｔ２が予備用ＵＰＳ１２の交流出力端子Ｔ３と電気的に接続され、交流出力端子Ｔ３が負荷Ｌ３と電気的に接続される。
【００７９】
この状態において、予備用ＵＰＳ１２は、常用ＵＰＳ１１および常用ＵＰＳ１３による負荷給電中、無負荷運転で待機する。具体的には、予備用ＵＰＳ１２は、電力変換器（コンバータ１およびインバータ２）を制御して交流電力を生成し、生成した交流電力を交流出力端子Ｔ３に出力する。交流出力端子Ｔ３から出力される交流電力は、図中に太実線で示されるように、常用ＵＰＳ１１および常用ＵＰＳ１３の各々のバイパス入力端子Ｔ２に入力される。常用ＵＰＳ１１および常用ＵＰＳ１３がバイパス回路３による給電を行なわない限り、予備用ＵＰＳ１２は、待機状態で無負荷運転とされる。
【００８０】
予備用ＵＰＳ１２のバイパス回路３は、図中に点線で示されるように、商用交流電源５から交流電力の供給を受ける。予備用ＵＰＳ１２の保守点検または故障発生時には、バイパス切替回路４をオフからオンに切り替えることで、インバータ２による給電からバイパス回路３による給電（商用交流電源５による給電）へ無瞬断で切り替えることができる。
【００８１】
常用ＵＰＳ１１は、通常時、図中に一点鎖線で示されるように、商用交流電源５から交流電力の供給を受け、電力変換器（コンバータ１およびインバータ２）を制御して交流電力を生成し、生成した交流電力を交流出力端子Ｔ３に出力する。交流出力端子Ｔ３から出力される交流電力は、図中に一点鎖線で示される経路を通って、負荷Ｌ１および負荷Ｌ２に入力される。すなわち、インバータ２による給電が行なわれる。
【００８２】
常用ＵＰＳ１１のバイパス回路３は、図中に太実線で示されるように、予備用ＵＰＳ１２から交流電力の供給を受ける。常用ＵＰＳ１１の保守点検または故障発生時には、バイパス切替回路４をオフからオンに切り替えることで、インバータ２による給電からバイパス回路３による給電（予備用ＵＰＳ１２による給電）へ無瞬断で切り替えることができる。
【００８３】
常用ＵＰＳ１３は、通常時、図中に一点鎖線で示されるように、商用交流電源５から交流電力の供給を受け、電力変換器（コンバータ１およびインバータ２）を制御して交流電力を生成し、生成した交流電力を交流出力端子Ｔ３に出力する。交流出力端子Ｔ３から出力される交流電力は、図中に一点鎖線で示される経路を通って、負荷Ｌ３に入力される。すなわち、インバータ２による給電が行なわれる。
【００８４】
常用ＵＰＳ１３のバイパス回路３は、図中に太実線で示されるように、予備用ＵＰＳ１２から交流電力の供給を受ける。常用ＵＰＳ１３の保守点検または故障発生時には、バイパス切替回路４をオフからオンに切り替えることで、インバータ２による給電からバイパス回路３による給電（予備用ＵＰＳ１２による給電）へ無瞬断で切り替えることができる。
【００８５】
図１および図４を比較して明らかなように、各ＵＰＳの交流出力端子Ｔ３および負荷の間に接続される遮断器（遮断器ＣＢ１２，ＣＢ２２，ＣＢ３２）、運用切替盤ＵＣ１に含まれる遮断器（遮断器ＣＢ１３，ＣＢ１４，ＣＢ２３，ＣＢ２４，ＣＢ３３，ＣＢ３４）および、各バイパス盤ＵＢ１〜ＵＢ３におけるスイッチＳ１，Ｓ２のオンオフを切り替えることによって、３台のＵＰＳ１１〜ＵＰＳ１３の間で常用ＵＰＳおよび予備用ＵＰＳを切り替えることができる。これによると、無停電電源システム１００のユーザは、３台のＵＰＳ１１〜ＵＰＳ１３の中から予備用ＵＰＳを任意に選択することができる。
【００８６】
したがって、たとえば、各ＵＰＳの稼働率を見ながら予備用ＵＰＳおよび常用ＵＰＳを定期的に入れ替えることによって、３台のＵＰＳ１１〜ＵＰＳ１３間で稼働率を平準化することができる。この場合、一定期間毎に、直前の一定期間における稼動率が最も高いＵＰＳを次の一定期間において予備用ＵＰＳとするように、遮断器ＣＢ、運用切替盤ＵＣ１およびバイパス盤ＵＢのオンオフを切り替える構成とすることにより、３台のＵＰＳ１１〜１３の稼働率のばらつきを低減することができる。これによると、常用ＵＰＳの経年劣化の進行を抑えることができるため、無停電電源システム１００全体の信頼性を高めることができる。
【００８７】
あるいは、３台のＵＰＳ１１〜ＵＰＳ１３のうちのいずれか１台に、使用期間の短いＵＰＳを導入したときには、この導入されたＵＰＳを常用ＵＰＳとし、残り２台のＵＰＳのうちの使用期間の長い方のＵＰＳを予備用ＵＰＳとするように、遮断器、運用切替盤ＵＣ１およびバイパス盤ＵＢ１〜ＵＢ３のオンオフを切り替える構成とすることができる。これによると、３台のＵＰＳ１１〜１３のうち使用期間が相対的に短いＵＰＳが常用ＵＰＳに割り当てられることから、無停電電源システム１００全体の信頼性を高めることができる。
【００８８】
なお、上述した実施の形態では、無停電電源システム１００が３台のＵＰＳ１１〜ＵＰＳ１３を備える構成における常用ＵＰＳおよび予備用ＵＰＳの切り替えについて説明したが、４台以上のＵＰＳを備える無停電電源システムにおいても同様の手法を適用することによって、同様の効果を得ることができる。
【００８９】
図５は、図１に示す無停電電源システム１００において、ＵＰＳの台数を４台に増設した場合の構成を示す回路ブロック図である。
【００９０】
図５を参照して、無停電電源システム１００は、図１に示した無停電電源システム１００にＵＰＳ１４を追加したものである。ＵＰＳ１４は、負荷Ｌ４に給電するための常用ＵＰＳとして使用される。ＵＰＳ１４の内部構成は、ＵＰＳ１１〜ＵＰＳ１３の内部構成と同一であり、その容量も同等であるとする。
【００９１】
無停電電源システム１００は、遮断器ＣＢ４１，ＣＢ４２，ＣＢ５３およびバイパス盤ＵＢ４をさらに備える。遮断器ＣＢ４１およびＣＢ４２は、ＵＰＳ１４の交流出力端子Ｔ３および負荷Ｌ４の間に直列に接続される。
【００９２】
遮断器ＣＢ５３は、遮断器ＣＢ４２および負荷Ｌ４の間のノードと、遮断器ＣＢ３２および負荷Ｌ３の間のノードとの間に接続される。
【００９３】
バイパス盤ＵＢ４は、スイッチＳ１およびスイッチＳ２を有する。スイッチＳ１は、運用切替盤ＵＣ１およびバイパス入力端子Ｔ２の間に接続される。スイッチＳ２は、商用交流電源５およびバイパス入力端子Ｔ２の間に接続される。
【００９４】
運用切替盤ＵＣ１は、遮断器ＣＢ４３，ＣＢ４４をさらに有する。遮断器ＣＢ４３，ＣＢ４４は、遮断器ＣＢ４１およびＣＢ４２の間のノードと、バイパス盤ＵＢ４のスイッチＳ１との間に直列に接続される。遮断器ＣＢ１３およびＣＢ１４間のノードＮ１、遮断器ＣＢ２３，ＣＢ２４間のノードＮ２、遮断器ＣＢ３３およびＣＢ３４間のノードＮ３および、遮断器ＣＢ４３，ＣＢ４４の間のノードＮ４は互いに接続されている。
【００９５】
運用切替盤ＵＣ１にて、遮断器ＣＢ１３，ＣＢ２４，ＣＢ３４およびＣＢ４４をオンとし、遮断器ＣＢ１４，ＣＢ２３，ＣＢ３３およびＣＢ４３をオフとする。これにより、予備用ＵＰＳ１１の交流出力端子Ｔ３は、遮断器ＣＢ１１，ＣＢ１３およびＣＢ４４を介して、バイパス盤ＵＢ４のスイッチＳ１と電気的に接続される。
【００９６】
バイパス盤ＵＢ４にて、スイッチＳ１をオンとし、スイッチＳ２をオフとする。これにより、予備用ＵＰＳ１１の交流出力端子Ｔ３は、遮断器ＣＢ１１，ＣＢ１３，ＣＢ４４およびバイパス盤ＵＢ４のスイッチＳ１を介して、常用ＵＰＳ１４のバイパス入力端子Ｔ２と電気的に接続される。遮断器ＣＢ４１をオンとし、遮断器ＣＢ４２をオンとする。これにより、常用ＵＰＳ１４の交流出力端子Ｔ３は負荷Ｌ４と電気的に接続される。
【００９７】
図５に示す無停電電源システム１００においても、各ＵＰＳの交流出力端子Ｔ３および負荷Ｌの間に接続される遮断器（遮断器ＣＢ１２，ＣＢ２２，ＣＢ３２，ＣＢ４２）、運用切替盤ＵＣ１に含まれる遮断器（遮断器ＣＢ１３，ＣＢ１４，ＣＢ２３，ＣＢ２４，ＣＢ３３，ＣＢ３４，ＣＢ４３，ＣＢ４４）および、各バイパス盤ＵＢ１〜ＵＢ４におけるスイッチＳ１，Ｓ２のオンオフを切り替えることによって、４台のＵＰＳ１１〜ＵＰＳ１４の間で常用ＵＰＳおよび予備用ＵＰＳを切り替えることができる。したがって、４台のＵＰＳの稼働率を平準化させることができるため、常用ＵＰＳの経年劣化の進行による無停電電源システム１００の信頼性の低下を抑制することができる。
【００９８】
以上説明したように、図１に示す実施の形態に係る無停電電源システムにおける予備用ＵＰＳおよび常用ＵＰＳの切り替えは、各ＵＰＳの交流出力端子Ｔ３および負荷の間に接続される遮断器ＣＢ１２，ＣＢ２２，ＣＢ３２、運用切替盤ＵＣ１およびバイパス盤ＵＢ１〜ＵＢ３におけるオンオフの切り替えによって実現される。すなわち、遮断器ＣＢ１２，ＣＢ２２，ＣＢ３２、運用切替盤ＵＣ１およびバイパス盤ＵＢ１〜ＵＢ３は、３台のＵＰＳ１１〜１３の間で常用ＵＰＳおよび予備用ＵＰＳを切り替えるための「切替装置」を構成する。
【００９９】
実施の形態に係る無停電電源システムに含まれる第１のＵＰＳおよび第２のＵＰＳの間で、常用ＵＰＳおよび予備用ＵＰＳを切り替えるために、切替装置は、第１のＵＰＳの交流出力端子Ｔ３および負荷の間に接続される「第１のスイッチ」と、第１のＵＰＳの交流出力端子Ｔ３および第２のＵＰＳのバイパス入力端子Ｔ２の間に電気的に直列に接続される「第２および第３のスイッチ」と、第２のＵＰＳの交流出力端子および負荷の間に接続される「第４のスイッチ」と、第２のＵＰＳの交流出力端子Ｔ３および第１のＵＰＳのバイパス入力端子Ｔ２の間に電気的に直列に接続される「第５および第６のスイッチ」と、第１のＵＰＳのバイパス入力端子Ｔ２を交流電源および第６のスイッチのいずれかと選択的に接続する「第７のスイッチ」と、第２のＵＰＳのバイパス入力端子Ｔ２を交流電源および第３のスイッチのいずれかと選択的に接続する「第８のスイッチ」とを有する。
【０１００】
図１の例では、ＵＰＳ１１を「第１のＵＰＳ」とし、ＵＰＳ１３を「第２のＵＰＳ」とすると、遮断器ＣＢ１２は「第１のスイッチ」に対応し、運用切替盤ＵＣ１の遮断器ＣＢ１３およびＣＢ３４は「第２および第３のスイッチ」にそれぞれ対応し、遮断器ＣＢ３２は「第４のスイッチ」に対応し、運用切替盤ＵＣ１の遮断器ＣＢ３３およびＣＢ１４は「第５および第６のスイッチ」にそれぞれ対応する。バイパス盤ＵＢ１は「第７のスイッチ」に対応し、バイパス盤ＵＢ３は「第８のスイッチ」に対応する。
【０１０１】
上記構成において、第１のＵＰＳ（ＵＰＳ１１）を予備用ＵＰＳとし、第２のＵＰＳ（ＵＰＳ１３）を常用ＵＰＳとする場合には、第１のスイッチ（遮断器ＣＢ１２）をオフとし、第２および第３のスイッチ（遮断器ＣＢ１３，ＣＢ３４）をオンとし、第４のスイッチ（遮断器ＣＢ３２）をオンとし、第５および第６のスイッチ（遮断器ＣＢ３３，ＣＢ１４）をオフとする。また、第７のスイッチ（バイパス盤ＵＢ１）は、第１のＵＰＳのバイパス入力端子Ｔ２を交流電源（商用交流電源５）に接続し、第８のスイッチ（バイパス盤ＵＢ３）は、第２のＵＰＳのバイパス入力端子Ｔ２を第３のスイッチ（遮断器ＣＢ３４）に接続する。
【０１０２】
一方で、第１のＵＰＳ（ＵＰＳ１１）を常用ＵＰＳとし、第２のＵＰＳ（ＵＰＳ１３）を予備用ＵＰＳとする場合には、第１のスイッチ（遮断器ＣＢ１２）をオンとし、第２および第３のスイッチ（遮断器ＣＢ１３，ＣＢ３４）をオフとし、第４のスイッチ（遮断器ＣＢ３２）をオフとし、第５および第６のスイッチ（遮断器ＣＢ３３，ＣＢ１４）をオンとする。また、第７のスイッチ（バイパス盤ＵＢ１）は、第１のＵＰＳのバイパス入力端子Ｔ２を第６のスイッチ（遮断器ＣＢ１４）に接続し、第８のスイッチ（バイパス盤ＵＢ３）は、第２のＵＰＳのバイパス入力端子Ｔ２を交流電源（商用交流電源５）に接続する。
【０１０３】
なお、第１から第８のスイッチにおけるオンオフの切り替えは、ユーザが手動で行なってもよく、無停電電源システム１００を統括制御する制御装置が行なってもよい。あるいは、各ＵＰＳの制御部が互いに情報を遣り取りすることにより協調して行なってもよい。
【０１０４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０５】
１  コンバータ、２  インバータ、３  バイパス回路、４  バイパス切替回路、５  商用交流電源、１１〜１３，２１〜２３  ＵＰＳ、１００，２００  無停電電源システム、Ｔ１  交流入力端子、Ｔ２  バイパス入力端子、Ｔ３  交流出力端子、Ｔ４  バッテリ端子、Ｂ１〜Ｂ４  蓄電池、ＣＢ１１〜ＣＢ１４，ＣＢ２１〜ＣＢ２４，ＣＢ３１〜ＣＢ３４，ＣＢ４１〜ＣＢ４４，ＣＢ５１〜ＣＢ５３，ＣＢ６１〜ＣＢ６４，ＣＢ７１〜ＣＢ７４  遮断器、ＵＢ１〜ＵＢ４  バイパス盤、ＵＣ１  運用切替盤、Ｌ１〜Ｌ４  負荷。
【図１】
2020178475.tif 000003
【図２】
2020178475.tif 000004
【図３】
2020178475.tif 000005
【図４】
2020178475.tif 000006
【図５】
2020178475.tif 000007
【図６】
2020178475.tif 000008
【図７】
2020178475.tif 000009