(57)【要約】【課題】出力盤における切換操作手順の誤操作および常用ＵＰＳ装置の停止操作手順の不備による誤操作に起因する負荷に対する給電停止を抑制する。【解決手段】実施形態の無停電電源システムは、商用電源から供給された電力を変換して供給可能な第１のＵＰＳ部と、負荷が電気的に接続され、前記第１のＵＰＳ部から供給された電力を負荷に供給する出力盤と、を有する第１のＵＰＳ装置と、商用電源から供給された電力を変換して第１のＵＰＳ部及び出力盤を介して負荷に電力を供給可能な第１電力供給経路と、第１のＵＰＳ部を介さずに、出力盤を介して前記負荷に電力を供給可能な第２電力供給経路と、を介して同時並行して電力を供給可能な第２のＵＰＳ部を有する第２のＵＰＳ装置と、を備え、第２のＵＰＳ装置が第１電力供給経路及び第２電力供給経路を介して同時並行して電力を供給するまでは、第１のＵＰＳ装置からの電力供給の遮断を禁止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源から供給された電力を変換して供給可能な第１のＵＰＳ部と、負荷が電気的に接続され、前記第１のＵＰＳ部から供給された電力を前記負荷に供給する出力盤と、を有する第１のＵＰＳ装置と、
前記商用電源から供給された電力を変換して前記第１のＵＰＳ部及び前記出力盤を介して前記負荷に電力を供給可能な第１電力供給経路と、前記第１のＵＰＳ部を介さずに、前記出力盤を介して前記負荷に電力を供給可能な第２電力供給経路と、を介して同時並行して電力を供給可能な第２のＵＰＳ部を有する第２のＵＰＳ装置と、
を備え、
前記第２のＵＰＳ装置が前記第１電力供給経路及び前記第２電力供給経路を介して同時並行して電力を供給するまでは、前記第１のＵＰＳ装置からの電力供給の遮断を禁止する、
無停電電源システム。
【請求項２】
前記出力盤内において、前記第１電力供給経路及び前記第２電力供給経路と、を共通接続している、
請求項１記載の無停電電源システム。
【請求項３】
前記出力盤は、前記第１電力供給経路上に設けられた第１コンタクタと、
前記第２電力供給経路上に設けられた第２コンタクタと、を有し、
前記第２コンタクタがオン状態となるまでは、前記第１コンタクタをオン状態に保持する、
請求項２記載の無停電電源システム。
【請求項４】
前記第１のＵＰＳ装置は、前記第２のＵＰＳ装置からの電力が供給される第１の配電用遮断器と、前記商用電源からの電力が供給される第２の配電用遮断器と、を有する入出力盤を備え、
前記入出力盤は、前記第１の配電用遮断器及び前記第２の配電用遮断器を収納した筐体と、前記筐体と共働して前記第１の配電用遮断器及び前記第２の配電用遮断器を操作不能状態に保持するための扉と、前記扉を施錠状態とする電気錠と、を有し、
前記第２コンタクタがオン状態となり、前記第１コンタクタがオフ状態となるまで、前記電気錠の解錠を禁止する、
無停電電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無停電電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無停電電源装置（以下、ＵＰＳ装置という。）の常用予備システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この常用予備システムは、２４時間３６５日給電停止ができないような重要負荷が接続されている常用ＵＰＳ装置を年次点検などで停止する際に、通常運用時に常用ＵＰＳ装置から負荷に対して給電している系統を予備用ＵＰＳ装置から負荷給電する切換操作を行えば、負荷を停止せずに給電継続が可能となるメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４８２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術においては、負荷の動作を停止せずに給電継続可能とするための常用ＵＰＳ装置から予備用ＵＰＳ装置への電源切換操作の際に、常用ＵＰＳ装置あるいは予備用ＵＰＳ装置から負荷へ配電をするための出力盤における切換操作手順および常用ＵＰＳの停止操作手順の不備による誤操作で負荷に対する給電が停止するおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、常用ＵＰＳ装置あるいは予備用ＵＰＳ装置から負荷へ配電をするための出力盤における切換操作手順の誤操作および常用ＵＰＳ装置の停止操作手順の不備による誤操作に起因する負荷に対する給電停止を抑制する無停電電源システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の無停電電源システムは、商用電源から供給された電力を変換して供給可能な第１のＵＰＳ部と、負荷が電気的に接続され、前記第１のＵＰＳ部から供給された電力を負荷に供給する出力盤と、を有する第１のＵＰＳ装置と、商用電源から供給された電力を変換して第１のＵＰＳ部及び出力盤を介して負荷に電力を供給可能な第１電力供給経路と、第１のＵＰＳ部を介さずに、出力盤を介して前記負荷に電力を供給可能な第２電力供給経路と、を介して同時並行して電力を供給可能な第２のＵＰＳ部を有する第２のＵＰＳ装置と、を備えている。
そして、第２のＵＰＳ装置が第１電力供給経路及び第２電力供給経路を介して同時並行して電力を供給するまでは、第１のＵＰＳ装置からの電力供給の遮断を禁止する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態の無停電電源システムの概要構成ブロック図である。
【図２】図２は、常用ＵＰＳ装置の詳細構成図である。
【図３】図３は、予備用ＵＰＳ装置の詳細構成図である。
【図４】図４は、入出力盤扉の開閉防止用錠の設置状態説明図である。
【図５】図５は、開閉防止用錠の解錠条件の説明図である。
【図６】図６は、実施形態のシーケンス図の一例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、実施形態の無停電電源システムの概要構成ブロック図である。
無停電電源システム１０は、大別すると、２４時間３６５日給電停止ができない第１の負荷（負荷群）Ｌ１に対して電源を供給する第１の常用ＵＰＳ装置１１と、２４時間３６５日給電停止ができない第２の負荷（負荷群）Ｌ２に対して電源を供給する第２の常用ＵＰＳ装置１２と、常用ＵＰＳ装置１１あるいは常用ＵＰＳ装置１２のいずれかが年次点検などで停止する際に、当該常用ＵＰＳ装置から切り替えられて負荷に対して電源を供給する予備用ＵＰＳ装置１３と、を備えている。
【０００９】
ここで、常用ＵＰＳ装置１１と常用ＵＰＳ装置１２とは、同様の構成であるので、常用ＵＰＳ装置１１の構成について説明する。
常用ＵＰＳ装置１１は、大別すると、常用ＵＰＳ入出力盤２１と、ＵＰＳ部２２と、蓄電池盤２３と、出力盤２４と、を備えている。
【００１０】
図２は、常用ＵＰＳ装置の詳細構成図である。
常用ＵＰＳ入出力盤２１は、外部の商用交流電源３０が接続される商用電源入力端子ＴＩＣと、予備用ＵＰＳ装置１３の電源出力端子が接続される予備電源入力端子ＴＩＵと、負荷側に電力を供給するための電源出力端子ＴＯと、商用電源入力端子ＴＩＣの後段に直列に接続された配電用遮断器（ＭＣＣＢ）３１と、予備電源入力端子ＴＩＵの後段に直列に接続された配電用遮断器３２と、を備えている。
【００１１】
ＵＰＳ部２２は、通常時に商用交流電源３０から入力された商用交流電力を電力変換して電源出力端子ＴＯを介して負荷に供給するために出力するＵＰＳ回路部３３と、当該常用ＵＰＳ装置１１を停止するのに先立って予備用ＵＰＳ装置１３からの電源供給を行うためのバイパス回路部３４と、を備えている。
【００１２】
ここで、ＵＰＳ回路部３３は、配電用遮断器３１に直列に接続されたコンタクタ３５と、コンタクタ３５の後段に直列に接続されて、ＡＣ−ＤＣ変換を行うコンバータ３６と、コンバータ３６の後段に直列に接続されて、ＤＣ−ＡＣ変換を行って所望の電圧を有する交流電力に変換するインバータ３７と、インバータ３７の後段に接続されてデルタ−スター結線された三相電源３８と、三相電源３８の後段に直列に接続されたコンタクタ３９と、を備えている。
バイパス回路部３４は、配電用遮断器３２の後段に一端が接続され、他端がコンタクタ３９に接続されたコンタクタ４０と、コンタクタ４０と並列に逆並列接続されたダイオード４１、４２と、を備えている。
【００１３】
蓄電池盤２３は、二次電池セルＣＳが複数、直列に接続されて商用電源が供給されている間は、蓄電を行うとともに、停電などにより商用交流電源３０からの電力が遮断された場合に、ＵＰＳ回路部３３に電力を供給して、負荷に対して電力の供給を継続する。
【００１４】
出力盤２４は、常用ＵＰＳ入力端子５１と、一端が常用ＵＰＳ入力端子５１に直列に接続されたコンタクタ５２と、予備用ＵＰＳ入力端子５３と、一端が予備用ＵＰＳ入力端子５３に接続され、他端がコンタクタ５２の他端に接続されたコンタクタ５４と、一端がコンタクタ５２の他端に接続された配電用遮断器５５と、予備入力端子５６と、予備入力端子５６に直列に一端が接続され、他端が配電用遮断器５５の他端に接続された配電用遮断器５７と、配電用遮断器５５、５７の後段に配置され、電流センサ５８を有して（電圧要素［変成器］を含む）電流計、電圧計及び力率計として機能するマルチメータ５９と、複数の負荷に電力を供給可能とし複数の配電用遮断器を有する分電盤６０と、を備えている。
【００１５】
図３は、予備用ＵＰＳ装置の詳細構成図である。
次に予備用ＵＰＳ装置１３の構成について説明する。
予備用ＵＰＳ装置１３は、大別すると、予備用ＵＰＳ入出力盤６１と、ＵＰＳ部２２と、蓄電池盤２３と、出力分岐盤６２と、を備えている。
ここで、ＵＰＳ部２２及び蓄電池盤２３については、常用ＵＰＳ１１、１２と同一構成であるので、予備用ＵＰＳ入出力盤６１及び出力分岐盤６２について説明する。
【００１６】
予備用ＵＰＳ入出力盤６１は、外部の商用交流電源３０が接続される商用電源入力端子ＴＩＣと、商用電源入力端子ＴＩＣの後段に直列に接続された配電用遮断器（ＭＣＣＢ）６５と、商用電源入力端子ＴＩＣの後段に配電用遮断器６５に並列に接続された配電用遮断器６６と、商用電源入力端子ＴＩＣの後段に配電用遮断器６５、６６と並列に接続された保守バイパス回路６７と、保守バイパス回路６７の後段に直列に接続された配電用遮断器６８と、ＵＰＳ部２２の後段に接続されるとともに、配電用遮断器６８に並列に接続された配電用遮断器６９と、を備えている。
【００１７】
出力分岐盤６２は、予備用ＵＰＳ入出力盤６１の後段に接続され、互いに並列接続された複数の配電用遮断器７１〜７６を備えている。
本実施形態においては配電用遮断器７１は、常用ＵＰＳ１１の出力盤２４の予備電源入力端子ＴＩＵに接続され、配電用遮断器７２は、常用ＵＰＳ１１の出力盤２４の予備用ＵＰＳ入力端子５３に接続されている。同様に配電用遮断器７３は、常用ＵＰＳ１２の出力盤２４の予備電源入力端子ＴＩＵに接続され、配電用遮断器７４は、常用ＵＰＳ１２の出力盤２４の予備用ＵＰＳ入力端子５３に接続されている。
【００１８】
ここで、実施形態の動作説明に先立ち、従来の問題点について説明する。
以下の説明においては、常用ＵＰＳ装置１１を予備用ＵＰＳ装置１３に切り替えようとする場合を例として説明する。
従来の出力盤においては、本実施形態における出力盤２４に対し、コンタクタ５２、予備用ＵＰＳ入力端子５３及びコンタクタ５４が設けられていなかったため、配電用遮断器７２は、本実施形態における出力盤２４の予備入力端子５６に接続されていた。
【００１９】
この場合において、配電用遮断器５５と配電用遮断器５７とは、独立して（互いに何の影響を受けることもなく）オン／オフすることが可能であったため、配電用遮断器５５−配電用遮断器５７間での、電気的インターロックがとれないため、操作手順を間違えると、負荷Ｌ１に対して、常用ＵＰＳ装置１１及び予備用ＵＰＳ装置１３のいずれからも電源が供給されなくなる虞があった。
【００２０】
これに対し、本実施形態は、以下のように制御することにより電気的インターロックをとることができるとともに、物理的に配電用遮断器を操作できないようにすることにより、常用ＵＰＳ装置１１を予備用ＵＰＳ装置１３に切り替えるに際して、電源供給が停止することを防止できるようになっている。
【００２１】
図４は、入出力盤扉の開閉防止用錠の設置状態説明図である。
図４に示すように、常用ＵＰＳ装置１１及び常用ＵＰＳ装置１２の常用ＵＰＳ入出力盤２１には、扉２１Ｄが設けられており、扉２１Ｄ内には、配電用遮断器３１及び配電用遮断器３２が収納されている。
そして、扉２１Ｄには、電磁錠として構成された開閉防止用錠ＬＣＫが設けられており、所定の条件を満たさない場合には、開閉防止用錠ＬＣＫを解錠することができないようにされている。
【００２２】
図５は、開閉防止用錠の解錠条件の説明図である。
以下の説明においても、常用ＵＰＳ装置１１を予備用ＵＰＳ装置１３に切り替えようとする場合を例として説明する。
開閉防止用錠ＬＣＫの第１の解錠条件は、条件Ｃ１１〜Ｃ１４の四つとなっている。
条件Ｃ１１は、コンタクタ５４の一次側に所定の電圧が印加されている、すなわち、予備用ＵＰＳ装置１３からコンタクタ５４に電源が供給可能な状態とされているということである。
【００２３】
条件Ｃ１２は、コンタクタ５２が作業者によりオン状態（投入状態）とされていることである。すなわち、確実に常用ＵＰＳ装置１１のＵＰＳ部２２から出力盤２４に対して電力が供給されているということである。
【００２４】
条件Ｃ１３は、コンタクタ４０がオン状態であり、予備用ＵＰＳ装置１３から電力がバイパス回路部３４を介して供給可能な状態となっているということである。
条件Ｃ１４は、常用ＵＰＳ入出力盤２１の扉２１Ｄの開閉防止用錠ＬＣＫが施錠状態にあり、配電用遮断器３１及び配電用遮断器３２を作業者が手動で操作できないようになっているということである。
【００２５】
これらの条件Ｃ１１〜Ｃ１４の論理積（ＡＮＤ）をとり、すなわち、条件Ｃ１１〜Ｃ１４の条件が満たされている場合に条件Ｃ２が満たされたものとしている。
そして、条件Ｃ３としては、作業者によりコンタクタ５４がオン状態（投入状態）とされ、条件Ｃ２及び条件Ｃ３の論理積をとり、これらが全て満たされている場合には、コンタクタ５２がオフ状態（開放状態）に自動的にされて、条件Ｃ４が満たされることとなる。
【００２６】
そして、条件Ｃ１１〜Ｃ１４、条件Ｃ２、Ｃ３及び条件Ｃ４が全て満たされると、図示しないプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）は、常用ＵＰＳ装置１１の予備用ＵＰＳ装置１３への切り替えが確実に完了したので、その結果Ｒとして、開閉防止用錠ＬＣＫを電気的に解錠することとなっている。
【００２７】
したがって、常用ＵＰＳ装置１１の予備用ＵＰＳ装置１３への切り替えが完了するまでは、作業者は、配電用遮断器３１及び配電用遮断器３２を操作することができず、ＵＰＳの切り替え作業前に誤って、全ての電力供給が遮断されてしまうのを確実に防止することができる。
【００２８】
図６は、実施形態のシーケンス図の一例の説明図である。
図示しないプログラマブルロジックコントローラは、まず、条件Ｃ１１〜Ｃ１４のそれぞれに対応して、各条件が満たされ、対応するメイク接点（Ｃ１１〜Ｃ１４）が全て閉状態（メイク）とされると、リレーＲｙ１を駆動する。
この結果、条件Ｃ２に対応するメイク接点（Ｃ２）が閉状態とされる。
【００２９】
そこで、作業者は、コンタクタ５４をオン状態（投入状態）とするため、条件Ｃ３が満たされてリレーＲｙ２が駆動される。
この結果、コンタクタ５２が自動的にオフ状態とされ、条件Ｃ４が満たされて、リレーＲｙ３が駆動され、リレーＲｙ４に対応するメイク接点（Ｒ）が閉状態とされると、開閉防止用錠ＬＣＫの解錠指令が出力されて開閉防止用錠ＬＣＫを電気的に解錠する。
したがって、これ以降、作業者は、配電用遮断器３１及び配電用遮断器３２を操作することができるようになる。
【００３０】
以上の説明のように、本実施形態によれば、常用ＵＰＳ装置１１の予備用ＵＰＳ装置１３への切り替えが完了するまでは、作業者は、配電用遮断器３１及び配電用遮断器３２を操作することができず、ＵＰＳの切り替え作業前に誤って、常用ＵＰＳ装置１１の電源を遮断することが無く、常用ＵＰＳ装置１１及び予備用ＵＰＳ装置１３の双方からの電力供給が遮断されてしまうのを確実に防止することができ、確実に負荷Ｌ１に電源を供給し続けることができる。
【００３１】
すなわち、本実施形態によれば、常用ＵＰＳ装置１１及び常用ＵＰＳ装置１２の出力盤２４の受電部にコンタクタ（開閉器）５２、５４を設置し、両コンタクタ５２、５４間にて電気的インターロックをとることにより、切換操作手順に不備があった場合でも負荷Ｌ１、Ｌ２に対して電源供給が停止するリスクが解消される。
さらに常用ＵＰＳ入出力盤２１の扉２１Ｄに開閉防止用錠ＬＣＫを設置することにより、予備用ＵＰＳ装置１３からの電源供給を確実に確保されることで常用ＵＰＳ装置１１、１２の停止操作手順に不備があった場合でも負荷に対して電源供給が停止するリスクが解消される。
【００３２】
無停電電源システムの実施形態の他の態様は、商用電源（３０）から供給された電力を変換して供給可能な第１のＵＰＳ部（常用ＵＰＳ装置１１または常用ＵＰＳ装置１２のＵＰＳ部２２）と、負荷（Ｌ１、Ｌ２）が電気的に接続され、第１のＵＰＳ部（常用ＵＰＳ装置１１または常用ＵＰＳ装置１２のＵＰＳ部２２）から供給された電力を負荷（Ｌ１、Ｌ２）に供給する出力盤（２４）と、を有する第１のＵＰＳ装置（常用ＵＰＳ装置１１または常用ＵＰＳ装置１２）と、商用電源（３０）から供給された電力を変換して第１のＵＰＳ部（常用ＵＰＳ装置１１または常用ＵＰＳ装置１２のＵＰＳ部２２）及び出力盤（２４）を介して負荷（Ｌ１、Ｌ２）に電力を供給可能な第１電力供給経路（バイパス回路部３４を経由する経路）と、第１のＵＰＳ部（常用ＵＰＳ装置１１または常用ＵＰＳ装置１２のＵＰＳ部２２）を介さずに、出力盤（２４）を介して負荷（Ｌ１、Ｌ２）に電力を供給可能な第２電力供給経路（Ｔ０２〜５３またはＴ０４〜５３を経由する経路）と、を介して同時並行して電力を供給可能な第２のＵＰＳ部（予備用ＵＰＳ装置１３のＵＰＳ部２２）を有する第２のＵＰＳ装置（予備用ＵＰＳ装置１３）と、を備え、第２のＵＰＳ装置（予備用ＵＰＳ装置１３）が第１電力供給経路（バイパス回路部３４を経由する経路）及び第２電力供給経路（Ｔ０２〜５３またはＴ０４〜５３を経由する経路）を介して同時並行して電力を供給するまでは、第１のＵＰＳ装置（常用ＵＰＳ装置１１または常用ＵＰＳ装置１２）からの電力供給の遮断を禁止するようにしてもよい。
【００３３】
また、出力盤（２４）内において、第１電力供給経路（バイパス回路部３４を経由する経路）及び第２電力供給経路（Ｔ０２〜５３またはＴ０４〜５３を経由する経路）と、を共通接続してもよい。
【００３４】
また、出力盤（２４）は、第１電力供給経路（バイパス回路部３４を経由する経路）上に設けられた第１コンタクタ（コンタクタ５２）と、第２電力供給経路（Ｔ０２〜５３またはＴ０４〜５３を経由する経路）上に設けられた第２コンタクタ（コンタクタ５４）と、を有し、第２コンタクタ（コンタクタ５４）がオン状態となるまでは、第１コンタクタ（コンタクタ５２）をオン状態に保持するようにしてもよい。
【００３５】
また、第１のＵＰＳ装置（常用ＵＰＳ装置１１または常用ＵＰＳ装置１２）は、第２のＵＰＳ装置（予備用ＵＰＳ装置１３）からの電力が供給される第１の配電用遮断器（３２）と、商用電源（３０）からの電力が供給される第２の配電用遮断器（３１）と、を有する入出力盤（２１）を備え、入出力盤（２１）は、第１の配電用遮断器（３２）及び第２の配電用遮断器（３１）を収納した筐体と、筐体と共働して第１の配電用遮断器（３２）及び第２の配電用遮断器（３１）を操作不能状態に保持するための扉（２１Ｄ）と、扉（２１Ｄ）を施錠状態とする電気錠（ＬＣＫ）と、を有し、第２コンタクタ（コンタクタ５４）がオン状態となり、第１コンタクタ（コンタクタ５２）がオフ状態となるまで、電気錠（ＬＣＫ）の解錠を禁止するようにしてもよい。
【００３６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３７】
１０    無停電電源システム
１１、１２    常用ＵＰＳ装置
１３    予備用ＵＰＳ装置
２１    常用ＵＰＳ入出力盤
２１Ｄ  扉
２２    ＵＰＳ部
２３    蓄電池盤
２４    出力盤
３０    商用交流電源（商用電源）
３１    配電用遮断器（第２の配電用遮断器）
３２    配電用遮断器（第１の配電用遮断器）
３３    ＵＰＳ回路部
３４    バイパス回路部
５１    常用ＵＰＳ入力端子
５２    コンタクタ（第１のコンタクタ）
５３    予備用ＵＰＳ入力端子
５４    コンタクタ（第２のコンタクタ）
６０    分電盤
６１    予備用ＵＰＳ入出力盤
６２    出力分岐盤
６５    配電用遮断器
６６    配電用遮断器
６７    保守バイパス回路
６８    配電用遮断器
６９    配電用遮断器
７１    配電用遮断器
７２    配電用遮断器
７３    配電用遮断器
７４    配電用遮断器
Ｌ１、Ｌ２    負荷
ＬＣＫ  開閉防止用錠（電気錠）
ＴＩＣ  商用電源入力端子
ＴＩＵ  予備電源入力端子
ＴＯ    電源出力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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