(57)【要約】【課題】並列運転中の無停電電源装置の電流指令値となる平均電流を二重に算出して相互チェックを可能にすると共に、直送給電回路の平均電流と、スタンパイ状態にある無停電電源装置が並列運転する際の平均電流が算出できるようにすることにある。【解決手段】２つの出力変流器に別個の補助変流器を介して信号変換器を備える。各信号変換器に並列に第１開閉器を介して他の無停電電源装置の同じ回路を接続する。一方の信号変換器には第２開閉器を挿入する。各第１開閉器のオンで、並列中の無停電電源装置１台当たりの平均電流を算出できる。この平均電流算出回路は別個に２回路あるから、電流指令値となる平均電流の相互チェックができる。第２開閉器はスタンバイしている無停電電源装置に連動するから、複数の直送給電回路で給電中にスタンバイしている無停電電源装置に切り換わる前に、無停電電源装置の平均電流が分かるから、切り換え時に過電流になか否かが事前に判明できる。【選択図】　　　　図１
2004072928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直送給電回路の出力側に備えた直送用開閉器と、無停電電源装置の出力側に備えた出力用開閉器とを結合し、この結合点と母線との間に保守用開閉器を設けて直送切り換え回路バックアップ方式無停電電源装置を構成し、これの複数組を母線に接続することで構成される無停電電源装置の並列運転装置において、
前記出力用開閉器の回路の電流を検出する出力変流器と、
該出力変流器の二次巻線に直接または補助変流器を介して接続してその入力信号を所望のレベルの信号に変換する第１信号変換器と、
前記保守用開閉器の回路の電流を検出する第１変流器と第２変流器と、
該第１変流器の二次巻線に接続して、前記出力用開閉器と前記保守用開閉器の両者がオンで且つ前記無停電電源装置が運転状態のときにオンとなる第１スイッチと、
該第１スイッチの出力側と、他の各無停電電源装置に属するそれぞれの第１スイッチの出力側とを接続する第１スイッチ接続線と、
前記第１変流器の二次巻線に抵抗を介して接続する第１補助変流器と、
該第１補助変流器の二次巻線に接続してその入力信号を所望のレベルの信号に変換する第２信号変換器と、
前記第２変流器の二次巻線に接続して、前記直送用開閉器または前記出力用開閉器のいずれかがオンで且つ前記保守用開閉器がオンのときにオンとなる第２スイッチと、
該第２スイッチの出力側と、他の各無停電電源装置に属するそれぞれの第２スイッチの出力側とを接続する第２スイッチ接続線と、
この第２変流器の二次巻線に接続して、前記無停電電源装置が運転状態のときにオンとなる第３スイッチと、
該第３スイッチの出力側に、抵抗を介して接続する第２補助変流器と、
該第２補助変流器の二次巻線に接続してその入力信号を所望のレベルの信号に変換する第２信号変換器と、
前記第２変流器の二次巻線に接続して、この二次巻線の電圧が所定値を越えると導通して当該二次巻線を短絡する半導体素子と、
を備えることを特徴とする無停電電源装置の並列運転電流検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無停電電源装置の並列運転電流検出装置において、
前記保守用開閉器の回路の電流を検出する第１変流器と第２変流器は、当該保守用開閉器の回路に設けた主変流器の二次巻線に接続することを特徴とする無停電電源装置の並列運転電流検出装置。
【請求項３】
直送切り換え回路バックアップ方式無停電電源装置の直送給電回路と無停電電源装置の出力回路とを結合した回路に第１変流器を設置し、
並列運転中の各無停電電源装置のそれぞれに属する各第１変流器の二次巻線同士を第１スイッチ接続線で接続すると共に、各第１変流器の二次巻線のそれぞれに抵抗を介して第１補助変流器を接続し、
該第１補助変流器の二次巻線のそれぞれに別個に接続した第２信号変換器から、並列運転中の無停電電源装置１台当たりの電流目標値となる平均出力電流信号を検出することを特徴とする無停電電源装置の並列運転電流検出方法。
【請求項４】
直送切り換え回路バックアップ方式無停電電源装置の直送給電回路と無停電電源装置の出力回路とを結合した回路に第２変流器を設置し、
並列運転中の各無停電電源装置のそれぞれに属する各第２変流器の二次巻線同士を第２スイッチ接続線で接続すると共に、並列運転中の各無停電電源装置に属する前記第２変流器の二次巻線のそれぞれに抵抗を介して第２補助変流器を接続し、
該第２補助変流器の二次巻線のそれぞれに別個に接続した第３信号変換器から、前記第２信号変換器の出力信号と比較するべき並列運転中の無停電電源装置１台当たりの平均出力電流信号を検出することを特徴とする無停電電源装置の並列運転電流検出方法。
【請求項５】
直送切り換え回路バックアップ方式無停電電源装置の直送給電回路と無停電電源装置の出力回路とを結合した回路に第２変流器を設置し、
並列運転中の各直送給電回路のそれぞれに属する各第２変流器の二次巻線同士を第２スイッチ接続線で接続すると共に、動作中の各無停電電源装置に属する第２変流器の二次巻線のそれぞれに抵抗を介して第２補助変流器を接続し、
該第２補助変流器の二次巻線のそれぞれに別個に接続した第３信号変換器から、直送給電回路から無停電電源装置へ切り換わったときに並列運転となるべき台数の無停電電源装置１台当たりの平均出力電流信号を検出することを特徴とする無停電電源装置の並列運転電流検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、直送給電回路または無停電電源装置が並列運転する際に必要とする電流を検出する装置と、その電流検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の無停電電源装置を並列運転する場合に、各無停電電源装置がその出力電流を均等に分担する必要があることは周知である。そのために、並列運転中の各無停電電源装置の出力電流を別個に計測し、これらを合計し、この合計値を運転台数で割り算する手順の計算回路を設ける。また、並列運転中に故障などで無停電電源装置の運転台数が変化すれば、運転を継続している無停電電源装置の分担電流も変化するが、分担電流の計算がこのような状況の変化に速やかに対応できるようにしておく必要もある。更に、このようにして得られた平均電流値を目標値にして、各無停電電源装置はその出力電流を目標値に一致させるべく制御をするのであるから、この平均電流値は正しくなければならない。
【０００３】
図４は直送切り換え回路バックアップ方式無停電電源装置の電流検出の従来例を示した回路図である。図示のように、無停電電源装置２と直送給電回路３とは無瞬断切り換え装置４を介して並列に接続されていて、保守用開閉器７を介して母線１に接続される。この母線１には、図示は省略しているが、同じ構成の無停電電源装置を複数接続することで、並列運転を行う。
【０００４】
無瞬断切り換え装置４は交流スイッチ４Ａと直送用開閉器４Ｂと出力用開閉器４Ｃで構成されていて、通常は交流スイッチ４Ａと直送用開閉器４Ｂはオフで出力用開閉器４Ｃをオンにすることで、無停電電源装置２が保守用開閉器７を介して母線１へ交流電力を供給するのであるが、このときの無停電電源装置２の出力と直送給電回路３の出力は同期状態を維持しているから、無停電電源装置２が故障したり過電流になれば、即座に交流スイッチ４Ａをオンにして、母線１への交流電力の供給を、無瞬断で且つショックを生じることなしで、無停電電源装置２から直送給電回路３へ切り換えることができる。直送給電回路３の給電中は無停電電源装置２が直送給電回路３ど同期した電圧を発生してスタンバイしており、切り換え指令に従って直送給電回路３から無停電電源装置２への電力の切り換えが無瞬断でなされる。
【０００５】
複数の無停電電源装置２が並列運転しているとき、各無停電電源装置２の出力電流を均等化する必要がある。そこで保守用開閉器７の回路に設けた主変流器６が検出する電流を、他の無停電電源装置の主変流器６が検出する電流と共に電流加算器４１へ入力してこれらの合計電流を計算する。一方で出力用開閉器４Ｃのオン信号を他の無停電電源装置の出力用開閉器４Ｃのオン信号と共に運転台数カウンタ４２へ入力することで、並列運転中の無停電電源装置の台数を求める。除算器４３は合計電流値を運転台数で除算することで１台当たりの平均電流を計算する。制御装置８はこの平均電流を指令値にして、出力変流器５が検出する当該無停電電源装置２の出力電流をこの平均電流に一致させる制御を行う。並列運転中の各無停電電源装置は、すべてがこの平均電流を指令値にした制御を行うから、全無停電電源装置を同一出力電流で運転させることができる。
【０００６】
また、図示は省略しているけれども、直送給電回路３で給電しているときの合計電流を電流加算器４１で知ることができるし、直送用開閉器４Ｂがオンしている台数から、自動または手動で直送給電回路の１回路当たりの平均電流を知ることもできる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図４に図示の従来例回路において、無停電電源装置の並列運転中は除算器４３が各無停電電源装置へ電流指令値を与えるのであるが、平均電流を算出する各回路が誤動作して正しい電流指令値が得られないと、すべての無停電電源装置が制御不能状態に陥る危険があるが、それにもかかわらず、算出した電流指令値が正しいか否かを確認できない不具合を生じる。
【０００８】
また、例えば３回路並列で給電中の直送給電回路の１回路当たりの出力電流が１００Ａであって、スタンバイしている無停電電源装置の１台当たりの電流容量が１２０Ａであるとすると、３回路並列の直送給電回路から３台並列の無停電電源装置へ切り換わるときは全く問題無いが、故障などのためにスタンバイしている無停電電源装置が２台しかない場合は、１台が１５０Ａの電流を分担することになって過電流になるから、再び直送給電回路からの給電に戻ってしまう不具合を生じる。すなわち従来設備では、並列運転中の無停電電源装置の一台当たりの平均電流の算出はできても、直送給電回路の１回路あたりの平均電流の算出や、スタンバイ状態にある無停電電源装置が並列運転したならば分担することになるであろう１台当たりの平均電流を予測できない不具合があった。
【０００９】
そこでこの発明の目的は、並列運転中の無停電電源装置の電流指令値となる平均電流を二重に算出して相互チェックを可能にすると共に、直送給電回路の平均電流と、スタンパイ状態にある無停電電源装置が並列運転する際の平均電流が算出できるようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、この発明の無停電電源装置の並列運転電流検出装置とその電流検出方法は、
直送給電回路の出力側に備えた直送用開閉器と、無停電電源装置の出力側に備えた出力用開閉器とを結合し、この結合点と母線との間に保守用開閉器を設けて直送切り換え回路バックアップ方式無停電電源装置を構成し、これの複数組を母線に接続することで構成される無停電電源装置の並列運転装置において、
前記出力用開閉器の回路の電流を検出する出力変流器と、該出力変流器の二次巻線に直接または補助変流器を介して接続してその入力信号を所望のレベルの信号に変換する第１信号変換器と、前記保守用開閉器の回路の電流を検出する第１変流器と第２変流器と、該第１変流器の二次巻線に接続して、前記出力用開閉器と前記保守用開閉器の両者がオンで且つ前記無停電電源装置が運転状態のときにオンとなる第１スイッチと、該第１スイッチの出力側と、他の各無停電電源装置に属するそれぞれの第１スイッチの出力側とを接続する第１スイッチ接続線と、前記第１変流器の二次巻線に抵抗を介して接続する第１補助変流器と、該第１補助変流器の二次巻線に接続してその入力信号を所望のレベルの信号に変換する第２信号変換器と、前記第２変流器の二次巻線に接続して、前記直送用開閉器または前記出力用開閉器のいずれかがオンで且つ前記保守用開閉器がオンのときにオンとなる第２スイッチと、該第２スイッチの出力側と、他の各無停電電源装置に属するそれぞれの第２スイッチの出力側とを接続する第２スイッチ接続線と、この第２変流器の二次巻線に接続して、前記無停電電源装置が運転状態のときにオンとなる第３スイッチと、該第３スイッチの出力側に、抵抗を介して接続する第２補助変流器と、該第２補助変流器の二次巻線に接続してその入力信号を所望のレベルの信号に変換する第２信号変換器と、前記第２変流器の二次巻線に接続して、この二次巻線の電圧が所定値を越えると導通して当該二次巻線を短絡する半導体素子と、を備える。
【００１１】
並列運転中の無停電電源装置１台当たりの電流目標値となる平均出力電流信号は、直送切り換え回路バックアップ方式無停電電源装置の直送給電回路と無停電電源装置の出力回路とを結合した回路に第１変流器を設置し、並列運転中の各無停電電源装置のそれぞれに属する各第１変流器の二次巻線同士を第１スイッチ接続線で接続すると共に、各第１変流器の二次巻線のそれぞれに抵抗を介して第１補助変流器を接続し、該第１補助変流器の二次巻線のそれぞれに別個に接続した第２信号変換器から検出する。
【００１２】
前記第２信号変換器の出力信号と比較するべき並列運転中の無停電電源装置１台当たりの平均出力電流信号は、直送切り換え回路バックアップ方式無停電電源装置の直送給電回路と無停電電源装置の出力回路とを結合した回路に第２変流器を設置し、並列運転中の各無停電電源装置のそれぞれに属する各第２変流器の二次巻線同士を第２スイッチ接続線で接続すると共に、並列運転中の各無停電電源装置に属する前記第２変流器の二次巻線のそれぞれに抵抗を介して第２補助変流器を接続し、該第２補助変流器の二次巻線のそれぞれに別個に接続した第３信号変換器から検出する。
【００１３】
直送給電回路から無停電電源装置へ切り換わったときに並列運転となるべき台数の無停電電源装置１台当たりの平均出力電流信号は、直送切り換え回路バックアップ方式無停電電源装置の直送給電回路と無停電電源装置の出力回路とを結合した回路に第２変流器を設置し、並列運転中の各直送給電回路のそれぞれに属する各第２変流器の二次巻線同士を第２スイッチ接続線で接続すると共に、動作中の各無停電電源装置に属する第２変流器の二次巻線のそれぞれに抵抗を介して第２補助変流器を接続し、該第２補助変流器の二次巻線のそれぞれに別個に接続した第３信号変換器から検出する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１実施例を表した回路図であるが、この第１実施例回路に記載している主回路部分である母線１，無停電電源装置２，直送給電回路３，無瞬断切り換え装置４，出力変流器５，主変流器６および保守用開閉器７の名称・用途・機能は、図４で既述の従来例回路と同じであるから、同じ部分の説明は省略する。
【００１５】
この第１実施例回路では、主変流器６の二次巻線に第１変流器１１と第２変流器２１を設置しているが、これら第１変流器１１と第２変流器２１の代わりに主変流器６と同種の変流器を保守用開閉器７の回路に挿入しても同じである。この第１変流器１１の二次巻線には抵抗１５を介して第１補助変流器１６を設置するが、この第１補助変流器１６の二次巻線には信号変換器としての第１電流電圧変換器１７を接続する。さらに第１変流器１１の二次巻線には第１スイッチ１２を設け、この第１スイッチ１２の出力側に接続した第１スイッチ接続線１３が、他の無停電電源装置に設けている第１スイッチ１２の出力側に接続されている。ここで第１スイッチ１２は、出力用開閉器４Ｃと保守用開閉器７とがオンで且つ無停電電源装置２が動作中のときにオンとなる。第１スイッチ１２がオンすると、第１電流電圧変換器１７には並列運転中の無停電電源装置の出力電流の１台当たりの平均値が現れる。また出力用開閉器４Ｃの二次巻線に設けた出力補助変流器３１の二次巻線に第３電流電圧変換器３２を接続すると無停電電源装置２の出力電流を検出できる。よって制御装置８において、第１補助変流器１６の出力（無停電電源装置の平均電流）を指令値にして、第３電流電圧変換器３２の出力だある無停電電源装置２の出力電流を指令値に一致させる制御が行える。
【００１６】
なお第１スイッチ１２をオフにすれば、保守用開閉器７の回路の電流を検出できる。
主変流器６の二次巻線に設けた第２変流器２１の二次巻線には、第３スイッチ２４と抵抗２５を介して第２補助変流器２６が設置されており、この第２補助変流器２６の二次巻線には信号変換器としての第２電圧電流変換器２７を接続している。更に第２変流器２１の二次巻線には第２スイッチ２２を設け、この第２スイッチ２２の出力側に接続した第２スイッチ接続線２３が、他の無停電電源装置に設けている第２スイッチ２２の出力側に接続されている。よって第２スイッチ２２と第３スイッチ２４をオンにすれば、前述と同様に第２電圧電流変換器２７は並列運転中の無停電電源装置の１台当たりの平均電流を検出するから、第２電圧電流変換器２７の出力と第１電流電圧変換器１７の出力とを比較し、両者に差異があれば、いずれかの回路に異常ありと判定できる。すなわち電流指令値が正しいか否かを知ることができる。
【００１７】
第２スイッチ２２は、直送用開閉器４Ｂまたは出力用開閉器４Ｃの何れかがオンで、且つ保守用開閉器７がオンのときにオンする。また第３スイッチ２４は、無停電電源装置２が動作中（動作中とは出力用開閉器４Ｃをオンにすれば電力を供給できる状態）のときにオンとなる。従って、例えば各直送給電回路が電力供給中ならば、第２電圧電流変換器２７が検出する電流は、動作中の無停電電源装置の台数に対応した１台当たりの平均電流である。すなわち直送給電回路の３回路が運転中で、これを無停電電源装置へ切り換えたときに、運転できるのが２台の無停電電源装置であるならば、直送給電回路の３回路分の電流を２台の無停電電源装置で受け持つときの１台当たりの電流を検出する。よって無停電電源装置に故障機があるときに、過電流になるか否かを判断できる。
【００１８】
図２は本発明の第２実施例を表した回路図であって、平均電流を検出する回路であるが、この図２は２台の無停電電源装置の平均電流を検出する場合である。この図２において、中央より左側が１号機で、右側が２号機であるとする。１号機のみが単独で運転しているときは、スイッチ３４はオンするがスイッチ３９はオフであるから、接続線３０には電流は流れない。このとき定電流源３１（図１の第１変流器１１に対応）の出力は、補助変変流器３２を介して信号変換器３３で表示される。
【００１９】
ここで２号機も運転するとスイッチ３９もオンするから、定電流源３１の出力と定電流源３６の出力に差異があっても、接続線３０にはこの差を解消する方向の電流が流れ、信号変換器３３と３８は、定電流源３１と定電流源３６の出力を平均した値を表示する。
図３は図１の電流検出部を複線で示して本発明の第３実施例を表した回路図であるが、各符号とその名称・用途・機能は、図１と同じであるから、これらの説明は省略しその動作の説明を行う。
【００２０】
無停電電源装置が運転中は第１スイッチ１２はオンであるが、他機と並列運転流していなければ、第１スイッチ接続線１３は他機とつながらないから、第１電流電圧変換器１７は自機の出力電流が表示される。また他機と並列運転していれば、図２で既述の動作で平均電流が得られるから、この平均電流を自機の出力電流の目標値にして、自機の出力電流を制御する。更に直送給電回路で運転中ならば第１スイッチ１２はオフとなるから、自己の直送給電回路の電流が第１電流電圧変換器１７から得られる。
【００２１】
更に、無停電電源装置が運転中で他機と並列運転中ならば第２スイッチ２２と第３スイッチ２４が共にオンであるから、第２電圧電流変換器２７は並列運転中の無停電電源装置の平均電流を計測する。これのとき第１電流電圧変換器１７も平均電流を計測するから両者は同じ値であるが、もしも値が異なるときはなんらかの以上が発生して、電流指令値が正しくない恐れがあると判断できる。
【００２２】
また複数の直送給電回路が電力を送出中にスタンバイして、いつでも電力を送出できる状態にある無停電電源装置のみが第３スイッチ２４をオンにするから、例えば直送給電回路が３回路でそれぞれが１００Ａを出力している場合でも、スタンバイしている無停電電源装置が２台ならば、１００Ａ×３÷２＝１５０Ａなる計算を行って、３回路の直送給電回路から２台の無停電電源装置に切り換わったときに、無停電電源装置の１台分の電流値を第２電圧電流変換器２７が表示する。よって直送給電回路から無停電電源装置へ切り換わったときに、無停電電源装置が過電流になる恐れの有無を、予め知ることができる。
【００２３】
【発明の効果】
直送切り換え回路バックアップ方式無停電電源装置の複数組を並列運転する場合に、本発明では無停電電源装置の電流目標値となる１台当たりの平均電流を別個の回路で算出するから、両者を比較することで電流指令値に異常があるか否かを判断できる多幸かが得られる。また、直送給電回路の運転回路数よりもスタンバイしている無停電電源装置の台数が少ない場合は、直送給電回路から無停電電源装置へ切り換えた場合に無停電電源装置が過電流になる恐れがあるが、本発明では無停電電源装置の１台分画分担すべき電流を予め知ることができるように回路を構成しているので、無停電電源装置側へ切り換えた途端に無停電電源装置が過電流になって、再び直送給電回路へ切り換わってしまうような不具合を未然に防止できる効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を表した回路図
【図２】本発明の第２実施例を表した回路図
【図３】図１の電流検出部を複線で示して本発明の第３実施例を表した回路図
【図４】直送切り換え回路バックアップ方式無停電電源装置の電流検出の従来例を示した回路図
【符号の説明】
１　　　　母線
２　　　　無停電電源装置
３　　　　直送給電回路
４　　　　無瞬断切り換え装置
４Ａ　　　交流スイッチ
４Ｂ　　　直送用開閉器
４Ｃ　　　出力用開閉器
５　　　　出力変流器
６　　　　主変流器
７　　　　保守用開閉器
８　　　　制御装置
１１　　　　第１変流器
１２　　　　第１スイッチ
１３　　　　第１スイッチ接続線
１６　　　　第１補助変流器
１７　　　　第１電流電圧変換器
２１　　　　第２変流器
２２　　　　第２スイッチ
２３　　　　第２スイッチ接続線
２４　　　　第３スイッチ
２６　　　　第２補助変流器
２７　　　　第２電圧電流変換器
２８　　　　短絡ダイオード
３１　　　　出力補助変流器
３２　　　　第３電流電圧変換器
４１　　　　電流加算器
４２　　　　運転台数カウンタ
４３　　　　除算器
【図１】
2004072928.tif 000003
【図２】
2004072928.tif 000004
【図３】
2004072928.tif 000005
【図４】
2004072928.tif 000006