(57)【要約】【課題】点検や故障で無停電電源装置や直送給電回路の運転数が減少して冗長度が低下しても、過電流で装置がトリップするのを阻止できるようにすることにある。【解決手段】無停電電源装置の１台または複数台が冗長性を失った状態で運転中に過電流になると、その無停電電源装置の交流出力を直送給電回路の交流出力へ無瞬断で切り換え、更にこれが過電流になって所定間経過後に負荷３の一部を保守バイパス回路４１へ移す。またはこのときに、母線用無瞬断切り換え装置６２が交流出力を、母線１から母線用直送給電回路６１へ移す。または重要負荷７を接続した第１母線５と、非重要負荷８を接続した第２母線６に各無停電電源装置の交流出力を接続しておき、前述の状態になったときに、第１母線用無瞬断切り換え装置７２が交流出力を第１母線５から第１母線用直送給電回路７１へ移すか、あるいは第２母線用無瞬断切り換え装置７４が交流出力を第２母線６から第２母線用直送給電回路７３へ移す。【選択図】　　　　図４
2004056918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無停電電源装置の交流出力と直送給電回路の交流出力とを無瞬断で相互に切り換えできる無瞬断切り換え装置を備えた無停電電源装置の複数組を母線に接続して負荷へ交流電力を供給する無停電電源装置の並列冗長運転方法において、
前記母線に保守バイパス開閉器を介して交流電源を接続し、
前記無停電電源装置の１台または複数台が冗長性を失った状態で運転中に、この運転中の無停電電源装置が過電流状態になれば、当該過電流状態の無停電電源装置の交流出力を、それに付属の直送給電回路の交流出力へ無瞬断で切り換え、更にこの直送給電回路が過電流状態になれば、一定時間経過後に前記保守バイパス開閉器を閉路することを特徴とする無停電電源装置の並列冗長運転方法。
【請求項２】
無停電電源装置の交流出力と直送給電回路の交流出力とを無瞬断で相互に切り換えできる無瞬断切り換え装置を備えた無停電電源装置の複数組を母線に接続して負荷へ交流電力を供給する無停電電源装置の並列冗長運転方法において、
前記母線と負荷との間に、当該母線の交流出力と母線用直送給電回路の交流出力とを無瞬断で相互に切り換えできる母線用無瞬断切り換え装置を備え、
前記無停電電源装置の１台または複数台が冗長性を失った状態で運転中に、この運転中の無停電電源装置が過電流状態になれば、当該過電流状態の無停電電源装置の交流出力を、それに付属の直送給電回路の交流出力へ無瞬断で切り換え、更にこの直送給電回路が過電流状態になれば、前記母線用無瞬断切り換え装置が前記母線の交流出力を前記母線用直送給電回路の交流出力へ無瞬断で切り換えることを特徴とする無停電電源装置の並列冗長運転方法。
【請求項３】
無停電電源装置の交流出力と直送給電回路の交流出力とを無瞬断で相互に切り換えできる無瞬断切り換え装置を備えた無停電電源装置の複数組を母線に接続して負荷へ交流電力を供給する無停電電源装置の並列冗長運転方法において、
前記負荷を重要負荷と非重要負荷に分割し、
前記無瞬断切り換え装置を備えた各無停電電源装置のそれぞれを第１母線と第２母線とに接続し、
別途に敷設した第１母線用直送給電回路の交流出力とこの第１母線の交流出力とを、相互に無瞬断で切り換えて前記重要負荷へ供給する第１母線用無瞬断切り換え装置を備え、
別途に敷設した第２母線用直送給電回路の交流出力とこの第２母線の交流出力とを、相互に無瞬断で切り換えて前記非重要負荷へ供給する第２母線用無瞬断切り換え装置を備え、
前記無停電電源装置の１台または複数台が冗長性を失った状態で運転中に、この運転中の無停電電源装置が過電流状態になれば、当該過電流状態の無停電電源装置の交流出力を、それに付属の直送給電回路に無瞬断で切り換え、
更にこの直送給電回路が過電流状態になれば、前記第１母線用無瞬断切り換え装置と第２母線用無瞬断切り換え装置の両者あるいはいずれか一方が、前記第１か第２母線の交流出力を前記第１か第２母線用直送給電回路の交流出力へ無瞬断で切り換えることを特徴とする無停電電源装置の並列冗長運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冗長性を失った状態で運転している無停電電源装置が過電流状態になっても運転を継続できる無停電電源装置の並列冗長運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は３台の無停電電源装置で並列冗長システムを構成した場合の従来例を示した主回路接続図であって、特開２０００−２０１４４０号公報と同じ構成である。但し前記の公報は２台並列の場合を図示しているが、本図は３台並列である点が異なっている。
【０００３】
この従来例回路において、１号無停電電源装置１０は交流を直流に変換する電源側変換器と，直流を交流に変換する負荷側変換器と，これら両変換器の直流側同士を結合している直流中間回路に接続したバッテリーとで構成していて、この１号無停電電源装置１０が出力する交流は、１号直送給電回路１１の交流出力と同期した状態での運転となる。これら両者の交流出力は、１号無瞬断切り換え装置１２により無瞬断で切り換えることができる。この１号無瞬断切り換え装置１２は、１号保守スイッチ１３を介して母線１に接続される。２号無停電電源装置２０，２号直送給電回路２１，２号無瞬断切り換え装置２２，２号保守スイッチ２３と、３号無停電電源装置３０，３号直送給電回路３１，３号無瞬断切り換え装置３２，３号保守スイッチ３３も、前述した１号各機器と同じ構成であって、その機能と用途も同じである。また母線１には負荷スイッチ２を介して負荷３を接続している。
【０００４】
図５に図示の従来例回路の動作は例えば次の通りである。すなわち、並列運転中の無停電電源装置に故障が発生すると、この故障機に属する無瞬断切り換え装置の切り換え動作がロックされるから、故障機は直送給電回路へ切り換えられることなくそのまま停止し、健全機のみで給電を継続する。このように故障機の直送給電回路をロックすることで、直送給電回路と無停電電源装置とが並列運転になるのを阻止している。また、並列運転中の無停電電源装置が過電流になると、運転中の全ての無停電電源装置の無瞬断切り換え装置が動作して、負荷へは直送給電回路が交流電力を供給することになるが、直送給電回路での運転中に過電流状態が解消されれば、再び各無停電電源装置が電力を供給するように切り換えがなされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図５の従来例回路で、例えば各無停電電源装置の出力はそれぞれが１００で、負荷３の容量が９０だとすると、１台の無停電電源装置で負荷３の電力を十分に賄えるのに３台の無停電電源装置を設置するのであるから、この設備の冗長度は極めて大である。ここで例えば１号無停電電源装置１０が点検手入れのために休止しており、２号無停電電源装置２０と３号無停電電源装置３０との並列運転で負荷３へ電力を供給しているときに、なんらかの原因で２号無停電電源装置２０が故障すると、前述した動作により２号無停電電源装置２０から２号直送給電回路２１への切り換えはロックされ、そのまま停止となる。よって３号無停電電源装置３０は単独で負荷３へ電力を供給する。ここで負荷３が変動して３号無停電電源装置３０が過電流になると、３号無瞬断切り換え装置３２が動作して３号直送給電回路３１へ切り換わる。
【０００６】
直送給電回路の容量は無停電電源装置と同等の容量ににするのが一般的であるから、負荷３の過電流状態が継続すれば、３号直送給電回路３１も同程度の過電流状態となる。このとき２号直送給電回路２１は前述した理由でロックされたままであるから、結局過電流のために当該装置全体がトリップするに至る。すなわち大きな冗長度を備えた設備であるにもかかわらず、無停電で電力供給を継続するという責務を果たすことが出来ない不具合を生じてしまう。
【０００７】
そこでこの発明の目的は、点検や故障で無停電電源装置や直送給電回路の運転数が減少して冗長度が低下しても、過電流で装置がトリップするのを阻止できるようにすることにある。
【０００８】
【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冗長運転方法は、
無停電電源装置の交流出力と直送給電回路の交流出力とを無瞬断で相互に切り換えできる無瞬断切り換え装置を備えた無停電電源装置の複数組を母線に接続して負荷へ交流電力を供給する無停電電源装置の並列冗長運転方法において、
前記母線に保守バイパス開閉器を介して交流電源を接続し、前記無停電電源装置の１台または複数台が冗長性を失った状態で運転中に、この運転中の無停電電源装置が過電流状態になれば、当該過電流状態の無停電電源装置の交流出力を、それに付属の直送給電回路の交流出力へ無瞬断で切り換え、更にこの直送給電回路が過電流状態になれば、一定時間経過後に前記保守バイパス開閉器を閉路する。
【０００９】
または、前記母線と負荷との間に、当該母線の交流出力と母線用直送給電回路の交流出力とを無瞬断で相互に切り換えできる母線用無瞬断切り換え装置を備え、前記無停電電源装置の１台または複数台が冗長性を失った状態で運転中に、この運転中の無停電電源装置が過電流状態になれば、当該過電流状態の無停電電源装置の交流出力を、それに付属の直送給電回路の交流出力へ無瞬断で切り換え、更にこの直送給電回路が過電流状態になれば、前記母線用無瞬断切り換え装置が前記母線の交流出力を前記母線用直送給電回路の交流出力へ無瞬断で切り換える。
【００１０】
または、前記負荷を重要負荷と非重要負荷に分割し、前記無瞬断切り換え装置を備えた各無停電電源装置のそれぞれを第１母線と第２母線とに接続し、第１母線用直送給電回路の交流出力とこの第１母線の交流出力とを、相互に無瞬断で切り換えて前記重要負荷へ供給する第１母線用無瞬断切り換え装置を備え、第２母線用直送給電回路の交流出力とこの第２母線の交流出力とを、相互に無瞬断で切り換えて前記非重要負荷へ供給する第２母線用無瞬断切り換え装置を備え、この第１母線と重要負荷との間に、当該第１母線の交流出力と第１母線用直送給電回路の交流出力とを無瞬断で相互に切り換えできる第１母線用無瞬断切り換え装置を備え、前記第２母線と非重要負荷との間に、当該第２母線の交流出力と第２母線用直送給電回路の交流出力とを無瞬断で相互に切り換えできる第２母線用無瞬断切り換え装置を備え、前記無停電電源装置の１台または複数台が冗長性を失った状態で運転中に、この運転中の無停電電源装置が過電流状態になれば、当該過電流状態の無停電電源装置の交流出力を、それに付属の直送給電回路に無瞬断で切り換え、更にこの直送給電回路が過電流状態になれば、前記第１母線用無瞬断切り換え装置と第２母線用無瞬断切り換え装置の両者あるいはいずれか一方が、前記第１か第２母線の交流出力を前記第１か第２母線用直送給電回路の交流出力へ無瞬断で切り換える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１実施例を表した主回路接続図であるが、この第１実施例回路は、図５で既述の従来例に保守バイパス回路４１と保守バイパススイッチ４２を付加した構成である。これらの付加部分は、装置全体を停止して保守・点検をしなければならないが、負荷３への電力供給は中断できないような場合に備えたものである。これらの付加部分を除いた各部の名称・用途・機能は、図５に図示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。
【００１２】
図２は図１に図示の第１実施例回路の動作を表したフローチャートである。なおこのフローチャートでは無停電電源装置をＵＰＳと略記している。このフローチャートにおいて、１号無停電電源装置１０が保守のため休止（処理５１）していて、２号無停電電源装置２０と３号無停電電源装置３０の並列運転で負荷３へ電力を供給中（処理５２）中に２号無停電電源装置２０が故障して停止（処理５３）すると、２号無瞬断切り換え装置２２はその動作をロック（処理５４）するから、２号無停電電源装置２０が２号直送給電回路２１へ切り換えられることはなく、３号無停電電源装置３０の単独運転（処理５５）で負荷３へ電力の供給を続ける。３号無停電電源装置３０が単独運転中に過電流状態（判断４５）になると、３号無瞬断切り換え装置３２が動作して３号無停電電源装置３０の交流出力は無瞬断で３号直送給電回路３１へ切り換えられ、負荷３への電力が中断するのを回避できる。ここまでの破線で囲んだ部分は、図５で既述の従来例回路の動作と同じである。
【００１３】
３号直送給電回路３１が負荷３へ電力を供給中でも、過電流になる恐れがある。そこで３号直送給電回路３１の過電流状態を監視（判断４６）し、過電流が解消されたと判定すれば負荷３への電力は再び３号無停電電源装置３０が供給（処理５８）するように、３号無瞬断切り換え装置３２が動作する。しかし過電流状態が一定時間継続（判断４６，４７）するならば、保守バイパススイッチ４２をオン（処理５７）にして、保守バイパス回路４１が負荷３の電流を分担することにより、３号直送給電回路３１の過電流は解消される。ところで保守バイパススイッチ４２のオンは手動操作であってもよいし、一定時間経過後に自動的にオンとなる構成であってもよい。
【００１４】
図３は本発明の第２実施例を表した主回路接続図であるが、この第２実施例回路は、図５で既述の従来例に母線用直送給電回路６１と、負荷３への電力供給をこの母線用直送給電回路６１または母線１のいずれかから無瞬断で切り換えることができる母線用無瞬断切り換え装置６２を付加した構成であって、これらの付加部分を除いた各部の名称・用途・機能は、図５に図示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】
図示の装置は、例えば前述した従来例あるいは第１実施例と同様な条件で運転中であるとする。単独運転中の３号無停電電源装置３０が過電流になって３号直送給電回路３１に切り換わるが、この３号直送給電回路３１も過電流になれば母線用無瞬断切り換え装置６２が動作し、負荷３へは母線用直送給電回路６１が電力を供給する。この第２実施例では母線用直送給電回路６１が電力供給中に過電流状態が解消になれば、自動的に元の状態，すなわち３号無停電電源装置３０の単独運転状態まで戻ることができる。
【００１６】
図４は本発明の第３実施例を表した主回路接続図であるが、この第３実施例回路が図３で既述の第２実施例回路と異なっている点は、母線１が分割されて第１母線５と第２母線６の二重母線になり、負荷３も分割されて重要負荷７は第１母線５に接続され、非重要負荷８は第２母線６に接続される。これに伴って１号無停電電源装置１０と第１母線５とは１号保守スイッチ７５Ａで接続し、１号無停電電源装置１０と第２母線６とは１号保守スイッチ７５Ｂで接続する。同様に２号無停電電源装置２０と３号無停電電源装置３０も、第１母線５とは２号保守スイッチ７６Ａと３号保守スイッチ７７Ａで接続し、第２母線６とは２号保守スイッチ７６Ｂと３号保守スイッチ７７Ｂで接続する。これら６個の保守スイッチは、装置の運転中は全てオンである。
【００１７】
更に第１母線用直送給電回路７１を設け、これと第１母線５とを無瞬断で切り換えができる第１母線用無瞬断切り換え装置７２を設置する。同様に第２母線用直送給電回路７３を設け、これと第２母線６とを無瞬断で切り換えができる第２母線用無瞬断切り換え装置７４を設置する。これらの変更・付加部分を除いた各部の名称・用途・機能は、図５に図示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。
【００１８】
図４に図示の第３実施例回路は、例えば前述した従来例あるいは第１実施例と同様な条件で運転中であるとする。単独運転中の３号無停電電源装置３０が過電流になると３号直送給電回路３１に切り換わるが、この３号直送給電回路３１も過電流になると、例えば第２母線用無瞬断切り換え装置７４を動作させることで非重要負荷８のみを第２母線用直送給電回路７３からの電力で運転し、重要負荷７はそのまま３号直送給電回路３１からの電力で運転を継続させることができる。この操作により３号直送給電回路３１の過電流が解消すれば、重要負荷７を３号無停電電源装置３０からの電力での運転に自動的に戻すことができる。なお、３号直送給電回路３１が過電流になったときに、非重要負荷８の代わりに重要負荷７を第１母線用直送給電回路７１からの給電に切り換えることも、両負荷を同時に第１母線用直送給電回路７１と第２母線用直送給電回路７３に切り換えることも、勿論可能である。
【００１９】
【発明の効果】
直送給電回路がそれぞれに付属している無停電電源装置の複数組を並列運転できるようにしておけば、十分な冗長性を確保できる。例えば無停電電源装置１台分に満たない容量の負荷に対して３台の無停電電源装置を備えた装置の冗長度は極めて高い。しかし従来はこのような構成であっても、事故が発生して無停電電源装置から切り換わった直送給電回路も過電流になって停止となる不具合を生じる恐れがあった。これに対して本発明は、直送給電回路が過電流になった場合に、母線に接続している保守用バイパス回路からの電力の供給で直送給電回路の過電流状態を解消できる効果が得られる。あるいは母線用直送給電回路と、この回路と母線とを無瞬断で切り換える母線用無瞬断切り換え装置を設けることで、無停電電源装置に付属する直送給電回路の過電流を解消できるし、過電流の解消後に電力供給を無停電電源装置に戻すことができる効果が得られる。更に、母線を２重化して一方の母線には重要負荷を接続し、他方の母線には非重要負荷を接続し、各母線に別個の母線用直送給電回路と母線用無瞬断切り換え装置を設ければ、無停電電源装置に付属の直送給電回路の過電流状態が解消したときに、重要負荷を優先して無停電電源装置に戻すことがて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実施例を表した主回路接続図
【図２】図１に図示の第１実施例回路の動作を表したフローチャート
【図３】本発明の第２実施例を表した主回路接続図
【図４】本発明の第３実施例を表した主回路接続図
【図５】３台の無停電電源装置で並列冗長システムを構成した場合の従来例を示した主回路接続図
【符号の説明】
５　　　　第１母線
６　　　　第２母線
７　　　　重要負荷
８　　　　非重要負荷
１０　　　　１号無停電電源装置
１１　　　　１号直送給電回路
１２　　　　１号無瞬断切り換え装置
１３　　　　１号保守スイッチ
２０　　　　２号無停電電源装置
２１　　　　２号直送給電回路
２２　　　　２号無瞬断切り換え装置
２３　　　　２号保守スイッチ
３０　　　　３号無停電電源装置
３１　　　　３号直送給電回路
３２　　　　３号無瞬断切り換え装置
３３　　　　３号保守スイッチ
４１　　　　保守バイパス回路
４２　　　　保守バイパススイッチ
６１　　　　母線用直送給電回路
６２　　　　母線用無瞬断切り換え装置
７１　　　　第１母線用直送給電回路
７２　　　　第１母線用無瞬断切り換え装置
７３　　　　第２母線用直送給電回路
７４　　　　第２母線用無瞬断切り換え装置
７５Ａ，Ｂ　１号保守スイッチ
７６Ａ，Ｂ　２号保守スイッチ
７７Ａ，Ｂ　３号保守スイッチ
【図１】
2004056918.tif 000003
【図２】
2004056918.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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