(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主入力端子およびバイパス入力端子と出力端子とを有し、主入力端子には交／直変換用のコンバータの交流端子を接続し、このコンバータの直流端子には直／交逆変換用のインバータの直流端子、及び蓄電池の充／放電用端子を接続し、このインバータの交流端子及び前記バイパス入力端子と前記出力端子との間には、前記インバータの交流端子側電路と前記バイパス用入力端子側電路とを無瞬断で選択切換する無瞬断切換器を設けた無停電電源装置と、
この無停電電源装置の前記バイパス入力端子の入力側に設けられた第１の遮断器と、前記出力端子と負荷側との間に設けられた第２の遮断器と、前記第１の遮断器の電源側端子と第２の遮断器の負荷側端子とを接続する保守バイパス電路に設けられた第３の遮断器とを有する保守バイパス盤と、
前記無停電電源装置または保守バイパス盤から負荷側への電路に流れる負荷電流を検出する電流検出器と、
前記第２の遮断器が投入状態または前記負荷電流なしが前記第３の遮断器の開放可能条件として設定され、前記第３の遮断器が投入状態または前記負荷電流なしが前記第２の遮断器の開放可能条件として設定され、前記第３の遮断器が投入状態または前記第２の遮断器が投入状態または前記負荷電流なしが前記第１の遮断器の開放可能条件として設定されたインターロック回路と
を備えたことを特徴とする無停電電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保守点検作業時における負荷の誤停止防止機能を有するに無停電電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無停電電源装置（ 以下 ＵＰＳ ）は、電源の保険に例えられるように、重要負荷設備の安定化電源として広く適用されている。このため、保守点検作業などの操作においても細心の注意が図られており、これらを改善するための特許提案もなされている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、ＵＰＳ自身が複雑な装置であるため、人為的な操作ミスなどにより負荷が誤停止してしまうケースも少なくない。
【特許文献１】特開平８−８４４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＵＰＳは前述のとおり、重要負荷設備に対し電源供給しているため、電源を供給しながら点検可能な運用モード（保守点検モード）がある。しかしながら、このモードでは、一部に点検不可能な箇所が残る。この部分の点検のためにはＵＰＳを完全停止する必要がある。この完全停止は、負荷側がすべて停止していることを条件に行われなければ成らないが、前述したように装置の複雑さから、負荷の一部が稼働中に誤ってＵＰＳ側を完全停止してしまうことがあり、負荷の異常停止を招いてしまうことがある。
【０００４】
本発明の目的は、負荷設備が稼働している場合には誤停止させないようインターロックを施した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】
【０００５】
本発明による無停電電源システムは、主入力端子およびバイパス入力端子と出力端子とを有し、主入力端子には交／直変換用のコンバータの交流端子を接続し、このコンバータの直流端子には直／交逆変換用のインバータの直流端子、及び蓄電池の充／放電用端子を接続し、このインバータの交流端子及び前記バイパス入力端子と前記出力端子との間には、前記インバータの交流端子側電路と前記バイパス用入力端子側電路とを無瞬断で選択切換する無瞬断切換器を設けた無停電電源装置と、この無停電電源装置の前記バイパス入力端子の入力側に設けられた第１の遮断器と、前記出力端子と負荷側との間に設けられた第２の遮断器と、前記第１の遮断器の電源側端子と第２の遮断器の負荷側端子とを接続する保守バイパス電路に設けられた第３の遮断器とを有する保守バイパス盤と、前記無停電電源装置または保守バイパス盤から負荷側への電路に流れる負荷電流を検出する電流検出器と、前記第２の遮断器が投入状態または前記負荷電流なしが前記第３の遮断器の開放可能条件として設定され、前記第３の遮断器が投入状態または前記負荷電流なしが前記第２の遮断器の開放可能条件として設定され、前記第３の遮断器が投入状態または前記第２の遮断器が投入状態または前記負荷電流なしが前記第１の遮断器の開放可能条件として設定されたインターロック回路とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ＵＰＳを完全停止させて点検する場合においては、負荷電流がないこと、すなわち、すべての負荷が停止していることを条件とするようにインターロックを構成したので、システム点検に伴う負荷運転中の誤停止を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明による無停電電源システムの一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【０００８】
図1は、この実施の形態を説明する回路図である。図１において、１１は無停電電源装置（以下、ＵＰＳと呼ぶ）であり、主入力端子１１ａ及びバイパス入力端子１１ｂと出力端子１１ｃとを有している。このＵＰＳ１１内部において、主入力端子１１ａには交／直変換用のコンバータ１２の交流端子を接続する。このコンバータ１２の直流側端子には直／交逆変換用のインバータ１３の直流端子、及び蓄電池１４の充／放電用端子を接続して主回路１１ｍを構成する。
【０００９】
一方、インバータ１３の交流端子及び前記バイパス入力端子１１ｂと出力端子１１ｃとの間には、無瞬断切換器１５が設けられている。この無瞬断切換器１５は、インバータ１３を含む主回路１１ｍ側の電路に設けた開閉器１５ａとバイパス用入力端子１１ｂに接続された故障時バイパス電路１１ｓに設けた開閉器１５ｂ及びこれと並列の双方向性サイリスタスイッチ１５ｃとを備え、これらを相互に切換え開閉することにより、主回路１１ｍと故障時バイパス電路１１ｓとを、無瞬断で選択切換する。
【００１０】
１７は保守バイパス盤であり、第１の遮断器１８と、第２の遮断器１９と、第３の遮断器２０とを有する。第１の遮断器１８は、無停電電源装置１１のバイパス入力端子１１ｂと図示しない交流電源との間に設けられる。また、第２の遮断器１９は、前記出力端子１１ｃと後述する負荷設備２２側との間に設けられる。さらに、第３の遮断器２０は、第１の遮断器１８の電源側端子（図示左側）と第２の遮断器１９の負荷設備２２側端子（図示右側）とを接続する保守バイパス電路１７ａに設けられている。
【００１１】
２３は電流検出器であり、前記負荷設備２２内に設けられ、無停電電源装置１１または保守バイパス盤１７から負荷側への電路２１に流れる負荷電流を検出する。負荷設備２２では、給電用の電路２１を、図示しない複数の負荷に分岐しており、各負荷用に電源開閉器２４を設けている
図２は、第１の遮断器１８、第２の遮断器１９、第３の遮断器２０に対するインターロック回路を示している。同図（ａ）は、第３の遮断器２０の開放条件を示している。第３の遮断器２０は、第２の遮断器１９が投入状態または負荷電流（電流検出器２３による検出電流）なしを条件として開放可能に条件設定されている。同図（ｂ）は、第２の遮断器１９の開放条件を示している。第２の遮断器１９は、第３の遮断器２０が投入状態または負荷電流なしを条件として開放可能に条件設定されている。同図（ｃ）は、第１の遮断器１８の開放条件を示している。第１の遮断器１８は、第３の遮断器２０が投入状態、または第２の遮断器１９が投入状態、または負荷電流なしを条件として開放可能に条件設定されている。
【００１２】
上記構成において、図１で示した無停電電源システムは、通常の給電時では、図３で示すように、第１の遮断器１８及び第２の遮断器１９が閉、第３の遮断器２０が開の状態に制御されている。この場合、図示しない交流電源（商用電源など）からの入力は、太線で示すように、ＵＳＰ１１の主回路１１ｍを構成するコンバータ１２で直流に変換され、その一部は蓄電池１４を充電し、他はインバータ１３により交流に逆変換され、開閉器１５ａ、第２の遮断器１９を経て給電用の電路２１に出力され、負荷設備２２の電源遮断器２４を経て図示しない負荷へ給電される。
【００１３】
交流電源で停電が発生すると、図４で示すように、ＵＰＳ１１内では、コンバータ１２からの直流電力が給電されなくなる。このとき、蓄電池１４は、それまで充電していた電力を放電する放電状態となり、インバータ１３を通して負荷側への給電を維持する。
【００１４】
ＵＰＳ１１内部で故障が発生した場合は、図５で示すように、無瞬断切換器１５が動作し、インバータ１３を含む主回路１１ｍに設けた開閉器１５ａを開くと共に、バイパス用入力端子１１ｂに接続された故障時バイパス電路１１ｓの開閉器１５ｂ及びこれと並列の双方向性サイリスタスイッチ１５ｃをオン制御して電路を切換え、ＵＰＳ１１の故障部分を経ずに、交流電源からの負荷側への給電を維持する。この切換え時、開閉器１５ａの開動作に伴い、双方向性サイリスタスイッチ１５ｃが高速でオン状態となる。この場合、両差の動作速度の差から瞬間的に並列状態となるので、開閉器１５ａの開動作に伴う電源断を生じることなく主回路１１ｍから故障時バイパス電路１１ｓに切換えられ、所謂、無瞬断切換が行われる。この後、比較的動作の遅い開閉器１５ｂが閉じるので、双方向性サイリスタスイッチ１５ｃをオフさせ、開閉器１５ｂから負荷側への給電を維持する。
【００１５】
ＵＰＳ１１を点検する場合は、図６で示すように、第３の遮断器２０を閉じると共に、第１の遮断器１８及び第２の遮断器１９を開き、負荷側への給電を、保守バイパス電路１７ａを通して維持しながらＵＰＳ１１を停止させ、点検を行う。すなわち、ＵＰＳ１１内部は無電圧状態となるため、安全に点検を行うことができる。
【００１６】
しかしながら、無停電電源システム全体で見た場合、例えば、第２の遮断器１９の負荷側には保守バイパス電路１７ａを通して交流電圧が印加されており、この第２の遮断器１９部分の点検を行うことは安全上困難である。このように、図６で示したＵＰＳ１１の停止状態でも、第２の遮断器１９部分、すなわち、ＵＰＳ１１の出口部分の点検が困難である。通常、ＵＰＳ１１の出口部分には、図示しないが多くの電子機器が設けられており、ＵＰＳ１１の停止時にこれらの部分も点検できることが好ましい。
【００１７】
そこで、第３の遮断器２０を開くようにすれば、第２の遮断器１９部分が無電圧状態になることとなり、これらの部分の点検が可能となる。ただし、第３の遮断器２０まで開くということは、負荷側への給電が全く行われなくなる完全停止となることであり、そのための条件としては、すべての負荷を正常に停止し、負荷設備２２に設けた電源開閉器２４がすべて開いた、負荷電流なしの状態にすることが絶対条件である。もし、あるシステムのサーバが負荷として稼働中に、誤ってシステムが完全停止され、給電されなくなると、サーバが異常停止してしまい、多くのデータが失われるなどシステムに与える影響は大きい。
【００１８】
一般に、前述した第２の遮断器１９部分を含めた無停電電源システム全体の点検を行う場合は、まず、図３で示した通常の給電状態から、図６で説明した点検モードへ移行させる。この場合、ＵＰＳ１１を停止は、稼働中の負荷への給電を維持した状態で行う。このため、第３の遮断器２０を閉じて保守バイパス電路１７ａから給電する。しかし、インバータ１３が運転中に、いきなり第３の遮断器２０を投入して保守バイパス電路１７ａを活かすと、第２の遮断器１９を開いたとしても、一時的に両電路は並列になるため、インバータ１３側電路と保守バイパス電路１７ａとのインピーダンスの違いにより横流が流れ、インバータ１３が過電流状態となってしまう。
【００１９】
そこで、インバータ１３が運転中に、いきなり第３の遮断器２０を投入せずに、まず、無瞬断切換器１５により、インバータ１３を含む主回路１１ｍからバイパス用入力端子１１ｂに接続された故障時バイパス電路１１ｓに高速で切換える。このとき無瞬断切換であるから、主回路１１ｍと故障時バイパス電路１１ｓとは一瞬並列になり、両者のインピーダンスの違いにより横流が流れようとする。しかし、並列となる時間はサイリスタスイッチ１５ｃの動作速度に依存した極めて短い、文字通り一瞬であるため、横流による影響は全く生じない。すなわち、インバータ１３が過電流とリップするようなことはない。
【００２０】
主回路１１ｍから故障時バイパス電路１１ｓに切換った後は、主回路１１ｍ側を停止制御すると共に、第３の遮断器２０を投入し、故障時バイパス電路１１ｓに対して保守バイパス電路１７ａを並列接続し、これら両電路から負荷側への給電を行う。この場合、故障時バイパス電路１１ｓと保守バイパス電路１７ａとにインピーダンスの差は殆どなく、この並列接続に伴い両者間に過大な横流が流れることはない。この後、任意のタイミングで第１の遮断器１８及び第２の遮断器１９を開き、負荷側への給電は保守バイパス電路１７ａにより維持する（図６の点検モードの状態）。
【００２１】
すなわち、第３の遮断器２０が閉じて負荷側への給電を維持した状態で、第１の遮断器１８及び第２の遮断器１９を開いてＵＰＳ１１を停止させ、その点検を可能とする。その後、ＵＰＳ１１自体の点検を行いながら、稼働中の負荷を順次停止する。すべての負荷が停止されると、それを確認のうえ、第３の遮断器２０を開き、第２の遮断器１９部分を含めた無停電電源システム全体の点検を可能としている。
【００２２】
このように、すべての負荷が停止したことを確認のうえ、第３の遮断器２０を開くようにしているが、点検作業者が不慣れな場合は、既にＵＰＳ１１自体が点検モードとなっていることから、すべての負荷の停止を確認することなく第３の遮断器２０を開操作してしまう惧れがある。このとき、１台でも負荷が運転中であれば、その負荷は異常停止することになり、前述したような問題が生じる。
【００２３】
そこで、負荷設備２２に設けた電流検出器２３により、負荷側への電路２１に流れる負荷電流の有無を検出し、負荷電流なしを条件として図２で示すインターロック回路を構成した。すなわち、システム条件として、負荷電流なしでなければ、言い換えればすべての負荷が停止していなければ、無停電電源システムの完全停止ができないようにインターロックを設定している。
【００２４】
図２（ａ）は第３の遮断器２０の開放条件を表している。この場合は、第３の遮断器２０が閉じていることが前提であり、第２の遮断器１９が投入状態であれば、前述した故障時バイパス電路１１ｓと保守バイパス電路１７ａとが並列接続された状態である。したがって、第３の遮断器２０を開放しても、故障時バイパス電路１１ｓからの給電が維持されるので、第３の遮断器２０は開放可能となる。
【００２５】
また、第２の遮断器１９が投入状態でなくても、すなわち、保守バイパス電路１７ａのみによる給電状態であっても、負荷電流なしであれば、すべての負荷が停止していることになるので、第３の遮断器２０を開放しても問題はなく、第３の遮断器２０は開放可能となる。
【００２６】
図２（ｂ）は第２の遮断器１９の開放条件を表している。この場合は、第２の遮断器１９が閉じていることが前提であり、第３の遮断器２０が投入状態であれば、やはり前述した故障時バイパス電路１１ｓと保守バイパス電路１７ａとが並列接続された状態であり、第２の遮断器１９を開放しても、保守バイパス電路１７ａからの給電が維持されるので、第２の遮断器１９は開放可能となる。
【００２７】
また、第３の遮断器２０が投入状態でなくても、すなわち、故障時バイパス電路１１ｓまたは主回路１１ｍからの給電状態であっても、負荷電流なしであれば、すべての負荷が停止していることになるので、第２の遮断器１９を開放しても問題はなく、第２の遮断器１９は開放可能となる。
【００２８】
図２（ｃ）は第１の遮断器１８の開放条件を表している。この場合は、第１の遮断器１８が閉じていることが前提であり、第３の遮断器２０が投入状態であれば、やはり前述した故障時バイパス電路１１ｓと保守バイパス電路１７ａとが並列接続された状態であり、第１の遮断器１８を開放しても、保守バイパス電路１７ａからの給電が維持されるので、第１の遮断器１９は開放可能となる。
【００２９】
また、第３の遮断器２０が投入状態でなくても、第２の遮断器１９が投入状態であれば、主回路１１ｍからの給電が維持されるので、第１の遮断器１９は開放可能となる。
【００３０】
さらに、第２の遮断器１９または第３の遮断器２０のいずれかが投入状態であっても、すなわち、保守バイパス電路１７ａまたは主回路１１ｍのいずれかから給電が行われていても、負荷電流なしであれば、すべての負荷が停止していることになるので、第１の遮断器１８を開放しても問題はなく、第１の遮断器１８は開放可能となる。
【００３１】
このように各遮断器１８，１９，２０の開放条件として、負荷電流がないこと、すなわち、すべての負荷が停止していることを条件とし、かつ、負荷電流がある場合、すなわち負荷が稼働中であれば、別の電路からの給電を条件としたインターロックを構成したことにより、システム点検に伴う負荷運転中の誤停止を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による無停電電源システムの一実施の形態を示す回路図である。
【図２】同上一実施の形態に用いるインターロック回路を示すロジック回路図である。
【図３】同上一実施の形態による無停電電源システムの通常給電状態を示す回路図である。
【図４】同上一実施の形態による無停電電源システムの停電時の給電状態を示す回路図である。
【図５】同上一実施の形態による無停電電源システムのＵＰＳ故障時の給電状態を示す回路図である。
【図６】同上一実施の形態による無停電電源システムのＵＰＳ点検時の給電状態を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３３】
１１    無停電電源装置（ＵＰＳ）
１１ａ    主入力端子
１１ｂ    バイパス入力端子
１１ｃ    共通の出力端子
１２    コンバータ
１３    インバータ
１４    蓄電池
１５    無瞬断切換機
１７    保守バイパス盤
１８    第１の遮断器
１９    第２の遮断器
２０    第３の遮断器
２１    負荷側への電路
２３    電流検出器
【図１】
0004568324.tif 000002
【図２】
0004568324.tif 000003
【図３】
0004568324.tif 000004
【図４】
0004568324.tif 000005
【図５】
0004568324.tif 000006
【図６】
0004568324.tif 000007