(57)【要約】【課題】２系統のＵＰＳシステムの位相差を容易に把握することができ、ＵＰＳシステム切換時の信頼性を向上させることができる無瞬断系統切換装置を提供することである。【解決手段】単独運転可能な常用系と待機系との２台の無停電電源装置ＵＰＳ１１ａ、１１ｂと負荷１７との間に設けられた開閉器１５と、開閉器１５の両側と負荷１７との間にそれそれ並列接続されたサイリスタスイッチ１６ａ、１６ｂとリアクトルＬａ、Ｌｂとの直列回路と、常用系と待機系との切り換えの際に２台のＵＰＳ１１ａ、１１ｂの入力電圧波形の位相差を判別し所定値を超えたときに２台のＵＰＳ１１ａ、１１ｂの切り換えをロックする位相判別装置１８と、２台のＵＰＳ１１ａ、１１ｂの入力電圧波形を入力し表示出力する波形表示装置２０とを備える。【選択図】図１
2007104838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単独運転可能な常用系と待機系との２台の無停電電源装置と負荷との間に設けられた開閉器と、前記開閉器の両側と前記負荷との間にそれそれ並列接続されたサイリスタスイッチとリアクトルとの直列回路と、常用系と待機系との切り換えの際に２台の無停電電源装置の入力電圧波形の位相差を判別し所定値を超えたときに２台の無停電電源装置の切り換えをロックする位相判別装置と、２台の無停電電源装置の入力電圧波形を入力し表示出力する波形表示装置とを備えたことを特徴とする無瞬断系統切換装置。
【請求項２】
前記波形表示装置に表示出力された２台の無停電電源装置の入力電圧波形を記録するプリンタを備えたことを特徴とする請求項１記載の無瞬断系統切換装置。
【請求項３】
２台の無停電電源装置の入力電圧、位相、出力電流に基づいて、２台の無停電電源装置の手動切換時の横流を算出し切換時の無停電電源装置への影響の有無を判断する切換判別装置を備えたことを特徴とする無瞬断系統切換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常用系と待機系との２台の無停電電源装置を無瞬断で切り換える無瞬断系統切換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無瞬断系統切換装置（以下ＳＴＳ：static transfer switch）は、常用系と待機系との２台の無停電電源装置ＵＰＳ（uninterruptible power supply）を無瞬断で切換える装置であり、２組のサイリスタスイッチと双投式電磁接触器などで主回路を構成し、電圧、周波数、位相が同期範囲内である２つの電源を無瞬断で切り換える（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一般的には、無瞬断系統切換装置ＳＴＳは、２組のＵＰＳシステムの系統切換装置として適用され、常時負荷へ供給している常用系ＵＰＳシステムを保守点検する際は、ＳＴＳで常用系ＵＰＳシステムの出力を待機系ＵＰＳシステムに手動操作により無瞬断で切り換える。その結果、負荷に対してＵＰＳ給電継続のまま、常用系ＵＰＳシステムを保守点検することができる。また、ＳＴＳに停電自動切換え機能を持たせることで、万一、負荷給電中の常用系ＵＰＳが給電停止となっても、ＳＴＳが電圧低下を検出し無瞬断で待機系ＵＰＳ側に給電切換えできる。これにより、常用系ＵＰＳシステム、待機系ＵＰＳシステム、ＳＴＳとの間に共通の制御回路も必要なくなり、信頼性の高いシステムを構築している。
【０００４】
図２は、従来の無瞬断系統切換装置のシステム構成図である。いまＡ系ＵＰＳシステム１１ａが常用系であり、Ｂ系ＵＰＳシステム１１ｂが待機系であるとする。この状態では、ＳＴＳ１２のコンタクタ１３ａはオン、コンタクタ１３ｂはオフ、コンタクタ１４はオン、開閉器１５はＡ系ＵＰＳシステム１１ａ側に接続され、サイリスタスイッチ１６ａはオン、サイリスタスイッチ１６ｂはオフであり、Ａ系ＵＰＳシステム１１ａから負荷１７に電力を供給している。
【０００５】
ここで、サイリスタスイッチ１６ａに直列接続されたリアクトルＬａ、サイリスタスイッチ１６ｂに直列接続されたリアクトルＬｂは、Ａ系ＵＰＳシステム１１ａとＢ系ＵＰＳシステム１１ｂとの切り換え時に流れる横流を抑制するものであり、位相判別装置１８は、Ａ系ＵＰＳシステム１１ａとＢ系ＵＰＳシステム１１ｂとの切り換えの際に、それらの入力電圧波形の位相差を判別し所定値を超えたときに切り換えをロックするものである。
【０００６】
Ａ系ＵＰＳシステム１１ａから負荷１７に電力を供給している状態で、Ａ系ＵＰＳシステム１１ａからＢ系ＵＰＳシステム１１ｂに切り換えを行う場合について説明する。まず、図示省略の盤面の選択スイッチを押すことにより、切り換えられる側のサイリスタ１６ｂをオンし、同時にコンタクタ１３ｂをオンし、さらに開閉器１５を選択されたＢ系ＵＰＳシステム１１ｂ側に切り換えることによって無瞬断で切り換えを行う。
【０００７】
切換時には２電源間の位相差および系統のインピーダンスにより瞬間的に横流が発生するが、サイリスタスイッチ１６ａ、１６ｂと直列に接続されたリアクトルＬａ、Ｌｂによって抑制される。この横流が上位のＵＰＳシステム１１ａ、１１ｂに影響を及ぼさない範囲で切り換えが可能なように、２電源間の位相差が±１０°を超過すると、系統切換をロックするシステムとなっている。同期範囲内であるかどうかの判別は、ＳＴＳ１２内の位相判別装置１８にて行う。また、上位ＵＰＳシステム１１ａ、１１ｂについても、これらの横流による影響を考慮し、ＳＴＳ１２の定格電流の２倍以上の容量を持ったシステムで構成するようにしている。
【特許文献１】特開平８−２８９４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、既設ＵＰＳシステム１１ａ、１１ｂに接続する場合などにおいて、上位ＵＰＳシステム１１ａ、１１ｂが横流に十分に対応できない容量である場合においては、切り換えが可能な同期範囲に制限がある。そのため、切換時に２電源間でどの程度の位相差が発生しているか、測定を行った上で切り換えを行う必要が発生してしまう。
【０００９】
本発明の目的は、２系統のＵＰＳシステムの位相差を容易に把握することができ、ＵＰＳシステム切換時の信頼性を向上させることができる無瞬断系統切換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の無瞬断系統切換装置は、単独運転可能な常用系と待機系との２台の無停電電源装置と負荷との間に設けられた開閉器と、前記開閉器の両側と前記負荷との間にそれそれ並列接続されたサイリスタスイッチとリアクトルとの直列回路と、常用系と待機系との切り換えの際に２台の無停電電源装置の入力電圧波形の位相差を判別し所定値を超えたときに２台の無停電電源装置の切り換えをロックする位相判別装置と、２台の無停電電源装置の入力電圧波形を入力し表示出力する波形表示装置とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、常用系と待機系との２台のＵＰＳシステムの切り換えの際に、波形表示装置に対して２台のＵＰＳシステムの入力電圧波形を表示出力するので、２台のＵＰＳシステムの切換時にどの程度の位相差が発生しているかを容易に知ることができ、大幅な信頼性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る無瞬断系統切換装置の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる無瞬断系統切換装置のシステム構成図である。この本発明の実施の形態は、図２に示した従来例に対し、２台の無停電電源装置の入力電圧波形を入力してオシロスコープ１９に表示出力する波形表示装置２０、波形表示装置に表示出力された２台の無停電電源装置の入力電圧波形を記録するプリンタ２１、切換時の横流の無停電電源装置への影響の有無を判断する切換判別装置２２、負荷電流を検出し切換判別装置２２に出力する変流器ＣＴを追加して設けたものである。
【００１３】
図１において、ＳＴＳ１２の入力部には位相判別装置１８に加え、波形表示装置２０および切換判別装置２２が設けられ、波形表示装置２０には、２電源（Ａ系ＵＰＳシステム１１ａ、Ｂ系ＵＰＳシステム１１ｂ）の入力電圧波形をリアルタイムで表示するオシロスコープ１９およびプリンタ２１が接続されている。
【００１４】
さらに、出力部には変流器ＣＴが接続され、変流器ＣＴで検出された負荷電流は切換判別装置２２に出力されている。切換判別回路２２は、位相判別装置１８で取り込んだＡ系ＵＰＳシステム１１ａとＢ系ＵＰＳシステム１１ｂとの位相差、電圧差、および予め与えられたインピーダンスデータを基に、Ａ系ＵＰＳシステム１１ａとＢ系ＵＰＳシステム１１ｂとの切換時の横流を計算する。
【００１５】
２電源（Ａ系ＵＰＳシステム１１ａ、Ｂ系ＵＰＳシステム１１ｂ）の入力電圧波形は波形表示装置２０で求められ、オシロスコープ１９にて表示される。これらの電圧波形はＳＴＳ１２の盤面にて表示することで、２電源間の位相差がリアルタイムで確認できる。この位相差はＬＣＤパネルにおいても数値にて表示が可能である（○○μｓｅｃ○○°）。確認した波形はＳＴＳ盤内に内蔵されたプリンタ２１よりぺーパーにて出力が可能となっている。
【００１６】
次に、切換判別装置２２でのＵＰＳシステム切換時の横流の算出および切換時の無停電電源装置への影響の有無の判断について説明する。従来はこれらの検討を机上で行っており、この検討結果を基に手動切換時の位相差がＳＴＳ１２の位相判別装置１８にて設定している位相差（±１０°）でも切り換えが問題ないことを検証している。これらの検討によって、ある容量以上での使用時は横流による上位システム１１ａ、１１ｂヘの影響があるとなった場合には、切換時毎に２電源の位相差を測定した上で、切り換え可否を判定する必要がある。
【００１７】
そこで、切換判別装置２２で、これを自動計算することで、現状の２電源の位相、電圧、周波数における切り換えによって、上位ＵＰＳシステム１１ａ、１１ｂヘ影響があるかどうかを自動的に判別し注意を促すことができる。
【００１８】
切換判別装置２２に予めインプットするデータとしては、以下の（１）〜（６）である。
【００１９】
（１）上位ＵＰＳシステムの容量（ｋＶＡ）
（２）上位ＵＰＳシステムの過電流（過負荷）検出レベル（ｋＶＡ）
（３）Ａ系ＵＰＳシステム〜ＳＴＳまでのケーブルおよびバスダクトのインピーダンス（％）
（４）Ｂ系ＵＰＳシステム〜ＳＴＳまでのケーブルおよびバスダクトのインピーダンス（％）
（５）ＳＴＳ内のインピーダンス（％）
（６）ＳＴＳ内の電圧降下（Ｖ）
さらに、ＳＴＳ１２の切換判別装置２２に入力される計測データとしては、以下の（７）および（８）である。
【００２０】
（７）２電源間の位相差（μｓｅｃ）
（８）２電源間の電圧差（Ｖ）
これら不変数値の（１）〜（６）に対して、定常的に変化する（７）および（８）のデータを入力する。
【００２１】
これらデータに基づいて切換判定を切換判別装置２２にて行い、（２）の過電流（過負荷）検出レベルを超過する恐れがある場合には「警告」として発報する。
【００２２】
本発明の実施の形態によれば、常用系と待機系との２台のＵＰＳシステムの切り換えの際に、波形表示装置に対して２台のＵＰＳシステムの入力電圧波形を表示出力するので、２台のＵＰＳシステムの切換時にどの程度の位相差が発生しているかを容易に知ることができる。また、その位相差の波形をプリントアウトすることができるので、保存が確実に行える。また、横流を計算しＵＰＳシステムへの影響を判別できるので、大幅な信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係わる無瞬断系統切換装置のシステム構成図。
【図２】従来の無瞬断系統切換装置のシステム構成図ＳＴＳ切換判別装置構成例
【符号の説明】
【００２４】
１１…ＵＰＳシステム、１２…ＳＴＳ、１３…コンタクタ、１４…コンタクタ、１５…開閉器、１６…サイリスタスイッチ、１７…負荷、１８…位相判別装置、１９…オシロスコープ、２０…波形表示装置、２１…プリンタ、２２…切換判別装置
【図１】
2007104838.tif 000003
【図２】
2007104838.tif 000004