JPH028538B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、安全性の向上をはかつた交流二重
化電源装置に関する。

従来、交流電力により動作する電子／電気機器
は、一つの電力系統より電力の供給を受けている
のが一般的である。このため、万一その電力系統
に故障等が発生し電力供給がストツプすれば、機
器のすべてが機能を失つてしまう。したがつて、
最近では非常に重要な電子／電気機器に対して
は、その電子／電気機器を二重化すると共に、互
いに異なる電力系統から電力供給を受けるように
二重化した電源装置が用いられるようになつてき
ている。

しかし、受電系統を切替える回路に故障が生じ
て２系統の交流がシヨートしたり、負荷側に短絡
事故が生じたりすると、火災や焼損の原因とな
る。

この発明は上記のような事情に基づいてなされ
たもので、故障や事故が生じても、火災や焼失を
生じることのない安全性の高い交流二重化電源装
置を提供することを目的とする。

以下、この発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。

第１図は、この実施例における交流二重化電源
装置の構成を示すブロツク図である。なお、この
装置はＡ系統およびＢ系統の２系統構成となつて
いる。したがつて、以下説明するものにおいて
Ａ，Ｂの記号が付いているものは、それぞれＡ系
統、Ｂ系統のものであることを示す。また太線
は、交流ラインであることを示している。

第１図において、１Ａ，１Ｂは互いに独立した
別系統例えば受変電系が別系統の交流電源、２
Ａ，２Ｂは交流電源１Ａ，１Ｂの出力を入力する
交流受電端子台、３Ａ，３Ｂは交流受電端子台２
Ａ，２Ｂに接続される外部トリツプ端子付配線し
や断器である。これらしや断器３Ａ，３Ｂは、外
部トリツプ端子にトリツプ指令が入力するとトリ
ツプするようになつている。また４Ａ，４Ｂはラ
インフイルタ、５Ａ，５Ｂは制御電源装置であ
る。この制御電源装置は、ラインフイルタ４Ａ，
４Ｂから出力される交流を直流に変換するもの
で、その回路構成は後述する。６Ａ，６Ｂは電源
OR用のダイオード、７は監視制御装置である。
この監視制御装置７はＡ系統に電力が供給されて
いるか否か監視すると共に、半導体スイツチ例え
ばソリツドステートリレー（以下、SSリレーと
略称する。）８Ａ，８Ｂおよび９Ａ，９Ｂを制御
するもので、その回路構成は後述する。上記SS
リレー８Ａ，８Ｂおよび９Ａ，９Ｂは、監視制御
装置７からゲート信号が与えられると導通し、ラ
インフイルタ４Ａ，４Ｂから与えられる交流を出
力するものである。１０Ａは抵抗、１１はSSリ
レー８Ａ，９Ａと８Ｂ，９Ｂの出力端子間に接続
され、Ａ，Ｂ両系統間を連結する保護用配線しや
断器である。このしや断器１１は、開路されると
前記外部トリツプ端子付配線しや断器３Ａ，３Ｂ
にトリツプ指令を与えるようになつている。また
１２Ａ，１２ＢはＡ，Ｂ両系統のラインフイルタ
４Ａ，４Ｂに接続された出力端子で、例えばそれ
ぞれに直流出力電圧5Vの整流装置が接続され、
両整流装置の直流出力をオア回路を介して負荷に
直流電力を電力供給するものである。１３Ａおよ
び１３Ｂは自系統のSSリレー８Ａ，９Ａおよび
SSリレー８Ｂ，９Ｂに接続されると共に、保護
用配線しや断器を介して他系統のSSリレー８Ｂ，
９ＢおよびSSリレー８Ａ，９Ａに接続された共
通出力端子である。これら共通端子１３Ａ，１３
Ｂは、例えば出力端子１２Ａ，１２Ｂに接続され
る機器に共通に使用される冷却フアンなどが接続
されるものである。またAC系統のみ二重化した
ときには、この共通端子に機器を接続して用いる
こともできる。

前記制御電源装置５Ａ，５Ｂおよび監視制御装
置７は、第２図に示すように構成されている。す
なわち、制御電源装置５Ａは、ラインフイルタ４
Ａの出力側に降圧トランス５１Ａの一次側を接続
し、この二次側に整流回路５２Ａの入力側を接続
し、この整流回路５２Ａの出力側に抵抗５３Ａ、
ダイオード５４Ａ、電解コンデンサ５５Ａ、コン
デンサ５６Ａ、レギユレータ５７Ａ、抵抗５８
Ａ、コンデンサ５９Ａを図のように接続して構成
されている。また制御電源装置５Ｂは、ラインフ
イルタ４Ｂの出力側に降圧トランス５１Ｂの一次
側を接続し、この二次側に整流回路５２Ｂを接続
し、この整流回路５２Ｂの出力側に電解コンデン
サ５５Ｂ、コンデンサ５６Ｂ、レギユレータ５７
Ｂ、抵抗５８Ｂ、コンデンサ５９Ｂを図のように
接続して構成されている。

一方、監視制御装置７は、検出回路７Ｌおよび
切替回路７Ｒを備えている。上記検出回路７Ｌ
は、制御電源装置５Ａの整流回路５２Ａの直流出
力を入力して、交流電源１ＡからＡ系統に電力が
供給されているか否かを検出するものである。こ
の検出回路７Ｌは、電解コンデンサ７１、ツエナ
ダイオード７２、抵抗７３および７４、ダイオー
ド７５および７６、抵抗７７および７８、NPN
型トランジスタＱ、抵抗７９，インバータＪによ
り図のように構成され、Ａ系統に電力が供給され
ている場合は、トランジスタＱがオンし、このト
ランジスタＱがローレベルになり、インバータＪ
の出力がハイレベルになるようになつている。ま
た切替回路７Ｒは、リレーＫ１およびＫ２、
NPN型トランジスタＱ１およびＱ２、、発振器お
よびタイミング回路Ｓを備え、特にリレーＫ１の
常開接点Ｋ１ａとトランジスタＱ１のコレクタが
直列接続されると共に、リレーＫ２の常開接点Ｋ
２ａとトランジスタＱ２のコレクタが直列接続さ
れており、Ａ系統に電力が供給されているか否か
によつてSSリレー８Ａ，９Ａを導通させるか、
SSリレー８Ｂ，９Ｂを導通させるか切替えるも
ので、インバータＪの出力がハイレベルのとき、
リレーＫ１が動作してその接点Ｋ１ａが閉路した
後、トランジスタＱ１がオンしてSSリレー８Ａ，
９Ａを導通させ、トランジスタＱのコレクタがハ
イレベルのとき、リレーＫ２が動作してその接点
Ｋ２ａが閉路した後、トランジスタＱ２がオンし
てSSリレー８Ｂ，９Ｂを導通させるようになつ
ている。その際、SSリレー８Ａ，９ＡとSSリレ
ー８Ｂ，９Ｂとの間で導通を切替える時には、あ
る時間（約10ms）経過後に生きている系統に切
替わるようになつている。これは、Ａ系統とＢ系
統の交流入力の位相が異なる場合、例えばＡ系統
が50Hzで、Ｂ系統が60Hzである場合に、交流の半
サイクル以内で両系統の交流がシヨートするのを
防止するためである。通常この切替時間は、機器
の直流電源の直流保持時間（瞬停可能時間）以内
であるので、何な問題はない。

次に、上記のような構成において、その動作を
説明する。

今、第１図に示すしや断器３Ａ，３Ｂおよび１
１が投入されているとすると、交流電源１Ａ，１
Ｂの交流出力は、交流受電端子台２Ａおよび２
Ｂ、しや断器３Ａおよび３Ｂ、ラインフイルタ４
Ａおよび４Ｂを介して、出力端子１２Ａおよび１
２Ｂ、制御電源装置５Ａおよび５Ｂ、SSリレー
８Ａおよび８Ｂ、SSリレー９Ａおよび９Ｂに与
えられる。

これにより、出力端子１２Ａおよび１２Ｂに与
えられた交流は、それぞれに接続された電子／電
気機器に与えられる。また制御電源装置５Ａ，５
Ｂに与えられた交流は直流に変換され、第２図に
示すように制御電源装置５Ａの途中出力が検出回
路７Ｌに与えられると共に、制御電源装置５Ａ，
５Ｂの最終出力がダイオード６Ａ，６Ｂを介して
切替回路７Ｒに与えられる。

このような状態において、引続きＡ，Ｂ両系統
に電源１Ａ，１Ｂから電力供給があるかまたはＢ
系統に電源１Ｂから電力供給がない場合には、第
２図に示すように検出回路７Ｌには制御電源装置
５Ａの途中出力が与えられると共に、少なくとも
制御電源装置５Ａの最終出力が切替回路７Ｒに与
えられる。

したがつて検出回路７Ｌは動作し、トランジス
タＱがオンする。これによりトランジスタＱのコ
レクタがローレベルになり、インバータＪの出力
がハイレベルになる。したがつて、リレーＫ１が
動作して接点Ｋ１ａが閉路され、その後トランジ
スタＱ１がオンし、SSリレー８Ａ，９Ａが導通
する。このため、Ａ系統の電力がSSリレー８Ａ，
９Ａを通して共通出力端子１３Ａに与えられると
共に、しや断器１１を介して共通出力端子１３Ｂ
にも与えられる。したがつて、共通出力端子１３
Ａ，１３Ｂに接続された例えば冷却フアンが回転
する。

一方、Ａ系統に電力が供給されなくなつたとす
ると、制御電源装置５Ａの途中出力および最終出
力はなくなる。しかし、Ｂ系統には電力が供給さ
れているので、監視制御装置７には制御電源装置
５Ｂからダイオード５Ｂを介して直流電力が供給
される。上記のように制御電源装置５Ａの途中出
力がなくなると、検出回路７ＬのトランジスタＱ
はオフする。これにより、トランジスタＱのコレ
クタがハイレベルになり、インバータＪの出力が
ローレベルになる。したがつて、ある時間（約
10ms）が経過してからトランジスタＱ１および
リレーＫ１がオフし、さらに約10ms経過してか
ら、リレーＫ２およびトランジスタＱ２がオン
し、SSリレー８Ｂ，９Ｂが導通し、Ｂ系統の電
力が出力端子１３Ｂに与えられると共に、しや断
器１１を介して出力端子１３Ａに与えられる。こ
れにより、Ａ系統からの電力の供給がなくなつて
も、共通出力端子１３Ａ，１３ＢにはＢ系統から
引続いて電力が供給される。

このようにして、Ａ，Ｂ両系統の少なくとも一
方の系統に電力供給があれば、共通出力端子１３
Ａ，１３Ｂには電力が供給されている系統から電
力が供給されるが、両方の系統に電力の供給がな
くなつたり、共通負荷側に短絡事故などが生じた
りすると、保護用配線しや断器１１が開路する。
したがつて、このしや断器１１からしや断器３
Ａ，３Ｂにトリツプ指令が与えられ、これらのし
や断器３Ａ，３Ｂがトリツプし、機器の保護が行
なわれる。

上記のようにこの実施例によれば、各電力系統
に直接接続される負荷に対して、運転停止の好ま
しくない冷却フアンのような共通負荷を各電力系
統に対して共通使用できるように接続したもの
で、このような重要な共通負荷に故障や事故が発
生した場合、各電力系統の負荷へ影響が波及する
のを事前に防止するため、直ちに保護しや断器を
開路するとともに、各系統のしや断器にトリツプ
指令を与えて、全ての電力系統からの給電をしや
断できるようにしている。したがつて、異常電流
が継続して流れることがなく、火災や焼損を生じ
ることがない安全性の高い装置が得られる。

なお、この発明は前記実施例に限定されるもの
ではない。例えば前記実施例では、半導体スイツ
チとしてソリツドステートリレーを示したが、サ
イリスタなどを使用したものでもよい。その他、
この発明の要旨を変更しない範囲で、種々変形可
能なことは勿論である。

以上説明したように、この発明によれば、互い
に独立した第１および第２の電力系統に夫々電源
側端子が接続されその出力側に夫々負荷が接続さ
れるとともにトリツプ指令が与えられると開路す
る第１および第２のしや断器を設け、これら第１
および第２のしや断器の出力側に夫々ゲート信号
が与えられると導通しその出力側に夫々上記負荷
に共通に使用される共通負荷が接続される第１お
よび第２の半導体スイツチを設け、これら第１お
よび第２の半導体スイツチの出力端間に上記共通
負荷の異常より開路するとともにこの開路により
上記第１および第２のしや断器にトリツプ指令を
出力する保護しや断器を設け、さらに、上記第１
および第２の電力系統から動作電力を得るととも
に上記第１の電力系統から上記第１の半導体スイ
ツチに電力が供給されているか否かを監視し上記
第１の電力系統から電力が供給されているときは
上記第１の半導体スイツチにゲート信号を与え上
記第１の電力系統から電力が供給されていないと
きは上記第２の半導体スイツチにゲート信号を与
える監視制御装置を設けたもので、上記共通負荷
に故障が事故が発生すると、直ちに保護しや断器
を開路すると同時に、第１および第２のしや断器
にトリツプ指令を与え、全ての電力系統からの給
電をしや断できるようにしたので、共通負荷に故
障や事故が生じても火災や焼損を生じることがな
い安全性の高い交流二重化電源装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の交流二重化電源装置の一実
施例を示すブロツク図、第２図は第１図の制御電
源装置および監視制御装置の回路図である。 １Ａ，１Ｂ……交流電源、３Ａ，３Ｂ……外部
トリツプ端子付配線しや断器、５Ａ，５Ｂ……制
御電源装置、７……監視制御装置、７Ｌ……検出
回路、７Ｒ……切替回路、８Ａ，８Ｂ，９Ａ，９
Ｂ……SSリレー、１１……保護用配線しや断器、
１２Ａ，１２Ｂ……出力端子、１３Ａ，１３Ｂ…
…共通出力端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 互いに独立した第１および第２の電力系統に
   夫々電源側端子が接続されその出力側に夫々負荷
   が接続されるとともにトリツプ指令が与えられる
   と開路する第１および第２のしや断器と、これら
   第１および第２のしや断器の出力側に夫々接続さ
   れゲート信号が与えられると導通しその出力側に
   夫々上記負荷に共通に使用される共通負荷が接続
   される第１および第２の半導体スイツチと、これ
   ら第１および第２の半導体スイツチの出力端間に
   接続され上記共通負荷の異常により開路するとと
   もにこの開路により上記第１および第２のしや断
   器にトリツプ指令を出力する保護しや断器と、上
   記第１および第２の電力系統から動作電力を得る
   とともに上記第１の電力系統から上記第１の半導
   体スイツチに電力が供給されているか否かを監視
   し上記第１の電力系統から電力が供給されている
   ときは上記第１の半導体スイツチにゲート信号を
   与え上記第１の電力系統から電力が供給されてい
   ないときは上記第２の半導体スイツチにゲート信
   号を与える監視制御装置とを具備したことを特徴
   とする交流二重化電源装置。