JPH08265989A - 無停電電源システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 交流電源系統に接続された非常用負荷系統
と、無停電電源装置から交流電源を無停電負荷系統に供
給できるようになされた無停電電源システムにおいて、
特別な非常用電源設備を設けることなく、停電時に非常
用負荷系統に交流電源を供給できる無停電電源システム
の提供。 【構成】 このシステムの無停電電源装置１１は、交流
電源系統からの交流電源を直流に変換する交直変換部１
２とその出力側に接続された蓄電装置１３および直流を
交流に変換する直交変換部１４を有している。そして交
流電源系統からの電源供給が停止したとき、直交変換部
１４の出力から非常用負荷系統４に交流電源を供給す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は交流電源系統に接続した
非常用負荷系統と、無停電電源装置から交流電源を供給
できるようにした無停電負荷系統とを備えた無停電電源
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から大型の事務所ビルやインテリジ
ェントビル等においては、電算機を利用した管理システ
ムが多く使用されている。このようにビルにおいては電
算機の冷却装置などの付属機器やビルの非常時に重要な
ものとして法定された設備等の重要設備、さらには防災
用設備等が設けられる。そしてこれらの電源系統として
は、主として電算機設備が接続される無停電負荷系統、
重要設備（非常用設備）が接続される非常用負荷系統、
防災用設備が接続される防災用負荷系統およびその他照
明装置等の一般設備が接続される一般負荷系統等を含む
無停電電源システムが構築されている。図３は従来の無
停電電源システムを示す電気系統図である。外部の商用
交流電源系統の例えば６．６ＫＶの高圧を所定の低圧に
変換する受電設備１に負荷母線２が接続され、負荷母線
２から一般負荷系統３、非常用負荷系統４、無停電負荷
系統５が分岐されている。一般負荷系統３に一般設備
８、非常用負荷系統４に非常用設備９、無停電負荷系統
５に電算機設備１０がそれぞれ接続され、電算機設備１
０は無停電電源装置１１から交流電源を供給できるよう
になされている。

【０００３】無停電電源装置１１は交流を直流に変換す
る交直変換部１２と該交直変換部１２の出力側に接続さ
れた蓄電装置１３および直流を交流に変換する直交変換
部１４により構成されている。なおこの例では信頼性を
高めるために複数基の無停電電源装置１１を並列接続し
ているが、それを大型の１基のみとすることもある。さ
らに負荷母線２には非常電源装置１６を設けた防災用負
荷系統１５が接続されている。この非常電源装置１６は
蓄電装置１７とそれを充電する充電器１８により構成さ
れ、その出力により防災用設備１９に直流電源が供給さ
れる。なお、各負荷系統には短絡事故等に対する保護手
段として、遮断器６及びそれをトリップさせる過電流継
電器等の保護継電器７が設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記の無停電電
源システムは、交流電源系統からの電源供給が停止した
とき（停電になったとき）に非常用負荷系統への電源供
給が停止するという問題があった。そのため電算機の冷
却装置が停止するので、無停電負荷系統により電算機の
運転を継続したとしても、数分後には電算機を停止する
必要がある。さらに法定された重要設備も停止すること
になる。上記の問題を解決するために、停電時に非常用
負荷系統に電源を供給する非常用電源装置を設けること
も考えられるが、その設置のためのスペースを必要とす
る上に設備コストも増加するという新たな問題を生じ
る。そこで本発明はこのような問題を解決する無停電電
源システムを提供することを課題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明の無停電
電源システムは、交流電源系統に接続した非常用負荷系
統と、無停電電源装置から交流電源を供給できるように
した無停電負荷系統とを備え、その無停電電源装置は交
流電源系統からの交流を直流に変換する交直変換部と、
該交直変換部の出力側に接続された蓄電装置および直交
変換部を有し、直交変換部の出力側に無停電負荷系統が
接続される。そして交流電源系統からの電源供給が停止
したとき、非常用負荷系統への交流電源の供給を前記直
交変換部の出力により行えるようにしたことを特徴とす
るものである。

【０００６】上記無停電電源システムの好ましい実施態
様においては、交流電源系統が商用交流系統と自家発電
設備を連携することにより構成される。上記無停電電源
システムのさらに好ましい実施態様においては、無停電
電源装置が複数基並列に接続され、交流電源系統からの
電源供給が停止したとき、該複数基の無停電電源装置の
少なくとも１基から非常用負荷系統に交流電源を供給で
きるようになされる。上記無停電電源システムの別の好
ましい実施態様においては、直流電源を供給するための
防災負荷系統用の非常電源装置が交流電源系統にさらに
接続され、交流電源系統からの電源供給が停止したと
き、無停電電源装置の蓄電装置から防災負荷系統に直流
電源を供給できるようになされる。

【０００７】

【作用】本発明の無停電電源システムは、無停電負荷系
統用に設置される無停電電源装置における蓄電装置に蓄
電された電力を停電時に有効に利用できるように構成し
たので、交流電源系統からの電源供給が停止したときに
該無停電電源装置から非常用負荷系統に交流電源を供給
することができる。そのため特別な非常用電源装置を設
ける場合のような新たな設置面積の確保や設備コストの
増加等を回避できる。

【０００８】

【実施例】次に図面により本発明の実施例を説明する。
図１は本発明の無停電電源システムの１例を示す電気系
統図であり，図３と同じ機器には同一符号が付されてい
る。外部からの商用交流電源を低圧に変換する受電設備
１の幹線２０およびジーゼル発電装置や燃料電池発電装
置のようにな自家発電設備２１の幹線２２には、それぞ
れ過電流継電器等の保護継電器２３と、短絡事故等が発
生した場合に、それらによりトリップされる遮断器２４
とが設けられている。無停電電源装置１１は複数基設け
られ、その交流入力側は入力母線２５に接続され、交流
出力側は出力母線２６に接続されている。そして無停電
負荷系統５には停電時に電源供給を入力母線２５から出
力母線２６に自動的に切り換えるための切換手段２７が
必要に応じて設けられる。

【０００９】複数の無停電電源装置１１のうち２基の直
交変換部１４の出力側と出力母線２６の間に切換手段２
８，２９が設けられ、該出力側を出力母線２６と非常用
負荷系統４のいずれかに切り換えできるようになされて
いる。そしてこのような切換手段は無停電電源装置の少
なくとも１つまたは全てについて設けることができる。
さらに出力母線２６と非常用負荷系統４を連絡するため
に連絡手段３０が設けられている。そして非常用負荷系
統４には負荷母線２からの遮断器６側と前記切換手段２
８，２９および連絡手段３０側を切り換えるための切換
手段３１が設けられている。各無停電電源装置１１の蓄
電装置１３と交直変換部１２を結ぶ配線から分岐配線が
取り出され、該分岐配線は順方向のダイオード３２を介
して直流母線３３に接続されている。この直流母線３３
は連絡手段３４、電圧変換装置３５を介して非常電源装
置１６の直流出力側に接続されている。なお電圧変換装
置３５は蓄電装置１３の電圧と非常電源装置１６の直流
出力電圧が異なる場合にそれを整合させるために設けら
れ、例えばチョッパー式のＤＣ−ＤＣ電圧調整器を使用
することができる。

【００１０】図２は図１の無停電電源システムを制御す
るための制御回路である。図中１ａは受電設備１からの
電源供給が停止したときにオンになる接点、２１ａは自
家発電設備２１からの電源供給が停止したときにオンに
なる接点でそれぞれ受電設備１または自家発電設備２１
に設けられる。４０は非常スイッチ、４１〜４５は選択
スイッチ、４６はアンド回路、４７はパワートランジス
タ等の増幅部である。非常スイッチ４０、選択スイッチ
４１〜４５は防災センターなどに設置され、さらに防災
センターには他に各負荷系統に監視用計器や事故時警報
装置等も設けられる。

【００１１】次に図１の無停電電源システムの作用を図
２に基づいて説明する。先ず選択スイッチ４１〜４５は
停電時に非常用負荷系統４や防災用負荷系統１５にどの
ような経路で電源供給するかを予め設定するために使用
する。すなわち停電時において、選択スイッチ４１をオ
ンにすると防災用負荷系統１５に無停電電源装置１１の
蓄電装置１３からも電源供給できるように設定され、選
択スイッチ４２をオンにすると非常用負荷系統４が無停
電電源装置１１側に切り換えられられるように設定さ
れ、その際に選択スイッチ４３および（または）４４を
オンしておくと無停電電源装置１１の２基（または１
基）から電源供給されるように設定される。またその際
に選択スイッチ４５をオンにしておくと、選択スイッチ
４３，４４の選択に係わらず出力母線２６から電源供給
されるように設定される。

【００１２】受電設備１と自家発電設備２１の少なくと
も一方より電源が供給される平常時においては、一般負
荷系統３は負荷母線２から電源供給され、無停電負荷系
統５は出力母線２６（切換手段２７を設ける場合は入力
母線２５）から電源供給される。非常用負荷系統４は切
換手段３１がｂ側に切換られているので負荷母線２から
電源供給され、防災用負荷系統１５は連絡手段３５が開
路されているので非常電源装置１６のみから電源供給さ
れている。受電設備１と自家発電設備２１のいずれから
も電源供給が停止したとき（停電時）は、この例では一
般負荷系統３は負荷母線２からの電源供給が継続され、
無停電負荷系統５は出力母線２６ら電源供給される。停
電時は接点１ａと２１ａの両者がオンになる。その際図
示しない警報装置から停電警報が出力され、それを確認
してから非常スイッチ４０をオンにすると、それらのア
ンド条件により各選択された内容で非常用負荷系統４お
よび防災用負荷系統１５に電源供給される。（なお非常
スイッチ４０は予めオンにしておくこともでき、その場
合には停電時に予め設定された内容で各負荷系統を自動
的に切り換えることができる。）

【００１３】上記の状態において、もし選択スイッチ４
１がオンにされていると、防災用負荷系統１５には非常
電源装置１６と共に無停電電源装置１１の蓄電装置１３
からも電源供給される。そのため非常電源装置１６の蓄
電装置の容量以上の長期間、防災用負荷系統１５に直流
電源を供給することができる。もし選択スイッチ４２が
オンにされていると、それにより非常用負荷系統４が無
停電電源装置１１のいずれかより電源供給できる体制に
あるので、さらに選択スイッチ４３または４４がオンに
されていれば、非常用負荷系統４は切換手段２８または
２９に接続された無停電電源装置１１から電源供給さ
れ、選択スイッチ４５がオンにされていれば、非常用負
荷系統４は全ての無停電電源装置１１から電源供給され
る。停電が復帰すると接点１ａまたは２１ａの少なくと
もいずれかがオフになるので、各負荷系統は自動的に平
常状態に復帰する。以上のような各種の形態で停電時に
無停電電源装置１１における蓄電装置１３から非常用負
荷系統４や防災用負荷系統１５に電源供給するために
は、蓄電装置１３の容量をそれら形態および負荷容量に
適合するように設定される。

【００１４】

【発明の効果】本発明の無停電電源システムは、無停電
負荷系統用に設置される無停電電源装置の蓄電装置に蓄
電された電力を停電時に有効に利用するように構成した
ので、交流電源系統からの電源供給が停止したとき、該
無停電電源装置から非常用負荷系統に電源供給すること
ができる。そのため特別な非常用電源装置を設ける場合
のような新たな設置面積の確保や設備コストの増加等を
回避できる。また、交流電源系統として商用交流系統と
自家発電設備の連携により構成した場合は、負荷系統に
対する信頼性をより一層向上できる。さらに、無停電電
源装置を複数基並列接続し、交流電源系統からの電源供
給が停止したとき、該複数基の無停電電源装置の少なく
とも１基から非常用負荷系統に交流電源を供給できるよ
うにした場合には、系統運用の自由度を増すことができ
る。さらにまた、交流電源系統に防災負荷系統用の非常
電源装置が接続される場合においては、交流電源系統か
らの電源供給が停止したとき、無停電電源装置の蓄電装
置から防災負荷系統に直流電源を供給できるように構成
することにより、防災用負荷系統に直流電源を供給する
非常電源装置における蓄電装置の容量を低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無停電電源システムの１例を示す電源
系統図。

【図２】図１の無停電電源システムを制御するための制
御回路。

【図３】従来の無停電電源システムを示す電源系統図。

【符号の説明】 １ 受電設備 ２ 負荷母線 ３ 一般負荷系統 ４ 非常用負荷系統 ５ 無停電負荷系統 ６ 遮断器 ７ 保護継電器 ８ 一般設備 ９ 非常用設備 １０ 電算機設備 １１ 無停電電源装置 １２ 交直変換部 １３ 蓄電装置 １４ 直交変換部 １５ 防災用負荷系統 １６ 非常電源装置 １７ 蓄電装置 １８ 充電器 １９ 防災用設備 ２０ 幹線 ２１ 自家発電設備 ２２ 幹線 ２３ 保護継電器 ２４ 遮断器 ２５ 入力母線 ２６ 出力母線 ２７ 切換手段 ２８ 切換手段 ２９ 切換手段 ３０ 連絡手段 ３１ 切換手段 ３２ ダイオード ３３ 直流母線 ３４ 連絡手段 ３５ 電圧変換装置 ４０ 非常スイッチ ４１ 選択スイッチ ４２ 選択スイッチ ４３ 選択スイッチ ４４ 選択スイッチ ４５ 選択スイッチ ４６ アンド回路 ４７ 増幅部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源系統に接続した非常用負荷系統
   ４と、無停電電源装置１１から交流電源を供給できるよ
   うにした無停電負荷系統５とを備え、該無停電電源装置
   １１は交流電源系統からの交流を直流に変換する交直変
   換部１２と、該交直変換部１２の出力側に接続された蓄
   電装置１３および直交変換部１４を有し、該直交変換部
   １４の出力側に無停電負荷系統５が接続されるようにな
   された無停電電源システムにおいて、前記交流電源系統
   からの電源供給が停止したとき、前記直交変換部１４の
   出力から前記非常用負荷系統４に交流電源を供給できる
   ようにしたことを特徴とする無停電電源システム。
2. 【請求項２】 交流電源系統が商用交流系統と自家発電
   設備２１を連携したものである請求項１の無停電電源シ
   ステム。
3. 【請求項３】 無停電電源装置１１が複数基並列に接続
   され、交流電源系統からの電源供給が停止したとき、該
   複数基の無停電電源装置１１の少なくとも１基から非常
   用負荷系統４に交流電源を供給できるようにした請求項
   １または請求項２の無停電電源システム。
4. 【請求項４】 交流電源系統にさらに防災負荷系統１５
   用の非常電源装置１６が接続され、交流電源系統からの
   電源供給が停止したとき、無停電電源装置１１の蓄電装
   置１３から防災負荷系統１５に直流電源を供給できるよ
   うにした請求項１ないし請求項３のいずれかの無停電電
   源システム。