JPS6043018A - 並列運転システムにおける電源異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 出装置に関し、特に主電源に並列に接続さ扛念インパー
タ１を源の出力電流制御により主電源からのみ負荷へ電
力を供給し得る並列運転システムにおける電源異常検出
装置に関する。

複数の交流電源を並列に接続し、各市、源が負荷を分担
し免状態で負荷へ雷、力を供給する並列運転システムに
おいては、ある電源に故障が発生すると、他の正常な例
えばインノく一夕構成の電源からの電力が並列接続点を
介して故障電源に急速にまわり込んでし寸う念め、どの
電源ＶＣ畳常が発生したの力為検叶臂することが困難で
あった。

上記のような鯉由により負荷を名Ｗｃ源が共通に分担す
る代りに、各電源と負荷への電′カラインへ交流スイッ
チを介挿し、ある電源が故障１〜免場合該当する交流ス
イッチＱＯＦＦとし、ｒＥ常電源からの電力のまわり込
みを防止すると共に正常電源側の交流スイッチ’１ＯＮ
ｌ、て負荷へ電力を供給する方法が採用されている。し
か（２ながら、このような方法は故障時に交流スイッグ
ーの切換え全必要とし、この切換タイミングがずれると
電力のまわり込みを防Ｌ）：、　ｔ、つつ無瞬断に電源
全切換えることが困難となる。従って、こうし北方法で
は交情スイッチ切櫓時の信頼性が大きな問題となる。

一方、こうした並列運転システムにおいて、主電源に並
列化されるインバータ電源の出力電流を主電源正常時に
は零となるよりに制御することにより、負荷へ主電源か
ら電力全供給するようにしたものも提案さルている。し
力１しながら、このような提案においても電源の異常を
インノく一夕の制御状態と関連させて検出する手段はな
く酸１ｉｉ電源を適切に切離することか困難であった。

本発明（ユ上記の点に鑑みてなされ念もので、商用電源
等の主電源とインバータ電源とを並列化させて、インバ
ータ電源の出力電流を主電源正常時零にするように制御
して負荷に主電源から電力全供給している喝合、電源の
異常を適切に検出して故障電源を電源ラインから切離ｌ
−こと全可能にした並列；軍転システム（’Ｃおける電
源異常検１１１装置を提供すること全目的とする。

本発明ではこの目的を達成するｔめに、インバータ電源
と商用電源等の主電源金；Ｍ；列化して運転を行う際イ
ンバータ電源の出力電流を零とする制御により主電源か
らのみ負荷へｍ勾ｆ、　ｌ１１．給し得るシステムにお
いて、前記電源の有効電力および無効電力を夫々検出す
る第１．第２の１力検出手段と、前記インバータ電源の
出力電流を検出する電流検出手段と、前記第１の検出手
段からの打”；Ｖ１重。

力検出値と設定値とをつきイヤせ、逆電力伏弗全示す偏
差出力が所定１１６以上の時出力ｔ７生ｔろ宅１のＩｔ
較手段と、前記第２の検出子１６からの無効電力検出値
と設定値と全つき合せ、１ｆξット電力♀示す偏差出力
が所定値以上の時出力を発生する？ｌ’ｊ、　２ｔ７）
比較手段と、前記電流検出手段の出力と設定値とをつき
合せ、この偏差出力が所定（ｉｒｊ以トの時インバータ
出力Ｑ　ｍ　４＊山中を示ｒ出力ｆｃ発生」−石２Ｐ、
３の比較手段と、前記第１の比較手段と第３・７）比〈
・４（手段の各出力のアンド条件をと７）第１のアンド
手段と、前記第２の比較手段と第３の比較手段の各出力
のアンド条件をとる第２のアンド手段と、第１もしくは
第２のアンド手段のいず１かの１にカＩｃ応答して主電
源の異常を検知する異常険知手段とから構成している。

以下本発明の一実絢例を添付さ１１．　＆図面と共に、
説明する。

ｍｍ１図は本発明に係る並列運転システムにおける電源
異常検出装置の一実頗ｉ例を示すブロック図である。

］ＴＩＡ　は商用電源等の主電源、ｚ、は電源ラインら
に介挿された交渡りアクドル＋　ｍ＋＋はインバータに
より構成さｆ′Ｌ之インバータ電＋４　＋　Ｚ　ｈはイ
ンバータの出力ライン２！に介挿さ７１．　タ交流リア
クトル、Ｐは有効電力検出器で、電源ラインＱ！に設け
られｔ電流変成器ＯＴ、、電圧変成旧ＰＴ、力鳥らの検
出量に基づき有効電力を検出する。Ｑけ無効電力検出器
で同様に電流変１ｚ器ｏ’ｒ、、電圧変成器ＰＴＩから
の検出量に基づき無効電力を検出する。

Ｒ７ｚまインバータの出力ラインａ３に設けらｆｌ−ｋ
　Ｋ流変成器ＣＴ３からの検出量に基づく交流玉流を直
流［淀に変換する交流・直流変換器である。

１″Ｊ、上のようなインバータ電源ＩＩ！、と主電源用
＾との並列運転システムにおい−ｃ１　有効′匝力検出
器Ｐ、無効電力検出器Ｑおよび交流・ＩＫ流変喚器Ｒの
各出力に基づきインバータ開存１１回路■。、はインバ
ータのゲート制御信号を出力するように構成されている
。このインバータ制御回路Ｔ、、、ｏ内には図示さ几な
い有効電流および無効電流用の各設定器が設けら１．て
おり、有効電力検出器と設定値との偏差出力に基づき所
定の周波数制御が行われると共に無効電力検出器と設定
値との偏差出力と出力電圧設定値に基づき所定の出力電
圧制御が行われる。この場合、有効電流と無効電流の各
設定値を零にすることにより、インバータの出力電流を
零とすることができる。

従って、主電源ＦＡが正常時にはインバータ電源Ｅ、は
単に主電源用、に並列に箇続さ扛ているだけで負荷を分
相することなく、負荷への電力供給は主電源ＫＡからの
み行われている。この鳴合、第１図の如く各回路部位の
電圧、甲’、　？ｉｆｆを定めたとすると、負荷が祇抗
０荷の場谷にｌｒ、ｉＳ第３図（Ａ）のように負荷Ｗｆ
、　Ｍ　Ｉ　ｒ　と交流リアクルＺ、を介して流几る主
電流工、は同位相となる。一方、ヵ荷が＊ｎ負荷の場合
には第３図（Ｂ）のように西荷電流工、に対して主電淀
工、け遅れ位相２なる。

本発明５は上記のような並列運転システムにおける＠’
ｉ異常検出装置を提供しようとするもので、以下、この
検出装置の回路構成について説明する。

ａｌは有効電力検出器Ｐからの有効電力検出値と可変抵
抗器により構成さ扛る股定器ｓｌカ上らの設定出力とを
つき合せるつき合せ点、ａ２１ｄｍ効電力検出器Ｑから
の無効電力検出値と可変抵抗器により構成される設定器
８２゛−一λらの設定出力とｆつき合せるつき合せ点、
ａ３１寸交流・ｉｎ流変愉器Ｒからのインバータ出力レ
ベルと可変抵抗り）により構成される設定５Ｅｌｓ７５
＞らの設定器ｊＪ　、！：をつき合せるつぎ合せ点であ
る。

一！たａｐｌはつき合せ点ａｌ力）らの逆電力状態全示
す偏差出力が所定値以上の時出力を発生する比較器、　
ＯＦ、はつき合せ点ａ２からの進み重力を示す偏差出力
が所定値以上の時出力全発生する比較器、ＯＦ３はつき
合せ点ａ３からの偏差出力が所定値以上の時、インバー
タ出力電離検出中を示す出力を発生する比較器である。

ＡＮＤ１姓、）ヒ較器ＯＦ、の出力と比軸器○Ｐ３の出
ノＪとのアンド条件金とろアンド回路、ＡＮＤ２７ζ１
比較器ＯＦ２の出力と比軸器ａｐ、の出力とのアンド条
件をとるアンド回路である。ｏｎけ酊丁記アンド回路Ａ
ＮＤ、およびＡＮＴ＋！の各出力のオア条件を七ろオア
回路　ｎ、　ｌ　Ｉｒ−１、とのオア回路ＯＴ１の出力
に基づき電源異常を検知−トる異常検知部で、らる。

本発明の一実施例は上記のよう６　ｔ７ｑ成をしており
、以下その４作（Ｃついて説明イ”Ｚ）。

主電源ＥＡが正常時にけ、この主１゛Ｆ源Ｅえとインバ
ータ電源Ｅ、の出力レベル（ｌ、１１、例えば第２図（
Ａ）に示すような状五１りにあり、主？ｉ浦工、も図示
のような状態にある。この時、主電源Ｅ、の有効電力お
よび無効電力検出値に基づくつき合、げ点８１　。

ａ２からの各偏差出力が比較器ＯＦ、　、　ｃｐ、、の
各設定値以下であるとすれば、比較器ａｐ、の出力状態
にかかわらずアンド回路ＡＮＤ、　、　ＡＮＤ！からは
出力１は発生しない０従って、オア回路ＯＲの出力も発
生しないので、異常検知部り、　ｌ　（ｒｌ：電源正常
と判断して異常検知出力を発生しない。

一方、例えば時刻ｔ＝ｔ１　（第２図（Ａ）チぷ唄）で
、主電源ＤｉＡ［Ｃ何らかの原因で異常が発生したとす
る。これによって、主型びＥＡの出力レベルｔ、−よび
主型流工、が第２図（Ａ）の如く下がったとする。

このため、インバータ電源Ｅ、には誘起電圧が発生し、
時刻ｔ＝ｔｉ以降はインバータ電源に、の電圧値が主電
源１１１ｉ、の電圧値より大となり、Ｅ。

からＥＡ側に電流が流れ込んで、ＥＡ側には進み電源が
発生する。

この時、主型源刊、の有効電力訃よび無効電力全検出器
Ｐ、Ｑで夫々検出する。従って、つき合せ点ａ１の偏差
出力として得らｔｚる逆電力が１ヒ較器ＯＰＩで所定値
以上になると比較器ＯＰｔの出力が発生する。またつき
合せ点ａ２の個差出力として得られる進み電力値が比較
器ＯＦ、で所定値以りになると比較器ａｐ、の出力が発
生する。

寸た、つき合せ点ａ３の偏差出力として得られるインバ
ータ出力電流（この４局合、主電源Ｅ８へ進み電源とし
て流れ込む電Ｒ）の１ノベルが比較器ａｐ３で所定値以
上になると比較ｒ！’ｉ＋　ＯＰｇの出力が発生する。

第２図（Ｂ）はこの時の有効電力Ｐ、と逆起電力Ｐ、の
発生状態を示［７ている。

従って、アンド回Ｐ８ＡＮＤＩもしくはＡ　Ｎ　Ｄ、の
いずｆｌ、　７５＞でＡＮＤ条件が成立すると、オフ回
路ＯＲから出力が発生し、異常検知部り、、は主電源＋
１３Ａが逆電力状態もしくは進み電流状態にあること全
検知して、異常検知信号を出力する。この異常検知信号
発生時点で主電源ｍ、全異常もしくは故障電源として電
源ラインから切離すことにすれば、負荷をインバータ電
源で分担し念状態である念め安全に電源を切換えること
ができる。

以北述べてきたように本発明に係る並列運転システムに
おける電風異常検出装置によ才ｔば、主電源正常時は出
力電流を零とするように制御さ牡るインバータ電源を備
えた並列運転システムにおいて、主電源の有効および無
効電力の検出値とインバータ出力電流レベル検出値とに
基づき、主電源の逆電力状態もしくは進み電力状態を検
出し、鴇常検知を行うようにしているので、主電源の切
り離し時点を正確に決定でき、並列ｉＩＫ転システムに
おける信頼性金白−ヒできる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る並列運転システムにおける電源異
常検出装置の一実１血例全承−ｔブロック図、第２図は
第１図に示す電源の異常発生時のを化状態を示す波形図
で同図（、Ａ）は主電源とインバータ電源のレベル変化
と主電源電流の変化を示し、同図（Ｂ）は有効電力と逆
起電力の発生状ｉｔ示しており、第３図は第１図に示す
システムにおける負荷と主電源電圧との関係を示すベク
トル図で、同図（Ａ）は抵抗負荷の場合、同図ＣＢ）は
遅ｎ負荷の場合金夫々示している。 ＥｌＡ・・・主電源、Ｅ、・・・インバータ電源、Ｐ・
・・有効電力検出器、Ｑ・・・無効下刃険出器、Ｒ・・
・交碓・直流変換器、Ｆ１１〜ａ３・・・つき合せ点、
Ｓ１〜Ｓ３・・・設定器、ｏｐ、−ｏｐ、・・・比較器
、ＡＮＤ、　、　ＡＮＤ、　−°。 アンド回路、Ｄｅｌ　・・・異常検知部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　インバータ電源と商用電源等の主電源を並列化
   して運転を行う際インバータ電源の出力電流全零とする
   制御により主電源からの・７トＥ’＋荷へ電力を供給し
   得ろシステムにおいて゛、前ｆｌｌ：電源の有効電力む
   よび無効電力を夫−々検出する第１．第２の電力検出手
   段と、前記インバータ’Ｉｊ　ｉｆ頃の出力７１ｆ、論
   を検出する電力検出手段と、前記ａ　ｔの検出手段から
   の有効電力４・を出値と設定値と全つき合せ、逆電。 力状卵を示す偏差出力が所定値１゛ス（二の時出力全発
   生するｆＰＪｌの比較手段と、前記第２の検出手段から
   の無効電力検出値と設定値と？つき合せ、進み電力を示
   す偏差出力が所定値以上の時出力全発生する？Ｐ、２の
   比較手段と、前記電力検出手段の出力と設定値と金つき
   合せ、この偏差出力が所定値１ソ上の時インバータ出力
   電離検出中を示す出力全発生する第３の比較手段と、ｉ
   ′ｉｉ前記第１−の比Φ−ｒ手役手段３の比較手段の各
   出力のアンド条件をとる第１のアンド手段と、前記第２
   の比較手段と第３の比較手段の各出力のアンド条件金と
   る第２のアンド手段と、第１もＬ＜Ｉｄ’Ｒ２のアンド
   手段のいず１゜泰の出力に応答して主雷、源の腎常全検
   知するえ雷検知手段と−Ｉ）ｈらなること全特徴とする
   並列運転システムにおける電源異常検出装置。