JP7760486B2

JP7760486B2 - 無停電電源システムおよび無停電電源システムの試験方法

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Publication number: JP7760486B2
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Description

本開示は、無停電電源システムおよび無停電電源システムの試験方法に関する。

高い信頼度が求められる無停電電源システムにおいては、無停電電源装置の故障等が発生しても、負荷に無停電電源装置での給電を継続する必要がある。このため、従来より、複数の無停電電源装置を組み合わせて冗長方式の無停電電源システムを構成することが行なわれている。

このような冗長方式の無停電電源システムとして、たとえば、特開２００５－２１８２００号公報（特許文献１）には、常時負荷に給電するように構成された複数の常用系無停電電源装置と、これら複数の常用系無停電電源装置の共通のバックアップ用として設けられた待機系無停電電源装置とからなる無停電電源システムが開示されている。

冗長方式の無停電電源システムにおいては、一般的に、複数の常用系無停電電源装置に対して待機系無停電電源装置は１台で構成されている。複数の常用系無停電電源装置の各々に、バイパス入力電源として待機系無停電電源装置の出力が入力されている。１台の常用系無停電電源装置の保守点検または故障発生時には、待機系無停電電源装置の出力が当該常用系無停電電源装置のバイパス入力電源となり、当該常用系無停電電源装置のバイパス回路を経由して負荷に給電される。

特開２００５－２１８２００号公報

待機系無停電電源装置を備える無停電電源システムにおいて、常用系無停電電源装置を更新及び増設した場合には、新規の常用系無停電電源装置と待機系無停電電源装置との組み合わせ試験が行われる。組み合わせ試験では、負荷設備への給電が停止しないようにするため、待機系無停電電源装置と、新規の無停電電源装置の両方が負荷に給電する期間が生じる。このときに、新規の常用系無停電電源装置の特性と待機系無停電電源装置の特性とが相違する場合には、新規の常用系無停電電源装置または待機系無停電電源装置に異常が生じ、負荷への給電が停止してしまうことがある。

それゆえに、本開示の目的は、新規の常用系無停電電源装置と待機系無停電電源装置との組合せ試験時に、負荷への給電が停止される可能性を低減することができる無停電電源システムおよび無停電電源システムの試験方法を提供することである。

本開示の無停電電源システムは、バイパス入力端子と、交流出力端子とを含む第１の常用系無停電電源装置と、生成した交流電力が出力される第１のノードと接続可能な第１の交流出力端子と、第１の試験用端子台とを含む待機系無停電電源装置と、待機系無停電電源装置の第１の交流出力端子と接続可能な第１の交流入力端子と、第１の常用系無停電電源装置の交流出力端子と接続可能な第２の交流入力端子と、第１の交流入力端子と接続される第１端を有する第１のスイッチと、第２の交流入力端子と接続される第１端を有する第２のスイッチと、第１のスイッチの第２端および第２のスイッチの第２端が接続されるとともに負荷が接続可能な交流出力端子とを含む第１の出力分岐盤と、第１の端子と、第２の端子と、第１の端子と第２の端子との間に直列に接続されたスイッチおよびヒューズとを含む開閉器ボックスとを備える。第１の試験用端子台は、第１の端子、第２の端子、および第３の端子を含む。第１の試験用端子台の第１の端子は、開閉器ボックスの第１の端子と接続可能に構成され、かつ第１のノードに接続される。第１の試験用端子台の第２の端子は、開閉器ボックスの第２の端子と接続可能に構成され、かつ第２のノードに接続される。第１の試験用端子台の第３の端子は、第２のノードに接続され、かつ第１の常用系無停電電源装置のバイパス入力端子に接続可能に構成される。

上記記載の無停電電源システムの試験方法であって、第１の出力分岐盤の第１のスイッチをオンにするステップと、第１の常用系無停電電源装置を交換するステップと、第１の試験用端子台の第１の端子と開閉器ボックスの第１の端子とを接続し、第１の試験用端子台の第２の端子と開閉器ボックスの第２の端子とを接続し、第１の試験用端子台の第３の端子と交換後の第１の常用系無停電電源装置のバイパス入力端子とを接続するステップと、第１の出力分岐盤の第２のスイッチをオンにするステップと、を備える。

本開示によれば、新規の常用系無停電電源装置と待機系無停電電源装置との組合せ試験時に、負荷への給電が停止される可能性を低減することができる。

参考例の無停電電源システムの構成を表わす図である。参考例における第１の組み合わせ試験時のスイッチの状態を表わす図である。参考例における第２の組み合わせ試験時のスイッチの状態を表わす図である。実施の形態１の無停電源システムの構成を表わす図である。実施の形態１における第１の組み合わせ試験の手順を表わすフローチャートである。実施の形態１における第１の組み合わせ試験時のスイッチの状態を表わす図である。実施の形態１における第２の組み合わせ試験の手順を表わすフローチャートである。実施の形態１における第２の組み合わせ試験時のスイッチの状態を表わす図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、同一または相当する部分には同一の符号を付して、その説明を繰返さない。

（参考例）
まず、参考例の無停電電源システムについて説明する。

図１は、参考例の無停電電源システムの構成を表わす図である。

参考例の無停電電源システムは、第１の常用系無停電電源装置２０Ａと、第２の常用系無停電電源装置２０Ｂと、待機系無停電電源装置２０Ｐと、第１の常用系出力分岐盤４０Ａと、スイッチＳＡ１と、第２の常用系出力分岐盤４０Ｂと、スイッチＳＢ１と、スイッチＳＰ１と、蓄電池２Ａ，２Ｂ，２Ｐとを備える。

第１の常用系について説明する。第２の常用系は、第１の常用系と同様なので、説明を繰り返さない。

第１の常用系無停電電源装置２０Ａは、第１の常用系ＵＰＳ１１Ａと、第１の常用系入出力盤２１Ａとを備える。第２の常用系無停電電源装置２０Ｂは、第２の常用系ＵＰＳ１１Ｂと、第２の常用系入出力盤２１Ｂとを備える。待機系無停電電源装置２０Ｐは、待機系ＵＰＳ１１Ｐと、待機系入出力盤２１Ｐとを備える。

以下の説明では、第１の常用系ＵＰＳ１１Ａと、第１の常用系入出力盤２１Ａと、第１の常用系出力分岐盤４０Ａと、スイッチＳＡ１と、蓄電池２Ａとを第１の常用系と記載し、第２の常用系ＵＰＳ１１Ｂと、第２の常用系入出力盤２１Ｂと、第２の常用系出力分岐盤４０Ｂと、スイッチＳＢ１と、蓄電池２Ｂとを第２の常用系と記載し、待機系ＵＰＳ１１Ｐと、待機系入出力盤２１Ｐと、スイッチＳＰ１と、蓄電池２Ｐとを待機系と記載する場合もある。

第１の常用系ＵＰＳ１１Ａは、バッテリ端子Ｔ０、入力端子Ｔ１、入力端子Ｔ２、出力端子Ｔ３、コンバータ３、インバータ４、バイパス回路６およびバイパス切替回路５を含む。第１の常用系入出力盤２１Ａは、スイッチＳ２～Ｓ８と、交流入力端子Ｔ５と、交流出力端子Ｔ９と、バイパス入力端子Ｔ４と、出力端子Ｔ６，Ｔ７と、入力端子Ｔ８とを備える。

交流入力端子Ｔ５は、スイッチＳＡ１を介して、商用交流電源１に接続可能である。

コンバータ３およびインバータ４は、交流入力端子Ｔ５と交流出力端子Ｔ９との間に、スイッチＳ５、出力端子Ｔ７、および入力端子Ｔ２と、出力端子Ｔ３、入力端子Ｔ８、スイッチＳ７、およびスイッチＳ８とを介して、直列に配置される。

バイパス回路６は、ノードＮ１（第３のノード）と交流出力端子Ｔ９との間に、スイッチＳ４、出力端子Ｔ６、および入力端子Ｔ１と、出力端子Ｔ３、入力端子Ｔ８、スイッチＳ７、およびスイッチＳ８を介して配置される。

バイパス切替回路５は、インバータ４の出力と、バイパス回路６の出力とを切り替える。

入力端子Ｔ１は、出力端子Ｔ６に接続され、かつバイパス回路６に接続される。入力端子Ｔ２は、出力端子Ｔ７に接続され、かつコンバータ３の入力ノードに接続される。

バッテリ端子Ｔ０は、コンバータ３の出力ノードおよびインバータ４の入力ノードとの間の直流回路（直流リンク）に接続されるとともに、蓄電池２Ａに接続される。

コンバータ３は、商用交流電源１から商用周波数の交流電力を受ける。コンバータ３は、商用交流電源１から交流電力が供給される通常時、交流電力を直流電力に変換する。コンバータ３は、直流回路に供給される直流電圧が一定電圧となるように制御される。

蓄電池２Ａは、コンバータ３とインバータ４との間の直流回路にバッテリ端子Ｔ０を介して接続される。蓄電池２Ａは、通常時に、コンバータ３によって生成された直流電力を貯蔵し、商用交流電源１からの交流電力の供給が停止された停電時に、インバータ４に直流電力を供給する。

インバータ４は、直流回路に接続される。インバータ４は、通常時に、コンバータ３によって生成された直流電力を商用周波数の交流電力に変換し、停電時に、蓄電池２Ａから直流電力を商用周波数の交流電力に変換する。インバータ４の出力ノードは、出力端子Ｔ３に接続される。

バイパス回路６は、入力端子Ｔ１およびバイパス切替回路５との間に接続される。バイパス切替回路５は、バイパス回路６および出力端子Ｔ３との間に接続される。バイパス切替回路５は、バイパス回路６と出力端子Ｔ３との電気的な接続および遮断を切り替える。具体的には、バイパス切替回路５は、バイパス回路６と出力端子Ｔ３との間に接続されるスイッチを含む。スイッチは、インバータ４からの給電時に非導通（オフ）状態となり、バイパス回路６からの給電時に導通（オン）状態となる。

制御部は、コンバータ３およびインバータ４を制御して交流電力を生成する。制御部は、停電時、コンバータ３を停止させるとともにインバータ４を制御して交流電力を生成する。制御部は、入力端子Ｔ２の電圧（すなわち、商用交流電源１から供給される交流電圧）に基づいて、商用交流電源１から交流電力が正常に供給されているか否かを判定する。制御部は、判定結果に基づいてコンバータ３およびインバータ４を制御する。制御部は、インバータ４の故障を検出すると、バイパス回路６と出力端子Ｔ３とを電気的に接続するようにバイパス切替回路５を制御する。

交流入力端子Ｔ５は、スイッチＳＡ１の第１端と接続可能である。スイッチＳＡ１の第２端は、商用交流電源１と接続される。

出力端子Ｔ６は、入力端子Ｔ１と接続可能である。出力端子Ｔ７は、入力端子Ｔ２と接続可能である。入力端子Ｔ８は、出力端子Ｔ３と接続可能である。

スイッチＳ２（第１のスイッチ）は、バイパス入力端子Ｔ４と、ノードＮ１（第３のノード）との間に配置される。スイッチＳ３（第２のスイッチ）は、交流入力端子Ｔ５と、ノードＮ１（第３のノード）との間に配置される。スイッチＳ２とスイッチＳ３とは、一方がオンのときに、他方がオフとなる。

スイッチＳ４は、ノードＮ１と、出力端子Ｔ６との間に配置される。スイッチＳ５は、交流入力端子Ｔ５と、出力端子Ｔ７との間に配置される。スイッチＳ６は、ノードＮ１と、ノードＮ２との間に配置される。スイッチＳ７は、入力端子Ｔ８と、ノードＮ２との間に配置される。スイッチＳ８は、ノードＮ２と、交流出力端子Ｔ９との間に配置される。

第１の常用系出力分岐盤４０Ａは、スイッチＳ９，Ｓ１０と、第１の交流入力端子Ｔ１０と、第２の交流入力端子Ｔ１１と、交流出力端子Ｔ１２，Ｔ１３とを備える。

第１の交流入力端子Ｔ１０は、待機系無停電電源装置２０Ｐの第１の交流出力端子ＴＰ９と接続可能である。第２の交流入力端子Ｔ１１は、第１の常用系無停電電源装置２０Ａの交流出力端子Ｔ９と接続可能である。

スイッチＳ９（第１のスイッチ）の第１端は、第１の交流入力端子Ｔ１０と接続される。スイッチＳ９（第１のスイッチ）の第２端は、ノードＮ３と接続される。スイッチＳ１０（第２のスイッチ）の第１端は、第２の交流入力端子Ｔ１１と接続される。スイッチＳ１０（第２のスイッチ）の第２端は、ノードＮ３と接続される。

交流出力端子Ｔ１２は、ノードＮ３を介して、スイッチＳ９の第２端およびスイッチＳ１０の第２端と接続され、かつ負荷ＬＡ１が接続可能である。交流出力端子Ｔ１３は、ノードＮ３を介して、スイッチＳ９の第２端およびスイッチＳ１０の第２端と接続され、かつ負荷ＬＡ２が接続可能である。

スイッチＳＡ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１０は、過大な電流が流れたときに自動的にオフとなるトリップスイッチである。

待機系ＵＰＳ１１Ｐは、バッテリ端子ＴＰ０、入力端子ＴＰ１，ＴＰ２、出力端子ＴＰ３、コンバータ３Ｐ、インバータ４Ｐ、バイパス回路６Ｐおよびバイパス切替回路５Ｐを含む。待機系出力分岐盤４０Ｐは、スイッチＳＰ４，ＳＰ７，ＳＰ８と、スイッチ３３，３４と、スイッチ３１（第１のスイッチ）と、スイッチ３２（第２のスイッチ）と、交流入力端子ＴＰ５と、出力端子ＴＰ６，ＴＰ７と、入力端子ＴＰ８と、第１の交流出力端子ＴＰ９と、第２の交流出力端子ＴＰ１０と、出力端子ＴＰ１１，ＴＰ１２とを備える。

交流入力端子ＴＰ５は、スイッチＳＰ１を介して、商用交流電源１に接続可能である。

コンバータ３Ｐおよびインバータ４Ｐは、交流入力端子ＴＰ５とノードＮＰ１（第１のノード）との間に、スイッチＳＰ５、出力端子ＴＰ７、および入力端子ＴＰ２と、出力端子ＴＰ３、入力端子ＴＰ８、およびスイッチＳＰ７とを介して、直列に配置される。

バイパス回路６Ｐは、交流入力端子ＴＰ５とノードＮＰ１（第１のノード）との間に、スイッチＳＰ４、出力端子ＴＰ６、および入力端子ＴＰ１と、出力端子ＴＰ３、入力端子ＴＰ８、およびスイッチＳＰ７とを介して、コンバータ３Ｐおよびインバータ４Ｐが配置される経路を並列に配置される。

バイパス切替回路５Ｐは、インバータ４Ｐの出力と、バイパス回路６Ｐの出力とを切り替える。

入力端子ＴＰ１は、出力端子ＴＰ６に接続され、かつバイパス回路６Ｐに接続される。入力端子ＴＰ２は、出力端子ＴＰ７に接続され、かつコンバータ３Ｐの入力ノードに接続される。

バッテリ端子ＴＰ０は、コンバータ３Ｐの出力ノードおよびインバータ４Ｐの入力ノードとの間の直流回路（直流リンク）に接続されるとともに、蓄電池２Ｐに接続される。

コンバータ３Ｐは、商用交流電源１から商用周波数の交流電力を受ける。コンバータ３Ｐは、商用交流電源１から交流電力が供給される通常時、交流電力を直流電力に変換する。コンバータ３Ｐは、直流回路に供給される直流電圧が一定電圧となるように制御される。

蓄電池２Ｐは、コンバータ３Ｐとインバータ４Ｐとの間の直流回路にバッテリ端子ＴＰ０を介して接続される。蓄電池２Ｐは、通常時に、コンバータ３Ｐによって生成された直流電力を貯蔵し、商用交流電源１からの交流電力の供給が停止された停電時に、インバータ４Ｐに直流電力を供給する。

インバータ４Ｐは、直流回路に接続される。インバータ４Ｐは、通常時に、コンバータ３Ｐによって生成された直流電力を商用周波数の交流電力に変換し、停電時に、蓄電池２Ｐから直流電力を商用周波数の交流電力に変換する。インバータ４Ｐの出力ノードは、出力端子ＴＰ３に接続される。

バイパス回路６Ｐは、入力端子ＴＰ１およびバイパス切替回路５Ｐとの間に接続される。バイパス切替回路５Ｐは、バイパス回路６Ｐおよび出力端子ＴＰ３との間に接続される。バイパス切替回路５Ｐは、バイパス回路６Ｐと出力端子ＴＰ３との電気的な接続および遮断を切り替える。具体的には、バイパス切替回路５Ｐは、バイパス回路６Ｐと出力端子ＴＰ３との間に接続されるスイッチを含む。スイッチは、インバータ４Ｐからの給電時に非導通（オフ）状態となり、バイパス回路６Ｐからの給電時に導通（オン）状態となる。

制御部は、コンバータ３Ｐおよびインバータ４Ｐを制御して交流電力を生成する。制御部は、停電時、コンバータ３Ｐを停止させるとともにインバータ４Ｐを制御して交流電力を生成する。制御部は、入力端子ＴＰ２の電圧（すなわち、商用交流電源１から供給される交流電圧）に基づいて、商用交流電源１から交流電力が正常に供給されているか否かを判定する。制御部は、判定結果に基づいてコンバータ３Ｐおよびインバータ４Ｐを制御する。制御部は、インバータ４Ｐの故障を検出すると、バイパス回路６Ｐと出力端子ＴＰ３とを電気的に接続するようにバイパス切替回路５Ｐを制御する。

交流入力端子Ｔ５は、スイッチＳＰ１の第１端と接続可能である。スイッチＳＰ１の第２端は、商用交流電源１と接続される。

出力端子ＴＰ６は、入力端子ＴＰ１と接続可能である。出力端子ＴＰ７は、入力端子ＴＰ２と接続可能である。入力端子ＴＰ８は、出力端子ＴＰ３と接続可能である。

スイッチＳＰ４は、交流入力端子ＴＰ５と、出力端子Ｔ６との間に配置される。スイッチＳＰ５は、交流入力端子ＴＰ５と、出力端子Ｔ７との間に配置される。ノードＮＰ１（第１のノード）には、待機系無停電電源装置２０Ｐによって生成された交流電力が出力される。スイッチＳＰ６は、交流入力端子ＴＰ５と、ノードＮＰ１（第１のノード）との間に配置される。スイッチＳＰ７は、入力端子ＴＰ８と、ノードＮＰ１（第１のノード）との間に配置される。

スイッチ３３は、ノードＮＰ１（第１のノード）と、第１の交流出力端子ＴＰ９との間に配置される。スイッチ３４は、ノードＮＰ１（第１のノード）と、第２の交流出力端子ＴＰ１０との間に配置される。

スイッチ３１は、ノードＮＰ１（第１のノード）と、出力端子ＴＰ１２との間に配置される。スイッチ３２は、ノードＮＰ１（第１のノード）と、出力端子ＴＰ１１との間に配置される。

スイッチＳＰ１、ＳＰ４、ＳＰ５、ＳＰ６、３１、３２、３３、３４は、過大な電流が流れたときに自動的にオフとなるトリップスイッチである。

（参考例の動作）
次に、参考例において、第１の常用系無停電電源装置２０Ａを交換して、新規の第１の常用系無停電電源装置２０Ａと待機系無停電電源装置２０Ｐとの組み合わせ試験（第１の組み合わせ試験）を実行する方法について説明する。

図２は、参考例における第１の組み合わせ試験時のスイッチの状態を表わす図である。

待機系において、スイッチＳＰ１、ＳＰ４、ＳＰ５、ＳＰ７、３１、３３、３４をオンに設定し、スイッチＳＰ６、３２をオフに設定する。第１の常用系において、スイッチＳ９をオンに設定する。第２の常用系において、スイッチＳＢ１、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ８をオンに設定し、スイッチＳ２、Ｓ６をオフに設定する。

第１の常用系無停電電源装置２０Ａを交換する。すなわち、古い第１の常用系無停電電源装置２０Ａを無停電電源システムから取り外し、新しい第１の常用系無停電電源装置２０Ａを無停電電源システムに接続する。

第１の常用系において、スイッチＳ２、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ１０をオンに設定し、スイッチＳＡ１、Ｓ３、Ｓ６をオフに設定する。

その結果、第１の常用系出力分岐盤４０Ａにおいて、スイッチＳ９およびＳ１０の両方が同時にオンとなる。待機系無停電電源装置２０Ｐによって生成された交流電力が、待機系無停電電源装置２０Ｐの第１の交流出力端子ＴＰ９と、第１の常用系出力分岐盤４０Ａの第１の交流入力端子Ｔ１０、およびスイッチＳ９とを通じて、負荷ＬＡ１、ＬＡ２に供給される。待機系無停電電源装置２０Ｐによって生成された交流電力は、さらに、待機系無停電電源装置２０Ｐの出力端子ＴＰ１２と、第１の常用系無停電電源装置２０Ａのバイパス入力端子Ｔ４、スイッチＳ２、スイッチＳ４、バイパス回路６、出力端子Ｔ３、入力端子Ｔ８、スイッチＳ７、スイッチＳ８、および交流出力端子Ｔ９と、第１の常用系出力分岐盤４０Ａの第２の交流入力端子Ｔ１１、およびスイッチＳ１０とを通じて、負荷ＬＡ１、ＬＡ２に供給される。

スイッチＳ９およびＳ１０が同時にオンに設定されるのは、オンのスイッチをスイッチＳ９からスイッチＳ１０に切り替えるときに、両方がオフになる期間が少しでも生じると、負荷ＬＡ１、ＬＡ２への給電が停止されてしまうからである。

スイッチＳ９およびＳ１０がオンに設定されている間は、ノードＮ３が待機系無停電電源装置２０Ｐからの電圧Ｖ１と、第１の常用系無停電電源装置２０Ａからの電圧Ｖ２とを受ける。切替前の古い第１の常用系無停電電源装置２０Ａが接続されている場合には、Ｖ１とＶ２の電圧特性は同じである。

切替後の新規の第１の常用系無停電電源装置２０Ａの機種または仕様と、切替前の古い第１の常用系無停電電源装置２０Ａの機種または仕様とが同じ場合、Ｖ１とＶ２の電圧特性が同一である。この場合、何の異常も発生しないので、スイッチＳ９をオフに設定して、第１の組み合わせ試験が終了する。

切替後の新規の第１の常用系無停電電源装置２０Ａの機種または仕様と切替前の古い第１の常用系無停電電源装置２０Ａの機種または仕様とが相違すると、Ｖ１とＶ２の電圧特性が相違する場合がある。Ｖ１とＶ２の電圧特性が相違すると、待機系無停電電源装置２０Ｐには、大電流が発生して、第１の常用系無停電電源装置２０Ａ、および待機系無停電電源装置２０Ｐの一方、または両方が故障する、あるいは商用交流電源１からの商用交流電力で第１の常用系無停電電源装置２０Ａを動作させなければならないような事態が発生する場合がある。その結果、負荷ＬＡ１およびＬＡ２の給電が停止するなどの問題が生じる。

次に、参考例において、第２の常用系無停電電源装置２０Ｂを交換して、新規の第２の常用系無停電電源装置２０Ｂと待機系無停電電源装置２０Ｐとの組み合わせ試験（第２の組み合わせ試験）を実行する方法について説明する。

図３は、参考例における第２の組み合わせ試験時のスイッチの状態を表わす図である。

待機系において、スイッチＳＰ１、ＳＰ４、ＳＰ５、ＳＰ７、３２、３３、３４をオンに設定し、スイッチＳＰ６、３１をオフに設定する。第２の常用系において、スイッチＳ９をオンに設定する。第１の常用系において、スイッチＳＡ１、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ８をオンに設定し、スイッチＳ２、Ｓ６をオフに設定する。

第２の常用系無停電電源装置２０Ｂを交換する。すなわち、古い第２の常用系無停電電源装置２０Ｂを無停電電源システムから取り外し、新しい第２の常用系無停電電源装置２０Ｂを無停電電源システムに接続する。

第２の常用系において、スイッチＳ２、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ１０をオンに設定し、スイッチＳＢ１、Ｓ３、Ｓ６をオフに設定する。

その結果、第２の常用系出力分岐盤４０Ｂにおいて、スイッチＳ９およびＳ１０の両方が同時にオンとなる。待機系無停電電源装置２０Ｐによって生成された交流電力が、待機系無停電電源装置２０Ｐの第２の交流出力端子ＴＰ１０と、第２の常用系出力分岐盤４０Ｂの第１の交流入力端子Ｔ１０、およびスイッチＳ９とを通じて、負荷ＬＢ１、ＬＢ２に供給される。待機系無停電電源装置２０Ｐによって生成された交流電力は、さらに、待機系無停電電源装置２０Ｐの出力端子ＴＰ１１と、第２の常用系無停電電源装置２０Ｂのバイパス入力端子Ｔ４、スイッチＳ２、スイッチＳ４、バイパス回路６、出力端子Ｔ３、入力端子Ｔ８、スイッチＳ７、スイッチＳ８、および交流出力端子Ｔ９と、第２の常用系出力分岐盤４０Ｂの第２の交流入力端子Ｔ１１、およびスイッチＳ１０とを通じて、負荷ＬＢ１、ＬＢ２に供給される。

スイッチＳ９およびＳ１０が同時にオンに設定されるのは、オンにするのをスイッチＳ９からスイッチＳ１０に切り替えるときに、両方がオフになる期間が少しでも生じると、負荷ＬＢ１、ＬＢ２への給電が停止されてしまうからである。

スイッチＳ９およびＳ１０がオンに設定されている間は、ノードＮ３が待機系無停電電源装置２０Ｐからの電圧Ｖ１と、第２の常用系無停電電源装置２０Ｂからの電圧Ｖ２とを受ける。切替前の古い第２の常用系無停電電源装置２０Ｂが接続されている場合には、Ｖ１とＶ２の電圧特性は同じである。

切替後の新規の第２の常用系無停電電源装置２０Ｂの機種または仕様と切替前の古い第２の常用系無停電電源装置２０Ｂの機種または仕様とが同じ場合、Ｖ１とＶ２の電圧特性が同一である。この場合、何の異常も発生しないので、スイッチＳ９をオフに設定して、第２の組み合わせ試験が終了する。

切替後の新規の第２の常用系無停電電源装置２０Ｂの機種または仕様と切替前の古い第２の常用系無停電電源装置２０Ｂの機種または仕様とが相違すると、Ｖ１とＶ２の電圧特性が相違する場合がある。Ｖ１とＶ２の電圧特性が相違すると、待機系無停電電源装置２０Ｐには、大電流が発生して、第２の常用系無停電電源装置２０Ｂ、および待機系無停電電源装置２０Ｐの一方、または両方が故障する、あるいは商用交流電源１からの商用交流電力で第２の常用系無停電電源装置２０Ｂを動作させなければならないような事態が発生する場合がある。その結果、負荷ＬＢ１およびＬＢ２の給電が停止するなどの問題が生じる。

実施の形態１．
（実施の形態１の無停電電源システム）
図４は、実施の形態１の無停電源システムの構成を表わす図である。

実施の形態１の無停電電源システムと参考例の無停電電源システムとが相違する点は、実施の形態１の無停電電源システムは、開閉器ボックス６０を備える点である。

本実施の形態では、待機系入出力盤２１Ｐが、さらに、第１の試験用端子台５０と、第２の試験用端子台５１とを備える。第１の試験用端子台５０は、第１の端子５１Ｘと、第２の端子５１Ｙと、第３の端子５１Ｚを備える。第２の試験用端子台５１は、第１の端子５１Ｘと、第２の端子５１Ｙと、第３の端子５１Ｚとを備える。

開閉器ボックス６０は、第１の端子６１と、第２の端子６２と、スイッチ６５と、ヒューズ７０とを備える。第１の端子６１と第２の端子６２とに間にスイッチ６５とヒューズ７０とが直列に接続される。

第１の試験用端子台５０の第１の端子５０Ｘは、ノードＮＰ１（第１のノード）と接続され、かつ開閉器ボックス６０の第１の端子６１と接続可能である。第１の試験用端子台５０の第２の端子５０Ｙは、ノードＮＰ４（第２のノード）と接続され、かつ第２の端子６２と接続可能である。第１の試験用端子台５０の第３の端子５０Ｚは、ノードＮＰ４（第２のノード）と接続され、かつ第１の常用系入出力盤２１Ａのバイパス入力端子Ｔ４と接続可能である。スイッチ３１は、ノードＮＰ１とノードＮＰ４との間に配置される。

第２の試験用端子台５１の第１の端子５１Ｘは、ノードＮＰ１（第１のノード）と接続され、かつ開閉器ボックス６０の第１の端子６１と接続可能である。第２の試験用端子台５１の第２の端子５１Ｙは、ノードＮＰ５（第４のノード）と接続され、かつ第２の端子６２と接続可能である。第２の試験用端子台５１の第３の端子５１Ｚは、ノードＮＰ５（第４のノード）と接続され、かつ第２の常用系入出力盤２１Ｂのバイパス入力端子Ｔ４と接続可能である。スイッチ３２は、ノードＮＰ１とノードＮＰ５との間に配置される。

（実施の形態１の無停電電源システムの第１の試験方法）
次に、第１の常用系無停電電源装置２０Ａを交換して、新規の常用系無停電電源装置２０Ａと待機系無停電電源装置２０Ｐとの組み合わせ試験（第１の組み合わせ試験）を実行する方法について説明する。

図５は、実施の形態１における第１の組み合わせ試験の手順を表わすフローチャートである。図６は、実施の形態１における第１の組み合わせ試験時のスイッチの状態を表わす図である。

ステップＳ１０１において、複数のスイッチのオン／オフを設定する。

待機系において、スイッチＳＰ１、ＳＰ４、ＳＰ５、ＳＰ７、３３、３４をオンに設定し、スイッチＳＰ６、３１、３２をオフに設定する。第１の常用系において、スイッチＳ９をオンに設定する。第２の常用系において、スイッチＳＢ１、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ８をオンに設定し、スイッチＳ２、Ｓ６をオフに設定する。

ステップＳ１０２において、第１の常用系無停電電源装置２０Ａを交換する。すなわち、古い第１の常用系無停電電源装置２０Ａを無停電電源システムから取り外し、新しい第１の常用系無停電電源装置２０Ａを無停電電源システムに接続する。

ステップＳ１０３において、第１の試験用端子台５０の第１の端子５０Ｘと開閉器ボックス６０の第１の端子６１とを接続し、第１の試験用端子台５０の第２の端子５０Ｙと開閉器ボックス６０の第２の端子６２とを接続し、第１の試験用端子台５０の第３の端子５０Ｚを交換後の新しい第１の常用系無停電電源装置２０Ａのバイパス入力端子Ｔ４と接続する。

ステップＳ１０４において、第１の常用系において、スイッチＳ２、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ１０をオンに設定し、スイッチＳＡ１、Ｓ３、Ｓ６をオフに設定する。

これによって、待機系無停電電源装置２０Ｐによって生成されてノードＮＰ１に出力された交流電力が、第１の試験用端子台５０の第１の端子５０Ｘと、開閉器ボックス６０の第１の端子６１、スイッチ６５、ヒューズ７０、および第２の端子６２と、第１の試験用端子台５０の第２の端子５１Ｙと、待機系無停電電源装置２０ＰのノードＮＰ４と、第１の試験用端子台５０の第３の端子５１Ｚとを通じて、第１の常用系無停電電源装置２０Ａのバイパス入力端子Ｔ４に送られる。待機系無停電電源装置２０ＰのノードＮＰ１に大電流が流れる場合には、開閉器ボックス６０のヒューズ７０が溶断する。その結果、待機系無停電電源装置２０Ｐから第１の常用系無停電電源装置２０Ａの交流電力の供給が停止するので、第１の常用系無停電電源装置２０Ａ、および待機系無停電電源装置２０Ｐの一方、または両方が故障する、あるいは商用交流電源１からの商用交流電力で第１の常用系無停電電源装置２０Ａを動作させなければならないような事態が発生しない。その結果、負荷ＬＡ１およびＬＡ２の給電が停止するなどの可能性を低減できる。

ステップＳ１０５において、開閉器ボックス６０のヒューズ７０が溶断していない場合に、処理がステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６において、第１の常用系出力分岐盤４０ＡのスイッチＳ９をオフに設定する。

ステップＳ１０７において、第１の試験用端子台５０の第１の端子５０Ｘと開閉器ボックス６０の第１の端子６１との接続を切断し、第１の試験用端子台５０の第２の端子５０Ｙと開閉器ボックス６０の第２の端子６２との接続を接続する。

次に、第２の常用系無停電電源装置２０Ｂを交換して、新規の常用系無停電電源装置２０Ｂと待機系無停電電源装置２０Ｐとの組み合わせ試験（第２の組み合わせ試験）を実行する方法について説明する。

図７は、実施の形態１における第２の組み合わせ試験の手順を表わすフローチャートである。図８は、実施の形態１における第２の組み合わせ試験時のスイッチの状態を表わす図である。

ステップＳ２０１において、複数のスイッチのオン／オフを設定する。

待機系において、スイッチＳＰ１、ＳＰ４、ＳＰ５、ＳＰ７、３３、３４をオンに設定し、スイッチＳＰ６、３１、３２をオフに設定する。第２の常用系において、スイッチＳ９をオンに設定する。第１の常用系において、スイッチＳＡ１、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ８をオンに設定し、スイッチＳ２、Ｓ６をオフに設定する。

ステップＳ２０２において、第２の常用系無停電電源装置２０Ｂを交換する。すなわち、古い第２の常用系無停電電源装置２０Ｂを無停電電源システムから取り外し、新しい第２の常用系無停電電源装置２０Ｂを無停電電源システムに接続する。

ステップＳ２０３において、第２の試験用端子台５１の第１の端子５１Ｘと開閉器ボックス６０の第１の端子６１とを接続し、第２の試験用端子台５１の第２の端子５１Ｙと開閉器ボックス６０の第２の端子６２とを接続し、第２の試験用端子台５１の第３の端子５１Ｚを交換後の新しい第２の常用系無停電電源装置２０Ｂのバイパス入力端子Ｔ４と接続する。

ステップＳ２０４において、第２の常用系において、スイッチＳ２、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ１０をオンに設定し、スイッチＳＢ１、Ｓ３、Ｓ６をオフに設定する。

これによって、待機系無停電電源装置２０Ｐによって生成されてノードＮＰ１に出力された交流電力が、第２の試験用端子台５１の第１の端子５１Ｘと、開閉器ボックス６０の第１の端子６１、スイッチ６５、ヒューズ７０、および第２の端子６２と、第２の試験用端子台５１の第２の端子５１Ｙと、待機系無停電電源装置２０ＰのノードＮＰ４と、第２の試験用端子台５１の第３の端子５１Ｚとを通じて、第２の常用系無停電電源装置２０Ｂのバイパス入力端子Ｔ４に送られる。待機系無停電電源装置２０ＰのノードＮＰ１に大電流が流れる場合には、開閉器ボックス６０のヒューズ７０が溶断する。その結果、待機系無停電電源装置２０Ｐから第２の常用系無停電電源装置２０Ｂの交流電力の供給が停止するので、第２の常用系無停電電源装置２０Ｂ、および待機系無停電電源装置２０Ｐの一方、または両方が故障する、あるいは商用交流電源１からの商用交流電力で第２の常用系無停電電源装置２０Ｂを動作させなければならないような事態が発生しない。その結果、負荷ＬＢ１およびＬＢ２の給電が停止するなどの可能性を低減できる。

ステップＳ２０５において、開閉器ボックス６０のヒューズ７０が溶断していない場合に、処理がステップＳ２０６に進む。

ステップＳ２０６において、第２の常用系出力分岐盤４０ＢのスイッチＳ９をオフに設定する。

ステップＳ２０７において、第２の試験用端子台５１の第１の端子５１Ｘと開閉器ボックス６０の第１の端子６１との接続を切断し、第２の試験用端子台５１の第２の端子５１Ｙと開閉器ボックス６０の第２の端子６２との接続を接続する。

以上のように、本実施の形態によれば、試験用端子台５０，５１、および開閉器ボックス６０を設けることにより、更新または増設対象の常用系無停電電源装置と、既設の待機系無停電電源装置との組合せ試験時に、負荷への給電が停止される可能性を低減することができる。さらに、待機系無停電電源装置に外部の開閉器ボックスを接続する形態で組み合わせ試験が可能であるので、開閉器ボックスを複数のシステムにおける組み合わせ試験で流用することができる。その結果、コスト削減も可能となる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１商用交流電源、２Ａ，２Ｂ，２Ｐ蓄電池、３，３Ｐコンバータ、４，４Ｐインバータ、５，５Ｐバイパス切替回路、６，６Ｐバイパス回路、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｐ無停電電源装置、２１Ａ第１の常用系入出力盤、２１Ｂ第２の常用系入出力盤、２１Ｐ待機系入出力盤、３１，３２，３３，３４，６５，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，ＳＡ１，ＳＢ１，ＳＰ１，ＳＰ４，ＳＰ５，ＳＰ６，ＳＰ７，ＳＰ８スイッチ、４０Ａ第１の常用系出力分岐盤、４０Ｂ第２の常用系出力分岐盤、４０Ｐ待機系出力分岐盤、５０第１の試験用端子台、５０Ｘ，５１Ｘ，６１第１の端子、５０Ｙ，５１Ｙ，６２第２の端子、５０Ｚ，５１Ｚ第３の端子、５１第２の試験用端子台、６０開閉器ボックス、７０ヒューズ、ＬＡ１，ＬＡ２，ＬＢ１，ＬＢ２負荷、Ｔ０，ＴＰ０バッテリ端子、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ８，ＴＰ１，ＴＰ２，ＴＰ８入力端子、Ｔ３，Ｔ６，Ｔ７，ＴＰ３，ＴＰ６，ＴＰ７，ＴＰ１１，ＴＰ１２出力端子、Ｔ４バイパス入力端子、Ｔ５，ＴＰ５交流入力端子、Ｔ９，Ｔ１２，Ｔ１３交流出力端子、Ｔ１０第１の交流入力端子、Ｔ１１第２の交流入力端子、ＴＰ９第１の交流出力端子、ＴＰ１０第２の交流出力端子、１１Ａ第１の常用系ＵＰＳ、１１Ｂ第２の常用系ＵＰＳ、１１Ｐ待機系ＵＰＳ。

Claims

バイパス入力端子と、交流出力端子とを含む第１の常用系無停電電源装置と、
生成した交流電力が出力される第１のノードと接続可能な第１の交流出力端子と、第１の試験用端子台とを含む待機系無停電電源装置と、
前記待機系無停電電源装置の前記第１の交流出力端子と接続可能な第１の交流入力端子と、前記第１の常用系無停電電源装置の前記交流出力端子と接続可能な第２の交流入力端子と、前記第１の交流入力端子と接続される第１端を有する第１のスイッチと、前記第２の交流入力端子と接続される第１端を有する第２のスイッチと、前記第１のスイッチの第２端および前記第２のスイッチの第２端が接続されるとともに負荷が接続可能な交流出力端子とを含む第１の出力分岐盤と、
第１の端子と、第２の端子と、前記第１の端子と前記第２の端子との間に直列に接続されたスイッチおよびヒューズとを含む開閉器ボックスとを備え、
前記第１の試験用端子台は、第１の端子、第２の端子、および第３の端子を含み、
前記第１の試験用端子台の前記第１の端子は、前記開閉器ボックスの前記第１の端子と接続可能に構成され、かつ前記第１のノードに接続され、
前記第１の試験用端子台の前記第２の端子は、前記開閉器ボックスの前記第２の端子と接続可能に構成され、かつ第２のノードに接続され、
前記第１の試験用端子台の前記第３の端子は、前記第２のノードに接続され、かつ前記第１の常用系無停電電源装置の前記バイパス入力端子に接続可能に構成される、無停電電源システム。
前記待機系無停電電源装置は、
前記第１のノードと、前記第２のノードとの間に配置された第１のスイッチを含む、請求項１記載の無停電電源システム。
前記第１の常用系無停電電源装置は、さらに、
交流電源に接続可能な交流入力端子と、
前記交流入力端子および前記交流出力端子との間に直列に配置されるコンバータおよびインバータと、
第３のノードおよび前記交流出力端子との間に配置されるバイパス回路と、
前記インバータの出力と前記バイパス回路の出力とを切換えるためのバイパス切換回路と、
前記コンバータおよび前記インバータの間の直流回路に接続される蓄電池と、
前記バイパス入力端子と前記第３のノードとの間に配置される第１のスイッチと、
前記交流入力端子と前記第３のノードとの間に配置される第２のスイッチと、を含み、
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチは、一方がオンのときに、他方がオフとなる、請求項１記載の無停電電源システム。
前記待機系無停電電源装置は、さらに、前記第１のノードと接続可能な第２の交流出力端子と、第２の試験用端子台とを含み、
前記無停電電源システムは、
バイパス入力端子と、交流出力端子とを含む第２の常用系無停電電源装置と、
前記待機系無停電電源装置の前記第２の交流出力端子と接続可能な第１の交流入力端子と、前記第２の常用系無停電電源装置の前記交流出力端子と接続可能な第２の交流入力端子と、前記第１の交流入力端子と接続される第１端を有する第１のスイッチと、前記第２の交流入力端子と接続される第１端を有する第２のスイッチと、前記第１のスイッチの第２端および前記第２のスイッチの第２端が接続されるとともに負荷が接続可能な交流出力端子とを含む第２の出力分岐盤と、をさらに備え、
前記第２の試験用端子台は、第１の端子、第２の端子、および第３の端子を含み、
前記第２の試験用端子台の前記第１の端子は、前記開閉器ボックスの前記第１の端子と接続可能に構成され、かつ前記第１のノードに接続され、
前記第２の試験用端子台の前記第２の端子は、前記開閉器ボックスの前記第２の端子と接続可能に構成され、かつ第４のノードに接続され、
前記第２の試験用端子台の前記第３の端子は、前記第４のノードに接続され、かつ前記第２の常用系無停電電源装置の前記バイパス入力端子に接続可能に構成される、請求項１記載の無停電電源システム。
前記待機系無停電電源装置は、
前記第１のノードと、前記第４のノードとの間に配置された第２のスイッチを含む、請求項４記載の無停電電源システム。
前記第２の常用系無停電電源装置は、さらに、
交流電源に接続可能な交流入力端子と、
前記交流入力端子および前記交流出力端子との間に直列に配置されるコンバータおよびインバータと、
第３のノードおよび前記交流出力端子との間に配置されるバイパス回路と、
前記インバータの出力と前記バイパス回路の出力とを切換えるためのバイパス切換回路と、
前記コンバータおよび前記インバータの間の直流回路に接続される蓄電池と、
前記バイパス入力端子と前記第３のノードとの間に配置される第１のスイッチと、
前記交流入力端子と前記第３のノードとの間に配置される第２のスイッチと、を含み、
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチは、一方がオンのときに、他方がオフとなる、請求項４記載の無停電電源システム。
前記待機系無停電電源装置は、
交流電源に接続可能な交流入力端子と、
前記交流入力端子および前記第１のノードとの間に直列に配置されるコンバータおよびインバータと、
前記交流入力端子および前記第１のノードの間に、前記コンバータおよび前記インバータが配置される経路と並列して配置されるバイパス回路と、
前記インバータの出力と前記バイパス回路の出力とを切換えるためのバイパス切換回路と、
前記コンバータおよび前記インバータの間の直流回路に接続される蓄電池と、を含む、請求項１記載の無停電電源システム。
請求項１記載の無停電電源システムの試験方法であって、
前記第１の出力分岐盤の前記第１のスイッチをオンにするステップと、
前記第１の常用系無停電電源装置を交換するステップと、
前記第１の試験用端子台の前記第１の端子と前記開閉器ボックスの前記第１の端子とを接続し、前記第１の試験用端子台の前記第２の端子と前記開閉器ボックスの前記第２の端子とを接続し、前記第１の試験用端子台の前記第３の端子と交換後の前記第１の常用系無停電電源装置の前記バイパス入力端子とを接続するステップと、
前記第１の出力分岐盤の前記第２のスイッチをオンにするステップと、を備えた無停電電源システムの試験方法。
前記接続するステップの結果、前記開閉器ボックスのヒューズが溶断していない場合に、前記第１の出力分岐盤の前記第１のスイッチをオフにするステップと、
前記第１の試験用端子台の前記第１の端子と前記開閉器ボックスの前記第１の端子との接続を切断し、前記第１の試験用端子台の前記第２の端子と前記開閉器ボックスの前記第２の端子との接続を切断するステップとを、さらに備えた請求項８記載の無停電電源システムの試験方法。
請求項４記載の無停電電源システムの試験方法であって、
前記第２の出力分岐盤の前記第１のスイッチをオンにするステップと、
前記第２の常用系無停電電源装置を交換するステップと、
前記第２の試験用端子台の前記第１の端子と前記開閉器ボックスの前記第１の端子とを接続し、前記第２の試験用端子台の前記第２の端子と前記開閉器ボックスの前記第２の端子とを接続し、前記第２の試験用端子台の前記第３の端子と交換後の前記第２の常用系無停電電源装置の前記バイパス入力端子とを接続するステップと、
前記第２の出力分岐盤の前記第２のスイッチをオンにするステップと、を、備えた無停電電源システムの試験方法。
前記接続するステップの結果、前記開閉器ボックスのヒューズが溶断していない場合に、前記第２の出力分岐盤の前記第１のスイッチをオフにするステップと、
前記第２の試験用端子台の前記第１の端子と前記開閉器ボックスの前記第１の端子との接続を切断し、前記第２の試験用端子台の前記第２の端子と前記開閉器ボックスの前記第２の端子との接続を切断するステップとを、さらに備えた請求項１０記載の無停電電源システムの試験方法。