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公開番号2025117783
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-13
出願番号2024012690
出願日2024-01-31
発明の名称無停電電源装置及び短絡故障検出方法
出願人株式会社GSユアサ
代理人個人,個人
主分類H02J 9/06 20060101AFI20250805BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】交流電路の2線のそれぞれに設けられたスイッチの短絡故障をそれぞれ検出できる無停電電源装置及び短絡故障検出方法を提供する。
【解決手段】切替制御部31は、バイパス線20を介したバイパス給電では、開閉器4及びバイパススイッチ6aをオンさせ、インバータ給電では、開閉器4及びバイパススイッチ6aをオフさせる。無停電電源装置1は、短絡故障検出部32を備える。短絡故障検出部32は、インバータ給電が開始された後の入力電圧とバイパス電圧V_bpsとに基づいて開閉器4の短絡故障を検出すると共に、インバータ給電が開始された後の負荷電圧V_Loadとバイパス電圧V_bpsとに基づいてバイパススイッチ6aの短絡故障を検出する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
交流電源に接続される入力端と負荷が接続される出力端とを接続する２線路からなるバイパス線と、
前記バイパス線における一方の線路に設けられた入力側バイパススイッチと、
前記入力側バイパススイッチの下流側で前記バイパス線から分岐する第１分岐線と、
前記第１分岐線の分岐箇所よりも下流側で前記バイパス線から分岐する第２分岐線と、
前記第１分岐線と前記第２分岐線との間に接続され、前記第１分岐線を介して入力される交流電圧を直流電圧に変換して蓄電装置を充電すると共に、前記蓄電装置に蓄電された直流電圧を交流電圧に変換して前記第２分岐線を介して出力するインバータ給電を実行するユニットと、
前記バイパス線における前記入力側バイパススイッチが設けられていない他方の線路の前記第１分岐線の分岐箇所と前記第２分岐線の分岐箇所との間に設けられた出力側バイパススイッチと、
前記入力端の入力電圧を検出する入力電圧検出器と、
前記出力端の負荷電圧を検出する負荷電圧検出器と、
前記入力側バイパススイッチと前記出力側バイパススイッチとの間の前記バイパス線のバイパス電圧を検出するバイパス電圧検出器と、
前記バイパス線を介したバイパス給電では、前記入力側バイパススイッチ及び前記出力側バイパススイッチをオンさせ、前記インバータ給電では、前記入力側バイパススイッチ及び前記出力側バイパススイッチをオフさせる切替制御部と、
前記インバータ給電が開始された後の前記入力電圧と前記バイパス電圧とに基づいて前記入力側バイパススイッチの短絡故障を検出すると共に、前記インバータ給電が開始された後の前記負荷電圧と前記バイパス電圧とに基づいて前記出力側バイパススイッチの短絡故障を検出する短絡故障検出部と、を備える無停電電源装置。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記短絡故障検出部は、ローパスフィルタを用いることで、前記入力電圧の入力電圧平均値と、前記バイパス電圧のバイパス電圧平均値と、前記負荷電圧の負荷電圧平均値とをそれぞれ求め、前記インバータ給電が開始され、前記ローパスフィルタの時定数に基づいて設定されたマスク時間が経過した後に、前記入力電圧平均値と前記バイパス電圧平均値とに基づいて前記入力側バイパススイッチの短絡故障を、前記負荷電圧平均値と前記バイパス電圧平均値とに基づいて前記出力側バイパススイッチの短絡故障をそれぞれ検出する請求項１記載の無停電電源装置。
【請求項３】
前記第２分岐線に設けられたインバータスイッチと、
前記インバータスイッチよりも上流側の前記第２分岐線の母線電圧を検出する母線電圧検出器と、を備え、
前記短絡故障検出部は、前記バイパス給電が開始された後の前記負荷電圧と前記母線電圧とに基づいて前記インバータスイッチの短絡故障を検出する請求項１又は２に記載の無停電電源装置。
【請求項４】
交流電源に接続される入力端と負荷が接続される出力端とを接続するバイパス線における一方の線路に設けられた入力側バイパススイッチと、前記バイパス線における前記入力側バイパススイッチが設けられていない他方の線路に設けられた出力側バイパススイッチとの短絡故障を検出する短絡故障検出方法であって、
前記入力端の入力電圧と、前記出力端の負荷電圧と、前記入力側バイパススイッチと前記出力側バイパススイッチとの間の前記バイパス線のバイパス電圧と、を検出し、
前記入力側バイパススイッチがオフされた状態の前記入力電圧と前記バイパス電圧とに基づいて前記入力側バイパススイッチの短絡故障を検出すると共に、前記出力側バイパススイッチがオフされた状態の前記負荷電圧と前記バイパス電圧とに基づいて前記出力側バイパススイッチの短絡故障を検出する短絡故障検出方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、無停電電源装置及び短絡故障検出方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、補助接点も専用回路も必要とせずに、迅速にリレーの溶着の有無を判定できるリレーの溶着検出方法を開示している。特許文献１は、自立出力の給電中に、第１電路（商用電力系統）に電圧が検出されたとき、リレーを挟む第１電路と第２電路との同期化過程で周波数が所定範囲を逸脱するか否か、に基づいてリレーの溶着の有無を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１７１１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術では、交流電路の２線の両方でリレーが溶着した場合に、リレーの溶着を検出できるが、交流電路の２線のいずれかのみでリレーが溶着した場合は、リレーの溶着を検出できない。
【０００５】
本発明の一態様は、交流電路の２線のそれぞれに設けられたスイッチの短絡故障をそれぞれ検出できる無停電電源装置及び短絡故障検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る無停電電源装置は、交流電源に接続される入力端と負荷が接続される出力端とを接続する２線路からなるバイパス線を備える。前記無停電電源装置は、前記バイパス線における一方の線路に設けられた入力側バイパススイッチを備える。前記無停電電源装置は、前記入力側バイパススイッチの下流側で前記バイパス線から分岐する第１分岐線と、前記第１分岐線の分岐箇所よりも下流側で前記バイパス線から分岐する第２分岐線と、を備える。前記無停電電源装置は、インバータ給電を実行するユニットを備える。前記ユニットは、前記第１分岐線と前記第２分岐線との間に接続され、前記第１分岐線を介して入力される交流電圧を直流電圧に変換して蓄電装置を充電すると共に、前記蓄電装置に蓄電された直流電圧を交流電圧に変換して前記第２分岐線を介して出力する。前記無停電電源装置は、前記バイパス線における前記入力側バイパススイッチが設けられていない他方の線路の前記第１分岐線の分岐箇所と前記第２分岐線の分岐箇所との間に設けられた出力側バイパススイッチを備える。前記無停電電源装置は、入力電圧検出器と、負荷電圧検出器と、バイパス電圧検出器と、を備える。前記入力電圧検出器は、前記入力端の入力電圧を検出する。前記負荷電圧検出器は、前記出力端の負荷電圧を検出する。前記バイパス電圧検出器は、前記入力側バイパススイッチと前記出力側バイパススイッチとの間の前記バイパス線のバイパス電圧を検出する。前記無停電電源装置は、切替制御部を備える。前記切替制御部は、前記バイパス線を介したバイパス給電では、前記入力側バイパススイッチ及び前記出力側バイパススイッチをオンさせ、前記インバータ給電では、前記入力側バイパススイッチ及び前記出力側バイパススイッチをオフさせる。前記無停電電源装置は、短絡故障検出部を備える。前記短絡故障検出部は、前記インバータ給電が開始された後の前記入力電圧と前記バイパス電圧とに基づいて前記入力側バイパススイッチの短絡故障を検出すると共に、前記インバータ給電が開始された後の前記負荷電圧と前記バイパス電圧とに基づいて前記出力側バイパススイッチの短絡故障を検出する。
本発明の一態様に係る短絡故障検出方法は、交流電源に接続される入力端と負荷が接続される出力端とを接続するバイパス線における一方の線路に設けられた入力側バイパススイッチを備える。前記短絡故障検出方法は、前記バイパス線における前記入力側バイパススイッチが設けられていない他方の線路に設けられた出力側バイパススイッチとの短絡故障を検出する。前記短絡故障検出方法は、前記入力端の入力電圧と、前記出力端の負荷電圧と、前記入力側バイパススイッチと前記出力側バイパススイッチとの間の前記バイパス線のバイパス電圧と、を検出する。前記短絡故障検出方法は、前記入力側バイパススイッチがオフされた状態の前記入力電圧と前記バイパス電圧とに基づいて前記入力側バイパススイッチの短絡故障を検出すると共に、前記出力側バイパススイッチがオフされた状態の前記負荷電圧と前記バイパス電圧とに基づいて前記出力側バイパススイッチの短絡故障を検出する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、交流電路の２線のそれぞれに設けられたスイッチの短絡故障をそれぞれ検出できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
無停電電源装置の構成例を示す図である。
図１に示す無停電電源装置のインバータ給電状態を示す図である。
図１に示す短絡故障検出部の構成を示す図である。
図３に示す比較部の動作を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下の実施の形態において、同様の機能を示す構成には、同一の符号を付して適宜説明を省略する。
【００１０】
本実施の形態の無停電電源装置１（以下、ＵＰＳ１と称す）は、常時商用給電方式であり、図１を参照すると、複数のユニット１０ａ、１０ｂと、停電時にバックアップ電力を供給する蓄電装置１００と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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