要点
UPSと発電機は役割が異なります。UPSはバッテリーで即座に切り換わり、短時間だけ負荷を担います。発電機は短時間で始動し、燃料がある限り電力を供給し続けます。重要な設置場所の多くは、一方が補えない部分をもう一方が補うため、両方を必要とします。
系統が停電したとき、重要な負荷を稼働させ続ける機械は2つあり、しばしば混同されます。無停電電源装置（UPS）はバッテリーとインバーターで、瞬時に引き継ぎ、数分間負荷を支えます。ディーゼル発電機は始動して負荷を受け入れるまで数秒かかり、その後は燃料がある限り負荷を支えます。どちらも他方の代わりにはなりません。UPSは空白を埋め、発電機は連続運転時間をもたらします。このガイドでは、それぞれの役割、引き継ぎの仕方、現地が必要なものを判断する方法を説明します。
UPSの役割
UPSは電源と負荷の間に置かれます。通常運転では電力を整え、スパイク、サグ、周波数変動をフィルターして、バッテリーを充電状態に保ちます。障害が発生すると、インバーターがバッテリーから途切れなく負荷を支えます。バッテリーは高価で重いため、UPSが負荷を支えるのは数分間だけで、短い停電を乗り切り、発電機が始動する時間を稼ぐのに足りる程度です。回転式UPSシステムは、バッテリーの代わりにフライホイールでエネルギーを蓄え、数分ではなく数秒をつなぎます。発電機が確実に始動することを前提とする大規模な設備で使われます。
発電機の役割
スタンバイ発電機は、電源が失われると数秒以内に自動的に始動し、電圧と周波数が安定すると、自動切替器（ATS）が負荷を発電機に接続します。その後は、タンクの燃料で数時間から数日間運転します。短い連続運転時間にはベースタンク、長い場合にはバルクタンクと移送システムを使います。始動の空白をつなぐことはできないため、サーバー、通信機器、医療機器など瞬断できない負荷の前にはUPSを置き、冷却、照明、ポンプなど瞬断できる負荷は発電機に直接接続します。
両者の連携
系統停電時の手順は次のとおりです。UPSが最初のミリ秒から重要な負荷を支え、発電機が始動して回転数に達し、ATSが現地を発電機へ切り替え、UPSは整電状態に戻って発電機からバッテリーを再充電します。系統が復旧して安定すると、ATSが切り戻します。UPSが補う短時間の中断を伴う場合も、閉路遷移式切替器で中断なしの場合もあります。その後、発電機は冷却運転して停止します。発電機は、UPSの入力、冷却、そしてあらゆる他の負荷（切替時に始動するモーターを含む）に適合している必要があります。
データセンターでは、系統、UPS、発電機、開閉装置、燃料のチェーン全体が、ティアの求める冗長性レベルに合わせて二重化されます。発電機は、唯一待機したままになる機器であるため、ロードバンクによる負荷試験を計画的に実施します。
現場に必要なものの判断
瞬断を許容できる負荷（工場、浄水場、建物など）を持つ現場には、発電機とATSが必要です。許容できない負荷（IT、通信、病院、研究所など）を持つ現場には、それらの負荷の前段にUPSを、後段に発電機を置く必要があります。数分間の非重要負荷の停電を許容でき、長時間の停電がない現場であれば、UPSだけで済む場合もありますが、まれです。AXONは、システムの発電機側を製作します。具体的には、コンテナとエンクロージャー、燃料システム、排気とサイレンサー、発電機ブレーカー・ATS・MCCを備えた開閉装置、試験用ロードバンクで、あらゆるメーカーの発電機セットに対応します。
要点
- UPS：瞬時の引き継ぎ、数分の連続運転時間、電力の整流
- 発電機：数秒以内に始動、数時間から数日の連続運転時間、燃料が必要
- ATSが現場を発電機に切り替え、また元に戻します
- 瞬断が許されない負荷にはUPS、許される負荷は発電機へ
- 発電機は、UPSの入力、冷却、モーターに適合している必要がある
- AXONは発電機パッケージを製作します：エンクロージャー、燃料、排気、開閉装置、ロードバンク
お問い合わせの際にお送りいただきたい情報
- 重要負荷と非重要負荷（kW / kVA）
- UPSの定格と種類（ある場合）
- 全負荷での必要な自給時間（時間数）
- 必要な冗長性：単機、N+1、2N
- 設置場所：屋内、屋外、コンテナ、騒音規制値
- 系統接続と、希望する切替方式
よくあるご質問
発電機でUPSの代わりになりますか？
いいえ。発電機は始動して負荷を受け入れるのに数秒かかり、その中断に耐えられない負荷には、それを補うUPSが必要です。発電機が置き換えるのは、UPSの長い連続運転時間であり、瞬時の応答ではありません。
UPSで発電機の代わりになりますか？
停電が短く、バッテリーがそれを賄える場合に限ります。数時間の連続運転時間を求めるなら、バッテリー式UPSは非常に大きく高価になり、長時間の停電には発電機が経済的な電源です。
UPSに対して、発電機はどれくらい大きくする必要がありますか？
UPSの定格より大きくします。UPSの入力は出力より多くの電力を引き込み、その整流器は交流発電機に余分な負担をかけ、冷却やその他の負荷がその上に加わるためです。UPSと発電機のメーカーが、それぞれの機器の数値を示しています。
自動切替開閉器とは何ですか？
電源の喪失を検知して発電機を起動し、負荷を発電機に切り替え、電源が復旧したら元に戻すスイッチです。開路切替式は短時間途切れ、閉路切替式は同期して瞬断なく切り替えます。
発電機はどれくらいの頻度で試験すべきですか？
定期的な短時間運転、負荷をかけた定期的な運転（実負荷またはロードバンク）、毎年の全負荷試験です。重要な現地は、独自の基準に従います。