專利名稱：串聯(lián)互備式雙母線供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種向電子信息系統(tǒng)供電的系統(tǒng)，特別是一
種不間斷供電系統(tǒng)(電子行業(yè)國際統(tǒng)稱UPS)。
背景技術(shù)：
電力是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)，在現(xiàn)在的信息化時(shí)代，對(duì)于計(jì)算機(jī)及 電子信息系統(tǒng)供電質(zhì)量的要求越來越高。因此，確保供電安全對(duì) 計(jì)算機(jī)應(yīng)用者來說是及其重要的工作條件。而市電電源在供電過 程中會(huì)出現(xiàn)一系列問題，如市電中斷、線路中斷、斷路器跳閘等， 還易出現(xiàn)電壓突降、突升、電壓不穩(wěn)等情況。這些市電電源問題 會(huì)造成計(jì)算機(jī)設(shè)備或精密儀器當(dāng)機(jī)、內(nèi)部部件的損壞、通信誤碼 率增高甚至中斷，造成縮短設(shè)備使用壽命以及數(shù)據(jù)丟失等軟硬件 故障。對(duì)于上述重要負(fù)載系統(tǒng)，就必須提供安全的、穩(wěn)定可靠的
"全天候"無中斷、優(yōu)質(zhì)的電源服務(wù)。目前，已發(fā)明了各種UPS 供電方式以確保供電系統(tǒng)的安全。公知的UPS冗余供電方式主要
有單機(jī)供電式、雙機(jī)串聯(lián)式、雙機(jī)或多機(jī)并聯(lián)式、雙機(jī)雙母線式、
雙機(jī)1+1或多機(jī)N+1雙母線式。但以上供電系統(tǒng)都存在一定缺陷， 如雙機(jī)串聯(lián)式后備機(jī)投入運(yùn)行時(shí)后備機(jī)階躍變化大，造成可靠 性差；雙機(jī)或多機(jī)并聯(lián)式存在單點(diǎn)故障點(diǎn)；雙機(jī)雙母線式在每條 母線上均是單機(jī)運(yùn)行，無備份；雙機(jī)1 + 1或多機(jī)N+l雙母線一次 性投入大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，單機(jī)負(fù)載率低度，整體系統(tǒng)效率過低等。 并且，這些供電系統(tǒng)都存在在故障情況下可能將未經(jīng)處理市電直 接送給負(fù)載的漏洞?？傊?，目前的供電保障系統(tǒng)都存在不同程度 的缺陷，不能完全確保電子信息系統(tǒng)在供電設(shè)備某一部件出現(xiàn)故 障時(shí)安全工作。 發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的UPS冗余供電方式可靠性差、資金投入大、不 節(jié)能的不足，本實(shí)用新型提供一種新型的UPS冗余供電系統(tǒng)一一 串聯(lián)互備式雙母線供電系統(tǒng)。該UPS冗余供電系統(tǒng)不僅能提供最高級(jí)別的冗余備份可靠性，而且能節(jié)約投資，節(jié)能降耗。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案的具體結(jié)構(gòu)為 負(fù)載的供電電源同時(shí)由兩組獨(dú)立的不間斷供電系統(tǒng)UPS構(gòu)成，每 一組供電系統(tǒng)均由整流器與逆變器構(gòu)成的雙變換電路、蓄電池組 和靜態(tài)旁通開關(guān)組成。其中，整流器與逆變器相串聯(lián)，蓄電池組 旁接在整流器與逆變器之間。兩組UPS供電系統(tǒng)的整流器的輸入 端與市電電源連接，兩組UPS供電系統(tǒng)的逆變器的輸出端分別與 負(fù)載連接。靜態(tài)旁通開關(guān)的輸出端連接在逆變器的輸出端上。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)點(diǎn)是每一組UPS供電系統(tǒng)靜態(tài)旁通開關(guān)輸 入端均相連到另一組UPS供電系統(tǒng)逆變器的輸出端，每一組UPS
供電系統(tǒng)同時(shí)作為另一組UPS供電系統(tǒng)的旁路備份。
因?yàn)榭煽啃愿?，大多?shù)單電源負(fù)載可直接接在一路電源上，少
數(shù)關(guān)鍵性單電源負(fù)載可通過小型STS靜態(tài)高速切換開關(guān)，得到雙
路冗余電源。通過選擇開關(guān)將靜態(tài)旁通開關(guān)接到市電時(shí)可回復(fù)為 普通雙機(jī)雙母線型。
與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，可靠性高該方案由
于沒有單點(diǎn)故障點(diǎn)，可靠性優(yōu)于UPS雙機(jī)并聯(lián)供電。在一臺(tái)UPS 故障的情況下，仍可保證雙母線正常供電，可靠性優(yōu)于UPS雙機(jī) 雙母線方案。綜合可靠與UPS1+1并機(jī)雙母線冗余方案相近。且該 UPS供電系統(tǒng)不會(huì)將未經(jīng)處理的市電直接送入信息處理系統(tǒng)，造成
系統(tǒng)的損壞，徹底保障了系統(tǒng)安全。投資低該方案由于不需要
同步器，STS的需求也小型化，建設(shè)成本和進(jìn)行成本與功以相近的
冗余系統(tǒng)相比，成本不到其中一半。
圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖。
圖2是本實(shí)用新型又一實(shí)施例的電路原理圖。
圖3是本實(shí)用新型每一組供電系統(tǒng)由多路UPS并聯(lián)組成時(shí)的 電路原理圖。
圖中1、整流器，2、逆變器，3、蓄電池組，4、靜態(tài)旁通 開關(guān)，5、選擇開關(guān)，6、手動(dòng)維修開關(guān)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明
圖l所示的是本實(shí)用新型最基本電路的實(shí)施例。參照?qǐng)D1，本 實(shí)用新型的負(fù)載的供電電源同時(shí)由兩組獨(dú)立的不間斷供電系統(tǒng) UPS構(gòu)成，每一組供電系統(tǒng)為單路的UPS供電系統(tǒng)。在電路中，每
一組供電系統(tǒng)均由整流器1與逆變器2構(gòu)成的雙變換電路、蓄電 池組3和靜態(tài)旁通開關(guān)4組成。其中，整流器1與逆變器2相串 聯(lián)，蓄電池組3旁接在整流器1與逆變器2之間。兩組UPS供電 系統(tǒng)的整流器1的輸入端與市電電源連接，兩組UPS供電系統(tǒng)的 逆變器2的輸出端分別與負(fù)載連接。靜態(tài)旁通開關(guān)4的輸出端連 接在逆變器2的輸出端上。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)點(diǎn)是每一組UPS供電系統(tǒng)靜態(tài)旁通開關(guān)4 輸入端均相連到另一組UPS供電系統(tǒng)逆變器2的輸出端，每一組 UPS供電系統(tǒng)同時(shí)作為另一組UPS供電系統(tǒng)的旁路備份。
圖2是本實(shí)用新型又一實(shí)施例的電路原理圖。它與圖1中電路 原理完全相同，靜態(tài)旁通開關(guān)4的輸入端也是連接到另一組UPS 供電系統(tǒng)逆變器2的輸出端上，只是每一組供電系統(tǒng)上還設(shè)有一 個(gè)雙擲選擇開關(guān)(5)，通過了雙擲選擇開關(guān)(5)的閉合端(即 常閉接點(diǎn))把靜態(tài)旁通開關(guān)(4)的輸入端和另一組UPS供電系統(tǒng) 逆變器(2)的輸出端連接起來。
此時(shí)選擇開關(guān)5的斷開端(即常開接點(diǎn))與輸入電源相連。這 樣，在需要時(shí)可以切換選擇開關(guān)5的接點(diǎn)，使電源直接通過靜態(tài) 旁通開關(guān)4輸出。
本實(shí)用新型的工作原理
1)兩套獨(dú)立的UPS供電系統(tǒng)系統(tǒng)為負(fù)載提供兩路電源。正常 工作時(shí)，靜態(tài)旁通開關(guān)4斷開，此時(shí)電源(市電)通過兩組UPS 供電系統(tǒng)經(jīng)整流器1與逆變器2構(gòu)成的雙變換電路向后端的負(fù)載 直接供電。
2) UPS1 + 1并機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行情況:
a)當(dāng)其中任何一臺(tái)UPS供電系統(tǒng)故障，轉(zhuǎn)由旁路由另一臺(tái)UPS充當(dāng)備機(jī)進(jìn)行供電，整個(gè)系統(tǒng)的雙輸出母線正常，所以對(duì)于雙、 單電源負(fù)載無任何影響。
3)當(dāng)該1+1并機(jī)系統(tǒng)母線發(fā)生故障時(shí)
a) 由于另一套UPS供電系統(tǒng)輸出母線正常，因此對(duì)于雙電源 負(fù)載無任何影響。
b) 對(duì)于關(guān)鍵類單電源負(fù)載而言，STS靜態(tài)高速切換開關(guān)在母線 電壓異常時(shí)進(jìn)行了靜態(tài)切換，使單電源負(fù)載仍由另一套UPS輸出 母線正常供電。
4) 當(dāng)整流器1或輸入電源消失，轉(zhuǎn)由蓄電池組3供電。
5) 靜態(tài)旁通開關(guān)4兩端均并聯(lián)一個(gè)手動(dòng)維修開關(guān)6，在UPS 供電系統(tǒng)維修或升級(jí)時(shí)，可通過選擇開關(guān)將系統(tǒng)降級(jí)為普通雙路 雙母線供電系統(tǒng)，閉合手動(dòng)維修開關(guān)6啟動(dòng)手動(dòng)維修旁路，利用 柴油發(fā)電機(jī)或其它經(jīng)過處理的干凈電源為系統(tǒng)供電。
參照?qǐng)D3，它是本實(shí)用新型每一組供電系統(tǒng)由多路UPS并聯(lián)組 成時(shí)的電路原理圖。每一組供電系統(tǒng)可以由兩路或兩路以上的多 路UPS供電系統(tǒng)并聯(lián)組成。圖3中采用的是以圖2所示電路為基 礎(chǔ)組合的不間斷供電系統(tǒng)，實(shí)際制作時(shí)也可以采用由圖1所示的 電路為基礎(chǔ)的不間斷供電系統(tǒng)。多路UPS供電系統(tǒng)作為電源的安 全保護(hù)裝置安全程度更高，能夠更好保障負(fù)載的不間斷供電。
權(quán)利要求1、一種串聯(lián)互備式雙母線供電系統(tǒng)，由兩組獨(dú)立的UPS不間斷供電系統(tǒng)構(gòu)成，每一組供電系統(tǒng)均由整流器(1)與逆變器(2)構(gòu)成的雙變換電路、蓄電池組(3)和靜態(tài)旁通開關(guān)(4)組成；其中，整流器(1)與逆變器(2)相串聯(lián)，蓄電池組(3)旁接在整流器(1)與逆變器(2)之間；兩組UPS供電系統(tǒng)整流器的輸入端與市電電源連接，逆變器(2)的輸出端分別與負(fù)載連接；靜態(tài)旁通開關(guān)(4)的輸出端連接在逆變器(2)的輸出端上；其特征在于每一組UPS供電系統(tǒng)的靜態(tài)旁通開關(guān)(4)的輸入端均連接到另一組供電系統(tǒng)的逆變器(2)的輸出端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的串聯(lián)互備式雙母線供電系統(tǒng)，其特征在于每一組供電系統(tǒng)上還設(shè)有一個(gè)雙擲選擇開關(guān)(5)，靜態(tài)旁通開關(guān)(4)通過雙擲選擇開關(guān)(5)的閉合端連接到另一組供 電系統(tǒng)的逆變器(2)的輸出端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的串聯(lián)互備式雙母線供電系統(tǒng)，其特 征在于選擇開關(guān)(5)的斷開端與輸入電源相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的串聯(lián)互備式雙母線供電系統(tǒng)， 其特征在于每一組供電系統(tǒng)為單路UPS供電系統(tǒng)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的串聯(lián)互備式雙母線供電系統(tǒng)，其特征在于每一組供電系統(tǒng)由兩路或兩路以上的UPS供電系統(tǒng)并聯(lián)組成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的串聯(lián)互備式雙母線供電系統(tǒng)，其特 征在于所述的靜態(tài)旁通開關(guān)(4)兩端并聯(lián)一個(gè)手動(dòng)維修開關(guān)(6)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種保障電子信息系統(tǒng)供電安全的串聯(lián)互備式雙母線供電系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)為負(fù)載的供電電源同時(shí)由兩組獨(dú)立的不間斷供電系統(tǒng)UPS構(gòu)成，每一組供電系統(tǒng)由整流器與逆變器構(gòu)成的雙變換電路、蓄電池組和靜態(tài)旁通開關(guān)組成。每一組的靜態(tài)旁通開關(guān)輸入端均相連到另一組逆變器的輸出端上，作為另一組供電系統(tǒng)的旁路備份。本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有的UPS冗余供電方式可靠性差、資金投入大、不節(jié)能的不足，具有節(jié)約投資，節(jié)能降耗，安全可靠的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J7/00GK201075725SQ20072017559
公開日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月3日
發(fā)明者王力堅(jiān) 申請(qǐng)人:中國計(jì)算機(jī)用戶協(xié)會(huì)