專利名稱：智能型快速應(yīng)急電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
智能型快速應(yīng)急電源系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域-本實(shí)用新型涉及電力電子技術(shù)、電源轉(zhuǎn)換技術(shù)，特別是交、直流 供電和配電系統(tǒng)的不間斷電源系統(tǒng)。
技術(shù)背景關(guān)于不間斷電源系統(tǒng)，目前較佳的為中國實(shí)用新型專利號(hào)ZL2006201686245. 5名稱為"快速應(yīng)急電源系統(tǒng)"的專利產(chǎn)品，該專 利產(chǎn)品在節(jié)能、環(huán)保、安全、可靠、消除隱患等方面將給用戶帶來十 分可貴的利益，也給國家?guī)砭薮笠嫣?。但是仍存在不夠完善之?即該裝置只在工作電源消失或接近消失(電壓極低)時(shí)才實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換 路，對(duì)于電網(wǎng)電壓的偏移、跌落、波動(dòng)、過高、過低、缺相、波形失 真、網(wǎng)絡(luò)潮流等現(xiàn)象重視不夠。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服上述不足問題，提供一種智能型快速應(yīng) 急電源系統(tǒng)，不但在電網(wǎng)故障停電時(shí)具有快速應(yīng)急、實(shí)現(xiàn)后備式不間 斷供電的功能，還能在電網(wǎng)電源指標(biāo)參數(shù)變壞時(shí)轉(zhuǎn)入對(duì)電網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行 修正的供電系統(tǒng)，從而保證在電網(wǎng)參數(shù)變壞時(shí)仍能向負(fù)載提供合格的 電網(wǎng)電源，在電網(wǎng)因故停電時(shí)能不間斷地向負(fù)載提供應(yīng)急電源。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是智能型快速應(yīng) 急電源系統(tǒng)，涉及應(yīng)急電源和快速電源換路器，快速電源換路器涉及 觸點(diǎn)式雙電源互投裝置和交流無觸點(diǎn)開關(guān)，觸點(diǎn)式雙電源互投裝置的觸點(diǎn)開關(guān)Cl和C2分別并聯(lián)無觸點(diǎn)開關(guān)Kl和K2，總并聯(lián)回路與輸出 電源串聯(lián)，觸點(diǎn)開關(guān)及無觸點(diǎn)開關(guān)均與智能型控制板工PC相連，智能型控制板IPC上還連接有電源參數(shù)檢測(cè)裝置IA1、 IA2，電源參數(shù)檢測(cè)裝置分別裝在輸入電源線上，應(yīng)急電源與輸入電源串聯(lián)，并與智能型控制板IPC相連接。所述輸出電源線上裝有電源參數(shù)檢測(cè)裝置IA3，電源參數(shù)檢測(cè)裝 置IA3與智能型控制板連接。所述電源參數(shù)檢測(cè)裝置采用電壓變換器、電壓互感器或電流變換 器、智能型檢測(cè)模塊、模糊檢測(cè)模塊、AC/DC模塊、AC/AC模塊或變 壓一整流一濾波一取樣電路。所述智能型控制板IPC可以采用PLC，單片機(jī)、工控機(jī)或普通邏 輯控制電路。所述交流無觸點(diǎn)開關(guān)K1、 K2為可控硅模塊、IGBT模塊、IGCT模 塊或IPM模塊類電力電子器件。所述應(yīng)急電源系統(tǒng)選用UPS、 EPS、正弦波逆變器或變頻器，主 要包括整流環(huán)節(jié)、充電放電環(huán)節(jié)、正弦波逆變環(huán)節(jié)和蓄電池組。'本實(shí)用新型與同類產(chǎn)品相比具有顯著的效果結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，將應(yīng)急 鬼源系統(tǒng)與"智能型快速電源換路器"結(jié)合起來應(yīng)用，既能保證系統(tǒng) 供電不間斷，又能消除UPS在線工作系統(tǒng)的副作用，提高不間斷電源 系統(tǒng)長期運(yùn)行過程中的安全性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性和正常工作 條件下對(duì)電網(wǎng)、場(chǎng)所、負(fù)載等的適應(yīng)性，同時(shí)在電網(wǎng)參數(shù)嚴(yán)重偏離標(biāo) 準(zhǔn)時(shí)兼有改善電網(wǎng)參數(shù)的功能，使應(yīng)急電源系統(tǒng)更加科學(xué)和合理。實(shí) 踐證明只要按需要合理選配應(yīng)急電源主機(jī)并調(diào)整好應(yīng)急電源參數(shù)指 標(biāo)，本實(shí)用新型系統(tǒng)在前述各方面效果十分明顯，具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)和發(fā) 展?jié)摿?。是可以代替或改善UPS功能、性能和參數(shù)的新型的后備式不 間斷電源系統(tǒng)，是一種容量不受限制的避免長期在線工作的、節(jié)能、安全、環(huán)保和適應(yīng)能力強(qiáng)的后備式不間斷電源系統(tǒng)。事實(shí)證明這種"智能型快速應(yīng)急電源"與傳統(tǒng)的UPS相比，更加具有十分明顯的 優(yōu)勢(shì)，在國內(nèi)外市場(chǎng)上極具發(fā)展空間，是傳統(tǒng)產(chǎn)品的最佳替代品。


圖1為現(xiàn)有快速應(yīng)急電源系統(tǒng)電路示意圖。 圖2為本實(shí)用新型快速應(yīng)急電源系統(tǒng)電路示意。
具體實(shí)施方式
如圖2所示的智能型快速應(yīng)急電源系統(tǒng)，由應(yīng)急電源和智能型快 速電源換路器組成，應(yīng)急電源可以根據(jù)負(fù)荷的特性和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境需要選 用.UPS或EPS或正弦波逆變器，主要包括整流環(huán)節(jié)、充電放電環(huán)節(jié)、 正弦波逆變環(huán)節(jié)和蓄電池組。電網(wǎng)電源經(jīng)過進(jìn)線開關(guān)ATS后分成兩 路， 一路與應(yīng)急電源系統(tǒng)串聯(lián)后連接快速電源換路器，另一路直接連 接快速電源換路器，快速電源換路器的主觸點(diǎn)開關(guān)Cl和C2分別并聯(lián) 無觸點(diǎn)開關(guān)Kl和K2，交流無觸點(diǎn)開關(guān)Kl、 K2可以采用可控硅模塊 或IGBT模塊或IPM模塊類電力電子器件(包括IGCT. GTR. GTO. P-0SFET 等)，總串、并聯(lián)回路與輸出電源串聯(lián)作為總輸出，觸點(diǎn)開關(guān)及無觸 點(diǎn)開關(guān)均受智能型控制板工PC控制，智能型控制板IPC可以采用PLC, 單片機(jī)、工控機(jī)或普通邏輯控制電路均可，智能型控制板IPC上連接 有輸入電源參數(shù)檢測(cè)裝置IA1、 IA2和IA3，電源參數(shù)檢測(cè)裝置IA1 、 IA2和IA3可采用電壓變換器、電壓互感器、電流變換器、智能型檢 測(cè)模塊、模糊檢測(cè)模塊、AC/DC模塊或AC/AC模塊、.變壓一整流一濾 波一取樣電路等。應(yīng)用時(shí)， 一般按照"網(wǎng)電優(yōu)先"的原則在快速電源換路器內(nèi)將 Cl與Kl設(shè)置為工作電源開關(guān)組(直接連接主電源)，而把C2與K2 設(shè)置為備用電源開關(guān)組(接應(yīng)急電源輸出端)，應(yīng)急電源與主電源直 接相接。其整流器輸出的中間直流一路經(jīng)充電器給電池組充電， 一路 接逆變器輸入端，逆變器輸出(即應(yīng)急電源輸出)端連接"智能型快 速電源換路器"內(nèi)的備用電源開關(guān)組C2與K2。正常情況下Cl處于 "通"態(tài)，C2處于"斷"態(tài)，Kl與K2均處于截止?fàn)顟B(tài)，逆變器在正 常情況下始終處于空載輸出狀態(tài)，其輸出電壓、波形等參數(shù)由IA2實(shí)時(shí)檢測(cè)并實(shí)時(shí)傳送給ipc，市網(wǎng)電源旁路越過應(yīng)急電源、通過"智能型快速電源換路器"的主觸點(diǎn)c1給負(fù)載供電，其輸入電壓、波形、頻率等參數(shù)由ia1實(shí)時(shí)檢測(cè)并實(shí)時(shí)傳送給IPC 。智能型控制板IPC 在線實(shí)時(shí)接收和處理經(jīng)ia1傳送的電網(wǎng)電源參數(shù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)電源參 數(shù)嚴(yán)重偏離標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，會(huì)控制"智能型快速電源換路器"的工作電源 開關(guān)組和備用電源開關(guān)組實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)換(轉(zhuǎn)換過程k1通c1斷，Kl 斷k2通、c2通k2斷)，此時(shí)電網(wǎng)電源經(jīng)應(yīng)急電源的整流、濾波、穩(wěn) 壓、逆變各環(huán)節(jié)向負(fù)載供電。應(yīng)急電源在線工作輸出代替市網(wǎng)電源直 接輸出，其輸出電源的參數(shù)得到改善。若如市網(wǎng)電源在參數(shù)變壞后繼 而停電，則應(yīng)急電源的輸出不間斷，其能量由電池提供。若市網(wǎng)電源 參數(shù)偏離標(biāo)準(zhǔn)后直接停電，則系統(tǒng)會(huì)直接快速轉(zhuǎn)供(不間斷轉(zhuǎn)換)應(yīng) 急電源，直到智能型控制板IPC在實(shí)時(shí)在線接收和處理ia1、 ia2的 過程中發(fā)現(xiàn)市網(wǎng)電源參數(shù)恢復(fù)正常后，便依照"網(wǎng)電優(yōu)先"的原則控 制系統(tǒng)恢復(fù)為網(wǎng)電直接經(jīng)"智能型快速電源換路器"對(duì)負(fù)載供電(轉(zhuǎn) 換順序k2通c2斷、k2斷k1通、c1通k1斷)。同理，也可以按照 "應(yīng)急電源優(yōu)先"的原則將"智能型快速電源換路器"內(nèi)的c2和k2 設(shè)置成主電開關(guān)組而將Cl和Kl設(shè)置成備用電源開關(guān)組，此時(shí)智能型 快速應(yīng)急電源系統(tǒng)將在正常情況下在線輸出應(yīng)急電源，而在應(yīng)急電源 輸出參數(shù)嚴(yán)重偏離標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)轉(zhuǎn)供網(wǎng)電電源。其快速轉(zhuǎn)換原理不變，說 明類同(略)。
當(dāng)輸出端短路引起主電源掉閘斷電時(shí)，"智能型快速電源切換器" 內(nèi)的智能型控制板IPC通過輸出監(jiān)控裝置ia3獲得短路信息并據(jù)此阻 止系統(tǒng)內(nèi)兩組開關(guān)的導(dǎo)通和轉(zhuǎn)換，確保應(yīng)急電源不會(huì)誤投到短路故障 的電路上。
權(quán)利要求1、智能型快速應(yīng)急電源系統(tǒng)，涉及應(yīng)急電源和快速電源換路器，快速電源換路器涉及觸點(diǎn)式雙電源互投裝置和交流無觸點(diǎn)開關(guān)，觸點(diǎn)式雙電源互投裝置的觸點(diǎn)開關(guān)(C1、C2)分別并聯(lián)無觸點(diǎn)開關(guān)(K1、K2)，總并聯(lián)回路與輸出電源串聯(lián)，其特征是觸點(diǎn)開關(guān)及無觸點(diǎn)開關(guān)均與智能型控制板(IPC)相連，智能型控制板(IPC)上還連接有電源參數(shù)檢測(cè)裝置(IA1、IA2)，電源參數(shù)檢測(cè)裝置分別裝在輸入電源線上，應(yīng)急電源與輸入電源串聯(lián)，并與智能型控制板(IPC)相連接。
2、 根據(jù)要求1所述的智能型快速應(yīng)急電源系統(tǒng)，其特征是輸 出電源線上裝有電源參數(shù)檢測(cè)裝置(IA3),'電源參數(shù)檢測(cè)裝置(IA3) 與智能型控制板連接。
3、 根據(jù)要求1或2所述的智能型快速應(yīng)急電源系統(tǒng)，其特征是 電源參數(shù)檢測(cè)裝置(工A1、 IA2、 IA3)采用電壓變換器、電壓互感器 或電流變換器、智能型檢測(cè)模塊、模糊檢測(cè)模塊、AC/DC模塊、AC/AC 模塊或變壓一整流一濾波一取樣電路。
4、 根據(jù)要求1或2所述的智能型快速應(yīng)急電源系統(tǒng)，.其特征是 智能型控制板(IPC)可以采用PLC,單片機(jī)、工控機(jī)或普通邏輯控制 電路。
5、 根據(jù)要求1或2所述的智能型快速應(yīng)急電源系統(tǒng)，其特征是 交流無觸點(diǎn)開關(guān)(K1、 K2)為可控硅模塊、IGBT模塊、IGCT模塊或IPM 模塊類電力電子器件。
6、 根據(jù)要求1或2所述的智能型快速應(yīng)急電源系統(tǒng)，其特征是: 應(yīng)急電源系統(tǒng)選用UPS、 EPS、正弦波逆變器或變頻器，主要包括整 流環(huán)節(jié)、充電放電環(huán)節(jié)、正弦波逆變環(huán)節(jié)和蓄電池組。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電力電子技術(shù)、電源轉(zhuǎn)換技術(shù)。智能型快速應(yīng)急電源系統(tǒng)，涉及應(yīng)急電源和快速電源換路器，快速電源換路器涉及觸點(diǎn)式雙電源互投裝置和交流無觸點(diǎn)開關(guān)，觸點(diǎn)式雙電源互投裝置的觸點(diǎn)開關(guān)C1和C2分別并聯(lián)無觸點(diǎn)開關(guān)K1和K2，總并聯(lián)回路與輸出電源串聯(lián)，觸點(diǎn)開關(guān)及無觸點(diǎn)開關(guān)均與智能型控制板IPC相連，智能型控制板IPC上還連接有電源參數(shù)檢測(cè)裝置IA1、IA2，電源參數(shù)檢測(cè)裝置分別裝在輸入電源線上，應(yīng)急電源與輸入電源串聯(lián)，并與智能型控制板IPC相連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，保證系統(tǒng)供電不間斷，消除UPS在線工作系統(tǒng)的副作用，提高安全性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性和正常工作條件下對(duì)電網(wǎng)、場(chǎng)所、負(fù)載等的適應(yīng)性。
文檔編號(hào)H02J9/00GK201146397SQ200820010350
公開日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2008年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月17日
發(fā)明者孫毅彪 申請(qǐng)人:孫毅彪