[實用新型]快速不間斷電源系統

無效

• 申請號: 200620168624.5
• 申請日: 2006-12-25
• 公開（公告）號: CN201038822Y
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 孫毅彪
• 申請（專利權）人: 孫毅彪
• 主分類號: H02J9/04
• 分類號: H02J9/04
• 代理公司: 大連科技專利代理有限責任公司
• 代理人: 于忠晶

技術領域：

本實用新型涉及電力電子技術，特別是不允許間斷供電和不允許停電的用電負載供電的設備或裝置。

背景技術：

國內外的各種領域為了保證重要設備供電的不間斷而大量使用著各種品牌的UPS電源，據不完全統計，僅中國每年就有約幾百萬KVA的UPS用量，凡對供電能力要求較高的場所大都配置了在線式UPS，UPS幾乎在用電領域被視為電源之神。其實市場上的許多UPS不但其輸出的波形質量不如市網送來的原始物理正弦波形，而且帶載能力差(帶載率不足70％)，抗沖擊能力差(不允許帶沖擊負載)，對負載的適應性差(不能帶感性負載)，對電網的適應性差(遇電壓偏低或偏高時有保護性停止工作)，對工作場所的適應性差(要求調溫、調濕、除塵、防靜電、無干擾及通風暢通等)，且UPS的大量涌入供用電系統導致了對電網的嚴重污染(在線逆變產生的高次諧波和非正弦量反饋于電網)，而必配進、出線隔離變壓器和在線整流與逆變的損耗又降低了電能的使用效率(降低效率15％以上)，造成了嚴重的能量浪費，被浪費部分能量的電熱轉化又給系統增加了火災隱患。如此等等，一些系統使用UPS后，雖然解決了電源不間斷的問題，但卻帶來了諸多得不償失的副作用，特別是在無序競爭和質價泛濫環境中滋生或棲息的低檔UPS(至今仍是用普通小型電力電子散件和門電路堆積組裝而成)大量充斥市場，使許多供電系統的能力、質量、安全和效率變得糟糕。

發明內容：

本實用新型的目的是克服上述不足問題，提供一種快速不間斷電源系統，結構簡單，安全可靠，節能、安全、環保和適應能力強。

本實用新型為實現上述目的所采用的技術方案是：快速不間斷電源系統，由應急電源和快速雙電源切換器組成，快速雙電源切換器涉及觸點式雙電源互投裝置和交流無觸點開關，觸點式雙電源互投裝置的觸點開關C1和C2分別并聯無觸點開關K1和K2，并聯回路與輸出電源串聯，觸點開關及無觸點開關均與控制板相連通，控制板上還連接有電源監視儀表，應急電源與輸入電源串聯，并與控制板相連。

所述控制板上連接的電源監視儀表包括輸入電源監視儀表和輸出電源監視儀表，采用電壓變換器、電壓互感器或電流變換器。

所述交流無觸點開關K1、K2為可控硅模塊或IGBT模塊或IPM模塊類電力電子器件(包括IGCB.GTR.GTO.P-MOSFET等)。

所述控制板采用PLC，單片機、工控機或普通邏輯控制電路。

所述應急電源可以根據負荷的特性和現場環境需要選用UPS、EPS或正弦波逆變器，主要包括整流環節、充電放電環節、正弦波逆變環節和蓄電池組。

本實用新型與同類產品相比具有顯著的效果：結構簡單，將應急電源與雙電源切換器結合起來應用，消除UPS在線工作系統的副作用，提高不間斷電源系統長期運行過程中的安全性、實用性、經濟性、環保性和正常工作條件下對電網、場所、負載等的適應性，使系統更加科學和合理。實用中已有不少100KW-1500KW左右的例證，實踐證明：只要合理選配應急電源或調整好應急電源參數指標，本實用新型系統在前述各方面效果十分明顯，具有絕對優勢和發展潛力。在許多場所可以代替或改善UPS功能、性能和參數，是一種新型的容量不受限制的避免在線工作的、節能、安全、環保和適應能力強的后備式不間斷電源系統。

附圖說明：

圖1為本實用新型的電路示意圖。

具體實施方式：

如圖1所示，市網電源接一個觸點式雙電源互投裝置1后接快速不間斷電源系統，快速不間斷電源系統由應急電源3和快速雙電源切換器2組成，應急電源可以根據負荷的特性和現場環境需要選用UPS、EPS或正弦波逆變器，主要包括整流環節、充電放電環節、正弦波逆變環節和蓄電池組，應急電源內的整流電路分成兩路，一路給電池充電，另一路接逆變器(直-交)，應急電源與輸入電源串聯，并與快速雙電源切換器控制板PC相連。快速雙電源切換器2為觸點式雙電源互投裝置的觸點開關C1和C2分別并聯無觸點開關K1和K2，交流無觸點開關K1、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-MOSFET等)，并聯回路與輸出端串聯作為總輸出，觸點開關及無觸點開關均與控制板相連通，控制板采用PLC，單片機、工控機或普通邏輯控制電路均可，控制板上兩路輸入電源處連接有輸入電源監視儀表A1和A2，輸出電源處連接有輸出電源監視儀表A3，A1、A2和A3可采用電壓變換器、電壓互感器或電流變換器。

應用時，假設在快速雙電源切換器內將C1與K1設置為工作電源開關組(接主電源)，而把C2與K2設置為備用電源開關，來自觸點式雙電源互投裝置的電源分成兩路，一路直接引致快速雙電源切換器的C1與K1開關組，另一路引入應急電源的整流器經充電器給電池組充電，應急電源的逆變器輸出母線引入快速雙電源切換器內接備用電源開關組(C2與K2)。正常情況下C1處于“通”態，C2處于“斷”態，K1與K2均處于截止狀態，逆變器在正常情況下始終處于空載輸出或輕載(控制、信號及監測儀表電源用電)輸出狀態，快速不間斷電源系統輸出市網電源給負載供電。在市網電源因故間斷期間，C1斷開的同時，K2迅速導通，應急電源迅速代替市網電源向負載供電，市網電源恢復正常后K2截止，K1導通，恢復市網供電狀態，同時C1由“斷”態向“通”態轉換，C1轉為“通”態后K1退出工作(截止)，如果市網電源因故消失，則在C1由通態向斷態轉換的瞬間，K2迅速導通，應急電源迅速接替市網電源向負載供電，經過短延時后市網電源若未恢復，則C2由斷態轉為通態，K2退出工作狀態，由C2向負載長時間提供應急電源，直到電網恢復正常工作或電池欠壓保護。同理，如果將快速雙電源切換器內的C2和K2設置成主電開關而將C1和K1設置成備用電源開關，則C2和K2開關組與市網電源相接，C1和K1開關組與應急電源輸出端相接，原理不變。當輸出端短路引起市網電源掉閘斷電時，快速雙電源切換器內的控制板通過輸出監控儀表A3獲得短路信息并據此阻止快速雙電源切換器內兩組開關的導通和轉換，確保應急電源不會誤投到短路故障的電路上。