CN109274173A - 一种双冗余供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双冗余供电系统，系统包括市电供电电源、UPS供电电源、接触器常闭开关以及接触器常开开关，市电供电电源与负载之间设置接触器常闭开关，UPS供电电源与负载之间设置接触器常开开关。本申请提供的双冗余供电系统通过在市电供电电源与负载之间设置接触器，UPS供电电源与负载之间设置接触器，接触器也由UPS供电电源供电，当UPS供电电源正常工作时，接触器得电，UPS供电电源经接触器常开触头给负载供电；当UPS供电电源发生故障时，接触器失电，市电供电电源经由常闭触头给负债供电；这样可以防止UPS供电电源发生故障时导致的停电对设备冲击大造成损坏，能够为设备持续供电，并且本申请的UPS供电能够有长期的放电机会防止电池蓄电能力降低。

Description

一种双冗余供电系统

技术领域

本发明涉及供电技术领域，特别涉及一种双冗余供电系统。

背景技术

当前设备的配电方案包括：DCS配电、PLC配电以及工控机的配电。DCS的配电方式为：AC220V进线两路，其中一路为UPS，另外一路为市电。两路AC220V电源下均安装一路开关电源，将AC220V转换为DC24V，两路24V电源并列运行，为DCS提供电能。PLC的配电方案为：AC220V市电经UPS稳压后为PLC设备提供电能，当市电掉电后，UPS自动将蓄电池里的电能逆变为AC220V为PLC设备提供电能。工控机的配电方案为：由市电或UPS供电。

当前三种设备配电方案的存在一些缺点：市电直接计入设备，停送电冲击大从而对设备造成损坏。工控机的配电方案只能从UPS或市电配电，其中一路电源故障时，电脑失电而不能正常操作，当前的配电方案做不到为设备不间断供电。在正常运行的情况下，UPS几乎没有放电的机会，导致电池蓄电能力降低。而需UPS逆变供电时，反而不能有效的为设备提供电能。在电池蓄电能力不足的情况下，UPS只起到了稳压的作用。

发明内容

本申请提供了一种双冗余供电系统，以解决现有技术中配电方案停电时对设备冲击大造成损坏、不能为设备不间断供电以及UPS长期没有放电机会导致电池蓄电能力降低的问题。

为了解决上述技术问题本发明提供如下技术方案：

所述系统包括市电供电电源、UPS供电电源、接触器常闭开关以及接触器常开开关，所述市电供电电源和所述UPS供电电源并联连接；

所述市电供电电源用于向负载、所述接触器常闭开关以及所述接触器常开开关供电，所述市电供电电源与负载之间设置有接触器常闭开关；

所述UPS供电电源用于向负载供电，所述UPS供电电源与负载之间设置有接触器常开开关；

所述接触器常闭开关和接触器常开开关用于控制电路的通断。

优选的，所述市电供电电源和所述UPS供电电源与负载之间设置有断路器；

所述断路器用于切断故障电路。

优选的，所述系统中设置有多个负载，所述市电供电电源和所述UPS供电电源与多个负载之间均设置有断路器。

优选的，多个负载包括：PLC柜、电脑以及控制柜。

优选的，所述市电供电电源与负载之间设置有整流器，所述UPS供电电源与负载之间设置有整流器；

所述整流器用于将交流电流转化为直流电流。

优选的，所述市电供电电源与负载之间设置有报警接点；

所述报警接点用于当所述UPS供电电源故障时发出报警信号。

本申请提供的双冗余供电系统包括市电供电电源、UPS供电电源、接触器常闭开关以及接触器常开开关，所述市电供电电源和所述UPS供电电源并联连接；所述市电供电电源用于向负载、所述接触器常闭开关以及所述接触器常开开关供电，所述市电供电电源与负载之间设置有接触器常闭开关；所述UPS供电电源用于向负载供电，所述UPS供电电源与负载之间设置有接触器常开开关；所述接触器常闭开关和接触器常开开关用于控制电路的通断。本申请提供的双冗余供电系统通过在市电供电电源与负载之间设置接触器，UPS供电电源与负载之间设置接触器，接触器包括两对常开开关及常开触头和两对常闭开关及常闭触头。由于接触器也由UPS供电电源供电，当UPS供电电源正常工作时，接触器得电，UPS供电电源经接触器常开触头给负载供电；当UPS供电电源发生故障时，接触器失电，市电供电电源经由常闭触头给负债供电；这样可以防止UPS供电电源发生故障时导致的停电对设备冲击大造成损坏，能够为设备持续供电，并且本申请的UPS供电能够有长期的放电机会防止电池蓄电能力降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的双冗余供电系统的结构示意图；

图2为本发明另一种实施例提供的双冗余供电系统的结构示意图；

图3为本发明另一种实施例提供的双冗余供电系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，为本发明实施例提供的双冗余供电系统的结构示意图。系统包括市电供电电源1、UPS供电电源2、接触器常闭开关3以及接触器常开开关4，所述市电供电电源(1)和所述UPS供电电源2并联连接。

其中，市电供电电源1：市电即我们所说的工频交流电(AC)，交流电的常用三个量来表征:电压、电流、频率。世界各国的常用交流电工频频率有50Hz(赫兹)与60Hz(赫兹)两种，民用交流电压分布由100V至380V不等。机房一般引入三相380V，50HZ的市电作为电源，但是设备的电源整流模块用的是单相220V的电压。全世界市电有不相同的电压标准，如我国一般为220V(伏)，日本为110V(伏)，美国为110V(伏)。通俗点说，市电就是区别于发电的电，也就是从政府的电网里面提取的电力资源。

UPS供电电源2：UPS(Uninterruptible Power System)，即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断(事故停电)时，UPS立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。UPS可以保障计算机系统在停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘，使用户不致因停电而影响工作或丢失数据。UPS电源系统由五部分组成：主路、旁路、电池等电源输入电路，进行AC/DC变换的整流器(REC)，进行DC/AC变换的逆变器(INV)，逆变和旁路输出切换电路以及蓄能电池。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高频开关整流器，本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能，从而当外电发生变化时(该变化应满足系统要求)，输出幅度基本不变的整流电压。

在电工学上，因为可快速切断交流与直流主回路和可频繁地接通与大电流控制(某些型别可达800安培)电路的装置，所以经常运用于电动机做为控制对象﹐也可用作控制工厂设备﹑电热器﹑工作母机和各样电力机组等电力负载，接触器不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用。接触器控制容量大，适用于频繁操作和远距离控制。是自动控制系统中的重要元件之一。接触器的工作原理就是通过控制接在控制电路的辅助触点的通断来控制接在主电路的主触点的通断以达到控制电路的要求。本申请实施例采用交流接触器。接触器包括接触器常闭开关3和接触器常开开关4,。

所述市电供电电源1用于向负载供电，所述市电供电电源1与负载之间设置有接触器常闭开关3，所述UPS供电电源2用于向负载、所述接触器常闭开关3以及所述接触器常开开关4供电，所述UPS供电电源2与负载之间设置有接触器常开开关4；所述接触器常闭开关3和接触器常开开关4用于控制电路的通断。

本申请提供的双冗余供电系统包括市电供电电源1、UPS供电电源2、接触器常闭开关3以及接触器常开开关4，所述市电供电电源1和所述UPS供电电源2并联连接；所述市电供电电源1用于向负载供电，所述市电供电电源1与负载之间设置有接触器常闭开关3；所述UPS供电电源2用于向负载、所述接触器常闭开关3以及所述接触器常开开关4供电，所述UPS供电电源2与负载之间设置有接触器常开开关4；所述接触器常闭开关3和接触器常开开关4用于控制电路的通断。本申请提供的双冗余供电系统通过在市电供电电源1与负载之间设置接触器，UPS供电电源2与负载之间设置接触器，接触器包括两对常开开关4及常开触头和两对常闭开关3即常闭触头。由于接触器也由UPS供电电源2供电，当UPS供电电源2正常工作时，接触器得电，UPS供电电源2经接触器常开触头给负载供电；当UPS供电电源发生2故障时，接触器失电，市电供电电源1经由常闭触头给负债供电；这样可以防止UPS供电电源2发生故障时导致的停电对设备冲击大造成损坏，能够为设备持续供电，并且本申请的UPS供电电源2能够有长期的放电机会防止电池蓄电能力降低。

本申请优选的实施例中，所述市电供电电源1和所述UPS供电电源1与负载之间设置有断路器4，所述断路器4用于切断故障电路。断路器(英文名称:circuit-breaker，circuit breaker)是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。电的产生、输送、使用中，配电是一个极其重要的环节。配电系统包括变压器和各种高低压电器设备，低压断路器则是一种使用量大面广的电器。现场每台设备都接有输入输出断路器，逆变输出断路器统一装配在逆变柜背面，并贴有标识，现场设备输入断路器装配在现场设备处，并贴有标识。每个断路器跳闸电流根据现场设备负荷计算装配，防止因供电线路故障及现场随意加装设备增加负荷造成逆变跳闸及故障无输出现象。

本申请优选的实施例中，所述系统中设置有多个负载，所述市电供电电源1和所述UPS供电电源1与多个负载之间均设置有断路器4。

本申请优选的实施例中，请参阅图1，多个负载可以包括但不限于：PLC柜5、电脑6以及控制柜7。DCS的配电方式为：AC220V进线两路，其中一路为UPS，另外一路为市电。两路AC220V电源下均安装一路开关电源，将AC220V转换为DC24V，两路24V电源并列运行，为DCS提供电能。PLC的配电方案为：AC220V市电经UPS稳压后为PLC设备提供电能，当市电掉电后，UPS自动将蓄电池里的电能逆变为AC220V为PLC设备提供电能。工控机的配电方案为：由市电或UPS供电。本申请实施例能够同时解决DCS配电和工控机配电的方案在停电后易造成较大的冲击损坏，能够解决PLC配电方案中UPS只能起到稳压的作用，本申请实施例能够适用于多种设备的配电需求。

本申请优选的实施例中，请参阅图，2为本发明另一种实施例提供的双冗余供电系统的结构示意图，所述市电供电电源1与负载之间设置有整流器8，所述UPS供电电源2与负载之间设置有整流器8，所述整流器8用于将交流电流转化为直流电流。整流器(英文:rectifier)是把交流电转换成直流电的装置，可用于供电装置及侦测无线电信号等。整流器可以由真空管，引燃管，固态矽半导体二极管，汞弧等制成。相反，一套把直流电转换成交流电的装置，则称为"逆变器"(inverter)。在备用UPS中只需要给蓄电池充电，不需要给负载供电，故只有充电机。在双变换UPS中，此装置既为逆变器供电，又给蓄电池充电，故称为整流器/充电机。整流器是一个整流装置，简单的说就是将交流(AC)转化为直流(DC)的装置。它有两个主要功能：第一，将交流电(AC)变成直流电(DC)，经滤波后供给负载，或者供给逆变器；第二，给蓄电池提供充电电压，因此，它同时又起到一个充电器的作用。

本申请优选的实施例中，请参阅图3，所述市电供电电源1与负载之间设置有报警接点9，所述报警接点9用于当所述UPS供电电源2故障时发出报警信号。报警输出时现场逆变柜蜂鸣器告警，提示现场巡视维护人员。

另外，UPS的自动充放电方案：定期将UPS进线电源切除，UPS切换为逆变状态，放电固定时间后，将UPS进线电源投入。此功能由单片机自动控制。逆变系统蓄电池进行定期充放电试验，试验时根据现场生产情况，将逆变输入市电切断，有蓄电池通过逆变输出，当蓄电池电压达到设定的210V时，切至市电输入供电。

供电系统的其它改进方案：将DCS、PLC设备、工控机及重要设备的供电回路重新规划，现场DCS、PLC设备、工控机每一路供电都从逆变柜输出，每一路输出输入根据负荷配置断路器，供电线路不再在现场分支，避免因一路供电线路故障造成大面积电器设备掉电事故发生或因断路器保护电压太高，线路短路故障时无法速断有效保护逆变设备。工控机电源插头直接接至逆变输出，取消现场预留插孔，避免因现场接入其他设备造成过负荷跳闸现象。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种双冗余供电系统，其特征在于，所述系统包括市电供电电源(1)、UPS供电电源(2)、接触器常闭开关(3)以及接触器常开开关(4)，所述市电供电电源(1)和所述UPS供电电源(2)并联连接；

所述市电供电电源(1)用于向负载供电，所述市电供电电源(1)与负载之间设置有接触器常闭开关(3)；

所述UPS供电电源(2)用于向负载、所述接触器常闭开关(3)以及所述接触器常开开关(4)供电，所述UPS供电电源(2)与负载之间设置有接触器常开开关(4)；

所述接触器常闭开关(3)和接触器常开开关(4)用于控制电路的通断。

2.如权利要求1所述的双冗余供电系统，其特征在于，所述市电供电电源(1)和所述UPS供电电源(1)与负载之间设置有断路器(4)；

所述断路器(4)用于切断故障电路。

3.如权利要求1所述的双冗余供电系统，其特征在于，所述系统中设置有多个负载，所述市电供电电源(1)和所述UPS供电电源(1)与多个负载之间均设置有断路器(4)。

4.如权利要求3所述的双冗余供电系统，其特征在于，多个负载包括：PLC柜(5)、电脑(6)以及控制柜(7)。

5.如权利要求1所述的双冗余供电系统，其特征在于，所述市电供电电源(1)与负载之间设置有整流器(8)，所述UPS供电电源(2)与负载之间设置有整流器(8)；

所述整流器(8)用于将交流电流转化为直流电流。

6.如权利要求1所述的双冗余供电系统，其特征在于，所述市电供电电源(1)与负载之间设置有报警接点(9)；

所述报警接点(9)用于当所述UPS供电电源(2)故障时发出报警信号。