CN101673964A - 一种模块化ups集成配电系统 - Google Patents

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Abstract

一种模块化UPS集成配电系统，解决了用户购买设备的成本高，用电回路故障点多，用电可靠性差，管理人员的工作繁琐的问题，采用的技术方案是：采用标准化系统机柜，模块化集成结构，在结构中包括有：防雷器模块、双路输入市电自动切换装置ATS、在线监控模块、UPS输入输出端口、UPS的输入输出配电模块结构中借助于隔离变压器与UPS的输出端口相连，形成N条分路输出的配电模块集合，N为大于1的正整数。本发明减少了用户购买设备的成本，减少了用电回路故障点的个数，提高了用电可靠性，简化了管理人员的工作。

Description

一种模块化UPS集成配电系统
技术领域
本发明涉及供电设备技术领域，具体的涉及一种配电系统，尤其是一种模块化UPS集成配电系统。
背景技术
计算机与网络已经成为日常生活和经济工业不可或缺的产品，然而电子设备都是紧急而敏感的，即使一秒钟的电力中断都会导致不可估量的损失。计算机与网络技术的飞速发展使得对电力供应的可靠性要求不断提高，导致不间断电源系统的普及程度越来越高。
不间断电源的技术已经非常成熟，但是电力供应的可靠性不仅只取决于不间断电源系统的可靠性，而是与所有的用电环境息息相关。不间断电源的电力供应取决于市电电网的稳定性，电网的故障将导致电力供应依靠蓄电池，而蓄电池的容量有限，只能维持短时间的供电，之后只能转旁路工作。旁路供电情况下用户的设备不能得到有效的保护，使得用电设备失电的可能性增大。
不间断电源系统的电力供应是保证用电设备的正常运行，一套不间断电源系统会同时提供多套用电设备的电力供应，每套用电设备的用电情况都不尽相同。为了保证所有用电设备的用电安全，每一套用电设备都要有一个单独的用电回路，这样就会造成不间断电源系统与用电设备之间出现大量的配电设备。这样不仅仅是造成用户设备成本的增加，而且用电回路当中每增加一个配电节点就意味着增加了一个故障点，这就使得用电回路的故障点大幅上升，用电可靠性大幅下降。大量的配电设备集中在机房内，使得管理人员维护工作变得异常繁琐，更增加了安全隐患。配电设备的容量与性能不同，决定其外形尺寸与安装方式各不相同。传统配电设备非标准化外形的使用，彻底破坏了机房的和谐。因此，机房配电方案有待进一步解决。
发明内容
本发明为了减少用户购买设备的成本，减少用电回路故障点的个数，提高用电可靠性，简化管理人员的工作，本发明提供了一种模块化UPS集成配电系统，采用的技术方案是：一种模块化UPS集成配电系统，采用标准化系统机柜，模块化集成结构，在结构中包括有：防雷器模块、双路输入市电自动切换装置ATS、在线监控模块、UPS输入输出端口，UPS的输入输出配电模块结构中借助于隔离变压器与UPS输出端口相连，形成N条分路输出的配电模块集合，N为大于1的正整数。
本发明为一种模块化UPS集成配电系统，该配电系统主要是为UPS电源的输入和输出配电提供安全的、可管理的、可扩展的、可维护的、智能一体化的集成配电系统。系统本身采用标准系统机柜，模块化集成结构，在结构中包括有：防雷器模块，双路输入市电自动切换装置ATS、监控模块、UPS输入输出端口、分路输出配电模块、输出隔离变压器等多种功能组件，UPS的输入输出配电模块结构中借助于隔离变压器与UPS的输出端口相连，形成N条分路输出的配电模块集合，N为大于1的正整数，可以同时解决用户在使用过程中出现的几乎全部配电问题，该配电集成系统可灵活的选配各种不同的组件来实现各种功能，使用户的配电设计给出最优的解决方案。减少了用户购买设备的成本，减少了用电回路故障点的个数，提高了用电可靠性，简化了管理人员的工作，智能化网络信息中心采用的为标准化网络机柜，机房整体配套设施美观整齐。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图。
图2为本发明系统框图。
图中，1为防雷器模块，2为双路输入市电自动切换装置ATS，3为在线监控模块，4为UPS输入输出端口，5为分路输出配电模块，6为隔离变压器，7为通讯接口，11为防雷模块，12为手动切换开关，13为EPO功能模块，21为电源模块，22为切换模块，23为数据检测模块，24为中央处理器，25为数据通讯模块，31为电源模块，32为显示模块，33为指令输入模块，34为中央处理器，35为数据通讯模块，41为输入输出断路器，42为输入输出配线端子，51、N1为分路输出断路器，52、N2为分路输出配线端子，53、N3为电源模块，54、N4为状态指示模块，55、N5为数据采集模块，56、N6为中央处理器，57、N7为数据通讯模块，5-1、5-N为分路输出配电子模块，A-1、A-2为市电，UIN为UPS输入端口，UINP为UPS旁路输入端口，OUT为UPS输出端口。
具体实施方式
参看附图1和附图2对本实用新型做进一步的说明。
参看附图1，一种模块化UPS集成配电系统，采用标准化系统机柜，模块化集成结构，在结构中包括有：防雷器模块1、双路输入市电自动切换装置ATS 2、在线监控模块3、UPS输入输出端口4，UPS的输入输出配电模块5结构中借助于隔离变压器6与UPS输出端口OUT相连，形成N条分路输出的配电模块集合，N为大于1的正整数。
本发明实施例的技术方案中，所述的防雷器模块1的结构中包含有防雷模块11、手动维修开关12和EPO功能模块13，两路市电A-1、A-2分别接入到防雷模块11上，手动切换开关12闭合时，市电A-1直接输入到输入输出断路器41，EPO功能模块13作用于双路输入市电自动切换装置ATS 2的数据检测模块23。
本发明实施例的技术方案中，所述的双路输入市电自动切换装置ATS 2包含电源模块21、切换模块22、数据检测模块23、中央处理器24、数据通讯模块25，双路输入市电自动切换装置ATS 2中的数据检测模块23对市电电压检测，双路输入市电自动切换装置ATS 2中的中央处理器24接收数据检测模块23送来的检测信号并将市电A-1、A-2进行分配，由切换模块22将市电A-1、A-2传输给UPS输入输出配电单元4，由数据通讯模块25将信号传输到通讯接口7。
本发明实施例的技术方案中，所述的UPS输入输出端口4包含输入输出断路器41和输入输出配线端子42，输入输出断路器41接收双路输入市电自动切换装置ATS 2中的切换模块22输出的一路市电A-1、A-2，经输入输出配线端子42由UPS输入端口UIN或者UPS旁路输入端口UINP传输给UPS设备，UPS设备将市电A-1、A-2转化后，由UPS输出端口OUT经UPS输入输出端口4传输给隔离变压器6。
本发明实施例的技术方案中，所述的在线监控模块3包含电源模块31、显示模块32、指令输入模块33、中央处理器34、数据通讯模块35，电源模块31接收隔离变压器6输入的电压后供中央处理器34和数据通讯模块35工作，中央处理器34接收数据通讯模块35送来的数据信号，并将自身内部信息传送至数据通讯模块35，由数据通讯模块35将信息传输到通讯接口7，指令输入模块33将指令信息传送至中央处理器34，中央处理器34运算处理完成后传送至显示模块32作集中显示。
本发明实施例的技术方案中，所述的分路输出配电模块5包含N个分路输出配电子模块5-1、…、5-N，分路输出配电子模块5-1、…、5-N结构中包含分路输出断路器51、…、N1、分路输出配线端子52、…、N2、电源模块53、…、N3、状态指示模块54、…、N4、数据采集模块55、…、N5、中央处理器56、…、N6、数据通讯模块57、…、N7，分路输出断路器51、…、N1接收隔离变压器6输入的电压后传输给电源模块53、…、N3和数据采集模块55、…、N5，电源模块53、…、N3提供电力供中央处理器56、…、N6和数据通讯模块57、…、N7工作，数据采集模块55、…、N5将采集的信号输送到分路输出配线端子52、…、N2，数据采集模块55、…、N5将每一路分路输出的电压、电流、通断状态信息采集传送到中央处理器56、…、N6，中央处理器56、…、N6接收数据采集模块55、…、N5送来的数据信号，信息传送至数据通讯模块57、…、N7，由数据通讯模块57、…、N7将信息传送通讯接口7。
所述的输出隔离变压器6额定功率与模块化UPS集成配电系统的满载额定功率相同，它可对电源与负载之间起到有效的隔离作用和谐波抑制作用，以保障负载端的零地电压符合安全规范。
标准系统机柜采用19英寸42U的标准网络机柜，机柜的外形尺寸与机房内部标准网络机柜完全相同，可以调整机柜以对齐模块化UPS及其它标准IT机柜等。标准系统机柜内的防雷模块11提供C级或B级标准化防雷模块，以提供防雷能力。它能保护配电系统的输入不受闪电或其它异常在线路上产生的极高、持续时间极短的电压毛刺的影响。防雷模块采用模块化组合设计，更换方便，通流量大、残压低、器件动作可靠，性能稳定，工作、故障指示清晰。可选告警节点，方便远程监控。手动切换开关12处于闭合状态时，可使配电系统完全脱离UPS电源而不会中断对负载的供电，在这种条件下可以对配电系统进行维护。EPO功能模块13，在紧急情况下，旋动EPO开关就可以紧急关机。EPO开关为锁式设计，可以避免误操作。
输入输出断路器41为UPS电源和市电A-1和市电A-2提供安全、规范、可靠的输入、输出和旁路开关，输入输出配线端子42用于UPS电源与市电A-1和市电A-2的配线连接。
市电A-1、市电A-2接入输入市电自动切换装置ATS 2，其中数据检测模块23检测到市电电压在正常范围内，电源模块21开始工作，产生双路输入市电自动切换装置ATS 2内部各个功能单元所需的电源。中央处理器24得到电源供应后开始初始化程序，初始化程序完成后接收数据检测模块23送来的检测信号，同时将自身内部信息传送至数据通讯模块25，由数据通讯模块25将信息传送至通讯母线，并保持实时通讯。中央处理器24通过判断检测信号后，控制切换模块22工作，选择市电A-1、市电A-2其中的一路输出。该路输出市电经过输入输出断路器41后由输入输出配线端子42输送至UPS电源系统。
UPS输出由输入输出配线端子42接入，经过输出断路器41输送至隔离变压器6，隔离变压器6可对电源与负载之间起到有效的隔离作用和谐波抑制作用，以保障负载端的零地电压符合安全规范。
UPS输出经过隔离变压器6后输送至分路输出配电模块5。分路输出配电子模块5-1中，其中分路输出断路器51作为每一个分路输出的控制开关，分路输出断路器51接通后，UPS输出经过数据采集模块55后输送到分路输出配线端子52，用户经过分路输出配线端子52给负载供应电力。电源模块53开始工作，产生分路输出配电模块5内部各个功能单元所需的电源。数据采集模块55将每一路分路输出的电压、电流、通断状态信息采集传送到中央处理器56，中央处理器56得到电源供应后开始初始化程序，初始化程序完成后接收数据采集模块55送来的数据信号，同时将自身内部信息传送至数据通讯模块57，由数据通讯模块57将信息传送至通讯母线，并保持实时通讯；将自身状态信息送至状态指示模块54，用于指示分路输出配电子模块5-1当前的工作状态。
在线监控模块3用于系统的状态、运行参数、数据的集中显示以及用户对系统的操作和参数设定。其中电源模块31开始工作，产生在线监控模块3内部各个功能单元所需的电源。中央处理器34得到电源供应后开始初始化程序，初始化程序完成后接收数据通讯模块35送来的数据信号，并将自身内部信息传送至数据通讯模块35，由数据通讯模块35将信息传送至通讯母线，并保持实时通讯，同时可以RS232/485或LAN多种智能接口通讯方式进行远程通讯。指令输入模块33完成用户操作指令的输入，并将指令信息传送至中央处理器34，中央处理器34将所有信息与数据运算处理完成后传送至显示模块32作集中显示。
本发明的主要目的是提供一种模块化UPS集成配电系统，该配电系统主要是为UPS电源的输入和输出配电提供安全的、可管理的、可扩展的、可维护的、智能一体化的集成配电系统。

Claims (6)

1、一种模块化UPS集成配电系统，采用标准化系统机柜，模块化集成结构，在结构中包括有：防雷器模块(1)、双路输入市电自动切换装置ATS(2)、在线监控模块(3)、UPS输入输出端口(4)，其特征在于：UPS的输入输出配电模块(5)结构中借助于隔离变压器(6)与UPS输出端口(OUT)相连，形成N条分路输出的配电模块集合，N为大于1的正整数。
2、根据权利要求1所述的一种模块化UPS集成配电系统，其特征在于：所述的防雷器模块(1)的结构中包含有防雷模块(11)、手动维修开关(12)和EPO功能模块(13)，两路市电(A-1、A-2)分别接入到防雷模块(11)上，手动切换开关(12)闭合时，市电(A-1)直接输入到输入输出断路器(41)，EPO功能模块(13)作用于双路输入市电自动切换装置ATS(2)的数据检测模块(23)。
3、根据权利要求1所述的一种模块化UPS集成配电系统，其特征在于：所述的双路输入市电自动切换装置ATS(2)包含电源模块(21)、切换模块(22)、数据检测模块(23)、中央处理器(24)、数据通讯模块(25)，双路输入市电自动切换装置ATS(2)中的数据检测模块(23)对市电电压检测，双路输入市电自动切换装置ATS(2)中的中央处理器(24)接收数据检测模块(23)送来的检测信号并将市电(A-1、A-2)进行分配，由切换模块(22)将市电(A-1、A-2)传输给UPS输入输出配电单元(4)，由数据通讯模块(25)将信号传输到通讯接口(7)。
4、根据权利要求1或3所述的一种模块化UPS集成配电系统，其特征在于：所述的UPS输入输出端口(4)包含输入输出断路器(41)和输入输出配线端子(42)，输入输出断路器(41)接收双路输入市电自动切换装置ATS(2)中的切换模块(22)输出的一路市电(A-1、A-2)，经输入输出配线端子(42)由UPS输入端口(UIN)或者UPS旁路输入端口(UINP)传输给UPS设备，UPS设备将市电(A-1、A-2)转化后，由UPS输出端口(OUT)经UPS输入输出端口(4)传输给隔离变压器(6)。
5、根据权利要求1所述的一种模块化UPS集成配电系统，其特征在于：所述的在线监控模块(3)包含电源模块(31)、显示模块(32)、指令输入模块(33)、中央处理器(34)、数据通讯模块(35)，电源模块(31)接收隔离变压器(6)输入的电压后供中央处理器(34)和数据通讯模块(35)工作，中央处理器(34)接收数据通讯模块(35)送来的数据信号，并将自身内部信息传送至数据通讯模块(35)，由数据通讯模块(35)将信息传输到通讯接口(7)，指令输入模块(33)将指令信息传送至中央处理器(34)，中央处理器(34)运算处理完成后传送至显示模块(32)作集中显示。
6、根据权利要求1所述的一种模块化UPS集成配电系统，其特征在于：所述的分路输出配电模块(5)包含N个分路输出配电子模块(5-1、…、5-N)，分路输出配电子模块(5-1、…、5-N)结构中包含分路输出断路器(51、…、N1)、分路输出配线端子(52、…、N2)、电源模块(53、…、N3)、状态指示模块(54、…、N4)、数据采集模块(55、…、N5)、中央处理器(56、…、N6)、数据通讯模块(57、…、N7)，分路输出断路器(51、…、N1)接收隔离变压器(6)输入的电压后传输给电源模块(53、…、N3)和数据采集模块(55、…、N5)，电源模块(53、…、N3)提供电力供中央处理器(56、…、N6)和数据通讯模块(57、…、N7)工作，数据采集模块(55、…、N5)将采集的信号输送到分路输出配线端子(52、…、N2)，数据采集模块(55、…、N5)将每一路分路输出的电压、电流、通断状态信息采集传送到中央处理器(56、…、N6)，中央处理器(56、…、N6)接收数据采集模块(55、…、N5)送来的数据信号，信息传送至数据通讯模块(57、…、N7)，由数据通讯模块(57、…、N7)将信息传送通讯接口(7)。
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