CN102111004B - 不间断备用电力系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种不间断备用电力系统，其包括不间断电源供应器、逆变配电箱、充放电保护单元及双电源控制柜，所述逆变配电箱与负载电连接，充放电保护单元及双电源控制柜分别与所述不间断电源供应器电连接，所述双电源控制柜电连接有发电机组及市电进线装置，所述发电机组与所述充放电保护单元电连接，且所述发电机组一侧设置有自动供油装置；当市电停电或出现故障时，负载由不间断电源供应器供电，当不间断电源供应器电压降到保护电压时，所述充放电保护单元控制发电机组向不间断电源供应器充电，从而保证用户有稳定的电力供应；以及，本发明之整套设备体积小、使用灵活且轻便，便于操作和维护。
Description
技术领域
本发明涉及UPS供电系统领域技术，尤其是指一种非常适用于别墅的不间断备用电力系统。
背景技术
偶尔停电是以其特有的方式来提醒我们，我们对电力的依赖是难以抗拒的，无论是特殊天气破坏电力传送系统、人为弄断电线缆，还是电网的过度需求造成电力的限量供应等，许多固定是我们无法掌控的，然而，对于居住来说，电力是最基本的保障，特别是夜晚突然的停电，给人们的生活带来了很大的不便。
后来，出现了 UPS（Uninterruptible Power Supply，即不间断电源供应器，其系一种储能装置。UPS可以解决现有电力的断电、低电压、高电压、突波、杂讯等现象。现有的UPS正常工作时将市电经过整流变成直流电，与蓄电池的直流电压并联，再经过逆变输出稳定的交流电给负载供电。当直流电有故障或者逆变单元有故障时自动切换到旁路，由蓄电池给负载直接供电。由于不间断供电系统UPS能够有效地解决停电事故的电力质量不稳定的问题，其已经逐步应用于计算机、交通、银行、证券、通信、医疗、工业控制等行业，并且正在迅速地走入家庭。然而，当市电长时间断电时，现有的UPS不能满足需要，人们的生活常会被停电打扰，严重影响了人们，特别是在大型高档别墅体现尤为突出。
藉此，急需研究出新的技术方案以解决上述不足。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种不间断备用电力系统，其使用寿命长、故障率低。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
一种不间断备用电力系统，其包括不间断电源供应器及逆变配电箱，所述逆变配电箱与负载电连接，还包括与前述不间断电源供应器电连接的充放电保护单元及双电源控制柜，该双电源控制柜电连接有市电进线装置和发电机组，该发电机组与所述充放电保护单元电连接；
该不间断电源供应器的三相输入线上均设置有PFC电感，该PFC电感电连接有PFC三极管，所述PFC三极管的发射极与母线电连接，利用该PFC电感储能，降低三相输入电流的谐波含量，通过前述三极管进行高频斩波实现PFC功能，以维持前述母线电压的稳定；
以及，该不间断电源供应器包括有并联设置的正电池组和负电池组，该正电池组和负电池组分别连接有电感和PFC三极管，该正电池组和负电池组通过电感储能，并通过PFC三极管进行高频斩波给母线电容充电，以维持前述母线电容电压的稳定。
作为一种优选方案，所述不间断电源供应器内采用BUCK拓扑结构变换器。
作为一种优选方案，所述发电机组一侧设置有自动供油装置，该自动供油装置检测到前述发电机组的油量少于设定的油量时，则向所述发电机组供油。
作为一种优选方案，所述发电机组设置有用于为所述发电机组提供动力的动力装置。
作为一种优选方案，所述动力装置为柴油机。
作为一种优选方案，所述动力装置为汽油机。
本发明采用上述技术方案后，其有益效果在于：
一、通过上述各功能模块的配合，因而正常情况时，市电通过双电源控制柜向所述不间断电源供应器进行涓流浮充，不间断电源供应器输出的电能通过逆变配电箱逆变后，直接向负载供电；当市电停电的时候，负载由不间断电源供应器供电，当不间断电源供应器电压降到保护电压时，所述充放电保护单元控制所述发电机组向所述不间断电源供应器充电，从而保证用户有稳定的电力供应；
二、该不间断电源供应器电连接有充放电保护单元，其性能稳定可靠，避免了电波组无节制的放电，增长了不间断电源供应器甚至整个不间断备用电力系统的使用寿命，有效降低了故障率，降低了使用成本及维护成本；
三、通过于三相输入线上前置有PFC电感储能，降低三相输入电流的谐波含量，并通过前述三极管进行高频斩波实现PFC功能，以维持前述母线电压的稳定，有利于该不间断备用电力系统整体性能的稳定，同时有利于人们的使用及用电器使用安全；
四、前述正电池组和负电池组分别通过电感储能，并通过PFC三极管进行高频斩波给母线电容充电，以维持前述母线电容电压的稳定；
五、该不间断电源供应器内采用BUCK拓扑结构变换器，相比传统技术中采用的反激式变换器而言，其具有效率更高且成本更低的优点；
六、本发明之整套设备体积小、使用灵活且轻便，便于操作和维护。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的原理框图；
图2为图1中不间断电源供应器的电路图。
附图标识说明：
10、不间断电源供应器 20、逆变配电箱
30、充放电保护单元 40、双电源控制柜
50、发电机组 60、市电进线装置
70、自动供油装置。
具体实施方式
请参见图1和图2所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，包括不间断电源供应器10、逆变配电箱20、充放电保护单元30及双电源控制柜40。所述逆变配电箱20与负载电连接，充放电保护单元30及双电源控制柜40与所述不间断电源供应器10电连接。
所述双电源控制柜40电连接有发电机组50及市电进线装置60，所述发电机组50与所述充放电保护单元30电连接，所述发电机组50设置用于为所述发电机组50提供动力的动力装置，所述动力装置为柴油机或汽油机，在本实施例中，所述动力装置为柴油机。所述发电机组50一侧设置有自动供油装置70，所述自动供油装置70检测到所述发电机组50的油量少于设定的油量时，则向所述发电机组50供油。
其中，所述不间断电源供应器10的三相输入线上均设置有PFC电感L1，所述PFC电感L1电连接有PFC三极管QA，所述PFC三极管QA的发射极与母线电连接。此外，所述不间断电源供应器10设置有正电池组BAT+、负电池组BAT-及电感LB，所述电感LB与所述正电池组BAT+、负电池组BAT-及所述PFC三极管QA电连接。
所述不间断电源供应器10采用三相PFC(功率因素校正)电感L1前置的方式，能够有效的降低三相输入电流的谐波含量。所述不间断电源供应器10系统电池挂接采用两组电池，即所述正电池组BAT+和负电池组BAT-，正负两组充电器分别从正母线和负母线取电为电池充电。
上述不间断备用电力系统之工作模式为：
无论市电正常与否，设备由变压器变压整流后向蓄电池涓流充电，负载使用的均为UPS蓄电池内的电流，蓄电池极板始终处于活化状态；
当市电正常时，市电通过开关稳定压电源向UPS涓流浮充，用户负载通过UPS逆变后直接供电；
当市电出现故障时或停电时，负载由储能电源UPS供电，此时，储能电源UPS处于放电状态，该不间断电源供应器10（UPS）电连接有充放电保护单元，一旦降到保护电压，系统就启动发电机组向UPS充电，避免电池组无节制的放电，从而保证用户有正常的电力供给；
当市电恢复正常时，则恢复到市电向UPS充电，延时停前述发电机组，整个转换过程中途实现无间断电力供给。
使用时，用户只需要先安装一套小型储能发电设备，其尤其适用于解决特殊情况下家庭整体用电问题。该整套设备主要由防音箱机柜、柴油机发电组或是汽油机发电机组、UPS、双电源控制柜、自动供油装置、智能充放电保护装置、逆变配电箱等部件组成，将市电进线装置连接于前述双电源控制柜即可，其整体体积小、灵活、轻便，便于操作与维护，且其适用于全世界各个国家的电压，是高品质住家生活必备的产品。
本发明的设计重点在于：
一、通过上述各功能模块的配合，因而正常情况时，市电通过双电源控制柜向所述不间断电源供应器进行涓流浮充，不间断电源供应器输出的电能通过逆变配电箱逆变后，直接向负载供电；当市电停电的时候，负载由不间断电源供应器供电，当不间断电源供应器电压降到保护电压时，所述充放电保护单元控制所述发电机组向所述不间断电源供应器充电，从而保证用户有稳定的电力供应；
二、该不间断电源供应器电连接有充放电保护单元，其性能稳定可靠，避免了电波组无节制的放电，增长了不间断电源供应器甚至整个不间断备用电力系统的使用寿命，有效降低的故障率，降低了使用成本及维护成本；
三、通过于三相输入线上前置有PFC电感储能，降低三相输入电流的谐波含量，并通过前述三极管进行高频斩波实现PFC功能，以维持前述母线电压的稳定，有利于该不间断备用电力系统整体性能的稳定，同时有利于人们的使用及用电器使用安全；
四、前述正电池组和负电池组分别通过电感储能，并通过PFC三极管进行高频斩波给母线电容充电，以维持前述母线电容电压的稳定。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种不间断备用电力系统，其包括不间断电源供应器及逆变配电箱，所述逆变配电箱与负载连接，其特征在于：
还包括有分别与前述不间断电源供应器电连接的充放电保护单元及双电源控制柜，该双电源控制柜电连接有市电进线装置和发电机组，该发电机组与前述充放电保护单元电连接；
该不间断电源供应器的三相输入线上均设置有第一PFC电感，该第一PFC电感电连接有第一PFC三极管，所述第一PFC三极管的发射极与母线电连接，利用该第一PFC电感储能，该不间断电源供应器采用三相PFC电感前置的方式，降低三相输入电流的谐波含量，通过前述第一PFC三极管进行高频斩波实现PFC功能，以维持母线电压的稳定；
以及，该不间断电源供应器包括有并联设置的正电池组和负电池组，该正电池组和负电池组均分别连接有第二PFC电感和第二PFC三极管，该正电池组和负电池组通过第二PFC电感储能，并通过第二PFC三极管进行高频斩波给母线电容充电，以维持母线电容电压的稳定；并且，所述正电池组和负电池组分别从正母线和负母线取电为电池充电；
所述不间断备用电力系统的工作模式为：
无论市电正常与否，设备由变压器变压整流后向蓄电池充电，负载使用的均为不间断电源供应器的蓄电池内的电流，蓄电池极板始终处于活化状态；
当市电正常时，市电通过双电源控制柜向所述不间断电源供应器进行涓流浮充；
当市电出现故障时或停电时，负载由不间断电源供应器储能电源不间断电源供应器供电，此时，不间断电源供应器处于放电状态，该不间断电源供应器电连接有充放电保护单元，一旦降到保护电压，系统就启动发电机组向不间断电源供应器充电；
当市电恢复正常时，则恢复到市电向不间断电源供应器充电。
2.根据权利要求1所述的不间断备用电力系统，其特征在于：所述不间断电源供应器内采用BUCK拓扑结构变换器。
3.根据权利要求1所述的不间断备用电力系统，其特征在于：所述发电机组一侧设置有自动供油装置，该自动供油装置检测到前述发电机组的油量少于设定的油量时，则向所述发电机组供油。
4.根据权利要求1所述的不间断备用电力系统，其特征在于：所述发电机组设置有用于为所述发电机组提供动力的动力装置。
5.根据权利要求4所述的不间断备用电力系统，其特征在于：所述动力装置为柴油机。
6.根据权利要求4所述的不间断备用电力系统，其特征在于：所述动力装置为汽油机。
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