CN106208346A - 一种隔离式应急电源系统 - Google Patents

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李多山
刘晖
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    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
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Abstract

本发明公开了一种隔离式应急电源系统，包括由交流电源、第一断路器、第一隔离变压器、第一接触器相互串联成的主电源电路和由蓄电池组、逆变器、第二隔离变压器、第二接触器相互串联成的备用电源电路；所述的主电源电路与备用电源电路相互并联，均通过第三断路器连接敏感性负载。本发明通过在主电源电路中设置第一隔离变压器，能够实现改善交流电源质量，提高负载设备抗干扰的能力；通过在备用电源电路中设置第二隔离变压器，同时起隔离和升压的作用，节约了成本，在应急供电时，也能实现改善交流电质量，提高负载设备抗干扰的能力。

Description

一种隔离式应急电源系统
技术领域
本发明属于电学技术领域，涉及一种应急电源系统，具体是一种隔离式应急电源系统。
背景技术
作为一种备用电源，应急电源以其特有的效率高，寿命长、安全可靠等优点现已广泛应用于地铁、商场、医院、政务中心、高层建筑等场所。有些场所中的一些精密仪器如计算机、小型通讯交换机，小型网络设备、应用于工业控制领域中的可编程序控制器(PLC)等对电源的要求比较高。
由于交流电网中存在着大量的谐波、雷击浪涌、高频干扰等噪声，直接连接被控设备的电子设备，很容易被周围干扰源干扰而引起控制系统产生误动作。对这些敏感负载来说，不稳定的电压会使设备造成致命伤害或误动作，影响生产，同时加速设备的老化、影响使用寿命甚至烧毁配件，严重者甚至发生安全事故。
电气隔离目的之一是从电路上把干扰源和易干扰的部分隔离开来，从而达到隔离现场干扰的目的，电路隔离的主要是通过隔离元器件把噪声干扰的路径切断，从而达到抑制噪声干扰的效果。在采用了电路隔离的措施以后，绝大多数电路都能够取得良好的抑制噪声的效果，
所以对交流电源供电的要求较高的负载，为了让负载稳定、可靠的工作，在普通应急电源系统设计时，应采取一定的抗干扰措施。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种隔离式应急电源系统，解决了当市电与应急供电时，给敏感负载提供隔离电源，增强负载工作的稳定性和可靠性。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种隔离式应急电源系统，包括
主电源电路，由交流电源、第一断路器、第一隔离变压器、第一接触器相互串联组成；
和备用电源电路，由蓄电池组、逆变器、第二隔离变压器、第二接触器相互串联组成；
所述的主电源电路与备用电源电路相互并联，均通过第三断路器连接敏感性负载。
进一步地，所述的第一隔离变压器用于阻抗窜入交流电源中的噪声干扰，所述的第二隔离变压器用于将逆变器输出的交流电升压，同时阻抗窜入交流电中的噪声干扰。
进一步地，所述的第一隔离变压器和第二隔离变压器均在一次挠组和二次挠组之间设有金属屏蔽层。
进一步地，所述的第一隔离变压器和第二隔离变压器均在一次侧设有一个金属屏蔽层，在二次侧设有一个金属屏蔽层，所述一次侧的屏蔽层接一次侧的地线，所述二次侧的屏蔽层接二次侧的地线。
进一步地，所述的主电源电路和备用电源电路之间连接有第二断路器和充电器，相互串联的交流电源、第一断路器、第二断路器、充电器、蓄电池组组成充电电路。
本发明的有益效果如下：
1、通过在主电源电路中设置第一隔离变压器，能够实现改善交流电源质量，提高负载设备抗干扰的能力。
2、通过在备用电源电路中设置第二隔离变压器，同时起隔离和升压的作用，节约了成本，在应急供电时，也能实现改善交流电质量，提高负载设备抗干扰的能力。
3、通过在隔离变压器的一次挠组和二次挠组之间设置金属屏蔽层，解决了普通变压器因分布电容的存在，交流电网中的噪声会通过分布电容耦合到二次侧的问题，更好的抑制噪声干扰。
4、通过在交流电源和蓄电池组之间串联第二断路器和充电器，形成充电电路，由交流电源直接对蓄电池组进行充电，结构简单，使用方便。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明的系统电路图。
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、完整地描述，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种隔离式应急电源系统，包括由相互串联的交流电源、第一断路器(QFA)、第一隔离变压器(G1)、第一接触器(KM1)组成的主电源电路和由相互串联的蓄电池组、逆变器、第二隔离变压器(G2)、第二接触器(KM2)组成的备用电源电路。主电源电路与备用电源电路相互并联，均通过第三断路器(QFC)连接敏感性负载。
交流电源用于给敏感性负载供电，蓄电池组用于在交流电源没电时给敏感性负载供电，逆变器用于将蓄电池组输出的直流电转换为交流电，第一隔离变压器用于阻抗窜入交流电源中的噪声干扰，第二隔离变压器用于将逆变器输出的交流电升压，同时阻抗窜入交流电中的噪声干扰。
第一隔离变压器和第二隔离变压器均在一次挠组和二次挠组之间设有金属屏蔽层，其抗干扰原理如下：一次侧对高频干扰呈现很高的阻抗，而位于一次挠组、二次绕组之间的金属屏蔽层又阻隔了一次侧、二次侧所产生的分布电容，因此一次绕组只有对金属屏蔽层的分布电容存在，高频干扰通过这个分布电容而被旁路入地。其中，一次侧设有一个金属屏蔽层，二次侧设有一个金属屏蔽层，一次侧的屏蔽层接一次侧的地线，二次侧的屏蔽层接二次侧的地线,并且接地引线的截面积大，可以有效地隔离了接地环路的共模干扰。
主电源电路和备用电源电路之间还连接有第二断路器(QFB)和充电器，相互串联的交流电源、第一断路器、第二断路器、充电器、蓄电池组组成充电电路，用于给蓄电池组充电。
本发明工作原理：当交流电源有电时，闭合第一断路器和第三断路器，主电源电路接通，交流电源输出的交流电能经过第一断路器，再经过第一隔离变压器隔离噪声后，再经过第一接触器与第三断路器，直接给敏感性负载供电；当交流电源无电时，蓄电池组输出的直流电能，经逆变器逆变，通过第二隔离变压器隔离噪声后，再经过第二接触器与第三断路器，直接给敏感性负载供电；当蓄电池组需要充电时，闭合第一断路器和第二断路器，交流电源输出的交流电能经过第一断路器、第二断路器和充电器后，直接给蓄电池组充电。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、通过在主电源电路中设置第一隔离变压器，能够实现改善交流电源质量，提高负载设备抗干扰的能力。
2、通过在备用电源电路中设置第二隔离变压器，同时起隔离和升压的作用，节约了成本，在应急供电时，也能实现改善交流电质量，提高负载设备抗干扰的能力。
3、通过在隔离变压器的一次挠组和二次挠组之间设置金属屏蔽层，解决了普通变压器因分布电容(绕组与铁心之间、绕组之间、层匝之间和引线之间)的存在，交流电网中的噪声会通过分布电容耦合到二次侧的问题，更好的抑制噪声干扰。
4、通过在交流电源和蓄电池组之间串联第二断路器和充电器，形成充电电路，由交流电源直接对蓄电池组进行充电，结构简单，使用方便。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种隔离式应急电源系统，其特征在于：包括
主电源电路，由交流电源、第一断路器、第一隔离变压器、第一接触器相互串联组成；
和备用电源电路，由蓄电池组、逆变器、第二隔离变压器、第二接触器相互串联组成；
所述的主电源电路与备用电源电路相互并联，均通过第三断路器连接敏感性负载。
2.根据权利要求1所述的一种隔离式应急电源系统，其特征在于：所述的第一隔离变压器用于阻抗窜入交流电源中的噪声干扰，所述的第二隔离变压器用于将逆变器输出的交流电升压，同时阻抗窜入交流电中的噪声干扰。
3.根据权利要求2所述的一种隔离式应急电源系统，其特征在于：所述的第一隔离变压器和第二隔离变压器均在一次挠组和二次挠组之间设有金属屏蔽层。
4.根据权利要求3所述的一种隔离式应急电源系统，其特征在于：所述的第一隔离变压器和第二隔离变压器均在一次侧设有一个金属屏蔽层，在二次侧设有一个金属屏蔽层，所述一次侧的屏蔽层接一次侧的地线，所述二次侧的屏蔽层接二次侧的地线。
5.根据权利要求1所述的一种隔离式应急电源系统，其特征在于：所述的主电源电路和备用电源电路之间连接有第二断路器和充电器，相互串联的交流电源、第一断路器、第二断路器、充电器、蓄电池组组成充电电路。
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