CN106787152A - 监控配电电源系统及供电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种监控配电电源系统及供电系统。所述监控配电电源系统包括UPS单元、旁路单元、监控控制单元以及数据采集单元。UPS单元用于在交流配电系统断电时给交流负载进行供电。旁路单元与交流配电系统连接用于当UPS单元发生故障时将交流配电系统输入的交流电输出至交流负载。监控控制单元与UPS单元和旁路单元连接，用于对监控配电电源系统中各个回路的状态信息进行监控，并在UPS单元故障时控制旁路单元对交流负载进行供电，在UPS单元恢复正常时控制UPS单元对交流负载进行供电。数据采集单元与UPS单元和旁路单元连接，用于对监控配电电源系统中的数据信息进行采集。本发明能够实现自动数据采集，节省人力物力，且能够持续可靠地对负载进行供电。

Description

监控配电电源系统及供电系统
技术领域
本发明涉及供电电源技术领域，具体而言，涉及一种监控配电电源系统及供电系统。
背景技术
在现有技术的监控配电电源系统中，当交流配电系统停电后，没有应急电源，对实际需求造成很大的不便。在系统正常状态信息下，用电量、各相电压、电流以及每个回路的开/关状态都需要通过人工来采集，消耗大量人力物力，且采集的数据保存及日后查阅都不便利。
发明内容
为了克服现有技术中的上述不足，本发明的目的在于提供一种监控配电电源系统及供电系统，其能够实现自动数据采集，节省人力物力，且能够持续可靠地对负载进行供电。
为了实现上述目的，本发明较佳实施例所采用的技术方案如下所示：
本发明较佳实施例提供一种监控配电电源系统。所述监控配电电源系统包括UPS单元、旁路单元、监控控制单元以及数据采集单元。
所述UPS单元包括整流器、逆变器、蓄电池组以及交流输出端口。所述整流器与交流配电系统连接用于将所述交流配电系统输入的交流电整流成直流电。所述蓄电池组与所述整流器连接用于将整流后的直流电进行存储。所述逆变器与所述蓄电池组连接用于在所述交流配电系统断电时将所述蓄电池中存储的直流电转换成交流电。所述交流输出端口与所述逆变器连接用于将转换后的交流电输出至交流负载。
所述旁路单元与交流配电系统连接用于当所述UPS单元发生故障时将所述交流配电系统输入的交流电输出至交流输出端口。
所述监控控制单元与所述UPS单元和旁路单元连接，用于对所述监控配电电源系统中各个回路的状态信息进行监控，并在所述UPS单元故障时控制所述旁路单元对交流负载进行供电，在所述UPS单元恢复正常时控制所述UPS单元对交流负载进行供电。
所述数据采集单元与所述UPS单元和所述旁路单元连接，用于对所述监控配电电源系统中的数据信息进行采集。
在本发明较佳实施例中，所述旁路单元包括断路器和无源常开触点。所述无源常开触点与所述监控控制单元连接，所述监控控制单元在断路器处于合闸状态时控制所述UPS单元进行供电。
在本发明较佳实施例中，所述监控配电电源系统还包括通信单元。所述通信单元分别与所述监控控制单元和所述数据采集单元电性连接，用于将所述监控控制单元侦测到的状态信息和所述数据采集单元采集到的数据信息发送给计算机设备。
在本发明较佳实施例中，所述数据采集单元包括电流采样电路、电压采样电路和功率计量处理器。所述电流采样电路连接于所述整流器与所述交流配电系统之间用于采集各相电流。所述电压采样电路连接于所述整流器与所述交流配电系统之间用于采集各相电压。所述功率计量处理器分别与所述电流采样电路和所述电压采样电路连接用于对采集到的各相电流和各相电压进行计量并生成用电量。
在本发明较佳实施例中，所述电流采样电路通过电流互感器获得各相电流，所述电压采样电路通过分压电阻获得各相电压。
在本发明较佳实施例中，所述监控配电电源系统还包括显示单元。所述显示单元分别与所述监控控制单元和所述数据采集单元电性连接，用于显示所述监控配电电源系统的状态信息和数据信息。
在本发明较佳实施例中，在所述交流配电系统包括多个电流输入装置时，所述监控配电电源系统还包括：
用于与所述交流配电系统的多个电流输入装置连接，并对所述多个电流输入装置进行选择输入的开关选择单元。
在本发明较佳实施例中，所述监控配电电源系统还包括：与所述整流器连接用于给直流负载供电的直流输出端口。
在本发明较佳实施例中，所述逆变器还与所述交流配电系统连接用于对所述交流配电系统输入的交流电进行滤波。
本发明较佳实施例还提供一种上述的监控配电电源系统的供电系统。所述供电系统包括：交流配电系统、交流负载及直流负载。所述交流配电系统经由所述监控配电电源系统给所述交流负载及直流负载供电。
相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的监控配电电源系统及供电系统，所述监控配电电源系统通过设置UPS单元，即使在交流配电系统停电时也能够持续可靠地对直流负载和交流负载进行供电。所述监控控制单元用于对待所述监控配电电源系统中各个回路的运行状态进行监控，并在所述UPS单元发生故障时控制所述旁路单元对交流负载进行供电，在所述UPS单元恢复正常时控制所述UPS单元对交流负载进行供电。所述数据采集单元与所述UPS单元和所述旁路单元连接，用于对所述监控配电电源系统中的数据信息进行采集，从而能够实现自动数据采集，不再需要人工采集，节省人力物力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明较佳实施例提供的监控配电电源系统的一种结构框图；
图2为本发明较佳实施例提供的UPS单元与旁路单元的连接结构框图；
图3为本发明较佳实施例提供的旁路单元的连接结构框图；
图4为本发明较佳实施例提供的数据采集单元的连接结构框图；
图5为本发明较佳实施例提供的监控配电电源系统的另一种结构框图；
图6为本发明较佳实施例提供的监控配电电源系统的另一种结构框图；
图7为本发明较佳实施例提供的开关选择单元的结构框图。
图标：100-监控配电电源系统；200-交流配电系统；110-UPS单元；120-旁路单元；130-监控控制单元；140-数据采集单元；150-通信单元；160-显示单元；170-开关选择单元；111-整流器；112-蓄电池组；113-逆变器；114-交流输出端口；115-直流输出端口；122-断路器；124-无源常开触点；142-电流采样电路；144-电压采样电路；146-功率计量处理器；210-市电发电系统；220-燃料发电系统。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1，图1为本发明较佳实施例提供的监控配电电源系统100的一种结构框图。所述监控配电电源系统100包括UPS单元110、旁路单元120、监控控制单元130以及数据采集单元140。
所述UPS单元110与交流配电系统200电性连接，用于给所述监控配电电源系统100提供不间断电源。所述旁路单元120与所述UPS单元110并联并与所述交流配电系统200电性连接，用于当所述UPS单元110发生故障时将所述交流配电系统200输入的交流电输出至交流输出端口114。
所述监控控制单元130与所述UPS单元110和所述旁路单元120电性连接，用于对所述监控配电电源系统100中各个回路的状态信息进行监控，并在所述UPS单元110发生故障时控制所述旁路单元120对交流负载进行供电，在所述UPS单元110恢复正常时控制所述UPS单元110对交流负载进行供电。在本实施例中，所述监控配电电源系统100中各个回路设置有常开触点，所述监控控制单元130根据各个回路设置的常开触点可以监控到每个回路开/关状态及使用的时间。
在本实施例的一种实施方式中，所述监控控制单元130可以采用可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)进行监控与控制。
所述数据采集单元140与所述UPS单元110和所述旁路单元120电性连接，用于对所述监控配电电源系统100中的数据信息进行采集。
具体地，请参阅图2，所述UPS单元110包括整流器111、蓄电池组112、逆变器113以及交流输出端口114。所述整流器111与交流配电系统200连接用于将所述交流配电系统200输入的交流电整流成直流电。所述蓄电池组112与所述整流器111连接用于将整流后的直流电进行存储。所述逆变器113与所述蓄电池组112连接用于在所述交流配电系统200断电时将所述蓄电池组112中存储的直流电转换成交流电。所述交流输出端口114与所述逆变器113连接用于将转换后的交流电输出至交流负载。可以理解的是，所述交流输出端口114可以是，但不限于一个，可以根据实际需要具体设置合适的数量。所述交流输出端口114能够提供与所述交流负载配合连接的端口。
所述蓄电池组112为由多节蓄电池串联而组成的电源，其中，所述蓄电池组112可以是，但不限于铅酸蓄电池组，镍氢蓄电池组等。所述蓄电池组112中存储有直流电。
进一步地，所述逆变器113还与所述交流配电系统200电性连接，用于对所述交流配电系统200输入的交流电进行滤波，将滤波后的交流电输出给所述交流输出端口114对交流负载进行供电。
所述整流器111还连接有用于给直流负载供电的直流输出端口115。所述直流输出端口115可以给需要供电的直流负载输出稳定的直流电。在本实施例中，可以理解的是，所述直流输出端口115可以是，但不限于一个，可以根据实际需要具体设置合适的数量。所述直流输出端口115能够提供与所述直流负载配合连接的端口。
请参阅图3，所述旁路单元120包括断路器122和无源常开触点124。所述无源常开触点124与所述监控控制单元130连接，所述监控控制单元130在断路器122处于合闸状态时控制所述UPS单元110进行供电。
请参阅图4，所述数据采集单元140包括电流采样电路142、电压采样电路144和功率计量处理器146。所述电流采样电路142连接于所述整流器111与所述交流配电系统200之间用于采集各相电流。所述电压采样电路144连接于所述整流器111与所述交流配电系统200之间用于采集各相电压。所述功率计量处理器146分别与所述电流采样电路142和所述电压采样电路144连接用于对采集到的各相电流和各相电压进行计量并生成用电量。
具体地，所述电流采样电路142中设置有电流互感器，所述电流互感器连接在所述交流配电系统200与所述整流器111之间用于感应各相电流。所述电压采样电路144通过设置在所述交流配电系统200与所述整流器111之间的分压电阻采集到各相电压。
请参阅图5，图5为本发明较佳实施例提供的监控配电电源系统100的另一种结构框图。所述监控配电电源系统100还包括通信单元150。所述通信单元150分别与所述监控控制单元130和所述数据采集单元140电性连接，用于将所述监控控制单元130侦测到的状态信息(各个回路开/关状态及使用的时间等)和所述数据采集单元140采集到的数据信息(各相电流、各相电压、用电量等)发送给计算机设备。其中，所述通信单元150与所述计算机设备通过网络连接，所述网络可以是，但不限于有线网络或无线网络。所述计算机设备可以是，但不限于智能手机、个人电脑(Personal Computer，PC)、平板电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、移动上网设备(Mobile Internet Device，MID)等。
请参阅图6，所述监控配电电源系统100还包括：显示单元160。
所述显示单元160分别与所述监控控制单元130和所述数据采集单元140电性连接，用于显示所述监控配电电源系统100的状态信息和数据信息。所述显示单元160可以是，但不限于阴极射线管显示器(CRT)、等离子显示器PDP、液晶显示器LCD等。
请参阅图7，当所述交流配电系统200包括多个电流输入装置时，所述监控配电电源系统100还包括开关选择单元170。
具体地，在本实施例中，所述开关选择单元170用于与所述交流配电系统200的多个电流输入装置连接，并对所述多个电流输入装置进行选择输入。如图7所示，在本实施例中，所述交流配电系统200包括有市电发电系统210和燃料发电系统220，所述燃料发电系统220能够将燃料的化学能转换成电能，在本实施例的一种实施方式中，所述燃料发电系统220可以是柴油发电机。
所述开关选择单元170分别与所述市电发电系统210和所述燃料发电系统220连接，用于对所述市电发电系统210和所述燃料发电系统220的发电进行自动切换。
具体地，当市电发电系统210发生故障时，所述开关选择单元170经过0-10秒延时自动切换至燃料发电系统220进行供电；当市电发电系统210恢复后，所述开关选择单元170又经过0-10秒延时自动切换至市电发电系统210进行供电，燃料发电系统220经过冷却延时后自动暂停。所述开关选择单元170的切换延时，保证了切换前燃料发电系统220或市电发电系统210各项电参数的稳定性。另外，所述开关选择单元170具有手动和自动切换的功能。所述开关选择单元170具有市电发电系统210优先的功能，具体而言，即使在燃料发电系统220供电状态，在此期间任何时候，只要市电发电系统210恢复正常，所述开关选择单元170会立刻切换至市电发电系统210进行供电。所述开关选择单元170还能够检测到市电发电系统210故障信号，当市电发电系统210发生故障时，能及时给燃料发电系统220的自启动端一个控制信号，让所述燃料发电系统220自启动供电。所述开关选择单元170具有机械联锁和电气联锁，确保切换的准确和安全；同时所述开关选择单元170具有缺相保护的功能。
进一步地，所述开关选择单元170分别与所述整流器111和所述逆变器113电性连接，用于向所述整流器111和所述逆变器113输入交流电。
本发明较佳实施例还提供一种采用上述监控配电电源系统100的供电系统，所述供电系统包括：交流配电系统200、交流负载及直流负载，所述交流配电系统200经由所述监控配电电源系统100给所述交流负载及直流负载供电。
综上所述，本发明提供的监控配电电源系统100及供电系统，所述监控配电电源系统100通过设置UPS单元110，即使在交流配电系统200停电时也能够持续可靠地对直流负载和交流负载进行供电。所述监控控制单元130用于对待所述监控配电电源系统100中各个回路的运行状态进行监控，并在所述UPS单元110发生故障时控制所述旁路单元120对交流负载进行供电，在所述UPS单元110恢复正常时控制所述UPS单元110对交流负载进行供电。所述数据采集单元140与所述UPS单元110和所述旁路单元120连接，用于对所述监控配电电源系统100中的数据信息进行采集。所述通信单元150用于将所述监控控制单元130侦测到的状态信息和所述数据采集单元140采集到的数据信息发送给计算机设备，从而能够实现自动数据采集，不再需要人工采集，节省人力物力。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种监控配电电源系统，其特征在于，所述监控配电电源系统包括UPS单元、旁路单元、监控控制单元以及数据采集单元；
所述UPS单元包括整流器、逆变器、蓄电池组以及交流输出端口，所述整流器与交流配电系统连接用于将所述交流配电系统输入的交流电整流成直流电，所述蓄电池组与所述整流器连接用于将整流后的直流电进行存储，所述逆变器与所述蓄电池组连接用于在所述交流配电系统断电时将所述蓄电池中存储的直流电转换成交流电，所述交流输出端口与所述逆变器连接用于将转换后的交流电输出至交流负载；
所述旁路单元与交流配电系统连接用于当所述UPS单元发生故障时将所述交流配电系统输入的交流电输出至交流输出端口；
所述监控控制单元与所述UPS单元和旁路单元连接，用于对所述监控配电电源系统中各个回路的状态信息进行监控，并在所述UPS单元故障时控制所述旁路单元对交流负载进行供电，在所述UPS单元恢复正常时控制所述UPS单元对交流负载进行供电；
所述数据采集单元与所述UPS单元和所述旁路单元连接，用于对所述监控配电电源系统中的数据信息进行采集。
2.根据权利要求1所述的监控配电电源系统，其特征在于，所述旁路单元包括断路器和无源常开触点，所述无源常开触点与所述监控控制单元连接，所述监控控制单元在断路器处于合闸状态时控制所述UPS单元进行供电。
3.根据权利要求1所述的监控配电电源系统，其特征在于，所述监控配电电源系统还包括通信单元，所述通信单元分别与所述监控控制单元和所述数据采集单元电性连接，用于将所述监控控制单元侦测到的状态信息和所述数据采集单元采集到的数据信息发送给计算机设备。
4.根据权利要求1所述的监控配电电源系统，其特征在于，所述数据采集单元包括电流采样电路、电压采样电路和功率计量处理器，所述电流采样电路连接于所述整流器与所述交流配电系统之间用于采集各相电流，所述电压采样电路连接于所述整流器与所述交流配电系统之间用于采集各相电压，所述功率计量处理器分别与所述电流采样电路和所述电压采样电路连接用于对采集到的各相电流和各相电压进行计量并生成用电量。
5.根据权利要求4所述的监控配电电源系统，其特征在于，所述电流采样电路通过电流互感器获得各相电流，所述电压采样电路通过分压电阻获得各相电压。
6.根据根据权利要求1所述的监控配电电源系统，其特征在于，所述监控配电电源系统还包括显示单元，所述显示单元分别与所述监控控制单元和所述数据采集单元电性连接，用于显示所述监控配电电源系统的状态信息和数据信息。
7.根据权利要求1所述的监控配电电源系统，其特征在于，在所述交流配电系统包括多个电流输入装置时，所述监控配电电源系统还包括：
用于与所述交流配电系统的多个电流输入装置连接，并对所述多个电流输入装置进行选择输入的开关选择单元。
8.根据权利要求1所述的监控配电电源系统，其特征在于，所述监控配电电源系统还包括：与所述整流器连接用于给直流负载供电的直流输出端口。
9.根据权利要求1所述的监控配电电源系统，其特征在于，所述逆变器还与所述交流配电系统连接用于对所述交流配电系统输入的交流电进行滤波。
10.一种采用权利要求1-9中任一项所述的监控配电电源系统的供电系统，其特征在于，所述供电系统包括：交流配电系统、交流负载及直流负载，所述交流配电系统经由所述监控配电电源系统给所述交流负载及直流负载供电。
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