CN107895999A - 一种城市管廊动力照明一体化电源系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市管廊动力照明一体化电源系统，包括主电和备电，主电、备电分别通过第一输入断路器、第二输入断路器连接双电源自动转换开关的一端，双电源自动转换开关的另一端连接有高频开关电源模块、若干第一隔离变压器以及若干第二隔离变压器，高频开关电源模块连接蓄电池，第一隔离变压器连接不间断交流模块，第二隔离变压器连接快速切换应急模块，高频开关电源模块与蓄电池之间具有节点a，节点a连接二极管的阳极，不间断交流模块和快速切换应急模块均连接二极管的阴极；本发明根据负载对电源的不同要求，采用不同的方式对负载供电，在保证设备正常稳定运行的同时，实现节能减耗。

Description

一种城市管廊动力照明一体化电源系统

技术领域

本发明属于应急电源技术领域，涉及一种一体化电源系统，具体是一种城市管廊动力照明一体化电源系统。

背景技术

随着我国城市综合管廊建设的不断推进，城市综合管廊供电要求和供电方式也正在逐步完善，现有的城市综合管廊照明和动力负载的运行方式各不相同，所使用的电源也各不相同，其可靠性也不相同。因此保证城市综合管廊的安全、可靠供电是应用方面的主要问题之一。

城市综合管廊通信系统、信号系统、综合监控系统、火灾自动报警系统等在设计和装备中常应用在线式UPS供电，UPS经过整流与逆变双变换方式供电，双变换电能消耗达负载总功耗的5％以上，以UPS带50KW负载为例，UPS电能损耗达2.5KW，每年的总耗电量2.2万度电以上。因此提高电源运行效率实现节能减耗也是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种城市管廊动力照明一体化电源系统，根据负载对电源的不同要求，采用不同的方式对负载供电，实现供电的可靠性和节能。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种城市管廊动力照明一体化电源系统，包括主电AC1和备电AC2，所述主电AC1、备电AC2分别通过第一输入断路器QFA、第二输入断路器QFB连接双电源自动转换开关ATS的一端，所述双电源自动转换开关ATS的另一端连接有高频开关电源模块SPM、若干第一隔离变压器T1以及若干第二隔离变压器T2；

所述高频开关电源模块SPM连接蓄电池GB，所述第一隔离变压器T1连接不间断交流模块，所述第二隔离变压器T2连接快速切换应急模块；

所述高频开关电源模块SPM与蓄电池GB之间具有节点a，所述节点a连接二极管FD的阳极，所述不间断交流模块和快速切换应急模块均连接二极管FD的阴极；

所述不间断交流模块连接第三隔离变压器T3，所述第三隔离变压器T3通过第一输出断路器QF1连接负载，所述快速切换应急模块连接第四隔离变压器T4，所述第四隔离变压器T4通过第二输出断路器QF2连接负载。

进一步地，所述不间断交流模块包括整流器U、第一逆变器UI1、第一静态开关STS1以及第二静态开关STS2；

所述整流器U一端连接第一隔离变压器T1，另一端连接第一逆变器UI1，所述第一逆变器UI1连接第一静态开关STS1，所述第一静态开关STS1连接第三隔离变压器T3，所述整流器U与第一逆变器UI1之间具有节点b，所述节点b连接二极管FD的阴极；

所述第二静态开关STS2与第一静态开关STS1并联，其一端连接第一隔离变压器T1，另一端连接第三隔离变压器T3，所述第二静态开关STS2与第一隔离变压器T1之间具有节点c，所述节点c连接二极管FD的阴极。

进一步地，所述快速切换应急模块包括第二逆变器UI2、第三静态开关STS3以及第四静态开关STS4；所述第二逆变器UI2一端连接二极管FD的阴极，另一端通过第三静态开关STS3连接第四隔离变压器T4；

所述第四静态开关STS4一端连接第二隔离变压器T2，另一端连接第四隔离变压器T4，所述第四静态开关STS4与第二隔离变压器T2之间具有节点d，所述节点d连接二极管FD的阴极。

本发明的有益效果：

(1)通过对各系统电源的整合，节省机房的建筑面积，可以降低整体电源系统的成本；

(2)统一电源设备的型号，便于设备的集中采购；

(3)从供电可靠性角度而言，集中配置，减少整体的电源数量，提高设备可靠性；

(4)采用集中监控与集中管理方式，可以提高运营维护人员的工作效率,减轻劳动强度；

(5)按照设备对于电源要求的不同，设计不同的供电方式，不仅能够保证设备正常运行，而且具有节能的特点。

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，本发明提供了一种城市管廊动力照明一体化电源系统，包括主电AC1和备电AC2，主电AC1、备电AC2分别通过第一输入断路器QFA、第二输入断路器QFB连接双电源自动转换开关ATS的一端，双电源自动转换开关ATS的另一端连接有高频开关电源模块SPM、三个第一隔离变压器T1以及两个第二隔离变压器T2。

高频开关电源模块SPM连接蓄电池GB，第一隔离变压器T1连接不间断交流模块1，第二隔离变压器T2连接快速切换应急模块2。

高频开关电源模块SPM与蓄电池GB之间具有节点a，节点a连接二极管FD的阳极，不间断交流模块1和快速切换应急模块2均连接二极管FD的阴极。

不间断交流模块1连接第三隔离变压器T3，第三隔离变压器T3通过第一输出断路器QF1连接负载3，快速切换应急模块2连接第四隔离变压器T4，第四隔离变压器T4通过第二输出断路器QF2连接负载3。

不间断交流模块1包括整流器U、第一逆变器UI1、第一静态开关STS1以及第二静态开关STS2。其中，整流器U一端连接第一隔离变压器T1，另一端连接第一逆变器UI1，第一逆变器UI1连接第一静态开关STS1，第一静态开关STS1连接第三隔离变压器T3；第二静态开关STS2与第一静态开关STS1并联，其一端连接第一隔离变压器T1，另一端连接第三隔离变压器T3。

整流器U与第一逆变器UI1之间具有节点b，节点b连接二极管FD的阴极；第二静态开关STS2与第一隔离变压器T1之间具有节点c，节点c连接二极管FD的阴极。

快速切换应急模块2包括第二逆变器UI2、第三静态开关STS3以及第四静态开关STS4。其中，第二逆变器UI2一端连接二极管FD的阴极，另一端通过第三静态开关STS3连接第四隔离变压器T4；第四静态开关STS4一端连接第二隔离变压器T2，另一端连接第四隔离变压器T4。

第四静态开关STS4与第二隔离变压器T2之间具有节点d，节点d连接二极管FD的阴极。

本发明工作时：

两路市电都正常时，系统由主电AC1供电，主电AC1通过第一输入断路器QFA输出交流电到双电源自动转换开关ATS，双电源自动转换开关ATS分路供电，第一路经高频开关电源模块SPM给蓄电池GB充电；第二路经隔离变压器T，通过多组不间断交流模块1中的整流器U整流成直流电，再经第一逆变器UI1或第二逆变器UI2变换成交流电，分别通过第一静态开关STS1和第三静态开关STS3输出，第一静态开关STS1通过第三隔离变压器T3连接到第一输出断路器QF1上，第三静态开关STS3通过第四隔离变压器T4连接到第二输出断路器QF2上，根据动力负载和照明负载对安全的需求不同进行供电。

当主电AC1断电时，切换至备电AC2供电，系统由备电AC2供电，备电AC2通过第二输入断路器QFB输出交流电到双电源自动转换开关ATS，系统的供电方式与主电AC1供电时相同。切换过程中，系统输入端因双电源切换装置切换动作，将有切换间断时间，但是，由于在直流侧蓄电池GB和不间断交流模块1中的整流器U整流输出之间无间断的切换方式，不会产生交流输出的中断。

当主电AC1、备电AC2都断电时，系统由蓄电池GB供电，蓄电池GB经二极管FD分路供电，一路连接多个不间断交流模块1中的整流器U成直流电，再经第一逆变器UI1变换成交流电后通过连接的第一静态开关STS1输出，第一静态开关STS1通过第三隔离变压器T3连接到第一输出断路器QF1上,另一路连接多个快速切换应急模块2中的第二逆变器UI2变换成交流电，通过第三静态开关STS3输出，第三静态开关STS3通过第四隔离变压器T4连接到第二输出断路器QF2上，根据动力负载和照明负载对电源的需求不同进行供电。

当双电源两路市电都正常或只有一路市电正常，且不间断交流模块中整流器U/第一逆变器UI1或快速切换应急模块中第二逆变器UI2发生故障时，主电或备电输出交流电到双电源自动转换开关ATS，分别经第一隔离变压器T1或第二隔离变压器T2连接到不间断交流模块1中的第二静态开关STS2或快速切换应急模块2中的第四静态开关STS4，再分别通过第三隔离变压器T3或第四隔离变压器T4连接到第一输出断路器QF1或第二输出断路器QF2上，为负载供电；当某一个不间断交流模块1或快速切换应急模块2发生故障，其他的模块正常运行，则故障模块退出运行，其他的模块承担系统全部负载运行。

当双电源两路市电都断电时，且不间断交流模块1中的第一逆变器UI1或快速切换应急模块2中第二逆变器UI2发生故障，则蓄电池GB通过二极管FD输出直流电到不间断交流模块1的第二静态开关STS2和快速切换应急模块2中第四静态开关STS4，分别通过第三隔离变压器T3或第四隔离变压器T4连接到第一输出断路器QF1或第二输出断路器QF2上，为负载供电；当某一个不间断交流模块1或快速切换应急模块2发生故障，正常的模块将按照蓄电池输入模式运行。

本发明提供的一种城市管廊动力照明一体化电源系统，根据负载对电源的不同要求，采用不同的方式对负载供电，在保证设备正常稳定运行的同时，实现节能减耗。

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 (3)

1.一种城市管廊动力照明一体化电源系统，其特征在于：包括主电AC1和备电AC2，所述主电AC1、备电AC2分别通过第一输入断路器QFA、第二输入断路器QFB连接双电源自动转换开关ATS的一端，所述双电源自动转换开关ATS的另一端连接有高频开关电源模块SPM、若干第一隔离变压器T1以及若干第二隔离变压器T2；

所述高频开关电源模块SPM连接蓄电池GB，所述第一隔离变压器T1连接不间断交流模块(1)，所述第二隔离变压器T2连接快速切换应急模块(2)；

所述高频开关电源模块SPM与蓄电池GB之间具有节点a，所述节点a连接二极管FD的阳极，所述不间断交流模块(1)和快速切换应急模块(2)均连接二极管FD的阴极；

所述不间断交流模块(1)连接第三隔离变压器T3，所述第三隔离变压器T3通过第一输出断路器QF1连接负载(3)，所述快速切换应急模块(2)连接第四隔离变压器T4，所述第四隔离变压器T4通过第二输出断路器QF2连接负载(3)。

2.根据权利要求1所述的一种城市管廊动力照明一体化电源系统，其特征在于：所述不间断交流模块(1)包括整流器U、第一逆变器UI1、第一静态开关STS1以及第二静态开关STS2；

所述整流器U一端连接第一隔离变压器T1，另一端连接第一逆变器UI1，所述第一逆变器UI1连接第一静态开关STS1，所述第一静态开关STS1连接第三隔离变压器T3，所述整流器U与第一逆变器UI1之间具有节点b，所述节点b连接二极管FD的阴极；

所述第二静态开关STS2与第一静态开关STS1并联，其一端连接第一隔离变压器T1，另一端连接第三隔离变压器T3，所述第二静态开关STS2与第一隔离变压器T1之间具有节点c，所述节点c连接二极管FD的阴极。

3.根据权利要求1所述的一种城市管廊动力照明一体化电源系统，其特征在于：所述快速切换应急模块(2)包括第二逆变器UI2、第三静态开关STS3以及第四静态开关STS4；所述第二逆变器UI2一端连接二极管FD的阴极，另一端通过第三静态开关STS3连接第四隔离变压器T4；

所述第四静态开关STS4一端连接第二隔离变压器T2，另一端连接第四隔离变压器T4，所述第四静态开关STS4与第二隔离变压器T2之间具有节点d，所述节点d连接二极管FD的阴极。