CN109245290A - 一种高压在线ups装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高压在线UPS装置,属于电力电网领域。该装置包括静态晶闸管阀组柜、变压器柜、飞轮电池柜。其中静态晶闸管阀组柜通过控制舱隔板和电抗器舱隔板分为了控制舱、电抗器舱、晶闸管阀组舱,电抗器舱和晶闸管阀组仓均有独立的风道。变压器柜起到隔离作用,飞轮电池柜采用模块化方案,便于扩展和容量调整。本发明的优点为:整机结构紧凑、布局合理、美观,既能够满足电网切换速度保证电能质量,也便于模块化生产,整机使用寿命长、绿色环保。

Description

一种高压在线UPS装置
技术领域
本发明属于电力电网领域,涉及一种高压在线UPS装置。
背景技术
在数据中心、芯片生产厂等重要用电场合,UPS电源是一种非常重要的装置。传统的UPS装置大部分属于静态UPS的范畴,除了冷却风扇之外,所用到的各种电子元件及电气部件均无任何机械运动。相关资料显示,对于中、大容量的UPS,其效率仅为93%-94%,这种装置本身的损耗较高。同时,传统UPS装置采用的蓄电池存储电能,属于化学储能方法,虽然技术成熟,但是它使用寿命短、对环境污染严重。一般蓄电池的使用寿命3-6年,导致后期设备的维护和检修方面耗费大量的资源。
近年来,数据中心、半导体芯片制造业正日益关注一种飞轮储能式动态UPS。采用这种UPS可以进一步提高UPS的效率,同时将故障率偏高、回收困难的蓄电池彻底的从UPS系统中取消,从而有助于提高UPS的可靠性,同时飞轮储能属于物理储能方法,绿色无污染,对环境十分友好。
目前也仅有几家厂家能生产飞轮储能式动态UPS,成本高,各厂家的工艺和结构也有很大区别。但本质都是利用在市电正常时将部分电能转换成动能形式,一旦电网中有各种干扰时,便将储存的动能转换成电能,从而达到不间断供电的目的。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于基于飞轮电池、PCS储能逆变器、晶闸管阀组装置提供一种美观、可靠、优化的在线UPS装置。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种高压在线UPS装置,包括机头部分和飞轮电池柜(3);
所述机头部分包括静态晶闸管阀组柜(1)和变压器柜(2);具体包括柜顶风机(101)、静态晶闸管阀组装置(102)、过压保护器(103)、电抗器(104)、控制舱隔板(105)、电抗器舱隔板(106)、变压器柜隔板(107)、变压器(108)、控制舱(109)、电缆保护槽(112)、电缆固定梁(114)、避雷器(116)、进线端子(117)、电抗器电缆固定梁(118)、霍尔元件(119);
所述静态晶闸管阀组柜(1)、变压器柜(2)和飞轮电池柜(3)依次布置;
所述柜顶风机(101)设置在静态晶闸管阀组柜(1)和变压器柜(2)顶部;
所述静态晶闸管阀组柜(1)通过控制舱隔板(105)和电抗器舱隔板(106)分为控制舱(109)、电抗器舱和晶闸管阀组舱;电抗器舱和晶闸管阀组仓均设置有独立风道;
所述电抗器舱内设置有电抗器(104);晶闸管阀组舱内设置有静态晶闸管阀组装置(102)和过压保护器(103),所述过压保护器(103)布置于晶闸管阀组舱底部,便于设备的接线和维护;其中,静态晶闸管阀组装置(102)采用为模块化封装,设置有独立风道;
所述变压器柜隔板(107)和变压器(108)设置在变压器柜(2)内部;
所述电缆保护槽(112)设置在静态晶闸管阀组柜(1)和变压器柜(2)底部;
所述电缆固定梁(114)设置在静态晶闸管阀组柜(1)顶部;
所述避雷器(116)和进出线端子(117)分别设置于电抗器(104)的上方两侧,用于现场电缆和避雷器的接线;电抗器(104)通过中隔板进行分隔;
所述电抗器电缆固定梁(118)设置在电抗器(104)上方;
所述霍尔元件(119)设置于电抗器(104)两侧,进出线端子(117)下方,用于主回路的电缆穿过霍尔元件后能够直接连接到端子排上。
进一步,所述变压器(108)、电抗器(104)和静态晶闸管阀组装置(102)设置有独立风道,用于对大功率热源的散热。
进一步,飞轮电池柜(3)为模块化,用于容量扩展、产品化生产和后期维护。
进一步,所述飞轮电池柜(3)内设置有PCS储能逆变器(110)和飞轮电池(115);
所述静态晶闸管阀组装置(102)采用强迫风冷方式制冷。
进一步,所述晶闸管阀组舱布置于控制舱(109)左侧,便于静态晶闸管阀组装置(102)的电源板以及控制电路的布线。
进一步,所述过压保护器(103)相向布置,高度方向上错开一定距离,便于过压保护器(103)用肘头接线和现场维护。
进一步,所述飞轮电池柜(3)底部设置有用于电池柜进线电缆的金属线槽(111);金属线槽(111)为强电与弱电分开的双通道。
进一步,所述机头部分顶部设置有网络通道(113),用于柜间网线的铺设。
进一步,所述变压器(108)低压侧设置有低压电缆绑线梁,用于低压电缆铺设。
进一步,所述控制舱的门板上设置有控制屏,所述PCS储能逆变器(110)低压器件布置于柜体正面,所述飞轮电池(115)、电抗器(104)和变压器(108)布置于柜体背面。
本发明的有益效果在于:本发明的一种高压在线UPS装置,其特征在于:从左到右依次为晶闸管阀组柜、变压器柜、飞轮电池柜,控制屏布置于控制舱门板上,PCS储能逆变器等低压器件布置于正面,飞轮电池这种高速旋转的设备,电抗器、变压器等高压设备布置于背面,便于设备的维护和安全。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本发明提供如下附图进行说明:
图1为本发明正面轴侧视图;
图2为本发明拓扑系统图;
图3为本发明机头部分外观轴侧视图;
图4为本发明机头部分柜内正面轴侧视图;
图5为本发明机头部分柜内背面轴侧视图;
图6为本发明机头部分柜内正面视图;
图7为本发明机头部分柜内背面视图。
附图标记:1-静态晶闸管阀组柜,2-变压器柜,3-飞轮电池柜,101-柜顶风机,102-静态晶闸管阀组装置,103-过压保护器,104-电抗器,105-控制舱隔板,106-电抗器舱隔板,107-变压器柜隔板,108-变压器,109-控制舱,110-PCS储能逆变器,111-金属线槽,112-电缆保护槽,113-网络通道,114-电缆固定梁,115-飞轮电池,116-避雷器,117-进线端子,118-电抗器电缆固定梁,119-霍尔元件。
具体实施方式
下面将结合附图,对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图1~图7所示,一种高压在线UPS装置,包括静态晶闸管阀组柜1、变压器柜2、飞轮电池柜3。其中静态晶闸管阀组柜1通过控制舱隔板105和电抗器舱隔板106分为了控制舱109、电抗器舱、晶闸管阀组舱,电抗器舱和晶闸管阀组仓均有独立的风道。静态晶闸管阀组柜1和变压器柜2组成了整套UPS装置的机头部分,具体包括柜顶风机101、静态晶闸管阀组装置102、过压保护器103、电抗器104、控制舱隔板105、电抗器舱隔板106、变压器柜隔板107、变压器108、控制舱109、电缆保护槽112、电缆固定梁114、避雷器116、进线端子117、电抗器电缆固定梁118、霍尔元件119、阀组柜体、变压器柜2柜体。静态晶闸管阀组装置102采用模块化封装设计,有独立的风道,过压保护器103布置于静态晶闸管阀组装置102底部,便于设备的接线和维护。电抗器104采用中隔板设计,进出线端子和避雷器116分别布置于电抗器104的上方两侧,既便于现场电缆的接线也有利于避雷器116的接线。霍尔元件119布置于电抗器104两侧,进出线端子下面,主回路的电缆穿过霍尔元件119后可以直接连接到端子排上。变压器108、电抗器104、静态晶闸管阀组装置102三个大功率的热源均有独立的风道,增加了设备运行的可靠性。
飞轮电池柜3为模块化的产品,便于装置容量的扩展、产品化生产以及后期设备的维护。
UPS装置是基于PCS储能逆变器110、静态晶闸管阀组装置102、飞轮电池115以及核心控制器组成的装置。采用飞轮电池115这种物理储能的方法彻底去掉蓄电池,装置绿色环保,同时动态性能好。基于核心控制算法和PCS储能逆变器110可以实现电能质量的优化。静态晶闸管阀组装置102采用强迫风冷设计,具备快速切换的重要特性,满足市电、备用电源、UPS之间的切换速度。
静态晶闸管阀组装置102布置于控制舱109左侧,便于静态晶闸管阀组的电源板以及控制电路的布线。
过压保护器103布置于静态晶闸管阀组的下部,同时两个过压保护器103相向布置,高度方向上错开一定距离,以便于过压保护器103用肘头接线和现场维护。
静态晶闸管阀组柜1、变压器柜2底部有专用的电缆保护槽112,用于变压器108辅助绕组的电缆布线,这样既能保护电缆也提高了设备的可靠性。
电池柜底部设计了专用于电池柜进线电缆的金属线槽111。金属线槽111采用强电与弱电分开的双通道设计,同时增加了防刺穿设计,有利于电缆的铺设和保护电缆,防止损坏。
整机设计了专用的网络通道113,便于柜间网线的铺设,同时增加了美观程度。
变压器108低压侧设计了低压电缆的专用绑线梁,解决大量低压电缆铺设的问题。
进线部分设计了电缆固定梁114,便于现场电缆的固定。
UPS装置从左到右依次为晶闸管阀组柜、变压器柜2、飞轮电池柜3,控制屏布置于控制舱109门板上,PCS储能逆变器110等低压器件布置于正面,飞轮电池115这种高速旋转的设备,电抗器104、变压器108等高压设备布置于背面,便于设备的维护和安全。
最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种高压在线UPS装置,其特征在于:包括机头部分和飞轮电池柜(3);
所述机头部分包括静态晶闸管阀组柜(1)和变压器柜(2);具体包括柜顶风机(101)、静态晶闸管阀组装置(102)、过压保护器(103)、电抗器(104)、控制舱隔板(105)、电抗器舱隔板(106)、变压器柜隔板(107)、变压器(108)、控制舱(109)、电缆保护槽(112)、电缆固定梁(114)、避雷器(116)、进线端子(117)、电抗器电缆固定梁(118)、霍尔元件(119);
所述静态晶闸管阀组柜(1)、变压器柜(2)和飞轮电池柜(3)依次布置;
所述柜顶风机(101)设置在静态晶闸管阀组柜(1)和变压器柜(2)顶部;
所述静态晶闸管阀组柜(1)通过控制舱隔板(105)和电抗器舱隔板(106)分为控制舱(109)、电抗器舱和晶闸管阀组舱;电抗器舱和晶闸管阀组仓均设置有独立风道;
所述电抗器舱内设置有电抗器(104);晶闸管阀组舱内设置有静态晶闸管阀组装置(102)和过压保护器(103),所述过压保护器(103)布置于晶闸管阀组舱底部,便于设备的接线和维护;其中,静态晶闸管阀组装置(102)采用为模块化封装,设置有独立风道;
所述变压器柜隔板(107)和变压器(108)设置在变压器柜(2)内部;
所述电缆保护槽(112)设置在静态晶闸管阀组柜(1)和变压器柜(2)底部;
所述电缆固定梁(114)设置在静态晶闸管阀组柜(1)顶部;
所述避雷器(116)和进出线端子(117)分别设置于电抗器(104)的上方两侧,用于现场电缆和避雷器的接线;电抗器(104)通过中隔板进行分隔;
所述电抗器电缆固定梁(118)设置在电抗器(104)上方;
所述霍尔元件(119)设置于电抗器(104)两侧,进出线端子(117)下方,用于主回路的电缆穿过霍尔元件后能够直接连接到端子排上。
2.根据权利要求1所述的一种高压在线UPS装置,其特征在于:所述变压器(108)、电抗器(104)和静态晶闸管阀组装置(102)设置有独立风道,用于对大功率热源的散热。
3.根据权利要求1所述的一种高压在线UPS装置,其特征在于:飞轮电池柜(3)为模块化,用于容量扩展、产品化生产和后期维护。
4.根据权利要求1所述的一种高压在线UPS装置,其特征在于:所述飞轮电池柜(3)内设置有PCS储能逆变器(110)和飞轮电池(115);
所述静态晶闸管阀组装置(102)采用强迫风冷方式制冷。
5.根据权利要求1所述的一种高压在线UPS装置,其特征在于:所述晶闸管阀组舱布置于控制舱(109)左侧,便于静态晶闸管阀组装置(102)的电源板以及控制电路的布线。
6.根据权利要求1所述的一种高压在线UPS装置,其特征在于:所述过压保护器(103)相向布置,高度方向上错开一定距离,便于过压保护器(103)用肘头接线和现场维护。
7.根据权利要求1所述的一种高压在线UPS装置,其特征在于:所述飞轮电池柜(3)底部设置有用于电池柜进线电缆的金属线槽(111);金属线槽(111)为强电与弱电分开的双通道。
8.根据权利要求1所述的一种高压在线UPS装置,其特征在于:所述机头部分顶部设置有网络通道(113),用于柜间网线的铺设。
9.根据权利要求1所述的一种高压在线UPS装置,其特征在于:所述变压器(108)低压侧设置有低压电缆绑线梁,用于低压电缆铺设。
10.根据权利要求1所述的一种高压在线UPS装置,其特征在于:所述控制舱的门板上设置有控制屏,所述PCS储能逆变器(110)低压器件布置于柜体正面,所述飞轮电池(115)、电抗器(104)和变压器(108)布置于柜体背面。
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