CN113904332B - 一种供电电路与供电系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种供电电路与供电系统，涉及供电技术领域。该供电电路包括多个电源单元，每个电源单元均包括供电端、第一开关单元、第一常开开关、第二开关单元以及互联端，供电端、第一常开开关以及互联端依次电连接，第一开关单元分别与供电端、第一常开开关电连接，第二开关单元分别与互联端、第一常开开关电连接，多个电源单元的互联端并联，其中，供电端用于连接电源，互联端还用于连接负载，当第一开关单元上电时，第一常开开关闭合，且第二开关单元断开，当第二开关单元上电时，第一开关单元断开，且第一常开开关维持断开状态，以使任一电源单元为负载供电时，其余电源单元处于断开状态。本申请具有避免了出现多电源同步并联的优点。

Description

一种供电电路与供电系统

技术领域

本申请涉及供电技术领域，具体而言，涉及一种供电电路与供电系统。

背景技术

目前，在利用多个电源单元进行供电时，由于需要对供电系统展开铺设，针对供电电缆等比较笨重的线路，需要增加辅助设置进行工作，例如增加电缆盘进行辅助工作。

在增辅助电缆盘后，需要对应为辅助盘进行供电，因此需要从电源单元中取电。然而，由于每个电源单元的工况并不相同，为了保护电缆盘在工作过程中不会出现故障，在对辅助盘进行供电时，只能利用其中一个电源单元为辅助盘供电。

然而，现有技术中并未设计相关电路，使得电缆盘在接受供电时容易出现故障。

综上，现有技术中存在未设计只利用一个电源单元为辅助盘供电，导致出现多电源同步并联，烧毁电路的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种供电电路与供电系统，以解决现有技术中出现多电源同步并联，烧毁电路的问题。

为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

一方面，本申请实施例提供了一种供电电路，所述供电包括多个电源单元，每个电源单元均包括供电端、第一开关单元、第一常开开关、第二开关单元以及互联端，所述供电端、所述第一常开开关以及所述互联端依次电连接，所述第一开关单元分别与所述供电端、所述第一常开开关电连接，所述第二开关单元分别与所述互联端、所述第一常开开关电连接，所述多个电源单元的互联端并联，其中，

所述供电端用于连接电源，所述互联端还用于连接负载；

当所述第一开关单元上电时，所述第一常开开关闭合，且所述第二开关单元断开；

当所述第二开关单元上电时，所述第一开关单元断开，且所述第一常开开关维持断开状态，以使任一电源单元为所述负载供电时，其余电源单元处于断开状态。

可选地，所述电源单元包括配电车与多个电站车，所述配电车与所述多个电站车通过所述互联端相连，且所述配电车供电端用于与市电连接，所述电站车的供电端用于与发电机电连接。

可选地，所述第一开关单元包括第一控制件与第一常闭开关，所述的第一控制件与所述第一常闭开关串联；所述第二开关单元包括第二控制件与第二常闭开关，所述的第二控制件与所述第二常闭开关串联；其中，

所述第一控制件用于在上电时控制所述第一常开开关闭合，并控制所述第二常闭开关断开；

所述第二控制件用于在上电时控制所述第一常闭开关断开。

可选地，所述第一控制件、所述第二控制件均包括线圈，所述第一控制件与所述第一常开开关、所述第二常闭开关组成继电器，所述第二控制件与所述第一常闭开关组成继电器。

可选地，所述供电电路还包括控制器，所述控制器与每个所述电源单元电连接；其中，

所述控制器用于获取为所述负载供电的电源单元的信息，并控制其余电源单元处于断开状态。

可选地，所述供电电路还包括第三开关单元，所述第三开关单元与所述控制器电连接；其中，

所述控制器用于在获取任一电源单元为负载供电的信息后，控制其余电源单元的第三开关单元上电；

当所述第三开关单元上电时，所述第一开关单元断开。

可选地，所述第三开关单元包括第三控制件，所述第一开关单元包括第三常闭开关，所述第三控制件与所述第三常闭开关组成继电器。

可选地，所述供电电路还包括第二常开开关，所述第二常开开关与所述控制器电连接，且所述第二常开开关连接一电源；其中，

当所述第一开关单元上电时，所述第二常开开关闭合，以使控制器接收到为所述负载供电的电源单元的信息。

可选地，所述供电电路还包括第三常开开关，所述第三常开开关与所述控制器电连接，且所述第三常开开关连接一电源；其中，

当所述第二开关单元上电时，所述第三常开开关闭合。

另一方面，本申请实施例还提供了一种供电系统，所述供电系统包括负载与上述的供电电路，所述负载与每个所述电源单元的互联端电连接。

相对于现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请提供了一种供电电路与供电系统，该供电电路包括多个电源单元，每个电源单元均包括供电端、第一开关单元、第一常开开关、第二开关单元以及互联端，供电端、第一常开开关以及互联端依次电连接，第一开关单元分别与供电端、第一常开开关电连接，第二开关单元分别与互联端、第一常开开关电连接，多个电源单元的互联端并联，其中，供电端用于连接电源，互联端还用于连接负载，当第一开关单元上电时，第一常开开关闭合，且第二开关单元断开，当第二开关单元上电时，第一开关单元断开，且第一常开开关维持断开状态，以使任一电源单元为负载供电时，其余电源单元处于断开状态。由于在供电电路中存在常开开关与两个开关单元，且两个开关单元分别位于常开开关的两侧，使得当其中一个电源单元为负载供电时，其余的电源单元均处于断开状态，因此保证了只通过一个电源单元为负载进行供电，避免了出现多电源同步并联，烧毁电路的问题。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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它相关的附图。

图1是本申请实施例提供的电源单元的模块示意图。

图2是本申请实施例提供的配电车与电站车的模块示意图。

图3是本申请实施例提供的供电电路的电路示意图。

图4是本申请实施例提供的供电电路的模块示意图。

图中：

110-电源单元；120-控制器；111-供电端；112-第一常开开关；113-互联端；114-第一开关单元；115-第二开关单元。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

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。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

下面结合附图，对本申请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。

正如背景技术中所述，在大功率分布式产品工作前，大功率供电系统需要进行展开铺设，特别是供电电缆，因为供电电缆比较粗大笨重，因此需要交流的电动电缆盘辅助铺设。

例如，多个电源单元相连时，则需要供电电缆实现互相连接，当需要利用电动电缆盘实现供电电缆的收放时，需要为电动电缆盘进行供电。然而，当利用电源单元为电动电缆盘进行供电时，各个电源单元的电压实际会有差异，因此，为了保护电动电缆盘，需要实现各个供电电源的互锁，即多个电源单元中，只能利用其中一个电源单元为电动电缆盘供电，否则可能出现多电源同步并联，最终导致电路烧毁。

然而，现有技术中存在未设计只利用一个电源单元为辅助盘供电，导致出现多电源同步并联，烧毁电路的问题。

有鉴于此，为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种供电电路，通过设置常开开关与开关单元的方式，实现多个电源单元之间的互锁。

下面对本申请实施例提供的供电电路进行示例性说明：

作为一种实现方式，该供电电路包括多个电源单元110，请参阅图1，每个电源单元110均包括供电端111、第一开关单元114、第一常开开关112、第二开关单元115以及互联端113，供电端111、第一常开开关112以及互联端113依次电连接，第一开关单元114分别与供电端111、第一常开开关112电连接，第二开关单元115分别与互联端113、第一常开开关112电连接，多个电源单元110的互联端113并联。

其中，供电端111用于连接电源，互联端113还用于连接负载，当第一开关单元114上电时，第一常开开关112闭合，且第二开关单元115断开，当第二开关单元115上电时，第一开关单元114断开，且第一常开开关112维持断开状态，以使任一电源单元110为负载供电时，其余电源单元110处于断开状态。

需要说明的是，本申请所述的电源，可以指发电机等装置，发电机可以为电源单元110的一部分，也可以独立设置，在此不做限定。本申请所述的负载，可以为电动电缆盘等装置。

还需要说明的是，本申请所述的供电端与互联端，实际是为了方便说明的虚拟端子，在实际电路设置中，该端子可以对应设置或取消，在此不做限定。

当需要为负载供电时，若其中一个电源单元110的第一开关单元114上电，例如电源单元110中发电机启动为负载供电，则此时第一开关单元114上电，第一常开开关112闭合，并通过互联端113为负载进行供电。并且，由于每个电源单元110的互联端113并联，因此，电源单元110通过互联端113为负载供电时，其余电源单元110的互联端113也会得电，换言之，其余电源单元110的第二开关单元115可以上电，导致其余电源单元110中第一开关单元114断开，其余电源单元110中第一常开开关112始终维持断开状态。在此基础上，此时即使其余电源单元110的发电机供电，由于第一常开开关112处于断开状态，因为其余电源单元110也无法为负载供电，保证了在同一场景下，只能有一个电源单元110为负载供电，提升了负载工作的稳定性。

作为一种实现方式，请参阅图2，电源单元110中包括配电车与多个电站车，配电车与多个电站车通过互联端113相连，且配电车供电端111用于与市电连接，电站车的供电端111用于与发电机电连接。

一般地，配电车的数量仅为一个，本申请以4个电站车为例进行说明，在此基础上，每个电站车均与配电车连接，配电车用于统筹供电，即各个电站车通过主供电电缆与配电车相连，每个电站车均用于作为供电电源的功能，配电车可以与用电设备连接，进而向用电设备输出需求功率。

此外，电站车与配电车之间还通过通讯线连接，以实现信号的传输，例如，配电车通过通讯线获取每个电站车的工作状态信息，如电压等。

并且，配电车还通过辅助电源电缆为负载供电，可选地，电站车与配电车的互联端113均与负载连接，进而可以实现通过任一电源单元110为负载供电。

作为一种实现方式，第一开关单元114包括第一控制件与第一常闭开关，第一控制件与第一常闭开关串联；第二开关单元115包括第二控制件与第二常闭开关，的第二控制件与第二常闭开关串联；其中，第一控制件用于在上电时控制第一常开开关112闭合，并控制第二常闭开关断开；第二控制件用于在上电时控制所述第一常闭开关断开。

通过该实现方式，实现了第一常开开关112、第一开关单元114以及第二开关单元115之间关联，当其中一个开关单元上电时，可以触发其它开关动作包，进而在物理层面上保证了只有一个电源单元110为负载供电。

作为一种可选的实现方式，第一控制件与第二控制件可以为控制器120等装置，一旦接收到上电信号，其可以执行相应的指令。

作为另一种可选的实现方式，第一控制件、第二控制件均包括线圈，第一控制件与第一常开开关112、第二常闭开关组成继电器，第二控制件与第一常闭开关组成继电器。通过利用继电器的方式更加简单的实现了第一开关单元114、第二开关单元115以及第一常开开关112之间的关联。

请参阅图3，下面以实际示例进行说明：

图3中，每个电站车与配电车均包括第一开关单元114与第二开关单元115，且每个电站车中符号G表示发电机，辅助用电用于连接负载，即用于连接电动电缆盘。以1号配电车为例，其中，第一开关单元114包括线圈KM1与常闭开关KA1_C，线圈KM1与常闭开关KA1_C串联于第一开关单元114的火线与零线之间，第二开关单元115包括线圈KA1与KM1_C，且线圈KM1与常闭开关KA1_C也串联于第一开关单元114的火线与零线之间。第一常开开关112设置于第一开关单元114与第二开关单元115之间。

当1号配电车的发电机工作为负载供电时，第一常开开关112的左侧有电流流过，此时，第一开关单元114形成闭合回路，即第一开关单元114上电，此时，线圈KA1上电，则第一常开开关112闭合，并且，线圈KA1还会带动常闭开关KA1_C动作，时常闭开关KA1_C断开。当电流流至互联端113时，则第二开关单元115中由于常闭开关KA1_C断开的原因断路，第一开关单元114为辅助用电供电。

并且，第一开关单元114流出的电流还会经辅助电源母线流至其它电站车与配电车，例如，以2号电站车为例，辅助电源母线中有电流流过，则2号电站车中常闭开关KM2_C与线圈KA2组成的回路上电，线圈KA2会带动2号电站车中的常闭开关KA2_C断开，此时，即使2号电站车中发电机启动，然而常闭开关KA2_C与常开开关KM2此时均处于断开状态，因此，其并没有能够向负载供电的回路。同理地，针对3号、4号电站车已经配电车，均由于同样的原理无法为负载供电，因此在硬件上保证了每次只能有一个电源单元110为的负载进行供电。

同理地，当其它电站车或配电车为负载供电时，也仅能有一个电源单元110供电，在此不再进行赘述。

此外，为了保证供电电路工作的稳定性，本申请不仅在硬件电路上实现了控制，同时还利用软件的方式实现对电源单元110的控制。

作为一种可选的实现方式，请参阅图4，供电电路还包括控制器120，控制器120与每个电源单元110电连接；其中，控制器120用于获取为负载供电的电源单元110的信息，并控制其余电源单元110处于断开状态。

其中，本申请提供的控制器120可以为PLC控制器，可选地，该控制器120可以为任一电源单元110中的控制器120，也可以为独立的控制器120，当控制器120集成于电源单元110中时，通过通讯线可以获取其它电源单元110的状态。

控制器120可以实时获取每个电源单元110的状态，并依据该信息控制其余电源单元110关断。例如，当控制器120获取到某一时刻1号电站车为负载供电，则此时控制器120会控制2号、3号、4号电站车以及配电车均处于关断状态，进而通过硬件与软件的共同作用，实现对供电电路的控制。

作为一种实现方式，述供电电路还包括第三开关单元，第三开关单元与控制器120电连接；其中，控制器120用于在获取任一电源单元110为负载供电的信息后，控制其余电源单元110的第三开关单元上电；当第三开关单元上电时，第一开关单元114断开。

其中，第三开关单元包括第三控制件，第一开关单元114包括第三常闭开关，第三控制件与第三常闭开关组成继电器。

并且，供电电路还包括第二常开开关，第二常开开关与控制器120电连接，且第二常开开关连接一电源；其中，当第一开关单元114上电时，第二常开开关闭合，以使控制器120接收到为负载供电的电源单元110的信息。

可以理解地，当任一电源单元110为负载供电时，有前述可知，第一开关单元114上电，此时，第二常开开关闭合，控制器120接收到该电源单元110的信息。在此基础上，控制器120控制其余电源单元110的第三开关单元上电，进而使其余电源单元110的第一开关单元114断开，同样保证了只有一个电源单元110为负载供电的效果。

可选地，供电电路还包括第三常开开关，第三常开开关与控制器120电连接，且第三常开开关连接一电源；其中，当第二开关单元115上电时，第三常开开关闭合。可以理解地，通过设置第三常开开关，可以使得控制器120时刻掌握电源单元110的工作状态。

下面仍以图3为例，进行具体原理说明，由于针对硬件原理已经详细阐述，因此仅对软件工作原理进行详细说明：

作为一种实现方式，第三常闭开关与第一控制件、第一常闭开关串联。以1号电站车为例，当1号电站车的发电机向负载供电时，第一开关单元114上电，且此时常开开关KM1闭合，并且，由于线圈KM1上电，第二常开开关闭合，此时控制器120会接收到1号电站车发送的24V的高电压信号，并会控制其它电源单元110处于断开状态。

具体地，控制器120会控制每个电源单元110的第三开关单元上电，控制器120会通过线束向其它电源单元110输出高电位信号，例如，对于2号电站车而言，由于线圈KA6的一端与控制器120相连，另一端接地，因此，控制器120可控制线圈KA6上电，在线圈KA6的作用下，第一开关单元114中的常闭开关KA6_C将断开，第一开关单元114断开。此时，即使2号电站车的发电机发电，也由于第一开关单元114及常开开关KM2断开的原因，无法为负载供电，保证了在同一时间内仅能有一个电源单元110为负载供电。

并且，通过设置第三常开开关，可以检测出是否有电源单元110的电路出现故障，例如，当1号电站车出现的发电机供电时，则能够接收到2号、3号、4号电站车以及配电车通过第三常开开关闭合后发送的信号，若控制器120未接收到相应的信号，或只接收到部分信号，则表示供电电路可能出现故障，需要对供电电路进行故障检修。

可以理解地，通过上述实现方式，可以实现利用软件与硬件结合的方式，保证在每个时间段中，仅能有一个电源单元110为负载供电，避免了负载工作时出现故障。

基于上述实现方式，本申请实施例还提供了一种供电系统，该供电系统包括负载与上述的供电电路，负载与每个电源单元110的互联端113电连接。

综上所述，本申请提供了一种供电电路与供电系统，该供电电路包括多个电源单元，每个电源单元均包括供电端、第一开关单元、第一常开开关、第二开关单元以及互联端，供电端、第一常开开关以及互联端依次电连接，第一开关单元分别与供电端、第一常开开关电连接，第二开关单元分别与互联端、第一常开开关电连接，多个电源单元的互联端并联，其中，供电端用于连接电源，互联端还用于连接负载，当第一开关单元上电时，第一常开开关闭合，且第二开关单元断开，当第二开关单元上电时，第一开关单元断开，且第一常开开关维持断开状态，以使任一电源单元为负载供电时，其余电源单元处于断开状态。由于在供电电路中存在常开开关与两个开关单元，且两个开关单元分别位于常开开关的两侧，使得当其中一个电源单元为负载供电时，其余的电源单元均处于断开状态，因此保证了只通过一个电源单元为负载进行供电，避免了出现多电源同步并联，烧毁电路的问题。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。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，本申请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申请内。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 (9)

1.一种供电电路，其特征在于，所述供电电路包括多个电源单元，每个电源单元均包括供电端、第一开关单元、第一常开开关、第二开关单元以及互联端，所述供电端、所述第一常开开关以及所述互联端依次电连接，所述第一开关单元分别与所述供电端、所述第一常开开关电连接，所述第二开关单元分别与所述互联端、所述第一常开开关电连接，所述多个电源单元的互联端并联，其中，

所述供电端用于连接电源，所述互联端还用于连接负载；

所述第一开关单元包括第一控制件与第一常闭开关，所述第一控制件与所述第一常闭开关串联；所述第二开关单元包括第二控制件与第二常闭开关，所述的第二控制件与所述第二常闭开关串联；

所述第一控制件用于在上电时控制所述第一常开开关闭合，并控制所述第二常闭开关断开；当所述第一开关单元上电时，所述第一常开开关闭合，且所述第二开关单元断开；

所述第二控制件用于在上电时控制所述第一常闭开关断开；当所述第二开关单元上电时，所述第一开关单元断开，且所述第一常开开关维持断开状态，以使任一电源单元为所述负载供电时，其余电源单元处于断开状态。

2.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述电源单元包括配电车与多个电站车，所述配电车与所述多个电站车通过所述互联端相连，且所述配电车的供电端用于与市电连接，所述电站车的供电端用于与发电机电连接。

3.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述第一控制件、所述第二控制件均包括线圈，所述第一控制件与所述第一常开开关、所述第二常闭开关组成继电器，所述第二控制件与所述第一常闭开关组成继电器。

4.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括控制器，所述控制器与每个所述电源单元电连接；其中，

所述控制器用于获取为所述负载供电的电源单元的信息，并控制其余电源单元处于断开状态。

5.如权利要求4所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括第三开关单元，所述第三开关单元与所述控制器电连接；其中，

所述控制器用于在获取任一电源单元为负载供电的信息后，控制其余电源单元的第三开关单元上电；

当所述第三开关单元上电时，所述第一开关单元断开。

6.如权利要求5所述的供电电路，其特征在于，所述第三开关单元包括第三控制件，所述第一开关单元包括第三常闭开关，所述第三控制件与所述第三常闭开关组成继电器。

7.如权利要求4所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括第二常开开关，所述第二常开开关与所述控制器电连接，且所述第二常开开关连接一电源；其中，

当所述第一开关单元上电时，所述第二常开开关闭合，以使控制器接收到为所述负载供电的电源单元的信息。

8.如权利要求4所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括第三常开开关，所述第三常开开关与所述控制器电连接，且所述第三常开开关连接一电源；其中，

当所述第二开关单元上电时，所述第三常开开关闭合。

9.一种供电系统，其特征在于，所述供电系统包括负载与如权利要求1至8任一项所述的供电电路，所述负载与每个所述电源单元的互联端电连接。