CN201341032Y - 在线式应急电源 - Google Patents

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CN201341032Y CNU2008202340031U CN200820234003U CN201341032Y CN 201341032 Y CN201341032 Y CN 201341032Y CN U2008202340031 U CNU2008202340031 U CN U2008202340031U CN 200820234003 U CN200820234003 U CN 200820234003U CN 201341032 Y CN201341032 Y CN 201341032Y
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Abstract

本实用新型提供了一种在线式应急电源,其特征在于:包括市电输入端、充电装置、蓄电池组、市电整流器、逆变器、隔离变压器、交流输出端;所述应急电源通过市电输入端与市电网相连;所接入的市电一路经由所述市电整流器整流为直流电,另一路通过所述充电装置对蓄电池组进行充电;所述市电整流器和蓄电池组共同并接于所述逆变器的输入端;该逆变器的输出端通过所述隔离变压器与交流输出端相连。该在线式应急电源可以实现从主电供电向电池供电的自然过渡,并可避免因高速切换及逆变器长期闲置所可能存在的安全隐患。

Description

在线式应急电源
技术领域
本实用新型涉及一种不间断电源,特别是一种在线式的EPS (Emergency Power System)电源,可以实现从主电供电向电池供电的 自然过渡,避免高速切换可能存在的安全隐患,属于电源技术领域。 背景技术
应急电源(EPS, Emergency Power System)是一种不间断供电电源, 通常应用在楼宇中为应急灯供电,使之可以在电网停止供电时继续照明。 传统的EPS设备通常采用的是后备式工作方式,即在市电正常时,设备 中的逆变器不向负载供电,而是市电通过切换装置(一般为接触器或静 态开关)的控制向负载提供电能;只有当市电异常时,切换装置才启动 逆变器向负载供电,同时断开市电线路。
这种后备式EPS供电方式的主要优点是:1)在市电正常的绝大多 数情况下,设备的运行效率高,损耗小;2)逆变器多数时间内处于备用 工作状态,有利于其内部元器件使用寿命的延长。
但是,另一方面它也同样存在着许多缺点:1)市电通过EPS向负 载供电时,对于多数以接触器或继电器为切换装置主要执行元件的设备, 当负荷超载时(这在实际应用中经常发生)切换装置无法有效进行限流 等的保护,易导致该类执行元件触点的损坏;2)对于需要不间断供电或 对供电质量要求高的负载,后备式EPS设备无法提供足够有效地供电保 证;3)对于重要级别负载,或使用环境条件差的应用场所,EPS设备中 的逆变器是保证应急工作的重要部件,后备运行方式使得逆变器长期处 于不输出供电状态,不利于其及配套输出隔离变压器的抗潮湿能力,同 时不易暴露与应急工作相关的部件的问题,增加设备中隐含问题被发现 的难度。
综上所述,现有的后备式EPS技术虽能满足一般使用环境的应急供 电需要。但是,随着EPS应用领域的不断扩大,对于一些对供电质量要 求更高,对安全性要求更为严格的特殊供电环境,现有EPS技术难以满
足其工作需要。发明内容
本实用新型的目的在于解决现有后备式EPS技术中存在的问题,提 供一种在线式EPS供电电源,可以实现从主电供电向电池供电的自然过 渡,避免高速切换可能存在的安全隐患。
. 本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的:
在线式应急电源,其特征在于:包括市电输入端、充电装置、蓄 电池组、市电整流器、逆变器、隔离变压器、交流输出端;
所述应急电源通过市电输入端与市电网相连;所接入的市电一路 经由所述市电整流器整流为直流电,另一路通过所述充电装置对蓄电 池组进行充电;所述市电整流器和蓄电池组共同并接于所述逆变器的 输入端;该逆变器的输出端通过所述隔离变压器与交流输出端相连。
所述市电整流器输出至逆变器的电压高于所述蓄电池组输出至 逆变器的电压。
本实用新型的有益效果是:
1) 由于始终通过逆变器逆变产生输出交流电,在市电正常的情 况下,设备的运行能够有效避免电网的瞬时波动对负载的影响;
2) 由于逆变器是通过隔离变压器向负载供电的,因此也能够有 效避免雷击等各种外部干扰对负载的影响;
3) 对于重要级别负载,或使用环境条件差的应用场所,在线运 行的供电方式能有效检验设备的工作情况,特别是逆变器的性能以及 设备制作,安装,调试,运行中存在的隐含问题,均能及时发现,以 便采取相应的消隐措施;
4) 实现了从主电供电向电池供电的自然过渡,无需控制,避免 了高速切换中控制器的误判断,误动作。
附图说明
图1为在线式应急电源的结构示意图。 具体实施方式 .
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。 由前述可知,现有的后备式应急电源所存在的问题主要在于:平 时正常工作时由主电供电,后备电源部分并不参与工作,而当电网出 现异常时,就需要及时切换至后备电源供电。这样就可能存在切换动 作不够迅速,后备电源所存在的问题不能得以及时发现等安全隐患。分析其原因主要在于,后备式应急电源中的逆变器仅作为备用设备设 计,在正常工作时电源的输出并不通过逆变器产生,只有当电网异常 时才会切换由逆变器输出。
针对后备式应急电源所存在的问题,本专利设计了一种在线式应 急电源工作方式。该在线式应急电源的设计原理主要是将市电整流后 直接送入逆变器,通过逆变控制转换为频率,电压,波形稳定的正弦 波输出给负载供电;而蓄电池组则由市电通过充电装置对其进行充 电,蓄电池组与整流后的市电共同并接于逆变器直流输入端,通过控 制技术保证蓄电池组电压始终低于市电整流后的电压,从而实现在市 电供电过程中电池组不放电,当市电故障后,逆变器自动过渡到由电 池组供电,从而实现了无需切换时间的自然过渡。
基于上述设计原理,本专利所设计的在线式应急电源结构如图1 所示。该在线式应急电源包括:市电输入端、充电装置、蓄电池组、 市电整流器、逆变器、隔离变压器、交流输出端。
该应急电源通过市电输入端与市电网相连,将市电接入应急电 源。所接入的市电一路经由市电整流器整流为直流电;另一路则通过 充电装置对蓄电池组进行充电。所述市电整流器和蓄电池组共同并接 于逆变器的输入端,分别向逆变器输入直流电。该逆变器通过逆变控 制将输入的直流电转化为稳定的交流电,并由逆变器的交流输出端输 出。该逆变器的交流输出端通过隔离变压器与交流输出端相连,由逆 变器输出的交流电通过交流输出端为负载供电。这里,该隔离变压器 主要起到隔离的作用,以避免用电负载受到各种外部干扰。
由上述结构可知,该在线式应急电源的主电线路由市电整流器构 成,而备用线路则由充电装置与蓄电池组串联构成。而无论使用主电 线路还是备用线路,都必须通过逆变器产生供给负载的交流电。这样 就避免了后备式应急电源中逆变器因长期处于备用状态而无法及时 发现其存在问题的隐患。
另外,本专利还通过控制技术使蓄电池组的输出电压始终低于市
电整流器的输出电压。这样就可以保证在主电线路供电时,蓄电池组 虽然与逆变器输入端相连但并不放电,仅由市电整流器供电。而当市 电发生故障时,市电整流器不再供电,逆变器自然地过渡为由蓄电池 组供电。这一转换过程并不存在切换动作,因此可以实现真正意义上的零秒切换。
综上所述,本专利所设计的在线式应急电源相对于现有的备用式 应急电源虽然由于始终通过逆变器逆变产生输出交流电,引起了一定 的电能损耗,并对逆变器寿命有着较高的要求。但是,这种在线式应 急电源存在着以下诸多优点:
1) 由于始终通过逆变器逆变产生输出交流电,在市电正常的情
况下,设备的运行能够有效避免电网的瞬时波动对负载的影响;
2) 由于逆变器是通过隔离变压器向负载供电的,因此也能够有 效避免雷击等各种外部干扰对负载的影响;
3) 对于重要级别负载,或使用环境条件差的应用场所,在线运 行的供电方式能有效检验设备的工作情况,特别是逆变器的性能以及 设备制作,安装,调试,运行中存在的隐含问题,均能及时发现,以 便采取相应的消隐措施;
4) 实现了从主电供电向电池供电的自然过渡,无需控制,避免 了高速切换中控制器的误判断,误动作。

Claims (2)

1、在线式应急电源,其特征在于:包括市电输入端、充电装置、蓄电池组、市电整流器、逆变器、隔离变压器、交流输出端; 所述应急电源通过市电输入端与市电网相连;所接入的市电一路经由所述市电整流器整流为直流电,另一路通过所述充电装置对蓄电池组进行充电;所述市电整流器和蓄电池组共同并接于所述逆变器的输入端;该逆变器的输出端通过所述隔离变压器与交流输出端相连。
2、 如权利要求1所述在线式应急电源,其特征在于:所述市电 整流器输出至逆变器的电压高于所述蓄电池组输出至逆变器的电压。
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