CN208461537U - 一种自动单路输出配电单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了配电技术领域的一种自动单路输出配电单元，包括控制器和输入端子，所述输入端子和控制器均电性输出连接继电器模块，所述继电器模块包括多个结构相同的继电器，所述继电器模块电性输出连接微型断路器模块，所述微型断路器模块包括多个微型断路器，所述微型断路器模块的输出电路中设置有电流互感器，所述电流互感器电性输出连接控制器，控制器内部的电子电路进行逻辑分析判断输出控制信号，继电器模块根据控制信号对主电路进行开合操作，保证最多只有一路微型断路器输出功率，从而实现1台UPS作为N台UPS的公共冗余时，这一台UPS及其保护开关不会因为过载而跳闸。

Description

一种自动单路输出配电单元

技术领域

本实用新型涉及配电技术领域，具体为一种自动单路输出配电单元。

背景技术

通信机房或者数据中心中的IT设备负载为重要负载，允许中断时间为毫秒级，一般采用不间断电源保障供电，根据GB 51194-2016《通信电源设备安装工程设计规范》，交流不间断电源（UPS）供电系统宜采用N+1并联冗余或2N双母线供电模式，且并联的台数不宜超过3台，采用N+1并联冗余供电模式时，N+1台UPS主机的输出端汇集到同一母线上，属于单点故障，即母线处的故障（比如意外短路）会导致业务中断。采用N+1供电模式，而又不希望产生单点故障时，可行的做法是让N+1台UPS各自独立运行，其中1台作为其他N台主用UPS的公共冗余备份，采用N+1独立冗余供电模式时，冗余的UPS仅仅作为热备份，正常情况下不输出功率（可通过设置IT设备采用热备份供电模式，单电源设备增配STS开关实现），这就要求作为冗余的1台UPS需配置N路输出，并且保证输出总功率不应超过1台UPS的总容量，否则会导致UPS和保护开关过载而跳闸。若采用分励脱器加控制器组合实现单路输出，需要手动合闸，不具有现实可操作性。因此，目前尚无相应的产品能够直接实现上述功能，也无法通过优化供电系统结构来避免该问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自动单路输出配电单元，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种自动单路输出配电单元，包括控制器和输入端子，所述输入端子和控制器均电性输出连接继电器模块，所述继电器模块包括多个结构相同的继电器，所述继电器模块电性输出连接微型断路器模块，所述微型断路器模块包括多个微型断路器，所述微型断路器模块的输出电路中设置有电流互感器，所述电流互感器电性输出连接控制器，所述电流互感器负责采集微型断路器的输出电流信号，作为控制器的输入信号，控制器内部的电子电路进行逻辑分析判断输出控制信号，继电器模块根据控制信号对主电路进行开合操作，保证最多只有一路微型断路器输出功率。

优选的，所述的输入端子，为定制的接线端子，能够多路输入多路输出，其输入为外部交流主电路电源，输出为继电器的主电路输入端。

优选的，所述的继电器模块，由多个继电器通过一定的组合，安装在配电单元的合适位置。

优选的，所述的控制器，是数字电路控制器，可为定制的逻辑电路，也可以是单片机控制器。

优选的，所述的微型断路器模块，由多个微型断路器通过一定的组合，安装在配电单元的合适位置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过控制电路使多路输出的配电单元自动锁定为单路输出，避免了两路以上同时输出引起前一级配电设施过载跳闸。从而使UPS系统可以按照N+1独立冗余进行设计，避免了N+1并联冗余的单点故障问题，以较小的成本代价实现了N+1冗余UPS系统可靠性的提升。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图 ；

图 2 为本实用新型的控制电路原理图。

图中：1、输入端子、2继电器模块、21继电器、3微型断路器模块、31微型断路器、4控制器、41电流互感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种自动单路输出配电单元，包括控制器4和输入端子1，所述输入端子1和控制器4均电性输出连接继电器模块2，所述继电器模块2包括多个结构相同的继电器21，所述继电器模块2电性输出连接微型断路器模块3，所述微型断路器模块3包括多个微型断路器31，所述微型断路器模块3的输出电路中设置有电流互感器41，所述电流互感器41电性输出连接控制器4，所述电流互感器41负责采集微型断路器31的输出电流信号，作为控制器4的输入信号，控制器内部的电子电路进行逻辑分析判断输出控制信号，继电器模块2根据控制信号对主电路进行开合操作，保证最多只有一路微型断路器31输出功率。

其中，所述的输入端子1为定制的接线端子，能够多路输入多路输出，其输入为外部交流主电路电源，输出为继电器的主电路输入端，用于交流主电路电源（被控量）的输入；

所述的继电器模块2，由多个继电器21通过一定的组合，安装在配电单元的合适位置，作为实现本自动单路输出配电单元的必要配件，根据实际需要配置；

所述的控制器4，是数字电路控制器，可为定制的逻辑电路，也可以是单片机控制器，是实现自动单路输出的关键器件，需要按照图2所示的电路原理图进行设计和制造，实现方式可采用定制的逻辑控制电路或者单片机控制器。；

所述的微型断路器模块3，由多个微型断路器31通过一定的组合，安装在配电单元的合适位置，用于交流主电路电源（被控量）的输出。

本实用新型的初始状态为：输入端由前级电源提供正常工作电压（交流220或380V），接线端子1输出至继电器模块2的各个继电器21，继电器模块2中的多路继电器21处于常闭状态，继电器模块2通过电缆连接至微型断路器模块3，多路继电器21与多个微型断路器31一一对应，任一微型断路器31输入和输出端均无电流（有电压），但是均可直接为IT设备供电；

本实用新型的工作状态为：任意时刻，采用N+1独立冗余供电的UPS系统中任意一个主用微型断路器回路断电，此时自动单路输出配电单元中有一个对应的微型断路器31由热备份切换为供电状态，该微型断路器31的输出端产生电流。该电流立即被电流互感器41采集到，送至控制器4，控制器4根据内部逻辑控制电路（含功率放大）输出控制信号，输出的控制信号到达各个继电器21的线圈侧，其中有N-1个为使继电器21开闸的信号，而有电流流过的那个继电器21继续保持闭合状态，通过上述自动控制过程，锁定了一个微型断路器31为本实用新型唯一的功率输出回路；

本实用新型的恢复初始状态为：任意时刻，采用N+1独立冗余供电的UPS系统中任意一个主用微型断路器回路恢复供电，此时自动单路输出配电单元中有一个对应的微型断路器31由供电状态切换为热备份状态，该微型断路器31的输出端电流消失，该电流变化立即被电流互感器41采集到，送至控制器4，控制器4根据内部逻辑控制电路（含功率放大）输出控制信号。输出的控制信号到达各个继电器21的线圈侧，其中有N-1个为使继电器21闭合的信号，而之前有电流流过的那个继电器21继续保持闭合状态。通过上述自动控制过程，本实用新型恢复到初始状态。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种自动单路输出配电单元，包括控制器（4）和输入端子（1），其特征在于：所述输入端子（1）和控制器（4）均电性输出连接继电器模块（2），所述继电器模块（2）包括多个结构相同的继电器（21），所述继电器模块（2）电性输出连接微型断路器模块（3），所述微型断路器模块（3）包括多个微型断路器（31），所述微型断路器模块（3）的输出电路中设置有电流互感器（41），所述电流互感器（41）电性输出连接控制器（4），所述电流互感器（41）负责采集微型断路器（31）的输出电流信号，作为控制器（4）的输入信号，控制器内部的电子电路进行逻辑分析判断输出控制信号，继电器模块（2）根据控制信号对主电路进行开合操作，保证最多只有一路微型断路器（31）输出功率。

2.根据权利要求1所述的一种自动单路输出配电单元，其特征在于：所述的输入端子（1）为定制的接线端子，能够多路输入多路输出，其输入为外部交流主电路电源，输出为继电器的主电路输入端。

3.根据权利要求1所述的一种自动单路输出配电单元，其特征在于：所述的继电器模块（2），由多个继电器（21）通过一定的组合，安装在配电单元的合适位置。

4.根据权利要求1所述的一种自动单路输出配电单元，其特征在于：所述的控制器（4），是数字电路控制器，可为定制的逻辑电路，也可以是单片机控制器。

5.根据权利要求1所述的一种自动单路输出配电单元，其特征在于：所述的微型断路器模块（3），由多个微型断路器（31）通过一定的组合，安装在配电单元的合适位置。