CN208874352U - 集中式多用途船用ups系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种集中式多用途船用UPS系统，包括第一电路径、与第一电路径并联的第二电路径以及分别与第一电路径和第二电路径通过负载开关组件电连接的至少两个负载；第一电路径上还设有与逆变器并联的蓄电池，还包括定时器，定时器的信号输入端分别与主输入断路器以及直流断路器电连接，定时器的信号输出端与负载开关组件电连接，当主输入发生故障时，由电池向负载供电，通过定时器控制各负载开关闭合时间，实现不同负载对电池后备供电时间不同的需求，提高了不同负载对电池后备供电时间的精准度，延长电池的使用寿命，降低了UPS系统的整体能耗，采用集中化UPS系统便于统一管理，减少船舶上UPS系统的数量，降低故障点。
Description
技术领域
本实用新型涉及船舶技术领域，特别是涉及一种集中式多用途船用UPS系统。
背景技术
UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply)，即不间断电源，是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载(比如火警、自动化、无线电、应急照明设备等)使用，此时的UPS就是一台交流式电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断(事故停电)时，UPS立即将电池的直流电能，通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏，UPS电源系统由五部分组成：主路、旁路、电池等电源输入电路，进行AC/DC变换的整流器(REC)，进行DC/AC变换的逆变器(INV)，逆变和旁路输出切换电路以及蓄能电池。不间断电源系统(UPS)使用范围越来越普及，很多船用负载都需要配置UPS，但是由于负载的不同，所需功率和电池后备时间不同，目前应用一般每个负载独立配置UPS系统，导致很多UPS单独分布在船舶上，这对于使用者的维护造成极大的不便，同时UPS数量越多，意味着故障点增加，从而导致维修成本增加，甚至影响船舶运行的安全性。
实用新型内容
本实用新型将UPS集中化，将多个UPS集成在一个地方进行管理，即用一个容量较大的UPS系统代替分布在船舶上的小UPS系统。在计算电池容量时，考虑不同系统后备时间不同，同时输出配置定时器，当电池放电时，分时进行切断负载，从而实现集中化的UPS实现多种功能。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种集中式多用途船用UPS系统，包括第一电路径、与所述第一电路径并联的第二电路径以及分别与所述第一电路径和所述第二电路径通过负载开关组件电连接的至少两个负载；所述第一电路径包括依次串联的主输入电源、主输入断路器、主输入隔离变压器、主输入控制断路器、整流器以及逆变器，所述第一电路径上还设有与所述逆变器并联的第三电路径；所述第三电路径包括依次串联的蓄电池、直流断路器以及直流变换器，所述直流变换器的电流输入端以及所述逆变器的电流输入端均与所述整流器的电流输出端连接；所述第二电路径包括依次串联的旁输入电源、旁输入断路器、旁输入变压器以及静态旁电路径，所述静态旁电路径的电流输出端与所述逆变器的电流输出端连接；还包括定时器，所述定时器的信号输入端分别与所述主输入断路器以及所述直流断路器电连接，所述定时器的信号输出端与所述负载开关组件电连接；
优选地，所述静态旁电路径包括依次串联的第一开关以及静态开关，所述第一开关的电流输入端与所述旁输入变压器的电流输出端连接，所述静态开关的电流输出端与所述逆变器的电流输出端连接；
优选地，所述第二电路径上还设有与所述静态旁电路径并联的维修旁电路径，所述维修旁电路径包括第二开关，所述第二开关的电流输入端分别与所述第一开关的电流输入端以及所述旁输入变压器的电流输出端连接，所述第二开关的电流输出端与所述逆变器的电流输出端连接；
优选地，所述第一电路径还包括第三开关，所述第三开关的电流输入端分别与所述静态开关的电流输出端以及所述逆变器的电流输出端连接，所述第三开关的电流输出端所述第二开关的电流输出端以及所述负载开关组件的电流输入端连接；
优选地，所述第一电路径还包括依次串联断路器以及隔离变压器，所述断路器的电流输入端分别与所述第三开关的电流输出端以及所述第二开关的电流输出端连接，所述隔离变压器的电流输出端与所述负载开关组件的电流输入端连接；
优选地，所述负载开关组件包括至少两个负载开关，所述定时器的信号输出端接口与所述负载开关数量对应，且各负载开关与其对应的定时器信号输出端接口电连接；
优选地，所述至少两个负载开关包括第一负载开关，第二负载开关以及第三负载开关，所述第一负载开关、所述第二负载开关以及所述第三负载开关的电流输入端均与所述逆变器的电流输出端连接，所述第一负载开关、所述第二负载开关以及所述第三负载开关的电流输出端与对应的一个负载连接，所述第一负载开关、所述第二负载开关以及所述第三负载开关与所述定时器上对应的信号输出端接口电连接。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
本实用新型通过提供一套集中化的UPS系统，当主输入发生故障时，由电池向负载供电，通过定时器控制各负载开关闭合时间，实现不同负载对电池后备供电时间不同的需求，提高了不同负载对电池后备供电时间的精准度，延长电池的使用寿命，降低了UPS系统的整体能耗，采用集中化UPS系统便于统一管理，减少船舶上UPS系统的数量，降低故障点；
当逆变器过载或者故障时，静态旁电路径工作，实现对负载不间断供电。
当UPS故障时，切换至维修旁电路径，可以不断电对UPS进行检修。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
图1示出了本实用新型的具体实施例，一种集中式多用途船用UPS系统，包括第一电路径、与第一电路径并联的第二电路径以及分别与第一电路径和第二电路径通过负载开关组件电连接的至少两个负载，第一电路径包括依次串联的主输入电源、主输入断路器1、主输入隔离变压器3、主输入控制断路器7、整流器9以及逆变器10，第一电路径上还设有与逆变器10并联的第三电路径，第三电路径包括依次串联的蓄电池13、直流断路器12以及直流变换器11，直流变换器的电流输入端以及逆变器10的电流输入端均与整流器9的电流输出端连接，第二电路径包括依次串联的旁输入电源、旁输入断路器2、旁输入变压器4以及静态旁路径，静态旁电路径的电流输出端与逆变器10的电流输出端连接，集中式多用途船用UPS系统还包括定时器20，定时器20的信号输入端分别与主输入断路器1以及直流断路器12电连接，定时器20的信号输出端与负载开关组件电连接。
正常工作时，主输入电源向负载供电，主输入断路器1与主输入控制断路器7以及直流断路器12均闭合(这里可以认为直流断路器12与主输入断路器1联动，即同步闭合或同步断开)，在主输入电源向负载供电的同时还可以对蓄电池13进行充电，充分利用电能，降低能耗，此时，定时器20不启动，当主输入电源出现故障即直流断路器12闭合通电，并向定时器20发送通电信号，定时器20启动，蓄电池13通过直流变换器11、逆变器10向负载供电，防止主输入电源故障而引起船舶负载系统的停滞，降低引发事故的风险，同时，定时器20对各负载所需不同供电时间进行计时，待达到各负载的供电预设时间后，则关闭各负载对应连接的负载开关，实现不同负载对电池后备供电时间不同的需求，提高了不同负载对电池后备供电时间的精准度，延长电池的使用寿命，降低了UPS系统的整体能耗，采用集中化UPS系统便于统一管理，减少船舶上UPS系统的数量，降低故障点。
静态旁电路径包括依次串联的第一开关5以及静态开关8，第一开关5的电流输入端与旁输入变压器4的电流输出端连接，静态开关8的电流输出端与逆变器10的电流输出端连接。
当逆变器10过载或故障时，静态旁电路径启动，即旁输入电源向负载供电，即控制旁输入断路器2、第一开关5与静态开关8闭合(第三开关14在主输入电源供电时已闭合)，实现对负载不间断供电，防止逆变器过载或故障而影响船舶的正常运行，避免事故发生。
第二电路径上还设有与静态旁电路径并联的维修旁电路径，维修旁电路径包括第二开关6，第二开关6的电流输入端分别与第一开关5的电流输入端以及旁输入变压器4的电流输出端连接，第二开关6的电流输出端与逆变器10的电流输出端连接。
当UPS故障时，将第一开关5断开，同时控制第二开关6闭合，旁输入电源仍然向负载供电，实现不断电对UPS进行检修。
第一电路径还包括第三开关14，第三开关14的电流输入端分别与静态开关8的电流输出端以及逆变器10的电流输出端连接，第三开关14的电流输出端与第二开关6的电流输出端连接，第一电路径还包括依次串联断路器15以及隔离变压器16，断路器15的电流输入端分别与第三开关14的电流输出端以及第二开关6的电流输出端连接，隔离变压器16的电流输出端与负载开关组件的电流输入端连接。
通过于第一电路径增设断路器15，可对逆变器10过载时对整个第一电路径进行保护，增设隔离变压器16防止第一电路径漏电。
负载开关组件包括至少两个负载开关，本实施例为三个，分别为第一负载开关17，第二负载开关18以及第三负载开关19，至少两个负载，于本实施例也为三个，分别与第一负载开关17，第二负载开关18以及第三负载开关19对应连接，即各负载均连接一个负载开关，定时器20的信号输出端也为三个，分别与与第一负载开关17，第二负载开关18以及第三负载开关19电连接，定时器20的信号输出端可设置成依次或同时对第一负载开关17，第二负载开关18以及第三负载开关19进行控制，即对第一负载开关17，第二负载开关18以及第三负载开关19的闭合时间进行预设后，可以依次先达到第一负载开关17的预设时间后关闭第一负载开关17，定时器进行计时清零后，再达到第二负载开关18的预设时间后关闭第二负载开关18，定时器再次清零后，达到第三负载开关19的预设时间后关闭第三负载开关19，也可以同时对第一负载开关17，第二负载开关18以及第三负载开关19进行及时，达到第一负载开关17，第二负载开关18以及第三负载开关19的预设时间后关闭对应的负载开关，实现不同负载对电池后备供电时间的需求的精准控制，减少船舶上UPS系统的使用数量，降低故障点的维修难度。
为了进一步说明本实用新型的有益效果，结合工作原理作如下说明：
正常供电：主输入电源通过主输入断路器1和主输入变压器3向整流器9提供电流，整流器9将输入的电源整流为直流电，为逆变器10和直流变换器11提供直流电。直流变换器11用于蓄电池13充电(直流断路器12已闭合)，逆变器10通过断路器15和隔离变压器16向负载供电，由于开关14只有通断，没有过载能力，所以需要断路器15用于电路保护。此时静态旁电路径通过旁输入断路器2和旁输入变压器4始终处于热备状态。
断电或故障：当主输入电源断电或故障时，蓄电池13通过直流断路器12和直流变换器11提供直流电，继续给负载供电，同时直流断路器12向定时器20输出信号，开始计时。根据预设时间不同，定时器20输出不同信号切断第一负载开关17，第二负载开关18以及第三负载开关19，当主输入电源重新通电后，主输入断路器1向定时器20输出信号，停止定时器20计时，系统重新进入正常供电状态。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。
Claims (7)
1.一种集中式多用途船用UPS系统，包括第一电路径、与所述第一电路径并联的第二电路径以及分别与所述第一电路径和所述第二电路径通过负载开关组件电连接的至少两个负载；
所述第一电路径包括依次串联的主输入电源、主输入断路器、主输入隔离变压器、主输入控制断路器、整流器以及逆变器，所述第一电路径上还设有与所述逆变器并联的第三电路径；
所述第三电路径包括依次串联的蓄电池、直流断路器以及直流变换器，所述直流变换器的电流输入端以及所述逆变器的电流输入端均与所述整流器的电流输出端连接；
所述第二电路径包括依次串联的旁输入电源、旁输入断路器、旁输入变压器以及静态旁电路径，所述静态旁电路径的电流输出端与所述逆变器的电流输出端连接；
其特征在于，还包括定时器，所述定时器的信号输入端分别与所述主输入断路器以及所述直流断路器电连接，所述定时器的信号输出端与所述负载开关组件电连接。
2.根据权利要求1所述的一种集中式多用途船用UPS系统，其特征在于：所述静态旁电路径包括依次串联的第一开关以及静态开关，所述第一开关的电流输入端与所述旁输入变压器的电流输出端连接，所述静态开关的电流输出端与所述逆变器的电流输出端连接。
3.根据权利要求2所述的一种集中式多用途船用UPS系统，其特征在于：所述第二电路径上还设有与所述静态旁电路径并联的维修旁电路径，所述维修旁电路径包括第二开关，所述第二开关的电流输入端分别与所述第一开关的电流输入端以及所述旁输入变压器的电流输出端连接，所述第二开关的电流输出端与所述逆变器的电流输出端连接。
4.根据权利要求3所述的一种集中式多用途船用UPS系统，其特征在于：所述第一电路径还包括第三开关，所述第三开关的电流输入端分别与所述静态开关的电流输出端以及所述逆变器的电流输出端连接，所述第三开关的电流输出端所述第二开关的电流输出端以及所述负载开关组件的电流输入端连接。
5.根据权利要求4所述的一种集中式多用途船用UPS系统，其特征在于：所述第一电路径还包括依次串联断路器以及隔离变压器，所述断路器的电流输入端分别与所述第三开关的电流输出端以及所述第二开关的电流输出端连接，所述隔离变压器的电流输出端与所述负载开关组件的电流输入端连接。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种集中式多用途船用UPS系统，其特征在于：所述负载开关组件包括至少两个负载开关，所述定时器的信号输出端接口与所述负载开关数量对应，且各负载开关与其对应的定时器信号输出端接口电连接。
7.根据权利要求1所述的一种集中式多用途船用UPS系统，其特征在于：所述至少两个负载开关包括第一负载开关，第二负载开关以及第三负载开关，所述第一负载开关、所述第二负载开关以及所述第三负载开关的电流输入端均与所述逆变器的电流输出端连接，所述第一负载开关、所述第二负载开关以及所述第三负载开关的电流输出端与对应的一个负载连接，所述第一负载开关、所述第二负载开关以及所述第三负载开关与所述定时器上对应的信号输出端接口电连接。
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| CN110336367A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-10-15 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种控制装置及服务器 |
| CN111355296A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-30 | 鞍钢股份有限公司 | 一种成套的不间断电源装置 |
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