CN209747839U - 一种电源分配单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型机房电源分配领域，具体涉及了一种电源分配单元。为了解决存在的问题，本实用新型提出了基本实现三相负载平衡、可靠性强、降低了线温和线耗以及避免浪费的一种的电源分配单元。为了实现上诉目的，本实用新型所用采用的技术方案是，一种电源分配单元，包括外壳，还包括：输入端是三相五线制电源接口，有A相线、B相线、C相线、地线、中性线，输出端是三相三线制电源插座，有火线、地线、零线，三个相都接在电源插座的火线端，通过开关控制。

Description

一种电源分配单元

技术领域

本实用新型机房电源分配领域，具体涉及了一种电源分配单元。

背景技术

数据中心及通信机房尤其是大型机房通常由不间断电源(UPS)供电，大型UPS的输入输出都是三相电；无论是供电变压器，还是不间断电源(UPS)供电系统，均要求三个相负载尽量平衡；机房用的电源分配单元(PDU)，通常接三相电的其中一个相，不同机柜接不同相，这种电源分配单元(PDU)存在如下技术缺陷：

1、因为不同机柜的服务器、网络设备或通信设备的密度和功耗不一致，不同机柜接不同相的做法，三相负载平衡比较难以实现，要反复调整；机房往往经常增减机柜或设备，三相负载平衡因此被打破，需重新调整，大部分设备为热线设备，不允许断电，调整有困难。

2、一个机柜只接入一个相，零线电流与相线电流大小相等，方向相反，与三相都接入机柜时中性线几乎没有电流的情况相比，增加了线耗和温升，

3、如三相负载不平衡，不间断电源(UPS)系统总负载能力下降，可靠性降低。

4、因零线电流的存在，增加了零地电位差，使电源纹波对弱电信号干扰的隐患加大。

5、输入线长度为固定，安装时需用转接头接入延长线才能到达配电柜，增加了转接头，也增加了接点和故障隐患；如输入线长度定制，机房设计难度加大，安装时需剪除冗余部分，造成浪费。

实用新型内容

为了解决上述存在的问题，本实用新型提出了基本实现三相负载平衡、可靠性强、降低了线温和线耗以及避免浪费的一种的电源分配单元。

为了实现上诉目的，本实用新型所用采用的技术方案是，一种电源分配单元，包括外壳，还包括：输入端是三相五线制电源接口，有A相线、B相线、C相线、地线、中性线，输出端是三相三线制电源插座，有火线、地线、零线，三个相都接在电源插座的火线端，通过开关控制。

作为优选，所述的电源插座包括：零线接口，与中性线连接；地线接口，与地线连接；单刀三掷滑动开关，输入端分别与A相线、B相线和C相线连接；火线接口，与单刀三掷滑动开关的输出端连接。

作为优选，内有各项电流电压监测、温度监测、地线电流监测电路及过流、过压、过热、漏电警示电路和中性线电流监测电路、三项不平衡警示电路，还有监测处理器。

作为优选，所述的各项电流电压监测、温度监测、地线电流监测电路及过流、过压、过热、漏电和三项不平衡警示电路、中性线电流监测电路都与监测处理器电连接。

作为优选，所述的警示电路包括：显示器，与监测处理器电连接；警示灯，与监测处理器电连接；蜂鸣器，与监测处理器电连接。

本实用新型有益效果：这种电源分配单元，输入为三相电源，输出为单相电源，三个相的输出插座总负载容量相等，并可根据需求调整连接相线，方便实现机柜内三个相负载平衡，降低了线损和温升，保障了UPS系统的负载能力和可靠性，减小了电源纹波对弱电信号干扰的隐患；插座结构统一，通过单刀三掷滑动开关控制接入的相线，使得插接时候不用太过区分，节省了时间避免了混乱；排插外壳有形状、字符及颜色的相序标识，便于安装或维护接线时辨认相序；有相电流电压、温升、地线电流、三相负载不平衡监测及相应的警示和输出接口电路，便于在过热、过流、过压、设备漏电、三相负载不平衡时告警及集中监控，可通过显示器直观的监测各项的负载情况，使得各项负载情况可视化，便于做出调节和补偿；配输入接线盒，节省了材料，提高了可靠性；用于数据中心、通信机房电源分配，解决了下述问题：

1、三相电源的三个相同时接入一个机柜，三相的负载平衡在柜内基本实现，即使不同机柜的服务器、网络设备或通信设备的密度和功耗不一致，配电端三相负载平衡比较容易实现；机房增减机柜或设备，三相负载平衡得以保持，不需重新调整，不需断电，不影响热线设备。

2、三相电源的三个相都接入机柜，三相负载尽量平衡，中性线几乎没有电流，与单相供电时零线电流与相线电流大小相等方向相反的情况相比，降低了线耗和温升。

3、三相负载更加平衡，不间断电源(UPS)系统总负载能力得到保障，可靠性增强。

4、因中性线几乎没有电流，降低了零地电位差，使电源纹波对弱电信号干扰的隐患减小。

5、输入端设置接线盒及相序、线名等相应标识，不需配输入线，而是直接布线，从接线盒接到配电柜，省去转接头，减少接点及故障隐患；避免定制长缆带来的设计难度加大及安装时剪除冗余造成的浪费。

附图说明

图1：本实用新型实施例主电路示意图。

图2：本实用新型实施例监测电路示意框图

图中：1、插座，2、A相线，3、B相线，4、C相线，5、中性线，6、地线，7、监测处理器，8、接线盒，9、单刀三掷滑动开关，11、火线，12、零线，71、线路监测模块，72、温度传感器，73、警示电路，74、显示器，75、警示灯，76、蜂鸣器，77、输出接口。

具体实施方式

一种电源分配单元，包括外壳，还包括：输入端是三相五线制电源接口，有A相线2、B相线3、C相线4、地线6、中性线5，输出端是三相三线制电源插座1，有火线11、地线6、零线12，三个相都接在电源插座1的火线11端，通过开关控制。

所述的电源插座1包括：零线12接口，与中性线5连接；地线6接口，与地线6连接；单刀三掷滑动开关9，输入端分别与A相线2、B相线3和C相线4连接；火线11接口，与单刀三掷滑动开关9的输出端连接。

内有各项电流电压监测、温度监测、地线6电流监测电路及过流、过压、过热、漏电警示电路73和中性线5电流监测电路、三项不平衡警示电路73，还有监测处理器7。

所述的各项电流电压监测、温度监测、地线6电流监测电路及过流、过压、过热、漏电和三项不平衡警示电路73、中性线5电流监测电路都与监测处理器7电连接。

所述的警示电路73包括：显示器74，与监测处理器7电连接；警示灯75，与监测处理器7电连接；蜂鸣器76，与监测处理器7电连接。

这种电源分配单元，输入为三相电源，输出为单相电源，三个相的输出插座1总负载容量相等，并可根据需求调整连接相线，方便实现机柜内三个相负载平衡，降低了线损和温升，保障了UPS系统的负载能力和可靠性，减小了电源纹波对弱电信号干扰的隐患；插座1结构统一，通过单刀三掷滑动开关9控制接入的相线，使得插接时候不用太过区分，节省了时间避免了混乱；排插外壳有形状、字符及颜色的相序标识，便于安装或维护接线时辨认相序；有相电流电压、温升、地线6电流、三相负载不平衡监测及相应的警示和输出接口77电路，便于在过热、过流、过压、设备漏电、三相负载不平衡时告警及集中监控，可通过显示器74直观的监测各项的负载情况，使得各项负载情况可视化，便于做出调节和补偿；配输入接线盒8，节省了材料，提高了可靠性；用于数据中心、通信机房电源分配，解决了下述问题。

在供电端，中性线5与地线6是相接的，中性线5或零线12是有电阻的，电阻上的电压与电流成正比，因中性线5几乎没有电流，降低了零地电位差，使电源纹波对弱电信号干扰的隐患减小，零地电位差干扰的隐患表现在，如模拟视频信号会叠加横滚道，音频信号会叠加交流声。

输入端有接线盒8及相应相序、线名标识，便于安装时直接布线。市场销售的电源分配单元，一般接入线是配固定长度，从配电端到电源分配单元需转接延长，增加了转接头，提高了造价和安装工作量，增加了接触点，也增加了故障概率；即使定制长线，增加了设计难度，安装时一般要剪除冗余，造成浪费。所以输入端有接线盒8，实现直接从配电柜接到电源分配单元，避免了浪费，减少转接点，减小了故障概率。

图2为本实用新型实施例电路示意框图。中性线5电流监测、相电流电压监测、地线6电流监测用各自的电流传感器和电压取样电路，组成线路监测模块71，接在插座1与输入接线盒8之间，对电源分配电路本身不构成影响，温度传感器72嵌入排插内部，用于监测温升，以上监测电路均接监测处理，由其处理并判别异常。

中性电流监测电路、三相负载不平衡警示电路73，用于辨别三相负载是否达到平衡，及不平衡的程度，并根据监测情况，调整接到各个相的设备数量，尽量使各个相负载平衡；过流、过压、过热、漏电警示电路73，与三相负载不平衡警示电公用，接监测处理器7，用于过流、过压、温升异常、设备漏电时告警；电器火灾多数是电源插头接触不良，温升过大导致，对电源分配单元内部温升进行监测，可以尽早发现故障，消除火灾隐患，监测地线6电流，就是监测设备漏电，避免安全事故。

上述各项监测可以共用警示电路73，其包含显示器74、警示、蜂鸣，提供了人机界面；显示显示监测值，异常时警示闪烁，以闪烁亮度和率表示异常程度，异常时蜂鸣器76鸣响，以音量和节奏表示异常程度；也可以用电子语言告警。

有输出接接监测处理器7，便于监测信号远传，用于集中监控。监测处理器7可以选用数字处理器芯片及外围电路，也可以选用专用监测芯片及外围电路。在显示器74上可以显示各项的负载情况，电流、电压、温度以及设备信息，可以将使得信息更加直观，便于管理和布局。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种电源分配单元，包括外壳，其特征在于，还包括：输入端是三相五线制电源接口，有A相线、B相线、C相线、地线、中性线，输出端是三相三线制电源插座，有火线、地线、零线，三个相都接在电源插座的火线端，通过开关控制。

2.根据权利要求1所述的一种电源分配单元，其特征在于，所述的电源插座包括：

零线接口，与中性线连接；

地线接口，与地线连接；

单刀三掷滑动开关，输入端分别与A相线、B相线和C相线连接；

火线接口，与单刀三掷滑动开关的输出端连接。

3.根据权利要求1所述一种电源分配单元，其特征在于，内有各项电流电压监测、温度监测、地线电流监测电路及过流、过压、过热、漏电警示电路和中性线电流监测电路、三项不平衡警示电路，还有监测处理器。

4.根据权利要求3所述的一种电源分配单元，其特征在于，所述的各项电流电压监测、温度监测、地线电流监测电路及过流、过压、过热、漏电和三项不平衡警示电路、中性线电流监测电路都与监测处理器电连接。

5.根据权利要求4所述的一种电源分配单元，其特征在于，所述的警示电路包括：

显示器，与监测处理器电连接；

警示灯，与监测处理器电连接；

蜂鸣器，与监测处理器电连接。