CN210111686U - 备用供电装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供的备用供电装置及系统，发电机通过第一开关以及第二开关分别与UPS电源的输入端以及负载的输入端电性连接。在供电电网断电时，若UPS电源未发生故障，先通过UPS电源为负载供电；若UPS电源发生故障，通过该第一开关以及第二开关切换至发电机直接为负载供电。如此，保障了在突发事故时，负载的稳定运行。

Description

备用供电装置及系统

技术领域

本申请涉及电路领域，具体而言，涉及一种备用供电装置及系统。

背景技术

在一些重要的应用场景中，需要保证电气设备全天24小时不间断运行。例如，天然气场站的供电系统需要保证一直处于工作状态，进而保障为用户提供可靠的天然气供应。如此，需要配置相应的应急电源系统。近年来，包括有蓄电池的UPS电源作为应急电源，被广泛应用。其特点是采用单体逆变技术，将蓄电池中的电能进行转换以备应急。但是，蓄电池毕竟容量有限，且UPS电源随着工作年限的增加难免会出现故障。

实用新型内容

为了克服现有技术中的至少一个不足，本申请的目的之一在于提供一种备用供电装置，所述备用供电装置包括发电机、第一开关和第二开关；所述发电机通过所述第一开关与负载的输入端电性连接，所述发电机还通过所述第二开关与UPS电源输入端电性连接，所述第一开关和第二开关用于在所述UPS电源故障时，切换至所述发电机为所述负载供电。

可选地，所述备用供电装置还包括稳压器，所述发电机通过所述稳压器分别与所述第一开关以及第二开关电性连接。

本申请实施例的另一目的在于提供一种备用供电系统，所述备用供电系统包括备用供电装置、UPS电源，所述备用供电装置通过第一开关与负载的输入端电性连接，所述备用供电装置还通过第二开关与所述UPS电源的输入端电性连接，所述UPS电源的输出端与负载的输入端电性连接，用于在供电电网断电时候，为所述负载供电。

可选地，所述备用供电系统还包括配电柜，所述负载通过所述配电柜分别与所述UPS电源以及所述供电装置电性连接，所述配电柜用于为所述负载分配电能。

可选地，所述配电柜为PLC机柜。

可选地，所述配电柜还包括过压保护电路，所述过压保护电路用于在输入电压高于预设阈值时，切断输入电压。

可选地，所述UPS电源的输入端还与供电电网电性连接。

可选地，所述备用供电系统还包括处理器，所述处理器与所述UPS电源以及备用供电装置电性连接，所述处理器用于检测所述UPS电源当前状态，并根据所述UPS电源的当前状态控制所备用供电装置以及所述UPS电源。

可选地，所述UPS电源包括电量传感器，所述电量传感器用于使得所述处理器通过该电量传感器采集所述UPS电源当前剩余电量。

可选地，所述备用供电系统还包括通信单元，所述通信单元用于在所述UPS电源故障时，发送报警信息。

相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：

本申请实施例提供的备用供电装置及系统，发电机通过第一开关以及第二开关分别与UPS电源的输入端以及负载的输入端电性连接。在供电电网断电时，若UPS电源未发生故障，先通过UPS电源为负载供电；若UPS电源发生故障，通过该第一开关以及第二开关切换至发电机直接为负载供电。如此，保障了在突发事故时，负载的稳定运行。

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他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的备用供电装置的结构图之一；

图2为本申请实施例提供的备用供电装置的结构图之二；

图3为本申请实施例提供的备用供电系统的结构图之一；

图4为本申请实施例提供的备用供电系统的结构图之二。

图标：10-备用供电装置；100-发电机；200-第二开关；300-第一开关；400-供电电网；500-UPS电源；600-负载；700-稳压器；800-处理器；900-配电柜。

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。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

请参照图1，图1是本申请实施例提供的一种备用供电装置10的结构示意图之一，该备用供电装置10包括发电机100、第一开关300和第二开关200。该发电机100通过第一开关300与负载的输入端电性连接，并通过第二开关200与UPS(Uninterruptible PowerSystem/Uninterruptible Power Supply，不间断电源)电源的输入端电性连接。

可选地，当供电电网正常工作的时候，由该供电电网通过UPS电源为负载供电，该备用供电装置10处于关机状态。当供电电网停电时，通过该UPS电源的备用电池为负载供电，用以支撑负载继续正常工作。由于UPS电源的备用电池容量有限，当UPS电源的电量低于预设阈值，启动该发电机100。该发电机100通过该UPS电源为该负载供电的同时，给该UPS电源的蓄电池进行充电。

UPS电源是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频不间断电源，其中，该储能装置包括铅蓄电池或者锂电池。当供电电网正常工作时，该UPS电源将供电电网稳压后供给负载使用，此时的UPS电源相当于一台交流电稳压器。同时，该UPS电源利用供电电网的为UPS电源中的储能装置充电。因此，相较于直接使用供电电网，UPS电源输出的电压更加稳定。

可选地，当该UPS出现意外故障无法为负载供电时，通过该第一开关300和第二开关200切换至发电机100直接为负载供电。进一步地保障UPS电源故障时，负载的正常工作。

因此，本申请实施例中，在UPS正常工作，且电量低于预设阈值时，先导通第二开关，使得发电机先通过UPS电源给负载供电。如此，可以尽可能的保证负载不被损坏。

例如，当该UPS电源电量过低时，发出报警信息。该报警信息包括声、光以及电的形式。例如，当UPS电源的电量低与预设阈值时，该UPS电源通过蜂鸣器发出报警信息；或者该UPS电源设置有跑马灯，通过该跑马灯发出不断闪烁的灯光通知管理人员。管理人员获取到该报警信息之后，启动该发电机100，并导通该第二开关200，使得该发电机100为UPS电源供电。

可选地，请参照图2，图2为该备用供电装置10的结构示意图之二。由于发电机100属于一种临时的供电设备，该发电机包括常见的柴油发电机、汽油发电机以及太阳能发电装置等。所有临时供电设备都有一个特点就是输出的电压不是特别稳定，其主要是由于这些临时供电设备属于大型的机械设备，机械设备由于本身的结构的复杂性，以及机械损耗等因素，并不能保证输出电压的稳定。

因此，本申请实施例中，该供电装置还包括稳压器700。该发电机100通过该稳压装置与第一开关300第二开关200电性连接。在发电机100工作时，该稳压器700将发电机100输出的电压做相应的稳压处理，输送给负载以及UPS电源。通过该稳压器700保障了UPS电源与负载的使用寿命。该第一开关300和第二开关200可以是物理机械开关，包括继电器、微动开关、船型开关、钮子开关、拨动开关、按钮开关和按键开关；也可以是半导体开关，包括功率晶体管、双极型晶体管、门极可关断晶闸管、功率场效应晶体管和绝缘栅双极晶体管。

例如，若该UPS电源发生故障，发出报警信息通知管理人员。管理人员断开该第二开关，并导通该第一开关300，使得该发电机100直接通过稳压装置700对负载供电。通过该稳压器，避免负载在过压或者低压状态长时间工作，保障了负载的使用寿命。

请参照图3，本申请实施例还提供一种备用供系统，该备用供电系统包括备用供电装置10、UPS电源500。该UPS电源500的输出端与负载600输入端电性连接，用于在供电电网400断电时，为所述负载600供电。

可选地，该供电系统还配电柜900。该负载600通过配电柜900与UPS电源500的输出端以及供电装置电性连接。配电柜900可以被称为配电箱，即一般意义上的集成了用于电能分配的电器元件的柜体，主要用于对用电设备进行通电和控制，在电路出现过载、短路或者漏电时，可以提供一定的保护功能。由于负载600类型多样，种类繁多，通过该配电柜900对各种负载600的供电进行统一管理。

可选地，该配电柜900包括自动化程度较高的PLC机柜、带有液晶显示功能的固定面板式配电柜、用于高压高危场景中的防护式配电柜、以及模块化的抽屉式配电柜。

可选地，由于该发电机100输出电压不稳定，为了防止该发电机100输出过高的电压对负载600造成损坏，该配电柜900还包括过压保护电路。该过压保护电路用于在配电柜900的输入电压高于预设阈值时，切断电路。

可选地，该UPS电源500的输入端还和供电电网400电性连接，使得该负载600通过该UPS电源500获取供电电网400所提供的电能。同时，该供电电网400在给负载600提供电能的同时，为该UPS电源500的电池充电。

可选地，为了实现该备用供电系统在供电电网400断电以及UPS电源500故障的时，自动切换到发电机为负载600供电，进而提高该供电系统的鲁棒性和反应及时性。该备用供电系统还包括处理器800，该处理器800可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。

上述的处理器800可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

可选地，请参照图4，该处理器800与该UPS电源500以及备用供电装置10电性连接。该处理器800用于检测该UPS电源500的状态，并根据该UPS电源500的当前状态对备用供电设备以及UPS电源500进行控制。为了使得该处理器800能够实现自动切换的功能，该处理器800运行有相应配套的控制软件。

例如，在一种可能的示例中，该UPS电源500包括有电量传感器。该处理器800通过该电量传感器实时监测UPS电源500的当前状态，当该UPS电源500当前的电量低于预设阈值时，控制并发动该发电机100。由于该发电机100与该UPS电源500的输入端电性连接，使得该发电机100通过该UPS电源500为该负载600供电。在给负载600供电同时，该发电机100还给该UPS电源500的电池充电。

进一步地，若该处理器800发现该UPS电源500发生故障，则控制该备用供电装置10导通第一开关300，关闭第二开关200，使得该发电机100通过稳压器700直接给负载600供电。通过这种方式保障负载600能够运行。如此，极大的提高了该备用供电系统的自动化程度以及响应及时度。

可选地，该备用供电系统还包括通信单元。值得说明的是，并不是所有设备运行现场都有管理人员值守，比如，一些在偏远地方运行的设备，包括山区中的通信基站，沙漠无人区中的天然气站等。

由于该发电机100储备能源有限，并不能使得该发电机长时间工作。比如，常见的柴油发电机，其主要能量来源为其储备的柴油。该柴油发电机工作时长由该发电机储备的柴油决定。因此，在UPS电源500故障时，需要及时进行维修，使得该发电机在能源耗尽之前，该UP电源能正常工作。进而保证供电电网恢复电力供应时，通过电网经该UPS电源为负载供电。因此，该备用供电系统在UPS电源500发生故障时，通过该通信单元向远端的技术人员或者管理人员发送相应的提示信息，使得技术人员或者管理人员能够及时处理UPS电源500的故障。其中，该通信单元可以是有线通信单元，比如，以太网；也可以是无线通信单元，比如，包括WIFI、2G、3G、4G以及5G等。

综上所述，本申请实施例提供的备用供电装置及系统，发电机通过第一开关以及第二开关分别与UPS电源的输入端以及负载的输入端电性连接。在供电电网断电时，若UPS电源未发生故障，先通过UPS电源为负载供电；若UPS电源发生故障，通过该第一开关以及第二开关切换至发电机直接为负载供电。如此，保障了在突发事故时，负载的稳定运行。

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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本申请的各种实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种备用供电装置，其特征在于，所述备用供电装置包括发电机、第一开关和第二开关；所述发电机通过所述第一开关与负载的输入端电性连接，所述发电机还通过所述第二开关与UPS电源输入端电性连接，所述第一开关和第二开关用于在所述UPS电源故障时，切换至所述发电机为所述负载供电。

2.根据权利要求1所述的备用供电装置，其特征在于，所述备用供电装置还包括稳压器，所述发电机通过所述稳压器分别与所述第一开关以及第二开关电性连接。

3.一种备用供电系统，其特征在于，所述备用供电系统包括权利要求1-2任一项所述的备用供电装置、UPS电源，所述备用供电装置通过第一开关与负载的输入端电性连接，所述备用供电装置还通过第二开关与所述UPS电源的输入端电性连接，所述UPS电源的输出端与负载的输入端电性连接，用于在供电电网断电时候，为所述负载供电。

4.根据权利要求3所述的备用供电系统，其特征在于，所述备用供电系统还包括配电柜，所述负载通过所述配电柜分别与所述UPS电源以及所述供电装置电性连接，所述配电柜用于为所述负载分配电能。

5.根据权利要求4所述的备用供电系统，其特征在于，所述配电柜为PLC机柜。

6.根据权利要求5所述的备用供电系统，其特征在于，所述配电柜还包括过压保护电路，所述过压保护电路用于在输入电压高于预设阈值时，切断输入电压。

7.根据权利要求3所述的备用供电系统，其特征在于，所述UPS电源的输入端还与供电电网电性连接。

8.根据权利要求3所述的备用供电系统，其特征在于，所述备用供电系统还包括处理器，所述处理器与所述UPS电源以及备用供电装置电性连接，所述处理器用于检测所述UPS电源当前状态，并根据所述UPS电源的当前状态控制所备用供电装置以及所述UPS电源。

9.根据权利要求8所述的备用供电系统，其特征在于，所述UPS电源包括电量传感器，所述电量传感器用于使得所述处理器通过该电量传感器采集所述UPS电源当前剩余电量。

10.根据权利要求3所述的备用供电系统，其特征在于，所述备用供电系统还包括通信单元，所述通信单元用于在所述UPS电源故障时，发送报警信息。

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