CN210404828U - 基于热插拔的n+x模块式并联ups不间断电源系统 - Google Patents
基于热插拔的n+x模块式并联ups不间断电源系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN210404828U CN210404828U CN201921061081.0U CN201921061081U CN210404828U CN 210404828 U CN210404828 U CN 210404828U CN 201921061081 U CN201921061081 U CN 201921061081U CN 210404828 U CN210404828 U CN 210404828U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power supply
- ups
- output
- alternating current
- direct current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Abstract
一种基于热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统，交流电源输入开关与交流输入电源连接，直流电源输入开关与直流输入电源连接，交流电源输入开关与UPS静态旁路模块连接，直流电源输入开关与冗余并联逆变模块连接，冗余并联逆变模块包括有冗余设置的两个以上的并联连接的逆变模块，逆变模块两端分别连接有直流母线和交流母线，直流电源输入开关连接在直流母线上，直流母线连接在逆变模块上，逆变模块连接在交流母线上，交流母线与静态逆变输出开关连接，UPS静态旁路模块与静态逆变输出开关分别与UPS监测模块连接，UPS监测模块与UPS配电单元连接。
Description
技术领域
本实用新型公开一种UPS不间断电源系统，特别是一种基于热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统。
背景技术
在UPS不间断电源系统领域中，特别是在电力系统的变电站、自动化控制系统技术领域使用的UPS电源的功率要求在不大于10KVA，不是很大容量UPS不间断电源系统应用场合中，多采用一体机UPS不间断电源实现，在供电要求可靠性要求较高场合也是只采用两台一体机互为备用模式实现。N+X UPS系统其实就是表示一个带有冗余备份的UPS电源系统，其中X表示是冗余的UPS或者模块的数量N代表额定UPS或模块的数量。随着系统化技术进步，对电力供电设备的信息化 、智能化、远程化的普及应用，尤其是在电力系统的变电站、自动化控制系统中，对于UPS不间断电源系统的供电要求越来越高，对UPS不间断电源系统的检修带来的停电成本越来越高，因此如何实现UPS不间断电源的检修成了人们研究的重点。
发明内容
针对上述提到的现有技术中的UPS不间断电源系统的检修带来的停电成本高的缺点，本实用新型提供一种基于热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统，其采用特殊电路结构设计，其应用提高UPS不间断电源系统运行可靠性、降低事故发生率、降低运维成本、提高运维效率，提高了用电设备的电源的安全可靠性。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种基于热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统，电源系统包括交流输入电源、直流输入电源、交流电源输入开关、直流电源输入开关、UPS静态旁路模块、冗余并联逆变模块、UPS监测模块以及UPS配电单元，交流电源输入开关与交流输入电源连接，直流电源输入开关与直流输入电源连接，交流电源输入开关与UPS静态旁路模块连接，直流电源输入开关与冗余并联逆变模块连接，冗余并联逆变模块包括有冗余设置的两个以上的并联连接的逆变模块，逆变模块两端分别连接有直流母线和交流母线，直流电源输入开关连接在直流母线上，直流母线连接在逆变模块上，逆变模块连接在交流母线上，交流母线与静态逆变输出开关连接，UPS静态旁路模块与静态逆变输出开关分别与UPS监测模块连接，UPS监测模块与UPS配电单元连接。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：
所述的交流输入电源采用旁路输入端子，交流电源输入开关采用自动旁路输入断路器，在两条交流输入线路之间连接有单项防雷器。
所述的两条交流输入线路之间连接有交流指示灯HD2。
所述的直流输入电源采用直流输入端子，直流电源输入开关采用直流输入断路器，在两条直流输入线路之间连接有直流指示灯HD1。
所述的冗余并联逆变模块包括2块到32块的任意数量的逆变模块并联。
所述的交流输入电源和直流输入电源上分别连接有电压互感器和电流互感器，电压互感器和电流互感器分别连接在UPS监测模块采集接口上。
所述的UPS监测模块输出端上连接有交流输出断路器QF3，交流输出断路器QF3的输出端的零线和火线之间跨接有输出指示灯HD5。
所述的交流输出断路器QF3的输出端上连接有输出滤波器Z1，输出滤波器Z1的输出端上连接有交流总输出断路器QF5，交流总输出断路器QF5的输出端的零线和火线之间跨接有输出指示灯HD6。
所述的输出滤波器Z1与交流总输出断路器QF5之间的零线和火线之间跨接有电压互感器，输出滤波器Z1输出端的零线上连接有电流互感器。
所述的UPS配电单元包括有一路以上的馈线输出，多路馈线输出并联连接，每一路馈线输出上分别串接有一个断路器，每路馈线输出的断路器后端的零线和火线之间跨接有一个馈线输出指示灯。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种基于热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统，可直接应用到UPS不间断电源系统领域，配置了逆变模块冗余并联、UPS静态旁路快速控制、监测模块智能监测管理、配电单元智能监测控制，同时兼顾了准确性、可靠性、快速性、灵敏性，可以在UPS不间断电源系统应用领域，实现不停电运维、互为备用输入电源模式间的输入电源的4mS快速切换及全方位的监测报警，可使得UPS不间断电源系统提高运行可靠性、降低事故发生率、降低运维成本、提高运维效率，大大提高了电力直流电源安全可靠性。
下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型电路方框图。
图2为本实用新型电路原理图（由于电路图中内容较多，显示的不够清楚，下面将其分为几个部分，图2仅作为显示整个电路图的概况）。
图3为本实用新型输入部分电路原理图。
图4为本实用新型控制器部分电路原理图。
图5为本实用新型输出滤波器部分电路原理图。
图6为本实用新型中输出端部分电路原理图。
图7为本实用新型中交流输出部分电路原理图。
图8为本实用新型中母联开关断路器部分电路原理图。
图中，100-交流输入电源，101-输入交流电源开关，200-直流输入电源，201-直流电源开关，300-静态旁路模块，400-冗余并联逆变模块，500-UPS监测模块，600-静态逆变输出开关，700-UPS配电单元，701-交流输出分路开关。
具体实施方式
本实施例为本实用新型优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本实用新型保护范围之内。
请结合参看附图1至附图8，本实用新型主保护一种基于热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统，其是在电力系统的变电站、自动化控制系统技术领域使用的UPS电源的功率要求在不大于10KVA，不是很大容量UPS应用系统中使用的。
本实用新型中的基于热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统包括交流输入电源100、直流输入电源200、交流电源输入开关101、直流电源输入开关201、UPS静态旁路模块300、冗余并联逆变模块400、UPS监测模块500、UPS配电单元700以及交流输出分路开关701，热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统通过交流电源输入开关101与交流输入电源100连接，用于输入交流电，通过直流电源输入开关201与直流输入电源200连接，用于输入直流电，交流电源输入开关101与UPS静态旁路模块300连接，直流电源输入开关201与逆变模块400连接，逆变模块400包括有冗余设置的两个以上的并联连接的逆变模块，逆变模块两端分别连接有直流母线和交流母线，直流电源输入开关201连接在直流母线上，通过直流母线输入直流电给逆变模块400，通过逆变模块400逆变成交流电后输出至交流母线上进行输出，交流母线与静态逆变输出开关600连接，UPS静态旁路模块300与静态逆变输出开关600分别与UPS监测模块500连接，UPS监测模块500与UPS配电单元700连接，进行电力输出分配。
本实施例中，交流输入电源100采用旁路输入端子，用于输入交流电源，交流电源输入开关101采用自动旁路输入断路器，控制交流输入线路的通断，本实施例中，在两条交流输入线路之间连接有单项防雷器，用于对交流电进行防雷保护， 本实施例中，在两条交流输入线路之间连接有交流指示灯HD2，用于指示交流电的输入情况。
本实施例中，直流输入电源200采用直流输入端子，用于输入直流电源，直流电源输入开关201采用直流输入断路器，控制直流输入线路的通断，本实施例中，在两条直流输入线路之间连接有直流指示灯HD1，用于指示直流电的输入情况。
本实施例中，逆变模块400用于DC-AC的变换和控制，达到将不间断电源系统的直流输入电源200的电压量变换成交流量输出，其采用2块到32块的任意数量的冗余并联逆变模块400并联，达到将基于热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统的直流输入电源200的电压量变换成交流量，并控制交流输出的相位、频率及电压幅值、负载电流，达到实时自动并联、在线热插拔及不停电维护管理，每个逆变模块采用2KVA的逆变器。
本实施例中，UPS监测模块500采用双备份控制器，内部自带有单片机控制器，UPS监测模块500的通信接口上通过CAN总线与冗余并联逆变模块400连接，用来采集冗余并联逆变模块400的工作信息，交流输入电源100和直流输入电源200上连接有电压互感器和电流互感器，电压互感器和电流互感器连接在UPS监测模块500的模拟量采集接口和开关量采集接口上，在本实施方式中，采集的电量参数为交流输入电源100、直流输入电源200及热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统输出电压、输出负载电流。直流输入电源200、UPS静态旁路模块300、UPS配电单元700连接，此时通过热插拔的N+X模块式的冗余并联、互为备用输入电源模式间的输入电源的4mS切换和自动跟踪/锁定技术，可以实现了UPS不间断电源系统的不停电运维、互为备用输入电源模式间的快速切换和自动跟踪/锁定系统输出交流相位频率与市电的同步的技术应用。
本实施例中，UPS监测模块500输出端上连接有交流输出断路器QF3，用于控制交流电源输出，交流输出断路器QF3的输出端的零线和火线之间跨接有输出指示灯HD5，用于指示交流电的输出。交流输出断路器QF3的输出端上连接有输出滤波器Z1，用于对UPS监测模块500输出的交流电进行滤波。输出滤波器Z1的输出端上连接有交流总输出断路器QF5，用于控制交流电的总输出，交流总输出断路器QF5的输出端的零线和火线之间跨接有输出指示灯HD6，用于指示总输出断路器QF5的输出，输出滤波器Z1与交流总输出断路器QF5之间的零线和火线之间跨接有电压互感器，用于检测输出滤波器Z1的输出电压，输出滤波器Z1输出端的零线上连接有电流互感器，用于检测流过的电流。
本实施例中，总输出断路器QF5的输出端上连接有交流输出接口，交流输出接口可作为UPS配电单元700一部分，交流输出接口用于与交流用电设备连接，输出交流电，UPS配电单元700还包括有一路以上的馈线输出，多路馈线输出并联连接，每一路馈线输出上分别串接有一个断路器，每路馈线输出的断路器后端的零线和火线之间跨接有一个馈线输出指示灯，用于指示该路馈线输出的工作情况。
本实施例中，交流输入电源100上连接有交流电压互感器，用于检测交流输入电源100是否有电源输入，并将检测信号输出给UPS监测模块500；直流输入电源200上连接有直流电压互感器，用于检测直流输入电源200是否有电源输入，并将检测信号输出给UPS监测模块500。UPS监测模块500分别与静态旁路模块300和静态逆变输出开关600连接，UPS监测模块500输出控制信号，控制静态旁路模块300和静态逆变输出开关600工作。UPS监测模块500与冗余并联逆变模块400连接，用于控制冗余并联逆变模块400工作。
本实施例中，UPS静态旁路模块300用于实现自动或手动切换选择市电旁路输出或直流逆变交流输出的模式，静态旁路模块300内采用了由微控制器控制的快速跟踪/切换的UPS静态旁路模块300，用来实现自动或手动选择交流输入电源100旁路输出或直流输入电源200逆变交流输出的模式间转换，达到热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统的不停电运维、互为备用市电电源旁路输出和直流电源逆变交流输出模式间的4mS快速切换功能；
本实施例中，UPS监测模块500用于对热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统中模块运行状态数据监测与运行模式自动控制、系统电量数据采集、数据处理、数据显示、故障报警接口驱动，在基于热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统中的市电电源旁路输出和直流电源逆变交流输出的两种模式互为备用，无论运行在哪种模式下，所述的热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统直流输入电源或市电输入电源一旦消失时，所述的UPS监测模块500立即发出备投控制命令，切除静态逆变输出开关600，投入旁路静态旁路模块300，达到快速切换到市电电源旁路输出或直流电源逆变交流输出模式。
UPS监测模块500，对所述热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统中模块运行状态数据监测管理中，出现任何异常状态发生后将输出报警信号信息，内容还包括：
根据所述UPS监测模块500侦测到并联UPS逆变单元交流输入电源100电压消失时，UPS监测模块逻辑判断单元输出交流故障命令（报警指示图中未画出），用于控制一组无源接点和故障指示灯用于指示交流故障信号；
根据所述UPS监测模块500侦测到并联UPS逆变单元直流输入电源200电压消失时，UPS监测模块逻辑判断单元输出直流故障命令，用于控制一组无源接点和故障指示灯用于指示直流故障信号（报警指示图中未画出）；
根据所述UPS监测模块500侦测到并联冗余并联逆变模块400退出运行或关机时，UPS监测模块逻辑判断单元输出逆变模块故障命令，用于控制一组无源接点和故障指示灯用于指示逆变模块故障信号（报警指示图中未画出）；
本实施例中，UPS监测模块500对所述热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统中模块运行状态数据监测管理中，可通过LCD（LCD连接在UPS监测模块500上，图中未画出）查看电量状态信息，内容还包括：
根据所述UPS监测模块500侦测到交流输入电源100电量信息状态时，UPS监测模块LCD单元用于显示接入UPS不间断电源系统的交流输入电源100电压值和运行状态。
根据所述UPS监测模块500侦测到冗余并联逆变模块400状态，UPS监测模块LCD单元用于显示接入UPS不间断电源系统的冗余并联逆变模块400输出交流电压、负载电流值和运行模式状态。
根据所述UPS监测模块500侦测到直流输入电源200电量信息状态时，UPS监测模块LCD单元用于显示接入UPS不间断电源系统的直流输入电源200电压值和运行状态。
本实施例中，UPS配电单元700用于对输入交流电源开关101控制、直流电源开关201控制、交流输出分路开关701的自动控制管理单元，以实现实时对开关位置的状态监测管理和集中控制管理功能，并能根据UPS不间断电源系统输出负载的过载状态实现负载分级自动切除的功能。
综上所述，本实用新型提供热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源，配置了逆变模块冗余并联、UPS静态旁路快速控制、监测模块智能监测管理、配电单元智能监测控制，同时兼顾了准确性、可靠性、快速性、灵敏性，可以在UPS不间断电源系统应用领域，实现不停电运维、互为备用输入电源模式间的输入电源的4mS快速切换及全方位的监测报警，可使得UPS不间断电源系统提高运行可靠性、降低事故发生率、降低运维成本、提高运维效率，大大提高了电力直流电源安全可靠性。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统，其特征是：所述的电源系统包括交流输入电源、直流输入电源、交流电源输入开关、直流电源输入开关、UPS静态旁路模块、冗余并联逆变模块、UPS监测模块以及UPS配电单元，交流电源输入开关与交流输入电源连接，直流电源输入开关与直流输入电源连接，交流电源输入开关与UPS静态旁路模块连接，直流电源输入开关与冗余并联逆变模块连接，冗余并联逆变模块包括有冗余设置的两个以上的并联连接的逆变模块，逆变模块两端分别连接有直流母线和交流母线，直流电源输入开关连接在直流母线上，直流母线连接在逆变模块上，逆变模块连接在交流母线上，交流母线与静态逆变输出开关连接，UPS静态旁路模块与静态逆变输出开关分别与UPS监测模块连接，UPS监测模块与UPS配电单元连接。
2.根据权利要求1所述的基于热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统，其特征是：所述的交流输入电源采用旁路输入端子，交流电源输入开关采用自动旁路输入断路器，在两条交流输入线路之间连接有单项防雷器。
3.根据权利要求2所述的基于热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统，其特征是：所述的两条交流输入线路之间连接有交流指示灯HD2。
4.根据权利要求1所述的基于热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统，其特征是：所述的直流输入电源采用直流输入端子，直流电源输入开关采用直流输入断路器，在两条直流输入线路之间连接有直流指示灯HD1。
5.根据权利要求1所述的基于热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统，其特征是：所述的冗余并联逆变模块包括2块到32块的任意数量的逆变模块并联。
6.根据权利要求1所述的基于热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统，其特征是：所述的交流输入电源和直流输入电源上分别连接有电压互感器和电流互感器，电压互感器和电流互感器分别连接在UPS监测模块采集接口上。
7.根据权利要求1所述的基于热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统，其特征是：所述的UPS监测模块输出端上连接有交流输出断路器QF3，交流输出断路器QF3的输出端的零线和火线之间跨接有输出指示灯HD5。
8.根据权利要求7所述的基于热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统，其特征是：所述的交流输出断路器QF3的输出端上连接有输出滤波器Z1，输出滤波器Z1的输出端上连接有交流总输出断路器QF5，交流总输出断路器QF5的输出端的零线和火线之间跨接有输出指示灯HD6。
9.根据权利要求8所述的基于热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统，其特征是：所述的输出滤波器Z1与交流总输出断路器QF5之间的零线和火线之间跨接有电压互感器，输出滤波器Z1输出端的零线上连接有电流互感器。
10.根据权利要求1所述的基于热插拔的N+X模块式并联UPS不间断电源系统，其特征是：所述的UPS配电单元包括有一路以上的馈线输出，多路馈线输出并联连接，每一路馈线输出上分别串接有一个断路器，每路馈线输出的断路器后端的零线和火线之间跨接有一个馈线输出指示灯。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2019201511708 | 2019-01-29 | ||
| CN201920151170 | 2019-01-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN210404828U true CN210404828U (zh) | 2020-04-24 |
Family
ID=70353229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201921061081.0U Active CN210404828U (zh) | 2019-01-29 | 2019-07-09 | 基于热插拔的n+x模块式并联ups不间断电源系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN210404828U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112769221A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-07 | 深圳市比比赞科技有限公司 | 一种对负载友好的智能逆控一体机 |
| CN113037107A (zh) * | 2021-03-04 | 2021-06-25 | 广东电网有限责任公司 | 一种电力电子变压器拓扑结构 |
| CN113422431A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-21 | 南京飞瑞科技有限公司 | 一种新型智能一体化电源监控系统 |
-
2019
- 2019-07-09 CN CN201921061081.0U patent/CN210404828U/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112769221A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-07 | 深圳市比比赞科技有限公司 | 一种对负载友好的智能逆控一体机 |
| CN113037107A (zh) * | 2021-03-04 | 2021-06-25 | 广东电网有限责任公司 | 一种电力电子变压器拓扑结构 |
| CN113422431A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-21 | 南京飞瑞科技有限公司 | 一种新型智能一体化电源监控系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN210404828U (zh) | 基于热插拔的n+x模块式并联ups不间断电源系统 | |
| CN1050238C (zh) | 用于监测电气设备接地完备性的检测器 | |
| EP3588728B1 (en) | Battery management system and energy storage power station | |
| CN110912114A (zh) | 一种高安全性低压直流系统 | |
| CN103023133A (zh) | 一种双电源自动转换装置控制器 | |
| CN201174618Y (zh) | 微机电源快速切换控制装置 | |
| CN107677930B (zh) | 一种ups直流母线熔断器状态检测方法及装置 | |
| CN2817180Y (zh) | 一种对双电源切换接触器进行控制的模块 | |
| CN202363966U (zh) | 备用电源自动投切装置 | |
| RU2591057C1 (ru) | Термокомпенсированная система управляемых выпрямительно-зарядных модулей бесперебойного электропитания потребителей постоянным током | |
| CN201191712Y (zh) | 触摸式一体化智能型变电站用低压交流柜 | |
| CN202997683U (zh) | 一种双电源自动转换装置控制器 | |
| RU2533204C1 (ru) | Модульная система бесперебойного электропитания потребителей постоянным током | |
| CN203398870U (zh) | 动力电源智能监测快速切换装置 | |
| CN109066604B (zh) | 百万千瓦级核电站的发电机低电压保护系统 | |
| CN205004828U (zh) | 一种基于光伏储能自动切换的变电站监控系统 | |
| RU2318281C1 (ru) | Автоматизированная система гарантированного электроснабжения стационарного объекта | |
| CN113783285A (zh) | 一种低压综合配电箱 | |
| CN113193646A (zh) | 供电装置、方法及系统 | |
| CN208001183U (zh) | 备自投装置及系统 | |
| RU2215355C1 (ru) | Установка бесперебойного электроснабжения железнодорожной автоматики | |
| CN103607040A (zh) | 一种调度自动化整体电源系统 | |
| CN205335904U (zh) | 一种模块化消防应急电源 | |
| CN218940767U (zh) | 一种电源切换系统和供电电源 | |
| CN209029976U (zh) | 具有监控功能的不间断电源系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |