CN215344073U - 一种供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种供电系统，包括直流母线、主供电单元、备用供电单元、电源切换模块和监控模块，主供电单元和备用供电单元的供电输出端分别通过电源切换模块与直流母线连接，主供电单元、备用供电单元、电源切换模块和直流母线分别与监控模块连接；直流母线用于为与其连接的负载供电；监控模块用于实时监测直流母线、主供电单元和备用供电单元的电压。本实用新型能够在主供电单元或备用供电单元出现故障时，通过电源切换模块切换至另一个供电单元对直流母线进行供电，从而保证对负载的不间断供电。

Description

一种供电系统

技术领域

本实用新型涉及电力供电技术领域，尤其涉及一种供电系统。

背景技术

电力是国民经济发展的动力源泉，为经济社会发展提供了可靠的电力保障。因此，电力系统运行的安全、可靠是国民经济能否快速发展的重中之重。

电力系统中，直流供电系统的主要作用是通过直流母线为系统负载供电。目前，直流供电系统中的直流母线仅通过交流电网经整流变换后提供供电电源，在交流电网发生故障时，则整个直流供电系统处于掉电状态，从而无法保证对负载的不间断供电。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种供电系统，能够在主供电单元或备用供电单元出现故障时，通过电源切换模块切换至另一个供电单元对直流母线进行供电，从而保证对负载的不间断供电。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供一种供电系统，包括直流母线、主供电单元、备用供电单元、电源切换模块和监控模块，其中，

所述主供电单元和备用供电单元的供电输出端分别通过所述电源切换模块与所述直流母线连接，所述主供电单元、备用供电单元、电源切换模块和直流母线分别与所述监控模块连接；

所述直流母线用于为与其连接的负载供电；

所述监控模块用于实时监测所述直流母线、主供电单元和备用供电单元的电压。

优选地，所述主供电单元包括交流电网和整流器，所述交流电网通过所述整流器与所述直流母线连接。

优选地，所述备用供电单元包括光伏组件、蓄电池和充放电控制器，所述光伏组件和蓄电池分别与所述充放电控制器连接，所述充放电控制器与所述直流母线连接。

优选地，所述电源切换模块为双电源切换开关，所述双电源切换开关的第一电源输入端与所述主供电单元的输出端连接，所述双电源切换开关的第二电源输入端与所述备用供电单元的输出端连接，所述双电源切换开关的电源电源输出端与所述直流母线连接。

优选地，所述双电源切换开关为STS静态转换开关。

优选地，所述电源切换模块由第一继电器和第二继电器组成；所述第一继电器的线圈的一端与所述监控模块连接，所述第一继电器的线圈的另一端接地；所述第二继电器的线圈的一端通过所述第一继电器的常闭触点与所述监控模块连接，所述第二继电器的线圈的另一端接地；所述主供电单元的输出端通过串联连接的所述第一继电器的常开触点和第二继电器的常闭触点与所述直流母线连接；所述备用供电单元的输出端通过所述第二继电器的常开触点与所述直流母线连接。

优选地，所述主供电单元与所述电源切换模块之间连接有第一检修开关，所述备用供电单元与所述电源切换模块之间连接有第二检修开关。

优选地，所述主供电单元和备用供电单元分别通过RS485通信链路或CAN总线通信链路与所述监控模块连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过设置主供电单元、备用供电单元、电源切换模块和监控模块，通过监控模块实时监测直流母线、主供电单元和备用供电单元的电压，当当前为直流母线供电的供电单元出现故障时，电源切换模块将当前供电单元切换至另一个供电单元对直流母线进行供电，从而保证对负载的不间断供电。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本实用新型一实施例中供电系统的结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例中供电系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种供电系统，该系统包括直流母线1、主供电单元2、备用供电单元3、电源切换模块4和监控模块5。

主供电单元2和备用供电单元3的供电输出端分别通过电源切换模块4与直流母线1连接，主供电单元2、备用供电单元3、电源切换模块4和直流母线1分别与监控模块5连接；直流母线1用于为与其连接的负载6供电；监控模块5用于实时监测直流母线1、主供电单元2和备用供电单元3的电压。

具体地，在本实施例中，主供电单元2和备用供电单元3可以通过RS485通信链路或CAN总线通信链路与监控模块5连接。

本实施例中，供电系统的工作原理如下：

通过设置主供电单元2和备用供电单元3对直流母线1进行双电源供电，当主供电单元2供电时，备用供电单元3处于待命状态，通过监控模块5实时监测直流母线1和当前对直流母线1供电的主供电单元2的电压，在主供电单元2出现故障时，监控模块5控制电源切换模块4进行当前供电单元的切换，或者电源切换模块4自动执行当前供电单元的切换，将备用供电单元3与直流母线1连接对直流母线1进行供电；当备用供电单元3供电时，主供电单元2处于待命状态，通过监控模块5实时监测直流母线1和当前对直流母线1供电的备用供电单元3的电压，在备用供电单元3出现故障时，监控模块5控制电源切换模块4进行当前供电单元的切换，或者电源切换模块4自动执行当前供电单元的切换，将主供电单元2与直流母线1连接对直流母线1进行供电，从而保证对负载6的不间断供电。

在一个实施例中，如图1所示，主供电单元2与电源切换模块4之间连接有第一检修开关S1，备用供电单元3与电源切换模块4之间连接有第二检修开关S2。通过设置第一检修开关S1和第二检修开关S2，可以方便地对供电系统中的主供电单元2或备用供电单元3进行检修，第一检修开关S1和第二检修开关S2具体可以采用手动控制开关；供电状态下，第一检修开关S1和第二检修开关S2均处于闭合状态，当需要对主供电单元2进行检修时，手动将第一检修开关S1切换至打开状态，使得主供电单元2与电源切换模块4之间断开连接，当需要对备用供电单元3进行检修时，手动将第二检修开关S2切换至打开状态，使得备用供电单元3与电源切换模块4之间断开连接，从而提高检修操作过程的安全性。

在一个实施例中，如图1所示，电源切换模块4可以采用双电源切换开关，双电源切换开关的第一电源输入端与主供电单元2的输出端连接，双电源切换开关的第二电源输入端与备用供电单元3的输出端连接，双电源切换开关的电源电源输出端与直流母线1连接。双电源切换开关能够在当前供电单元出现故障时，自动将为直流母线1供电的供电单元由当前供电单元(如主供电单元2)切换到另一路供电单元(如备用供电单元3)，实现双路电源的不断电转换。双电源切换开关具体可以采用STS静态转换开关。STS(Static TransferSwitch静态转换开关)主要由智能控制板、高速可控硅和断路器构成，其标准切换时间为≤8ms,不会造成IT类负载6断电。既对负载6可靠供电,同时又能保证STS在不同电源切换时的安全性。

在一个实施例中，如图2所示，主供电单元2采用电网电源，更加稳定可靠，主供电单元2包括交流电网21和整流器22，交流电网21通过整流器22与直流母线1连接，整流器22将交流电网21的交流电通过整流后转换为直流电为直流母线1供电。

在一个实施例中，如图2所示，备用供电单元3采用太阳能发电电源，更加绿色环保，备用供电单元3包括光伏组件31、蓄电池32和充放电控制器33，光伏组件31和蓄电池32分别与充放电控制器33连接，充放电控制器33与直流母线1连接。通过光伏组件31将太阳能转换为电能，充放电控制器33控制蓄电池32的充电和放电，当光伏组件31通过光电转换产生的电能在给直流母线1供电后有剩余时或者蓄电池32电量低于设定值时，充放电控制器33控制蓄电池32充电，当光伏组件31产生的电能不足以为直流母线1供电时，充放电控制器33控制蓄电池32放电为直流母线1供电。需要说明的是，备用供电单元3也可以采用风力发电电源等其他可再生的清洁能源，本实用新型对此不作具体限制。

在一个实施例中，如图2所示，电源切换模块4由第一继电器和第二继电器组成；第一继电器的线圈KA11的一端与监控模块5连接，第一继电器的线圈KA11的另一端接地；第二继电器的线圈KA21的一端通过第一继电器的常闭触点KA12与监控模块5连接，第二继电器的线圈KA21的另一端接地；主供电单元2的输出端通过串联连接的第一继电器的常开触点KA13和第二继电器的常闭触点KA22与直流母线1连接；备用供电单元3的输出端通过第二继电器的常开触点KA23与直流母线1连接。采用继电器作为切换电源的电源切换模块4，接线简单，成本低，控制可靠，安全性高。具体地，第一继电器和第二继电器为双电压切换继电器。当需要主供电单元2供电时，监控模块5控制与第一继电器的线圈KA11连接的控制端输出预设电压使得第一继电器的线圈KA11得电，则第一继电器的常开触点KA13闭合，第一继电器的常闭触点KA12断开，使得主供电单元2与直流母线1接通为直流母线1提供电源；当主供电单元2出现故障时，监控模块5控制与第一继电器的线圈KA11连接的控制端不输出电压，使得第一继电器的线圈KA11失电，则第一继电器的常闭触点KA12闭合，第一继电器的常开触点KA13断开，从而主供电单元2与直流母线1的连接断开，同时监控模块5控制与第二继电器的线圈KA21连接的控制端输出预设电压，使得第二继电器的线圈KA21得电，则第二继电器的常开触点KA23闭合，使得备用供电单元3与直流母线1连接为直流母线1提供电源。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种供电系统，其特征在于，包括直流母线、主供电单元、备用供电单元、电源切换模块和监控模块，其中，

所述主供电单元和备用供电单元的供电输出端分别通过所述电源切换模块与所述直流母线连接，所述主供电单元、备用供电单元、电源切换模块和直流母线分别与所述监控模块连接；

所述直流母线用于为与其连接的负载供电；

所述监控模块用于实时监测所述直流母线、主供电单元和备用供电单元的电压。

2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述主供电单元包括交流电网和整流器，所述交流电网通过所述整流器与所述直流母线连接。

3.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述备用供电单元包括光伏组件、蓄电池和充放电控制器，所述光伏组件和蓄电池分别与所述充放电控制器连接，所述充放电控制器与所述直流母线连接。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的供电系统，其特征在于，所述电源切换模块为双电源切换开关，所述双电源切换开关的第一电源输入端与所述主供电单元的输出端连接，所述双电源切换开关的第二电源输入端与所述备用供电单元的输出端连接，所述双电源切换开关的电源电源输出端与所述直流母线连接。

5.根据权利要求4所述的供电系统，其特征在于，所述双电源切换开关为STS静态转换开关。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的供电系统，其特征在于，所述电源切换模块由第一继电器和第二继电器组成；

所述第一继电器的线圈的一端与所述监控模块连接，所述第一继电器的线圈的另一端接地；所述第二继电器的线圈的一端通过所述第一继电器的常闭触点与所述监控模块连接，所述第二继电器的线圈的另一端接地；所述主供电单元的输出端通过串联连接的所述第一继电器的常开触点和第二继电器的常闭触点与所述直流母线连接；所述备用供电单元的输出端通过所述第二继电器的常开触点与所述直流母线连接。

7.根据权利要求1、2、3或5所述的供电系统，其特征在于，所述主供电单元与所述电源切换模块之间连接有第一检修开关，所述备用供电单元与所述电源切换模块之间连接有第二检修开关。

8.根据权利要求7所述的供电系统，其特征在于，所述主供电单元和备用供电单元分别通过RS485通信链路或CAN总线通信链路与所述监控模块连接。

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