CN215870304U - 一种高可靠性的供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高可靠性的供电系统，包括：进线柜，设置有电源接口，电源接口用于连接输入电源；主变压器柜，其内部设置有主变压器，主变压器的原边连接所述电源接口；变频柜，其内设置有变频器，变频器的输入端连接所述变压器的副边，用于对变压器副边的电压进行变频处理；电源柜，其内设置有电源变压器，所述电源变压器的原边包括的线圈包括多组抽头，用于连接不同等级的输入电源以使所述电源变压器副边的电压保持稳定，所述电源变压器的副边用于连接所述供电系统中的用电设备，为所述供电系统中的用电设备供电。本实用新型提供的技术方案能够提高供电系统的可靠性。

Description

一种高可靠性的供电系统

技术领域

本实用新型一般地涉及供电系统技术领域。更具体地，本实用新型涉及一种高可靠性的供电系统。

背景技术

高压电网采用的是高压输电系统，其输送的电压由于电压等级过高而无法直接为用户的用电设备供电，因此工厂、园区、油田、矿井等场景中都设置有独立的供电系统。供电系统中一般都设有变压器，变压器的原边连接电网，用于从电网获取电源电压，并对电源电压进行变压处理，得到适用于设备使用的电压。并且为了能够减少对电网的冲击以降低无功损耗，增加电网的有效功率，可以在变压器的副边设置变频器，以对变压后的电源电压进行变频处理。

上述供电系统中不仅有变压器和变频器，还可能有如断路器、控制装置、风机等其它用电设备，这些用电设备需要设置单独的供电电源。现有技术中上述供电电源的结构包括电源变压器，电源变压器的原边连接供电系统的电源接口，副边连接供电系统中的用电设备，用于对电源接口输入的电压进行变压处理，进而为供电系统中的用电设备供电。由于电源变压器的原边从电源接口获取电压，因此当电源接口的电压产生波动时，电源变压器副边输出的电压也会发生波动，进而使供电系统中用电设备的电压异常，影响用电设备工作的稳定性。

综上所述可知，现有技术的供电系统，其中的用电设备存在供电电压不稳定的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种高可靠性的供电系统，以至少解决上述供电系统中的用电设备存在供电电压不稳定的问题。

一种高可靠性的供电系统，包括：进线柜，设置有电源接口，所述电源接口用于连接输入电源；主变压器柜，其内部设置有主变压器，所述主变压器的原边连接所述电源接口；变频柜，其内设置有变频器，变频器的输入端连接所述变压器的副边，用于对变压器副边的电压进行变频处理；电源柜，其内设置有电源变压器，所述电源变压器的原边包括的线圈包括多组抽头，用于连接不同等级的输入电源以使所述电源变压器副边的电压保持稳定，所述电源变压器的副边用于连接所述供电系统中的用电设备，为所述供电系统中的用电设备供电。

根据本实用新型的一个实施例，所述电源变压器原边的输入端和副边的输出端均位于所述电源变压器的顶部且两者之间的距离为设定距离值，用于提高所述电源变压器原边与副边之间的绝缘性能。

根据本实用新型的另一个实施例，所述电源变压器的副边包括多个绕组，分别用于输出等级不同的电压。

根据本实用新型的又一个实施例，所述主变压器的原边设置有多个绕组，所述供电系统还包括电源切换柜，所述电源切换柜内设置有电源切换装置，所述电源切换装置的输入端连接所述电源接口，输出端连接所述主变压器的原边，用于切换电源接口与所述主变压器原边各绕组之间的连接关系。

根据本实用新型的另一个实施例，所述电源变压器副边的绕组设有多个抽头，用于提高所述电源变压器的适用性。

根据本实用新型的又一个实施例，所述进线柜、电源切换柜和变压器柜并列设置，所述电源切换柜位于所述进线柜与变压器柜之间，且所述电源切换柜与所述进线柜连通。

根据本实用新型的另一个实施例，所述进线柜的外壁上设置有接线盒，所述接线盒装配在所述进线柜上，所述电源接口设置在所述接线盒中，所述进线柜内设置有连接所述电源接口和主变压器原边的线路。

根据本实用新型的又一个实施例，所述连接所述电源接口和电源切换装置输入端的线路上设置有断路器。

根据本实用新型的另一个实施例，所述电源接口设置有指示灯，用于显示所述电源接口的带电状态。

根据本实用新型的又一个实施例，所述变频柜内还设置有空调，用于降低所述变频柜内部的温度。

本实用新型所提供的技术方案，在供电系统中设置有电源柜，电源柜内的电源变压器的原边连接电源接口，并且电源变压器原边的绕组设有多个抽头，通过改变各抽头之间的连接方式可以调节电源变压器的变比。由于当输入电源的电压发生波动时，可以通过改变电源变压器的变比，使电源变压器副边的电压保持不变，因此能够提高供电的稳定性。由于供电系统中的用电设备主要包括安全保护设备和动作执行设备，因此，提高用电设备供电的稳定性，能够提高供电系统运行的安全性和可靠性。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1为根据本实用新型实施例高可靠性的供电系统的示意图；

图2为根据本实用新型实施例的一种高可靠性的供电系统的接线原理图；

图3为根据本实用新型实施例的一种电源变压器原边的示意图；

图4为根据本实用新型实施例的一种电源变压器的示意图；

图5为根据本实用新型实施例的一种电源变压器副边的示意图；

图6为根据本实用新型实施例的设有电源切换柜的供电系统的示意图；

图7为根据本实用新型实施例的另一种电源变压器副边的示意图；

图8为根据本实用新型实施例的进线柜设有接线盒的示意图；

图9为根据本实用新型实施例的设有断路器的进线线路的示意图；

图10为根据本实用新型实施例的设有指示灯的电源接口的示意图；

图11为根据本实用新型实施例的一种设有避雷器的电源接口的示意图；

图12为根据本实用新型实施例的一种设有空调的变频柜的示意图；

上述图1-图12中包括：进线柜1、电源柜2、主变压器柜3、变频柜4、电源切换柜5、电源接口10、电源变压器20、主变压器30、变频器40、电源变压器50、接线盒11、第一绕组21、第二绕组22、空调内机410、空调外机411。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本领域技术人员应知，下面所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1和图2，图1示出了一种高可靠性的供电系统的示意图，图2示出了一种高可靠性的供电系统的线路原理图，图3示出了一种电源变压器原边绕组的原理图。

如图1所示，本实施例中高可靠性的供电系统包括进线柜1、电源柜 2、主变压器柜3和变频柜4，其中进线柜1的内部或者侧壁上设置有电源接口10，电源柜2内设置有电源变压器20，主变压器柜3内设置有主变压器30，变频柜4内设置有变频器40。

如图2所示，电源接口10用于连接输入电源，从输入电源接收电源电压；主变压器30的原边连接电源接口10，用于从电源接口10接收电源电压，并对电源电压进行变压处理；变频器40的输入端连接主变压器30 的副边，用于从主变压器30的副边接收变压后的电源电压，并对电源电压进行变频处理；电源变压器20的原边连接电源接口10，副边连接供电系统中的用电设备，用于从电源接口10接收电源电压，并对其进行变压处理后，为供电系统中的用电设备供电。

电源变压器20原边的线圈设置有多个抽头，通过调节各抽头之间的连接方式可以改变电源变压器20的变比，能够在电源电压发生变化时，使电源变压器20副边的电压保持不变。以图3示出的结构为例，电源变压器20的原边设有A相绕组、B相绕组和C相绕组，其中A相绕组设有抽头X1、抽头X2和抽头X3，B相绕组设有抽头Y1、抽头Y2和抽头Y3， C相绕组设有抽头Z1、抽头Z2和抽头Z3。本实施例中以电源变压器20 的原边为星形连接方式为例，当电源接口10所连接输入电源的电源电压为第一设定电压值时，将抽头X2、抽头Y2和抽头Z2以星形连接方式连接，使电源变压器20的副边输出的电压为第二设定电压值；当电源接口 10所连接输入电源的电源电压为第三设定电压值(第三设定电压值小于第一设定电压值)时，将抽头X3、抽头Y3和抽头Z3星形连接，使电源变压器20的副边输出的电压为第二设定电压值；当电源接口10所连接输入电源的电源电压为第四设定电压值(第四设定电压值大于第一设定电压值)时，将抽头X1、抽头Y1和抽头Z1星形连接，使电源变压器20的副边输出的电压为第二设定电压值。由此可见，当输入电源的电压发生变化时，电源变压器20副边输出的电压保持不变，均为第二设定电压值，即能够提高电源变压器20副边电压的稳定性。

综上所述，本申请所提供的供电系统中，电源变压器20原边的绕组设置有多个抽头，通过改变各抽头之间的连接方式能够改变电源变压器20 原边绕组的匝数，从而改变电源变压器20的变比。当输入电源的提供的电源电压发生变化时，可以根据电源电压的电压值选择电源变压器20原边绕组抽头之间的连接方式，使电源变压器20副边的电压保持不变。由于本申请所提供的技术方案能够使电源变压器20副边的电压保持不变，因此可以提高供电系统中用电设备的供电的稳定性。并且由于供电系统中的用电设备主要包括过流保护装置、过压保护装置、短路保护装置等安全保护设备以及断路器、开关控制器等动作执行设备，因此用电设备供电稳定性的提高，能够使供电系统更安全、可靠地运行，即能够提高用电系统的安全性和可靠性。

上文中对供电系统的整体做了详细介绍，下面结合图4对电源变压器 20的结构进行详细阐述。

如图4所示，A相绕组中的抽头X1、抽头X2和抽头X3，B相绕中的抽头Y1、抽头Y2和抽头Y3，以及C相绕组中的抽头Z1、抽头Z2和抽头Z3设置在电源变压器20一侧靠近底部的位置，

电源变压器20原边绕组的接线端以及副边绕组的接线端均设置在电源变压器20的顶部，并且电源变压器20原边绕组各接线端与副边绕组接线端之间的距离为设定距离，从而增加电源变压器20原边绕组各接线端与副边绕组接线端之间的绝缘距离。由于电源变压器20原边和副边的电压均为高压电，因此本实施例的设置方式能够防止电源变压器20原边与副边之间的相互干扰，提高电源变压器20的安全性。

在另一个实施例中，电源变压器20的副边包括多个绕组，各绕组的匝数不同，分别连接供电系统中相应的用电设备，用于满足供电系统中各用电设备的用电需求。以一种实现方式为例，如图5所示，电源变压器20的副边包括第一绕组21和第二绕组22，其中第一绕组21中设有a相绕组、b相绕组和c相绕组，第二绕组22中设有a’相绕组、b’相绕组和c’相绕组。上述第一绕组21连接供电系统中额定电压为380V的用电设备，用于为额定电压为380V的用电设备供电；第二绕组22连接供电系统中额定电压为110V的用电设备，用于为额定电压为110V的用电设备供电。由于本实施例中的电源变压器50的副边设置有多个绕组，能够输出多个等级的电压，因此在供电系统中可以设置多种用电设备，能够提高供电系统中用电设备种类的多样性。

下面对供电系统进行进一步的改进，在供电系统中设置电源切换装置，以提高供电系统的适用性。

如图6所示，在一个实施例中，供电系统中还设置有电源切换柜5，电源切换装置5内设置有电源切换装置，电源切换装置的输入端连接电源接口10，输出端连接电源切换装置的输入端，电源切换装置的输出端连接主变压器30的原边，主变压器30的副边连接变频器40的输入端。上述主变压器30的原边包括多个绕组，并且各绕组中线圈的匝数不同，使主变压器30 原边的各绕组接入相应电压等级的电源电压时，主变压器30的副边均能够输出相同的电压值，本实施例中将该电压值设为第五设定电压值。上述电源切换装置的输入端中设置有一个接线端口，输出端中设置有多个接线端口，其中输入端中的接线端口与电源接口10连接，输出端中的各接线端口分别与主变压器30原边中相应的绕组连接。本实施例的设置方式，当电源接口10连接输入电源时，电源切换装置能够将电源接口10连接到主变压器30原边中相应的绕组上，使电源接口10无论连接哪个电压等级的输入电源，主变压器30的副边均能够输出第五设定电压值。因此，本申请所提供的供电系统可以采用多个电压等级的输入电源，能够提高供电系统的适用性。

进一步地，在另一个实施例中，电源变压器20副边的绕组中设置有多个抽头，当电源接口10连接不同电压等级的输入电源时，通过改变电源变压器20副边绕组中抽头的连接方式，使电源变压器20副边的的电压保持稳定。下面以图7示出的结构为例，对电源变压器20副边的结构进行详细说明。

如图7所示，电源变压器20的副边包括a相绕组、b相绕组和c相绕组，各相绕组的一端星形连接，另一端用于连接供电系统中的用电设备，为供电系统中的用电设备供电。图7示出的电源变压器20副边绕组，其中a相绕组设有抽头a1、抽头a2和抽头a3，b相绕组设有抽头b1、抽头b2和抽头b3， a相绕组设有抽头c1、抽头c2和抽头c3。当电源接口10连接的输入电源的电源电压为第六设定电压值时，将抽头a1与抽头a3连接、抽头b1与抽头b3 连接、抽头c1与抽头c3与抽头连接，使电源变压器20的变比为第一设定变比，电源电压经过此时电源变压器20的变压作用后，变压成为第二设定电压值；当电源接口10连接的输入电源为第七设定电压值时，将抽头a2与抽头 a3连接、抽头b2与抽头b3连接、抽头c2抽头c3与抽头连接，使电源变压器50的变比为第二设定变比，电源电压经过此时电源变压器20的变压作用后，变压成为第二电压值。综上所述可知，无论电源接口10接入哪个电压等级的输入电源，电源变压器20的副边均能够为供电系统中的用电设备提供第二电压值的电压。

在另一个实施例中，上述的进线柜1、电源切换柜5和主变压器柜3并列设置，即将进线柜1、电源切换柜5和主变压器柜3依次排列，并将电源切换柜5设置在进线柜1与主变压器柜3中间的位置，以减小供电系统的占地面积。另外，本实施例还将进线柜1和电源切换柜5连通，即将进线柜1 靠近电源切换柜5的侧面、电源切换柜5靠近进线柜1的侧面取消，从而使电源接口10与电源切换装置输入端之间的线路能够顺利地接入到电源切换柜5中，提高电源接口10与电源切换装置之间接线的便利性。

图8示出了进线柜1的结构示意图，可以理解的是，图8描述的进线柜1是对图1中进线柜1的一种改进，因此关于图1中关于进线柜1的描述也同样适用于下文关于图8的描述。

如图8所示，上述进线柜1的外壁上设置有接线盒11，上述电源接口 10装配在接线盒11的内部，进线柜1中设置有进线线路，进线线路连接电源接口10和主变压器30的原边，用于将电源接口10接收到的电源电压传送至主变压器30。本实施例提供的设置方式，将电源接口10装配在进线柜1外壁上的接线盒11中，在将输入电源连接到电源接口10上时只需打开接线盒11即可，既不需要打开进线柜1，也不会与进线柜1内的线路接触，因此可以提高电源接口10接线的便利性和安全性。

进一步地，如图9所示，在另一个实施例中，进线线路上设置有断路器KT0，即在电源接口10与主变压器30原边的线路上设置有断路器KT0。断路器KT0的设置可控制电源接口10与主变压器30原边之间的通断：当主变压器30或变频器40出现故障时，控制断路器KT0断开，从而切断故障点与输入电源之间的连接，防止故障对输入电源造成影响。由于输入电源可能为电网或配电站，因此断路器KT0的设置可防止故障扩散，提高供电系统的安全性能。

在另一个实施例中，上述电源接口10还设置有指示灯，用于显示电源接口10的带电状态。以图10示出的结构为例，电源接口10用于连接三相电源，在其中设有三个子接口。指示灯L1、L2和L3的一端分别连接电源接口10中的三个子接口，另一端均接地。当电源接口10中的某个子接口带电时，该子接口对应的指示灯通电并开始发光；当电源接口的某个子接口失电时，该子接口对应的指示灯不发光。因此，本实施例的设置方式可以根据各指示灯是否发光，判断相应电源接口10中相应的子接口是否带电。

在另一个实施例中，上述进线柜1内还设置有避雷器，用于为供电系统提供过压保护，提高供电系统的安全性。以图11示出的结构为例，在电源接口10其中设有三个子接口，避雷器P1、P2、P3的一端分别连接电源接口10中的三个子接口，另一端接地。当供电系统中由于器件故障等原因产生瞬时高压时，避雷器P1、P2、P3能够保护供电系统中相应的线路不受高瞬时压的影响。因此本实施例的设置方式能够提高供电系统的安全性。

图12示出了一种变频柜4的结构示意图，可以理解的是，图12示出的变频柜4是对图1中变频柜4的一种改进，因此关于图1中变频柜4的描述也同样适用于下文关于图12的描述。

如图12所示，在一个实施例中，变频柜4设置有空调，用于对变频柜4内的温度进行调节。在图7示出的供电系统中，空调包括空调内机410 和空调外机411，其中空调内机410装配在变频柜4的内部，空调外机411 装配在变频柜4的外部。变频柜4内的变频器40中设置有大量的功率器件，因此在工作时会产生大量的热量，使变频柜4内的温度升高，影响变频柜4内设备的工作性能，甚至温度过高或引发安全事故。本实施例中，空调的设置能够将变频器40产生的热量排放到变频柜4的外部，使变频柜4内部的温度降低，不仅可以改善变频器40的工作性能，还可以提高变频柜4的安全性。

根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本实用新型的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本实用新型方案的限制。

另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明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。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体地限定。

虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求保护范围内的模块组成、等同或替代方案。

Claims (10)

1.一种高可靠性的供电系统，其特征在于，包括：

进线柜，设置有电源接口，所述电源接口用于连接输入电源；

主变压器柜，其内部设置有主变压器，所述主变压器的原边连接所述电源接口；

变频柜，其内设置有变频器，变频器的输入端连接所述变压器的副边，用于对变压器副边的电压进行变频处理；

电源柜，其内设置有电源变压器，所述电源变压器的原边包括的线圈包括多组抽头，用于连接不同等级的输入电源以使所述电源变压器副边的电压保持稳定，所述电源变压器的副边用于连接所述供电系统中的用电设备，为所述供电系统中的用电设备供电。

2.根据权利要求1所述的高可靠性的供电系统，其特征在于，所述电源变压器原边的输入端和副边的输出端均位于所述电源变压器的顶部且两者之间的距离为设定距离值，用于提高所述电源变压器原边与副边之间的绝缘性能。

3.根据权利要求1所述的高可靠性的供电系统，其特征在于，所述电源变压器的副边包括多个绕组，分别用于输出等级不同的电压。

4.根据权利要求1所述的高可靠性的供电系统，其特征在于，所述主变压器的原边设置有多个绕组，所述供电系统还包括电源切换柜，所述电源切换柜内设置有电源切换装置，所述电源切换装置的输入端连接所述电源接口，输出端连接所述主变压器的原边，用于切换电源接口与所述主变压器原边各绕组之间的连接关系。

5.根据权利要求4所述的高可靠性的供电系统，其特征在于，所述电源变压器副边的绕组设有多个抽头，用于提高所述电源变压器的适用性。

6.根据权利要求4所述的高可靠性的供电系统，其特征在于，所述进线柜、电源切换柜和变压器柜并列设置，所述电源切换柜位于所述进线柜与变压器柜之间，且所述电源切换柜与所述进线柜连通。

7.根据权利要求1所述的高可靠性的供电系统，其特征在于，所述进线柜的外壁上设置有接线盒，所述接线盒装配在所述进线柜上，所述电源接口设置在所述接线盒中，所述进线柜内设置有连接所述电源接口和主变压器原边的线路。

8.根据权利要求7所述的高可靠性的供电系统，其特征在于，所述连接所述电源接口和电源切换装置输入端的线路上设置有断路器。

9.根据权利要求7所述的高可靠性的供电系统，其特征在于，所述电源接口设置有指示灯，用于显示所述电源接口的带电状态。

10.根据权利要求1所述的高可靠性的供电系统，其特征在于，所述变频柜内还设置有空调，用于降低所述变频柜内部的温度。

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