CN217216090U - 一种不间断供电电源及电能采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电源技术领域，具体涉及一种不间断供电电源及电能采集系统。第一供电子电源包括太阳能供电装置；太阳能供电装置的输出端与储能电池的输入端电性连接；储能电池的输出端及太阳能供电装置的输出端均与继电器的输入端电性连接；变压器的输出端与继电器的输入端电性连接；供能电路的输入端与继电器的输出端电性连接。本申请设置有第一供电子电源以及变压器两组供电装置，由此，可以实现在农忙季节也即灌溉旺季，使用变压器作为电源对采集器件进行供电，当在变压器停止工作的农闲季节，采用第一供电子电源对采集器件进行供电。形成不间断电源持续对采集器件进行供电，可以减少甚至避免采集器件因电能耗尽而停止工作的情况出现。

Description

一种不间断供电电源及电能采集系统

技术领域

本申请涉及电源技术领域，具体涉及一种不间断供电电源及电能采集系统。

背景技术

随着农业的发展，大面积的农场及田地逐渐增多，为了保证农场田地均能够被灌溉到位，在增加水井的同时还必须借助电力设施的支持。由于农场太大，因此每个区域都要配备一台变压器，以满足该区域的用电需求。

对于灌溉区域的变压器而言，通常仅在农业灌溉旺季进行使用，在田地中无作物的时候为了减少线路对电能的损耗，变压器便会关闭不再进行工作。但是，为了保证变压器中的数据均可以被监测到，所以用于监测变压器中各数据的采集器件依然会继续采集并上传对应的数据，由此，需要对应的电源为这些采集器件进行供电，现有技术中没有合适的能够为这些采集器件提供不间断供电的设备，由此，使得采集器件经常会出现因电能耗尽而停止工作的情况。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种不间断供电电源及电能采集系统，解决了现有技术中因没有合适的能够为采集器件提供不间断供电的设备，而使得采集器件会经常因电能耗尽而停止采集工作的问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种不间断供电电源，包括：第一供电子电源，所述第一供电子电源包括太阳能供电装置；以及储能电池，所述太阳能供电装置的输出端与所述储能电池的输入端电性连接；继电器，所述储能电池的输出端及所述太阳能供电装置的输出端均与所述继电器的输入端电性连接；变压器，所述变压器的输出端与所述继电器的输入端电性连接；供能电路，所述供能电路的输入端与所述继电器的输出端电性连接；其中，所述继电器配置为选择性的控制所述第一供电子电源或所述变压器与所述供能电路相连通。

在本申请一种可能的实现方式中，所述第一供电子电源还包括：逆变器，所述逆变器的输入端分别与所述储能电池的输出端及所述太阳能供电装置的输出端电性连接；所述逆变器的输出端与所述继电器的输入端电性连接。

在本申请一种可能的实现方式中，所述太阳能供电装置包括：光伏板；构造为将太阳能转换为电能；以及太阳能控制器，所述光伏板的输出端与所述太阳能控制器的输入端电性连接，所述太阳能控制的输出端分别与所述储能电池的输入端及所述逆变器并的输入端电性连接。

在本申请一种可能的实现方式中，所述变压器包括：供电组件；以及启闭开关，所述启闭开关的一端与所述供能组件的输出端电性连接，所述启闭开关的另一端与所述继电器的输入端电性连接。

在本申请一种可能的实现方式中，所述储能电池为锂电池。

在本申请一种可能的实现方式中，所述继电器包括：第一触点，所述第一供电子电源的输出端与所述第一触点电性连接；第二触点，所述供电组件的输出端与所述第二触点电性连接；以及动作线圈，所述动作线圈的两端分别与所述供能电路的零线端以及所述供电组件的输出端电性连接。

在本申请一种可能的实现方式中，所述继电器为双联触点式继电器。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种不间断电能采集系统，包括：所述的一种不间断供电电源；以及电能采集装置，所述电能采集装置的输入端与所述供能电路的输出端电性连接。

在本申请一种可能的实现方式中，所述电能采集装置包括：集中器，所述集中器的输入端与所述供能电路的输出端电性连接；以及电能表，所述电能表与所述集中器通信连接。

在本申请一种可能的实现方式中，所述电能采集装置还包括：采集电池，所述采集电池的输出端分别与集中器的输入端以及所述电能表的输入端电性连接。

本申请所述的一种不间断供电电源及电能采集系统，设置有第一供电子电源以及变压器两组供电装置，并且可以通过继电器来控制第一供电子电源或变压器分别来与供电电路连通，由此，可以实现在农忙季节也即灌溉旺季，使用变压器作为电源对采集器件进行供电，当在变压器停止工作的农闲季节，采用第一供电子电源对采集器件进行供电。

并且，由于所述第一供电子电源包括太阳能供电装置以及储能电池，并且太阳能供电装置既可以为采集器件提供电能，同时也可以为储能电池进行充电，并且储能电池也可以为采集器件供电，由此在光照充足时，可以由太阳能供电装置直接为采集器件进行供电，并且多余的电能还可以充储在储能电池中，当光照强度较弱时，可以由储能电池对采集器件进行充电，由此可以形成不间断电源持续对采集器件进行供电，可以减少甚至避免采集器件因电能耗尽而停止工作的情况出现。

附图说明

通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1所示为本申请一实施例中的不间断电能采集系统总体结构示意图。

图2所示为本申请另一实施例中第一供电子电源的总体结构示意图。

图3所示为本申请另一实施例中继电器总体结构示意图。

图4所示为本申请另一实施例中变压器与电能采集装置的总体结构示意图。

图5所示为本申请另一实施例中电能采集装置的总体结构示意图。

图6所示为本申请另一实施例中不间断电能采集系统的使用状态结构示意图。

图7所示为本申请另一实施例中第一供电子电源的接线结构示意图。

1、第一供电子电源；

11、光伏板；12、太阳能控制器；13、储能电池；14、逆变器；

2、变压器；

21、供电组件；22、启闭开关；

3、继电器；

31、第一触点；32、第二触点；33、动作线圈；

4、电能采集装置；

41、集中器；42、电能表；43、采集电池。

具体实施方式

本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

另外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

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，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

申请概述

本申请所述的一种不间断供电电源及电能采集系统，设置有第一供电子电源以及变压器两组供电装置，并且可以通过继电器来控制第一供电子电源或变压器分别来与供电电路连通，由此，可以实现在农忙季节也即灌溉旺季，使用变压器作为电源对采集器件进行供电，当在变压器停止工作的农闲季节，如冬季时，采用第一供电子电源对采集器件进行供电。

并且，由于所述第一供电子电源包括太阳能供电装置以及储能电池，并且太阳能供电装置既可以为采集器件提供电能，同时也可以为储能电池进行充电，并且储能电池也可以为采集器件供电，由此在光照充足时，可以由太阳能供电装置直接为采集器件进行供电，并且多余的电能还可以充储在储能电池中，当光照强度较弱时，可以由储能电池对采集器件进行充电，由此可以形成不间断电源持续对采集器件进行供电，可以减少甚至避免采集器件因电能耗尽而停止工作的情况出现。

由此，就可以在农闲季节将配电变压器的跌落保险从10kV线路拉开断电，进而使变压器停止工作，同时使用第一供电子电源进行不间断供电。而在排灌需要时投上配电变压器的跌落保险，使得变压器开始正常工作，同时继电器会自动切换至变压器为采集器件进行供电，由此，可以始终保持计量采集设备不断电，进而保证采集系统正常采集电能数据。同时，既保证了统计线损的数据获取工作的正常进行，又进一步有效降低了10kV线路的损耗，实现节能目标。

在简单介绍了本申请的实施原理之后，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。

作为本申请的一可能的实施方式，如图1及图4所示。

该一种不间断供电电源，包括：第一供电子电源1、继电器3、变压器2以及供能电路。该不间断供电电源主要用于对灌溉区中的变压器2的采集器件进行供电，以保证采集器件的正常工作。

第一供电子电源1包括太阳能供电装置以及储能电池13，太阳能供电装置的输出端与储能电池13的输入端电性连接；

通过太阳能供电装置转化来的电能对储能电池13进行充电，由此可以保证储能电池13一直都有电能。通常在日照充足的白天，太阳能供电装置所转化的电能需要大于储能电池13的总电能容量。

储能电池13的输出端及太阳能供电装置的输出端均与继电器3的输入端电性连接；

具体的，如图7所示，将储能电池13的输出端及太阳能供电装置的输出端均与继电器3的输入端电性连接，是为了可以使用储能电池13或太阳能供电装置为供电电路进行供电，太阳能供电装置在光照充足时，也即白天时，可以转换处大量的电能，而转化出的电能一部分会用于为供电电路供电，也即为采集器件进行供电，另外一部分电能用于为储能电池13进行充电，以保证储能电池13的电能储备在一个较高的水平。同时，在光照较弱的夜晚，太阳能供电装置不再工作，储能电池13开始为供电电路进行供电，由此可以实现对采集器件的昼夜不间断供电的功能。

另外，在选用储能电池13，需要选用储能电池13的电能容量可以满足连续两天以上单独为采集器件进行供电的电池。因为，在有些时候会遇到下雪或者阴天等光照不足的气象条件，由此太阳能供电装置输出的电能难以满足供电需要，所以需要储能电池13一起为采集器件进行供电。通过增大储能电池13的容量，可以使得储能电池13具有更长时间对采集器件进行供电的能力，由此，可以保证在偶尔出现光照不足的天气后，电能供应依然充足不会出现断电的情况。

变压器2的输出端与继电器3的输入端电性连接；

具体的，变压器2的输出端也与继电器3的输入端进行连接，由此，可以通过继电器3的调节，使得变压器2或者第一供电子电源1与与供能电路相连通，因此，可以适时选择变压器2或者第一供电子电源1为采集器件进行供电。

也即，在灌溉旺季，由于变压器2也在正常使用，所以可以直接使用变压器2输出的电能为采集器件进行供电。而在，农闲季节，则可以采用第一供电子电源1为采集器件进行供电，此时，变压器2可以被关闭，进而可以减少变压器2的线路损耗，同时，也可以满足对采集器件的不间断供电的要求。

供能电路的输入端与继电器3的输出端电性连接；

具体的，可以通过继电器3来选择控制第一供电子电源1或变压器2与供能电路相连通，外部采集器件或其他的器件可以通过与供能电路相连接来使用电能。

在本申请一种可能的实施例中，如图2所示，

第一供电子电源1还包括：逆变器14。

逆变器14的输入端分别与储能电池13的输出端及太阳能供电装置的输出端电性连接；逆变器14的输出端与继电器3的输入端电性连接。

具体的，逆变器14的输入端与储能电池13的输出端并联，同时逆变器14的输入端还与太阳能供电装置的输出端并联，由此通过逆变器14可以对储能电池13及太阳能供电装置输出的电能转化为符合采集器件使用的交流电。同时，逆变器14的输出端与继电器3的输入端电性连接，由此可以将逆变器14转化完成后的电能输入给供能电路。

在本实施例中逆变器14选用220V的正弦波逆变器14，正弦波逆变器14的负荷容量为直流电流1A左右；继电器3选用220V中间继电器3；

由此，可以通过正弦波逆变器14将储能电池13或太阳能供电装置输出的电压转化为220V交流电压，正弦波逆变器14的输出端连接至220V中间继电器3的常闭触点，中间继电器3的静触点经三芯电缆的黄色线输出，并通过黄色线连接负载，也即连接在电能表42和采集终端的电源端子上。晚上，太阳能供电装置不发电，就由储能电池13存的电能提供负载电源供给，实现负载设备24小时持续工作。

在本申请一种可能的实施例中，如图1及图2所示，

太阳能供电装置包括：光伏板11以及太阳能控制器12。

光伏板11构造为将太阳能转换为电能；以及

光伏板11的输出端与太阳能控制器12的输入端电性连接，太阳能控制的输出端分别与储能电池13的输入端及逆变器14并的输入端电性连接。

本实施例中，光伏板11选用50W的光伏板11，该光伏板11在白天也即光照充足的情况下可以输出的18V左右的直流电，直流电的峰值电流为2.7A。

储能电池13选用12V16AH的锂电池。

光伏板11输出的直流电经过太阳能控制器12后，可以输出一个12.6V的稳定直流电，该直流电的峰值电流为3.9A，由此，在光照充足情况下，4-5个小时既可以将锂电池的电量充满。

在本申请一种可能的实施例中，如图1及图4所示，

变压器2包括：供电组件21以及启闭开关22。

启闭开关22的一端与供能组件的输出端电性连接，启闭开关22的另一端与继电器3的输入端电性连接。

在本实施例中，起闭开关为变压器2的A相跌落保险。

继电器3的常开触点接三芯电缆的红色线，红色线的另一端接变压器2的低压A相端子，三芯电缆的蓝色线两端均结零。继电器3的动作线圈33两端接在红色和蓝色线上，当变压器2运行使用时，也即变压器2的A相跌落保险投上的瞬间，继电器3的线圈获得电压，继电器3迅速断开常闭触点，同时常开触点吸合，这样就自动转为变压器2为负载进行供电。当配变停运时，也即拉下变压器2的A相跌落保险后，继电器3控制第一供电子电源1为负载进行供电，从而实现电能采集设备的不间断电源供给。

在本申请一种可能的实施例中，储能电池13为锂电池。

选用锂电池为12V16AH的锂电池。

在本申请一种可能的实施例中，如图1及图3所示，

继电器3包括：第一触点31、第二触点32以及动作线圈33。

第一触点31为继电器3的常闭触点，第二触点32为继电器3的常开触点。

第一供电子电源1的输出端与第一触点31电性连接；

第一供电子电源1在变压器2不供电的时段内为负载供电。

供电组件21的输出端与第二触点32电性连接；以及

动作线圈33的两端分别与供能电路的零线端以及供电组件21的输出端电性连接。

在本申请一种可能的实施例中，继电器3为双联触点式继电器3。

具体的，选用双联触点式继电器3可以时供电电路同时切换，也即实现相线和零线双切，由此，电路可以同时从由第一供电子电源1组成的供电电路的切换至由变压器2组成的供电电路。进而使得无论是变压器2供电还是第一供电子电源1供电，均互不影响，不产生交集，可提高用电的安全性。

根据本申请的另一个方面，如图1及图6所示，

提供了一种不间断电能采集系统，包括：所述不间断供电电源以及电能采集装置4。

电能采集装置4的输入端与供能电路的输出端电性连接。

具体的，电能采集装置4通过供能电路获得电能，以保证电能采集装置4可以正常工作运行。

在实际的使用过程中，仅需要将第一供电子电源1安装在变压器2所在的电杆上即可，并且需要保证光伏板11的安装位置为可以获得足够光照的位置。由此可以保证光伏板11的电能输出。另外，在光伏板11的安装中还要考虑到，要方便光伏板11的清洁工作的进行，由此可以便于人工对光伏板11进行及时的清洁，同时也可以结合当地的风向来进行安装，是的安装后的光伏板11的正面与风向可以形成成一个钝角或平角，由此可以借助风力对光伏板11进行清洁。

在本申请一种可能的实施例中，如图4所示，

电能采集装置4包括：集中器41以及电能表42。

集中器41的输入端与供能电路的输出端电性连接；以及

电能表42与集中器41通信连接。

具体的，集中器41与各个电能表42的输入端均与供能电路的输出端进行电性连接，由此不间断供电电源可以为集中器41与各个电能表42进行工作，以保证各个表计的正常运行。在使用过程中，主要由各电能表42采集用电信息，然后，个电能表42再将采集的用电信息集中上传到集中器41内。再由集中器41将用电信息统一上传至后台服务器中，由此完成对用电信息的采集工作。

在本申请一种可能的实施例中，如图5所示，

电能采集装置4还包括：采集电池43。

采集电池43的输出端分别与集中器41的输入端以及电能表42的输入端电性连接。

具体的，可以单独使用一个采集电池43为集中器41以及电能表42进行供电，该采集电池43主要用于在继电器3进行电路转换的时候进行供电，由于继电器3在进行电路转换时，会造成短暂的断电现象，为了保证集中器41以及电能表42可以正常运行，此时由采集电池43进行供电，同时也可以避免负载设备瞬间的断电造成的失压问题。

另外，在选用集中器41以及电能表42时，可以选用自身带有供电电池的型号，由此可以临时为集中器41以及电能表42进行供电，由此，在继电器3因切换电路导致的暂时性的断电后，集中器41以及电能表42可以通过采集电池43或者自身的电池能维持十几秒的运行状态，由此可忽略负载设备瞬间的断电造成的失压问题。

以上仅为本申请创造的较佳实施例而已，并不用以限制本申请创造，凡在本申请创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种不间断供电电源，其特征在于，包括：

第一供电子电源(1)，所述第一供电子电源(1)包括太阳能供电装置；以及储能电池(13)，所述太阳能供电装置的输出端与所述储能电池(13)的输入端电性连接；

继电器(3)，所述储能电池(13)的输出端及所述太阳能供电装置的输出端均与所述继电器(3)的输入端电性连接；

变压器(2)，所述变压器(2)的输出端与所述继电器(3)的输入端电性连接；

供能电路，所述供能电路的输入端与所述继电器(3)的输出端电性连接；

其中，所述继电器(3)配置为选择性的控制所述第一供电子电源(1)或所述变压器(2)与所述供能电路相连通。

2.根据权利要求1所述的一种不间断供电电源，其特征在于，所述第一供电子电源(1)还包括：

逆变器(14)，所述逆变器(14)的输入端分别与所述储能电池(13)的输出端及所述太阳能供电装置的输出端电性连接；所述逆变器(14)的输出端与所述继电器(3)的输入端电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种不间断供电电源，其特征在于，所述太阳能供电装置包括：

光伏板(11)；构造为将太阳能转换为电能；以及

太阳能控制器(12)，所述光伏板(11)的输出端与所述太阳能控制器(12)的输入端电性连接，所述太阳能控制的输出端分别与所述储能电池(13)的输入端及所述逆变器(14)并的输入端电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种不间断供电电源，其特征在于，所述变压器(2)包括：

供电组件(21)；以及

启闭开关(22)，所述启闭开关(22)的一端与所述供能组件的输出端电性连接，所述启闭开关(22)的另一端与所述继电器(3)的输入端电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种不间断供电电源，其特征在于，所述储能电池(13)为锂电池。

6.根据权利要求4所述的一种不间断供电电源，其特征在于，所述继电器(3)包括：

第一触点(31)，所述第一供电子电源(1)的输出端与所述第一触点(31)电性连接；

第二触点(32)，所述供电组件(21)的输出端与所述第二触点(32)电性连接；以及

动作线圈(33)，所述动作线圈(33)的两端分别与所述供能电路的零线端以及所述供电组件(21)的输出端电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种不间断供电电源，其特征在于，所述继电器(3)为双联触点式继电器。

8.一种不间断电能采集系统，其特征在于，包括：

权利要求1至7任意一项所述的一种不间断供电电源；以及

电能采集装置(4)，所述电能采集装置(4)的输入端与所述供能电路的输出端电性连接。

9.根据权利要求8所述的一种不间断电能采集系统，其特征在于，所述电能采集装置(4)包括：

集中器(41)，所述集中器(41)的输入端与所述供能电路的输出端电性连接；以及

电能表(42)，所述电能表(42)与所述集中器(41)通信连接。

10.根据权利要求9所述的一种不间断电能采集系统，其特征在于，所述电能采集装置(4)还包括：

采集电池(43)，所述采集电池(43)的输出端分别与集中器(41)的输入端以及所述电能表(42)的输入端电性连接。

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