CN218386942U - 一种高频电源柜的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高频电源柜的控制系统，包括电源系统，电源系统由交流配电单元、直流配电单元、整流模块、监控模块和控制单元组成，监控模块通过RS485总线与整流模块通讯，交流配电单元电性连接于整流模块，整流模块电性连接于直流配电单元，电源控制系统中还包括交流输入开关、交流配电开关和直流配电开关，交流配电单元由交流接触器、交流检测单元、浪涌保护装置、空气开关和母排等部分组成，通常通信电源都具有双回路交流供电配置。本实用新型的交流配电单元中交流检测单元根据主供电优先的原则实现主从互为备用，当主供电电压正常时，由主供电提供电流，主供电电压过高、过低、缺相或停电时转向从供电回路。

Description

一种高频电源柜的控制系统

技术领域

本实用新型涉及电源柜技术领域，具体地说，涉及一种高频电源柜的控制系统。

背景技术

在电力电子技术的应用及各种电源系统中，开关电源技术均处于核心地位。对于大型电解电镀电源,传统的电路非常庞大而笨重,如果采用高顿开关电源技术,其体积和重量都会大幅度下降,而且可极大提高电源利用效率、节省材料、降低成本。在电动汽车和变频传动中,更是离不开开关电源技术，通过开关电源改变用电频率,从而达到近于理想的负载匹配和驱动控制。高频开关电源技术,更是各种大功率开关电源(逆变焊机、通讯电源、高频加热电源、激光器电源、电力操作电源等)的核心技术；

理论分析和实践经验表明,电气产品的变压器、电感和电容的体积重量与供电频率的平方根成反比。所以当我们把频率从工频50Hz提高到20kHz,提高400倍的话,用电设备的体积重量大体下降至工频设计的5～l0％。无论是逆变式整流焊机,还是通讯电源用的开关式整流器,都是基于这一原理。同样,传统“整流行业”的电镀、电解、电加工、充电、浮充电、电力合闸用等各种直流电源也可以根据这一原理进行改造,成为“开关变换类电源”,其主要材料可以节约90％或更高,还可节电30％或更多。

现有的一些高频电源柜中适用于通信运营商、变电站、电厂、部队等机构通信网，需要将交流380V(220V)电源转换为直流48V为通信设备供电，在交流配电过程和直流配电过程中，由于主供电电压过高、过低、缺相或停电等情况出现，配电过程中断，导致控制系统出现故障，因此交流配电过程和直流配电保护过程非常重要。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种高频电源柜的控制系统，能够根据解决背景技术中所提出的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案，一种高频电源柜的控制系统所采用的技术方案是：包括电源系统，所述电源系统由交流配电单元、直流配电单元、整流模块、监控模块和控制单元组成，监控模块通过RS485总线与整流模块通讯，所述交流配电单元电性连接于整流模块，所述整流模块电性连接于直流配电单元；

所述电源控制系统中还包括交流输入开关、交流配电开关和直流配电开关。

作为优选方案，所述交流配电单元由交流接触器、交流检测单元、浪涌保护装置、空气开关和母排等部分组成，通常通信电源都具有双回路交流供电配置。

作为优选方案，所述直流配电单元由直流接触器、直流检测单元、熔断器、分流器、空气开关和母排等部分组成，整流模块输出并联接入直流母排后被直流配电单元分配给两组蓄电池组充电用和供负载用。

作为优选方案，所述监控模块可根据系统的运行状态对被监控对象发出相应的动作指令，主要包括：控制整流模块开/关机控制和电池组的均/浮充转换；改变整流模块限流点；调节整流模块电压；负载下电和电池保护。

作为优选方案，所述交流接触器电性连接有多个空气开关，所述空气开关和交流接触器均并联至交流输入开关与整流模块之间的电路中。

作为优选方案，所述整流模块通过分流器电性连接于直流接触器，所述直流接触器通过母排电性连接有两个电池组。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了一种高频电源柜的控制系统，具备以下有益效果：

1、该高频电源柜的控制系统，通过交流检测单元根据主供电优先的原则实现主从互为备用，当主供电电压正常时，由主供电提供电流，主供电电压过高、过低、缺相或停电时转向从供电回路。当主供电恢复正常后从供电停止工作转向主供电。交流配电从主供电工作方提供，确保配电的连续。避雷器并接于交流母线上，实现对供电回路和整流器模块的保护；

2、该高频电源柜的控制系统，通过直流检测单元检测两路蓄电池的充放电电流和负载的总电流，母排上的直流电压和熔断器的故障信号。任何一个熔断器熔断或空开的跳闸其告警信号都会传输给控制单元处理。直流接触器接受控制单元的控制可实现蓄电池组的过放保护，用来防止因设备故障或停电时间较长造成蓄电池过度放电。

附图说明

图1为本实用新型电源控制系统示意图；

图2为本实用新型交流配电单元示意图；

图3为本实用新型直流配电单元示意图；

图4为本实用新型两路交流切换平面图；

图5为本实用新型交流配电单元电路图；

图6为本实用新型直流配电单元电路图。

具体实施方式

为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型一种高频电源柜的控制系统做进一步详细的描述:

请参阅图1-6，本实用新型：一种高频电源柜的控制系统，包括电源系统，电源系统由交流配电单元、直流配电单元、整流模块、监控模块和控制单元组成，监控模块通过RS485总线与整流模块通讯，交流配电单元电性连接于整流模块，整流模块电性连接于直流配电单元；

电源控制系统中还包括交流输入开关、交流配电开关和直流配电开关。

其中，交流配电单元由交流接触器、交流检测单元、浪涌保护装置、空气开关和母排等部分组成，通常通信电源都具有双回路交流供电配置，交流接触器电性连接有多个空气开关，空气开关和交流接触器均并联至交流输入开关与整流模块之间的电路中。

其中，直流配电单元由直流接触器、直流检测单元、熔断器、分流器、空气开关和母排等部分组成，整流模块输出并联接入直流母排后被直流配电单元分配给两组蓄电池组充电用和供负载用，整流模块通过分流器电性连接于直流接触器，直流接触器通过母排电性连接有两个电池组。

其中，监控模块可根据系统的运行状态对被监控对象发出相应的动作指令，主要包括：控制整流模块开/关机控制和电池组的均/浮充转换；改变整流模块限流点；调节整流模块电压；负载下电和电池保护。

整流模块的主要作用是将三相交流电整定成为具有额定电压的直流电，向各种直流负载供电，是系统中最基本的组成部件。三相交流输入首先进行防雷处理和EMI滤波，然后经整流转换成高压直流，再通过全桥PWM电路逆变为高频交流，经高频变压器隔离降压后通过高频整流滤波成为直流电，最后经EMI滤波和防反接保护输出。

高频整流模块特点：采用先进的高频移相谐振软开关技术，转换效率高；模块采用输出无级限流方式，可根据负载电流的大小和电池容量由系统监控模块选择，限流点稳流精度优于士1％；采用低差自主均流技术，多个模块并机运行时，具有理想的均流性能；采用一体化的输入输出及通讯端口，并设计为可带电插拔，方便模块的更换，使系统维护变得安全、简单、高效；具有完整的告警和保护功能；能够实现与上位机通讯，具有“四遥”接口。

整流模块与监控模块之间采用RS485通讯方式(半双工、双线)。整流模块中的RS485接口需要采用隔离设计，RS485的供电电源为+5Vdc，由监控模块提供。

整流模块主要监控信息有：

A、调压、调流功能：满足蓄电池均浮充要求，满足调压要求；

B、单模块开关机控制；

C、告警信息：市电故障：市电故障(交流输入过欠压)；模块保护：温度预告警；模块故障：输出过压关机、风扇故障、过温关机或其它模块内部原因引起的无输出。

监控模块提供完善的电源模块节能管理和蓄电池充放电管理功能；具有开关量检测上报，母排电压、负载电流、电池电压、电池电流、电池温度、环境温度和备用模拟量上报功能；提供交流配电检测和上报告警功能，同时具有控制负载下电和电池保护功能；监控模块提供LCD显示，可通过LCD屏查看系统信息，以及对系统参数进行设置。监控模块可通过RS232/RS485与上位机通讯，通过RS485总线与整流模块通讯，监控模块可根据系统的运行状态对被监控对象发出相应的动作指令，主要包括：控制整流模块开/关机控制和电池组的均/浮充转换；改变整流模块限流点；调节整流模块电压；负载下电和电池保护。

本实施例中，如图4所示，交流配电单元由交流接触器、交流检测单元、浪涌保护装置、空气开关和母排部分组成。通常通信电源都具有双回路交流供电配置，以防交流停电造成机房直流断电，两路市电或一市电一油机供电直接接入交流接触器，系统认定接入接触器1的供电为主供电，接入接触器2的为从供电。交流检测单元根据主供电优先的原则实现主从互为备用，当主供电电压正常时，由主供电提供电流，主供电电压过高、过低、缺相或停电时转向从供电回路。当主供电恢复正常后从供电停止工作转向主供电。交流配电从主供电工作方提供，确保配电的连续。避雷器并接于交流母线上，实现对供电回路和整流器模块的保护。交流检测单元可实现对交流母线电压和电流的检测，将整定的检测信号送控制单元处理。

具体的，浪涌保护器也叫防雷器，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。

本实施例中，直流配电单元由直流接触器、直流检测单元、熔断器、分流器、空气开关和母排等部分组成。整流模块输出并联接入直流母排后被直流配电单元分配给两组蓄电池组充电用和供负载用，并同时提供过载和短路保护。根据所选用的断路保护元件的不同，一般可分为：小型空气断路器型、熔断器型和混合型三种。直流检测单元检测两路蓄电池的充放电电流和负载的总电流，母排上的直流电压和熔断器的故障信号。任何一个熔断器熔断或空开的跳闸其告警信号都会传输给控制单元处理。直流接触器接受控制单元的控制可实现蓄电池组的过放保护，它是用来防止因设备故障或停电时间较长造成蓄电池过度放电，该功能称为“下电保护”。当控制单元检测到电池组电压低于设置的阈值时会切断电池向负载供电的回路。下电保护可以通过人工设置实现关闭，关闭后电池的过放电不受任何保护，除非遇见紧急情况，否则不要轻易关闭下电保护。

可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。

Claims (6)

1.一种高频电源柜的控制系统，包括电源控制系统，其特征在于：所述电源控制系统由交流配电单元、直流配电单元、整流模块、监控模块和控制单元组成，监控模块通过RS485总线与整流模块通讯，所述交流配电单元电性连接于整流模块，所述整流模块电性连接于直流配电单元；

所述电源控制系统中还包括交流输入开关、交流配电开关和直流配电开关。

2.根据权利要求1所述的一种高频电源柜的控制系统，其特征在于：所述交流配电单元由交流接触器、交流检测单元、浪涌保护装置、空气开关和母排等部分组成，通常通信电源都具有双回路交流供电配置。

3.根据权利要求1所述的一种高频电源柜的控制系统，其特征在于：所述直流配电单元由直流接触器、直流检测单元、熔断器、分流器、空气开关和母排等部分组成，整流模块输出并联接入直流母排后被直流配电单元分配给两组蓄电池组充电用和供负载用。

4.根据权利要求1所述的一种高频电源柜的控制系统，其特征在于：所述监控模块可根据系统的运行状态对被监控对象发出相应的动作指令，主要包括：控制整流模块开/关机控制和电池组的均/浮充转换；改变整流模块限流点；调节整流模块电压；负载下电和电池保护。

5.根据权利要求2所述的一种高频电源柜的控制系统，其特征在于：所述交流接触器电性连接有多个空气开关，所述空气开关和交流接触器均并联至交流输入开关与整流模块之间的电路中。

6.根据权利要求3所述的一种高频电源柜的控制系统，其特征在于：所述整流模块通过分流器电性连接于直流接触器，所述直流接触器通过母排电性连接有两个电池组。

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