RU2566811C2 - Источник бесперебойного питания, система электроснабжения и способ использования источника бесперебойного питания - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к системам распределения электроэнергии. Технический результат - упрощение системы. Способ установки системы распределения электроэнергии на предприятии включает следующие действия: обеспечение блока распределения электроэнергии, включающего, по меньшей мере, один выполненный с возможностью монтажа в стойку блок распределения электроэнергии, при этом блок распределения электроэнергии включает электрическое соединение, имеющее электрическую шину, сконфигурированную для непосредственного соединения с вертикальным участком электрического шинопровода; прокладки электрического шинопровода от конца, расположенного на выходе источника бесперебойного питания (ИБП), к электрическому соединению в блоке распределения электроэнергии и непосредственного соединения электрического шинопровода с выходом ИБП с помощью соединения «шинный контакт-шинный контакт» между выходом ИБП и концом электрического шинопровода. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение в целом относится к системам распределения электроэнергии и, в частности, к системам распределения электроэнергии, включающим источник бесперебойного питания (ИБП).

Уровень техники

При использовании электрического шинопровода обычно имеется короб, который вмещает множество электрических проводников в форме шины. Шинопровод обычно прокладывается выше питаемой электрической нагрузки, например, прикрепляется к потолку или другой находящейся над головой конструкции. Кабельные соединения обычно используются для выполнения соединения шинопровода с нагрузкой. Кабельные соединения также используются для соединения источника электроэнергии с шинопроводом. Кабельные соединения с нагрузкой обычно выполняются в отводном коробе.

Недостатком кабельных соединений является то, что такие соединения часто требуют индивидуальной прокладки кабельных каналов между шинопроводом и источником электроэнергии, а иногда - между шинопроводом и нагрузкой. Каждое из этих соединений, таким образом, включает индивидуальные изгибы и индивидуальную прокладку кабельного канала, а также индивидуальную прокладку кабелей внутри кабельного канала, причем все это выполняется на месте. В результате того, что требуется работа на месте, требуются специализированный инструмент и специализированное оборудование. Кроме того, значительное количество отходов, металлической стружки и т.п. может производиться или оставаться при выполнении прокладки.

Раскрытие изобретения

Было бы, следовательно, выгодно создать систему распределения электроэнергии, включающую ИБП, в которой, по меньшей мере, некоторые из электрических соединений, включая электрическое соединение ИБП с шинопроводом, выполнены путем непосредственного соединения без использования кабеля. В частности, является выгодным обеспечить вышеуказанное так, что соединения выполняются, например, по схеме «шинный контакт-шинный контакт» без использования кабеля. Такой подход помогает устранить работу по индивидуальной прокладке на месте, которая увеличивает издержки и сложность.

Согласно одному аспекту, источник бесперебойного питания (ИБП) имеет первый вход, соединенный с источником электроэнергии переменного тока; первую преобразующую электроэнергию схему, соединенную с первым входом, причем первая преобразующая электроэнергию схема включает первое множество электрических переключателей, используемых для потребления тока контролируемым образом из источника электроэнергии переменного тока, и первый выход. Согласно одному варианту осуществления, ИБП также включает вторую преобразующую электроэнергию схему, включающую второй вход, соединенный с первым выходом, и второй выход, причем вторая преобразующая электроэнергию схема включает второе множество электрических переключателей, используемых для потребления электроэнергии постоянного тока контролируемым образом и подачи электроэнергии переменного тока на второй выход. Согласно еще одному варианту осуществления, ИБП включает электрический короб, вмещающий каждую из первой преобразующей электроэнергию схемы и второй преобразующей электроэнергию схемы, при этом электрический короб включает электрическое соединение, соединенное со вторым выходом и сконфигурированное для непосредственного прикрепления к вертикальному участку электрического шинопровода.

Согласно еще одному аспекту, электрическая система включает электрический шинопровод, включающий первый конец, по меньшей мере, один второй конец и первый вертикальный участок электрического шинопровода, включенный в электрический шинопровод на первом конце. Согласно одному варианту осуществления, электрическая система также включает источник бесперебойного питания (ИБП), имеющий вход; выход; преобразующую электроэнергию схему, сконфигурированную для приема электроэнергии переменного тока, преобразования электроэнергии переменного тока в электроэнергию постоянного тока и преобразования электроэнергии постоянного тока в электроэнергию переменного тока, подаваемую на выход; и электрический короб, вмещающий преобразующую электроэнергию схему и электрическое соединение, соединенное с выходом и сконфигурированное для непосредственного прикрепления к первому вертикальному участку электрического шинопровода. Согласно еще одному варианту осуществления, электрическая система включает, по меньшей мере, один блок распределения электроэнергии, сконфигурированный для непосредственного прикрепления ко второму вертикальному участку электрического шинопровода, включенному в электрический шинопровод на, по меньшей мере, одном втором конце.

Согласно еще одному аспекту, способ установки системы распределения электроэнергии на предприятии включает следующие действия: обеспечение блока распределения электроэнергии, включающего, по меньшей мере, один выполненный с возможностью монтажа в стойку блок распределения электроэнергии, при этом блок распределения электроэнергии включает электрическое соединение, имеющее электрическую шину, сконфигурированную для непосредственного соединения с вертикальным участком электрического шинопровода; прокладки электрического шинопровода от конца, расположенного на выходе ИБП, к электрическому соединению в блоке распределения электроэнергии; и непосредственного соединения электрического шинопровода с выходом ИБП с помощью соединения «шинный контакт-шинный контакт» между выходом ИБП и концом электрического шинопровода.

Краткое описание чертежей

Прилагаемые чертежи могут быть выполнены без соблюдения масштаба. На чертежах одинаковые или приблизительно одинаковые компоненты, которые изображены на различных фигурах, обозначены одинаковыми позициями. В целях ясности не каждый компонент может быть обозначен на каждом чертеже.

Фигура 1 иллюстрирует схему системы распределения электроэнергии,

фигура 2 иллюстрирует систему распределения электроэнергии согласно еще одному варианту осуществления,

фигура 3 иллюстрирует соединение шинопровода с ИБП согласно одному варианту осуществления,

фигура 4 иллюстрирует электрическое соединение согласно одному варианту осуществления, и

фигура 5 иллюстрирует соединительное приспособление электрического шинопровода согласно одному варианту осуществления.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение не ограничено в его осуществлении подробностями конструкции и расположением компонентов, изложенными в нижеследующем описании или изображенными на чертежах. Изобретение имеет и другие варианты осуществления и может быть воплощено на практике различными способами. Кроме того, формулировки и терминология, используемые в настоящем документе, имеют целью описание и не должны истолковываться как ограничивающие. Использование выражений «включающий», «содержащий», «имеющий», «заключающий в себе», «состоящий из» и их варианты в настоящем документе означают наличие элементов, перечисленных далее, и их эквивалентов, а также дополнительных элементов.

Когда системы распределения электроэнергии устанавливаются для питания нагрузки, относящейся к информационным технологиям (IT), является предпочтительным уменьшить или устранить электрическую кабельную разводку, которая ранее прокладывалась ниже такого оборудования под съемными полами. Прокладка шинопроводов для питания IT-оборудования обеспечивает гибкий и масштабируемый подход, который соединяет блоки распределения электроэнергии (распределительные щиты) с источником электроэнергии, в то же время устраняя прокладку проводников электроэнергии под съемными полами. Фигура 1 иллюстрирует систему 8 распределения электроэнергии согласно варианту осуществления, в котором ИБП непосредственно соединен с одним или более блоком распределения электроэнергии через электрический шинопровод. Система 8 распределения электроэнергии включает источник 11 электроэнергии переменного тока. Система 8 распределения электроэнергии также включает ИБП 10, множество блоков 12 распределения электроэнергии и электрический шинопровод 14. В изображенном варианте осуществления ИБП 10 и блоки 12 распределения электроэнергии соединены через электрический шинопровод 14. Кроме того, в изображенном варианте осуществления ИБП 10 включает один или более электрический короб 16, который вмещает преобразующую электроэнергию схему, один или более электрический короб 18, который вмещает бесконтактный (полупроводниковый) переключатель и/или переключатель на байпас для технического обслуживания, и электрический короб 20, который вмещает электрическое соединительное приспособление. ИБП 10 также включает вход 9 и выход 33. Согласно некоторым вариантам осуществления, вход 9 соединен с источником 11 электроэнергии переменного тока, а выход 33 соединен с электрическим шинопроводом 14, например, с помощью электрического соединительного приспособления.

Согласно одному варианту осуществления, ИБП 10 включает первую преобразующую электроэнергию схему 13, включающую вход 15 и выход 17; вторую преобразующую электроэнергию схему 19, включающую вход 21 и выход 23; и соединение постоянного тока, которое присоединено между выходом 17 и входом 21. В некоторых вариантах осуществления выход 23 второй преобразующей электроэнергию схемы и выход 33 ИБП могут электрически представлять собой одну точку. Однако, согласно другим вариантам осуществления, дополнительная схема включена между выходом 23 второй преобразующей электроэнергию схемы и выходом 33 ИБП 10. Согласно изображенному варианту осуществления, ИБП 10 может также включать одно или оба из следующего: полупроводниковый переключатель 27 и переключатель 29 на байпас для технического обслуживания. Как показано, каждый из полупроводникового переключателя 27 и переключателя 29 на байпас для технического обслуживания расположен во втором электрическом коробе 18. Однако один или оба из полупроводникового переключателя 27 и переключателя 29 на байпас для технического обслуживания может быть расположен удаленно от ИБП 10, т.е. расположен удаленно от электрического короба 18. Кроме того, когда один или оба из полупроводникового переключателя 27 и переключателя 29 на байпас для технического обслуживания физически расположен внутри ИБП 10, расположения этих устройств в коробе могут отличаться от тех, что изображены.

В некоторых вариантах осуществления система 8 включает один или более источник электроэнергии постоянного тока, например, батареи 25. В различных вариантах осуществления один или более источник электроэнергии постоянного тока, такой как батареи 25, может быть соединен с соединением постоянного тока. Кроме того, источник электроэнергии постоянного тока может быть расположен внутри ИБП 10, в то время как в других вариантах осуществления источник электроэнергии постоянного тока (батареи или другой тип источника электроэнергии постоянного тока) может быть расположен удаленно от ИБП 10. Другие типы источников электроэнергии постоянного тока, используемых отдельно или в сочетании с батареями 25, могут включать источники электроэнергии постоянного тока с большим временем работы, например, роторные генераторы, топливные элементы, солнечные батареи и т.д. В некоторых вариантах осуществления первый источник электроэнергии постоянного тока соединен с соединением постоянного тока, в то время как второй источник электроэнергии постоянного тока соединен с первой преобразующей электроэнергию схемой 13, например, с дополнительным входом первой преобразующей электроэнергию схемы 13. Согласно одному варианту осуществления, первый источник электроэнергии постоянного тока представляет собой источник электроэнергии постоянного тока с большим временем работы, а второй источник электроэнергии постоянного тока включает батареи 25.

Согласно некоторым вариантам осуществления, первая преобразующая электроэнергию схема 13 включает множество полупроводниковых переключателей, которые используются для потребления тока контролируемым образом из источника электроэнергии переменного тока. В другом варианте осуществления вторая преобразующая электроэнергию схема 19 включает второе множество полупроводниковых переключателей, которые используются для потребления электроэнергии постоянного тока контролируемым образом для подачи электроэнергии переменного тока на выход 23. Соответственно, конкретная конфигурация преобразующей электроэнергию схемы, включенной в электрический короб 16, может варьироваться в зависимости от типа используемого ИБП. Например, ИБП может иметь конфигурацию постоянно включенного ИБП. Кроме того, варианты осуществления могут использоваться в широком разнообразии областей применения, включая те, которые используют линейно-интерактивную конструкцию ИБП, ИБП с дельта-преобразованием, роторные ИБП, ИБП с мотором-генератором/батареей, соединенные с двигателем ИБП.

Когда вторая преобразующая электроэнергию схема потребляет электроэнергию постоянного тока, она может делать это путем потребления электроэнергии постоянного тока, подаваемой на выход первой преобразующей электроэнергию схемы. Далее, хотя один электрический короб 16 изображен включающим каждую из первой преобразующей электроэнергию схемы 13 и второй преобразующей электроэнергию схемы 19, электрический короб 16 может включать множество коробов, при этом, например, первый короб вмещает первую преобразующую электроэнергию схему 13, а второй, смежный, короб вмещает вторую преобразующую электроэнергию схему 19. Возможны дополнительные конфигурации, включающие интегрированные батареи, включенные в ИБП 10, и/или удаленные батареи или другие источники электроэнергии постоянного тока, включенные в ИБП 10, но расположенные удаленно от коробов 16, 18 и 20, как описано выше.

Соответственно, относительные расположения различных компонентов и/или секций ИБП могут отличаться от тех, что изображены на фигуре 1, и варианты осуществления предназначены для получения разнообразия конфигураций ИБП, которые являются возможными. Например, в одном варианте осуществления ИБП включает первое множество сильно связанных стоек для электрического оборудования, которые обеспечивают первый электрический короб 16, и второе множество сильно связанных стоек для электрического оборудования, которые вместе обеспечивают электрический короб 18. Вышесказанное также может быть справедливым для электрического короба 20, поскольку он тоже может включать один или множество сильно связанных электрических коробов. Например, первый фазовый проводник электрического шинопровода 14 может быть соединен с первой фазой выхода ИБП в первом электрическом коробе, второй фазовый проводник электрического шинопровода 14 может быть соединен со второй фазой выхода ИБП во втором электрическом коробе и т.д.

Кроме того, в различных вариантах осуществления другие изменения физического исполнения электрических коробов, которые вмещают соответствующие системные элементы ИБП 10, могут быть обеспечены по отношению к фигуре 1. Например, полупроводниковый переключатель 27 может быть расположен в электрическом коробе, который центрально расположен во множестве сильно связанных стоек для электрического оборудования, например, центрально расположен во множестве сильно связанных стоек для электрического оборудования, которые включают электрический короб 16 и электрический короб 20. Вышеописанная конфигурация может быть использована, например, когда ИБП включает множество первых преобразующих электроэнергию схем 13, т.е. два преобразователя электроэнергии переменного тока в электроэнергию постоянного тока, работающих параллельно. В этой конфигурации ИБП может включать первый электрический короб, вмещающий первый из двух преобразователей электроэнергии переменного тока в электроэнергию постоянного тока, и второй электрический короб, вмещающий второй из двух преобразователей электроэнергии переменного тока в электроэнергию постоянного тока. Согласно этому варианту осуществления, первый и второй электрические коробы являются сильно связанными на противоположных концах центрально расположенного электрического короба 18, который вмещает полупроводниковый переключатель 27. Аналогичным образом, ИБП может включать множество вторых преобразующих электроэнергию схем, т.е. множество преобразователей постоянного тока в переменный ток, работающих параллельно. Кроме того, как указано выше, переключатель 29 на байпас для технического обслуживания может быть удаленно расположен по отношению к ИБП 10.

В изображенном варианте осуществления каждый из блоков 12 распределения электроэнергии включает один или множество электрических коробов (или шкафов), включающих удаленный распределительный щит 22 и одну или множество аппаратных стоек 24А-24Е. Согласно одному варианту осуществления, удаленный распределительный щит 22 включает множество разветвляющих цепь модулей. Такой подход проиллюстрирован и описан подробно в патентах США №7,606,014 и 7,619,868. Ссылка на каждый из этих патентов США, которые принадлежат компании «American Power Conversion Corp.», означает его полное включение в настоящий документ. В одном варианте осуществления каждый из разветвляющих цепь модулей принимает электроэнергию внутри удаленного распределительного щита 22 и распределяет электроэнергию через кабельные соединения. Кроме того, разветвляющие цепь модули могут включать одно или более устройство защиты от сверхтока. Соответственно, разветвляющий цепь модуль может включать один или более многополюсный или однополюсный размыкатель цепи.

В изображенном варианте осуществления каждая из аппаратных стоек включает разветвитель 26 питания, который включает множество розеток. Кроме того, система может включать один или множество кабелей 28, которые могут включать первый электрический кабель 30 и второй электрический кабель 32, соединенные друг с другом соединением (или соединительным приспособлением) 34. Согласно этому варианту осуществления каждый электрический кабель 28 соединяет один или более разветвитель 26 питания, соответственно, с удаленным распределительным щитом 22. Согласно еще одному варианту осуществления, непрерывный электрический кабель, который не включает соединения 34, может соединять разветвляющий цепь модуль удаленного распределительного щита 22 с аппаратной стойкой 24 и разветвителем 26 питания.

Кроме того, аппаратные стойки могут включать оборудование, которое соединяется с разветвителем 26 питания (например, подключается к нему). В одном варианте осуществления одна или более аппаратная стойка включает один или множество серверов и/или другое IT-оборудование, которые питаются от разветвителя 26 питания. Согласно другим вариантам осуществления, разветвители 26 питания не используются. Вместо этого оборудование, расположенное в аппаратных стойках 24А-24В, может присоединяться к разветвляющим цепь модулям, расположенным в удаленных распределительных щитах 22, путем непосредственного соединения с электрическим кабелем. Вышеописанный подход может использоваться, например, когда электрический кабель 28 включает интегрированное соединительное приспособление на его нагрузочном конце.

Система 8 может также включать один или более отводной короб 36. Согласно одному варианту осуществления, отводные коробы 36 используются для соединения электрического шинопровода 14 с блоком 12 распределения электроэнергии. Как изображено, множество блоков 12 распределения электроэнергии соединено с электрическим шинопроводом 14, и система может включать отдельный отводной короб 36А, 36В для каждого блока 12 распределения электроэнергии. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления отводной короб 36 включает защиту от сверхтока и защиту от короткого замыкания для блока 12 распределения электроэнергии, с которым он соединен.

Согласно изображенному варианту осуществления, электрический шинопровод 14 может включать один или более шинный отвод 38, причем шинные отводы включают электрическую шину, которая соединена с электрическим шинопроводом 14 в отводном коробе 36 и с приспособлением для присоединения шины на удаленном распределительном щите 22. Согласно одному варианту осуществления, шинный отвод присоединен посредством соединения «шинный контакт-шинный контакт» в каждом из отводного короба 36 и удаленного распределительного щита 22. Полученные в результате соединения могут снабжать систему 8 полностью свободной от кабелей схемой, которая соединяет выход ИБП с удаленным распределительным щитом 22. В других вариантах осуществления соединение «шинный контакт-шинный контакт» используется для соединения ИБП с электрическим шинопроводом, в то время как кабельное соединение используется для соединения отводного короба 36 с удаленным распределительным щитом 22.

Система 8 распределения электроэнергии, изображенная на фигуре 1, может работать при любом уровне напряжения, подходящем для распределения электроэнергии, например, распределения электроэнергии низкого напряжения, имеющей номинальное рабочее напряжение 600 В или меньше. В одном варианте осуществления система 8 распределения электроэнергии работает при номинальном напряжении 400 В. Кроме того, варианты осуществления могут использоваться для распределения электроэнергии переменного тока или электроэнергии постоянного тока, в зависимости от области применения.

В некоторых вариантах осуществления отводные коробы 36 могут включать вставные соединительные приспособления. Кроме того, отводные коробы могут включать защиту от сверхтока, обеспечиваемую одним или обоими из следующего: размыкатель цепи и плавкий предохранитель. Согласно одному варианту осуществления, отводной короб 36 включает плавкий предохранитель с номиналом 30 А, 60 А или 100 А и не включает размыкатель цепи. Согласно еще одному варианту осуществления, отводной короб 36 включает размыкатель цепи и не включает плавкий предохранитель. Кроме того, когда отводной короб 36 включает плавкий предохранитель, отводной короб может также включать рубильник, который обеспечивает возможность механического разделения между электрическим шинопроводом 14 и шинным отводом 38.

Согласно некоторым вариантам осуществления, общий подход, иллюстрируемый системой 8 распределения электроэнергии из фигуры 1, обеспечивает гибкую и более эффективную прокладку системы распределения электроэнергии. Согласно некоторым вариантам осуществления, этот подход является особенно выгодным для подачи электроэнергии на IT-нагрузку, когда множество относительно малых отдельных нагрузок включено в каждую стойку, что приводит к высокой плотности электроэнергии.

Конкретная конфигурация аппаратных стоек 24 может варьироваться в зависимости от области применения. В некоторых вариантах осуществления блоки распределения электроэнергии смонтированы на колесах, так что их можно перекатывать в место соединения с электрическим шинопроводом 14. Этот подход обеспечивает возможность индивидуально выравнивать блоки распределения электроэнергии с шинными отводами, даже когда расположение отводного короба 36 является фиксированным.

Фигура 2 иллюстрирует систему 50 распределения электроэнергии, которая использует трансформатор для изменения напряжения, подаваемого на выход ИБП, прежде чем выход ИБП соединяется с блоками распределения электроэнергии. Например, система 50 распределения электроэнергии может распределять электроэнергию на блоки 12 распределения электроэнергии с напряжением, которое отличается от напряжения выхода ИБП. Некоторые примеры напряжений выхода ИБП включают любое из следующего: 400 В, 240 В, 480 В/240 В и 415 В/240 В. Как изображено на этой фигуре, ИБП включает первый электрический короб 16, второй электрический короб 18 и третий электрический короб 20, как было описано выше применительно к фигуре 1. Система 50 распределения электроэнергии также включает первый электрический шинопровод 14, непосредственно соединенный с выходом ИБП 10. Кроме того, система 50 распределения электроэнергии включает второй электрический шинопровод 15. Система распределения электроэнергии также включает трансформаторный блок 52. В изображенном варианте осуществления трансформаторный блок 52 включает трансформатор для создания потребляемого напряжения, которое отличается от напряжения выхода ИБП. Например, выходное напряжение трансформатора 52, включенного в систему распределения электроэнергии, может составлять 280/120 В, когда напряжение выхода ИБП составляет 415/240 В, или может быть другим, отличным от 280/120 В.

Система 50 может включать множество блоков 12 А, 12 В распределения электроэнергии и множество трансформаторных блоков 52 А, 52 В. Система 50 может также включать один или более первый отводной короб 54 А, 54 В и один или более второй отводной короб 36 А, 36 В.

Для поддержания модульного подхода трансформаторные блоки могут включаться или добавляться в систему 50 распределения электроэнергии для соответствия увеличивающимся электрическим нагрузкам. Например, в изображенном варианте осуществления трансформаторный блок 52 В включен для питания второго множества блоков распределения электроэнергии. Согласно одному варианту осуществления, это позволяет включать трансформаторы средних размеров в каждый из трансформаторных блоков, при этом трансформаторы могут более эффективно работать ближе к их максимальным характеристикам с меньшими потерями. Кроме того, отводные коробы 54 А, 54 В могут обеспечивать соединение отдельных трансформаторных блоков 52 А, 52 В с первым электрическим шинопроводом 14. Второй электрический шинопровод 15 обеспечивает соединение вторичной обмотки трансформатора, включенного в трансформаторный блок 52, с соответствующим блоком 12 распределения электроэнергии.

Согласно этому варианту осуществления, вторые отводные коробы 36 А, 36 В могут использоваться для обеспечения соединения отдельных из множества блоков 12 А, 12 В распределения электроэнергии со вторым электрическим шинопроводом 15. Согласно одному варианту осуществления, номинальный ток электрического шинопровода 14 соответствует номинальному току выхода ИБП 10. Второй электрический шинопровод 15 в различных вариантах осуществления может иметь или не иметь такие же конструкцию и номинальные характеристики, что и первый электрический шинопровод 14. Например, в одном варианте осуществления номинальный ток второго электрического шинопровода 15 отличается от номинального тока первого электрического шинопровода 14 в результате разницы в рабочем напряжении между этими двумя электрическими шинопроводами и/или по причине того, что один электрический шинопровод 15 может нести лишь часть всего номинального тока выхода ИБП 10. Например, как изображено на фигуре 2, второй трансформаторный блок 52 В может быть соединен с электрическим шинопроводом 14 в отводном коробе 54 В. Второй электрический шинопровод 15 В может быть соединен с вторичной обмоткой трансформатора, включенного в трансформаторный блок 52 В, при этом электрический шинопровод 15 В соединяет второе множество блоков распределения электроэнергии с выходом ИБП через трансформаторный блок 52 В и электрический шинопровод 14. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления номинальный ток второго электрического шинопровода может быть таким, чтобы соответствовать номинальному току трансформатора, включенного в трансформаторный блок, с которым он соединен.

Согласно одному варианту осуществления, каждый из трансформаторных блоков 52 А, 52 В включает трансформатор мощностью 500 кВт. Трансформаторные блоки могут иметь такой размер, чтобы соответствовать предполагаемому потреблению присоединенной нагрузки. Кроме того, когда множество трансформаторных блоков 52 А, 52 В включено в систему 50 распределения электроэнергии, трансформаторные блоки могут иметь отличный друг от друга размер.

Фигура 3 иллюстрирует соединение «шинный контакт-шинный контакт» электрического шинопровода 14, например, электрического шинопровода 14, изображенного на фигурах 1 и 2, с ИБП согласно одному варианту осуществления. Как изображено, соединение включено в электрический короб, например, третий электрический короб 20, включенный в ИБП. Согласно варианту осуществления, изображенному на фигуре 3, электрический шинопровод включает вертикальный участок 60. Электрический шинопровод, включающий вертикальный участок 60, вмещает множество шинных контактов 62, включающее один или более фазовый проводник, нейтральный проводник и заземляющий проводник. Соединение выполнено внутри короба путем соединения вертикального участка 60 электрического шинопровода с множеством шинных контактов 62 в электрическом коробе 20, причем это множество шинных контактов 62 предусмотрено на выходе 33 ИБП.

В различных вариантах осуществления множество шинных контактов 62 может быть изготовлено из любого типа электрического проводника, такого как медь, алюминий или их сплавы, а также из других токопроводящих металлов. Далее, электрический шинопровод может включать меньшее или большее количество проводников. Например, множество шинных контактов 62 может включать другое количество фазовых проводников. Кроме того, множество шинных контактов может включать или может не включать либо нейтральный проводник, либо заземляющий проводник.

Фигура 3 также иллюстрирует соединительное приспособление 64 электрического шинопровода, которое образует конец электрического шинопровода, например, конец электрического шинопровода 14. Например, соединительное приспособление 64 электрического шинопровода может быть снабжено концом с выступами, как изображено на фигуре 3, для обеспечения места для болтового соединения с шинными контактами, которое (болтовое соединение) выполняет присоединение вертикального участка 60 электрического шинопровода к выходу 33 ИБП.

Другие механические конфигурации соединительного приспособления 64 электрического шинопровода могут быть использованы для обеспечения соединения «шинный контакт-шинный контакт» между концом электрического шинопровода и ИБП. В изображенном варианте осуществления каждый из фазовых проводников и нейтрального проводника включает множество (2) шинных контактов, которые обеспечивают увеличенную несущую способность по току для каждого из проводников. Альтернативно, один шинный контакт может быть использован для каждого проводника из множества проводников в электрическом шинопроводе. Кроме того, шинные контакты и выход ИБП могут включать лишь трехполюсную систему с заземляющей шиной или без заземляющей шины. Электрический шинопровод может быть обеспечен таким образом, чтобы подходить для разнообразия областей применения, например, электрический шинопровод может иметь номинальный ток из диапазона 225-5000 А, и множество шинных контактов 62 могут иметь размер для несения такого номинального тока для выбранной области применения.

Вертикальный участок 60 электрического шинопровода может быть включен в качестве части горизонтального участка, которая изначально проходит в вертикальном направлении от верха третьего электрического короба 20, а затем изменяет направление посредством использования углового элемента для выполнения соединения с горизонтальным участком электрического шинопровода. Согласно еще одному варианту осуществления, вертикальный участок 60 электрического шинопровода может быть включен в вертикальный участок, который проходит, когда он установлен, в вертикальном направлении через последовательность различных вертикальных уровней или этажей предприятия.

Как было сказано выше, возможны вариации в расположении электрических коробов 16, 18 и 20 внутри ИБП 10. Как изображено на фигурах 1-3, третий электрический короб 20 представляет собой концевой блок, однако альтернативные варианты осуществления могут быть использованы при условии, что выход ИБП 10 может быть соединен с концом электрического шинопровода 14. В одном варианте осуществления третий электрический короб 20 является центрально расположенным среди электрических коробов, включенных в ИБП 10. Согласно еще одному варианту осуществления, третий электрический короб 20 не используется. Вместо этого вертикальный участок 60 электрического шинопровода соединяется с ИБП 10 либо в первом электрическом коробе 16, либо во втором электрическом коробе 18. Соответственно, в одном варианте осуществления соединительное приспособление 64 электрического шинопровода расположено на верхе второго электрического короба 18, а в другом альтернативном варианте осуществления соединительное приспособление 64 электрического шинопровода расположено на верхе первого электрического короба 16.

Фигура 4 иллюстрирует соединение 65 между выходом ИБП 10 и электрическим шинопроводом 14. Соединение 65 обеспечивает механическое соединение, равно как и электрическое соединение между ИБП 10 и электрическим шинопроводом 14. Фигура 4 иллюстрирует одно болтовое соединение «шинный контакт-шинный контакт», которое может входить в состав множества соединений «шинный контакт-шинный контакт», например, множества соединений, изображенных на фигуре 3. В изображенном варианте осуществления соединение включает первый шинный контакт 66, второй шинный контакт 68 и промежуточный соединительный элемент 67. Кроме того, соединение включает одну или более шайбу 72 и крепежный элемент 70. В изображенном варианте осуществления первый шинный контакт 66 представляет, или включен в, конец электрического шинопровода. Кроме того, второй шинный контакт 68 соединен с ИБП и включен в качестве части ИБП в некоторых вариантах осуществления. Например, второй шинный контакт 68 может быть соединен с выходом 33 или обеспечен на выходе 33, показанном на фигуре 1.

В изображенном варианте осуществления крепежный элемент 70 включает гайку и болт. Согласно одному варианту осуществления, шайба (шайбы) 72 представляет (представляют) собой коническую шайбу (шайбы). В еще одном варианте осуществления любой или оба из крепежного элемента 70 и шайбы (шайб) 72 представляют собой изделия класса 5 прочности.

Другой тип крепежных изделий может быть использован при условии, что он является подходящим для поддержания электрического соединения между первым шинным контактом 66 и вторым шинным контактом 68 при циклических изменениях температуры, обусловленных изменениями в потреблении присоединенной нагрузки и/или изменениями в температуре окружающей среды.

Промежуточный соединительный элемент 67 может быть использован для соединения нескольких шинных контактов, которые предусмотрены для одного и того же фазового, нейтрального и/или заземляющего проводника, соответственно. Например, снова обратимся к фигуре 3; каждая из фазы А, фазы В, фазы С и нейтрали включает два шинных контакта, соединенных друг с другом промежуточным соединительным элементом 67. Соответственно, в вариантах осуществления, где каждый из этих фазовых и нейтрального проводников включает несколько шинных контактов, промежуточный соединительный элемент 67 может использоваться для соединения этих нескольких шинных контактов одного и того же проводника друг с другом.

Теперь рассмотрим фигуру 5, на которой соединительное приспособление 64 электрического шинопровода изображено более подробно. Согласно изображенному варианту осуществления, соединительное приспособление электрического шинопровода включает множество шинных контактов 62 и фланец 74, который используется для прикрепления вертикального участка 60 электрического шинопровода к ИБП, например, к третьему электрическому коробу 20. В данном случае представлена четырехполюсная система распределения электроэнергии. Как было сказано выше, однако, трехполюсные системы или другие альтернативные конфигурации могут использоваться в различных вариантах осуществления.

Фланец 74 прикрепляется к стенке или к верху третьего электрического короба 20 одним или более крепежным элементом 76. Фланец 74 прикрепляется к соответствующему фланцу, предусмотренному на третьем электрическом коробе 20. В некоторых вариантах осуществления одна или более прокладка используется для обеспечения уплотнения (например, пыленепроницаемого или непроницаемого для атмосферных агентов уплотнения), когда фланец 74 прикрепляется к третьему электрическому коробу. Как было сказано выше, соединительное приспособление 64 электрического шинопровода может быть включено на конце вертикального участка 60 электрического шинопровода.

Соединительное приспособление 64 электрического шинопровода может быть присоединено к выходу 33 ИБП посредством болтового соединения множества шинных контактов 62 с соответствующим множеством шинных контактов, предусмотренных на выходе 33 ИБП, см., например, фигуру 3. В некоторых вариантах осуществления полученное в результате соединение может быть частью всего соединения «шинный контакт-шинный контакт» выхода 33 ИБП с одним или более блоком 12 распределения электроэнергии без использования кабельной разводки для выполнения соединения.

Варианты осуществления могут использоваться с широким разнообразием конструкций ИБП, включая постоянно включенные ИБП, линейно-интерактивные ИБП, ИБП с дельта-преобразованием, роторные ИБП, ИБП с мотором-генератором/батареей, соединенные с двигателем ИБП в качестве некоторых примеров.

Выше были описаны несколько аспектов, по меньшей мере, одного варианта осуществления настоящего изобретения, однако необходимо понимать, что различные изменения, модификации и усовершенствования могут быть с легкостью предложены специалистами в данной области. Эти изменения, модификации и усовершенствования являются частью настоящего раскрытия и входят в сущность и объем изобретения. Соответственно, приведенное выше описание и чертежи являются лишь примерами.

Claims (20)

1. Система, содержащая электрический шинопровод, имеющий множество шинных контактов и вертикальный участок, и источник бесперебойного питания (ИБП), который содержит:
первый вход, соединенный с источником электроэнергии переменного тока; первую преобразующую электроэнергию схему, соединенную с первым входом, причем первая преобразующая электроэнергию схема включает первое множество электрических переключателей, используемых для контролируемого потребления тока от источника электроэнергии переменного тока, и первый выход; вторую преобразующую электроэнергию схему, включающую второй вход, соединенный с первым выходом, и второй выход, причем вторая преобразующая электроэнергию схема включает второе множество электрических переключателей, используемых для контролируемого потребления электроэнергии постоянного тока и подачи электроэнергии переменного тока на второй выход; и электрический короб, вмещающий первую преобразующую электроэнергию схему и вторую преобразующую электроэнергию схему, причем электрический короб имеет электрическое соединение, связанное со вторым выходом и выполненное с возможностью непосредственного прикрепления к вертикальному участку, при этом, по меньшей мере, часть электрического шинопровода расположена снаружи электрического короба и, по меньшей мере, часть электрического шинопровода проходит через верхнюю часть электрического короба для подключения электрической нагрузки, расположенной на удалении от ИБП.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что ИБП дополнительно содержит бесконтактный переключатель, установленный в электрическом коробе и связанный с указанным электрическим соединением.

3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что электрический короб имеет множество жестко связанных секций, включающих первую секцию для вмещения первой преобразующей электроэнергию схемы и/или второй преобразующей электроэнергию схемы и вторую секцию, непосредственно примыкающую к первой секции, для вмещения бесконтактного переключателя и/или электрического соединения.

4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что бесконтактный переключатель расположен во второй секции, при этом электрический короб имеет третью секцию, непосредственно примыкающую ко второй секции, а электрическое соединение расположено в третьей секции.

5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что дополнительно содержит переключатель на байпас для технического обслуживания, связанный с электрическим соединением.

6. Система по п. 5, отличающаяся тем, что переключатель на байпас для технического обслуживания расположен во второй секции.

7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что электрическое соединение включает электрическую шину, размер и конфигурация которой выбраны из условия обеспечения непосредственного болтового соединения между концом электрического шинопровода и электрической шиной.

8. Система по п. 1, отличающаяся тем, что электрическое соединение выполнено с возможностью непосредственного прикрепления к вертикальному участку электрического шинопровода.

9. Система по п. 1, отличающаяся тем, что электрическое соединение выполнено с возможностью непосредственного прикрепления к горизонтальному участку электрического шинопровода.

10. Система по п. 1, отличающаяся тем, что электрический короб включает отверстие, размер и конфигурация которого выбраны из условия обеспечения непосредственного прикрепления к крепежному разъему электрического шинопровода, расположенному на конце электрического шинопровода.

11. Электрическая система, содержащая:
электрический шинопровод, имеющий первый конец, по меньшей мере, один второй конец и первый вертикальный участок, имеющийся в составе электрического шинопровода и обеспечивающий указанный первый конец, и множество шинных контактов;
источник бесперебойного питания (ИБП), имеющий вход, выход, преобразующую электроэнергию схему для приема электроэнергии переменного тока, преобразования электроэнергии переменного тока в электроэнергию постоянного тока и преобразования электроэнергии постоянного тока в подаваемую на выход электроэнергию переменного тока, и электрический короб, вмещающий преобразующую электроэнергию схему и включающий электрическое соединение, связанное с указанным выходом и выполненное с возможностью непосредственного прикрепления к первому концу вертикального участка электрического шинопровода; и, по меньшей мере, один блок распределения электроэнергии, выполненный с возможностью непосредственного прикрепления ко второму вертикальному участку электрического шинопровода, имеющемуся в составе электрического шинопровода, по меньшей мере, на его одном втором конце, при этом части электрического шинопровода расположены снаружи электрического короба и, по меньшей мере, часть электрического шинопровода проходит через верхнюю часть электрического короба, и, по меньшей мере, один блок распределения расположен на удалении от ИБП.

12. Электрическая система по п. 11, отличающаяся тем, что ИБП имеет первый номинальный ток, равный номинальному току выхода ИБП, а электрический шинопровод имеет второй номинальный ток, равный номинальной несущей способности по току электрического шинопровода, причем второй номинальный ток равен первому номинальному току.

13. Электрическая система по п. 11, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один блок распределения электроэнергии включает множество жестко связанных стоек для электрического оборудования.

14. Электрическая система по п. 13, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один блок распределения электроэнергии включает входную секцию, выполненную с возможностью непосредственного прикрепления ко второму вертикальному участку электрического шинопровода, при этом входная секция жестко связана со смежной стойкой для электрического оборудования из указанного множества жестко связанных стоек.

15. Электрическая система по п. 14, отличающаяся тем, что каждая из множества стоек для электрического оборудования электрически соединена с входной секцией посредством электрического шнура.

16. Электрическая система по п. 15, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна из множества стоек для электрического оборудования включает разветвитель питания с множеством розеток, причем, по меньшей мере, один из соответствующих электрических шнуров имеет разъемное соединение для выполнения электрического соединения между входной секцией и разветвителем питания.

17. Электрическая система по п. 11, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один блок распределения электроэнергии включает множество блоков распределения электроэнергии, при этом, по меньшей мере, один второй конец включает множество вторых концов, а каждый из множества блоков распределения электроэнергии непосредственно прикреплен к одному из множества вторых концов.

18. Способ установки системы распределения электроэнергии на предприятии, в котором:
обеспечивают блок распределения электроэнергии, включающий, по меньшей мере, один блок распределения электроэнергии, выполненный с возможностью монтажа в стойку, при этом блок распределения электроэнергии имеет электрическое соединение с электрической шиной, выполненной с возможностью непосредственного соединения с вертикальным участком электрического шинопровода,
прокладывают электрический шинопровод от конца, расположенного на выходе ИБП, к электрическому соединению в блоке распределения электроэнергии, расположенном на удалении от ИБП; и
непосредственно соединяют электрический шинопровод с выходом ИБП через верхнюю часть короба оборудования, который содержит ИБП, с помощью соединения «шинный контакт - шинный контакт» между выходом ИБП и указанным концом электрического шинопровода.

19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что обеспечивают множество блоков распределения электроэнергии, каждый из которых включает, по меньшей мере, один блок распределения электроэнергии, выполненный с возможностью монтажа в стойку, а также электрическое соединение, имеющее электрическую шину, выполненную с возможностью непосредственного соединения с отдельным вертикальным участком электрического шинопровода; и прокладывают электрический шинопровод от конца, расположенного на выходе ИБП, к электрическому соединению в каждом из множества блоков распределения электроэнергии.

20. Способ по п. 18, отличающийся тем, что связывают электрическое соединение с множеством устройств защиты от сверхтока, включенных в блок распределения электроэнергии.

Images