[实用新型]快速不间断电源系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及电力电子技术，特别是不允许间断供电和不允许停电的用电负载供电的设备或装置。

背景技术：

国内外的各种领域为了保证重要设备供电的不间断而大量使用着各种品牌的UPS电源，据不完全统计，仅中国每年就有约几百万KVA的UPS用量，凡对供电能力要求较高的场所大都配置了在线式UPS，UPS几乎在用电领域被视为电源之神。其实市场上的许多UPS不但其输出的波形质量不如市网送来的原始物理正弦波形，而且带载能力差(带载率不足70％)，抗冲击能力差(不允许带冲击负载)，对负载的适应性差(不能带感性负载)，对电网的适应性差(遇电压偏低或偏高时有保护性停止工作)，对工作场所的适应性差(要求调温、调湿、除尘、防静电、无干扰及通风畅通等)，且UPS的大量涌入供用电系统导致了对电网的严重污染(在线逆变产生的高次谐波和非正弦量反馈于电网)，而必配进、出线隔离变压器和在线整流与逆变的损耗又降低了电能的使用效率(降低效率15％以上)，造成了严重的能量浪费，被浪费部分能量的电热转化又给系统增加了火灾隐患。如此等等，一些系统使用UPS后，虽然解决了电源不间断的问题，但却带来了诸多得不偿失的副作用，特别是在无序竞争和质价泛滥环境中滋生或栖息的低档UPS(至今仍是用普通小型电力电子散件和门电路堆积组装而成)大量充斥市场，使许多供电系统的能力、质量、安全和效率变得糟糕。

发明内容：

本实用新型的目的是克服上述不足问题，提供一种快速不间断电源系统，结构简单，安全可靠，节能、安全、环保和适应能力强。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：快速不间断电源系统，由应急电源和快速双电源切换器组成，快速双电源切换器涉及触点式双电源互投装置和交流无触点开关，触点式双电源互投装置的触点开关C1和C2分别并联无触点开关K1和K2，并联回路与输出电源串联，触点开关及无触点开关均与控制板相连通，控制板上还连接有电源监视仪表，应急电源与输入电源串联，并与控制板相连。

所述控制板上连接的电源监视仪表包括输入电源监视仪表和输出电源监视仪表，采用电压变换器、电压互感器或电流变换器。

所述交流无触点开关K1、K2为可控硅模块或IGBT模块或IPM模块类电力电子器件(包括IGCB.GTR.GTO.P-MOSFET等)。

所述控制板采用PLC，单片机、工控机或普通逻辑控制电路。

所述应急电源可以根据负荷的特性和现场环境需要选用UPS、EPS或正弦波逆变器，主要包括整流环节、充电放电环节、正弦波逆变环节和蓄电池组。

本实用新型与同类产品相比具有显著的效果：结构简单，将应急电源与双电源切换器结合起来应用，消除UPS在线工作系统的副作用，提高不间断电源系统长期运行过程中的安全性、实用性、经济性、环保性和正常工作条件下对电网、场所、负载等的适应性，使系统更加科学和合理。实用中已有不少100KW-1500KW左右的例证，实践证明：只要合理选配应急电源或调整好应急电源参数指标，本实用新型系统在前述各方面效果十分明显，具有绝对优势和发展潜力。在许多场所可以代替或改善UPS功能、性能和参数，是一种新型的容量不受限制的避免在线工作的、节能、安全、环保和适应能力强的后备式不间断电源系统。

附图说明：

图1为本实用新型的电路示意图。

具体实施方式：

如图1所示，市网电源接一个触点式双电源互投装置1后接快速不间断电源系统，快速不间断电源系统由应急电源3和快速双电源切换器2组成，应急电源可以根据负荷的特性和现场环境需要选用UPS、EPS或正弦波逆变器，主要包括整流环节、充电放电环节、正弦波逆变环节和蓄电池组，应急电源内的整流电路分成两路，一路给电池充电，另一路接逆变器(直-交)，应急电源与输入电源串联，并与快速双电源切换器控制板PC相连。快速双电源切换器2为触点式双电源互投装置的触点开关C1和C2分别并联无触点开关K1和K2，交流无触点开关K1、K2可以采用可控硅模块或IGBT模块或IPM模块类电力电子器件(包括IGCT.GTR.GTO.P-MOSFET等)，并联回路与输出端串联作为总输出，触点开关及无触点开关均与控制板相连通，控制板采用PLC，单片机、工控机或普通逻辑控制电路均可，控制板上两路输入电源处连接有输入电源监视仪表A1和A2，输出电源处连接有输出电源监视仪表A3，A1、A2和A3可采用电压变换器、电压互感器或电流变换器。

应用时，假设在快速双电源切换器内将C1与K1设置为工作电源开关组(接主电源)，而把C2与K2设置为备用电源开关，来自触点式双电源互投装置的电源分成两路，一路直接引致快速双电源切换器的C1与K1开关组，另一路引入应急电源的整流器经充电器给电池组充电，应急电源的逆变器输出母线引入快速双电源切换器内接备用电源开关组(C2与K2)。正常情况下C1处于“通”态，C2处于“断”态，K1与K2均处于截止状态，逆变器在正常情况下始终处于空载输出或轻载(控制、信号及监测仪表电源用电)输出状态，快速不间断电源系统输出市网电源给负载供电。在市网电源因故间断期间，C1断开的同时，K2迅速导通，应急电源迅速代替市网电源向负载供电，市网电源恢复正常后K2截止，K1导通，恢复市网供电状态，同时C1由“断”态向“通”态转换，C1转为“通”态后K1退出工作(截止)，如果市网电源因故消失，则在C1由通态向断态转换的瞬间，K2迅速导通，应急电源迅速接替市网电源向负载供电，经过短延时后市网电源若未恢复，则C2由断态转为通态，K2退出工作状态，由C2向负载长时间提供应急电源，直到电网恢复正常工作或电池欠压保护。同理，如果将快速双电源切换器内的C2和K2设置成主电开关而将C1和K1设置成备用电源开关，则C2和K2开关组与市网电源相接，C1和K1开关组与应急电源输出端相接，原理不变。当输出端短路引起市网电源掉闸断电时，快速双电源切换器内的控制板通过输出监控仪表A3获得短路信息并据此阻止快速双电源切换器内两组开关的导通和转换，确保应急电源不会误投到短路故障的电路上。