一种高压在线UPS装置的制作方法

本实用新型属于电力电网领域，涉及一种高压在线UPS装置。

背景技术：

在数据中心、芯片生产厂等重要用电场合，UPS电源是一种非常重要的装置。传统的UPS装置大部分属于静态UPS的范畴，除了冷却风扇之外，所用到的各种电子元件及电气部件均无任何机械运动。相关资料显示，对于中、大容量的UPS，其效率仅为93％-94％，这种装置本身的损耗较高。同时，传统UPS装置采用的蓄电池存储电能，属于化学储能方法，虽然技术成熟，但是它使用寿命短、对环境污染严重。一般蓄电池的使用寿命3-6年，导致后期设备的维护和检修方面耗费大量的资源。

近年来，数据中心、半导体芯片制造业正日益关注一种飞轮储能式动态UPS。采用这种UPS可以进一步提高UPS的效率，同时将故障率偏高、回收困难的蓄电池彻底的从UPS系统中取消，从而有助于提高UPS的可靠性，同时飞轮储能属于物理储能方法，绿色无污染，对环境十分友好。

目前也仅有几家厂家能生产飞轮储能式动态UPS，成本高，各厂家的工艺和结构也有很大区别。但本质都是利用在市电正常时将部分电能转换成动能形式，一旦电网中有各种干扰时，便将储存的动能转换成电能，从而达到不间断供电的目的。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于基于飞轮电池、PCS储能逆变器、晶闸管阀组装置提供一种美观、可靠、优化的在线UPS装置。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种高压在线UPS装置，包括机头部分和飞轮电池柜(3)；

所述机头部分包括静态晶闸管阀组柜(1)和变压器柜(2)；具体包括柜顶风机(101)、静态晶闸管阀组装置(102)、过压保护器(103)、电抗器(104)、控制舱隔板(105)、电抗器舱隔板(106)、变压器柜隔板(107)、变压器(108)、控制舱(109)、电缆保护槽(112)、电缆固定梁(114)、避雷器(116)、进线端子(117)、电抗器电缆固定梁(118)、霍尔元件(119)；

所述静态晶闸管阀组柜(1)、变压器柜(2)和飞轮电池柜(3)依次布置；

所述柜顶风机(101)设置在静态晶闸管阀组柜(1)和变压器柜(2)顶部；

所述静态晶闸管阀组柜(1)通过控制舱隔板(105)和电抗器舱隔板(106)分为控制舱(109)、电抗器舱和晶闸管阀组舱；电抗器舱和晶闸管阀组仓均设置有独立风道；

所述电抗器舱内设置有电抗器(104)；晶闸管阀组舱内设置有静态晶闸管阀组装置(102)和过压保护器(103)，所述过压保护器(103)布置于晶闸管阀组舱底部，便于设备的接线和维护；其中，静态晶闸管阀组装置(102)采用为模块化封装，设置有独立风道；

所述变压器柜隔板(107)和变压器(108)设置在变压器柜(2)内部；

所述电缆保护槽(112)设置在静态晶闸管阀组柜(1)和变压器柜(2)底部；

所述电缆固定梁(114)设置在静态晶闸管阀组柜(1)顶部；

所述避雷器(116)和进出线端子(117)分别设置于电抗器(104)的上方两侧，用于现场电缆和避雷器的接线；电抗器(104)通过中隔板进行分隔；

所述电抗器电缆固定梁(118)设置在电抗器(104)上方；

所述霍尔元件(119)设置于电抗器(104)两侧，进出线端子(117)下方，用于主回路的电缆穿过霍尔元件后能够直接连接到端子排上。

进一步，所述变压器(108)、电抗器(104)和静态晶闸管阀组装置(102)设置有独立风道，用于对大功率热源的散热。

进一步，飞轮电池柜(3)为模块化，用于容量扩展、产品化生产和后期维护。

进一步，所述飞轮电池柜(3)内设置有PCS储能逆变器(110)和飞轮电池(115)；

所述静态晶闸管阀组装置(102)采用强迫风冷方式制冷。

进一步，所述晶闸管阀组舱布置于控制舱(109)左侧，便于静态晶闸管阀组装置(102)的电源板以及控制电路的布线。

进一步，所述过压保护器(103)相向布置，高度方向上错开一定距离，便于过压保护器(103)用肘头接线和现场维护。

进一步，所述飞轮电池柜(3)底部设置有用于电池柜进线电缆的金属线槽(111)；金属线槽(111)为强电与弱电分开的双通道。

进一步，所述机头部分顶部设置有网络通道(113)，用于柜间网线的铺设。

进一步，所述变压器(108)低压侧设置有低压电缆绑线梁，用于低压电缆铺设。

进一步，所述控制舱的门板上设置有控制屏，所述PCS储能逆变器(110)低压器件布置于柜体正面，所述飞轮电池(115)、电抗器(104)和变压器(108)布置于柜体背面。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的一种高压在线UPS装置，其特征在于：从左到右依次为晶闸管阀组柜、变压器柜、飞轮电池柜，控制屏布置于控制舱门板上，PCS储能逆变器等低压器件布置于正面，飞轮电池这种高速旋转的设备，电抗器、变压器等高压设备布置于背面，便于设备的维护和安全。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为本实用新型正面轴侧视图；

图2为本实用新型拓扑系统图；

图3为本实用新型机头部分外观轴侧视图；

图4为本实用新型机头部分柜内正面轴侧视图；

图5为本实用新型机头部分柜内背面轴侧视图；

图6为本实用新型机头部分柜内正面视图；

图7为本实用新型机头部分柜内背面视图。

附图标记：1-静态晶闸管阀组柜，2-变压器柜，3-飞轮电池柜，101-柜顶风机，102-静态晶闸管阀组装置，103-过压保护器，104-电抗器，105-控制舱隔板，106-电抗器舱隔板，107-变压器柜隔板，108-变压器，109-控制舱，110-PCS储能逆变器，111-金属线槽，112-电缆保护槽，113-网络通道，114-电缆固定梁，115-飞轮电池，116-避雷器，117-进线端子，118-电抗器电缆固定梁，119-霍尔元件。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

如图1～图7所示，一种高压在线UPS装置，包括静态晶闸管阀组柜1、变压器柜2、飞轮电池柜3。其中静态晶闸管阀组柜1通过控制舱隔板105和电抗器舱隔板106分为了控制舱109、电抗器舱、晶闸管阀组舱，电抗器舱和晶闸管阀组仓均有独立的风道。静态晶闸管阀组柜1和变压器柜2组成了整套UPS装置的机头部分，具体包括柜顶风机101、静态晶闸管阀组装置102、过压保护器103、电抗器104、控制舱隔板105、电抗器舱隔板106、变压器柜隔板107、变压器108、控制舱109、电缆保护槽112、电缆固定梁114、避雷器116、进线端子117、电抗器电缆固定梁118、霍尔元件119、阀组柜体、变压器柜2柜体。静态晶闸管阀组装置102采用模块化封装设计，有独立的风道，过压保护器103布置于静态晶闸管阀组装置102底部，便于设备的接线和维护。电抗器104采用中隔板设计，进出线端子和避雷器116分别布置于电抗器104的上方两侧，既便于现场电缆的接线也有利于避雷器116的接线。霍尔元件119布置于电抗器104两侧，进出线端子下面，主回路的电缆穿过霍尔元件119后可以直接连接到端子排上。变压器108、电抗器104、静态晶闸管阀组装置102三个大功率的热源均有独立的风道，增加了设备运行的可靠性。

飞轮电池柜3为模块化的产品，便于装置容量的扩展、产品化生产以及后期设备的维护。

UPS装置是基于PCS储能逆变器110、静态晶闸管阀组装置102、飞轮电池115以及核心控制器组成的装置。采用飞轮电池115这种物理储能的方法彻底去掉蓄电池，装置绿色环保，同时动态性能好。基于核心控制算法和PCS储能逆变器110可以实现电能质量的优化。静态晶闸管阀组装置102采用强迫风冷设计，具备快速切换的重要特性，满足市电、备用电源、UPS之间的切换速度。

静态晶闸管阀组装置102布置于控制舱109左侧，便于静态晶闸管阀组的电源板以及控制电路的布线。

过压保护器103布置于静态晶闸管阀组的下部，同时两个过压保护器103相向布置，高度方向上错开一定距离，以便于过压保护器103用肘头接线和现场维护。

静态晶闸管阀组柜1、变压器柜2底部有专用的电缆保护槽112，用于变压器108辅助绕组的电缆布线，这样既能保护电缆也提高了设备的可靠性。

电池柜底部设计了专用于电池柜进线电缆的金属线槽111。金属线槽111采用强电与弱电分开的双通道设计，同时增加了防刺穿设计，有利于电缆的铺设和保护电缆，防止损坏。

整机设计了专用的网络通道113，便于柜间网线的铺设，同时增加了美观程度。

变压器108低压侧设计了低压电缆的专用绑线梁，解决大量低压电缆铺设的问题。

进线部分设计了电缆固定梁114，便于现场电缆的固定。

UPS装置从左到右依次为晶闸管阀组柜、变压器柜2、飞轮电池柜3，控制屏布置于控制舱109门板上，PCS储能逆变器110等低压器件布置于正面，飞轮电池115这种高速旋转的设备，电抗器104、变压器108等高压设备布置于背面，便于设备的维护和安全。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。