一种供电系统的制作方法

1.本实用新型涉及配电技术领域，尤其涉及一种供电系统。


背景技术：

2.现有不间断电源(uninterruptible power supply，ups)供电系统中，一般是由变压器、进线断路器、维旁断路器、ups输入断路器、ups、ups输出断路器等部件组成。由于ups供电系统的部件数量比较多，且各个部件之间是通过线缆、铜排线等连接部件连接在一起，使得ups供电系统比较复杂，不利于后续的维修和管理。


技术实现要素：

3.为了解决上述的问题，本技术的实施例中提供了一种供电系统，在ups单元中加入隔离开关和熔断器，代替ups输入断路器和ups输出断路器，可以减少ups配电系统的部件数量，有利于降低ups配电系统的复杂度，以及减少了大量的部件，有利于提升ups配电系统的密度。
4.为此，本技术的实施例中采用如下技术方案：
5.第一方面，本技术提供一种供电系统，包括：进线开关电路，用于控制外接电源是否为至少一个负载供电；至少一个不间断电源单元每个不间断电源单元均包括两个隔离开关、至少两个熔断器和至少一个不间断电源，所述至少一个不间断电源的输入端通过至少一个熔断器和一个隔离开关与所述进线开关电路电连接，所述至少一个不间断电源的输出端通过至少一个熔断器和一个隔离开关与所述至少一个负载电连接。
6.在该实施方式中，在ups单元中增加两个隔离开关和两个熔断器，各个ups的输入端通过至少一个熔断器和一个隔离开关与ups配电系统电连接，各个ups的输出端通过至少一个熔断器和一个隔离开关与至少一个负载电连接。当ups单元中的ups出现异常、或用户的主观意愿，通过熔断熔断器内保险丝和隔离开关断开的方式，让ups单元与ups配电系统之间断开电连接，避免ups单元240影响ups配电系统正常工作。ups单元中增加两个隔离开关和两个熔断器，可以替代现有技术中的ups输入断路器和ups输出断路器。因此，ups配电系统可以除去ups输入断路器和ups输出断路器，从而减少ups配电系统的部件数量，有利于降低ups配电系统的复杂度，以及减少了大量的部件，有利于提升ups配电系统的密度。
7.在一种实施方式中，每个不间断电源的输入端与第一熔断器的一端电连接，所述第一熔断器的另一端与第一隔离开关电连接；所述每个不间断电源的输出端与第二熔断器的一端电连接，所述第二熔断器的另一端与第二隔离开关电连接，所述两个隔离开关包括所述第一隔离开关和所述第二隔离开关，所述至少两个熔断器包括所述第一熔断器和所述第二熔断器。
8.在该实施方式中，在每个ups的输入端和输出端电连接一个熔断器。当一个ups单元中单个ups出现异常后，只需要将出现异常的ups与ups配电系统之间断开电连接，而其他ups与ups配电系统之间仍电连接，避免一个ups异常导致整个ups单元中的所有ups与ups配
电系统之间断开电连接，实现提高ups配电系统的可靠性。
9.在一种实施方式中，所述至少一个不间断电源单元中各个不间断电源单元的输入端电连接在所述进线开关电路上，所述至少一个不间断电源单元中各个不间断电源单元的输出端分别电连接在负载上
10.在该实施方式中，每个ups单元的输出端电连接至少一个负载，避免一个ups单元出现异常时，影响到所有负载的正常供电。
11.同时，可以让相同的额定电压的负载电连接在一个ups单元的输出端上。不同的ups单元可以输出不同的额定电压的电信号，为不同的额定电压的负载供电，实现ups配电系统可以为不同的额定电压的负载供电，提高ups配电系统的实用性。
12.在一种实施方式中，还包括：维旁开关电路，其一端电连接在所述进线开关电路上，其另一端电连接在所述至少一个负载上，用于在所述至少一个不间断电源单元不能为所述至少一个负载供电时，让所述外接电源为所述至少一个负载供电。
13.在该实施方式中，在进线开关电路与多个ups单元之间增加一个维旁开关电路。当ups单元内部的部件损坏、市电系统或备用电源的电能质量正常等情况下，用户可以闭合维旁开关电路中的断路器，让市电系统或备用电源直接为各个负载供电，从而提高ups配电系统的稳定性。
14.在一种实施方式中，所述维旁开关电路包括至少一个第一断路器，每个第一断路器的一端与所述进线开关电路电连接，每个第一断路器的另一端分别与一个不间断电源单元的输出端上电连接的负载电连接。
15.在该实施方式中，维旁开关电路包括有多个断路器，每个断路器的一端电连接在进线开关电路，每个断路器的另一端分别与一个模块的输出端上电连接的负载电连接。当一个ups单元出现异常时，与该ups单元无法为与其连接的负载供电，可以控制维旁开关电路的对应的断路器闭合，让市电系统或备用电源可以为该ups单元电连接的负载供电，保证负载不会断电，提高ups配电系统的可靠性。
16.在一种实施方式中，还包括：至少一个开关电路，分别设置在所述至少一个不间断电源单元中；其中，开关电路的一端连接在一个隔离开关与所述进线开关电路之间，另一端连接在另一个隔离开关与所述至少一个负载之间，用于在所述开关电路所处的不间断电源单元不能为所述至少一个负载供电时，让所述外接电源为所述至少一个负载供电。
17.在该实施方式中，在每个ups单元增加一个开关电路，可以替代维旁开关电路的功能，从而进一步减少ups配电系统的部件数量，有利于降低ups配电系统的复杂度，以及减少ups配电系统的占地面积，提升ups配电系统的密度。
18.在一种实施方式中，还包括：变压器电路，电连接在所述进线开关电路上，用于将所述外接电源输入的电信号转换成设定电压的电信号。
19.在该实施方式中，在进线开关电路前端，也即与外接电源电连接的一端上电连接一个变压器电路，将市电系统中的高压电信号转换成设定电压的电信号，以便为各个负载提供额定电压的电信号。
20.在一种实施方式中，还包括：输入母排，所述进线开关电路通过所述输入母排与所述至少一个不间断电源单元的输入端电连接；至少一个输出母排，所述维旁开关电路和所述至少一个不间断电源单元的输出端通过所述至少一个输出母排与所述至少一个负载电
连接。
21.在该实施方式中，通过在ups配电系统中，增加母排，可以减少部件与部件之间的连线，可以降低ups配电系统的复杂度。
22.在一种实施方式中，所述进线开关电路包括第二断路器和第三断路器，所述第一断路器的一端与变压器电路电连接，所述第二断路器的一端与备用电源电连接，所述第一断路器的另一端和所述第二断路器的另一端均与维旁开关电路和/或所述至少一个不间断电源单元电连接。
附图说明
23.下面对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍。
24.图1为现有技术中的一种ups配电系统的电路示意图；
25.图2为本技术实施例中提供的一种ups配电系统的架构示意图；
26.图3为本技术实施例中提供的第一种ups配电系统的电路示意图；
27.图4为本技术实施例中提供的第二种ups配电系统的电路示意图；
28.图5为本技术实施例中提供的第三种ups配电系统的电路示意图；
29.图6为本技术实施例中提供的第四种ups配电系统的电路示意图；
30.图7为本技术实施例中提供的第五种ups配电系统的电路示意图。
具体实施方式
31.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
32.本文中术语“和/或”，是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。本文中符号“/”表示关联对象是或者的关系，例如a/b表示a或者b。
33.本文中的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一响应消息和第二响应消息等是用于区别不同的响应消息，而不是用于描述响应消息的特定顺序。
34.在本技术实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
35.在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或者两个以上，例如，多个处理单元是指两个或者两个以上的处理单元等；多个元件是指两个或者两个以上的元件等。
36.图1为现有技术中的一种ups配电系统的架构示意图。如图1所示，该ups配电系统100包括变压器110、进线断路器120、旁路断路器130、ups输入断路器(140-1,140-2)、ups(150-1,150-2)和ups输出断路器(160-1,160-2)。
37.变压器110利用电磁感应原理改变输入电信号的电压，将输入电信号的电压转换成设定电压，如将6～35kv电压转换成380/400/415/480v。变压器100输出的电信号依次通过进线断路器120和ups输入断路器140后，输入到ups 150中。ups 150在接收到电信号后，
将该电信号转换成稳定可靠的电信号，并通过ups输出断路器输入到负载上，实现为各个负载提供稳定可靠的电信号。当ups 150出现异常时，断开ups输入断路器140和ups输出断路器160，闭合旁路断路器130，由外接电源直接各个负载供电。
38.现有的ups配电系统中，ups与ups输入断路器和ups输出断路器独立部署，且每个ups均配置一个ups输入断路器和一个ups输出断路器，使得ups配电系统中有大量的独立部件，会占据供配电间的大量空间，以及众多部件之间的连接，会使得ups供电系统比较复杂，不利于后续的维修和管理。如果简单地去掉ups输入端的ups输入断路器和输出端的ups输出断路器，表面上可以减少ups供电系统的数量，以及降低ups供电系统的复杂度。但是ups的两端缺少断路器的管控，如果ups单元异常时，不能与ups供电系统断开电连接，会影响ups供电系统正常工作，从而降低ups供电系统的可靠性和可维护性，导致ups供电系统的性能降低，不利于产品的推广。
39.为了解决现有的ups配电系统存在的问题，本技术实施例提供了一种ups配电系统，如图2所示，该ups配电系统200包括变压器电路210、进线开关电路220、维旁开关电路230和至少一个ups单元(240-1，
…
，240-n)。本技术中，在ups单元中加入隔离开关和熔断器，替代ups输入断路器和ups输出断路器。
40.如果ups出现内部的部件损坏等异常情况时，可以让隔离开关断开或熔断器熔断，让ups单元240与其他电路断开，再由外接电源直接为各个负载供电。本技术在ups单元中加入隔离开关和熔断器，代替ups输入断路器和ups输出断路器，可以减少ups配电系统的部件数量，有利于降低ups配电系统的复杂度，以及减少了大量的部件，有利于提升ups配电系统的密度。
41.下面通过图3-图7所示的四个实施例来详细介绍本技术保护的方案。
42.图3为本技术实施例中提供的第一种ups配电系统的电路示意图。如图3所示的ups配电系统200包括变压器电路210、进线开关电路220、维旁开关电路230和多个ups单元240。其中，变压器电路210、进线开关电路220、维旁开关电路230和输入母排250依次电连接。每个ups单元240的输入端电连接在输入母排250上，每个ups单元240的输出端电连接在输出母排260上。输出母排260与各个负载电连接。ups配电系统200一般配置在市电系统上，将市电系统上的电能转换成设定要求的电信号，然后输入到各个负载中，实现为要求比较高的负载供电。当然，ups配电系统200也可以配置在太阳能发电系统、风力发电系统等等，本技术在此不作限定。
43.变压器电路210包括有变压器，用于将市电系统中的高压电信号转换成设定电压的电信号，以便为各个负载提供额定电压的电信号。通常情况下，市电系统输出的电信号的电压一般在几百伏、几千伏、甚至有几十万伏，负载的额定电压一般在220v、110v等其他额定电压。为了让市电系统可以为各个负载供电，在市电系统侧设置一个变压器电路210，将市电系统输入的电信号转换成设定电压的电信号。可选地，如果市电系统输入的电信号的电压等于各个负载的额定电压时，ups配电系统200中可以省去变压器电路210，进一步减少ups配电系统的部件数量，有利于降低ups配电系统的复杂度，以及提升ups配电系统的密度。
44.进线开关电路220中包括有开关电路，用于控制市电系统是否为各个负载供电。优选地，开关电路选用断路器，断路器是指能接通、承载和分断正常电路条件下的电流，也能
在规定的非正常条件(例如短路条件)下接通、承载一定时间和分断电流的一种机械开关电器。由于断路器具有防短路、过流保护、灭弧等优点，本技术选用断路器作为开关电路，提高ups配电系统200的安全性。当然，开关电路还可以选用其他类型的开关器件，如闸刀型开关、电磁控制开关等等，本技术在此不作限定。
45.为了保证负载的供电稳定性，一般ups配电系统200还需要与其他备用电源电连接。备用电源可以为太阳能发电系统、油机发电设备、储能电源等等。当市电系统供电中断或者供电异常时，ups配电系统200可以切换为备用电源为各个负载供电。示例性地，如图3所示，进线开关电路220包括断路器221和断路器222。断路器221连接在市电系统一端，断路器222连接在备用电源一端。如果市电系统正常供电时，断路器221闭合，断路器222断开，让市电系统为各个负载供电。如果市电系统供电异常时，断路器221断开，断路器222闭合，让备用电源为各个负载供电。
46.如果负载对供电的稳定性要求不高，ups配电系统200可以不需要与其他备用电源电连接，可以不需要额外增加与备用电源电连接的配件，进一步减少ups配电系统的部件数量，有利于降低ups配电系统的复杂度，以及提升ups配电系统的密度。
47.维旁开关电路230用于在ups单元240异常时，将市电系统或备用电源切换到输入母排260上，让市电系统或备用电源直接为各个负载供电。示例性地，维旁开关电路230中的开关电路优选为断路器，也可以为隔离开关。如果是断路器，该断路器电连接在进线开关电路220与输入母排260之间。当ups单元240内部的部件损坏、市电系统或备用电源的电能质量正常等情况下，用户可以闭合维旁开关电路230中的断路器，让市电系统或备用电源直接为各个负载供电。
48.ups单元240中包括有两个隔离开关241、两个熔断器242和至少一个ups 243。各个ups之间并联，各个ups 243的输入端通过一个熔断器242和一个隔离开关241与输入母排250电连接，各个ups 243的输出端通过一个熔断器242和一个隔离开关241与输出母排260电连接。优选地，隔离开关241不仅限于本领域熟知的隔离开关，也可以是指熔断器组合电器、以及具有开关功能的器件，本技术在此不作限定。
49.ups是能够持续为负载供应电力的设备，ups主要包括：整流器、逆变器和电池。当电源输入正常时，电源输入通过整流器和逆变器给负载供电，并且通过整流器给电池充电，ups能够输出稳定的电压；当市电系统输入故障时，电池将自身储存的电能通过逆变器向负载供电。可选地，稳定的电压是指波动小于设定阈值的电压，设定阈值的大小与供电系统应用场景有关，与负载的要求也有关，本技术在此不作限定。
50.如果ups单元240中的ups 243出现输出短路等情况，经过熔断器242的电流比较大。熔断器242内部的保险丝流经的电流如果超过设定阈值时，会产生大量的热量，熔断保险丝，让熔断器242处于断开状态。各个ups 243的输入端的熔断器242和输出端的熔断器242断开后，ups单元240与ups配电系统200之间断开电连接，避免ups单元240影响ups配电系统200正常工作。如果ups单元240中的ups 243出现损坏、用户的主观意愿等原因，可以断开各个ups 243的输入端的隔离开关241和输出端的隔离开关241，让ups单元240与ups配电系统200之间断开电连接，ups配电系统200可以通过其它方式各个负载提供电能。
51.各个ups单元240以并联的方式电连接，也即，每个ups单元240的输入端电连接在输入母排250上，每个ups单元240的输出端电连接在输出母排260上。如果一个或个别的ups
单元240与ups配电系统200之间断开电连接，其它ups单元240还可以为各个负载供电，保证ups配电系统200的稳定性。
52.本技术实施例中，在ups单元中增加两个隔离开关和两个熔断器，各个ups的输入端通过一个熔断器和一个隔离开关与ups配电系统电连接，各个ups的输出端通过一个熔断器和一个隔离开关与ups配电系统电连接。当ups单元中的ups出现异常、或用户的主观意愿，通过熔断熔断器内保险丝和隔离开关断开的方式，让ups单元与ups配电系统之间断开电连接，避免ups单元240影响ups配电系统正常工作。ups单元中增加两个隔离开关和两个熔断器，可以替代现有技术中的ups输入断路器和ups输出断路器。因此，ups配电系统可以除去ups输入断路器和ups输出断路器，从而减少ups配电系统的部件数量，有利于降低ups配电系统的复杂度，以及减少了大量的部件，有利于提升ups配电系统的密度。
53.图4为本技术实施例中提供的第二种ups配电系统的电路示意图。如图4所示的ups配电系统400包括变压器电路410、进线开关电路420、维旁开关电路430和多个ups单元440。其中，变压器电路410、进线开关电路420、维旁开关电路430和输入母排450依次电连接。每个ups单元440的输入端电连接在输入母排450上，每个ups单元440的输出端电连接在输出母排460上。输出母排460与各个负载电连接。
54.相比较图3所示的ups配电系统200，该实施例改进点在于ups单元440。ups单元440包括两个隔离开关和至少一个ups 443，每个ups 443中包括有两个熔断器442。在每个ups 443中，两个熔断器442分别连接在储能设备的两个输出端、或交流-交流(alternating current-alternating current，ac-ac)转换器的输入端和输出端、或其它如整流器、逆变器等器件的两端。各个ups 443之间并联，各个ups 443的输入端通过一个隔离开关441与输入母排450电连接，各个ups 443的输出端通过一个隔离开关441与输出母排460电连接。
55.当一个ups单元440(记为“ups单元440-n”)中任意一个ups 443(记为“ups 443-m”)出现输出短路等情况，经过该ups 443-m中的熔断器442的电流比较大。ups 443-m中的熔断器442内部的保险丝流经的电流如果超过设定阈值时，会产生大量的热量，熔断保险丝，让ups 443-m中的熔断器442处于断开状态。ups 443-m的输入端和输出端的熔断器242断开后，ups 443-m与ups配电系统400之间断开电连接，避免ups 443-m影响ups配电系统400正常工作。如果ups单元440-n中其它ups 443未出现异常时，ups单元440-n中其它ups 443仍电连接在ups配电系统400上。
56.该实施例中，在每个ups 443的输入端和输出端电连接一个熔断器442。当一个ups单元440中单个ups 443出现异常后，只需要将出现异常的ups 443与ups配电系统400之间断开电连接，而其他ups 443与ups配电系统400之间仍电连接，避免一个ups 443异常导致整个ups单元440中的所有ups 443与ups配电系统400之间断开电连接，实现提高ups配电系统400的可靠性。
57.图5为本技术实施例中提供的第三种ups配电系统的电路示意图。如图5所示的ups配电系统500包括变压器电路510、进线开关电路520和多个ups单元540。其中，变压器电路510、进线开关电路520和输入母排550依次电连接。每个ups单元540的输入端电连接在输入母排550上，每个ups单元540的输出端电连接在输出母排560上。输出母排560与各个负载电连接。
58.相比较图4所示的ups配电系统400，该实施例改进点在于减少了一个维旁开关电
路，并在每个ups单元540增加一个开关电路544。进线开关电路520有两个断路器，一个断路器的一端与变压器电连接，一个断路器的一端与备用电源电连接，两个断路器的另一端与输入母排550电连接。在ups单元540中，开关电路544的一端电连接在一个隔离开关541的靠近输入母排550一端上，开关电路544的另一端电连接在另一个隔离开关541的靠近输出母排560一端上。
59.该实施例中，去掉一个独立部件的维旁开关电路，在每个ups单元540增加一个开关电路544，相当于将维旁开关电路移入到每个ups单元540。当ups单元540中ups 543出现异常时，ups 543与ups配电系统500之间断开电连接，可以让开关电路544闭合，使得输入母排550与输出母排560电连接，实现让市电系统或备用电源直接为各个负载供电。
60.在该实施例中，在每个ups单元540增加一个开关电路544，可以替代维旁开关电路的功能，从而进一步减少ups配电系统500的部件数量，有利于降低ups配电系统的复杂度，以及减少ups配电系统的占地面积，提升ups配电系统的密度。
61.可选地，ups配电系统500在减少了一个维旁开关电路后，可以在每个ups单元540不用增加开关电路544。结合图5所示，在一个ups单元540中，如果该ups单元540中一个或个别ups 543出现异常，ups单元540还是可以与ups配电系统500之间电连接。如果ups配电系统500中一个或个别ups单元540出现异常，还有其它ups单元540与ups配电系统500之间电连接。出现所有ups单元540与ups配电系统500之间断开电连接的几率是非常小的，所以在每个ups单元540可以不用增加开关电路544，或者在一个ups单元540中增加开关电路544。
62.图6为本技术实施例中提供的第四种ups配电系统的电路示意图。如图6所示的ups配电系统600包括变压器电路610、进线开关电路620和多个ups单元640。其中，变压器电路610、进线开关电路620和输入母排650依次电连接。每个ups单元640的输入端电连接在输入母排650上，每个ups单元640的输出端电连接在一个输出母排660上。每个输出母排660与至少一个负载电连接。
63.相比较图5所示的ups配电系统500，该实施例改进点在于增加了n-1个输出母排660，n为大于1的正整数。该实施例中，每个ups单元640的输出端电连接一个输出母排660，每个输出母排660与至少一个负载电连接，避免一个ups单元640出现异常时，影响到所有负载的正常供电。
64.同时，可以让相同的额定电压的负载电连接在一个输出母排660上。不同的ups单元640可以输出不同或相同的额定电压的电信号，然后通过不同的输出母排660为不同的额定电压的负载供电，实现ups配电系统600可以为不同的额定电压的负载供电，提高ups配电系统600的实用性。
65.图7为本技术实施例中提供的第五种ups配电系统的电路示意图。如图7所示的ups配电系统700包括变压器电路710、进线开关电路720、维旁开关电路730和多个ups单元740。其中，变压器电路710、进线开关电路720、维旁开关电路730和输入母排750依次电连接。每个ups单元740的输入端电连接在输入母排750上，每个ups单元740的输出端电连接在一个输出母排760上。每个输出母排760与至少一个负载电连接。
66.相比较图6所示的ups配电系统600，该实施例改进点在于将维旁开关电路730移出ups单元740，也即增加了一个维旁开关电路730，除去每个ups单元740中的开关电路。该实施例中，维旁开关电路730包括有n个断路器或其它开关，每个断路器的一端电连接在输入
母排750，每个断路器的另一端分别与一个输出母排760电连接。ups配电系统700可以为不同额定电压的负载供电，提高ups配电系统700的实用性。
67.同时，当一个ups单元740出现异常时，与该ups单元740电连接的输出母排760中断供电，可以控制维旁开关电路730的开关闭合，让该ups单元740电连接的输出母排760与市电系统或备用电源电连接确保单个ups单元740出现故障时，可以在外部操作维旁开关电路730实现为该输出母排760上的负载继续供电，提高ups配电系统400的可靠性。
68.本技术实施例提供了一种配电系统，该配电系统可以为图2-图7和上述对应保护方案中记载的ups配电系统，也可以为其它配电系统，本技术在此不作限定。凡在本技术原理下实现的图2-图7和上述对应保护方案中记载的ups配电系统的技术方案均在本方案保护范围之内。
69.本技术实施例提供的ups配电系统中的隔离开关和熔断器的位置、数量、连接方式等不限于上述实施例，凡在本技术原理下实现的技术方案均在本方案保护范围之内。说明书中任何的一个或多个实施例或图示，以适合的方式结合的技术方案均在本方案保护范围之内。
70.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，其依然可以对前述各实施例中所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例中技术方案的精神和范围。