一种ups旁路调压系统

文档序号:1892890 发布日期:2021-11-26 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 一种ups旁路调压系统 (UPS bypass voltage regulation system ) 是由 徐兴国 蔡国忠 张峰 黄旭鹏 王庆林 张家宽 陈明光 周扬 于 2021-08-24 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种UPS旁路调压系统。本系统包括旁路启闭开关、隔离变压器、升压变压调节器、降压变压调节器、自调节保护系统和绕组联动调节开关,本发明增设可控硅调节控制组、测量检查机构与升压变压调节器、降压变压调节器连接组合,结合自调节保护系统形成旁路调压系统,隔离变压器设置连接在输入绕组与输出绕组之间,同时在旁路调压系统的输出端设有电流互感器和绕组联动调节开关。本发明增益效果是:本发明的旁路调压系统能够自动保持输出电压的稳定且电压调节平稳,能够保证供电可靠稳定。本发明具有调控灵活性高,可接入的负载容量大、电压调控范围宽、调节能量损耗低、输出电压幅值精度高、无波形畸变等优点。(The invention discloses a UPS bypass voltage regulating system. The system comprises a bypass on-off switch, an isolation transformer, a boost variable pressure regulator, a buck variable pressure regulator, a self-regulation protection system and a winding linkage regulation switch. The gain effect of the invention is: the bypass voltage regulating system can automatically keep the stability of output voltage and the stable voltage regulation, and can ensure the reliable and stable power supply. The invention has the advantages of high regulation flexibility, large accessible load capacity, wide voltage regulation range, low energy loss, high output voltage amplitude precision, no waveform distortion and the like.)

一种UPS旁路调压系统

技术领域

本发明涉及UPS配套系统技术领域,更具体的,尤其是涉及到一种UPS旁路调压系统。

背景技术

UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply),即交流不间断电源,是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接,通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。其主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备如电磁阀、压力变送器等,提供稳定、不间断的电力供应。

当市电输入正常时,UPS将市电稳压后供应给负载使用,此时的UPS就是一台交流式电稳压器,同时它还向机内电池充电;当市电中断(事故停电)时,UPS立即将电池的直流电能,通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应220V交流电,使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。

但是现有的交流不间断电源系统(UPS)在安装使用中没有与之配合的带自动调压功能的旁路系统。当外界供电电网电压波动或负载变动时,UPS输出电压波动幅度较大,稳定性不足,供电质量无法得到有效地保证。

本申请通过搭建调压系统实现自动保持输出电压的稳定功能,从而提高供电可靠性。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有交流不间断电源系统(UPS)使用时存在的缺点,提供一种自动保持输出电压的稳定且电压调节平稳,能够保证供电可靠稳定的UPS旁路调压系统。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:

一种UPS旁路调压系统,所述旁路调压系统包括旁路启闭开关、升压变压调节器、降压变压调节器、隔离变压器、自调节保护系统、可控硅调节控制组,测量检查机构和绕组联动调节开关,所述降压变压调节器设置在系统输入端,所述降压变压调节器起到降压调压功能,当输入端一次线圈上所加电压的大小和极性发生增幅变化时,能使变压器的二次线圈产生相应的幅值和极性调节,所述升压变压调节器设置在系统输出端,所述升压变压调节器起到升压调压功能,当输入端一次线圈上所加电压的大小和极性发生降幅变化时,能使变压器的二次线圈产生相应的幅值和极性调节,所述降压变压调节器的绕组调节端与所述升压变压调节器的绕组调节端与绕组联动调节开关的调节部连接,绕组联动调节开关负责联动控制调节降压变压调节器的绕组与所述升压变压调节器的绕组接入系统位置,所述可控硅调节控制组能在高电压、大电流条件下工作,具有耐压高、容量大、体积小、响应速度快等优点。

进一步的,所述旁路启闭开关设置输入火线与输出火线之间,所述旁路启闭开关与旁路调压系统输出端连接,所述旁路启闭开关负责控制旁路调压系统的启动和退出。

进一步的,所述隔离变压器设置连接在降压变压调节器的绕组与升压变压调节器的绕组之间,用于将输入绕组与输出绕组在电气上彼此隔离,以避免偶然同时触及带电体(或因绝缘损坏而可能带电的金属部件)和地所带来的危险。

优选地,所述可控硅调节控制组包括第一可控硅、第二可控硅、第三可控硅、第四可控硅和第五可控硅,所述第一可控硅、所述第二可控硅、所述第三可控硅与所述第四可控硅串联,所述第一可控硅与降压变压调节器的绕组调节端并联设置,所述第三可控硅与升压变压调节器的绕组调节端并联设置,所述第五可控硅与所述第一可控硅、所述第二可控硅、所述第三可控硅与所述第四可控硅组成的通路串联设置。

优选地,所述测量检查机构包括保护测量检查部、第一绕组测量检查部、第二绕组测量检查部,所述保护测量检查部串联设置在所述第五可控硅前端,所述第五可控硅及所述保护测量检查部与系统零线连接,所述第一绕组测量检查部与所述第一可控硅并联设置,所述第一绕组测量检查部用于检查降压变压调节器的绕组位置是否处于正确位置,所述第二绕组测量检查部与所述第三可控硅并联设置,所述第二绕组测量检查部用于检查升压变压调节器的绕组位置是否处于正确位置。

优选地,所述自调节保护系统设置在可控硅调节控制组与测量检查机构之间。

进一步的,所述自调节保护系统设置在第五可控硅与保护测量检查部之间,所述自调节保护系统内部包括设有MCU控制电路、过压欠压检测系统、频率异常检测系统和机器故障检测报警系统,所述MCU控制电路用于实现调压控制功能,所述过压欠压检测系统用于检测电压大小判断是否需要被调节,所述频率异常检测系统用于检测电压频率是否正常,所述机器故障检测报警系统用于在发现机器及系统故障后进行声、光、通讯等方式进行报警,通过各个保护系统的检测互联,大大提高了旁路调压系统的安全性,确保旁路调压系统能够满足长期连续工作的需求。

优选地,所述UPS旁路调压系统包括四个自调压档位,所述自调压档位包括大升压档、小升压档、降压档和直通档。大升压档时,升压变压调节器1动作,降压变压调节器2不动;小升压档时,升压变压调节器1和降压变压调节器2动作;降压档时,升压变压调节器1不动,降压变压调节器2动作;直通档时,升压变压调节器1和降压变压调节器2不动作。

进一步的,所述UPS旁路调压系统处于所述小升压档时,所述升压变压调节器的绕组接入系统端的绕组长度大于所述降压变压调节器绕组接入系统端的绕组长度,使得接入旁路调压系统的升压绕组大于接入旁路调压系统的降压绕组,以确保系统进行微升压调节。

优选地,在旁路调压系统的调压输出端上设有电流互感器,所述电流互感器设置位于升压变压调节器与和绕组联动调节开关之间,所述电流互感器压制输入电流,所述电流互感器将流通大电流转换为小电流以防电路板件被损坏。

优选地,所述旁路启闭开关包括调压关闭档位和自动调压接入档位,让旁路调压系统能够根据实际生产随时接入和断开,快速进行自动调压处理,保证电压输出控制的灵活性。

优选地,在所述UPS旁路调压系统的输入端设有电源输入控制开关,所述电源输入控制开关控制旁路调压系统的快速接入与断开。

优选地,所述UPS旁路调压系统与显示系统及通讯系统连接,所述显示系统连接显示器显示UPS旁路调压系统工作状态详细,所述通讯系统连接通信网络对外进行实时通讯,能够快速直观地将交流不间断电源系统(UPS)的工作状态、旁路调压系统的运行状态及遇到的故障问题传递给操作人员,操作人员能够及时作出相应的处理反应,以提高交流不间断电源系统(UPS)的工作稳定性。

与现有技术相比,本发明具有如下增益效果:本发明的旁路调压系统能承受瞬时超载,适用各种线性、非线性负载,适用范围广;本发明的旁路调压系统设有手动自动随意切换控制方式,结合过、欠压、频率异常、机器故障等自调节保护系统,能够有效保证系统长期连续工作需求。通过本发明的旁路调压系统能够自动保持输出电压的稳定且电压调节平稳,能够保证供电可靠稳定。当外界供电电网电压波动或负载变动时,该调压系统能自动快速调节输出电压,保持电压输出稳定。本发明的旁路调压系统具有可接入的负载容量大、电压调控范围宽、调节能量损耗低、输出电压幅值精度高、调压响应速度快、无波形畸变等优点。

附图说明

图1为本发明的UPS旁路调压系统结构示意图。

图2为本发明的UPS旁路调压系统的大升压档位示意图。

图3为本发明的UPS旁路调压系统的小升压档位示意图。

图4为本发明的UPS旁路调压系统的降压档位示意图。

图5为本发明的UPS旁路调压系统的直通档位示意图。

图6为本发明的UPS旁路调压系统的关闭示意图。

附图标号说明如下:

升压变压调节器-1,降压变压调节器-2,旁路启闭开关-3,自调节保护系统-4,第一可控硅-5,第二可控硅-6,第三可控硅-7,第四可控硅-8,第五可控硅-9,保护测量检查部-10,第一绕组测量检查部-11,第二绕组测量检查部-12,电流互感器-13,绕组联动调节开关-14,电源输入控制开关-15,调节部-16。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中,附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本专利的限制;为了更好地说明本发明的实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

为了使审查委员能对本发明之目的、特征及功能有更进一步了解,以下结合具体实施例及附图对本发明进一步说明:

参阅图1-6,本发明是一种UPS旁路调压系统,所述旁路调压系统包括旁路启闭开关3、升压变压调节器1、降压变压调节器2、隔离变压器、自调节保护系统4、可控硅调节控制组,测量检查机构和绕组联动调节开关14,所述降压变压调节器2设置在系统输入端,所述降压变压调节器2起到降压调压功能,当输入端一次线圈上所加电压的大小和极性发生增幅变化时,能使变压器的二次线圈产生相应的幅值和极性调节,所述升压变压调节器1设置在系统输出端,所述升压变压调节器1起到升压调压功能,当输入端一次线圈上所加电压的大小和极性发生降幅变化时,能使变压器的二次线圈产生相应的幅值和极性调节,所述降压变压调节器2的绕组调节端与所述升压变压调节器1的绕组调节端与绕组联动调节开关14的调节部16连接,绕组联动调节开关14负责联动控制调节降压变压调节器2的绕组与所述升压变压调节器1的绕组接入系统位置,所述可控硅调节控制组能在高电压、大电流条件下工作,具有耐压高、容量大、体积小、响应速度快等优点。

进一步的,所述旁路启闭开关3设置输入火线与输出火线之间,所述旁路启闭开关3与旁路调压系统输出端连接,所述旁路启闭开关3负责控制旁路调压系统的启动和退出。

进一步的,所述隔离变压器设置连接在降压变压调节器2的绕组与升压变压调节器1的绕组之间,用于将输入绕组与输出绕组在电气上彼此隔离,以避免偶然同时触及带电体(或因绝缘损坏而可能带电的金属部件)和地所带来的危险。

优选地,所述可控硅调节控制组包括第一可控硅5、第二可控硅6、第三可控硅7、第四可控硅8和第五可控硅9,所述第一可控硅5、所述第二可控硅6、所述第三可控硅7与所述第四可控硅8串联,所述第一可控硅5与降压变压调节器2的绕组调节端并联设置,所述第三可控硅7与升压变压调节器1的绕组调节端并联设置,所述第五可控硅9与所述第一可控硅5、所述第二可控硅6、所述第三可控硅7与所述第四可控硅8组成的通路串联设置。

优选地,所述自调节保护系统4设置在可控硅调节控制组与测量检查机构之间。

进一步的,所述测量检查机构包括保护测量检查部10、第一绕组测量检查部11、第二绕组测量检查部12,所述保护测量检查部10串联设置在所述第五可控硅9前端,所述第五可控硅9及所述保护测量检查部10与系统零线连接,所述第一绕组测量检查部11与所述第一可控硅5并联设置,所述第一绕组测量检查部11用于检查降压变压调节器2的绕组位置是否处于正确位置,所述第二绕组测量检查部12与所述第三可控硅7并联设置,所述第二绕组测量检查部12用于检查升压变压调节器1的绕组位置是否处于正确位置。

优选地,所述自调节保护系统4设置在第五可控硅9与保护测量检查部10之间,所述自调节保护系统4内部包括设有MCU控制电路、过压欠压检测系统、频率异常检测系统和机器故障检测报警系统,所述MCU控制电路用于实现调压控制功能,所述过压欠压检测系统用于检测电压大小判断是否需要被调节,所述频率异常检测系统用于检测电压频率是否正常,所述机器故障检测报警系统用于在发现机器及系统故障后进行声、光、通讯等方式进行报警,通过各个保护系统的检测互联,大大提高了旁路调压系统的安全性,确保旁路调压系统能够满足长期连续工作的需求。

优选地,所述UPS旁路调压系统包括四个自调压档位,所述自调压档位包括大升压档、小升压档、降压档和直通档。大升压档时,升压变压调节器11动作,降压变压调节器22不动;小升压档时,升压变压调节器11和降压变压调节器22动作;降压档时,升压变压调节器11不动,降压变压调节器22动作;直通档时,升压变压调节器11和降压变压调节器22不动作。

进一步的,所述UPS旁路调压系统处于所述小升压档时,所述升压变压调节器1的绕组接入系统端的绕组长度大于所述降压变压调节器2绕组接入系统端的绕组长度,使得接入旁路调压系统的升压绕组大于接入旁路调压系统的降压绕组,以确保系统进行微升压调节。

优选地,在旁路调压系统的调压输出端上设有电流互感器13,所述电流互感器13设置位于升压变压调节器1与和绕组联动调节开关14之间,所述电流互感器13压制输入电流,所述电流互感器13将流通大电流转换为小电流以防电路板件被损坏。

优选地,所述旁路启闭开关3包括调压关闭档位和自动调压接入档位,让旁路调压系统能够根据实际生产随时接入和断开,快速进行自动调压处理,保证电压输出控制的灵活性。

优选地,在所述UPS旁路调压系统的输入端设有电源输入控制开关15,所述电源输入控制开关15控制旁路调压系统的快速接入与断开。

优选地,所述UPS旁路调压系统与显示系统及通讯系统连接,所述显示系统连接显示器显示UPS旁路调压系统工作状态详细,所述通讯系统连接通信网络对外进行实时通讯,能够快速直观地将交流不间断电源系统(UPS)的工作状态、旁路调压系统的运行状态及遇到的故障问题传递给操作人员,操作人员能够及时作出相应的处理反应,以提高交流不间断电源系统(UPS)的工作稳定性。

实施例1-大升压处理:

如图2所示,当系统检测到交流不间断电源系统的输入电压变低时,且输入电压为180V-210V时,本发明的UPS旁路调压系统自动调至大升压档,如图2所示,绕组联动调节开关14动作,绕组联动调节开关14通过调节部16调整降压变压调节器2的绕组至最高位,调整升压变压调节器1的绕组至最低位,同时第一可控硅5、第二可控硅6、第四可控硅8闭合,第三可控硅7断开,从而使降压变压调节器2不动作,升压变压调节器1动作,通过旁路调压系统使交流不间断电源系统能够将供电电压提升平稳220V输送至负载供负载正常工作。

隔离变压器设置连接在降压变压调节器2的绕组与升压变压调节器1的绕组之间,用于将降压变压调节器2的绕组与升压变压调节器1的绕组在电气上彼此隔离,以避免偶然同时触及带电体或者因绝缘损坏而可能带电的金属部件和地所带来的危险。

实施例2-小升压处理:

如图3所示,当系统检测到交流不间断电源系统的输入电压略微变低时,且输入电压为210V-219V时,本发明的UPS旁路调压系统自动调至小升压档,如图3所示,绕组联动调节开关14动作至中间位置,绕组联动调节开关14通过调节部16调整降压变压调节器2的绕组至中间位置,调整升压变压调节器1的绕组至中间位置,升压变压调节器1的绕组接入系统端的绕组长度大于降压变压调节器2绕组接入系统端的绕组长度,使得升压变压调节器1的升压变化量大于降压变压调节器2的降压变化量,

实施例3-降压处理:

如图4所示,当系统检测到交流不间断电源系统的输入电压变高时,且输入电压为220V-230V时,本发明的UPS旁路调压系统自动调至降档,如图4所示,绕组联动调节开关14动作,绕组联动调节开关14通过调节部16调整降压变压调节器2的绕组至最低位,调整升压变压调节器1的绕组至最高位,同时第二可控硅6、第三可控硅7和第四可控硅8闭合,第一可控硅5断开,从而使升压变压调节器1不动作,降压变压调节器2动作,通过旁路调压系统使交流不间断电源系统能够将供电电压提升平稳220V输送至负载供负载正常工作。

实施例4-接入直通处理:

如图5所示,当系统检测到交流不间断电源系统的输入电压达到稳定电压值时,且输入电压为220V时,本发明的UPS旁路调压系统自动调至直通档,如图5所示,绕组联动调节开关14动作,绕组联动调节开关14通过调节部16调整升压变压调节器1和降压变压调节器2的绕组至最高位,同时第一可控硅5、第二可控硅6、第三可控硅7和第四可控硅8闭合,从而使,升压变压调节器1和降压变压调节器2不动作,升压变压调节器1动作,交流不间断电源系统直接向负载提供220V稳压。

实施例5-断开旁路接入处理:

如图6所示,当需要断开本系统接入进其他操作的时候,只需将旁路启闭开关3打至调压关闭档位,让供电不经过旁路调压系统直接从火线输出端输出即可。

在本发明的第五可控硅9用于保护和测量电压功能,等效为断路,在系统工作时,将第五可控硅9闭合,在第五可控硅9闭合后实现对测量的电压和ct测量来的电流进行监视,一旦超过预设不安全值时控制系统停止调压工作。

本发明的UPS旁路调压系统根据输入电压的变化,自动调节工作模式,进行稳压,使输出电压稳定在允许范围内,无需人工操作,无手工调压回路。

在本系统中通过在自调节保护系统4设置包括MCU控制电路、过压欠压检测系统、频率异常检测系统、机器故障检测报警系统。其中,MCU控制电路用于实现调压控制功能,负责控制系统的切换调配。其中,过压欠压检测系统用于检测电压大小判断是否符合输送要求从而进行调节。其中,频率异常检测系统用于检测电压频率是否正常,负责检测系统工作状态是否出现异常变化。其中,机器故障检测报警系统用于在发现机器及系统故障后进行声、光、通讯等方式进行报警,负责检测系统运行状态及在系统出现故障时发出警报信号。

本发明由各个保护系统的检测互联,提高了旁路调压系统对交流不间断电源装调控的准确性和安全性,保证旁路调压系统及交流不间断电源系统能够满足长期连续输压供电的需求。

在本发明中通过UPS旁路调压系统连接的显示及通讯系统,显示系统用于显示设备采样、设置、报警等信息,通讯系统用于实现对外通讯功能。操作人员通过显示系统能够快速直观地将交流不间断电源系统(UPS)的工作状态、旁路调压系统的运行处于哪个档位,及时获取系统故障的位置和原因,结合通讯系统能够迅速作出相应的处理操作,保障系统的正常调压稳压,负载能够保持正常工作。

显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

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