CN201341032Y - 在线式应急电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种在线式应急电源，其特征在于：包括市电输入端、充电装置、蓄电池组、市电整流器、逆变器、隔离变压器、交流输出端；所述应急电源通过市电输入端与市电网相连；所接入的市电一路经由所述市电整流器整流为直流电，另一路通过所述充电装置对蓄电池组进行充电；所述市电整流器和蓄电池组共同并接于所述逆变器的输入端；该逆变器的输出端通过所述隔离变压器与交流输出端相连。该在线式应急电源可以实现从主电供电向电池供电的自然过渡，并可避免因高速切换及逆变器长期闲置所可能存在的安全隐患。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种不间断电源，特别是一种在线式的EPS(Emergency Power System)电源，可以实现从主电供电向电池供电的自然过渡，避免高速切换可能存在的安全隐患，属于电源技术领域。
背景技术
应急电源(EPS，Emergency Power System)是一种不间断供电电源，通常应用在楼宇中为应急灯供电，使之可以在电网停止供电时继续照明。传统的EPS设备通常采用的是后备式工作方式，即在市电正常时，设备中的逆变器不向负载供电，而是市电通过切换装置(一般为接触器或静态开关)的控制向负载提供电能；只有当市电异常时，切换装置才启动逆变器向负载供电，同时断开市电线路。
这种后备式EPS供电方式的主要优点是：1)在市电正常的绝大多数情况下，设备的运行效率高，损耗小；2)逆变器多数时间内处于备用工作状态，有利于其内部元器件使用寿命的延长。
但是，另一方面它也同样存在着许多缺点：1)市电通过EPS向负载供电时，对于多数以接触器或继电器为切换装置主要执行元件的设备，当负荷超载时(这在实际应用中经常发生)切换装置无法有效进行限流等的保护，易导致该类执行元件触点的损坏；2)对于需要不间断供电或对供电质量要求高的负载，后备式EPS设备无法提供足够有效地供电保证；3)对于重要级别负载，或使用环境条件差的应用场所，EPS设备中的逆变器是保证应急工作的重要部件，后备运行方式使得逆变器长期处于不输出供电状态，不利于其及配套输出隔离变压器的抗潮湿能力，同时不易暴露与应急工作相关的部件的问题，增加设备中隐含问题被发现的难度。
综上所述，现有的后备式EPS技术虽能满足一般使用环境的应急供电需要。但是，随着EPS应用领域的不断扩大，对于一些对供电质量要求更高，对安全性要求更为严格的特殊供电环境，现有EPS技术难以满足其工作需要。
发明内容
本实用新型的目的在于解决现有后备式EPS技术中存在的问题，提供一种在线式EPS供电电源，可以实现从主电供电向电池供电的自然过渡，避免高速切换可能存在的安全隐患。
本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的：
在线式应急电源，其特征在于：包括市电输入端、充电装置、蓄电池组、市电整流器、逆变器、隔离变压器、交流输出端；
所述应急电源通过市电输入端与市电网相连；所接入的市电一路经由所述市电整流器整流为直流电，另一路通过所述充电装置对蓄电池组进行充电；所述市电整流器和蓄电池组共同并接于所述逆变器的输入端；该逆变器的输出端通过所述隔离变压器与交流输出端相连。
所述市电整流器输出至逆变器的电压高于所述蓄电池组输出至逆变器的电压。
本实用新型的有益效果是：
1)由于始终通过逆变器逆变产生输出交流电，在市电正常的情况下，设备的运行能够有效避免电网的瞬时波动对负载的影响；
2)由于逆变器是通过隔离变压器向负载供电的，因此也能够有效避免雷击等各种外部干扰对负载的影响；
3)对于重要级别负载，或使用环境条件差的应用场所，在线运行的供电方式能有效检验设备的工作情况，特别是逆变器的性能以及设备制作，安装，调试，运行中存在的隐含问题，均能及时发现，以便采取相应的消隐措施；
4)实现了从主电供电向电池供电的自然过渡，无需控制，避免了高速切换中控制器的误判断，误动作。
附图说明
图1为在线式应急电源的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
由前述可知，现有的后备式应急电源所存在的问题主要在于：平时正常工作时由主电供电，后备电源部分并不参与工作，而当电网出现异常时，就需要及时切换至后备电源供电。这样就可能存在切换动作不够迅速，后备电源所存在的问题不能得以及时发现等安全隐患。分析其原因主要在于，后备式应急电源中的逆变器仅作为备用设备设计，在正常工作时电源的输出并不通过逆变器产生，只有当电网异常时才会切换由逆变器输出。
针对后备式应急电源所存在的问题，本专利设计了一种在线式应急电源工作方式。该在线式应急电源的设计原理主要是将市电整流后直接送入逆变器，通过逆变控制转换为频率，电压，波形稳定的正弦波输出给负载供电；而蓄电池组则由市电通过充电装置对其进行充电，蓄电池组与整流后的市电共同并接于逆变器直流输入端，通过控制技术保证蓄电池组电压始终低于市电整流后的电压，从而实现在市电供电过程中电池组不放电，当市电故障后，逆变器自动过渡到由电池组供电，从而实现了无需切换时间的自然过渡。
基于上述设计原理，本专利所设计的在线式应急电源结构如图1所示。该在线式应急电源包括：市电输入端、充电装置、蓄电池组、市电整流器、逆变器、隔离变压器、交流输出端。
该应急电源通过市电输入端与市电网相连，将市电接入应急电源。所接入的市电一路经由市电整流器整流为直流电；另一路则通过充电装置对蓄电池组进行充电。所述市电整流器和蓄电池组共同并接于逆变器的输入端，分别向逆变器输入直流电。该逆变器通过逆变控制将输入的直流电转化为稳定的交流电，并由逆变器的交流输出端输出。该逆变器的交流输出端通过隔离变压器与交流输出端相连，由逆变器输出的交流电通过交流输出端为负载供电。这里，该隔离变压器主要起到隔离的作用，以避免用电负载受到各种外部干扰。
由上述结构可知，该在线式应急电源的主电线路由市电整流器构成，而备用线路则由充电装置与蓄电池组串联构成。而无论使用主电线路还是备用线路，都必须通过逆变器产生供给负载的交流电。这样就避免了后备式应急电源中逆变器因长期处于备用状态而无法及时发现其存在问题的隐患。
另外，本专利还通过控制技术使蓄电池组的输出电压始终低于市电整流器的输出电压。这样就可以保证在主电线路供电时，蓄电池组虽然与逆变器输入端相连但并不放电，仅由市电整流器供电。而当市电发生故障时，市电整流器不再供电，逆变器自然地过渡为由蓄电池组供电。这一转换过程并不存在切换动作，因此可以实现真正意义上的零秒切换。
综上所述，本专利所设计的在线式应急电源相对于现有的备用式应急电源虽然由于始终通过逆变器逆变产生输出交流电，引起了一定的电能损耗，并对逆变器寿命有着较高的要求。但是，这种在线式应急电源存在着以下诸多优点：
1)由于始终通过逆变器逆变产生输出交流电，在市电正常的情况下，设备的运行能够有效避免电网的瞬时波动对负载的影响；
2)由于逆变器是通过隔离变压器向负载供电的，因此也能够有效避免雷击等各种外部干扰对负载的影响；
3)对于重要级别负载，或使用环境条件差的应用场所，在线运行的供电方式能有效检验设备的工作情况，特别是逆变器的性能以及设备制作，安装，调试，运行中存在的隐含问题，均能及时发现，以便采取相应的消隐措施；
4)实现了从主电供电向电池供电的自然过渡，无需控制，避免了高速切换中控制器的误判断，误动作。
Claims (2)
1、在线式应急电源，其特征在于：包括市电输入端、充电装置、蓄电池组、市电整流器、逆变器、隔离变压器、交流输出端；
所述应急电源通过市电输入端与市电网相连；所接入的市电一路经由所述市电整流器整流为直流电，另一路通过所述充电装置对蓄电池组进行充电；所述市电整流器和蓄电池组共同并接于所述逆变器的输入端；该逆变器的输出端通过所述隔离变压器与交流输出端相连。
2、如权利要求1所述在线式应急电源，其特征在于：所述市电整流器输出至逆变器的电压高于所述蓄电池组输出至逆变器的电压。
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