模块化并联电力ＵＰＳ装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种模块化并联电力ＵＰＳ装置，将传统的单机ＵＰＳ系统变成多模块并联运行的ＵＰＳ系统，整套装置综合采用了数字化控制技术、高频开关技术和自主均流并机技术，其反应速度快、运行平稳，非常符合电力系统变电站、电厂对ＵＰＳ装置高可靠性、能快速在线维修更换的要求，适合推广使用。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种模块化并联电力UPS装置。
技术介绍
电网安全经济运行是电力系统的需要达到的重要目标，因此需要不断完善和提高 电力系统的自动化水平，而为了保证系统中的微机、VQC、RTU和变送器等设备能够安全可靠 的运行，即需要UPS作为供电的保障。为了保证在事故交流失压的情况下，继电保护故障录波仪、保护装置打印机、综自 后台设备、通信设备等使用交流电源的装置能够满足事故抢修时继续运行的需要，因而需 要在变电站设置电力专用UPS电源给上述设备供电。传统电力专用UPS的电路结构如图1所示市电正常时，交流电经过输入隔离变压 器隔离，整流滤波后给逆变器供电；若交流输入断电，则电力系统自备的直流屏电源经逆止 二极管给逆变器供电，再经过逆变器中的高频隔离变压器隔离后给重要负载供电；若直流 屏断电、逆变器过载或故障，则由静态开关自动切换至旁路供电。传统电力UPS系统无法实现并联，由一台UPS串联在另一台UPS的旁路中(即所 谓的串并)所实现的不是真正意义上的冗余，并且难以实现多台UPS同时带载，其体积大、 重量重、效率低、抗干扰能力弱，无法做到零时间切换。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种模块化并联电力UPS装置，通过采用模块并联 输出和高频开关技术，提高了系统的带载能力，同时体积小、重量轻、功率密度高、配置灵 活。本技术的目的是提供一种模块化并联电力UPS装置，包括UPS转换模块、高速 无触点切换开关和交流输出母线，所述高速无触点切换开关的交流输入端I与外部交流电 源相联接，所述高速无触点切换开关的交流输出端与交流输出母线相联接，所述UPS转换 模块至少为两个且相互并联，所述UPS转换模块均包括前级整流部分和后级逆变部分，所 述后级逆变部分与前级整流部分电联接，所述前级整流部分的交流输入端均接入外部交流 电源，所述后级逆变部分的直流输入端均接入外部直流电源，所述后级逆变部分的交流输 出端接入高速无触点切换开关的交流输入端II后与外部母线相联接。进一步，所述模块化并联电力UPS装置还包括控制单元，所述控制单元的信号输 出端分别与UPS转换模块和高速无触点切换开关的控制端相联接；进一步，所述UPS转换模块的前级整流部分包括依次联接的EMI滤波电路、整流电 路和APFC功率因数校正电路；进一步，所述UPS转换模块的后级逆变部分包括依次联接的DC/DC隔离变换电路、 DC/AC直交变换电路和直流电池电压隔离电路；进一步，所述DC/AC直交变换电路和直流电池电压隔离电路之间联接有市电跟踪电路，所述市电跟踪电路的交流输入端与外部交流电源相联接；进一步，所述模块化并联电力UPS装置还包括隔离变压器，所述外部交流电源通 过隔离变压器与UPS转换模块的交流输入端相联接。本技术的有益效果是本技术是将传统的单机UPS系统变成多模块并联运行的UPS系统，整套装置 综合采用数字化控制技术、高频开关技术和自主均流并机技术，其反应速度快、运行平稳， 模块化结构能够实现方便高效的现场在线更换维修，系统的安全性和可靠性也得到了大幅 提高，同时还具有体积小和重量轻的特点，非常符合电力系统变电站、电厂对UPS装置高可 靠性、能快速在线维修更换的要求。本技术的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐 述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或 者可以从本技术的实践中得到教导。本技术的目标和其他优点可以通过下面的说 明书和权利要求书来实现和获得。附图说明为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用 新型作进一步的详细描述，其中图1为传统电力UPS系统结构示意图；图2为本技术的结构示意图；图3为UPS转换模块内部电路连接示意图。以下将参照附图，对本技术的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实 施例仅为了说明本技术，而不是为了限制本技术的保护范围。如图2所示，本技术的模块化并联电力UPS装置，包括UPS转换模块、高速无 触点切换开关2和交流输出母线3，高速无触点切换开关2的交流输入端I与旁路交流电源 5相联接，高速无触点切换开关2的交流输出端与交流输出母线3相联接，本实施例中，UPS 转换模块为两个，即相互并联的UPS转换模块I和UPS转换模块II，UPS转换模块I、II均 包括前级整流部分11和后级逆变部分12，后级逆变部分12与前级整流部分11电联接，前 级整流部分11的交流输入端接入外部交流电源4，后级逆变部分12的直流输入端均接入外 部直流电源6，本实施例中，直流电源采用电池装置供电，后级逆变部分12的交流输出端均 接入高速无触点切换开关2的交流输入端II，通过高速无触点切换开关2与外部输出母线 3相联接。为便于对整个UPS装置进行控制，模块化并联电力UPS装置还包括控制单元，控制 单元的信号输出端分别与UPS转换模块和高速无触点切换开关2的控制端相联接。如图3所示，其中，UPS转换模块的前级整流部分11包括依次联接的EMI滤波电 路111、整流电路112和APFC功率因数校正电路113。具体实施方式EMI滤波电路111作为抑制电源线干扰的重要单元，应符合电磁兼容性(EMC)的 要求，须是双向射频滤波一方面，可以抑制来自电网的干扰，减小甚至消除对模块的危害； 另一方面，也可以抑制高频开关电源模块自身对电网的干扰。典型的单相EMI滤波器主要由EMI共模电感器、X电容及Y电容组成。传统的二极管整流电路会产生大量的谐波和无功，功率因数仅能达到0. 5 0. 7， 总谐波含量高达100% 150%，严重污染电网，成为电网公害。为了提高效率，减小对电网 的干扰，必须采用功率因数校正(Power Factor Correction, PFC)技术。本技术的UPS转换模块采用有源功率因数校正技术(APFC)，功率因数高度 0. 99，总谐波含量小于5%。并且APFC电路较整流后的交流输入电压稳定到275VDC，高于 电池的输入电压(包括均充电压)，在有市电情况下，电力UPS转换模块不占用电池资源，完 全由市电供电。此外，UPS转换模块的后级逆变部分12包括依次联接的DC/DC隔离变换电路121、 DC/AC直交变换电路122和直流电池电压隔离电路123。DC/DC隔离变换电路121采用先进的LLC串联谐振软开关技术，实现全负载条件下 的原边功率MOS管的ZVS零电压开发和副边高频整流二极管的ZCS零电流开关，效率高。本实施例中，该电路主要有两个作用1.将前级直流输入电压变化为380V直流输出，用于后级DC/AC交流变化；2.实现隔离(即直流电池与输出之间的隔离)。DC/AC直交变换电路122的DC/AC变换采用全桥SPWM高频逆变技术，将380V直流 通过SPWM脉冲调制后经LC滤波器输出220VAC/50HZ交流，整个控制采用DSP数字控制技 术实现。DC/AC直交变换电路122和直流电池电压隔离电路123之间联接有市电跟踪电路 124，市电跟踪电路124的交流输入端与外部交流电源相联接。在无旁路(市电)输入情况下，DC/AC直交变换电路122独立输出标准的 220V/50HZ交流电；在有旁路(市本文档来自技高网...

【技术保护点】
模块化并联电力ＵＰＳ装置，包括ＵＰＳ转换模块、高速无触点切换开关和交流输出母线，所述高速无触点切换开关的交流输入端Ｉ与外部交流电源相联接，所述高速无触点切换开关的交流输出端与交流输出母线相联接，其特征在于：所述ＵＰＳ转换模块至少为两个且相互并联，所述ＵＰＳ转换模块均包括前级整流部分和后级逆变部分，所述后级逆变部分与前级整流部分电联接，所述前级整流部分的交流输入端均接入外部交流电源，所述后级逆变部分的直流输入端均接入外部直流电源，所述后级逆变部分的交流输出端接入高速无触点切换开关的交流输入端Ⅱ后与外部母线相联接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵应春，廖立平，
申请(专利权)人：重庆市电力公司电网检修分公司，
类型：实用新型
国别省市：85[中国|重庆]