多相供电装置及方法 【技术领域】
本发明涉及供电技术领域，特别涉及多相供电装置及方法。
背景技术
在多相供电如三相四线制式的供电电网中，由于电力供应不足、电网中单相负载过多、用户侧设备故障等造成电网缺相或严重的三相不平衡，现有的三相四线制的多相供电装置中包括检测模块和缺相及不平衡保护模块，当检测模块检测到供电电网中出现电网缺相及不平衡时，缺相及不平衡保护模块会切断多相交流电对负载的供电，并启动后备电源。
在对上述现有技术进行实践和研究的过程中，本发明的发明人发现：现有技术中在缺相或三相不平衡时，通过切断多相交流电源的供电，这样使得供电电网的可靠性降低，而且使用备用电源会提升成本及能耗。
【发明内容】
本发明实施例提供多相供电装置及方法，提高电网的利用率。
本发明实施例提供一种多相供电装置，所述多相供电装置包括至少两相电源，且所述至少两相电源中的每一相能均为至少一个负载供电，该多相供电装置还包括：
供电检测模块，用于检测所述多相供电系统中的每一相电源对负载的供电信息；
故障处理模块，用于当所述供电检测模块检测的供电信息显示有至少一相电源对负载的供电发生故障时，选择没有发生故障的相电源对该发生故障的相电源所对应的负载进行供电
本发明实施例提供一种多相供电方法，用于多相供电装置中，所述多相供电装置包括至少两相电源，且所述至少两相电源中的每一相均能为至少一个负载供电，包括：
通过供电检测模块检测多相供电系统中每一相电源对负载的供电信息；
当所述供电信息显示有至少一相电源对负载的供电发生故障时，通过故障处理模块选择没有发生故障的相电源对该发生故障的相电源所对应的负载进行供电。
本发明实施例的多相供电装置中当供电检测模块检测到多相供电系统中每一相电源对负载的供电信息，显示至少有一相电源对负载的供电发生故障时，故障处理模块选择没有发生故障的电源对发生故障的电源对应的负载进行供电，这样和现有技术的多相供电装置中当有一相电源对负载的供电发生故障时，切断电源而开启后备电源相比，本发明实施例的多相供电装置利用没有发生故障的电源为负载进行供电，能提高电网的利用率，且降低后备电源的使用，降低成本和能耗。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明设备实施例提供的多相供电装置的结构示意图；
图2是本发明设备实施例提供的另一多相供电装置的结构示意图；
图3是本发明设备实施例一提供的多相供电装置的结构示意图；
图4是本发明设备实施例二提供的多相供电装置的结构示意图；
图5是本发明设备实施例三提供的多相供电装置的结构示意图；
图6是本发明设备实施例四提供的多相供电装置的结构示意图；
图7是本发明方法实施例一提供的多相供电方法的流程图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中地实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
设备实施例
一种多相供电装置，多相供电装置包括至少两相电源，且所述至少两相电源中的每一相均可以为至少一个负载供电，结构示意图如图1所示，包括：
供电检测模块10，用于检测多相供电系统中每一相电源对负载的供电信息；供电检测模块10在进行检测时，可以检测每一相电源的供电电压等供电信息；且多相供电系统中包括多相电源(至少三相)和每一相电源对应的负载，或多相电源和一相负载；
故障处理模块20，用于当所述供电检测模块10检测的供电信息显示有至少一相电源对负载的供电发生故障时，选择没有发生故障的电源对该发生故障的至少一相电源对应负载进行供电。
这里一相电源对负载的供电发生故障是指：该相电源的供电电压与其他相电源的供电电压相差超过允许范围，或该相电源的供电电压值超出相应负载允许的范围，或该相电源的供电电压中谐波含量超过一定值等，如果供电检测模块10是检测每一相电源的供电电压时，则当某一个电压和其他电压值相差超过允许范围时，则确定该电压对应的一相电源发生故障，故障处理模块20在选择为发生故障的电源对应负载供电的电源时，可以根据预置的策略进行选择，如选择供电品质优先级较高的电源进行供电等。
可以理解，当供电电压值较大，或供电电压的谐波含量较少时，电源的供电品质优先级较高。
可选地，故障处理模块20可以包括：比较子模块201，用于比较所述供电检测模块10检测的没有发生故障的其它相电源对负载的供电信息，得到所述没有发生故障的其它相电源的供电品质优先级；这里的供电信息包括供电电压大小，供电电压的谐波含量等信息，选择子模块202，用于选择所述比较子模块201得到的供电品质优先级中优先级较高的电源对该发生故障的至少一相电源对应负载进行供电。
具体地，参考图2所示，故障处理模块20可以通过如下的结构来实现：故障处理模块20包括：控制单元220和多个控制开关210；这里控制开关210可以为接触器、单级接触器，或三级接触器，或静态开关，或模拟的控制开关等；所述多相供电系统中的每一相电源输入与多相电源输入对应的负载之间连接有控制开关210，所述控制单元220的控制输出端1连接所述控制开关210的控制端2，所述控制单元220另一端与所述供电检测模块10连接；所述控制单元220，用于根据所述供电检测模块10检测的供电信息，控制所述控制开关210的断开或闭合。
可见，本发明实施例的多相供电装置中当供电检测模块10检测到多相供电系统中每一相电源对负载的供电信息，显示至少有一相电源对负载的供电发生故障时，故障处理模块20选择没有发生故障的电源对发生故障的电源对应的负载进行供电，这样和现有技术的多相供电装置中当有一相电源对负载的供电发生故障时，切断电源而开启后备电源相比，本发明实施例的多相供电装置利用没有发生故障的电源为负载进行供电，能提高电网的利用率，且降低后备电源的使用，降低成本和能耗。
下面以多相供电系统为三相四线的供电系统为例，来说明本发明多相供电装置和方法：
设备实施例一
一种多相供电装置，本实施例中，多相供电系统为三相四线的供电系统，包括三相电源输入R、S、T和三相电源输入分别对应的三相负载R1、S1、T1，且故障处理模块20中控制开关210为接触器，结构示意图如图3所示，包括：
本实施例中，供电检测模块10是通过在三相电源输入R、S、T与三相四线系统中的零点N之间分别连接电压检测器实现的；
故障处理模块20包括控制单元220和多个控制开关210，在三相四线供电系统中，每一相电源输入与三相负载之间都连接有控制开关210，即接触器KM，例如R相电源输入与系统中的三相负载R1、S1、T1之间分别连接接触器KM13、KM12和KM11，S相电源输入与系统中的三相负载R1、S1、T1之间分别连接接触器KM23、KM22和KM21，T相电源输入与系统中的三相负载R1、S1、T1之间分别连接接触器KM33、KM22和KM31。接触器是通过线圈中的磁场，来控制触头的断开或闭合，则控制开关210的控制端即为线圈连接端(该端没有在图中表示出)，则每一个接触器的线圈连接端都与控制单元220的控制输出端相连接，图中只表示出一个控制开关210即接触器KM33与控制单元220的连接，其它控制开关即接触器与控制单元220之间可以进行类似连接。控制单元220与供电检测模块10连接，通过分析电压检测器V1、V2、V3检测的结果，确定R、S、T相电源是否发生故障，并根据分析结果及预置的策略控制接触器的闭合或断开。
其中控制单元220可以在发现R、S、T相电源中至少有一相电源的供电发生故障时，如一相电电源的供电电压与其他相电源的供电电压相差超过允许范围，或一相电源的供电电压值超出相应负载允许的范围，或一相电源的供电电压中谐波含量超过一定值等，可以选择与电网电压值接近的一相电压为故障电源对应的负载进行供电；还可以分析其它相没有发生故障的电源对负载的供电信息，得到供电品质优先级，并选择供电品质优先级较高的电源为发生故障的电源对应负载进行供电，其中供电品质优先级的确定是根据电压检测器检测的R、S、T相电源的供电信息，如电压大小，各相电源中电压谐波含量的多少等元素来确定，在电压值较大，且谐波含量较少的电源的供电品质优先级较高。例如，当控制单元220分析得到V3的值与V2及V1值相差超过允许范围时，则确定T相电源故障，并分析得到R、S相电源分别对R1、S1相负载供电的供电品质优先级，选择供电品质优先级较高的R相电源对T1相负载供电，则控制接触器KM11由原来的断开状态转变为闭合状态，且控制接触器KM31由原来的闭合状态转变为断开状态。
需要说明的是，当控制单元220得到其它相没有发生故障的电源的供电品质优先级相同时，需要根据预置的其他策略进行选择，如当T相电源发生故障，而R和S相电源的供电品质优先级相同，则根据预置的策略指定优先选择R相电源对T1相负载进行供电。
如下表1所示，控制单元220对控制开关210的状态可以进行如下控制，其中+表示闭合，-表示断开。
表1
如上表1所示，在正常状态下，即三相电源对三相负载的供电平衡，没有发生故障时，控制单元220控制接触器KM13、KM22、KM31闭合，其它的接触器都断开；当R相发生故障时，可以任意选择S相或T相为R1相负载供电，控制单元220还可以根据供电检测单元10检测的供电信息，得到S和T相的供电品质优先级，由其中优先级高的一相电源为R1相负载供电；当S相发生故障时，可以任意选择R相或T相电源为S1相负载供电，也可以选择优先级高的一相电源为S1相负载供电；当T相故障时，可以任意选择R相或S相电源为T1相负载供电，也可以选择优先级高的一相电源为T1相负载供电；当R、S相都发生故障时，直接由T相为R1、S1相负载供电；当R、T相都发生故障时，由S相为R1、T1相负载供电；当S、T相都发生故障时，由R相为S1、T1相负载供电；当故障消除后，控制单元220可以控制接触器自动恢复至正常时的工作状态。
本实施例的多相供电装置，其中一相电源和每一相负载之间都连接有控制开关210，这样通过控制单元220控制一相电源与每一相负载之间的连接，则使得多相供电系统中的任何一相电源都可能为其中一相负载进行供电。充分地提高了电网的利用率，降低后被电源的使用。
设备实施例二
一种多相供电装置，本实施例中，多相供电系统为三相四线的供电系统，包括三相电源输入R、S、T和三相电源输入分别对应的三相负载R1、S1、T1，且故障处理模块20中控制开关210为单级接触器，结构示意图如图4所示，包括：
本实施例中，供电检测模块10是通过在三相电源输入R、S、T与三相四线系统中的零点N之间分别连接电压检测器实现的；
故障处理模块20包括控制单元220和多个控制开关210，在三相四线供电系统中，每一相电源输入与两相负载之间都连接有控制开关210，即单级接触器KM，例如R相电源输入与系统中的两相负载R1、T1之间分别连接单级接触器KM1和KM6，S相电源输入与系统中的两相负载R1、S1之间分别连接单级接触器KM2和KM3，T相电源输入与系统中的两相负载S1、T1之间分别连接单级接触器KM4和KM5。每一个单级接触器的线圈连接端(该端在图中没有表示出)都与控制单元220的控制输出端相连接，图中只表示出一个控制开关210即单级接触器KM5与控制单元220的连接，其它控制开关即单级接触器与控制单元220之间可以进行类似连接。控制单元220与供电检测模块10连接，通过分析电压检测器V1、V2、V3检测的结果，确定R、S、T相电源是否发生故障，并根据分析结果控制每个单级接触器的闭合或断开。
其中控制单元220可以在发现R、S、T相电源中有一相电源的供电发生故障时，自动控制另一相没有发生故障的电源对发生故障的电源对应负载进行供电。例如，当控制单元220分析确定R相电源故障，控制另一相电源S对R1相负载供电，则控制接触器KM2由原来的断开状态转变为闭合状态，且控制接触器KM1由原来的闭合状态转变为断开状态。
如下表2所示，本实施例中，控制单元220对控制开关210的状态进行如下控制，其中+表示闭合，-表示断开，下表2可以预置到控制单元220中。
表2
如上表2所示，在正常状态下，即三相电源对三相负载的供电平衡，没有发生故障时，控制单元220控制单级接触器KM2、KM4、KM6闭合；当R相发生故障时，由S相为R1相负载供电；当S相发生故障时，由T相为S1相负载供电；当T相故障时，由R相为T1相负载供电；当故障消除后，控制单元220可以控制单级接触器自动恢复至正常时的工作状态。
本实施例的多相供电装置，其中一相负载和两相电源之间都连接有控制开关210，这样当其中一相电源的供电发生故障时，控制单元220控制另一个相电源为该相负载进行供电。这样控制单元220在控制控制开关210的通断时，充分地提高了电网的利用率，降低后被电源的使用，且比较简单。
设备实施例三
一种多相供电装置，本实施例中，多相供电系统为三相四线的供电系统，包括三相电源输入R、S、T和三相电源输入分别对应的三相负载R1、S1、T1，且故障处理模块20中控制开关210为三级接触器，即包括三个并联的单级接触器，结构示意图如图5所示，包括：
本实施例中，供电检测模块10是通过在三相电源输入R、S、T与三相四线系统中的零点N之间分别连接电压检测器实现的；
故障处理模块20包括控制单元220和多个控制开关210，在三相四线供电系统中，每一相电源输入与负载之间都连接有控制开关210，即三级接触器KM，有三个接入点、三个输出点和线圈连接端，例如R、S、T相电源输入与三级接触器KM1的三个接入点连接，R1、S1、T1相负载与三级接触器KM1的三个输出点连接；三级接触器KM4其中有两个接入点连在一起并与R相电源输入连接，另一个接入点与S相电源输入连接，R1、S1、T1相负载与三级接触器KM4的三个输出点连接；三级接触器KM2其中有两个接入点连在一起并与S相电源输入连接，另一个接入点与T相电源输入连接，R1、S1、T1相负载与三级接触器KM2的三个输出点连接；三级接触器KM3其中有两个接入点连在一起并与T相电源输入连接，另一个接入点与R相电源输入连接，R1、S1、T1相负载与三级接触器KM3的三个输出点连接。且每一个三级接触器的线圈连接端(该端在图中没有表示出)都与控制单元220的控制输出端相连接，图中只表示出一个控制开关210即单级接触器KM4与控制单元220的连接，其它控制开关即三级接触器与控制单元220之间可以进行类似连接。控制单元220与供电检测模块10连接，通过分析电压检测器V1、V2、V3检测的结果，确定R、S、T相电源是否发生故障，并根据分析结果控制每个三级接触器的闭合或断开。其中三级接触器的闭合或断开是指三个并联的单级接触器都闭合或断开。
其中控制单元220可以在发现R、S、T相电源中有一相电源的供电发生故障时，自动控制另一相没有发生故障的电源对发生故障的电源对应负载进行供电。例如，当控制单元220分析确定R相电源故障，控制另一相电源S对R1相负载供电，则控制接触器KM2由原来的断开状态转变为闭合状态，且控制接触器KM1由原来的闭合状态转变为断开状态。
如下表3所示，本实施例中，控制单元220对控制开关210的状态进行如下控制，其中+表示闭合，-表示断开，下表3可以预置到控制单元220中。
表3
如上表3所示，在正常状态下，即三相电源对三相负载的供电平衡，没有发生故障时，控制单元220控制三级接触器KM1断开，KM2、KM3和KM4闭合；当R相发生故障时，控制三级接触器KM2闭合，由S相为R1相负载供电；当S相发生故障时，控制三级接触器KM3闭合，由T相为S1相负载供电；当T相故障时，控制三级接触器KM4闭合，由R相为T1相负载供电；当故障消除后，控制单元220可以控制单级接触器自动恢复至正常时的工作状态。
本实施例的多相供电装置，其中一相电源和每一相负载之间都连接有控制开关210，这样通过控制单元220控制一相电源与每一相负载之间的连接，则使得多相供电系统中的任何一相电源都可能为其中一相负载进行供电。充分地提高了电网的利用率，降低后被电源的使用。
设备实施例四
一种多相供电装置，本实施例中，多相供电系统为三相四线的供电系统，包括三相电源R、S、T和一相负载L，结构示意图如图6所示，包括：
本实施例中，供电检测模块10是通过在三相电源输入R、S、T与三相四线系统中的零点N之间分别连接电压检测器实现的；
故障处理模块20包括控制单元220和多个控制开关210，在三相四线供电系统中，每一相电源输入与一相负载L之间都连接有控制开关210，即接触器KM，例如R、S、T相电源输入与负载L之间分别连接接触器KM11、KM21和KM31。每一个接触器的线圈连接端(该端在图中没有表示出)都与控制单元220的控制输出端相连接，图中只表示出一个控制开关210即接触器KM31与控制单元220的连接，其它控制开关即接触器与控制单元220之间可以进行类似连接。控制单元220与供电检测模块10连接，通过分析电压检测器V1、V2、V3检测的结果，确定当前给L相负载供电的一相电源是否发生故障，并根据分析结果及预置的策略控制接触器的闭合或断开。
其中控制单元220可以在发现当前为L相负载供电的电源发生故障时，可以选择与电网电压最接近的一相电压为L相负载供电，也可以分析得到其它相没有发生故障的电源的供电品质优先级，并选择供电品质优先级较高的电源为L相负载进行供电，其中供电品质优先级的确定如设备实施例一中所述的确定方法，在此不再赘述。例如，在正常情况下，即任何一相电源都没有发生故障时，由供电品质优先级最高的R相电源为L相负载供电，当控制单元220分析确定R相电源故障，并分析得到R、S相电源分别对负载供电的供电品质优先级，选择供电品质优先级较高的S相电源对L相负载供电，则控制接触器KM21由原来的断开状态转变为闭合状态，且控制接触器KM11由原来的闭合状态转变为断开状态。
需要说明的是，当控制单元220得到其它相没有发生故障的电源的供电品质优先级相同时，需要根据预置的其他策略进行选择，如当T相电源发生故障，而R和S相电源的供电品质优先级相同，则根据预置的策略指定优先选择R相电源对L相负载进行供电。
如下表4所示，控制单元220对控制开关210的状态进行如下控制，其中+表示闭合，-表示断开。
表4
如上表4所示，在正常状态下，即三相电源没有发生故障时，控制单元220控制接触器KM11、KM21、KM31中最多一个接触器闭合；若R相发生故障时，可以选择由S相或T相电源为L相负载供电；当S相发生故障时，可以选择由R相或T相电源为L相负载供电；当T相故障时，可以选择由R相或S相电源为L相负载供电；当R、S相都发生故障时，由T相电源为L相负载供电；当R、T相都发生故障时，由S相电源为L相负载供电；当S、T相都发生故障时，由R相电源为L相负载供电；当故障消除后，控制单元220可以控制接触器自动恢复至正常时的工作状态。
本实施例的多相供电装置，其中每一相电源和三相供电系统中的L相负载之间都连接有控制开关210，这样通过控制单元220控制每一相电源与L相负载之间的连接，则使得多相供电系统中的任何一相电源都可能为L相负载进行供电。充分地提高了电网的利用率，降低后被电源的使用。
方法实施例
一种多相供电方法，用于多相供电装置中，所述多相供电装置包括至少两相电源，且所述至少两相电源中的每一相均可以为至少一个负载供电，流程图如图7所示，包括：
步骤101、通过多相供电装置中的供电检测模块检测多相供电系统中每一相电源对负载的供电信息；
可以理解，多相供电系统是包括多相(至少三相)电源的供电系统，在检测时，可以检测每一相电源的谐波含量、供电电压等信息。
步骤102、当所述供电信息显示有至少一相电源对负载的供电发生故障时，通过故障处理模块选择没有发生故障的电源对该发生故障的至少一相电源对应负载进行供电。
这里一相电源对负载的供电发生故障是指：该相电源的供电电压与其他相电源的供电电压相差超出允许范围时、或该相电源的供电电压值超出相应负载允许的范围，或该相电源的供电电压中谐波含量超过一定值等，如果在步骤101中检测的是每一相电源的供电电压时，则当某一个电压和其他电压值相差很超出允许范围时，则该电压对应的一相电源发生故障。
当选择为发生故障的电源对应负载进行供电时，可以通过预置的策略进行选择如与电网电压最接近的电源；或，比较检测的没有发生故障的其它相电源对负载的供电信息，得到所述没有发生故障的电源的供电品质优先级，选择其中供电品质优先级较高的电源对该发生故障的至少一相电源对应负载进行供电。其中供电信息包括供电电压值、供电电源的谐波含量等，当供电电压较小，且电压谐波含量较少时，确定为供电品质优先级较高的一相电源。
可见，本发明实施例的多相供电装置中当供电检测模块检测到多相供电系统中每一相电源对负载的供电信息，显示至少有一相电源对负载的供电发生故障时，故障处理模块选择没有发生故障的电源对发生故障的电源对应的负载进行供电，这样和现有技术的多相供电装置中当有一相电源对负载的供电发生故障时，切断电源而开启后备电源相比，本发明实施例的多相供电装置利用没有发生故障的电源为负载进行供电，能提高电网的利用率，且降低后备电源的使用，降低成本和能耗。
易于理解的是，在本发明实施例中一直是以三相电源为例，但是在需要的情况下，本发明一样可应用于各种电源系统之中，比如具有两相电源的供电系统，或者具有多于三相电源的供电系统中。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的多相供电装置及方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。