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1、(10)申请公布号 CN 104218657 A (43)申请公布日 2014.12.17 CN 104218657 A (21)申请号 201410477972.X (22)申请日 2014.09.18 H02J 7/34(2006.01) (71)申请人 国家电网公司 地址 100031 北京市西城区西长安街 86 号 申请人 国网天津市电力公司 (72)发明人 王宜政 魏冬利 (74)专利代理机构 天津才智专利商标代理有限 公司 12108 代理人 庞学欣 (54) 发明名称 一种改进型直流母线式 UPS 装置 (57) 摘要 一种改进型直流母线式 UPS 装置。其包括 ： 第一开关Q1。
2、、 第二开关Q2、 第三开关Q3、 第四开关 Q4、 变压器 B、 整流单元 A1、 逆变单元 A2、 静态开 关 DK 和直流隔离二极管 D ； 本发明提供的改进型 直流母线式 UPS 装置彻底将变电站的直流母线和 UPS 内部电路隔离， 使二者没有电路上的联系。使 用本装置后， UPS 装置的内部故障不会对直流母 线系统造成影响。UPS 装置内部绝缘降低也不会 造成变电站直流母线绝缘降低， 提高了变电站直 流二次系统运行的稳定性， 消除了故障隐患。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求。
3、书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104218657 A CN 104218657 A 1/1 页 2 1. 一种改进型直流母线式 UPS 装置， 其包括 ： 第一开关 Q1、 第二开关 Q2、 第三开关 Q3、 第四开关 Q4、 变压器 B、 整流单元 A1、 逆变单元 A2、 静态开关 DK 和直流隔离二极管 D ； 所述 的第一交流输入电源依次经过第一开关 Q1 和变压器 B 与整流单元 A1 的输入端连接， 整流 单元 A1 的输出端为直流输入端 ZI， 与逆变单元 A2 的输入端连接， 逆变单元 A2 的输出端与 第三开关 Q3 的一个输入端相连接， 第三开关 。
4、Q3 的另一个输入端与第二交流输入电源相连 接 ； 第三开关 Q3 的输出端与第四开关 Q4 的输入端相连接 ； 静态开关 DK 的一端与第二交流 输入电源连接， 另一端与第四开关 Q4 的输入端相连接 ； 第四开关 Q4 的输出端为本 UPS 装 置的电源输出端， 与负载连接 ； 第二开关 Q2 的输入端与变电站直流母线 ZM 连接 ； 其特征在 于 ： 所述的装置还包括第二逆变器A3和第二变压器B2 ； 其中 ： 第二逆变器A3的直流输入端 提供第二开关 Q2 与直流母线 ZM 连接， 第二逆变器 A3 的交流输出端通过第二变压器 B2 与 第一逆变单元 A1 的输入相连接。 2. 根据权。
5、利要求 1 所述的改进型直流母线式 UPS 装置， 其特征在于 ： 所述的第二逆变 器 A3 为直流 / 交流逆变装置。 3. 根据权利要求 1 所述的改进型直流母线式 UPS 装置， 其特征在于 ： 所述的第二变压 器 B2 为交流隔离变压器。 权 利 要 求 书 CN 104218657 A 2 1/3 页 3 一种改进型直流母线式 UPS 装置 技术领域 0001 本发明属于变电站不间断供电技术领域， 特别是涉及一种改进型直流母线式 UPS 装置。 背景技术 0002 UPS 装置是不间断供电系统。其为某些对电源质量要求高的仪器仪表提供可靠电 源， 在电网发生故障时， 可提供连续不断的供。
6、电。 变电站自身有直流蓄电池组为直流负载供 电， 因此为节省投资， 变电站中 UPS 装置本身不配置蓄电池组， 直流电源引自变电站直流母 线， 其结构如图 1 ； 0003 如图 1 所示， 所述的 UPS 装置包括 ： 第一开关 Q1、 第二开关 Q2、 第三开关 Q3、 第四 开关 Q4、 变压器 B、 整流单元 A1、 逆变单元 A2、 静态开关 DK 和直流隔离二极管 D ； 其中 ： 第一 开关 Q1、 第二开关 Q2、 第三开关 Q3 和第四开关 Q4， 静态开关 DK 为双掷开关 ； 变压器 B 为交 流隔离变压器， 整流单元 A1 为交流 / 直流转换装置， 逆变单元 A2 为。
7、直流 / 交流逆变装置， 静态开关 DK 为由功率电子器件构成的无触点开关， 直流隔离二极管 D 为功率二极管。 0004 所述的第一交流输入电源依次经过第一开关 Q1 和变压器 B 与整流单元 A1 的输入 端连接， 整流单元 A1 的输出端为直流输入端 ZI， 与逆变单元 A2 的输入端连接， 逆变单元 A2 的输出端与第三开关 Q3 的一个输入端相连接， 第三开关 Q3 的另一个输入端与第二交流输 入电源相连接 ； 第三开关 Q3 的输出端与第四开关 Q4 的输入端相连接 ； 静态开关 DK 的一端 与第二交流输入电源连接， 另一端与第四开关Q4的输入端相连接 ； 第四开关Q4的输出端为。
8、 本 UPS 装置的电源输出端， 与负载连接 ； 第二开关 Q2 的输入端与变电站直流母线 ZM 连接， 输出端与直流隔离二极管 D 的阳极连接， 直流隔离二极管 D 的阴极与直流输入端 ZI 相连 接 ； 变电站直流母线 ZM 的两端分别与蓄电池组和直流负载相连接。 0005 由于变电站中的UPS装置本身不设置蓄电池组， 其直流输入端ZI经直流隔离二极 管D和第二开关Q2接至变电站直流母线ZM上。 在这种连接方式下， 当UPS装置内部发生直 流接地或绝缘降低等故障时， 都会造成变电站直流母线 ZM 上的直流系统接地或绝缘降低， 当本 UPS 装置的整流单元 A1 或逆变单元 A2 出现故障，。
9、 即输入输出两端短路时， 交流 220V 电压将通过直流隔离二极管 D 和第二开关 Q2 直接串入变电站直流母线 ZM 上， 由于变电站 直流母线 ZM 上的直流负载多为保护、 控制、 测控装置， 串入交流后对装置和一次设备危害 极大， 极有可能造成保护不正确动作， 一次开关误分误合， 异常信号上送， 对变电站可靠供 电运行造成危害。另外， 已经投运的变电站若重新进行 UPS 装置改造， 将涉及较多的回路和 装置， 因此施工工艺复杂， 费时费力。 发明内容 0006 为了解决上述问题， 本发明的目的在于提供一种改进型直流母线式 UPS 装置。 0007 为了达到上述目的， 本发明提供的改进型直。
10、流母线式 UPS 装置包括 ： 第一开关 Q1、 第二开关 Q2、 第三开关 Q3、 第四开关 Q4、 变压器 B、 整流单元 A1、 逆变单元 A2、 静态开关 DK 说 明 书 CN 104218657 A 3 2/3 页 4 和直流隔离二极管 D ； 所述的第一交流输入电源依次经过第一开关 Q1 和变压器 B 与整流单 元A1的输入端连接， 整流单元A1的输出端为直流输入端ZI， 与逆变单元A2的输入端连接， 逆变单元 A2 的输出端与第三开关 Q3 的一个输入端相连接， 第三开关 Q3 的另一个输入端与 第二交流输入电源相连接 ； 第三开关 Q3 的输出端与第四开关 Q4 的输入端相连。
11、接 ； 静态开 关 DK 的一端与第二交流输入电源连接， 另一端与第四开关 Q4 的输入端相连接 ； 第四开关 Q4 的输出端为本 UPS 装置的电源输出端， 与负载连接 ； 第二开关 Q2 的输入端与变电站直流 母线 ZM 连接 ； 其特征在于 ： 所述的装置还包括第二逆变器 A3 和第二变压器 B2 ； 其中 ： 第二 逆变器 A3 的直流输入端提供第二开关 Q2 与直流母线 ZM 连接， 第二逆变器 A3 的交流输出 端通过第二变压器 B2 与第一逆变单元 A1 的输入相连接。 0008 所述的第二逆变器 A3 为直流 / 交流逆变装置。 0009 所述的第二变压器 B2 为交流隔离变压。
12、器。 0010 本发明提供的改进型直流母线式 UPS 装置的使用效果 ： 0011 本装置彻底将变电站的直流母线和 UPS 内部电路隔离， 使二者没有电路上的联 系。使用本装置后， UPS 装置的内部故障不会对直流母线系统造成影响。UPS 装置内部绝缘 降低也不会造成变电站直流母线绝缘降低， 提高了变电站直流二次系统运行的稳定性， 消 除了故障隐患。 附图说明 0012 图 1 为一种已有技术的 UPS 装置结构示意图。 0013 图 2 为本发明提供的改进型直流母线式 UPS 装置的结构示意图。 具体实施方式 0014 下面结合附图和具体实施例对本发明提供的改进型直流母线式 UPS 装置进行。
13、详 细说明。与已有技术相同的部件采用相同的附图标号。 0015 本装置是在如图 1 所示的原有 UPS 装置的基础上， 取消了直流电源输入回路和直 流隔离二极管 D， 并在整流单元 A1 的输入端接入一个带隔离的直流交流逆变单元， 从而 提供一个不间断的备用交流电源 ； 0016 如图2所示， 本发明提供的改进型直流母线式UPS装置包括第一开关Q1、 第二开关 Q2、 第三开关 Q3、 第四开关 Q4、 变压器 B、 整流单元 A1、 逆变单元 A2、 静态开关 DK 和直流隔 离二极管 D ； 所述的第一交流输入电源依次经过第一开关 Q1 和变压器 B 与整流单元 A1 的 输入端连接， 整。
14、流单元 A1 的输出端为直流输入端 ZI， 与逆变单元 A2 的输入端连接， 逆变单 元 A2 的输出端与第三开关 Q3 的一个输入端相连接， 第三开关 Q3 的另一个输入端与第二交 流输入电源相连接 ； 第三开关 Q3 的输出端与第四开关 Q4 的输入端相连接 ； 静态开关 DK 的 一端与第二交流输入电源连接， 另一端与第四开关Q4的输入端相连接 ； 第四开关Q4的输出 端为本UPS装置的电源输出端， 与负载连接 ； 第二开关Q2的输入端与变电站直流母线ZM连 接 ； 0017 本装置还包括 ： 第二逆变器A3和第二变压器B2 ； 其中 ： 第二逆变器A3的直流输入 端通过第二开关 Q2 。
15、与变电站直流母线 ZM 连接， 第二逆变器 A3 的交流输出端通过第二变压 器 B2 与整流单元 A1 的输入相连接。 说 明 书 CN 104218657 A 4 3/3 页 5 0018 所述的第二逆变器A3为直流/交流逆变装置， 用于将输入的直流电转换成交流电 输出。 0019 所述的第二变压器 B2 为交流隔离变压器， 用于实现交流电源的隔离和电压转换。 0020 本发明提供的改进型直流母线式 UPS 装置在原有 UPS 装置的基础上， 取消了直流 电源输入回路和直流隔离二极管， 用一个逆变器将直流母线电流逆变为交流电， 经隔离变 压器后接入 UPS 装置整流回路。适用于新建变电站 UPS 直流电源接于直流母线上者。本装 置将引自直流母线的直流电流逆变为交流电、 经过隔离变压器电磁隔离后， 与外来交流电 源一起进入整流-逆变环节， 使UPS装置和变电站直流母线没有任何回路联系， 彻底解决了 UPS装置故障和不正常运行时对直流系统的影响。 而且本装置接线简单， 对负载和二次回路 影响较小。 说 明 书 CN 104218657 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104218657 A 6 。