一种供电设备及供电系统的制作方法

1.本发明涉及供电技术领域，尤其涉及一种供电设备及供电系统。


背景技术：

2.随着铁路发展，大量干线的修建和全面提速，行车安全对于电源屏的可靠性和稳定性要求越来越高。
3.目前，为了让铁路供电电源屏能够可靠供电，主要采用两种供电方案；(1)图1是现有技术中一种供电装置的电路结构示意图，如图1所示，供电装置设置输入配电单元10、第一不间断供电单元11和第二不间断供电单元12，第一不间断供电单元11与第二不间断供电单元12并联后，与电源变换单元13连接，为电源变换单元13供电，从而为负载供电；(2)图2是现有技术中另一种供电装置的电路结构示意图，如图2所示，供电装置设置第一输入配电单元21、第二输入配电单元22、第三不间断供电单元23和第四不间断供电单元24，第三不间断供电单元23与第一电源变换单元25连接，为第一电源变换单元25供电，第四不间断供电单元24与第二电源变换单元26连接，为第二电源变换单元26供电，从而为负载供电。
4.但是，方案(1)中，第一不间断供电单元11与第二不间断供电单元12并联，使得第一不间断供电单元11与第二不间断供电单元12的输出点为同一点，一旦输出点处故障，第一不间断供电单元11与第二不间断供电单元12均不能为电源变换单元13供电，无法保证供电的稳定性；方案(2)中，设置两个不间断供电单元，并设置两组电源变换单元，导致供电成本较高。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种供电设备及供电系统，以保证供电的稳定性，并降低供电成本。
6.根据本发明的一方面，提供了一种供电设备，供电设备包括：
7.第一配电模块，所述第一配电模块的第一输入端与第一路电源连接，所述第一配电模块的第二输入端与第二路电源连接；其中，所述第一配电模块的输出端能够切换连接至其第一输入端或其第二输入端；
8.稳压装置，所述稳压装置的输入端与所述第一配电模块的输出端连接；
9.第二配电模块，所述第二配电模块的第一输入端与所述稳压装置的输出端连接，所述第二配电模块的第二输入端与所述第一配电模块的输出端连接，所述第二配电模块的输出端与负载连接；其中，所述第二配电模块的输出端能够切换连接至其第一输入端或其第二输入端。
10.可选地，供电设备还包括控制器，所述第一配电模块包括第一开关，所述第一开关的第一端为所述第一配电模块的第一输入端，所述第一开关的第二端为所述第一配电模块的第二输入端，所述第一开关的公共端为所述第一配电模块的输出端；所述控制器与所述第一开关的控制端连接，所述控制器用于在所述第一路电源输出电时，控制所述第一开关的第一端与其公共端连接；在所述第一路电源异常时，控制所述第一开关的第二端与其公
共端连接。
11.可选地，所述第二配电模块包括第二开关，所述第二开关的第一端为所述第二配电模块的第一输入端，所述第二开关的第二端为所述第二配电模块的第二输入端，所述第二开关的公共端为所述第二配电模块的输出端；所述控制器与所述第二开关的控制端连接，所述控制器用于在所述第一配电模块的输出端无电输出时，或在所述第一路电源输出电时，控制所述第二开关的第一端与其公共端连接；在所述第一路电源和所述稳压装置异常时，控制所述第二开关的第二端与其公共端连接。
12.可选地，所述第一配电模块包括自动转换开关或互锁开关；所述第二配电模块包括自动转换开关或互锁开关。
13.可选地，所述稳压装置包括不间断电源、稳压器或调压器。
14.可选地，供电设备还包括后备电池；
15.所述后备电池与所述稳压装置的输入端连接，所述后备电池用于在所述第一配电模块的输出端无电输出时，为所述稳压装置供电。
16.可选地，供电设备还包括电压转换模块；
17.所述第二配电模块的输出端与所述电压转换模块的输入端连接，所述电压转换模块的输出端与所述负载连接。
18.可选地，供电设备还包括隔离模块；
19.所述电压转换模块的输出端通过所述隔离模块与所述负载连接。
20.根据本发明的另一方面，提供了一种供电设备控制方法，供电设备控制方法用于控制本发明任意实施方案所述的供电设备，所述控制方法包括：
21.在第一路电源输出电时，控制第一配电模块的第一输入端与其输出端连接；
22.在所述第一路电源异常时，控制所述第一配电模块的第二输入端与其输出端连接；
23.在所述第一配电模块的输出端无电输出时，或所述第一路电源输出电时，控制第二配电模块的第一输入端与其输出端连接；
24.在所述第一路电源和稳压装置异常时，控制所述第二配电模块的第二输入端与其输出端连接。
25.根据本发明的另一方面，提供了一种供电系统，供电系统包括本发明任意实施方案所述的供电设备和负载；所述负载包括铁路信号设备；
26.所述供电设备与所述负载连接，用于为所述负载供电。
27.本发明实施例的技术方案，第一配电模块的输出端能够切换连接至其第一输入端或其第二输入端，第二配电模块的输出端能够切换连接至其第一输入端或其第二输入端；第一路电源、第二路电源和稳压装置均正常工作时，将第一配电模块的输出端与其第一输入端或第二输入端连接，将第二配电模块的输出端与其第一输入端连接，第一路电源或第二路电源经过稳压装置稳压后，为负载供电。当第一路电源故障，第二路电源和稳压装置均正常工作时，将第一配电模块的输出端与其第二输入端连接，将第二配电模块的输出端与其第一输入端连接，第二路电源经过稳压装置稳压后，为负载供电。当第一路电源和第二路电源故障，稳压装置正常工作时，第二配电模块的输出端与其第一输入端连接，后备电池通过稳压装置为负载供电。当第一路电源和第二路电源均正常工作，稳压装置故障时，第一配
电模块的输出端其第一输入端连接，第二配电模块的输出端与其第二输入端连接，第一路电源直接通过第二配电模块为负载供电。当第一路电源和稳压装置均故障，第二路电源正常工作时，第一配电模块的输出端其第二输入端连接，第二配电模块的输出端与其第二输入端连接，第二路电源直接通过第二配电模块为负载供电。因此，第一路电源、第二路电源和稳压装置中的任意两个故障时，仍然可以为负载供电，从而保证了供电的稳定性；并且，只设置一个稳压装置，无需设置两个不间断电源，达到了降低供电成本的效果。本发明实施例的技术方案解决了两个不间断电源并联供电不稳定、且设置两个不间断电源成本较高的问题，保证了供电的稳定性，并且达到了降低供电成本的效果。
28.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1是现有技术中一种供电装置的电路结构示意图；
31.图2是现有技术中另一种供电装置的电路结构示意图；
32.图3是本发明实施例提供的一种供电设备的电路结构图；
33.图4是本发明实施例提供的又一种供电设备的电路结构图；
34.图5是本发明实施例提供的又一种供电设备的电路结构图；
35.图6是本发明实施例提供的一种供电设备控制方法的流程图。
具体实施方式
36.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
37.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
38.图3是本发明实施例提供的一种供电设备的电路结构图，参考图3，供电设备包括：第一配电模块110，第一配电模块110的第一输入端与第一路电源v1连接，第一配电模块110的第二输入端与第二路电源v2连接；其中，第一配电模块110的输出端能够切换连接至其第
一输入端或其第二输入端；稳压装置120，稳压装置120的输入端与第一配电模块110的输出端连接；第二配电模块130，第二配电模块130的第一输入端与稳压装置120的输出端连接，第二配电模块130的第二输入端与第一配电模块110的输出端连接，第二配电模块130的输出端与负载连接；其中，第二配电模块130的输出端能够切换连接至其第一输入端或其第二输入端。
39.具体地，供电设备例如可以应用于铁路的电源屏，负载例如为铁路的信号设备或轨道电路，也可以为其他设备。第一路电源v1可以提供第一电源，第二路电源v2可以提供第二电源，第一电源和第二电源例如均为市电；稳压装置120具有稳压功能。在进行供电时，第一配电模块110的输出端与其第一输入端连接，第一路电源v1进行供电；或者第一配电模块110的输出端与其第二输入端连接，第二路电源v2进行供电。第二配电模块130的输出端与其第一输入端连接，则第一配电模块110的输出端经过稳压装置120为负载供电，或者是后备电池通过稳压装置120为负载供电；或者，第二配电模块130的输出端与其第二输入端连接，则第一配电模块110的输出端直接通过第二配电模块130为负载供电。
40.示例性的，当第一路电源v1和第二路电源v2均正常工作时，优先选取电网质量较好的一路电源为负载供电，例如第一路电源v1电网质量较好，较稳定；则第一路电源v1、第二路电源v2和稳压装置120均正常工作时，将第一配电模块110的输出端与其第一输入端连接，将第二配电模块130的输出端与其第一输入端连接，第一路电源v1经过稳压装置120稳压后，为负载供电。当第一路电源v1故障，第二路电源v2和稳压装置120均正常工作时，将第一配电模块110的输出端与其第二输入端连接，将第二配电模块130的输出端与其第一输入端连接，第二路电源v2经过稳压装置120稳压后，为负载供电。当第一路电源v1和第二路电源v2故障，稳压装置120正常工作时，第二配电模块130的输出端与其第一输入端连接，后备电池通过稳压装置120为负载供电。当第一路电源v1和第二路电源v2均正常工作，稳压装置120故障时，第一配电模块110的输出端其第一输入端连接，第二配电模块130的输出端与其第二输入端连接，第一路电源v1直接通过第二配电模块130为负载供电。当第一路电源v1和稳压装置120均故障，第二路电源v2正常工作时，第一配电模块110的输出端其第二输入端连接，第二配电模块130的输出端与其第二输入端连接，第二路电源v2直接通过第二配电模块130为负载供电。因此，第一路电源v1、第二路电源v2和稳压装置120中的任意两个故障时，仍然可以为负载供电，从而保证了供电的稳定性；并且，只设置一个稳压装置120，无需设置两个不间断电源，达到了降低供电成本的效果。
41.本实施例的技术方案，第一配电模块的输出端能够切换连接至其第一输入端或其第二输入端，第二配电模块的输出端能够切换连接至其第一输入端或其第二输入端；第一路电源、第二路电源和稳压装置均正常工作时，将第一配电模块的输出端与其第一输入端或第二输入端连接，将第二配电模块的输出端与其第一输入端连接，第一路电源或第二路电源经过稳压装置稳压后，为负载供电。当第一路电源故障，第二路电源和稳压装置均正常工作时，将第一配电模块的输出端与其第二输入端连接，将第二配电模块的输出端与其第一输入端连接，第二路电源经过稳压装置稳压后，为负载供电。当第一路电源和第二路电源故障，稳压装置正常工作时，第二配电模块的输出端与其第一输入端连接，后备电池通过稳压装置为负载供电。当第一路电源和第二路电源均正常工作，稳压装置故障时，第一配电模块的输出端其第一输入端连接，第二配电模块的输出端与其第二输入端连接，第一路电源
直接通过第二配电模块为负载供电。当第一路电源和稳压装置均故障，第二路电源正常工作时，第一配电模块的输出端其第二输入端连接，第二配电模块的输出端与其第二输入端连接，第二路电源直接通过第二配电模块为负载供电。因此，第一路电源、第二路电源和稳压装置中的任意两个故障时，仍然可以为负载供电，从而保证了供电的稳定性；并且，只设置一个稳压装置，无需设置两个不间断电源，达到了降低供电成本的效果。本实施例的技术方案解决了两个不间断电源并联供电不稳定、且设置两个不间断电源成本较高的问题，保证了供电的稳定性，并且达到了降低供电成本的效果。
42.在上述实施方案的基础上，可选地，稳压装置120包括不间断电源、稳压器或调压器。
43.具体地，不间断电源(uninterruptible power supply，ups)，是一种含有储能装置的不间断电源，当第一路电源v1和第二路电源v2输入正常时，ups将第一路电源或第二路电源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；当第一路电源v1和第二路电源v2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电，使负载维持正常工作，并保护负载软、硬件不受损坏。稳压器和调压器具有稳压功能，可以使得第一路电源v1、第二路电源v2或后备电池可以稳定输出电压，提高为负载供电的稳定性。稳压装置120还可以包括其他稳压器件，本实施例并不进行限定。
44.图4是本发明实施例提供的又一种供电设备的电路结构图，可选地，参考图4，供电设备还包括控制器140，第一配电模块110包括第一开关s1，第一开关s1的第一端为第一配电模块110的第一输入端，第一开关s1的第二端为第一配电模块110的第二输入端，第一开关s1的公共端为第一配电模块110的输出端；控制器140与第一开关s1的控制端连接，控制器140用于在第一路电源v1输出电时，控制第一开关s1的第一端与其公共端连接；在第一路电源v1异常时，控制第一开关s1的第二端与其公共端连接。
45.具体地，控制器140可以检测第一路电源v1、稳压装置120和第二路电源v2是否正常工作，例如控制器140检测第一路电源v1是否有电压输出，当第一路电源v1的输出电压与第一预设电压相同时，第一路电源v1正常工作，当第一路电源v1的输出电压与第一预设电压的差值较大时，第一路电源v1故障；控制器140检测稳压装置120的输出端是否有电压输出，当稳压装置120的输出电压与第二预设电压相同时，稳压装置120正常工作，当稳压装置120的输出电压与第二预设电压的差值较大时，稳压装置120故障；控制器140检测第二路电源v2是否有电压输出，当第二路电源v2的输出电压与第三预设电压相同时，第二路电源v2正常工作，当第二路电源v2的输出电压与第三预设电压的差值较大时，第二路电源v2故障。因此，控制器140可以实时获取第一路电源v1、稳压装置120和第二路电源v2的状态，并根据第一路电源v1和第二路电源v2的状态对第一开关s1进行控制；当第一路电源v1和第二路电源v2均正常工作时，第一路电源v1的电网质量较好，控制器140控制第一开关s1的公共端与其第一端连接；当第一路电源v1故障时，控制器140控制第一开关s1的公共端与其第二端连接，使得第二电源线v2为负载供电，保证了供电的稳定性。
46.可选地，参考图4，第二配电模块130包括第二开关s2，第二开关s2的第一端为第二配电模块130的第一输入端，第二开关s2的第二端为第二配电模块130的第二输入端，第二开关s2的公共端为第二配电模块130的输出端；控制器与第二开关s2的控制端连接，控制器
140用于在第一配电模块110的输出端无电输出时，或在第一路电源v1输出电时，控制第二开关s2的第一端与其公共端连接；在第一路电源v1和稳压装置120异常时，控制第二开关s2的第二端与其公共端连接。
47.具体地，控制器140可以实时获取第一路电源v1、稳压装置120和第二路电源v2的状态，并根据第一路电源v1、稳压装置120和第二路电源v2的状态对第一开关s1和第二开关s2进行控制；当第一路电源v1、第二路电源v2和稳压装置120均正常工作时，控制器140控制第一开关s1的公共端与其第一端连接，控制第二开关s2的公共端与其第一端连接，第一路电源v1经过稳压装置120稳压后，为负载供电。当第一路电源v1故障，第二路电源v2和稳压装置120均正常工作时，控制器140控制第一开关s1的公共端与其第二端连接，控制器140控制第二开关s2的公共端与其第一端连接，第二路电源v2经过稳压装置120稳压后，为负载供电。当第一路电源v1和第二路电源v2故障，稳压装置120正常工作时，控制器140控制第二开关s2的公共端与其第一端连接，后备电池通过稳压装置120为负载供电。当第一路电源v1和第二路电源v2均正常工作，稳压装置120故障时，控制器140控制第一开关s1的公共端与其第一端连接，控制第二开关s2的公共端与其第二端连接，第一路电源v1直接通过第二配电模块130为负载供电。当第一路电源v1和稳压装置120均故障，第二路电源v2正常工作时，控制器140控制第一开关s1的公共端与其第二端连接，控制第二开关s2的公共端与其第二端连接，第二路电源v2直接通过第二配电模块130为负载供电。因此，第一路电源v1、第二路电源v2和稳压装置120中的任意两个故障时，仍然可以为负载供电，从而保证了供电的稳定性；并且，只设置一个稳压装置120，无需设置两个不间断电源，达到了降低供电成本的效果。
48.图5是本发明实施例提供的又一种供电设备的电路结构图，可选地，参考图5，第一配电模块110包括自动转换开关或互锁开关；第二配电模块130包括自动转换开关或互锁开关。
49.具体地，当第一配电模块110包括自动转换开关或互锁开关，如果第一路电源v1无电输出时，自动转换开关或互锁开关直接将第一配电模块110的输出端与其第二输入端连接；第二配电模块130包括自动转换开关或互锁开关，如果稳压装置120的输出端无电压输出时，自动转换开关或互锁开关直接将第二配电模块130的输出端与其第二输入端连接，从而第一配电模块110和第二配电模块130可以实现自动切换，无需设置控制器进行控制，有利于降低供电成本。
50.此外，当第一配电模块110包括自动转换开关或互锁开关，第二配电模块130包括自动转换开关或互锁开关时，也可以使用控制器控制第一配电模块110和第二配电模块130。并且，第一配电模块110和第二配电模块130也可以手动控制。
51.可选地，参考图5，供电设备还包括后备电池150；后备电池150与稳压装置120的输入端连接，后备电池150用于在第一配电模块110的输出端无电输出时，为稳压装置120供电。
52.具体地，当第一路电源v1和第二路电源v2均故障时，第一配电模块110的输出端无电输出，后备电池150为稳压装置120供电，使得稳压装置120可以为负载供电，保证负载可以继续工作。
53.可选地，参考图5，供电设备还包括电压转换模块160；第二配电模块130的输出端
与电压转换模块160的输入端连接，电压转换模块160的输出端与负载连接。
54.具体地，供电设备还包括电压转换模块160，电压转换模块160可以将第一配电模块110输出的电压进行转换，从而可以为不同的设备进行供电。电压转换模块160例如包括多个dc24v电源单元、多个ac220v电源单元、多个25hz电源单元、多个dc220v电源单元和多个dc24v-120v电源单元；其中，dc24v电源单元可以将第二配电模块130输出的电压转换为24v的直流电压输出，可以为dc24v信号设备供电，即为需要直流24v供电的信号设备进行供电；ac220v电源单元可以将第二配电模块130输出的电压转换为220v的交流电压输出，可以为ac220v信号设备供电，即为需要交流220v供电的信号设备进行供电；25hz电源单元可以将第二配电模块130输出的电压转换为25hz电压输出，可以为25hz轨道电路供电；dc220v电源单元可以将第二配电模块130输出的电压转换为220v的直流电压输出，可以为需要直流220v供电的设备进行供电，例如为dc220v转辙机，也可以为其他设备；dc24v-120v电源单元可以将第二配电模块130输出的电压转换为24v-120v的直流电压输出，可以为dc24v-120v信号设备供电，即为需要直流24v-120v供电的信号设备进行供电。
55.可选地，参考图5，供电设备还包括隔离模块170；电压转换模块160的输出端通过隔离模块170与负载连接。
56.具体地，隔离模块170可以隔离噪声干扰，使得供电设备可以更好的为负载供电，保证负载可以高效稳定的运行。
57.可选地，参考图5，供电设备还包括三相交流转辙机隔离变压器180，三相交流转辙机隔离变压器180可以将第一路电源或第二路电源进行转换，可以为ac380v三相交流转辙机进行供电。
58.可选地，供电设备还包括监测模块，监测模块可以与第一配电模块110、稳压装置120、第二配电模块130、电压转换模块160和隔离模块170进行实时通信，当与第一配电模块110、稳压装置120、第二配电模块130、电压转换模块160或隔离模块170故障时，监测模块可以发出提示信息，提醒工作人员进行检修。
59.图6是本发明实施例提供的一种供电设备控制方法的流程图，参考图6，供电设备控制方法用于控制本发明任意实施方案提供的供电设备，控制方法包括：
60.s410、在第一路电源输出电时，控制第一配电模块的第一输入端与其输出端连接。
61.具体地，参考图3，在第一路电源v1输出电时，表明第一路电源v1正常工作，将第一配电模块110的第一输入端与其输出端连接，使得第一路电源v1可以为负载供电。其中，控制第一配电模块110的第一输入端与其输出端连接，例如可以是控制器控制，也可以是第一配电模块110自身控制，也可以通过其他方式控制，此处并不进行限定。
62.s420、在第一路电源异常时，控制第一配电模块的第二输入端与其输出端连接。
63.具体地，参考图3，在第一路电源v1异常时，第一路电源v1无法输出第一电源，控制第一配电模块110的第二输入端与其输出端连接，使得第二路电源v2可以为负载供电，保证了供电的稳定性。
64.s430、在第一配电模块的输出端无电输出时，或第一路电源输出电时，控制第二配电模块的第一输入端与其输出端连接。
65.具体地，参考图3，在第一配电模块110的输出端无电输出时，则第一路电源v1和第二路电源v2均故障，控制第二配电模块130的第一输入端与其输出端连接，使得后备电池经
过稳压装置120为负载供电。或者，当第一路电源v1输出电时，控制第二配电模块130的第一输入端与其输出端连接，第一路电源v1可以经过稳压装置120为负载供电。
66.s440、在第一路电源和稳压装置异常时，控制第二配电模块的第二输入端与其输出端连接。
67.具体地，参考图3，在第一路电源v1和稳压装置120异常时，控制第二配电模块130的第二输入端与其输出端连接，使得第二路电源v2为负载供电，因此，第一路电源v1、第二路电源v2和稳压装置120中的任意两个故障时，仍然可以为负载供电，从而保证了供电的稳定性；并且，只设置一个稳压装置120，无需设置两个不间断电源，达到了降低供电成本的效果。
68.本实施例的技术方案还提供了一种供电系统，供电系统包括本发明任意实施方案提供的供电设备和负载；负载包括铁路信号设备；供电设备与负载连接，用于为负载供电。本实施例提供的供电系统实现原理和技术效果与上述实施例类似，此处不再赘述。
69.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
70.上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。