供电装置、方法及其设备与流程

本公开涉及电力技术领域，尤其涉及一种供电装置、方法及其设备。

背景技术：

在多种设备中都设置有供电装置。例如，群控柜是冷源系统的重要设备，广泛应用于商场，地铁等重要场合。目前，群控柜的配电通常采用单路供电装置，当上级供电设备出现故障或者有电磁干扰时，会出现跳闸断电。以上情况会导致群控柜暂时失电，设备运行的稳定性较差。

技术实现要素：

有鉴于此，本公开要解决的一个技术问题是提供一种供电装置、方法及其设备，能够实现对于负载提供电能的自切换，用以对负载进行持续供电。

根据本公开的一个方面，提供一种供电装置，包括：电源互锁供电模块、供电切换模块和电池模块；所述电源互锁供电模块，与至少两个电源连接，用于在所述至少两个电源未同时发生故障时，输出所述至少两个电源中的一个电源的电能；所述供电切换模块，分别与所述电源互锁供电模块、所述电池模块和负载连接，用于在所述电源互锁供电模块输出电能的情况下，使用所述电源互锁供电模块输出的电能对所述负载进行供电，并在所述电源互锁供电模块未输出电能的情况下，控制所述电池模块为所述负载供电。

可选地，所述电源互锁供电模块，包括：继电器互锁单元，用于在所述至少两个电源未同时发生故障时，控制所述至少两个电源中的一个电源与所述供电切换模块之间的输电电路连通。

可选地，所述电源互锁供电模块包括：接触器；在所述至少两个电源中的每个电源与所述供电切换模块之间的输电电路中都设置有所述接触器的触点；所述继电器互锁单元，用于在所述至少两个电源未同时发生故障时，通过控制一个所述接触器的线圈得电，使此接触器的触点闭合，用以控制所述至少两个电源中的一个电源与所述供电切换模块之间的输电电路连通。

可选地，所述至少两个电源的数量为n，并且每个电源都设置有供电优先级；其中，n大于或等于2；所述继电器互锁单元包括：与供电优先级高的n-1个电源分别对应设置的n-1个继电器，其中，每个继电器的线圈分别通过第一线路与对应的电源连接；n个所述接触器分别与n个所述电源一一对应设置，每个所述接触器的线圈通过第二线路与对应的电源连接；在与所述n-1个电源中的每个电源相对应的第一线路中，串联有比此电源的供电优先级高的其他电源相对应的继电器的常闭触点；在与所述n-1个电源中的每个电源相对应的第二线路中，设置与此电源相对应的继电器的常开触点；在与供电优先级最低的电源相对应的第二线路中，串联有所述n-1个继电器的常闭触点。

可选地，所述至少两个电源的数量为两个，其中，供电优先级高的电源为主电源，优先级低的电源为备用电源；所述主电源对应设置一个所述继电器，此继电器的线圈通过第一线路与所述主电源连接；两个所述接触器的线圈分别通过第二线路与所述主电源和所述备用电源连接；在与所述主电源相对应的第二线路中，设置有与所述主电源相对应的继电器的常开触点；在与所述备用电源相对应的第二线路中，串联有与所述主电源相对应的继电器的常闭触点。

可选地，所述供电切换模块，与上位机连接，用于在所述电源互锁供电模块未输出电能的情况下，向所述上位机发送电源故障信息。

可选地，负载保护模块，设置在所述供电切换模块和所述负载之间的供电线路中，用于在所述负载出现故障时，切断所述供电线路。

可选地，负载故障报告模块，分别与所述负载保护模块和上位机连接，用于在接收到所述负载保护模块发送的故障信号时，向所述上位机发送负载故障信息。

可选地，所述供电切换模块，用于在使用所述电源互锁供电模块输出的电能对所述负载进行供电的情况下，使用所述电源互锁供电模块输出的电能为所述电池模块充电。

可选地，所述供电切换模块包括：ups模块。

根据本公开的另一方面，提供一种设备，包括如上所述的供电装置。

根据本公开的又一方面，提供一种供电方法，包括：在与电源互锁供电模块连接的至少两个电源未同时发生故障时，所述电源互锁供电模块输出所述至少两个电源中的一个电源的电能；在所述电源互锁供电模块输出电能的情况下，所述供电切换模块使用所述电源互锁供电模块输出的电能对所述负载进行供电；在所述电源互锁供电模块未输出电能的情况下，所述供电切换模块控制所述电池模块为所述负载供电。

可选地，所述电源互锁供电模块包括：继电器互锁单元；所述方法还包括：在所述至少两个电源未同时发生故障时，所述继电器互锁单元控制所述至少两个电源中的一个电源与所述供电切换模块之间的输电电路连通。

可选地，所述电源互锁供电模块包括：接触器；在所述至少两个电源中的每个电源与所述供电切换模块之间的输电电路中都设置有所述接触器的触点；所述方法还包括：在所述至少两个电源未同时发生故障时，所述继电器互锁单元通过控制一个所述接触器的线圈得电，使此接触器的触点闭合，用以控制所述至少两个电源中的一个电源与所述供电切换模块之间的输电电路连通。

可选地，所述至少两个电源的数量为n，并且每个电源都设置有供电优先级；其中，n大于或等于2；所述继电器互锁单元包括：与供电优先级高的n-1个电源分别对应设置的n-1个继电器，其中，每个继电器的线圈分别通过第一线路与对应的电源连接；n个所述接触器分别与n个所述电源一一对应设置，每个所述接触器的线圈通过第二线路与对应的电源连接；在与所述n-1个电源中的每个电源相对应的第一线路中，串联有比此电源的供电优先级高的其他电源相对应的继电器的常闭触点；在与所述n-1个电源中的每个电源相对应的第二线路中，设置与此电源相对应的继电器的常开触点；在与供电优先级最低的电源相对应的第二线路中，串联有所述n-1个继电器的常闭触点。

可选地，所述至少两个电源的数量为两个，其中，供电优先级高的电源为主电源，优先级低的电源为备用电源；所述主电源对应设置一个所述继电器，此继电器的线圈通过第一线路与所述主电源连接；两个所述接触器的线圈分别通过第二线路与所述主电源和所述备用电源连接；在与所述主电源相对应的第二线路中，设置有与所述主电源相对应的继电器的常开触点；在与所述备用电源相对应的第二线路中，串联有与所述主电源相对应的继电器的常闭触点。

可选地，在所述电源互锁供电模块未输出电能的情况下，所述供电切换模块向上位机发送电源故障信息。

可选地，在所述负载出现故障时，负载保护模块切断设置在所述供电切换模块和所述负载之间的供电线路。

可选地，在接收到所述负载保护模块发送的故障信号时，负载故障报告模块向所述上位机发送负载故障信息。

可选地，在使用所述电源互锁供电模块输出的电能对所述负载进行供电的情况下，所述供电切换模块使用所述电源互锁供电模块输出的电能为所述电池模块充电。

本公开的供电装置、方法及其设备，在多个电源未同时发生故障时，电源互锁供电模块输出一个电源的电能；在电源互锁供电模块输出电能的情况下，使用输出的电能对负载进行供电；在电源互锁供电模块未输出电能的情况下，控制电池模块为负载供电；可以实现对负载提供电能的自切换，能够提供多层级的电气保护。

附图说明

为了更清楚地说明本公开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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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为根据本公开的供电装置的一个实施例的模块示意图；

图2为根据本公开的供电装置的另一个实施例的模块示意图；

图3为根据本公开的供电装置的又一个实施例的模块示意图；

图4为根据本公开的供电装置的再一个实施例的模块示意图；

图5为连接两个电源的供电装置的模块示意图；

图6为连接三个电源的供电装置的模块示意图；

图7为根据本公开的供电方法的一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本公开进行更全面的描述，其中说明本公开的示例性实施例。下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。下面结合各个图和实施例对本公开的技术方案进行多方面的描述。

下文中的“第一”、“第二”等仅用于描述上相区别，并没有其他特殊的含义。

如图1所示，本发明提供一种供电装置，包括：电源互锁供电模块10、供电切换模块20和电池模块30。电源互锁供电模块10与至少两个电源连接，例如，电源互锁供电模块10与电源1,2,……,n连接，电源1,2,……,n可以为外部的交流电源或直流电源等。在电源1,2,……,n未同时发生故障时，电源互锁供电模块10输出电源1,2,……,n中的一个电源的电能。

供电切换模块20分别与电源互锁供电模块10、电池模块30和负载40连接，在电源互锁供电模块10输出电能的情况下，供电切换模块20使用电源互锁供电模块10输出的电能对负载40进行供电，并在电源互锁供电模块10未输出电能的情况下，供电切换模块20控制电池模块30为负载40供电。负载40可以为多种下控设备，供电切换模块20有多种实现方式，例如，供电切换模块20为ups(uninterruptiblepowersystem,不间断电源)模块等。

供电切换模块20在使用电源互锁供电模块10输出的电能对负载40进行供电的情况下，使用电源互锁供电模块10输出的电能为电池模块40充电。

如图2所示，供电切换模块20与上位机70连接，在电源互锁供电模块10未输出电能的情况下，向上位机70发送电源故障信息，提示已无外部电能供应，提示客户检查外部电源，尽快回复电能供应。供电切换模块20与上位机70可以为有线连接或无线连接，供电切换模块20与上位机70可以通过多种总线、信号线等进行有线连接。

负载包括下控设备41、下控设备42和下控设备43。可以对下控设备41、下控设备42和下控设备43设置一个负载保护模块，也可以对下控设备41、下控设备42和下控设备43分别设置三个独立的负载保护模块。例如，负载保护模块51、负载保护模块52和负载保护模块53分别设置在供电切换模块20和下控设备41、下控设备42和下控设备43之间的供电线路中，负载保护模块51、负载保护模块52和负载保护模块53分别用于在下控设备41、下控设备42和下控设备43出现故障时，切断供电线路，故障可以为过载、短路、欠压等故障。

负载保护模块51、负载保护模块52和负载保护模块53可以有多种实现方式。例如，负载保护模块51、负载保护模块52和负载保护模块53都通过继电器等相关元器件进行故障保护。

负载故障报告模块60分别与负载保护模块51、负载保护模块52和负载保护模块53连接，负载故障报告模块60与上位机60连接。在接收到负载保护模块51、负载保护模块52或负载保护模块53发送的故障信号时，负载故障报告模块60向上位机70发送负载故障信息。

在一个实施例中，如图3所示，电源互锁供电模块10包括：继电器互锁单元11，继电器互锁单元11在电源1,2,……,n未同时发生故障时，控制电源1,2,……,n中的一个电源与供电切换模块20之间的输电电路连通。

如图4所示，电源互锁供电模块包括：接触器；接触器可以为交流接触器和直流接触器，接触器利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合。在电源1,2,……,n中的每个电源与供电切换模块20之间的输电电路中分别设置有三个接触器的触点81、触点82和触点83，继电器互锁单元11在电源1,2,……,n未同时发生故障时，通过控制一个接触器的线圈得电，使此接触器的触点81、触点82和触点83中的一个触点闭合，用以控制电源1,2,……,n中的一个电源与供电切换模块20之间的输电电路连通。

在一个实施例中，继电器互锁单元11可以有多种实现方式。电源的数量为n，并且每个电源都设置有供电优先级，n大于或等于2。继电器互锁单元11包括：与供电优先级高的n-1个电源分别对应设置的n-1个继电器，每个继电器的线圈分别通过第一线路与对应的电源连接。继电器是一种电控制器件，是当输入量(激励量)的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。继电器可以为多种，例如为中间继电器等。n个接触器分别与n个电源一一对应设置，每个接触器的线圈通过第二线路与对应的电源连接。

在与n-1个电源中的每个电源相对应的第一线路中，串联有比此电源的供电优先级高的其他电源相对应的继电器的常闭触点。在与n-1个电源中的每个电源相对应的第二线路中，设置与此电源相对应的继电器的常开触点。在与供电优先级最低的电源相对应的第二线路中，串联有n-1个继电器的常闭触点。

例如，如图5所示，电源的数量为两个，分别为1#电源和2#电源，供电优先级高的1#电源为主电源，优先级低的2#电源为备用电源。1#电源对应设置一个继电器kao，继电器kao的线圈通过第一线路103与1#电源连接。两个接触器okm1、okm2的线圈分别通过第二线路105、104与1#电源和2#电源连接。

两个接触器okm1、okm2的常开触点分别设置在1#电源和2#电源与供电切换模块20之间的输电电路101、102中。在与1#电源相对应的第二线路105中，设置有与1#电源相对应的继电器kao的常开触点。在与2#电源相对应的第二线路104中，串联有与1#电源相对应的继电器kao的常闭触点。

正常情况下，1#电源通过输电线路101向供电切换模块20提供电能，继电器ka0的线圈得电，继电器ka0的常开触点吸合，接触器okm1的线圈得电，接触器okm1的触点吸合。继电器ka0的常闭触点断开，2#电源与供电切换模块20之间的输电线路102断开。

当1#电源因异常或故障断电时，继电器ka0的线圈失电，继电器ka0的常开触点断开，接触器okm1的触点断开，输电线路101断开。此时继电器ka0的常闭触点闭合，接触器okm2的线圈得电，接触器okm2的触点吸合，2#电源与供电切换模块20之间的输电线路102接通，由2#电源供电。1#电源和2#电源互为备用，当1#电源和2#电源同时故障时，则无法继续给供电切换模块20输送电能，则由电池模块30供电。

如图6所示，电源的数量为三个，三个电源分别设置有供电优先级，供电优先级最高的电源为主电源，1#备用电源的供电优先级高于2#备用电源的供电优先级。继电器互锁单元11包括：与供电优先级高的两个电源(主电源和1#备用电源)分别对应设置的两个继电器kao和ka1，两个继电器kao和ka1的线圈分别通过第一线路113和第一线路114与对应的主电源和1#备用电源连接。

三个接触器okm1、okm2和okm3分别与主电源、1#备用电源和2#备用电源一一对应设置，三个接触器okm1、okm2和okm3的常开触点分别设置在主电源、1#备用电源和2#备用电源与供电切换模块20之间的输电电路110、输电电路111和输电电路112中。三个接触器okm1、okm2和okm3的线圈分别通过第二线路115、第二线路116和第二线路117与对应的主电源、1#备用电源和2#备用电源连接。

在与主电源、1#备用电源中的每个电源相对应的第一线路113和第一线路114中，串联有比此电源的供电优先级高的其他电源相对应的继电器的常闭触点。由于主电源的供电优先级最高，则没有比主电源的供电优先级高的其他电源。比1#备用电源的供电优先级高的其他电源为主电源，在1#备用电源相对应第一线路114中，串联有比1#备用电源的供电优先级高的主电源相对应的继电器kao的常闭触点。

在与主电源、1#备用电源中的每个电源相对应的第二线路115、第二线路116中，设置与主电源、1#备用电源相对应的继电器kao和ka1的常开触点。在与供电优先级最低的2#备用电源相对应的第二线路117中，串联有继电器kao和ka1的常闭触点。

正常情况下，主电源通过输电线路110向供电切换模块20提供电能，继电器ka0的线圈得电，继电器ka0的常开触点吸合，接触器okm1的线圈得电，接触器okm1的触点吸合，继电器ka0的常闭触点断开，继电器ka1失电，则1#备用电源、2#备用电源与供电切换模块20之间的输电线路111和输电线路112断开。

当主电源因异常或故障断电时，继电器ka0的线圈失电，继电器ka0的常开触点断开，接触器okm1的触点断开，此时继电器ka0的常闭触点接通，继电器ka1得电，继电器ka1的常闭触点断开，继电器ka1的常开触点闭合，接触器okm2的线圈得电，接触器okm2的触点吸合，1#备用电源与供电切换模块20之间的输电线路111接通，并且主电源和2#备用电源与供电切换模块20之间的输电线路110和输电线路112断开。

当主电源、1#备用电源因异常或故障断电时，继电器ka0和继电器ka1的线圈都失电，继电器ka0和继电器ka1的常开触点都断开，继电器ka0和继电器ka1的常闭触点都闭合，接触器okm3的线圈得电，接触器okm3的触点吸合，2#备用电源与供电切换模块20之间的输电线路112接通，并且主电源和1#备用电源与供电切换模块20之间的输电线路110和输电线路111断开。供电装置能够实现主电源若断电，则启动1#备用电源供电；主电源和1#备用电源若断电，则启动2#备用电源供电。

在一个实施例中，本公开提供一种设备，包括如上任一实施例中的供电装置。设备可以有多种，例如为群控柜等多种控制柜等，具有多电源、电池电源、继电保护等多层级电气保护，解决因异常断电或电磁干扰停机的难题，可以实现配电自主代偿，故障在很短的时间内进行自切换，减少停机时间，最大限度保证设备稳定运行。

在一个实施例中，图7为根据本公开的供电方法的一个实施例的流程示意图，如图7所示：

步骤701，在与电源互锁供电模块连接的至少两个电源未同时发生故障时，电源互锁供电模块输出至少两个电源中的一个电源的电能。

步骤702，在电源互锁供电模块输出电能的情况下，供电切换模块使用电源互锁供电模块输出的电能对负载进行供电；在电源互锁供电模块未输出电能的情况下，供电切换模块控制电池模块为负载供电。

在一个实施例中，电源互锁供电模块包括：继电器互锁单元；在至少两个电源未同时发生故障时，继电器互锁单元控制至少两个电源中的一个电源与供电切换模块之间的输电电路连通。

电源互锁供电模块包括：接触器；在至少两个电源中的每个电源与供电切换模块之间的输电电路中都设置有接触器的触点。在至少两个电源未同时发生故障时，继电器互锁单元通过控制一个接触器的线圈得电，使此接触器的触点闭合，用以控制至少两个电源中的一个电源与供电切换模块之间的输电电路连通。

在一个实施例中，在使用电源互锁供电模块输出的电能对负载进行供电的情况下，供电切换模块使用电源互锁供电模块输出的电能为电池模块充电。在电源互锁供电模块未输出电能的情况下，供电切换模块向上位机发送电源故障信息。在负载出现故障时，负载保护模块切断设置在供电切换模块和负载之间的供电线路。在接收到负载保护模块发送的故障信号时，负载故障报告模块向上位机发送负载故障信息。

上述实施例中的供电装置、方法及其设备，在多个电源未同时发生故障时，电源互锁供电模块输出一个电源的电能；在电源互锁供电模块输出电能的情况下，使用输出的电能对负载进行供电；在电源互锁供电模块未输出电能的情况下，控制电池模块为负载供电；可以实现对负载提供电能的自切换，能够提供多层级的电气保护，解决设备因异常断电或电磁干扰停机的问题，能够保证设备安全可靠运行。

可能以许多方式来实现本公开的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。

本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。