一种电源设备及电源系统的制作方法

1.本技术涉及电源供电技术领域，尤其涉及一种电源设备及电源系统。


背景技术：

2.目前通信局房和数据中心的供电系统采用的是分散式结构，其包括的变配电设备和交流不间断电源(uninterruptible power supply，ups)在不同的房间或者区域布置，并且设备配有配电柜。
3.然而，上述架构设备间采用电缆连接，扩容时需要二次布线，施工难度较大且成本较高。同时整个供电系统的配电链路较长，设备占地面积较大，空间利用率低。。此外，当ups需要进行扩容时，需要对现有系统进行停电处理，影响对通信局房或数据中心的正常供电。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种电源设备及电源系统，以解决现阶段通信局房或数据中心的供电系统铺设成本高、扩展困难的问题。
5.为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.第一方面，本实用新型提供一种电源设备，包括：柜体、双分裂变压器、进线补偿模块、ups电源模块和馈电模块；其中，柜体设置有多个，母排设置于柜体内部，双分裂变压器、进线补偿模块、ups电源模块和馈电模块分别设置于一个柜体内，双分裂变压器、进线补偿模块、ups电源模块和馈电模块之间通过母排进行连接。进线补偿模块包括市电馈电模块、滤波补偿模块和进线母联模块。ups电源模块包括市电输入模块、ups电源转换模块、ups电源输出模块和蓄电池接入模块。母排包括市电母排和ups输出母排；其中，双分裂变压器和进线补偿模块之间通过市电母排连接，进线补偿模块和ups电源模块之间通过市电母排连接，ups电源模块和馈电模块之间通过ups输出母排连接。
7.结合第一方面，在一种可实现的实施方式中，上述电源设备还包括低压发电机接入模块；其中，低压发电机接入模块位于进线补偿模块和ups电源模块之间，低压发电机接入模块与进线补偿模块之间通过市电母排连接，低压发电机接入模块与ups电源模块之间通过市电母排连接。低压发电机接入模块包括电源转换开关和馈电断路器；其中，电源转换开关用于在市电停电时使低压发电机接入并为负载供电。
8.结合第一方面，在一种可实现的实施方式中，母排位于柜体柜顶或柜体柜后。
9.结合第一方面，在一种可实现的实施方式中，柜体底端设有进风口，柜体顶端设有出风口。
10.第二方面，本实用新型提供一种电源系统，包括如第一方面所述的电源设备和监控模块。
11.本实用新型提供一种电源设备及电源系统，将双分裂变压器、进线补偿模块、ups电源模块和馈电模块分别设置在独立的一个柜体中，且每两个相邻模块之间通过柜体内部的母排进行连接。若有低压发电机接入时，则在进线补偿模块和ups电源模块之间的柜体中
再设置低压发电机接入模块。当市电断电时，能够通过ups电源模块中的蓄电池接入模块接入蓄电池暂时为负载供电，之后将发电机接入，并在市电恢复前由发电机为负载供电。由此，在实现了在对市电进行变压及补偿滤波处理后，为负载提供不间断供电的功能的同时，对通信局房或数据中心的供电系统的传统架构进行了改进，将原本分散的各模块集中整合并由柜内母排连接，形成了含复合功能的一体式结构，提升了空间利用效率和系统管理效率。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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。
13.图1为本实用新型提供的一种电源设备的结构示意图；
14.图2为本实用新型提供的另一种电源设备的结构示意图；
15.图3为本实用新型提供的另一种电源设备的结构示意图。
16.附图标记：1-双分裂变压器；20-进线补偿模块；21-市电馈电模块；22-滤波补偿模块；23-进线母联模块；30-ups电源模块；31-市电输入模块；32-ups电源转换模块；33-ups电源输出模块；34-蓄电池接入模块；4-馈电模块；50-母排；51-市电母排；52-ups母排；6-高压发电机；7-高压电源转换开关；80-低压发电机接入模块；81-电源转换开关；82-馈电断路器；9-低压发电机。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
18.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
19.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
20.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
21.目前，通信运营商的通信局房和数据中心采用的电源供电系统都是分散式结构，其包括的变配电设备和ups布置在不同的房间或区域，并且设备各自配有配电柜。由此带来的问题是，配电柜之间连接电路的铺设所需的成本过高，并且空间利用率也较低，导致多个配电柜占地面积大，不利于运维人员的工作展开。
22.另外，当运营商对现有的系统进行升级或对ups进行扩容时，需要关闭现有系统的供电功能，对配电柜和当前线路进行大量改动，同时也会影响负载的正常运行。
23.为克服上述问题，本实用新型提出一种电源系统，包括电源设备，及监控模块。如图1所示，图1为本实用新型提供的电源设备的结构示意图，包括：双分裂变压器1、进线补偿模块20、ups电源模块30、馈电模块4和母排50。
24.其中，双分裂变压器1、进线补偿模块20、ups电源模块30、馈电模块4和母排50都设置与一个配电柜的柜体中，图1为便于说明并未示出柜体。配电柜的数量由双分裂变压器和设置的其他模块的数量决定。
25.市电首先接入双分裂变压器1，之后根据实际需求，双分裂变压器1通过市电母排输出变压后的一路或两路市电。图1中以双分裂变压器1通过市电母排输出变压后的两路市电为例。经双分裂变压器1变压后的市电通过母排50接入进线补偿模块20。示例性的，双分裂变压器1可将10kv的市电变压为380v的低压电。可以理解的是，当双分裂变压器1输出变压后的两路市电，也即在两侧都布设有电源设备时，任何一侧的母排或者系统故障时，不影响另一侧电源设备的正常运行。
26.进线补偿模块20包括市电馈电模块21、滤波补偿模块22和进线母联模块23。市电馈电模块21用于为通信局房或数据中心中无需进行不间断供电的设备供电。示例性的，市电馈电模块21可用于为通信局房或数据中心的三级负荷进行供电，示例性的，三级负荷可以包括通信局房和数据中心的照明系统。滤波补偿模块22用于对市电进行滤波和无功补偿处理，示例性的，可以采用滤波器和静止无功发生器(static var generator，svg)实现滤波补偿模块22的滤波补偿功能。进线母联模块23用于将双分裂变压器1变压后的市电接入进线补偿模块20。经进线补偿模块20补偿滤波处理后的市电通过母排50接入ups电源模块
27.可选的，进线补偿模块20还包括进线电路、断路器、隔离开关等电子元器件，以实现进线补偿模块20的低压市电进线、无功补偿、滤波、非ups电源供电功能。
28.ups电源模块30包括市电输入模块31、ups电源转换模块32、ups电源输出模块33和蓄电池接入模块34。市电输入模块31用于连接进线补偿模块20。ups电源转换模块32用于对接入的市电或发动机电源供电或蓄电池电源进行转换处理，实现ups电源模块的不间断供电功能。ups电源输出模块33用于输出经过ups电源转换模块32处理后得到的ups电源。蓄电池接入模块34与ups电源转换模块32连接，用于在市电断电后，发电机接入系统前，通过接入蓄电池为通信局房或数据中心的负载进行供电，使得负载能够维持正常工作。经ups电源模块处理后的ups电源通过母排50接入馈电模块4。
29.馈电模块4用于实现ups电源的分配，进而按需为通信局房或数据中心的负载供电。可选的，通过在馈电模块4中设置馈电断路器来实现ups电源分配馈电功能。
30.母排50共分为两种类型，市电母排51和ups母排52，皆设置于柜体内部。其中，市电母排用于连接双分裂变压器1和进线补偿模块20，以及连接进线补偿模块20和ups电源模块30。ups母排用于连接ups电源模块30和馈电模块4。
31.可选的，母排50可以设置于配电柜柜体内的柜顶或柜体内的后部。可以理解的是，通过将母排50设置在柜体的内部，形成母排在柜内贯穿的布局，能够不增加柜体的高度，进而不需要额外的电缆连接，节约施工成本。
32.可选的，ups电源模块30又可分为受电侧和馈电侧，受电侧柜后母排4路，含市电a相、b相、c相和n线，ups馈电侧柜后母排7路，含市电a相、b相、c相、n线，ups电源a相、b相、c相，另n线可共用。
33.在本实用新型提出的电源系统中，当市电断电时，能够由ups电源模块30中的蓄电池接入模块34接入蓄电池暂时为负载供电，之后通过电源转换开关将发电机接入，并在市电恢复前由发电机为负载供电。发电机可分为两种类型，分别为高压发电机和低压发电机。示例性的，电源转换开关可以是自动转换开关(automatic transfer switching，ats)。
34.可选的，如图2所示，为本电源设备在双分裂变压器1接入市电的一侧还连接有高压发电机6和高压电源转换开关7的情况。高压发电机6与高压电源转换开关7设置在双分裂变压器1的市电接入端，其中高压电源转换开关7用于根据市电的断电状态来控制高压发电机6的接入。当市电断开之后，高压电源转换开关7控制高压发电机6接入，经过与处理市电相同的流程，高压发电机6提供的电能最终由馈电模块4分配给通信局房或数据中心的负载。示例性的，高压发电机6能够提供10kv的电源。
35.可以理解的是，当高压发电机6的供电接入ups电源转换模块32后，ups电源转换模块32会控制蓄电池接入模块34停止连接蓄电池供电，转而将高压发电机6的供电输出至ups电源输出模块33。进而再经由馈电模块4分配给通信局房或数据中心的负载。
36.可选的，如图3所示，电源设备还包括低压发电机接入模块80，低压发电机接入模块80用于将低压发电机9接入系统。低压发电机接入模块80和低压发电机9位于进线补偿模块20和ups电源模块30之间，低压发电机接入模块80与进线补偿模块20之间通过市电母排51连接，低压发电机接入模块80与ups电源模块30之间通过市电母排52连接。示例性的，低压发电机9能够提供380v的低压电。
37.低压发电机接入模块80包括电源转换开关81和馈电断路器82。其中，电源转换开关81用于根据市电的断电状态来控制低压发电机的接入与否。当市电断开之后，电源转换开关81控制低压发电机9接入，经过ups电源模块30和馈电模块4的处理，低压发电机9提供的电能最终由馈电模块4分配给通信局房或数据中心的负载。馈电断路器82用于在市电供电正常时，使得低压发电机9与低压发电机接入模块80的连接处于断开状态。当市电断电之后，电源转换开关81控制低压发电机9接入，经过与处理市电相同的流程，低压发电机9提供的电能最终由馈电模块4分配给通信局房或数据中心的负载。
38.可以理解的是，当低压发电机9的供电接入ups电源转换模块32后，ups电源转换模块32会控制蓄电池接入模块34停止接入蓄电池供电，转而将低压发电机9的供电输出至ups电源输出模块33。进而再经由馈电模块4分配给通信局房或数据中心的负载。
39.可选的，配电柜的柜体底端设置有进风口，柜体顶端设置有出风口，以使得顶部出风散热，利于配电室内气流组织，节省空调装置的降温能耗。
40.可选的，当市电断电时，监控模块在监控到市电断电后，会发出警报，以提醒运维人员对市电断电这一异常情况进行处理。
41.需要说明的是，本实用新型实施例中的发电机可以是柴油发电机，也可以是其他
类型的发电机，本实用新型不做具体限定。
42.可以理解的是，本实用新型实施例提供的电源系统在实际建设时，可分期建设，需要对系统进行扩容时通过配电柜内母排拼接即可完成，无需再进行电缆的铺设和布线。
43.基于上述实施例提供的电源设备及电源系统，将双分裂变压器、进线补偿模块、ups电源模块和馈电模块分别设置在独立的一个柜体中，且每两个相邻模块之间通过柜体内部的母排进行连接。若有低压发电机接入时，则在进线补偿模块和ups电源模块之间的柜体中再设置低压发电机接入模块。当市电断电时，能够由ups电源模块中的蓄电池接入模块接入蓄电池暂时为负载供电，之后通过电源转换开关将发电机接入，并在市电恢复前由发电机为负载供电。由此，在实现了在对市电进行变压及补偿滤波处理后，为负载提供不间断供电的功能的同时，对通信局房或数据中心的供电系统的传统架构进行了改进，将原本分散的各模块集中整合并由柜内母排连接，形成了含复合功能的一体式结构，提升了空间利用效率和系统管理效率。
44.在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
45.以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。