一種預防電源連接短路的設備和不間斷電源的製作方法
2023-10-04 17:43:09 3
本申請涉及不間斷供電技術領域，尤其涉及一種預防電源連接短路的設備和不間斷電源。
背景技術：
隨著大數據時代的到來，金融和網際網路行業對於設備不間斷供電的需求越來越強烈。因此，不間斷電源(ups，uninterruptiblepowersystem)在供電環節的地位越來越重要。這些行業的用電設備對於ups的可靠性要求也越來越高。
大功率ups外接的電池組容量大、電壓也較高，通常為幾百伏。現有技術中對於ups的保護一般採用斷路器，或者斷路器加熔斷器的方式。
但是實際應用中，由於斷路器和熔斷器的分斷速度及分斷容量有限，如果ups中電池的線路連接出現短路，當合閘上電時電池還會發生爆炸等安全事故。
現有技術中，一般在電池的供電線路中增加電流檢測元件，當出現短路引起大電流時，電流檢測元件檢測的電流信號需要超過預設門限值，才會關斷供電開關器件。
但是，這種方式需要檢測到大電流信號時才斷開電源，然而短時間內大電流也可能導致電池損壞甚至爆炸。
技術實現要素：
本申請提供了一種預防電源連接短路的設備和不間斷電源，能夠預防電源連接短路，防止發生連接短路時損壞電源。
第一方面，提供一種預防電源連接短路的設備，包括：主接觸器、輔接觸器、限流電阻和延時繼電器；
所述主接觸器連接於電源的輸出端和用電設備的供電連接點之間；
所述輔助接觸器與所述限流電阻串聯後連接於所述電源的輸出端和所述供電連接點之間；
所述供電連接點用於為所述延遲繼電器的線圈供電，所述延遲繼電器的常開觸點用於控制所述主接觸器的供電通路。
在第一方面的第一種可能的實現方式中，所述電源的輸出端包括三個輸出端：第一輸出端、第二輸出端和第三輸出端；
所述電源為蓄電池組時，所述第一輸出端、第二輸出端和第三輸出端分別為：正極輸出端、中線輸出端和負極輸出端；
所述主接觸器和輔接觸器均包括三個觸點，所述三個觸點分別對應第一輸出端、第二輸出端和第三輸出端；
所述限流電阻包括：第一限流電阻和第二限流電阻；
所述延時繼電器包括：第一延時繼電器和第二延時繼電器；
所述第一限流電阻與所述輔接觸器中與所述第一輸出端對應的觸點串聯，所述第二限流電阻與所述輔接觸器中與所述第三輸出端對應的觸點串聯；
所述第一延時繼電器的線圈的兩端分別連接所述供電連接點的正極和中線點，所述第二延時繼電器的線圈的兩端分別連接所述供電連接點的負極和中線點；
所述第一延時繼電器的常開觸點和第二延時繼電器的常開觸點用於控制所述主接觸器的供電通路。
結合第一方面及上述任一種可能的實現方式中，在第二種可能的實現方式中，還包括：第一中間繼電器和第二中間繼電器；
所述第一中間繼電器的線圈供電由所述第一延時繼電器的常開觸點控制，所述第一中間繼電器的常開觸點串聯在所述主接觸器的供電通路中；
所述第二中間繼電器的線圈供電由所述第二延時繼電器的常開觸點控制，所述第二中間繼電器的常開觸點串聯在所述主接觸器的供電通路中。
結合第一方面及上述任一種可能的實現方式中，在第三種可能的實現方式中，還包括第一分壓電路和第二分壓電路；
所述第一分壓電路用於將所述供電連接點的電壓分壓後為所述第一延時繼電器的線圈供電；
所述第二分壓電路用於將所述供電連接點的電壓分壓後為所述第二延時繼電器的線圈供電。
結合第一方面及上述任一種可能的實現方式中，在第四種可能的實現方式中，所述第一分壓電路包括串聯的第三電阻和第五電阻；
所述第二分壓電路包括串聯的第四電阻和第六電阻；
所述第一延時繼電器的線圈並聯在所述第五電阻的兩端；
所述第二延時繼電器的線圈並聯在所述第六電阻的兩端。
結合第一方面及上述任一種可能的實現方式中，在第五種可能的實現方式中，還包括：合閘開關；
所述合閘開關用於控制所述輔接觸器的線圈通電。
結合第一方面及上述任一種可能的實現方式中，在第六種可能的實現方式中，還包括：第一斷路器和第二斷路器；
所述第一斷路器與所述第一輸出端串聯，所述第二斷路器與所述第三輸出端串聯。
結合第一方面及上述任一種可能的實現方式中，在第七種可能的實現方式中，所述電源的輸出端包括三個輸出端：第一輸出端、第二輸出端和第三輸出端；
所述電源為交流電源時，所述第一輸出端、第二輸出端和第三輸出端分別為：a相輸出端、b相輸出端和c相輸出端；
所述主接觸器和輔接觸器均包括三個觸點，所述三個觸點分別對應第一輸出端、第二輸出端和第三輸出端；
所述限流電阻包括：第一限流電阻、第二限流電阻和第三電流電阻；
所述延時繼電器包括：第一延時繼電器、第二延時繼電器和第三延時繼電器；
所述第一限流電阻與所述輔接觸器中與所述第一輸出端對應的觸點串聯，所述第二限流電阻與所述輔接觸器中與所述第二輸出端對應的觸點串聯；所述第三限流電阻與所述輔接觸器中與所述第三輸出端對應的觸點串聯；
所述第一延時繼電器的線圈的兩端分別連接所述供電連接點的a相和b相，所述第二延時繼電器的線圈的兩端分別連接所述供電連接點的b相和c相點；所述第三延時繼電器的線圈的兩端分別連接所述供電連接點的a相和c相；
所述第一延時繼電器的常開觸點、第二延時繼電器的常開觸點和第三延時繼電器的常開觸點均用於控制所述主接觸器的供電通路。
結合第一方面及上述任一種可能的實現方式中，在第八種可能的實現方式中，還包括：第一中間繼電器、第二中間繼電器和第三中間繼電器；
所述第一中間繼電器的線圈供電由所述第一延時繼電器的常開觸點控制，所述第一中間繼電器的常開觸點串聯在所述主接觸器的供電通路中；
所述第二中間繼電器的線圈供電由所述第二延時繼電器的常開觸點控制，所述第二中間繼電器的常開觸點串聯在所述主接觸器的供電通路中；
所述第三中間繼電器的線圈供電由所述第三延時繼電器的常開觸點控制，所述第三中間繼電器的常開觸點串聯在所述主接觸器的供電通路中。
第二方面，提供一種不間斷電源，包括所述的設備，還包括：蓄電池組；
所述蓄電池組，用於在不間斷電源的交流輸入端掉電時，為用電設備供電；
所述設備，用於在所述蓄電池組的線纜連接短路時，保護所述蓄電池組。
從以上技術方案可以看出，本申請實施例具有以下優點：
當電源任意兩個輸出端出現短路時，由於輔助接觸器與限流電阻串聯，這樣電源出現短路的兩個輸出端之間的電壓將完全施加在限流電阻上，供電連接點對應的端點將不會存在電壓，當供電連接點對應的點不存在電壓時，對應的延時繼電器將不會動作，當延時繼電器不動作時，主接觸器的供電通路就不會導通，因此，可以避免電源短路時給用電設備上電引發的安全事故。
附圖說明
圖1是本申請提供的預防電源連接短路的設備一種實施例示意圖；
圖2是本申請提供的預防電源連接短路的設備又一實施例二示意圖；
圖3是本申請提供的不間斷電源示意圖。
具體實施方式
本申請實施例提供了一種預防電源連接短路的設備，用於在電源的輸出端兩兩之間連接輸出短路時，起到保護作用，避免電源損壞甚至爆炸。
下面結合附圖對本申請實施例提供的設備的工作原理進行詳細的說明。
參見圖1，該圖為本申請提供的預防電源連接短路的設備一種實施例示意圖。
本實施例提供的預防電源連接短路的設備，包括：主接觸器km01、輔接觸器km02、限流電阻r和延時繼電器kt；
所述主接觸器km01連接於電源100的輸出端和用電設備200的供電連接點m之間；
所述輔助接觸器km02與所述限流電阻r串聯後連接於所述電源100的輸出端和所述供電連接點m之間；
所述供電連接點m用於為所述延遲繼電器kt的線圈供電，所述延遲繼電器kt的常開觸點用於控制所述主接觸器km01的供電通路。
圖1中未示出kt的線圈和常開觸點，可以理解的是，當kt的線圈得電時，對應的常開觸點才閉合，此時km01才接通電源，進而km01的常開觸點閉合，蓄電池組100為用電設備200供電。反之kt的線圈不得電時，對應的常開觸點不閉合，此時km01不接通電源，km01的常開觸點不閉合。
可以理解的是，電源的輸出端一般存在多個，例如電源的輸出端包括三個輸出端：第一輸出端、第二輸出端和第三輸出端；
所述電源為蓄電池組時，所述第一輸出端、第二輸出端和第三輸出端分別為：正極輸出端、中線輸出端和負極輸出端；
所述電源為交流電源時，所述第一輸出端、第二輸出端和第三輸出端分別為：a相輸出端、b相輸出端和c相輸出端。
可以理解的是電源為三相交流時，也可能存在中線輸出端，此時電源對應四個輸出端。如果任意兩個輸出端之間出現短路後果都會很嚴重。
當電源任意兩個輸出端出現短路時，由於輔助接觸器km02與限流電阻r串聯，這樣電源出現短路的兩個輸出端之間的電壓將完全施加在限流電阻r上，供電連接點m對應的端點將不會存在電壓，當供電連接點m對應的點不存在電壓時，對應的延時繼電器kt將不會動作，當延時繼電器不動作時，主接觸器km01的供電通路就不會導通，因此，可以避免電源短路時給用電設備上電引發的安全事故。
下面以電源為ups中的蓄電池組為例進行說明，由於ups根據不同的供電場合，可能需要的能量很大，往往需要多個電池組成蓄電池組。
電源為蓄電池組時，所述三個輸出端分別為：正極輸出端、中線輸出端和負極輸出端；
參見圖2，該圖為本申請提供的預防電源連接短路的設備又一實施例示意圖。
所述主接觸器km01和輔接觸器km02均包括三個觸點，如圖2所示。所述三個觸點分別對應電源的第一輸出端、第二輸出端和第三輸出端；
所述限流電阻包括：第一限流電阻r1和第二限流電阻r2；
所述延時繼電器包括：第一延時繼電器kt1和第二延時繼電器kt2；
所述第一限流電阻r1與所述輔接觸器km02中與所述第一輸出端對應的觸點串聯，所述第二限流電阻r2與所述輔接觸器km02中與所述第三輸出端對應的觸點串聯；
所述第一延時繼電器kt1的線圈由所述供電連接點m的正極供電，所述第二延時繼電器kt2的線圈由所述供電連接點m的負極供電；
所述第一延時繼電器kt1的常開觸點和第二延時繼電器kt2的常開觸點用於控制所述主接觸器km01的供電通路。
另外，由於主接觸器km01的容量很大(2000a)，線包功率大，所以線包工作電流較大，超過了延時繼電器的驅動能力。因此，該設備還可以包括：第一中間繼電器km1和第二中間繼電器km2；
km1和km2的作用是提高驅動能力，能夠驅動km01動作。
所述第一中間繼電器km1的線圈供電由所述第一延時繼電器kt1的常開觸點控制，所述第一中間繼電器km1的常開觸點串聯在所述主接觸器km01的供電通路中；
所述第二中間繼電器km2的線圈供電由所述第二延時繼電器kt2的常開觸點控制，所述第二中間繼電器km2的常開觸點串聯在所述主接觸器km01的供電通路中。
可以理解的是，當蓄電池組的正極輸出端和中線輸出端短路時，正電壓全部加在r1，kt1的線圈不得電，對應的km1線圈不得電，km01不會閉合。當蓄電池組的負極輸出端和中線輸出端短路時，負電壓全部加在r2上，kt2的線圈不得電，對應的km2線圈不得電，km01不會閉合。當蓄電池組的正極輸出端和負極輸出端短路時，kt1和kt2的線圈均不得電，對應的km1和km2的線圈均得電，km01不會閉合。
另外，由於供電連接點m的電壓較高，kt1和kt2的承壓較低，因此，需要將供電連接點m的電壓分壓後為kt1和kt2的線圈供電。
該設備還包括：第一分壓電路和第二分壓電路；
所述第一分壓電路用於將所述供電連接點的電壓分壓後為所述第一延時繼電器的線圈供電；
所述第二分壓電路用於將所述供電連接點的電壓分壓後為所述第二延時繼電器的線圈供電。
具體地，繼續參見圖2，所述第一分壓電路包括串聯的第三電阻r3和第五電阻r5；
所述第二分壓電路包括串聯的第四電阻r4和第六電阻r6；
所述第一延時繼電器kt1的線圈並聯在所述第五電阻r5的兩端；
所述第二延時繼電器kt2的線圈並聯在所述第六電阻r6的兩端。
另外，為了實現遠程控制km02的閉合，可以包括：合閘開關s1；通過遠程控制s1閉合和斷開。
所述合閘開關s1用於控制所述輔接觸器km02的線圈通電，進而控制km02的常開觸點閉合。
為了起到常規的保護作用，該設備還可以包括：第一斷路器qf1和第二斷路器qf2；
所述第一斷路器qf1與所述第一輸出端串聯，所述第二斷路器qf2與所述第三輸出端串聯。
如圖2所示，qf1與r1串聯，qf2與r2串聯。當對應的支路電流太大時，對應的斷路器動作，斷開該支路，起到保護作用。
可以理解的是，正常狀態下，qf1和qf2為常閉狀態。
另外，該設備還可以包括：第三限流電阻(圖2中未示出)；
所述第三限流電阻與所述第二輸出端串聯。第三電流電阻的作用是進一步起到限流的作用，當正極與中線，或，負極與中心線短路時，可以聯合r1或r2進一步進行限流。
該設備還可以包括：第三斷路器(圖2中未示出)；
所述第三斷路器與所述第二輸出端串聯。即在中線輸出端連接的支路上也串聯一個斷路器。
下面介紹圖2的具體工作原理。
蓄電池組100上電時，閉合s1後，km02將閉合，蓄電池組100經qf1/qf2、km02、r1/r2支路供電到供電連接點m，如果線纜連接正確，則該m電壓正常。同時該電壓經r3+r5、r4+r6分壓電路分別給kt1、kt2供電，經短時延時後動作，分別控制km1、km2動作。+48v控制電源經km1和km2的常開觸點供電到km01，km01閉合，蓄電池組100開始為用電設備200供電。
如果蓄電池組100接線時出現短路，例如供電連接點m處的正極與中線短路，則當km02閉合時，正電壓全部加在r1上，而kt1將由於沒有電壓不工作，km1也不動作，km01無法合閘。
同理，負極與中線短路時，kt2、km2不會動作，km01無法合閘。
正極與負極短路時，2個延時繼電器(kt1和kt2)和2個中間繼電器(km1和km2)都不會動作。因此，只要出現接線短路，km01都無法閉合上電，從而有效避免了蓄電池組100上電短路引起的安全事故。
需要說明的是，以上實施例提供的設備優選應用於ups中，對應蓄電池組的保護。由於ups通常包括三種功率埠：交流輸入、直流輸入和交流輸出。在實驗室進行ups測試驗證時，需要給輸入埠提供相應的供電電源，輸出端連接用電設備，才能進行各項功能參數的測試。測試時都是使用軟線纜進行連接。ups的直流輸入通常是由蓄電池組供電，對於大功率ups，蓄電池組的供電電流大，線纜都是多根並聯使用，測試中需要不斷更換ups樣機。因此，需要經常拆線纜，接線纜。如果線纜連接錯誤導致短路，當閉合蓄電池組的送電開關時則會引起電池爆炸起火等嚴重事故。本申請以上實施例提供的設備可以避免線纜接錯短路引起的電池爆炸起火等事故。
另外，該設備也不局限於適用於ups中，也可以應用於其他電源，例如三相交流供電電源。隨著實際應用場景的不同，變換延時繼電器的數目即可。需要保證任意兩根線短接時，短接後的迴路中存在一個延時繼電器。下面針對電源為三相交流時進行簡單介紹。
所述電源為交流電源時，電源的輸出端包括三個輸出端：第一輸出端、第二輸出端和第三輸出端；所述第一輸出端、第二輸出端和第三輸出端分別為：a相輸出端、b相輸出端和c相輸出端；
所述主接觸器和輔接觸器均包括三個觸點，所述三個觸點分別對應第一輸出端、第二輸出端和第三輸出端；
所述限流電阻包括：第一限流電阻、第二限流電阻和第三電流電阻；
所述延時繼電器包括：第一延時繼電器、第二延時繼電器和第三延時繼電器；
所述第一限流電阻與所述輔接觸器中與所述第一輸出端對應的觸點串聯，所述第二限流電阻與所述輔接觸器中與所述第二輸出端對應的觸點串聯；所述第三限流電阻與所述輔接觸器中與所述第三輸出端對應的觸點串聯；
所述第一延時繼電器的線圈的兩端分別連接所述供電連接點的a相和b相，所述第二延時繼電器的線圈的兩端分別連接所述供電連接點的b相和c相點；所述第三延時繼電器的線圈的兩端分別連接所述供電連接點的a相和c相；
所述第一延時繼電器的常開觸點、第二延時繼電器的常開觸點和第三延時繼電器的常開觸點均用於控制所述主接觸器的供電通路。
可以理解的是，與電源為蓄電池組的不同是，三相交流電源需要對應三個延時繼電器，a、b、c三相中的任意兩相之間需要連接一個延時繼電器的線圈。
同理，三相交流電源需要對應三個中間繼電器：第一中間繼電器、第二中間繼電器和第三中間繼電器；
所述第一中間繼電器的線圈供電由所述第一延時繼電器的常開觸點控制，所述第一中間繼電器的常開觸點串聯在所述主接觸器的供電通路中；
所述第二中間繼電器的線圈供電由所述第二延時繼電器的常開觸點控制，所述第二中間繼電器的常開觸點串聯在所述主接觸器的供電通路中；
所述第三中間繼電器的線圈供電由所述第三延時繼電器的常開觸點控制，所述第三中間繼電器的常開觸點串聯在所述主接觸器的供電通路中。
三相交流電源的保護與蓄電池組的保護類似，具體工作原理在此不再贅述。
基於以上實施例提供的設備，本申請實施例還提供一種不間斷電源，包括以上實施例所述的設備，還包括：蓄電池組100；
所述蓄電池組100，用於在不間斷電源的交流輸入端掉電時，為用電設備200供電；
所述設備300，用於在所述蓄電池組100的線纜連接短路時，保護所述蓄電池組100。以免蓄電池組100的多個輸出端之間出現短路時，損壞蓄電池組內的電池甚至引起電池爆炸。
以上所述，以上實施例僅用以說明本申請的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本申請進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本申請各實施例技術方案的精神和範圍。