CN104410506B - 一种电力系统以太网供电装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种电力系统以太网供电装置及方法，利用数据接入端口通过网线连接信号输入设备，过流保护模块通过网线连接输入电源，数据和电能合成端口通过网线连接受电端设备，利用数据和电能合成端口的空脚对受电端设备进行供电。简化了电力系统中以太网供电的过程，有效的降低了电力系统以太网供电的设备成本及功耗，还具有防止违规外联的作用，保障了电力系统的安全稳定。设置有过流保护模块，当输出电流超出阈值时，过流保护模块动作停止对受电端设备进行供电，防止出现短路故障、损坏导线和设备。
Description
技术领域
本发明涉及以太网供电技术领域，具体地涉及一种电力系统以太网供电装置及方法。
背景技术
随着我国“智能电网”的建设和发展，电力系统信息化，智能化越来越广泛，电力信息通信具有业务日益IP化、宽带化的发展趋势。电力系统中基于IP终端设备也越来越多，如IP电话，变电站图像监控摄像机等。然而，在IP终端设备布设与安装的过程中，由于许多设备安装在距机房较远的位置，因此需要为每台IP终端设备提供一套外置电源，这会大大增加网络建设成本。以电力系统变电站调度IP电话为例，其除外接网线以传送数据外，通常还需要外接电源转换装置，将220V交流电转换为直流5V供IP电话机使用，然而变电站站站内电源为非UPS电源，一旦站内停电，则造成变电站调度电话无法使用，给电力系统安全运行造成一定隐患。如果为调度IP电话机单独布放一条UPS电源线，则IP电话安装成本大幅增加，而且造成变电站走线复杂，容易造成安全隐患。由此可见，IP终端设备的供电问题是电力系统智能化面临一大课题。
IEEE802.3af标准是国际标准化组织IEEE在2003年6月通过的以太网供电(POE，Power Over Ethernet)标准，该标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的标准规范。一个完整的POE系统包括供电端设备(PSE，Power Sourcing Equipment)和受电端设备(PD，Powered Device)两部分。IEEE802.3af标准定义了两种供电方法：中跨式(Mid-Span)供电方法，如图1所示；端点式(End-Span)供电方法，如图2所示。目前市场上符合POE供电标准的设备主要有：POE交换机和独立POE供电模块。POE交换机是将POE功能集成在交换机的一种设备；独立POE供电模块是交换机外置式标准POE供电装置。在电力系统中以青岛供电公司为例，青岛供电公司各类变电站内并无POE的交换机，如果希望直接应用支持POE交换机来向IP终端设备提供数据和电力，则需要把所有变电站交换机全部更换，则投资巨大，而且平均每个变电站IP终端设备较少(2-3个)，没有必要把交换机全都更换为支持POE交换机。如果将POE模块集成在交换机，势必造成交换机功耗增大，发热量增多，降低交换机的使用寿命。符合IEEE802.3af标准PSE的POE供电过程中存在五个状态：检测、分级、启动、供电和断电，其主要针对非POE受电设备，以防止非POE受电设备连接到供电设备上导致非POE受电设备遭到损坏，其流程缜密，安全性较高。这也导致了符合POE标准的PSE芯片技术含量较高，相对复杂，国内POE控制芯片主要依赖进口，成本相对较高。为保护电力系统的安全稳定，防止入侵电力通信信息及控制系统，电力系统规定，严禁未经允许，将未经安全监测与认证的设备连入电力系统网络中。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中用于电力系统的以太网供电装置设备成本高、功耗大、不利于电力系统的安全稳定等，从而提出一种电力系统以太网供电装置及方法。
为解决上述技术问题，本发明的提供如下方案：
一种电力系统以太网供电装置，包括：
数据接入端口，通过网线与信号输入设备连接；
数据和电能合成端口，通过网线与受电端设备连接；
过流保护模块，与输入电源连接；
所述数据接入端口的信号脚分别通过网线与所述数据和电能合成端口的信号脚对应连接；所述数据和电能合成端口的第一空脚和第二空脚短接后通过网线与所述过流保护模块的第一输出端连接；所述数据和电能合成端口的第三空脚和第四空脚短接后通过网线与所述过流保护模块的第二输出端连接。
上述电力系统以太网供电装置，还包括：
电源转换模块，所述电源转换模块的第一输出端与所述过流保护模块的第一输入端连接，所述电源转换模块的第二输出端与所述过流保护模块的第二输入端连接。
上述电力系统以太网供电装置，所述过流保护模块上设置有复位按钮，用于过流保护模块动作后通过所述复位按钮重新向外供电。
上述电力系统以太网供电装置，所述过流保护模块上设置有LED指示灯，用于指示所述过流保护模块的工作状态。
上述电力系统以太网供电装置，所述数据接入端口和数据和电能合成端口的接口类型为RJ45接口；所述数据接入端口的信号脚为1、2、3、6管脚，分别与所述数据和电能合成端口的信号脚1、2、3、6管脚连接；所述数据和电能合成端口的第一空脚和第二空脚分别为4、5管脚，所述第三空脚和第四空脚分别为7、8管脚。
一种电力系统以太网供电方法，
将权利要求1-5任一所述的以太网供电装置中的所述数据接入端口通过网线连接信号输入设备；所述过流保护模块连接输入电源；所述数据和电能合成端口通过网线连接受电端设备，对受电端设备进行供电；
所述数据接入端口的信号脚分别通过网线与所述数据和电能合成端口的信号脚对应连接；所述数据和电能合成端口的第一空脚和第二空脚短接后通过网线与所述过流保护模块的第一输出端连接；所述数据和电能合成端口的第三空脚和第四空脚短接后通过网线与所述过流保护模块的第二输出端连接。
上述电力系统以太网供电方法，所述电源转换模块的第一输出端与所述过流保护模块的第一输入端连接，所述电源转换模块的第二输出端与所述过流保护模块的第二输入端连接。
上述电力系统以太网供电方法，以太网供电装置中的所述过流保护模块检测到输出电流超出阈值时，过流保护模块动作，所述以太网供电装置停止对受电端设备进行供电。
上述电力系统以太网供电方法，通过所述过流保护模块上的复位按钮对受电端设备重新供电。
上述电力系统以太网供电方法，所述过流保护模块上的LED指示灯亮，指示过流保护模块处于正常工作状态；所述过流保护模块上的LED指示灯灭，指示过流保护模块处于过流保护状态或者故障状态。
上述电力系统以太网供电方法，所述数据接入端口和数据和电能合成端口的接口类型为RJ45接口；所述数据接入端口的信号脚为1、2、3、6管脚，分别与所述数据和电能合成端口的信号脚1、2、3、6管脚连接；所述数据和电能合成端口的第一空脚和第二空脚分别为4、5管脚，所述第三空脚和第四空脚分别为7、8管脚。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)本发明所述的一种电力系统以太网供电装置及方法，利用数据接入端口通过网线连接信号输入设备，过流保护模块通过网线连接输入电源，数据和电能合成端口通过网线连接受电端设备，利用数据和电能合成端口的空脚对受电端设备进行供电。简化了电力系统中以太网供电的过程，有效的降低了电力系统以太网供电的设备成本及功耗，还具有防止违规外联的作用，保障了电力系统的安全稳定。
(2)本发明所述的一种电力系统以太网供电装置及方法，设置有过流保护模块，当输出电流超出阈值时，过流保护模块动作停止对受电端设备进行供电，防止出现短路故障，损坏导线和设备，通过复位按钮可以重新对受电端设备进行供电。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是以太网供电中端点式供电方法示意图；
图2是以太网供电中中跨式供电方法示意图；
图3是本发明一个实施例的一种电力系统以太网供电装置原理图；
图4是本发明一个实施例的一种变电站调度IP电话以太网供电示意图；
图5是本发明一个实施例的一种电力系统以太网供电装置原理图。
图中附图标记表示为：1-太网供电装置、2-通信设备机柜、3-调度数据网络交换机、4-直流配电盒、5-IP电话、6-5类线、7-纵向加密装置、8-路由器、9-光传输设备、10-电源线。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种电力系统以太网供电装置，如图3所示，包括：
数据接入端口，通过网线与信号输入设备连接；
数据和电能合成端口，通过网线与受电端设备连接；
过流保护模块，与输入电源连接；
所述数据接入端口的信号脚分别通过网线与所述数据和电能合成端口的信号脚对应连接；所述数据和电能合成端口的第一空脚和第二空脚短接后通过网线与所述过流保护模块的第一输出端连接；所述数据和电能合成端口的第三空脚和第四空脚短接后通过网线与所述过流保护模块的第二输出端连接。
还包括：
电源转换模块，所述电源转换模块的第一输出端与所述过流保护模块的第一输入端连接，所述电源转换模块的第二输出端与所述过流保护模块的第二输入端连接。
所述过流保护模块上设置有复位按钮，用于过流保护模块动作后通过所述复位按钮重新向外供电。
所述过流保护模块上设置有LED指示灯，用于指示所述过流保护模块的工作状态。
所述数据接入端口和数据和电能合成端口的接口类型为RJ45接口；
所述数据接入端口的信号脚为1、2、3、6管脚，分别与所述数据和电能合成端口的信号脚1、2、3、6管脚连接；
所述数据和电能合成端口的第一空脚和第二空脚分别为4、5管脚，所述第三空脚和第四空脚分别为7、8管脚。
本实施例提供的一种电力系统以太网供电装置，利用数据接入端口通过网线连接信号输入设备，过流保护模块通过网线连接输入电源，数据和电能合成端口通过网线连接受电端设备，利用数据和电能合成端口的空脚对受电端设备进行供电。简化了电力系统中以太网供电的过程，有效的降低了电力系统以太网供电的设备成本及功耗，还具有防止违规外联的作用，保障了电力系统的安全稳定。设置有过流保护模块，当输出电流超出阈值时，过流保护模块动作停止对受电端设备进行供电，防止出现短路故障，损坏导线和设备。
实施例2
本实施例提供一种电力系统以太网供电方法，本实施例以国网青岛供电公司变电站内的调度IP电话进行以太网供电，如图4所示，
将实施例1中所述的电力系统以太网供电装置1放置于通信设备机柜2内。
所述数据接入端口通过网线连接信号输入设备，所述信号输入设备为调度数据网络交换机3的相应端口。
所述过流保护模块通过电源线10连接输入电源，所述输入电源为通信设备机柜内的直流配电盒4中的一路—48v通信电源。
电源转换模块主要功能是根据实际需求实现将不同电压等级与制式的电源转换为48V直流电输出给过流保护模块。其可根据实际需求将AC220V、DC220V等输入转换为DC48V输出，并具有稳定输出电压作用。在本实施例中，输入电源为稳定的48V直流电源，所以电源转换模块可以去掉，直接将过流保护模块连接48v通信电源，如图5所示。
以太网供电装置1在向IP电话5供电的过程中，过流保护模块检测到输出电流超出阈值时，该阈值一般为600mA，过流保护模块动作，所述以太网供电装置1停止通过空闲管脚对IP电话5进行供电。过流保护模块可以选择断路器等可实现过流保护的装置。
所述过流保护模块上设置有复位按钮，在排除故障后，可以通过人工控制过流保护模块上的复位按钮对受电端设备重新供电。
所述过流保护模块上设置有LED指示灯，用于指示所述过流保护模块的工作状态。所述过流保护模块上的LED指示灯亮，指示过流保护模块处于正常工作状态。所述过流保护模块上的LED指示灯灭，指示过流保护模块处于过流保护状态或者故障状态。
所述数据和电能合成端口通过网线连接受电端设备，对受电端设备进行供电。所述受电端设备为IP电话，所述IP电话支持以太网供电，是符合IEEE802.3af标准的受电端设备。
所述数据接入端口的信号脚分别通过网线与所述数据和电能合成端口的信号脚对应连接；所述数据和电能合成端口的第一空脚和第二空脚短接后通过网线与所述过流保护模块的第一输出端连接；所述数据和电能合成端口的第三空脚和第四空脚短接后通过网线与所述过流保护模块的第二输出端连接。电力系统变电站网络终端设备需求宽带主要为10M或者100M，极少为1000M网卡，所以采用的是中跨式的供电方法，利用以太网电缆中没有被使用的空闲管脚对来传输直流电，采用的网线是5类线6，其中两对用来信号传输。
所述数据接入端口和数据和电能合成端口的接口类型都为RJ45接口。所述数据接入端口的信号脚为1、2、3、6管脚，分别与所述数据和电能合成端口的信号脚1、2、3、6管脚连接。所述数据和电能合成端口的第一空脚和第二空脚分别为4、5管脚，所述第三空脚和第四空脚分别为7、8管脚。
所述IP电话可以通过网线从以太网供电装置中获取电能，并可依次通过调度数据网络交换机3、纵向加密装置7、路由器8及光传输设备9与其他变电站内的IP电话、调度台、服务器等进行数据交互。
本实施例提供的一种电力系统以太网供电方法，利用数据接入端口通过网线连接信号输入设备，过流保护模块通过网线连接输入电源，数据和电能合成端口通过网线连接受电端设备，利用数据和电能合成端口的空脚对受电端设备进行供电。简化了电力系统中以太网供电的过程，有效的降低了电力系统以太网供电的设备成本及功耗，还具有防止违规外联的作用，保障了电力系统的安全稳定。设置有过流保护模块，当输出电流超出阈值时，过流保护模块动作停止对受电端设备进行供电，防止出现短路故障，损坏导线和设备。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (2)
1.一种电力系统以太网供电装置，其特征在于，包括：
数据接入端口，通过网线与信号输入设备连接；
数据和电能合成端口，通过网线与受电端设备连接，利用数据和电能合成端口的空脚对受电端设备进行供电；
过流保护模块，与输入电源连接，所述过流保护模块上设置有复位按钮，用于过流保护模块动作后通过所述复位按钮重新向外供电；
所述数据接入端口的信号脚分别通过网线与所述数据和电能合成端口的信号脚对应连接；所述数据和电能合成端口的第一空脚和第二空脚短接后通过网线与所述过流保护模块的第一输出端连接；所述数据和电能合成端口的第三空脚和第四空脚短接后通过网线与所述过流保护模块的第二输出端连接，当输出电流超出阈值时，过流保护模块动作停止对受电端设备进行供电，通过所述复位按钮重新向外供电；所述过流保护模块上设置有LED指示灯，用于指示所述过流保护模块的工作状态；
电源转换模块，所述电源转换模块的第一输出端与所述过流保护模块的第一输入端连接，所述电源转换模块的第二输出端与所述过流保护模块的第二输入端连接；
其中，所述数据接入端口和数据和电能合成端口的接口类型为RJ45接口；所述数据接入端口的信号脚为1、2、3、6管脚，分别与所述数据和电能合成端口的信号脚1、2、3、6管脚连接；所述数据和电能合成端口的第一空脚和第二空脚分别为4、5管脚，所述第三空脚和第四空脚分别为7、8管脚。
2.一种使用权利要求1所述的电力系统以太网供电装置的电力系统以太网供电方法，其特征在于，
将所述的电力系统以太网供电装置中的所述数据接入端口通过网线连接信号输入设备；所述过流保护模块连接输入电源；所述数据和电能合成端口通过网线连接受电端设备，利用数据和电能合成端口的空脚对受电端设备进行供电；
所述数据接入端口的信号脚分别通过网线与所述数据和电能合成端口的信号脚对应连接；所述数据和电能合成端口的第一空脚和第二空脚短接后通过网线与所述过流保护模块的第一输出端连接；所述数据和电能合成端口的第三空脚和第四空脚短接后通过网线与所述过流保护模块的第二输出端连接，当输出电流超出阈值时，过流保护模块动作停止对受电端设备进行供电；通过所述过流保护模块上的复位按钮对受电端设备重新供电；
所述电源转换模块的第一输出端与所述过流保护模块的第一输入端连接，所述电源转换模块的第二输出端与所述过流保护模块的第二输入端连接；
以太网供电装置中的所述过流保护模块检测到输出电流超出阈值时，过流保护模块动作，所述以太网供电装置停止对受电端设备进行供电；
其中，所述数据接入端口和数据和电能合成端口的接口类型为RJ45接口；所述数据接入端口的信号脚为1、2、3、6管脚，分别与所述数据和电能合成端口的信号脚1、2、3、6管脚连接；所述数据和电能合成端口的第一空脚和第二空脚分别为4、5管脚，所述第三空脚和第四空脚分别为7、8管脚。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20161214 Termination date: 20191105 |