CN107069974B - 一种应急供能设备用的供电终端集成装置及其应用 - Google Patents
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Abstract
一种应急供能设备用的供电终端集成装置及其应用，包括应急供能设备和装置壳体，装置壳体内的测控装置功能模块与外部应急能源工作站连通，该测控装置功能模块的下端通过串行口与外接电能量计量系统信号连通，而测控装置功能模块另一端通过网口与交换机模块一端连通；交换机模块下端通过网口分别与外接10kV系统保护测控装置和同样设置在装置壳体内规约转换功能模块连通，规约转换功能模块与外接应急供能车制冷系统连通，交换机模块上端与光纤终端盒连通，光纤终端盒通过光缆与外接能源站数据采集与监视控制系统连通，在其连通路径上连接能源站用户侧。本发明为应急供能设备提供高效的控制与管理，采集相关信息，为保证应急用电安全提供了依据。
Description
技术领域
本发明涉及应急供能相应领域，尤其涉及一种应用于应急供能设备的供电终端集成装置及其相关应用。
背景技术
目前，在极端特殊情况下需要对某些场所进行应急供能，如供电、水、制冷、制热等，而这些通常采用一套小型模块化的应急移动车或类似应急供能设备来解决，为各种极端特殊情况供能，使其安全获得保障，而现场所用的应急供能设备需要满足以下条件：
1.应急供能设备应保证整体设备简单、紧凑，并具备高度集成化功能；
2.应急供能设备应保证现场设施就位简易、方便，而且安装后进行通水通电后即可运行。
故常见的应急供能设备通常配置有风冷模块机组3台、冷冻水泵2台(一用一备)、应急供能配电系统等应急供能设备，视现场情况不同还可能配备制热设备。
以应急供能配电系统为例，该应急供能配电系统的电源通常采用附近的能源站10kV配电母线，其主变压器选用S11-400/10，400kVA，10±2×2.5％/0.4kV，YNd11，及箱式变压器。可接入的模块化的应急制冷站的数量为3个。10kV母线共设4个间隔，分别为能源站电源进线间隔，主变间隔，预留2个间隔(分别为远期环至其他地块间隔以及用户站备用电源间隔)。应急供能配电系统尺寸为3500mm*2500mm*2500mm(长宽高)。
而上述这些设备均需要用电管理终端集成装置，为整个应急供能设备的应急供能配电系统及相关设备提供电力保障，其控制与管理功能使得应急供能设备安全有序的运行。
发明内容
为了解决现有技术下的应急供能设备需要安全、快速响应且有序的用电管理终端，本发明提供了一种应急供能设备用的供电终端集成装置及其应用，为整个应急供能设备系统提供高效的控制与管理功能。本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置及其应用能够采集应急供能系统相关的信息，包括用户侧10kV进线、热泵机组、电能表等相关信息，并将信息汇总后传送至能源站集控室。
本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置及其应用，其具体结构和应用如下所述：
一种应急供能设备用的供电终端集成装置，包括应急供能设备和一装置壳体，其特征在于：
所述的装置壳体内分别设置有测控装置功能模块、交换机模块、规约转换功能模块和光纤终端盒，在装置壳体表面则设置有智能信息显示功能模块；
所述的测控装置功能模块其一端与外部的应急能源工作站连通，该测控装置功能模块的下端通过串行口与外接的电能量计量系统信号连通，而测控装置功能模块的另一端则通过网口与交换机模块的一端连通；
所述的交换机模块其下端通过网口分别与外接的10kV系统保护测控装置和同样设置在装置壳体内的规约转换功能模块连通，而该规约转换功能模块再与外接的应急供能车制冷系统连通，交换机模块的上端则与光纤终端盒连通；
所述的光纤终端盒通过光缆与外接的能源站数据采集与监视控制系统连通，在其连通路径上连接了能源站用户侧。
根据本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置，其特征在于，所述的测控装置功能模块设置有5～10个RS232/485串行口和2个网口，该串行口用于与应急能源工作站、电能量计量系统的信号连通及通信，网口具有有线和无线功能，用于与交换机模块连通，使得与交换机模块连通的站内的10kV保护测控装置及光纤终端盒、外接的能源站数据采集与监视控制系统通信，该测控装置功能模块采集相关信息，实现模拟量和数字量的采集。
根据本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置，其特征在于，所述的测控装置功能模块通过硬接线的方式采集外部的应急能源工作站的二次电压、电流及相关的开关量，并可遥控输出。
根据本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置，其特征在于，所述的交换机模块将测控装置功能模块和与测控装置功能模块连通的电能量计量系统的数据通过光纤终端盒和光缆上传至外接的能源站数据采集与监视控制系统，该交换机模块通过网口与10kV系统保护测控装置之间通信，且该交换机模块还能通过与其连通的规约转换功能模块与外接的应急供能车制冷系统实现通信。
根据本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置，其特征在于，所述的规约转换功能模块支持RS232/RS485、以太网、CAN总线多种通讯接口，并能和IEC61850、CAN多种通信规约之间的转换。
根据本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置，其特征在于，所述的电能量计量系统由4块精度为0.5级多功能电能表和1台电能量采集终端装置组成。其中，应急能源工作站的电源进线间隔处为电能量计量点，设置1块多功能电能表，而应急供能车制冷系统处为电能量计量考核点，应急供能车制冷系统为两处，分别在每个应急供能车制冷系统各设置1块多功能电能表，以上共设置3块多功能电能表用于监控整体用电情况，此外，电能量计量系统所配置的1台电能量采集终端装置用于汇总电能量数据，并通过测控装置功能模块及交换机模块将电能量数据传输至能源站集控室。
实际使用时用3块多功能电能表即可，最后一块作为备用。
根据本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置，其特征在于，所述的智能信息显示功能模块为触摸屏式设计，实现应急供能配电系统相关二次电压、电流、开关量信息以及应急制冷站状态信息的实时就地显示，方便运行维护人员实时就地查看应急供能系统相关数据。
根据本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置，其特征在于，整个应急供能设备用的供电终端集成装置的通信连接采用光缆通信连接或无线通信连接。
应注意，光缆通信连接的特点是通信的可靠性非常高，但是受场地条件的限制，需要一定的场地空间资源用于光缆的铺设，而无线连接方案由于受到原理的限制，通信的可靠性一般，但是不受场地条件的限制，不需要占用宝贵的场地空间资源，可根据现场情况择优使用。
一种应急供能设备用的供电终端集成装置的应用，基于上述的一种应急供能设备用的供电终端集成装置，其具体步骤如下：
1)将本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置布置到现场，并将现场附近的消防水泵的出水端口连接至应急供能设备的进水口；
2)打开应急能源工作站中的配电系统的低压侧开关柜，将其内部的低压电缆拉出并连接至本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置，通过该硬接线的方式采集外部的应急能源工作站的二次电压、电流及相关的开关量，并可遥控输出；
3)闭合应急能源工作站中的配电系统的低压侧开关，供给电源使应急供能车制冷系统的风冷模块机组启动预热并进入制冷模式；
4)在光缆通信连接方案中，通信光缆集成在低压电缆中，因此只需启动本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置即可通过其设置的测控装置功能模块实现测控功能，而在无线通信连接方案中，需先启动应急供能设备中的无线通信模块，再启动本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置，通过其网口的无线功能激活测控装置功能模块，实现测控功能；
5)本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置通过其预设的通信线路，即测控装置功能模块、交换机模块、规约转换功能模块和光纤终端盒之间的通信功能，将应急供能设备的温度、流量、开关位置等信息传回能源站数据采集与监视控制系统，能源站数据采集与监视控制系统通过后台程序或者调度员的指示将遥控信息传回本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置和应急供能设备的，实现遥信遥控的闭环运行；
6)本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置在运行时可通过其设置的智能信息显示功能模块可实时就地显示温度、流量、开关量信息，方便运行维护人员实时就地查看和控制应急供能设备；
7)待应急供能结束时，先切断应急能源工作站的配电系统的低压侧开关，然后将连接在本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置上的低压电缆拔下并放回应急能源工作站的配电系统中，使其信号中断，再关闭整个本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置及应急供能设备中的无线通信模块，使其下线脱机，最后切断进水口。
使用本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置及其应用获得了如下有益效果：
1.本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置及其应用，能为整个应急供能设备系统提供高效的控制与管理功能；
2.本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置及其应用，能够采集应急供能系统相关的信息，包括用户侧10kV进线、热泵机组、电能表等相关信息，并将信息汇总后传送至能源站集控室，其数据可靠，传输稳定，并可实时查看，为保证应急用电安全提供了依据。
附图说明
图1为本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置及其应用的具体结构示意图。
图中：A-应急能源工作站，1-装置壳体，2-测控装置功能模块，3-交换机模块，4-规约转换功能模块，5-光纤终端盒，6-智能信息显示功能模块，7-电能量计量系统，8-10kV系统保护测控装置，9-应急供能车制冷系统，10-能源站数据采集与监视控制系统，11-能源站用户侧。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置及其应用做进一步的描述。
实施例
如图1所示，一种应急供能设备用的供电终端集成装置，包括应急供能设备和一装置壳体1，装置壳体内分别设置有测控装置功能模块2、交换机模块3、规约转换功能模块4和光纤终端盒5，在装置壳体表面则设置有智能信息显示功能模块6；
测控装置功能模块2其一端与外部的应急能源工作站A连通，该测控装置功能模块的下端通过串行口与外接的电能量计量系统7信号连通，而测控装置功能模块的另一端则通过网口与交换机模块3的一端连通；
交换机模块3其下端通过网口分别与外接的10kV系统保护测控装置8和同样设置在装置壳体1内的规约转换功能模块4连通，而该规约转换功能模块再与外接的应急供能车制冷系统9连通，交换机模块的上端则与光纤终端盒5连通；
光纤终端盒5通过光缆与外接的能源站数据采集与监视控制系统10连通，在其连通路径上连接了能源站用户侧11。
测控装置功能模块2设置有5～10个RS232/485串行口和2个网口，该串行口用于与应急能源工作站A、电能量计量系统7的信号连通及通信，网口具有有线和无线功能，用于与交换机模块3连通，使得与交换机模块连通的站内的10kV保护测控装置8及光纤终端盒5、外接的能源站数据采集与监视控制系统10通信，该测控装置功能模块采集相关信息，实现模拟量和数字量的采集。
测控装置功能模块2通过硬接线的方式采集外部的应急能源工作站A的二次电压、电流及相关的开关量，并可遥控输出。
交换机模块3将测控装置功能模块2和与测控装置功能模块连通的电能量计量系统7的数据通过光纤终端盒5和光缆上传至外接的能源站数据采集与监视控制系统10，该交换机模块通过网口与10kV系统保护测控装置8之间通信，且该交换机模块还能通过与其连通的规约转换功能模块4与外接的应急供能车制冷系统9实现通信。
规约转换功能模块4支持RS232/RS485、以太网、CAN总线多种通讯接口，并能和IEC61850、CAN多种通信规约之间的转换。
电能量计量系统7由4块精度为0.5级多功能电能表和1台电能量采集终端装置组成。其中，应急能源工作站A的电源进线间隔处为电能量计量点，设置1块多功能电能表，而应急供能车制冷系统9处为电能量计量考核点，应急供能车制冷系统为两处，分别在每个应急供能车制冷系统各设置1块多功能电能表，以上共设置3块多功能电能表用于监控整体用电情况，此外，电能量计量系统所配置的1台电能量采集终端装置用于汇总电能量数据，并通过测控装置功能模块2及交换机模块3将电能量数据传输至能源站集控室。
实际使用时用3块多功能电能表即可，最后一块作为备用。
智能信息显示功能模块6为触摸屏式设计，实现应急供能配电系统相关二次电压、电流、开关量信息以及应急制冷站状态信息的实时就地显示，方便运行维护人员实时就地查看应急供能系统相关数据。
整个应急供能设备用的供电终端集成装置的通信连接采用光缆通信连接或无线通信连接。
光缆通信连接的特点是通信的可靠性非常高，但是受场地条件的限制，需要一定的场地空间资源用于光缆的铺设，而无线连接方案由于受到原理的限制，通信的可靠性一般，但是不受场地条件的限制，不需要占用宝贵的场地空间资源，可根据现场情况择优使用。
一种应急供能设备用的供电终端集成装置的应用，基于上述的一种应急供能设备用的供电终端集成装置，其具体步骤如下：
1)将本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置布置到现场，并将现场附近的消防水泵的出水端口连接至应急供能设备的进水口；
2)打开应急能源工作站A中的配电系统的低压侧开关柜，将其内部的低压电缆拉出并连接至本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置，通过该硬接线的方式采集外部的应急能源工作站的二次电压、电流及相关的开关量，并可遥控输出；
3)闭合应急能源工作站A中的配电系统的低压侧开关，供给电源使应急供能车制冷系统9的风冷模块机组启动预热并进入制冷模式；
4)在光缆通信连接方案中，通信光缆集成在低压电缆中，因此只需启动本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置即可通过其设置的测控装置功能模块2实现测控功能，而在无线通信连接方案中，需先启动应急供能设备中的无线通信模块，再启动本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置，通过其网口的无线功能激活测控装置功能模块，实现测控功能；
5)本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置通过其预设的通信线路，即测控装置功能模块2、交换机模块3、规约转换功能模块4和光纤终端盒5之间的通信功能，将应急供能设备的温度、流量、开关位置等信息传回能源站数据采集与监视控制系统10，能源站数据采集与监视控制系统通过后台程序或者调度员的指示将遥控信息传回本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置和应急供能设备的，实现遥信遥控的闭环运行；
6)本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置在运行时可通过其设置的智能信息显示功能模块(6)可实时就地显示温度、流量、开关量信息，方便运行维护人员实时就地查看和控制应急供能设备；
7)待应急供能结束时，先切断应急能源工作站(A)的配电系统的低压侧开关，然后将连接在本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置上的低压电缆拔下并放回应急能源工作站的配电系统中，使其信号中断，再关闭整个本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置及应急供能设备中的无线通信模块，使其下线脱机，最后切断进水口。
本发明的一种应急供能设备用的供电终端集成装置及其应用，能为整个应急供能设备系统提供高效的控制与管理功能，且本发明能够采集应急供能系统相关的信息，包括用户侧10kV进线、热泵机组、电能表等相关信息，并将信息汇总后传送至能源站集控室，其数据可靠，传输稳定，并可实时查看，为保证应急用电安全提供了依据。
Claims (2)
1.一种应急供能设备用的供电终端集成装置，包括应急供能设备和一装置壳体(1)，其特征在于：
所述的装置壳体(1)内分别设置有测控装置功能模块(2)、交换机模块(3)、规约转换功能模块(4)和光纤终端盒(5)，在装置壳体表面则设置有智能信息显示功能模块(6)；
所述的测控装置功能模块(2)其一端与外部的应急能源工作站(A)连通，该测控装置功能模块的下端通过串行口与外接的电能量计量系统(7)信号连通，而测控装置功能模块的另一端则通过网口与交换机模块(3)的一端连通；
所述的交换机模块(3)其下端通过网口分别与外接的10kV系统保护测控装置(8)和同样设置在装置壳体(1)内的规约转换功能模块(4)连通，而该规约转换功能模块再与外接的应急供能车制冷系统(9)连通，交换机模块的上端则与光纤终端盒(5)连通；
所述的光纤终端盒(5)通过光缆与外接的能源站数据采集与监视控制系统(10)连通，在其连通路径上连接了能源站用户侧(11)；
所述的测控装置功能模块(2)设置有5～10个RS232/485串行口和2个网口，该串行口用于与应急能源工作站(A)、电能量计量系统(7)的信号连通及通信，网口具有有线和无线功能，用于与交换机模块(3)连通，使得与交换机模块连通的站内的10kV保护测控装置(8)及光纤终端盒(5)、外接的能源站数据采集与监视控制系统(10)与测控装置功能模块(2)通信，该测控装置功能模块采集相关信息，实现模拟量和数字量的采集；
所述的交换机模块(3)将测控装置功能模块(2)和与测控装置功能模块连通的电能量计量系统(7)的数据通过光纤终端盒(5)和光缆上传至外接的能源站数据采集与监视控制系统(10)，该交换机模块通过网口与10kV系统保护测控装置(8)之间通信，且该交换机模块还能通过与其连通的规约转换功能模块(4)与外接的应急供能车制冷系统(9)实现通信；
所述的电能量计量系统(7)由4块精度为0.5级多功能电能表和1台电能量采集终端装置组成， 其中，应急能源工作站(A)的电源进线间隔处为电能量计量点，设置1块多功能电能表，而应急供能车制冷系统(9)处为电能量计量考核点，应急供能车制冷系统为两处，分别在每个应急供能车制冷系统各设置1块多功能电能表，共设置3块多功能电能表用于监控整体用电情况，电能量计量系统所配置的1台电能量采集终端装置用于汇总电能量数据，并通过测控装置功能模块(2)及交换机模块(3)将电能量数据传输至能源站集控室。
2.如权利要求1所述的一种应急供能设备用的供电终端集成装置，其特征在于，所述的规约转换功能模块(4)支持RS232/RS485、以太网、CAN总线多种通讯接口，并能和IEC61850、CAN多种通信规约之间进行转换。
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