CN111313558A - 一种桥梁施工工地智能供电系统及方法 - Google Patents

一种桥梁施工工地智能供电系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种桥梁施工工地智能供电系统及方法。本发明的智能供电回路包括备用发电机、市电、ATS自动转换开关、控制器以及智能断路器，所述的备用发电机、市电通过ATS自动转换开关接入供电主回路，ATS自动转换器通过识别市电是否断路来选择是否自动接入备用发电机电源；所述的ATS自动转换开关与控制器相连；所述的控制器与供电回路中的智能断路器连接；所述的智能断路器监测供电回路中各负载的用电数据并发送给控制器；所述的云计算控制中心通过计算分析控制器发送的用电数据来得到合理的用电调配指令并发送给控制器。本发明针对桥梁施工工地的用电进行智能调配，不仅优化了施工工地供电线路，而且保证了施工市电断电情况下工地的持续性运转。

Description

一种桥梁施工工地智能供电系统及方法
技术领域：
本发明涉及施工工地供电技术领域，尤其涉及一种桥梁施工工地智能供电系统及方法。
背景技术：
在现代化的建筑施工工地，随着机械化程度的提高，各种用电器械的数量越来越多。由于各种施工器械的用电量较大，而且作业人员密集且劳动强度大、露天作业环境差、工人素质参差不齐等，都会导致用电线路故障。在建筑工程施工现场用电方案编制中，通常按“三相五线”、“三级配电、两级保护”的TN-S系统配电，使供电系统满足施工的要求，保证在合理的供电半径内，合适的电缆和电线能够承载恰当的用电负载。每个施工用电负载都配备专人来负责，采用“一机一闸一箱”的方案。这样虽然保证了各个用电设备的使用安全，但是整个供电线路系统过于冗杂，且未考虑主供电线路发生故障或某种机械设备用电过量导致整个工地无法正常运转的情况。
随着科学技术的发展，电源切换系统的发展经历了三大类：接触类、塑壳断路器、一体式自动转换开关。一体式自动转换开关是集开关与逻辑控制于一体，无需外加控制器，真正实现机电一体化的自动转换开关。此类电源切换系统产品的触头系统采用“单刀双掷”设计，为统一设计制造，体积小，结构简单。不具备电流保护功能，属于PC级转换开关电器产品。一般转换时间比较小，开关切换驱动采用电机驱动，切换平稳可靠，操作器电机驱动只在开关切换瞬间有电流通过，稳态时无需提供工作电流，节能显著。无温升发热、触点粘结、线圈烧毁现象。开关带有机电联锁装置，可实现自投自复、自投不自复、失压、欠压、断相保护、手动－自动转换、延时控制等。
近些年，随着互联网技术的飞速发展。云计算也正在成为信息技术产业发展的战略重点，全球的信息技术企业都在纷纷向云计算转型。云计算的可贵之处在于高灵活性、可扩展性和高性比等，与传统的网络应用模式相比，其具有如下优势与特点：虚拟化技术、动态可扩展、按需部署、灵活性高、可靠性高。它能提供虚拟化的计算资源，将设备反馈的数据及时进行分析，并能根据分析的数据结构对设备发布合理的指令。云计算的出现大大节约了人力成本，使整个管理服务体系更加智能化。云计算技术也为桥梁施工工地的供电系统朝着智能化方向发展提供了一个新的契机。
发明内容
本发明的目的是提供一种桥梁施工工地智能供电系统及方法。能够解决传统桥梁施工供电系统中过度依赖市电、不能准确监控负载用电、不能实现对负载用电的均衡调配等问题，降低人工成本，提高供电系统的智能化水平。
上述的目的通过以下技术方案实现：
一种桥梁施工工地智能供电系统,包括智能供电回路及云计算控制中心，所述的智能供电回路包括备用发电机、市电、ATS自动转换开关、控制器以及智能断路器，所述的备用发电机、市电通过ATS自动转换开关接入供电主回路，ATS自动转换器通过识别市电是否断路来选择是否自动接入备用发电机电源；所述的ATS自动转换开关与控制器相连，并向控制器传输接入的电源信息；所述的控制器与供电回路中的智能断路器连接，并接收智能断路器采集的各用电回路的用电数据；所述的智能断路器监测供电回路中各负载的用电数据并发送给控制器；所述的云计算控制中心通过计算分析控制器发送的用电数据来得到合理的用电调配指令并发送给控制器，来调控各用电回路的用电量并维持当市电断路时施工工地用电系统的正常工作。
所述的桥梁施工工地智能供电系统,所述的控制器通过ZigBee与云计算控制中心通讯。
所述的桥梁施工工地智能供电系统,所述的智能断路器与控制器通过总线通讯接口连接达成通讯，所述智能断路器监测用电数据包括每个回路中用电负载的电压、电流、功率及电能，并将监测的用电数据传输至控制器。
用上述桥梁施工工地智能供电系统进行桥梁施工工地智能供电的方法，该方法包括如下步骤：
第一步，划分施工用电设备的备用电源供电优先级；
第二步，用电数据的采集及传输：在每个用电回路中设置一个智能断路器来监测各个回路的用电数据，智能断路器将监测到的供电回路中各个负载的用电数据传输至控制器器，控制器通过ZigBee无线网络将用电数据传输至云计算智能控制中心；
第三步，市电通路时各供电回路的电力调配：云计算智能控制中心通过分析各供电回路的用电数据并依据各用电回路的正常工作的电流阈值来进行电力的合理调配，当某个用电回路中的用电数据值超出正常工作的阈值时，云计算控制器将降低该回路的电能供应指令发送给控制器，由控制器进一步的调控该回路的用电电能；
第四步，市电断路时的紧急供电：当发生市电发生断路情况时，云计算控制中心发出启用备用发电机的指令，ATS自动开关转换器将备用发电机接入供电主线，云计算智能控制中心依据设置的供电优先级，向工地的各用电设备进供电，备用发电机优先对第一等级的必要施工机械设备进行供电，其他等级供电回路中的智能断路器发生断路，当备用电能充足时依次对其他等级的用电设备供电，当备用电能不足时生活照明设施、监测设备、主控器及云计算控制中心等则通过UPS进行供电。
所述的桥梁施工工地智能供电的方法，第一步中所述划分施工用电设备的备用电源供电优先级的具体方法是：依据施工单位的各部分的用电量及对工程进度影响的重要性来确定供电优先因子，将施工机械设备设为第一等级，生活照明设施设为第二等级，监测设备设为第三等级，其他用电设施设为第四等级。
有益效果：
与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：本发明一种桥梁施工工地智能供电系统及方法，通过合理布设工地供电网络结合云计算技术实现工地供电系统的智能化，解决了传统工地供电网络所带来的缺陷，减少工作量，降低成本，确保了工地个用电设备的有序运转。
附图说明
图1为本发明的施工工地供电系统总布设图；
图2为本发明的生活照明、监测设备、主控器及云计算控制中心的UPS供电示意图；
图3为本发明的用电指令调配示意图；
图4为本发明的用不同优先级设备紧急供电示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1所示，一种桥梁施工工地智能供电系统及方法，所述的一种桥梁施工工地智能供电系统包括智能供电回路及云计算控制中心，所述的智能供电回路包括备用发电机、市电、ATS自动转换开关、控制器以及智能断路器，所述的备用发电机、市电通过ATS自动转换开关接入供电回路的主线；所述的ATS自动转开关与控制器相连；所述的控制器与供电回路中的智能断路器连接，并接收智能断路器的用电数据；所述的智能断路器监测供电回路中负载的用电数据并发送给控制器；所述的控制器通过ZigBee与云计算控制中心通讯；所述的云计算控制中心通过计算分析控制器发送的用电数据来得到合理的用电调配指令并发送给控制器。本发明针对桥梁施工工地的用电进行智能调配，不仅优化了施工工地供电线路，而且保证了施工市电断电情况下工地的持续性运转。
本发明一种桥梁施工工地智能供电系统，所述的备用发电机和市电通过ATS自动转换开关接入供电主线。每个供电回路中接入一个智能断路器，所述的智能断路器监测用电负载的电压、电流、功率及电能，并通过总线通讯将用电数据传输至控制器。当启用备用发电机时，智能断路器根据供电优先级对各回路进行断路或者通路的控制。控制器将接收的用电数据通过ZigBee无线网络将用电数据传输至云计算智能控制中心。
依据施工单位的各部分的用电量及对工程进度影响的重要性，划分各用电设施的备用电源供电优先级。将施工机械设备设为第一等级，生活照明设施设为第二等级，监测设备设为第三等级，其他用电设施设为第四等级。对于用电量不大用电设施如生活照明、监测设备、主控器和云计算控制中心等在备用电能不足时使用电力UPS进行短期紧急供电，如图2所示。
云计算控制中心对接收的用电数据进行计算，当判定市电发生断路时，云计算控制中心发出启用备用发电机的指令，当备用发电机启动时ATS自动开关转换器将备用发电机接入供电主线，当备用发电机未启动时，向外界发出紧急供电预警，并由相关人员及时启动备用发电机，并依据设置的备用电源供电优先级，向工地的各用电设备进供电。当市电未发生断路时，云计算控制中心对用电数据进行计算，若某一供电回路的用电数据超出其正常工作设置的阈值时，云计算中心向主控制发出指令，适当降低该供电回路电能的供应，如图3所示。
将施工中的用电设施划分为四等优先级，依据各用电设施的用电量来计算各个用电设施的供电优先因子，并对用电优先级排序，依据不同的供电优先级顺序进行备用电源的电能供应，同时当备用发电机电能不足时及时启动电力UPS对其他供电优先级的设施进行紧急供电，如图3所示。
以上所述尽是本发明的优选实施方式，应指出：对于该技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下依旧可以做出若干改进，这些改进亦应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种桥梁施工工地智能供电系统,包括智能供电回路及云计算控制中心，其特征是：所述的智能供电回路包括备用发电机、市电、ATS自动转换开关、控制器以及智能断路器，所述的备用发电机、市电通过ATS自动转换开关接入供电主回路，ATS自动转换器通过识别市电是否断路来选择是否自动接入备用发电机电源；所述的ATS自动转换开关与控制器相连，并向控制器传输接入的电源信息；所述的控制器与供电回路中的智能断路器连接，并接收智能断路器采集的各用电回路的用电数据；所述的智能断路器监测供电回路中各负载的用电数据并发送给控制器；所述的云计算控制中心通过计算分析控制器发送的用电数据来得到合理的用电调配指令并发送给控制器，来调控各用电回路的用电量并维持当市电断路时施工工地用电系统的正常工作。
2.根据权利要求1所述的桥梁施工工地智能供电系统,其特征是：所述的控制器通过ZigBee与云计算控制中心通讯。
3.根据权利要求1所述的桥梁施工工地智能供电系统,其特征是：所述的智能断路器与控制器通过总线通讯接口连接达成通讯，所述智能断路器监测用电数据包括每个回路中用电负载的电压、电流、功率及电能，并将监测的用电数据传输至控制器。
4.一种用上述桥梁施工工地智能供电系统进行桥梁施工工地智能供电的方法，其特征是：该方法包括如下步骤：
第一步，划分施工用电设备的备用电源供电优先级；
第二步，用电数据的采集及传输：在每个用电回路中设置一个智能断路器来监测各个回路的用电数据，智能断路器将监测到的供电回路中各个负载的用电数据传输至控制器器，控制器通过ZigBee无线网络将用电数据传输至云计算智能控制中心；
第三步，市电通路时各供电回路的电力调配：云计算智能控制中心通过分析各供电回路的用电数据并依据各用电回路的正常工作的电流阈值来进行电力的合理调配，当某个用电回路中的用电数据值超出正常工作的阈值时，云计算控制器将降低该回路的电能供应指令发送给控制器，由控制器进一步的调控该回路的用电电能；
第四步，市电断路时的紧急供电：当发生市电发生断路情况时，云计算控制中心发出启用备用发电机的指令，ATS自动开关转换器将备用发电机接入供电主线，云计算智能控制中心依据设置的供电优先级，向工地的各用电设备进供电，备用发电机优先对第一等级的必要施工机械设备进行供电，其他等级供电回路中的智能断路器发生断路，当备用电能充足时依次对其他等级的用电设备供电，当备用电能不足时生活照明设施、监测设备、主控器及云计算控制中心等则通过UPS进行供电。
5.根据权利要求4所述的桥梁施工工地智能供电的方法，其特征是：第一步中所述划分施工用电设备的备用电源供电优先级的具体方法是：依据施工单位的各部分的用电量及对工程进度影响的重要性来确定供电优先因子，将施工机械设备设为第一等级，生活照明设施设为第二等级，监测设备设为第三等级，其他用电设施设为第四等级。
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