CN112310968A - 双跨接船舶电站监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种双跨接船舶电站监控系统，包括：控制装置，其用于控制船舶的运行，以实现船舶电站分区供电和综合供电的功能，以及船舶电站的舰电和岸电的并车与负荷转移功能；保护装置，其用于对船舶电站的前、后电站进行保护，以确保船舶电站正常运行；监控装置，其用于监测船舶电站的运行参数及运行状态，以对船舶电站故障进行自诊断及预警，确保船舶电站供电稳定可靠；管理装置，其分别与监控装置、保护装置、监控装置连接，用于与其他装置进行数据交互以实现对船舶电站监控系统的综合管理。本发明极大地增强了船舶电站运行的可靠性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及船舶电站领域，尤其涉及一种双跨接的船舶电站监控系统。
背景技术
众所周知，船舶是最为重要的水上运输工具。然而，这些年来随着计算机技术、电子技术的创新、全球航海运输业的不断发展、海洋研究领域的不断扩展、人们生活以及安全性要求的不断提高等等，使船舶电站的综合性能的可靠性面临巨大挑战。
发明内容
本发明提出了一种双跨接船舶电站监控系统，极大地增强了船舶电站运行的可靠性和安全性。
为了达到上述目的，本发明提出了一种双跨接船舶电站监控系统，所述双跨接船舶电站包括前电站和后电站，所述前、后电站通过两条跨接线连接，每条跨接线均连接有两个跨接开关，其中一条跨接线还与岸电连接；所述前、后电站均包括两台发电机组，每台发电机组均连接有发电机组开关，且前电站的两台发电机组间以及后电站的两台发电机组间分别连接有隔离开关；所述监控系统包括：
控制装置，其用于控制船舶的运行，以实现船舶电站分区供电和综合供电的功能，以及船舶电站的舰电和岸电的并车与负荷转移功能；
保护装置，其用于对船舶电站的前、后电站进行保护，以确保船舶电站正常运行；
监控装置，其用于监测船舶电站的运行参数及运行状态，以对船舶电站故障进行自诊断及预警，确保船舶电站供电稳定可靠；
管理装置，其分别与监控装置、保护装置、监控装置连接，用于与其他装置进行数据交互以实现对船舶电站监控系统的综合管理。
进一步，所述控制装置包括：
四台机组控制器，其分别与所述船舶电站中的四台发电机组一一对应连接，用于控制发电机组的运行；
开关控制器，其分别与所述隔离开关、跨接开关以及发电机组开关连接，用于控制各个开关的状态，以实现船舶电站分区供电和综合供电的功能，以及船舶电站的舰电和岸电的并车与负荷转移功能。
进一步，所述机组控制器通过CAN总线与所述船舶电站中的发电机组连接；所述开关控制器通过CAN总线与所述隔离开关、跨接开关以及发电机组开关连接。
进一步，所述开关控制器通过控制船舶电站中的两个隔离开关以及任意一条跨接线上的两个跨接开关的闭合，以实现所述船舶电站的综合供电功能；
所述开关控制器通过控制船舶电站中的两个隔离开关的闭合及所有跨接线上的跨接开关的断开，以实现所述船舶电站的分区供电功能；
所述开关控制器通过控制与岸电连接的跨接线上的跨接开关以及各个发电机组的发电机组开关的闭合或断开，以实现所述船舶电站的舰电和岸电的并车和负荷转移功能。
进一步，所述保护装置，包括：
机组保护装置，其分别与船舶电站中的四台发电机组连接，用于防止发电机组电流过大，确保各个发电机组正常运行；
联锁保护装置，其用于根据所述船舶电站的运行状态对船舶电站的前、后电站的各个发电机组开关及跨接开关进行控制，以实现船舶电站的舰电和岸电的并车和负荷转移的联锁保护，确保船舶电站正常运行。
进一步，联锁保护装置通过CAN总线获取船舶电站中各个发电机组开关及跨接开关的状态及开关控制器下发的控制指令，判断该控制指令是否符合当前船舶电站运行状态的联锁保护要求，并发送回馈信号给开关控制器，以确保船舶电站正常运行。
进一步，所述船舶电站包括正常运行、舰电供电转为岸电供电、岸电供电转为舰电供电三种运行状态，船舶电站每个运行状态下的联锁保护要求为：
当船舶电站正常运行时，所述联锁保护装置确保所述四个跨接开关中最多有三个跨接开关同时闭合；
当船舶电站由舰电供电转为岸电供电时，若与岸电并网的发电机组大于一台，则断开与岸电连接的跨接开关；舰电供电转为岸电供电成功后，立即断开发电机组开关；
当船舶电站由岸电供电转为舰电供电时，若指定一台发电机组与岸电并联，则断开其余三台发电机组的发电机组开关；岸电供电转为舰电供电成功后，立即断开与岸电连接的跨接开关。
进一步，所述监控装置，包括：
分别与前电站和后电站连接的两个测量箱，其用于采集所述前电站、后电站中每台发电机组的机参数及电参数；
故障诊断器，其用于根据所述测量箱采集的参数进行故障自诊断，并对船舶电站的故障进行预警和报警提示；
存储器，其用于储存所述测量箱采集的参数，并记录故障诊断器检测到的船舶电站故障，以便于跟踪查询及故障分析。
进一步，所述管理装置包括显示单元，其用于显示所述控制装置、保护装置以及监控装置的运行状态，以便操作人员更加直观的管理船舶电站监控系统。
进一步，所述管理装置通过CAN总线与所述控制装置、保护装置及监控装置进行数据交互及指令发送，以实现对船舶电站的综合管理。
本发明具有以下优势：
本发明采用集散式分布，单台机组控制器发生故障时不会影响其他机组控制器功能，提高系统的可靠性；本发明中各个装置间，以及装置与船舶电站中的各个开关间均采用CAN总线连接，省去很多跨接硬线连接，结构简单，可靠性高；采用联锁保护装置，保障船舶电站的舰电和岸电并车和负荷转移时船舶电站的安全性；此外，本发明的监控装置可以对船舶电站故障进行自诊断及记录，便于跟踪查询和故障分析，以提高系统的安全性及可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的双跨接船舶电站的单线图；
图2为本发明实施例提供的双跨接船舶电站监控系统的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种双跨接船舶电站监控系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1所示，所述双跨接船舶电站包括前电站和后电站，所述前、后电站通过两条跨接线连接，每条跨接线均连接有两个跨接开关，其中一条跨接线还与岸电连接；所述前、后电站均包括两台发电机组，每台发电机组均连接有发电机组开关，且前电站的两台发电机组间以及后电站的两台发电机组间分别连接隔离开关。
具体地，所述前电站包括第一发电机组G1和第二发电机组G2，第一发电机组G1连接有第一发电机组开关1QG，第二发电机组G2连接有第二发电机组开关2QG，且所述第一发电机组G1和第二发电机组G2间连接有第一隔离开关1QB；前电站正常工作时，第一隔离开关1QB处于接通状态，第一发电机组G1的主汇流排和第二发电机组G2的主汇流排合成一段向负载供电，前电站处于应急或故障状态时，断开第一隔离开关1QB，把第一发电机组G1的主汇流排和第二发电机组G2的主汇流排分为两段。所述后电阻包括第三发电机组G3和第四发电机组G4，第三发电机组G3连接有第三发电机组开关3QG，第四发电机组G4连接有第四发电机组开关4QG，且所述第三发电机组G3和第四发电机组G4间连接有第二隔离开关2QB。前电站和后电阻通过两条跨接线连接，用于将前电站的主汇流排和后电站的主汇流排连接起来。所述两条跨接线中的其中一条跨接线还与岸电连接，将两条跨接线中与岸电连接的跨接线定义为第一跨接线，则另一条跨接线定义为第二跨接线，所述第一跨接线上连接有串联的第一跨接开关1QT和第二跨接2QT，所述第一跨接开关1QT与前电站连接，所述第二跨接开关2QT与后电站连接，所述岸电连接在所述第一跨接开关1QT和第二跨接2QT之间，通过第一跨接开关1QT控制岸电向前电站供电，通过第二跨接开关2QT控制岸电向后电站供电；所述第二跨接线上连接有串联的第三跨接开关3QT和第四跨接开关4QT。所述第三跨接开关3QT和第四跨接开关4QT用于控制第二跨接线的工作。
如图2所示，本发明提出的一种双跨接船舶电站监控系统，包括：
控制装置，其用于控制船舶的运行，以实现船舶电站分区供电和综合供电的功能，以及船舶电站的舰电和岸电的并车与负荷转移功能；
保护装置，其用于对船舶电站的前、后电站进行保护，以确保船舶电站正常运行；
监控装置，其用于监测船舶电站的运行参数及运行状态，以对船舶电站故障进行自诊断及预警，确保船舶电站供电稳定可靠；
管理装置，其分别与监控装置、保护装置、监控装置连接，用于与其他装置进行数据交互以实现对船舶电站监控系统的综合管理。
所述控制装置包括：
四台机组控制器，其分别与所述船舶电站中的四台发电机组一一对应连接，用于控制发电机组的运行；
开关控制器，其分别与所述隔离开关、跨接开关以及发电机组开关连接，用于控制各个开关的状态，以实现船舶电站分区供电和综合供电的功能，以及船舶电站的舰电和岸电的并车与负荷转移功能。
所述机组控制器通过CAN总线与所述船舶电站中的发电机组连接；所述开关控制器通过CAN总线与所述隔离开关、跨接开关以及发电机组开关连接。
具体地，所述机组控制器分别与所述船舶电站中的第一发电机组G1、第二发电机组G2、第三发电机组G3以及第四发电机组G4连接，用于控制每台发电机组的启动、停止、同步、调频调载、合闸、分闸、解列等功能；
所述开关控制器分别与第一隔离开关1QB、第二隔离开关2QB、第一发电机组开关1QG、第二发电机组开关2QG、第三发电机组开关3QG、第四发电机组开关4QG连接，用于控制各个开关闭合或断开，以实现船舶电站分区供电和综合供电的功能，以及船舶电站的舰电和岸电的并车与负荷转移功能。
进一步地，所述开关控制器通过控制船舶电站中的两个隔离开关以及任意一条跨接线上的两个跨接开关的闭合，以实现所述船舶电站的综合供电功能；
所述开关控制器通过控制船舶电站中的两个隔离开关的闭合及所有跨接线上的跨接开关的断开，以实现所述船舶电站的分区供电功能；
所述开关控制器通过控制与岸电连接的跨接线上的跨接开关的闭合以及各个发电机组的发电机组开关的闭合或断开，以实现所述船舶电站的舰电和岸电的并车和负荷转移功能。
具体地，所述开关控制器通过控制第一隔离开关1QB、第二隔离开关2QB、第一跨接开关1QT及第二跨接开关2QT闭合，或第一隔离开关1QB、第二隔离开关2QB、第三跨接开关3QT及第四跨接开关4QT闭合，将第一发电机组G1至第四发电机组G4组成一个大的电站系统，实现船舶电站的综合供电功能；所述开关控制器通过控制第一隔离开关1QB、第二隔离开关2QB闭合，并控制第一跨接开关1QT、第二跨接开关2QT、第三跨接开关3QT及第四跨接开关4QT断开，将第一发电机组G1、第二发电机组G2和第三发电机组G3、第四发电机组G4分别构成两个分电站，实现船舶电站的前、后电站分区供电的功能；所述开关控制器通过控制第二跨接开关2QT、第三跨接开关3QT、第四跨接开关4QT断开，第一跨接开关1QT闭合，或着，第一跨接开关1QT、第三跨接开关3QT、第四跨接开关4QT断开，第二跨接开关2QT闭合，实现船舶电站的舰电和岸电的并车和负荷转移功能。
所述保护装置，包括：
机组保护装置，其分别与船舶电站中的四台发电机组连接，用于防止发电机组电流过大，确保各个发电机组正常运行；
联锁保护装置，其用于根据所述船舶电站的运行状态对船舶电站的前、后电站的各个发电机组开关及跨接开关进行控制，以实现船舶电站的舰电和岸电的并车和负荷转移的联锁保护，确保船舶电站正常运行。
进一步地，联锁保护装置通过CAN总线获取船舶电站中各个开关的状态及开关控制器下发的控制指令，判断该控制指令是否符合当前船舶电站运行状态的联锁保护要求，并发送回馈信号给开关控制器，以确保船舶电站正常运行。
进一步地，所述船舶电站包括正常运行、舰电供电转为岸电供电、岸电供电转为舰电供电三种运行状态，船舶电站每个运行状态下的联锁保护要求为：
当船舶电站正常运行时，所述联锁保护装置确保所述四个跨接开关中最多有三个跨接开关同时闭合；船舶电站中的两条跨接线互为备用，若四个跨接开关同时闭合，则整个电网产生环流，将影响整个船舶电站的安全运行，因此，船舶电站运行时，只允许一条跨接线投入工作；
当船舶电站由舰电供电转为岸电供电时，若与岸电并网的发电机组大于一台，则断开与岸电连接的跨接开关；舰电供电转为岸电供电成功后，立即断开发电机组开关；
当船舶电站由岸电供电转为舰电供电时，若指定一台发电机组与岸电并联，则断开其余三台发电机组的发电机组开关；岸电供电转为舰电供电成功后，立即断开与岸电连接的跨接开关。
所述监控装置，包括：
分别与前电站和后电站连接的两个测量箱，其用于采集所述前电站、后电站中每个发电机组的机参数及电参数；
故障诊断器，其用于根据所述测量箱采集的参数进行故障自诊断，并对船舶电站的故障进行预警和报警提示；所述故障诊断器包括报警灯板，其用于直观显示船舶电站的故障；
存储器，其用于储存所述测量箱采集的参数，并记录故障诊断器检测到的船舶电站故障，以便于跟踪查询及故障分析。
具体地，所述测量箱用于采集发电机组的柴油机燃油压力、滑油压力、滑油温度、冷却水压力、冷却水温度、排气温度、和转速以及发电机轴承温度、绕组温度等参数信号。所述故障诊断器检测到船舶电站发生故障后，船舶电站自动进入安全模式运行，以降低维护费用。
所述管理装置，其通过CAN总线与所述控制装置、保护装置及监控装置进行数据交互及指令发送，以实现对船舶电站的综合管理。所述管理装置还包括显示单元，其用于显示所述控制装置、保护装置以及监控装置的运行状态，以便操作人员更加直观的管理船舶电站监控系统。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.双跨接船舶电站监控系统，所述双跨接船舶电站包括前电站和后电站，所述前、后电站通过两条跨接线连接，每条跨接线均连接有两个跨接开关，其中一条跨接线还与岸电连接；所述前、后电站均包括两台发电机组，每台发电机组均连接有发电机组开关，且前电站的两台发电机组间以及后电站的两台发电机组间分别连接有隔离开关；其特征在于，所述监控系统包括：
控制装置，其用于控制船舶的运行，以实现船舶电站分区供电和综合供电的功能，以及船舶电站的舰电和岸电的并车与负荷转移功能；
保护装置，其用于对船舶电站的前、后电站进行保护，以确保船舶电站正常运行；
监控装置，其用于监测船舶电站的运行参数及运行状态，以对船舶电站故障进行自诊断及预警，确保船舶电站供电稳定可靠；
管理装置，其分别与监控装置、保护装置、监控装置连接，用于与其他装置进行数据交互以实现对船舶电站监控系统的综合管理。
2.如权利要求1所述的双跨接船舶电站监控系统，其特征在于，所述控制装置包括：
四台机组控制器，其分别与所述船舶电站中的四台发电机组一一对应连接，用于控制发电机组的运行；
开关控制器，其分别与所述隔离开关、跨接开关以及发电机组开关连接，用于控制各个开关的状态，以实现船舶电站分区供电和综合供电的功能，以及船舶电站的舰电和岸电的并车与负荷转移功能。
3.如权利要求2所述的双跨接船舶电站监控系统，其特征在于，所述机组控制器通过CAN总线与所述船舶电站中的发电机组连接；所述开关控制器通过CAN总线与所述隔离开关、跨接开关以及发电机组开关连接。
4.如权利要求2所述的双跨接船舶电站监控系统，其特征在于，所述开关控制器通过控制船舶电站中的两个隔离开关以及任意一条跨接线上的两个跨接开关的闭合，以实现所述船舶电站的综合供电功能；
所述开关控制器通过控制船舶电站中的两个隔离开关的闭合及所有跨接线上的跨接开关的断开，以实现所述船舶电站的分区供电功能；
所述开关控制器通过控制与岸电连接的跨接线上的跨接开关以及各个发电机组的发电机组开关的闭合或断开，以实现所述船舶电站的舰电和岸电的并车和负荷转移功能。
5.如权利要求1所述的双跨接船舶电站监控系统，其特征在于，所述保护装置，包括：
机组保护装置，其分别与船舶电站中的四台发电机组连接，用于防止发电机组电流过大，确保各个发电机组正常运行；
联锁保护装置，其用于根据所述船舶电站的运行状态对船舶电站的前、后电站的各个发电机组开关及跨接开关进行控制，以实现船舶电站的舰电和岸电的并车和负荷转移的联锁保护，确保船舶电站正常运行。
6.如权利要求5所述的双跨接船舶电站监控系统，其特征在于，联锁保护装置通过CAN总线获取船舶电站中各个发电机组开关及跨接开关的状态及开关控制器下发的控制指令，判断该控制指令是否符合当前船舶电站运行状态的联锁保护要求，并发送回馈信号给开关控制器，以确保船舶电站正常运行。
7.如权利要求6所述的双跨接船舶电站监控系统，其特征在于，所述船舶电站包括正常运行、舰电供电转为岸电供电、岸电供电转为舰电供电三种运行状态，船舶电站每个运行状态下的联锁保护要求为：
当船舶电站正常运行时，所述联锁保护装置确保所述四个跨接开关中最多有三个跨接开关同时闭合；
当船舶电站由舰电供电转为岸电供电时，若与岸电并网的发电机组大于一台，则断开与岸电连接的跨接开关；舰电供电转为岸电供电成功后，立即断开发电机组开关；
当船舶电站由岸电供电转为舰电供电时，若指定一台发电机组与岸电并联，则断开其余三台发电机组的发电机组开关；岸电供电转为舰电供电成功后，立即断开与岸电连接的跨接开关。
8.如权利要求1所述的双跨接船舶电站监控系统，其特征在于，所述监控装置，包括：
分别与前电站和后电站连接的两个测量箱，其用于采集所述前电站、后电站中每台发电机组的机参数及电参数；
故障诊断器，其用于根据所述测量箱采集的参数进行故障自诊断，并对船舶电站的故障进行预警和报警提示；
存储器，其用于储存所述测量箱采集的参数，并记录故障诊断器检测到的船舶电站故障，以便于跟踪查询及故障分析。
9.如权利要求1所述的双跨接船舶电站监控系统，其特征在于，所述管理装置包括显示单元，其用于显示所述控制装置、保护装置以及监控装置的运行状态，以便操作人员更加直观的管理船舶电站监控系统。
10.如权利要求1所述的双跨接船舶电站监控系统，其特征在于，所述管理装置通过CAN总线与所述控制装置、保护装置及监控装置进行数据交互及指令发送，以实现对船舶电站的综合管理。
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| CN112886713A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-06-01 | 国网河北省电力有限公司沧州供电分公司 | 一种基于岸基供电海上油田群的电网紧急控制方法 |
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- 2020-10-21 CN CN202011131944.4A patent/CN112310968A/zh active Pending
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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