CN203054583U - 岸基供电系统的安全保护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及供电保护领域，尤其涉及一种岸基供电系统的安全保护系统。其包括两个控制装置、两套现场总线；两个所述控制装置互为冗余；两套现场总线互为冗余；每一套所述现场总线分别与一个所述控制装置连接。使用该岸基供电系统的安全保护系统，在一台控制装置发生故障后，另一个控制装置将自动投入运行，不会造成岸基供电的中断，可以提供稳定的岸基供电电源。

Description

岸基供电系统的安全保护系统

技术领域

本实用新型涉及供电保护领域，尤其涉及一种岸基供电系统的安全保护系统。

背景技术

随着我国经济的快速发展以及港航业建设步伐的加快，越来越多的船舶停靠在我国的港口码头。船舶停靠在港口码头时，船载发电机需要燃烧大量的重油为船舶发电，而燃烧重油所带来的空气污染和噪声污染很严重，因此，现在多采用港口码头为停靠的船舶供电。

由于靠港船舶的电制与港口的电网不同，因此岸侧需要配置岸基供电设备才能对船舶进行供电。一艘船舶的用电设备种类繁多，大型船舶的耗电量相当于一座小型城镇的耗电量，岸基供电系统能否可靠、安全的连续供电，对靠港船舶的作业、生活具有重大影响，因此对岸基供电系统的可靠性、稳定性要求很高。

而现有的岸基供电系统仅配备一台控制装置，一旦控制装置发生故障时，岸基供电系统将无法继续为船舶供电。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种岸基供电系统的安全保护系统，在一台控制装置发生故障后，不会影响岸基供电系统向船舶连续供电。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种岸基供电系统的安全保护系统，包括两个控制装置、两套现场总线；

两个所述控制装置互为冗余；两套现场总线互为冗余；

每一套所述现场总线分别与一个所述控制装置连接。

进一步，所述岸基供电系统的安全保护系统还包括分别与两套现场总线连接的变频电源装置；所述变频电源装置内并联设置有多路变频单元，变频单元之间相互冗余。

进一步，所述岸基供电系统的安全保护系统还包括分别与两套现场总线连接的高压进线柜、低压进线柜、低压出线柜、高压出线柜。

进一步，所述岸基供电系统的安全保护系统还包括进线变压器、出线变压器和前沿插电箱；

每一个所述控制装置分别与所述高压进线柜、进线变压器、低压进线柜、变频电源装置、低压出线柜、出线变压器、高压出线柜、前沿插电箱进一步通过I/O接口连接。

进一步，所述岸基供电系统的安全保护系统所述高压进线柜、进线变压器、低压进线柜、变频电源装置、低压出线柜、出线变压器、高压出线柜、前沿插电箱依次通过电缆线连接，且均设置有继电保护装置。

进一步，所述岸基供电系统的安全保护系统还包括交换机和两台服务器；所述交换机与两个所述控制装置通过光纤连接；

所述交换机与两台所述服务器通过光纤连接，两台服务器相互冗余。

进一步，所述岸基供电系统的安全保护系统还包括两台系统监控计算机；

两台所述系统监控计算机分别与所述交换机通过光纤连接，两台系统监控计算机相互冗余。

进一步，所述岸基供电系统的安全保护系统还包括无线通信装置和工业电视装置；

所述无线通信装置和所述工业电视装置分别与所述交换机通过光纤连接。

进一步，所述岸基供电系统的安全保护系统还包括用于在非正常状态时停止供电的闭锁装置。

优选地，所述控制装置为可编程控制器。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的岸基供电系统的安全保护系统包括两个控制装置和两套现场总线。由于两个控制装置互为冗余，两套现场总线互为冗余，每一套现场总线分别与一个控制装置连接，岸基供电系统在运行时，一台控制装置作为主设备控制岸基供电系统的运行，一台控制装置作为热备控制装置；当主控制装置出现故障时，安全保护系统能自动切换到热备控制装置。控制装置的转换不会影响岸基供电系统的正常运行，能向船舶提供持续可靠的电力。

在进一步的技术方案中，所述岸基供电系统的安全保护系统还包括与两套现场总线连接的变频电源装置，所述变频电源装置内并联有多路变频单元。当变频电源装置内的一路单元出现故障后，控制系统将自动将故障单元切除，因此，不会影响到变频电源装置的正常运行，进一步提高了岸基供电系统的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的岸基供电系统的安全保护系统的系统图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

实施例1

如图1所示为本实施的一种岸基供电系统的安全保护系统，包括两个控制装置101、两套现场总线121；

两个所述控制装置101互为冗余；两套现场总线121互为冗余；优选地，所述控制装置101为可编程控制器PLC。

每一套所述现场总线121分别与一个所述控制装置101连接。

本实施例的岸基供电系统的安全保护系统包括两个控制装置101和两套现场总线121。由于两个控制装置101互为冗余，两套现场总线121互为冗余，每一套现场总线121分别与一个控制装置101连接，岸基供电系统在运行时，一台控制装置作为主设备控制岸基供电系统的运行，一台控制装置作为热备控制装置；当安全保护系统的主控制装置出现故障时，安全保护系统能自动切换到热备控制装置。控制装置的转换不会影响岸基供电系统的正常运行，能向船舶提供持续可靠的电力。

实施例2

如图1所示为本实施的一种岸基供电系统的安全保护系统，包括两个控制装置101、两套现场总线121；两个所述控制装置101互为冗余；两套现场总线121互为冗余；每一套所述现场总线121分别与一个所述控制装置101连接。优选地，所述控制装置101为可编程控制器PLC。

本实施例的岸基供电系统的安全保护系统包括两个控制装置101和两套现场总线121。由于两个控制装置101互为冗余，两套现场总线121互为冗余，每一套现场总线121分别与一个控制装置101连接，岸基供电系统在运行时，一台控制装置作为主设备控制岸基供电系统的运行，一台控制装置作为热备控制装置；当安全保护系统的主控制装置出现故障时，系统能自动切换到热备控制装置。控制装置的转换不会影响岸基供电系统的正常运行，能向船舶提供持续可靠的电力。

然而在岸基供电系统中，由于船舶的电制与港口的电网不同，因此，因此岸侧需要配置岸基供电设备才能对船舶进行供电。安全保护系统中还包括分别与两套现场总线121连接的岸基供电设备，即：高压进线柜120、低压进线柜117、低压出线柜113、高压出线柜110，以及还包括与两套现场总线121连接的变频电源装置115；所述变频电源装置115内并联设置有多路变频单元114。

当主控制装置发生故障时，由于两台控制装置互为冗余，因此热备控制装置会自动投入工作，而且由主控制装置切换到热备控制装置的过程，控制装置的同步不会引起任何可能的控制中断，切换时间可以忽略，切换到热备控制装置后，热备控制装置对高压进线柜120、低压进线柜117、低压出线柜113、高压出线柜110及变频电源装置115进行控制，使得岸基供电系统向船舶提供稳定的电力。

当变频电源装置115内的一路变频单元114出现故障后，由于变频电源装置115内设置有多路变频单元，而且多路变频单元并联，因此，当一路变频单元114出现故障时，变频电源装置115自动切除发生故障的变频单元，并将发生故障的变频单元的容量无缝地传输给变频电源装置115内其余的功率单元，使得变频电源装置115具有故障继续运行的功能，进一步提高了岸基供电系统的稳定性。

进一步，该岸基供电系统的安全保护系统还包括进线变压器118、出线变压器111和前沿插电箱109；

每一个所述控制装置101分别与所述高压进线柜120、进线变压器118、低压进线柜117、低压出线柜113、出线变压器111、高压出线柜110、前沿插电箱109、变频电源装置115进一步通过I/O接口108连接。

所述现场总线121可以用于传输控制装置101与所述高压进线柜120、进线变压器118、低压进线柜117、低压出线柜113、出线变压器111、高压出线柜110、前沿插电箱109、变频电源装置115之间的数据信息。而所述I/O接口108则可以用于传输控制装置101与所述高压进线柜120、进线变压器118、低压进线柜117、低压出线柜113、出线变压器111、高压出线柜110、前沿插电箱109、变频电源装置115之间的点对点信号。

但是当现场总线121或I/O接口108中的一个出现故障时，另一个可以完成两者的功能，即在现场总线121出现故障时，I/O接口108可以传输控制装置与所述高压进线柜、进线变压器、低压进线柜、低压出线柜、出线变压器、高压出线柜、前沿插电箱、变频电源装置之间的数据信息；在I/O接口出现故障时，现场总线可以传输控制装置与所述高压进线柜、进线变压器、低压进线柜、低压出线柜、出线变压器、高压出线柜、前沿插电箱、变频电源装置之间的点对点信号。避免当一种连接方式出现故障，导致整个岸基供电系统无法正常工作。

进一步，所述安全保护系统还包括交换机102和两台服务器103；所述交换机102与两个所述控制装置101通过光纤107连接；所述交换机102与两台所述服务器103通过光纤连接。两台服务器103互为冗余，正常情况下，岸基供电系统的历史数据会同时存储在两台服务器内，任何一台服务器发生故障都不会影响岸基供电系统的正常工作，历史数据及当前运行数据不会丢失。

进一步，所述安全保护系统还包括两台系统监控计算机104，两台所述系统监控计算机104分别与所述交换机102通过光纤107连接，互相备用。正常情况下，一台系统监控计算机作为工程师站，一台系统监控计算机作为操作员站，当任何一台发生故障时，另一台既能作为操作员站也能作为工程师站使用，不会影响到岸基供电系统的操作使用。

进一步，安全保护系统还包括无线通信装置106和工业电视装置105；所述无线通信装置106和所述工业电视装置105分别与所述交换机102通过光纤107连接。所述无线通信装置106用于与船舶上的无线通信装置进行无线通信，使岸侧和船侧及时了解对方的情况，以便岸侧及时准备为船舶供电。所述工业电视装置105用于监控岸基供电系统设备周边的情况，及时了解岸基供电系统的周边故障。同时工业电视装置还可以监控岸基的现场情况，以防非正常情况的发生。例如，当受到恶劣天气造成船舶与岸基供电系统的前沿插电箱之间的线缆达到报警阈值时，船舶的控制装置通过无线通信装置向岸基供电系统的控制装置发送信号，控制变频电源装置断开输出的电能；当岸基供电系统周围环境条件超出规定范围时，岸基供电系统断开供电。

在岸基供电系统工作过程中，该岸基供电系统的各个设备均有可能出现故障，如果不能及时的了解故障位置及原因，将可能造成设备损坏并将长时间无法为船舶供电。因此，所述高压进线柜、进线变压器、低压进线柜、变频电源装置、低压出线柜、出线变压器、高压出线柜、前沿插电箱依次通过电缆线连接，且均设置有继电保护装置。

当岸基供电系统的其中一个设备出现故障时，继电保护装置会将负载端故障设备切除。如K3点116发生故障时，低压进线柜117的继电保护装置动作，将低压进线柜后发生故障的线路切开，防止发生故障的设备损坏前面的设备。

岸基供电系统的各个设备的继电保护功能为：高压进线柜120和高压出线柜110具有欠压保护、短路保护、过载保护、过压保护、过流保护、接地保护、缺相保护等功能；进线变压器和出线变压器具有温度保护功能；低压进线柜117和低压出线柜113起到对变频电源装置的供电、断电隔离作用，具有欠压保护、短路保护、过载保护、过压保护、过流保护、接地保护、缺相保护等功能；变频电源装置主要是将50HZ电网频率变为0~60HZ可调的频率，具有缺相保护、欠压保护、过流保护、过温保护、短路保护、过载保护、逆功率保护等功能。

进一步，安全保护系统还包括用于在非正常状态时停止供电的闭锁装置。例如前沿插电箱109的机械连锁保护，即前沿插电箱109设置有手柄机械连锁机构，人员操作时，手柄机械连锁机构可以确保打开时断开高压出线柜传输到前沿插电箱的电源，保证操作人员不会触电。当操作人员将船舶的接电插头插入到前沿插电箱后，闭合手柄机械连锁机构，则高压出线柜的电能才能传输到前沿插电箱，继而通过船舶的接电插头，将电能传输到船舶上。例如变频电源装置输出连锁保护，即当变频电源装置后面的低压出线柜、出线变压器、高压出线柜或前沿插电箱出现故障，或者当变频电源装置出现过压、欠压或缺相故障时，所述变频电源装置将自动关断输出的电源，只有当上述故障排除之后，变频电源装置才能继续输出电源。

在岸基供电系统供电的过程中，当岸基供电系统的任何设备出现故障时，变频电源装置均即刻关断输出，同时各个设备根据继电保护装置的设置断开开关；而当仅有变频电源装置出现故障时，变频电源装置自动切除故障变频单元，不会断开对船舶的供电。

进一步，安全保护系统还设置有报警装置，当报警装置检测到故障信号时，向控制装置发送故障信号，控制装置根据该故障信号向监控计算机发送故障信号，监控计算机的界面显示故障内容、故障位置、故障等级，同时蜂鸣器报警。本实施例的岸基供电系统设置有两个故障等级，当发生一级故障时，在控制装置发送故障信号的同时自动切断岸基供电系统的供电；当发生二级故障时，可以人工判断决定是否切除岸基供电系统的供电。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种岸基供电系统的安全保护系统，其特征在于，包括两个控制装置、两套现场总线；

两个所述控制装置互为冗余；两套现场总线互为冗余；

每一套所述现场总线分别与一个所述控制装置连接。

2.如权利要求1所述的岸基供电系统的安全保护系统，其特征在于，还包括分别与两套现场总线连接的变频电源装置；

所述变频电源装置内并联设置有多路变频单元，变频单元之间相互冗余。

3.如权利要求2所述的岸基供电系统的安全保护系统，其特征在于，还包括分别与两套现场总线连接的高压进线柜、低压进线柜、低压出线柜、高压出线柜。

4.如权利要求3所述的岸基供电系统的安全保护系统，其特征在于，还包括进线变压器、出线变压器和前沿插电箱；

每一个所述控制装置分别与所述高压进线柜、进线变压器、低压进线柜、变频电源装置、低压出线柜、出线变压器、高压出线柜、前沿插电箱进一步通过I/O接口连接。

5.如权利要求4所述的岸基供电系统的安全保护系统，其特征在于，所述高压进线柜、进线变压器、低压进线柜、变频电源装置、低压出线柜、出线变压器、高压出线柜、前沿插电箱依次通过电缆线连接，且均设置有继电保护装置。

6.如权利要求1所述的岸基供电系统的安全保护系统，其特征在于，还包括交换机和两台服务器；

所述交换机与两个所述控制装置通过光纤连接；

所述交换机与两台所述服务器通过光纤连接，两台服务器相互冗余。

7.如权利要求6所述的岸基供电系统安全保护系统，其特征在于，还包括两台系统监控计算机；

两台所述系统监控计算机分别与所述交换机通过光纤连接，两台系统监控计算机相互冗余。

8.如权利要求6所述的岸基供电系统的安全保护系统，其特征在于，还包括无线通信装置和工业电视装置；

所述无线通信装置和所述工业电视装置分别与所述交换机通过光纤连接。

9.如权利要求1~8中任一项所述的岸基供电系统的安全保护系统，其特征在于，还包括用于在非正常状态时停止供电的闭锁装置。

10.如权利要求9所述的岸基供电系统的安全保护系统，其特征在于，所述控制装置为可编程控制器。

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