CN207053260U - 一种用于施工工地电力供应的动力互联网系统 - Google Patents

Abstract

一种用于施工工地电力供应的动力互联网系统，包括一定数量的信息化供电车和电动施工机械，一定数量的外接电源和电缆连接装置，以及工地的电力管理中心，外接电源为交流电源或外接电池车,在信息化供电车、电动施工机械、电缆连接装置和外接电池车中都装有定位装置、通讯装置和电力测量装置，在信息化供电车和外接电池车中分别装有内置电池a和内置电池b；其中，信息化供电车上还有电力控制装置、电力输出装置和外接电源接口，外接电源接口包括交流电源接口和直流电源接口。本实用新型为施工工地提供一个安全、可靠、及时、廉价、可分享的电力供应系统，实现施工工地电动化，节能环保，降低成本和施工时间，提高工地的用电安全性。

Description

一种用于施工工地电力供应的动力互联网系统

技术领域

本发明涉及电动化工地的供电与用电管理技术，特别是一种用于施工工地电力供应的动力互联网系统。

背景技术

目前，施工工地使用的电动机械越来越多，而且以后随着对发动机环境制规要求的提高，一些由发动机驱动的工程机械也可能改为用电力驱动。

但是，施工工地上如果有很多电动工程机械，就要求有及时、准确的供电，在电动机械要动作的时候，并要求有足够的电力能接到机械上。而施工工地上的实际情况往往很复杂，并不是什么时候都能把电源接到可能处在工地上任意位置的用电机械上，也不是任何位置上都能有足够容量的电源供应。而且施工工地上的工况复杂，机械位置也是变化的，用电缆来连接电源和这些机械会使工地上形成错综复杂的蜘蛛网状的电缆。这样会影响工地的施工，造成很多安全隐患，而且供电的不合理，也很容易造成电网供电的不足，最终会使工地的管理难度和成本大大提高，拖慢施工进度。

因此，如何为施工工地提供一个安全、可靠、及时、廉价、合理的电力供应系统，是解决施工工地电动化的关键。

发明内容

本发明要解决现有技术的问题，公开了一种为施工工地提供一个安全、可靠、及时、廉价、合理的电力供应系统，解决了施工工地的电动化管理。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于施工工地电力供应的动力互联网系统，包括一定数量的信息化供电车和电动施工机械，一定数量的外接电源和电缆连接装置，以及工地的电力管理中心，外接电源为交流电源或外接电池车,在信息化供电车、电动施工机械、电缆连接装置和外接电池车中都装有定位装置、通讯装置和电力测量装置，在信息化供电车和外接电池车中分别装有内置电池a和内置电池b；其中，信息化供电车上还有电力控制装置、电力输出装置和外接电源接口，外接电源接口包括交流电源接口和直流电源接口，分别用于连接交流电源和外接电池车，电力控制装置用于对内置电池a的电力和外接电源的电力进行选择或叠加后，为电动施工机械供电。

每个通讯装置中都有相应的识别码，并事前在管理中心上登录该识别码所对应装置的属性和基本性能参数。当用电缆把各装置连接起来的时候，各通讯装置也把相连接装置的识别码报告给管理中心，从而能使管理中心掌握各设备之间的电路连接关系。而工地上电力供应的连接方式有：由信息化供电车单独为电动施工机械供电；或者，交流电源连接信息化供电车后为电动施工机械供电；或者，外接电池车连接信息化供电车后为电动施工机械供电；或者，交流电源和外接电池车同时连接信息化供电车后为电动施工机械供电。在一个施工工地上，往往同时存在上述多种连接方式供电。

因为受设备的电缆长度及地形限制，电缆长度往往不足，因此在连接时，可以在任意两个设备之间可串联一个或多个电缆连接装置，以延长电缆长度。最后，通讯装置将各个设备在工地上的位置信息、设备间的连接状态信息、电力测量信息发送到电力管理中心，并在电力管理中心的显示设备上直观显示，以便管理人员实时监控调度。

在实际的施工过程中，信息化供电车可以根据施工需要安置在工地的各个位置。当电动施工机械的供电量不大，或者只是短时间使用时，就用这些信息化供电车中的内置电池供电；而当电动施工机械用电量大而且是长时间连续使用时，可以先用信息化供电车给机械供电，保证机械能及时开始工作，在信息化供电车内的电池维持机械工作的期间，如果用电地点比较容易接到电网电源，就可以用电缆把电网电源接到供电车上，由电网代替供电车上的电池为机械供电。如果电网电源不在机械附近时，可以选择事前储存好电能的外接电池车。这些外接电池车可以在电网价格便宜的时间段内充电，然后在需要时送到用电机械的附近，通过信息化供电车为机械供电。当然，如果同时有电网的交流电源和外接电池车，也可以共同供电。但事实上，要维持这样的系统工作，一个重要因素就是供电车的数量和每个供电车上所需储存的电量，如果供电车上的储能电池容量大，必然造成体积大，可移动性低，占据空间大，容易妨碍其它机械的施工，而且成本也高，但如果供电车的电池容量小，就维持不了很长时间的机械工作。 为解决这个矛盾，把供电车、电源、电缆中继环节和用电装置等都变成了信息化装置，这样就能通过一个供电管理中心，进行电力系统连接的动态管理，即不是把电源通过电缆静止的接到某一个供电车上，而只是在必要的时候拿少数的几根电缆轮流为各供电车充电或供电，从而实现施工工地的安全、安定、及时和简洁的智能供电体系。而且，用这个系统可以有效的利用夜间等波谷电价，而降低工地施工的总体能源成本。

作为优选，所述信息化供电车、电动施工机械、电缆连接装置和外接电池车中还装有电力保护装置和电力开关，为用电增加保险，提高用电的安全。

作为优选，所述电力管理中心可通过通讯装置控制电力开关。

作为优选，电力管理中心可根据通讯装置中的识别码来判断识别设备间连接关系，并判断这种连接状态是否容许。例如是否是所需要的两个设备间的正常连接，插头与插座连接是否正确等，并且在连接错误时具有报警功能，电力管理中心控制电力开关保持打开状态。

作为优选，所述管理中心可以根据电源容量和电池电压信息，通过供电车中的电力控制装置可将外接电源的电压调到高于内置电池a的电压，而用外接电源为内置电池a充电。

作为优选，所述电缆连接装置包括车体，车体内设有电缆圈线盘，车体顶部设有升降装置，电缆圈线盘伸出的电缆穿过升降装置顶部的电缆导向轮，该结构用于将电缆抬升。施工工地上的移动设备来来往往，将位于通行道路上的电缆抬离地面，或高到能容许人从电缆下方通过的高度，这样能避免电缆对其他工作人员的妨碍。

作为优选，工地管理人员可通过手机等无线通讯装置，经管理中心远程操作更设备上的开关。从而减少各装置上的手动开关旋钮，减少安全隐患。

本发明的有益效果在于：

1、实现施工工地上电力供应的信息化管理。简化工地上电缆的排布，使电力工程机械在工地上的任何时间，任意地点都能得到安全、及时的电力供应。

2、节能减排，清洁环保。电动机械要比烧柴油的机械效率高很多，没有废气排放。本系统让施工现场的供电更方便，使电动工程机械的使用也更方便，对施工工程的全电动化起到推进作用。

3、所有电动机械可以及时得到供电，不耽误工程施工。以发动机为动力的工程机械的好处，就是只要机械一到位，就能立即开始工作。但是电动机械到位后，往往还需要让专业人员来接电缆，这样就需要一定的施工准备期，而有了本发明的信息化供电车系统，机械到位后，立即就能找到附近合适的供电车或电网电源，接上插头就能立刻开工。

4、提高工地的用电安全性。减少工地内长期放置的电缆数量，减少电缆被施工车辆等碾压，被割断的安全隐患。同时所有电缆的连接状态和工作状态都可以在控制中心显示和控制，从而可以减少现场误连接等人为引起的故障。

5、降低能源成本。电的来源可以有很多，也可以有很多发电方法，尤其是发电市场开放之后，不同来源的电能，价格也不同，如何既智慧、又方便的用好这些有差价的电力，是降低能源成本的关键。

6、本系统中的任何一个环节都可以同其他施工工地共享，从而通过提高这些环节的利用效率，来降低使用成本。

7、降低电动机械成本。工程机械电动化的最大难点之一就是电力供应和调速系统。把电源和电源调频系统安放到信息化供电车上，则电动机械就变得非常简单，而可大幅度降低电动化成本。

附图说明

图1是本发明管理系统的示意图；

图2是本发明中信息化供电车的结构示意图；

图3 是本发明中外接供电车的结构示意图；

图4是本发明中信息化供电车的三种电源之间的电路连接关系；

图5是本发明中电缆连接装置的结构示意图。

图中：1、电力管理中心；2、电动施工机械；3、信息化供电车；3.1、内置电池a；3.2、电力控制装置；3.3、电力输出装置；3.4、交流电源接口；3.5、直流电源接口；4、电缆连接装置；4.1、车体；4.2、电缆圈线盘；4.3、升降装置；4.4、电缆导向轮；5、交流电源；6、外接电池车；6.1、内置电池b；7、定位装置；8、通讯装置；9、电力测量装置；10、电力保护装置；11、和电力开关。

具体实施方式

下面通过具体实施方式和附图对本发明作进一步的说明。

本发明的实施例一为：如图1-3所示，一种用于施工工地电力供应的动力互联网系统，包括一定数量的信息化供电车3和电动施工机械2， 一定数量的外接电源和电缆连接装置4，以及工地的电力管理中心1，外接电源为交流电源5或外接电池车6,在信息化供电车3、电动施工机械2、电缆连接装置4和外接电池车6中都装有定位装置7、通讯装置8、电力测量装置9、电力保护装置10和电力开关11。其中，在信息化供电车3和外接电池车6中分别装有内置电池a3.1和内置电池b6.1，信息化供电车3上还有电力控制装置3.2、电力输出装置3.3和外接电源接口，外接电源接口包括交流电源接口3.4和直流电源接口3.5，分别用于连接交流电源5和外接电池车6，电力控制装置3.2用于对内置电池a3.1的电力和外接电源的电力进行选择或叠加，如图4所示。

每个通讯装置8中都有相应的识别码，并事前在电力管理中心1上登录该识别码所对应装置的属性和基本性能参数。当用电缆把各装置连接起来的时候，各通讯装置8也把相连接装置的识别码报告给电力管理中心1，从而能使电力管理中心1掌握各设备之间的电路连接关系，并判断连接的正确与否。通讯装置8将各个设备在工地上的位置信息、设备间的连接状态信息、电力测量信息发送到电力管理中心1，并在电力管理中心1的显示设备上直观显示，电力管理中心1可通过通讯装置8控制电力开关11，还可以控制电力控制装置3.2将外接电源的电压调到高于内置电池a3.1的电压。

而工地上电力供应的连接方式有：

方式一：由信息化供电车3单独为电动施工机械2供电。在施工工地上有多台需要电力驱动的电动工程机械2，但他们并不一定同时工作，而且用的时候，有些机械是连续几天使用的，如挖掘机，也有些机械是用一会，停一会，也有些机械上半天用，下半天不用，等等，每台机械的工作方式各不相同。为了保证每台机械在需要使用的时候都能及时的供电，在工地上分散放置数台信息化供电车3，电动工程机械2只要接到附近的信息化供电车3上就可以立刻开始使用。

方式二：交流电源5或外接电池车6连接信息化供电车3后为电动施工机械2供电。电动施工机械2开始工作之后，信息化供电车3内的电池残量随时发送到电力管理中心1，电力管理中心1可根据所使用的信息化供电车3内电池残量的减少速度，来判断该信息化供电车3可以支持电动施工机械2的使用时间。同时电力管理中心1再根据可连接的外接交流电源5或外接电池车6的位置，电动施工机械2的耗电量等信息，给工地服务人员发出指令，让工地服务人员用电缆将交流电源5或外接电池车6和信息化供电车3连接起来。连接完毕后，电力管理中心1可打开从电源到电动施工机械2之间各环节的开关，并把信息化供电车3上的电源选择开关从内置电池a3.1供电，转换到外接电源供电方式上。当电动施工机械2休息的时候，可用外接电源为信息化供电车3内的内置电池a3.1充电，而使信息化供电车3内的电池量恢复到原来水平。

方式三：交流电源5和外接电池车6同时连接信息化供电车3后为电动施工机械2供电。当电动施工机械2要求的电流大于单一外接电源的容许电流时，可通过电力控制装置将交流电源5和外接电池车6的电力叠加后为电动施工机械2供电，以满足施工需要。

上述电力连接方式中，在任意两个设备之间可串联一个或多个电缆连接装置4，解决电缆长度不足的问题。

如图5所示，电缆连接装置4包括车体4.1，车体4.1内设有电缆圈线盘4.2、定位装置7、通讯装置8、电力测量装置9、电力保护装置10和电力开关11，车体4.1顶部设有升降装置4.3，电缆圈线盘4.2伸出的电缆穿过升降装置4.3顶部的电缆导向轮4.4, 车体4.1上还有外接电源接口。电缆连接装置4可将电缆抬离地面，或高到能容许人从电缆下方通过的高度，这样能避免电缆对其他工作人员的妨碍。

在某台电动施工机械2工作过程中，如果有其它电动施工机械2也需要供电，而附近又没有空余的外接电源，则可以先由电力管理中心1把信息化供电车3从外接供电状态切换到内接电池供电状态，并切断掉外接电源或电缆连接装置4中的电力开关11，然后把电缆转接到相应的信息化供电车3上。这样，可以在工地上铺设尽可能少的电缆，而为尽可能多的电动施工机械2供电。

另外，因为所有从外接电源到电动施工机械2之间的设备都有定位装置7、通讯装置8、电力测量装置9，根据这些装置，所有设备就可以在电力管理中心1的显示屏幕中实时显示，内容包括工地上各个设备的位置，电缆的排布、走向，各个设备的连接关系、工作状态，各节点上电力的消耗状态等。这些显示也可以实时分享给所有的施工管理部门，安全部门等。施工管理部门可以根据各工地上各节点的耗电状况而间接的了解施工的进展情况，安全管理部门可以根据电力线的配置情况，而有重点的加强安全防范措施。

另外，电力管理中心1的控制也可以通过现场的远程输入端来控制，比如用智能手机上的应用软件来代替电力管理中心1来控制现场各装置上的切换开关。这样既能避免在各装置上安装很多手动开关，而降低成本，又更容易在结构上把电力装置完全封闭，而实现防尘防水，提高安全性。

另外，外接电源可以是任何形式的发电机，如燃气发电机，可移动的小微太阳能发电站等。

实施例二：施工工地上的多台信息化供电车3供电模式可以使很多过去很难用电动设备的施工机械电动化。比如：在楼房室内的专修时，有时需要一些小型电动施工机械2到楼房里去。但因为一般室内电源的容量比较小，带动不了这些电动施工机械2，所有不得不使用燃油工程机械，因为室内排气不好，对施工人员和周围住民都影响不好。

而用信息化供电车3来为这些电动施工机械2供电就会容易很多。比如，可以把一台小型信息化供电车3事先用电梯运到所要施工的楼层，接着把电动施工机械2也用电梯运到所在楼层，因为小型信息化供电车3内的电池容量有限，不能长期维持机械的工作。在这种状态下，可以把室内电源接到信息化供电车3的交流电源接口3.4上，让信息化供电车3内的内置电池a3.1和外部电源联合为电动施工机械2供电。这样就可以大幅度扩展电动施工机械2的可使用范围。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，本发明可以用于类似的产品上，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (7)

1. 一种用于施工工地电力供应的动力互联网系统，其特征在于：包括一定数量的信息化供电车（3）和电动施工机械（2）， 一定数量的外接电源和电缆连接装置（4），以及工地的电力管理中心（1），外接电源为交流电源（5）或外接电池车（6）,在信息化供电车（3）、电动施工机械（2）、电缆连接装置（4）和外接电池车（6）中都装有定位装置（7）、通讯装置（8）和电力测量装置（9），在信息化供电车（3）和外接电池车（6）中分别装有内置电池a（3.1）和内置电池b（6.1）；其中，信息化供电车（3）上还有电力控制装置（3.2）、电力输出装置（3.3）和外接电源接口，外接电源接口包括交流电源接口（3.4）和直流电源接口（3.5），分别用于连接交流电源（5）和外接电池车（6），电力控制装置（3.2）用于对内置电池a（3.1）的电力和外接电源的电力进行选择或叠加；

每个通讯装置（8）中都有相应的识别码，能识别具有通讯装置（8）的设备的电路连接关系，而工地上电力供应的连接方式有：

由信息化供电车（3）单独为电动施工机械（2）供电；

或者，交流电源（5）或外接电池车（6）连接信息化供电车（3）后为电动施工机械（2）供电；

或者，交流电源（5）和外接电池车（6）同时连接信息化供电车（3）后为电动施工机械（2）供电；

在连接时，在任意两个设备之间可串联一个或多个电缆连接装置（4）；

通讯装置（8）将各个设备在工地上的位置信息、设备间的连接状态信息、电力测量信息发送到电力管理中心（1），并在电力管理中心（1）的显示设备上直观显示。

2.根据权利要求1所述的一种用于施工工地电力供应的动力互联网系统，其特征在于：所述信息化供电车（3）、电动施工机械（2）、电缆连接装置（4）和外接电池车（6）中还装有电力保护装置（10）和电力开关（11）。

3.根据权利要求2所述的一种用于施工工地电力供应的动力互联网系统，其特征在于：所述电力管理中心（1）可通过通讯装置（8）控制电力开关（11）。

4.根据权利要求3所述的一种用于施工工地电力供应的动力互联网系统，其特征在于：所述电力管理中心（1）根据各通讯装置（8）中识别码的相互连接关系判断各装置的连接是否容许。

5.根据权利要求1所述的一种用于施工工地电力供应的动力互联网系统，其特征在于：所述电力管理中心（1）可以通过电力控制装置（3.2）可将外接电源的电压调到高于内置电池a（3.1）的电压。

6.根据权利要求1所述的一种用于施工工地电力供应的动力互联网系统，其特征在于：所述电缆连接装置（4）包括车体（4.1），车体（4.1）内设有电缆圈线盘（4.2），车体（4.1）顶部设有升降装置（4.3），电缆圈线盘（4.2）伸出的电缆穿过升降装置（4.3）顶部的电缆导向轮（4.4）。

7.根据权利要求2所述的一种用于施工工地电力供应的动力互联网系统，其特征在于：工地管理人员可通过无线通讯装置，经电力管理中心（1）远程操作设备上的电力开关（11）。