專利名稱：船舶岸基自動安全供電方法及裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及利用陸地上電源對?？吭诎痘拇斑M行供電的裝置及方法，尤其涉及船舶岸基自動安全供電方法及裝置。
背景技術(shù)：
船舶在停靠碼頭時，提供全船動力的柴油機處于低負荷和變負荷運行狀態(tài)，此時將比正常運行排出更多的有害物。一般長江沿線各個港口城市NOx濃度在O. 01到O. 15毫克/立方米之間，SOx濃度在O. 02到O. 10毫克/立方米之間，導致這些城市的中心城區(qū)大氣環(huán)境指標接近或低于國家規(guī)定的大氣質(zhì)量二級標準，部分城區(qū)甚至低于三級標準。其中，經(jīng)過測算后的船舶柴油機排出的NOx和SOx占中心城區(qū)總量的5%到7%，占港口區(qū)域總量的50%。我國已經(jīng)開始大力開發(fā)和發(fā)展環(huán)保型產(chǎn)品，合理利用和開伐資源，盡力推廣和使用綠色環(huán)保能源，從而有效地減少廢氣的排放量，保護我們的生存環(huán)境免受污染。我國航運發(fā)達 港口眾多，港口普及和推廣船舶岸基成套供電系統(tǒng)對節(jié)能減排和美化環(huán)境具有立竿見影的效果，是我國兌現(xiàn)哥本哈根承諾而采取的行之有效的措施之一。現(xiàn)有技術(shù)中，公開號為CN201490897U，公告日為20100526，名稱為一種可移動式岸電變頻供電裝置的專利，公開了一種岸電供電裝置，該裝置包括岸上供電電箱、船上受電系統(tǒng)，還包括變頻電源裝置，其輸入端通過電纜連接岸上供電電箱，輸出端通過電纜與電纜卷筒箱連接，將變頻電源裝置的輸入電源變頻變壓后輸出到電纜卷筒箱；電纜卷筒箱里至少一個帶若干根電纜的低壓卷筒和若干個插頭，電纜通過所述相應插頭與船上受電系統(tǒng)連接。該專利雖然實現(xiàn)了將陸地的電源變頻后對靠岸港船舶進行供電，但是操作麻煩，使用過程中會出現(xiàn)供電接口、插頭插座被上漲的水面淹沒，危險系數(shù)高，影響了正常供電。另一項公開號為CN102285318A，專利名為一種河港船舶岸基供電裝置，該裝置雖然實現(xiàn)了將陸地電源對靠港船舶進行供電，但是操作需要在岸電接電箱的面板上操作，易受到岸電接電箱安裝位置受到碼頭結(jié)構(gòu)布置影響，導致操作人員無法實時監(jiān)控到插頭的運行位置。同時，由于港口海岸的水位隨時變化，使用過程中無法有效調(diào)整接口、插頭和插座的高度位置，容易導致水位快速上漲后淹沒接頭插座，導致用電安全問題。另外由于現(xiàn)場僅能顯示電量，沒有雙方認可確認的電量認證途徑，容易導致用電繳費上的糾紛。因此，我們迫切需要一種既能滿足碼頭管理人員(尤其是供電方)經(jīng)過授權(quán)后給予供電，并在現(xiàn)場計量電量、給出計量結(jié)果；同時也能有效監(jiān)控江水變化，自動控制接頭位置運行始終處于安全高度的安全供電系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述技術(shù)缺陷，而提供一種能夠?qū)崟r根據(jù)水位變化調(diào)整供電接口、插頭插座位置、現(xiàn)場計量電量并經(jīng)過碼頭管理人員(尤其是供電方)授權(quán)后給予供電的船舶岸基自動安全供電裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的船舶岸基自動安全供電方法，包括以下步驟
步驟一船舶岸基供電中心的輸出電能經(jīng)過電力監(jiān)測單元監(jiān)測電力質(zhì)量參數(shù)，并經(jīng)過電力終端計量單元計量電量后通過電纜引出至成套供電單元；步驟二 采用水位監(jiān)測傳輸單元檢測水位并上傳至供電控制單元，供電控制單元根據(jù)水位數(shù)據(jù)實時控制電纜放線高度，從而控制至成套供電單元始終位于水面安全位置；步驟三供電和用電雙方記錄當前電量，啟動岸基供電中心和成套供電單元的供電啟動按鈕，開始供電。在上述技術(shù)方案的步驟二中，所述水位監(jiān)測傳輸單元檢測水位的方法是將水位監(jiān)測傳輸單元的水位傳感器探頭投入船舶?？康乃嫦?，測量水位傳感器探頭受到的水面壓力F = P.g.H + Po,式中P :液位計迎水面所受壓力；P :船舶?？康乃嫦乱后w的密度； g:重力加速度；Po :水面上大氣壓；H :水位傳感器探頭投入的水位高度；通過導氣不銹鋼將液體的壓力引入到水位傳感器探頭的正壓腔，再將水面上的大氣壓Po與水位傳感器探頭的負壓腔相連，以抵消水位傳感器探頭背面的Po，使水位傳感器探頭測得壓力為P · g. H，通過測量壓力P，計算出水位高度H值。在上述技術(shù)方案的步驟三中，所述記錄當前用電量后啟動供電的具體方法是，通過供電管理者手中鑰匙，啟動所述成套供電單元供電鑰匙旋鈕和裝置運行鑰匙旋鈕后，開始供電。本發(fā)明還提供了根據(jù)上述技術(shù)方案所述船舶岸基自動安全供電方法專用的供電裝置，包括與供電中心通過電纜相連接的岸基供電電源柜，所述岸基供電電源柜的輸出端通過電纜連接有成套供電單元，所述成套供電單元包括電源接線箱和電機驅(qū)動的電纜卷筒單元，所述電纜卷筒單元的一側(cè)設置有縱向布置的滑軌，所述滑軌上安裝有滑車，所述滑軌的頂端安裝有轉(zhuǎn)向用的導纜單元，所述電源接線箱內(nèi)設有用于檢測供電電力質(zhì)量參數(shù)的電力監(jiān)測單元，以及用于計量給船舶供電能源消耗的電力終端計量單元，所述電源接線箱輸出端連接的電纜繞過電纜卷筒單元，并依次經(jīng)由導纜單元和滑車后連接有插座，所述插座上插有帶電纜接口的插頭；還包括供電控制單元，所述供電控制單元的輸入端連接有用于監(jiān)測水位信號的水位監(jiān)測傳輸單元，供電控制單元的輸入端還連接有感應電纜卷筒單元高度信號的高度傳感器，所述供電控制單元的輸出端與驅(qū)動電纜卷筒單元的電機連接。在上述技術(shù)方案中，所述電纜卷筒單元包括卷筒軸和卷筒，以及控制電機動作的接觸器，所述卷筒軸端部安裝有極限位置保護開關，所述高度傳感器為旋轉(zhuǎn)編碼器，所述旋轉(zhuǎn)編碼器設置在極限位置保護開關的內(nèi)側(cè)。 在上述技術(shù)方案中，所述供電控制單元包括雙向連接的可編程序控制器和可編程序控制器輸入輸出單元，所述可編程序控制器輸入輸出單元的輸入端分別與所述旋轉(zhuǎn)編碼器以及所述水位監(jiān)測傳輸單元連接，所述可編程序控制器輸入輸出單元的輸出端與所述接觸器連接。在上述技術(shù)方案中，專用的供電裝置還包括手動控制/遠程遙控單元，所述手動控制/遠程遙控單元包括設置于電源接線箱柜門上的裝置運行鑰匙旋鈕、裝置供電鑰匙旋鈕、裝置緊急停止按鈕和裝置故障復位按鈕，所述裝置運行鑰匙旋鈕與電源接線箱的輸出端連接，所述裝置供電鑰匙旋鈕與電力終端計量單元的輸出端連接，所述裝置緊急停止按鈕和裝置故障復位按鈕均與電源接線箱的輸出端連接，所述手動控制/遠程遙控單元的輸出端與所述可編程序控制器輸入輸出單元的輸入端連接。在上述技術(shù)方案中，所述水位監(jiān)測傳輸單元包括水位傳感器探頭、設置在水位傳感器探頭端部的防護網(wǎng)罩、罩在水位傳感器探頭和防護網(wǎng)罩外側(cè)的護管、卡在護管上的抱卡、與水位傳感器探頭連接的水下電纜，以及計算并顯示水位高度的數(shù)字顯示表，所述水下電纜與所述供電控制單元的輸入端連接，所述數(shù)字顯示表設置在電源接線箱的柜門上。在上述技術(shù)方案中，所述岸基供電電源柜輸出端通過電纜連接有多組有成套供電單元，每組成套供電單元之間通過工業(yè)總線接收同一個水位監(jiān)測傳輸單元輸出的水位高度數(shù)據(jù)。

在上述技術(shù)方案中，所述導纜單元包括多組進電纜導向滑輪和改向滑輪，所述滑車的端部和中部分別安裝有端部滑輪和中部滑輪，所述滑車上還設有相向布置的固定板和緊固板，所述固定板和緊固板之間設有橡膠襯墊，所述橡膠襯墊內(nèi)穿插電纜，所述固定板和緊固板通過螺栓緊固本發(fā)明采用手動控制/遠程遙控單元，既可現(xiàn)場在面板上操作電源接線箱進行供電，也可以無線遠程操作電源接線箱進行供電，不受現(xiàn)場岸基布置的影響，操作方便安全；本發(fā)明采用供電控制單元實時監(jiān)控供電接口(供電接口為船舶上的電能輸入接口，該接口與插頭連接)和插頭插座的高度位置，并根據(jù)水面高度的變化實時調(diào)整供電接口和插頭插座的高度，使岸基供電實時處在安全的高度，實現(xiàn)安全供電的目的；本發(fā)明采用鑰匙旋鈕、按鈕實現(xiàn)人為授權(quán)供電，避免了用電計量的糾紛，達到岸基船舶透明用電，便于供電和用電雙方結(jié)算用電量；此外，本發(fā)明還采用工業(yè)總線將一組水位監(jiān)測傳輸單元檢測的頁水面高度信號傳輸給并列的多個成套供電單元，使并列的多個成套供電單元均可根據(jù)水面高度信號實時調(diào)整接口和插頭插座的高度，始終保證供電處于安全范圍內(nèi)，實現(xiàn)安全供電的目的。


圖I是本發(fā)明方法流程2本發(fā)明裝置的整體結(jié)構(gòu)框圖；圖3是并列的多個成套供電單元(17)通過工業(yè)總線(7)連接的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是本發(fā)明的水位監(jiān)測傳輸單元(6)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的電纜卷筒單元(8)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明的導纜單元(9)、滑車(10)滑軌(11)的布置結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明的電源接線箱(I)柜內(nèi)布置結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明的供電控制單元(4)面板結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明的供電控制單元(4)柜內(nèi)結(jié)構(gòu)布置示意圖；圖中I、電源接線箱(I. I、控制接觸器；1. 2、執(zhí)行接觸器；1. 3、供電電源接觸器；
I.6、電流互感器；1. 9、進線熔斷器；I. 10、變壓器)；2、電力監(jiān)測單元(2. I、電壓表轉(zhuǎn)換開關；2. 2、電壓表；2. 3、相序繼電器；2. 4、第一指示燈；2. 5、第二指示燈；2. 6、電流表；2. 7、電流互感器);3、電力終端計量單元(3. I有功功率電度表；3. 2、無線抄表打印系統(tǒng)電度表)；4、供電控制單元(4.I、可編程序控制器；4. 2、可編程序控制器輸入輸出單元；4. 3、中間繼電器單元)；5、手動控制/遠程遙控單元(5. I、裝置運行鑰匙旋鈕；5. 2、裝置供電鑰匙旋鈕；5. 3、裝置緊急停止按鈕；5. 4、裝置故障復位按鈕；5. 5、系統(tǒng)故障復位按鈕；5. 6、裝置故障指示燈；5. 7、“放纜動作”操作旋鈕；5. 8、放纜動作指示燈；5. 9、“收纜動作”操作旋鈕，
5.10、收纜動作指示燈)；6、水位監(jiān)測傳輸單元(6. I、水位傳感器探頭；6. 2、防護網(wǎng)罩；6. 3、護管；6. 4、抱卡；6. 5、水下電纜；6. 6、數(shù)字顯示表)；7、工業(yè)總線；8、電纜卷筒單元(8. I、旋轉(zhuǎn)編碼器；8. 2、筒軸；8. 3、卷筒；8. 4、接觸器；8. 5、極限位置保護開關；8. 6、電機)；9、導纜單元；10、滑車(10. I端部滑輪；10. 2、中部滑輪；10. 3、螺栓；10. 4、固定板；10. 5、橡膠襯墊；10. 6、緊固板)；11、滑軌；12、電纜；13. I、插座；13. 2、插頭；15、供電中心；16、岸基供電電源柜；17、成套供電單元。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述 船舶岸基自動安全供電裝置的自動安全供電方法，如圖I所示，包括以下步驟I、利用電纜將岸基供電電源柜16與供電中心15連接，利用電纜將岸基供電電源柜16與電源接線箱I連接，電源接線箱I輸出的電纜12連接到電力監(jiān)測單元2和電力終端計量單元3中，電力監(jiān)測單元2監(jiān)測電源接線箱I輸出的電力質(zhì)量參數(shù)，電力終端計量單元3計量電源接線箱I輸出的電能；2、將電源接線箱I輸出的電纜12繞過電纜卷筒單元8，并依次經(jīng)由導纜單元9和滑車10后連接有插座13. 1，將插座13. I上插有帶電纜接口的插頭13. 2連接到需電船舶；3、將水位監(jiān)測傳輸單元6投入到船舶?？康乃嫦拢槐O(jiān)測傳輸單元6將監(jiān)測到的水位數(shù)據(jù)輸出到供電控制單元4，供電控制單元4根據(jù)水位數(shù)據(jù)控制電纜卷筒單元8的上的電纜放線高度，保證插座13. I和插頭13. 2始終位于水面上方；4、供電和用電雙方記錄當前電量，啟動電源接線箱I上的供電啟動按鈕，開始供電，在供電過程中，水位監(jiān)測傳輸單元6實時監(jiān)測水位數(shù)據(jù)，供電控制單元4實時調(diào)整插頭13. 2高度，供電完畢，供電和用電雙方記錄供電電量。水位監(jiān)測傳輸單元6監(jiān)測水位數(shù)據(jù)的方法為將水位監(jiān)測傳輸單元6的水位傳感器探頭6. I投入船舶?？康乃嫦拢瑴y量水位傳感器探頭6. I受到的水面壓力F = P . g. H+ Po，式中P :液位計迎水面所受壓力；P :船舶停靠的水面下液體的密度；g :重力加速度；Po :水面上大氣壓；H :水位傳感器探頭6. I投入的水位高度；通過導氣不銹鋼將液體的壓力引入到水位傳感器探頭6. I的正壓腔，再將水面上的大氣壓Po與水位傳感器探頭6. I的負壓腔相連，以抵消水位傳感器探頭6. I背面的Po，使水位傳感器探頭6. I測得壓力為P . g. H，通過測量壓力P，計算出水位高度H值；步驟4中，供電和用電雙方記錄當前電量之后，通過供電管理者手中鑰匙啟動電源接線箱I上裝置供電鑰匙旋鈕5. 2和裝置運行鑰匙旋鈕5. I啟動供電。
如圖2所示的船舶岸基自動安全供電裝置，包括與供電中心15通過電纜相連接的岸基供電電源柜16，岸基供電電源柜16的輸出端通過電纜12連接有成套供電單元17，成套供電單元17包括電源接線箱I和電機驅(qū)動的電纜卷筒單元8,如圖6所示，電纜卷筒單元8的一側(cè)設置有縱向布置的滑軌11，滑軌11上安裝有滑車10，滑軌11的頂端安裝有轉(zhuǎn)向用的導纜單元9，電源接線箱I內(nèi)設有用于檢測供電電力質(zhì)量參數(shù)的電力監(jiān)測單元2，以及用于計量給船舶供電能源消耗的電力終端計量單元3，電源接線箱I輸出端連接的電纜12繞過電纜卷筒單元8，并依次經(jīng)由導纜單元9和滑車10后連接有插座13. 1，插座13. I上插有帶電纜接口的插頭13. 2 ;還包括供電控制單元4，供電控制單元4的輸入端連接有用于監(jiān)測水位信號的水位監(jiān)測傳輸單元6，供電控制單元4的輸入端還連接有感應電纜卷筒單元8高度信號的高度傳感器，供電控制單元4的輸出端與驅(qū)動電纜卷筒單元8的電機8. 6連接。如圖5所示，電纜卷筒單元8包括卷筒軸8. 2和卷筒8. 3，以及控制電機8. 6動作的接觸器8. 4，卷筒軸8. 2端部安裝有極限位置保護開關8. 5，高度傳感器為旋轉(zhuǎn)編碼器8. 1，旋轉(zhuǎn)編碼器8. I設置在極限位置保護開關8. 5的內(nèi)側(cè)。供電控制單元4包括雙向連接的可編程序控制器4. I和可編程序控制器輸入輸出 單元4. 2，可編程序控制器輸入輸出單元4. 2的輸入端分別與所述旋轉(zhuǎn)編碼器8. I、水位監(jiān)測傳輸單元6連接，可編程序控制器輸入輸出單元4. 2的輸出端與接觸器8. 4連接。還包括手動控制/遠程遙控單元5，手動控制/遠程遙控單元5包括設置于電源接線箱I柜門上的裝置運行鑰匙旋鈕5. I、裝置供電鑰匙旋鈕5. 2、裝置緊急停止按鈕5. 3和裝置故障復位按鈕5. 4，裝置運行鑰匙旋鈕5. I與電源接線箱I的輸出端連接，裝置供電鑰匙旋鈕5. 2與電力終端計量單元3的輸出端連接，裝置緊急停止按鈕5. 3和裝置故障復位按鈕5. 4均與電源接線箱I的輸出端連接，手動控制/遠程遙控單元5的輸出端與可編程序控制器輸入輸出單兀4. 2的輸入端連接。如圖3所示，水位監(jiān)測傳輸單元6包括水位傳感器探頭6. I、設置在水位傳感器探頭6. I端部的防護網(wǎng)罩6. 2、罩在水位傳感器探頭6. I和防護網(wǎng)罩6. 2外側(cè)的護管6. 3、卡在護管6. 3上的抱卡6. 4、與水位傳感器探頭6. I連接的水下電纜6. 5，以及計算并顯示水位高度的數(shù)字顯示表6. 6，水下電纜6. 5與供電控制單元4的輸入端連接，數(shù)字顯示表6. 6設置在電源接線箱I的柜門上。岸基供電電源柜16輸出端通過電纜連接有多組有成套供電單元17，如圖3所示，每組成套供電單元17之間通過工業(yè)總線7接收同一個水位監(jiān)測傳輸單元6輸出的水位高度數(shù)據(jù)，一個水位監(jiān)測傳輸單元6輸出的水位高度可供每組成套供電單元17使用。導纜單元9包括多組進電纜導向滑輪和改向滑輪?；?0的端部和中部分別安裝有端部滑輪10. I和中部滑輪10. 2，滑車10上還設有相向布置的固定板10. 4和緊固板10. 6，固定板10. 4和緊固板10. 6之間設有橡膠襯墊10. 5，橡膠襯墊10. 5內(nèi)穿插電纜12，固定板10. 4和緊固板10. 6通過螺栓10. 3緊固。本發(fā)明各個單元的具體結(jié)構(gòu)和用途如下電源接線箱1，用于連接從岸基供電電源柜16引出的供電電纜12，形成岸基供電電源柜16和船舶岸基自動安全供電系統(tǒng)的電力供應通道；電力監(jiān)測單元2，用于檢測達到船舶所需要電力質(zhì)量參數(shù)，如電壓，電壓波動范圍等參數(shù)；
電力終端計量單元3，用于計量給船舶供電的能源消耗，同時可以通過現(xiàn)場打印出計量數(shù)據(jù)，實時計量能耗情況，并可以按照需要上傳計量數(shù)據(jù)到后方中央計量管理中心，實現(xiàn)全局能耗管理控制的要求；供電控制單元4，用于控制岸基供電電源柜16按照要求給靠泊船舶提供電力，同時接收來自水位監(jiān)測傳輸單元6的水位信號，配合電纜卷筒單元8上自帶的用于確定接頭在滑軌高度旋轉(zhuǎn)編碼器8. I的數(shù)據(jù)，通過供電控制單元4內(nèi)固化的控制軟件運算，實現(xiàn)安全供電的的目的；并可以保證電纜卷筒單元8自帶的極限位置保護開關8. 5在滑軌11上通過現(xiàn)場手動控制/遠程遙控系統(tǒng)5操作時不會超出極限保護范圍；現(xiàn)場手動控制/遠程遙控系統(tǒng)5，用于操作供電控制單元4，通過面板(面板的結(jié)構(gòu)如圖8所示)操作現(xiàn)場控制供電電源接頭位置高度，也可以通過操作人員手持無線操作器，發(fā)送無線控制指令到和供電控制單元4相連接的無線接收器，然后由供電控制單元4按照控制指令，按照其內(nèi)控制軟件編寫的邏輯指令，控制電纜卷筒單元8收放動作，達到插頭13. I、插座13. 2在合適高度，使供電接頭處于安全供電的高度；
水位監(jiān)測傳輸單元6，用于采集檢測水位(即水面高度)數(shù)據(jù)并上傳給供電控制單元4 ；工業(yè)總線系統(tǒng)7，用于傳輸水位監(jiān)測傳輸單元6輸出水位(即水面高度)數(shù)據(jù)到各個到成套供電單元17內(nèi)的供電控制單元4中，供電控制單元4根據(jù)所接收到的水位數(shù)據(jù)，控制電纜卷筒單元8的動作；電纜卷筒單元8，用于按照供電控制單元4的控制命令，收縮或者放出電纜12，實時(根據(jù)水位數(shù)據(jù)的變化)調(diào)整插頭13. I、插座13. 2高度位置；導纜裝置9，用于電纜12沿相應的方向上運行；滑車10，用于實現(xiàn)電纜12供電端頭的固定，同時確保電纜12在滑軌11中穩(wěn)定運行；滑軌11，用于提供滑車10按照預定的軌跡運行；電纜12，用于實現(xiàn)給船舶提供電源的傳輸通道；插頭13. I、插座13. 2，用于實現(xiàn)成套供電單元17和船舶之間的對接；具體地水位監(jiān)測傳輸單元6結(jié)構(gòu)和安裝位置如圖4所示，它是用于監(jiān)測和記錄水位的專業(yè)設備，儀器經(jīng)專門的工業(yè)設計，采用陶瓷電容傳感器，具有高度的可靠性和耐久性。采用獨有的一體化設計，將水位傳感器探頭6. I和數(shù)據(jù)采集記錄儀集成在一起，避免了常規(guī)分體式設計中可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定，或探頭測量值和數(shù)采記錄值不一致等問題。水位傳感器探頭6. I頭部防護網(wǎng)罩6. 2是為了防護較大雜質(zhì)堵塞管口而設置的鋼網(wǎng)護罩；水位定位傳感器防護用護管6. 3是保護傳感器不隨水流運動的；水位定位傳感器護管抱卡6. 4將護管6. 3固定在碼頭岸壁上；水下電纜6. 5將水位傳感器探頭6. I和供電控制單元4互聯(lián)，保證數(shù)據(jù)有效傳輸，同時也作為水位傳感器探頭6. I的固定端。電源接入電源接線箱1，電力監(jiān)測單元2監(jiān)測接入電源的供電情況，包括三相電壓，電流情況，缺相，短路，斷路等，同時如果船舶用電中心使用電力，電力終端計量單元3自動記錄計量電量，同時可以現(xiàn)場打印當前所用電量記錄，現(xiàn)場由用電，受電雙方簽字確認便于最終結(jié)算；現(xiàn)場手動控制/遠程遙控系統(tǒng)5控制岸電供電裝置的電纜卷筒單元8，可以提供供電電源的收、放供電電纜動作，供電控制單元4確保供電接頭始終處于安全狀態(tài)，同時保證供電接頭與船舶用電中心高度合適；導纜裝置9將保證電纜12按照引導方向運行；滑車10確保供電電纜可以在滑軌中運行，并上下自由運行；插頭13. I、插座13. 2用于將船舶岸基成套供電系統(tǒng)和船舶用電中心通過電纜12安全有效連接。水位監(jiān)測傳輸單元6自動監(jiān)測水位變化，將水位數(shù)據(jù)實時傳輸給供電控制單元4，供電控制單元4根據(jù)水位數(shù)據(jù)自動的調(diào)整岸電供電裝置的電纜卷筒單元的收、放供電電纜動作，達到安全用電、智能監(jiān)測的效果。與此同時此水位數(shù)據(jù)也可以通過工業(yè)總線7傳輸給其他的成套供電單元17中的供電控制單元4，使同一作業(yè)面上的所有電纜卷筒單元按照當前所處的插頭13. I、插座13.2位置的自動進行收、放供電電纜動作，達到安全用電、智能監(jiān)測的目的。電源接線箱I安裝于碼頭面上，高度控制在不阻礙其他設備運行的范圍內(nèi)，電源接線箱I采用雙層柜門形式的防水結(jié)構(gòu)設計，并采用密封件密封接縫處，防止水和粉塵進入，防護等級高。如圖7所示，它包括控制接觸器I. I和執(zhí)行接觸器I. 2、供電電源接觸器
1.3和電力終端計量單元3中計量用的電流互感器I. 6、供電控制單元4的進線熔斷器I. 9和變壓器I. 10，各個器件依據(jù)功能分別通過導線互相連接起來；電力監(jiān)測單元2包括電壓表轉(zhuǎn)換開關2. 1，可以順次旋動，在供給的三相電壓之間切換，掌握供電電壓情況；布置于電源接線箱I的柜門(柜內(nèi)結(jié)構(gòu)如圖9所示)上；還包括電壓表2. 2，可以顯示電壓表轉(zhuǎn)換開關2. I所輸出的電壓情況，布置于電源接線箱I的柜門上；以及相序繼電器2. 3，用于供電控制單元4中，實現(xiàn)電源的電力欠壓、過壓和缺相監(jiān)測的目的；第一指示燈2. 4布置于電源接線箱I的柜門上，用于指示后方電源供電情況；第二指示燈2. 5布置于電源接線箱I的柜門上，用于指示給船舶供電電源情況；電流表2. 6布置于電源接線箱I的柜門上，實時監(jiān)測供給船舶的用電流量狀態(tài)；電流互感器2. 7布置于供電控制單元4中，各個器件依據(jù)功能分別通過導線互相連接起來；電壓表轉(zhuǎn)換開關2. I、電壓表
2.2、第一指示燈2. 4和第二指示燈2. 5分別通過導線連接進線電源線的進線端，相序繼電器2. 3通過導線與供電控制單元4相連接；電力終端計量單元3包括數(shù)字式三相四線制有功功率電度表3. I和無線抄表打印系統(tǒng)3. 2，電度表3. I通過導線和電流互感器I. 6連接，無線抄表打印系統(tǒng)3. 2通過無線系統(tǒng)接收電度表3. I的數(shù)據(jù)并打印，同時可將數(shù)據(jù)儲存后傳給后方碼頭計量管理中心整體管理；供電控制單元4包括可編程序控制器4. I和可編程序控制器輸入輸出單元4. 2，其接收旋轉(zhuǎn)編碼器8. I數(shù)據(jù)和極限位置保護開關8. 5的開關量信號，按照事先編寫的控制軟件的邏輯動作，控制電纜卷筒單元8的接觸器8. 4的動作；中間繼電器單元4. 3執(zhí)行可編程序控制器輸入輸出單元4. 2的動作指令；各個器件依據(jù)功能分別通過導線互相連接起來；現(xiàn)場手動控制/遠程遙控系統(tǒng)5包括設置于電源接線箱I的柜門上的裝置運行鑰匙旋鈕5. I和裝置供電鑰匙旋鈕5. 2，二套鑰匙開關都是由經(jīng)過授權(quán)的相關管理人員來持有和操作，他們將對船舶岸基成套供電系統(tǒng)的整個安全運行輔助，擁有最高的控制權(quán)限；一旦遇到緊急情況時，可以按動裝置緊急停止按鈕5. 4來停止船舶岸基成套供電系統(tǒng)的所有操作；當船舶岸基成套供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時候，系統(tǒng)會停止不運行直至故障排除，此時應該按動系統(tǒng)故障復位按鈕5. 5，恢復系統(tǒng)運行，同時裝置故障指示燈5. 6熄滅；當需要在電源接線箱I的柜門操作控制電纜卷筒單元8時，按照需要的動作，依次操作“放纜動作”操作旋鈕5. 7 (手持無線操作器)，放纜動作指示燈5. 8 (手持無線操作器)會點亮，表示當前的運行動作為“放纜動作”，操作“收纜動作”操作旋鈕5. 9 (手持無線操作器)，收纜動作指示燈5. 10 (手持無線操作器)會點亮，表示當前的運行動作為收纜動作；各個器件依據(jù)功能分別通過導線互相連接起來；水位監(jiān)測傳輸單元6包括水位定位傳感器探頭6. I是用于監(jiān)測和記錄水位的專業(yè)設備。水位定位傳感器頭部防護罩6. 2是為了防護較大雜質(zhì)堵塞管口而設置的鋼網(wǎng)護罩；水位定位傳感器防護用護管6. 3是保護傳感器不隨水流運動的；水位定位傳感器護管抱卡
6.4是固定防護護管在碼頭岸壁上；水位定位傳感器水下電纜6. 5是將水位定位傳感器探頭6. I與供電控制單元4互連傳輸數(shù)據(jù)；同時，在電源接線箱I的柜門上，數(shù)字顯示表可以實時顯示水位位置高度數(shù)據(jù)和插頭13. I、插座13. 2相對碼頭面的高度數(shù)據(jù)；各個器件依據(jù)功能分別通過導線互相連接起來；工業(yè)總線系統(tǒng)7用于控制指令和數(shù)據(jù)的傳輸，采用工業(yè)總線系統(tǒng)7傳輸數(shù)據(jù)具有良好的速度和數(shù)據(jù)穩(wěn)定性； 電纜卷筒單元8通過供電控制單元4的控制實現(xiàn)動作，通過導線互相連接電纜卷筒單元8的接觸器8. 4和電機8. 6，實現(xiàn)驅(qū)動力；旋轉(zhuǎn)編碼器8. I用于監(jiān)測插頭13. I、插座
13.2的高度位置；極限位置保護開關8. 5，用于限制插頭13. I、插座13. 2在可行的范圍內(nèi)運行；電纜卷筒單元8設置在碼頭面下的一個鋼制的安裝平臺上，電纜卷筒通過預設的安裝孔吊裝到這個安裝平臺上；導纜裝置9將纏繞在電纜卷筒單元8上的電纜12導向并順暢通過碼頭前邊梁上沿。導纜裝置9由多組滑輪連續(xù)導向，包括進電纜導向滑輪和改向滑輪；穿越前邊梁后，依然通過多組滑輪連續(xù)導向，進入到滑車10?；?0通過端部滑輪10. I和中部滑輪10. 2導向，引導滑車10沿著滑軌11方向運行，同時滑車10上設置電纜12和滑車10相對位置固定的螺栓10. 3、固定板10. 4、橡膠襯墊10. 5緊固板10. 6，通過上緊螺栓10. 3，使固定板10. 4和緊固板10. 6受到相向壓力而相互靠近，最終夾緊橡膠襯墊10. 5抱緊的電纜12，保證了滑車10和電纜12相對位置的固定;滑軌11提供導向滑車10沿預定方向運行的軌道；電纜12用作輸送電能；插頭13. I、插座13. 2完成厗基供電系統(tǒng)和船舶受電系統(tǒng)的互聯(lián)；供電控制單元4中根據(jù)船舶岸基成套供電系統(tǒng)及自動安全供電的監(jiān)測系統(tǒng)的工作狀況設置控制軟件，控制船舶岸基成套供電系統(tǒng)正常工作及插頭13. I、插座13. 2的高度位置。
權(quán)利要求
1.一種船舶岸基自動安全供電方法，其特征在于包括以下步驟 步驟一船舶岸基供電中心(15)的輸出電能經(jīng)過電力監(jiān)測單元(2)監(jiān)測電力質(zhì)量參數(shù)，并經(jīng)過電力終端計量單元(3)計量電量后通過電纜引出至成套供電單元(17); 步驟二 采用水位監(jiān)測傳輸單元(6)檢測水位并上傳至供電控制單元(4)，供電控制單元(4)根據(jù)水位數(shù)據(jù)實時控制電纜放線高度，從而控制所述成套供電單元(17)始終位于水面安全位置； 步驟三供電和用電雙方記錄當前電量，啟動岸基供電中心(15)和成套供電單元(17)的供電啟動按鈕，開始供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的船舶岸基自動安全供電方法，其特征在于，步驟二中，所述水位監(jiān)測傳輸單元(6)檢測水位的方法是 將水位監(jiān)測傳輸單元(6)的水位傳感器探頭(6. I)投入船舶停靠的水面下，測量水位傳感器探頭(6. I)受到的水面壓力F = P.g.H + Po，式中 P :液位計迎水面所受壓力； P :船舶?？康乃嫦乱后w的密度； g :重力加速度； Po :水面上大氣壓； H :水位傳感器探頭(6. I)投入的水位高度； 通過導氣不銹鋼將液體的壓力引入到水位傳感器探頭(6. I)的正壓腔，再將水面上的大氣壓Po與水位傳感器探頭(6. I)的負壓腔相連，以抵消水位傳感器探頭(6. I)背面的Po，使水位傳感器探頭(6. I)測得壓力為P . g. H，通過測量壓力P，計算出水位高度H值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的船舶岸基自動安全供電方法，其特征在于，步驟三中，所述記錄當前用電量后啟動供電的具體方法是，通過供電管理者手中鑰匙，啟動所述成套供電單元(17 )供電鑰匙旋鈕(5.2)和裝置運行鑰匙旋鈕(5. I)后，開始供電。
4.一種船舶岸基自動安全供電方法專用的供電裝置，其特征在于包括與供電中心(15)通過電纜(12)相連接的岸基供電電源柜(16)，所述岸基供電電源柜(16)的輸出端通過電纜(12)連接有成套供電單元(17),所述成套供電單元(17)包括電源接線箱(I)和電機驅(qū)動的電纜卷筒單元(8)，所述電纜卷筒單元(8)的一側(cè)設置有縱向布置的滑軌(11)，所述滑軌(11)上安裝有滑車(10)，所述滑軌(11)的頂端安裝有轉(zhuǎn)向用的導纜單元(9)，所述電源接線箱(I)內(nèi)設有用于檢測供電電力質(zhì)量參數(shù)的電力監(jiān)測單元(2)，以及用于計量給船舶供電能源消耗的電力終端計量單元(3)，所述電源接線箱(I)輸出端連接的電纜(12)繞過電纜卷筒單元(8 )，并依次經(jīng)由導纜單元(9 )和滑車(10 )后連接有插座(13.1)，所述插座(13. I)上插有帶電纜接口的插頭(13. 2);還包括供電控制單元(4)，所述供電控制單元(4)的輸入端連接有用于監(jiān)測水位信號的水位監(jiān)測傳輸單元(6)，供電控制單元(4)的輸入端還連接有感應電纜卷筒單元(8)高度信號的高度傳感器，所述供電控制單元(4)的輸出端與驅(qū)動電纜卷筒單元(8)的電機(8. 6)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船舶岸基自動安全供電裝置，其特征在于所述電纜卷筒單元(8 )包括卷筒軸(8. 2 )和卷筒(8. 3 )，以及控制電機(8. 6 )動作的接觸器(8.4)，所述卷筒軸(8. 2)端部安裝有極限位置保護開關(8. 5)，所述高度傳感器為旋轉(zhuǎn)編碼器(8. 1)，所述旋轉(zhuǎn)編碼器(8. I)設置在極限位置保護開關(8. 5)的內(nèi)側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船舶岸基自動安全供電裝置，其特征在于所述供電控制單元(4)包括雙向連接的可編程序控制器(4. I)和可編程序控制器輸入輸出單元(4. 2)，所述可編程序控制器輸入輸出單元(4. 2)的輸入端分別與所述旋轉(zhuǎn)編碼器(8. I)以及所述水位監(jiān)測傳輸單元(6)連接，所述可編程序控制器輸入輸出單元(4. 2)的輸出端與所述接觸器(8. 4)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船舶岸基自動安全供電裝置，其特征在于還包括手動控制/遠程遙控單元(5 )，所述手動控制/遠程遙控單元(5 )包括設置于電源接線箱(I)柜門上的裝置運行鑰匙旋鈕(5. I)、裝置供電鑰匙旋鈕(5. 2)、裝置緊急停止按鈕(5. 3)和裝置故障復位按鈕(5. 4)，所述裝置運行鑰匙旋鈕(5. I)與電源接線箱(I)的輸出端連接，所述裝置供電鑰匙旋鈕(5. 2)與電力終端計量單元(3)的輸出端連接，所述裝置緊急停止按鈕(5. 3)和裝置故障復位按鈕(5. 4)均與電源接線箱(I)的輸出端連接，所述手動控制/遠程遙控單元(5)的輸出端與所述可編程序控制器輸入輸出單元(4. 2)的輸入端連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船舶岸基自動安全供電裝置，其特征在于所述水位監(jiān)測傳輸單元(6)包括水位傳感器探頭(6. I)、設置在水位傳感器探頭(6. I)端部的防護網(wǎng)罩(6. 2)、罩在水位傳感器探頭(6. I)和防護網(wǎng)罩(6. 2)外側(cè)的護管(6. 3)、卡在護管(6. 3)上的抱卡(6. 4)、與水位傳感器探頭(6. I)連接的水下電纜(6. 5)，以及計算并顯示水位高度的數(shù)字顯示表(6. 6)，所述水下電纜(6. 5)與所述供電控制單元(4)的輸入端連接，所述數(shù)字顯示表(6. 6 )設置在電源接線箱(I)的柜門上。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船舶岸基自動安全供電裝置，其特征在于所述岸基供電電源柜(16)輸出端通過電纜連接有多組有成套供電單元(17)，每組成套供電單元(17)之間通過工業(yè)總線(7)接收同一個水位監(jiān)測傳輸單元(6)輸出的水位高度數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船舶岸基自動安全供電裝置，其特征在于所述導纜單元(9)包括多組進電纜導向滑輪和改向滑輪，所述滑車(10)的端部和中部分別安裝有端部滑輪(10. I)和中部滑輪(10. 2)，所述滑車(10)上還設有相向布置的固定板(10. 4)和緊固板(10. 6)，所述固定板(10. 4)和緊固板(10. 6)之間設有橡膠襯墊(10. 5)，所述橡膠襯墊(10. 5)內(nèi)穿插電纜(12)，所述固定板(10. 4)和緊固板(10. 6)通過螺栓(10. 3)緊固。
全文摘要
本發(fā)明涉及船舶岸基自動安全供電方法及裝置，其方法包括步驟一船舶岸基供電中心的輸出電能經(jīng)過電力監(jiān)測單元監(jiān)測電力質(zhì)量參數(shù)，并經(jīng)過電力終端計量單元計量電量后通過電纜引出至至成套供電單元；步驟二采用水位監(jiān)測傳輸單元檢測水位并上傳至供電控制單元，供電控制單元根據(jù)水位數(shù)據(jù)實時控制電纜放線高度，從而控制至成套供電單元始終位于水面安全位置；步驟三供電和用電雙方記錄當前電量，啟動供電啟動按鈕，開始供電。本發(fā)明根據(jù)水面高度信號實時調(diào)整接口和插頭插座的高度，始終保證供電接頭處于安全范圍內(nèi)，實現(xiàn)了安全供電的目的。
文檔編號B63H21/00GK102826022SQ20121031052
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者陳國慶, 黃帆, 倪德先, 祖福興, 柳漢生, 徐耿魁, 黃秀權(quán) 申請人:長江航運科學研究所