专利名称：海底观测网络的岸基供电运行及保障系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及海底观测网络的岸基供电运行及保障系统。
背景技术：
海底观测网络的岸基供电运行及保障系统就是要把给定能源点的电能源源不断地输送到海底观测网络中，为水下观测仪器供电，维持各个观测仪器的正常运行。电能供给的好坏将直接影响海底观测网络是否能正常运行。因此在整个海底观测网络建设中，电能供给系统的设计和构建占有举足轻重的地位。现有的岸基供电系统只包括市电、电源柜，而并没有相应的断电应急设备，也不具有相应的岸基供电运行监控系统，对所有供电设备进行实时监控，及相应的故障操作，一旦供电系统出现故障，会造成整个海底观测网络系统的瘫痪，形成很大的损失。由于网络是布置在海底的，一旦出现故障有很大的维修难度，另一方面，如果供电设备运行出现故障，造成过压过流、短路开路或温度过高等状况，如果不采取措施，也会对整个系统的正常运行带来损害，甚至导致整个系统崩溃。因此对于岸基供电系统各设备的运行状态，尤其是异常状态进行实时监控是非常必要的。
发明内容
本发明的目的是提出一种运行可靠，具有故障诊断能力及自动处理能力的海底观测网络的岸基供电运行及保障系统。
本发明的海底观测网络的岸基供电运行及保障系统包括岸基供电运行监控系统上位机，市电380V供电电源、发电机、自动切换系统、不间断电源监控设备、控制继电器、主工频电源、备用工频电源和直流负高压监测系统；
自动切换系统:其输入端与市电380V供电电源输出端及发电机电源输出端连接，自动检测输入电压，当检测到市电电压低于设定阈值时，则自动切断380V供电电源，接通发电机，当检测到市电电压达到设定阈值时，则自动连接380V供电电源，切断发电机；
不间断电源监控设备:其输入端与自动切换系统的输出端相连，当输入电压低于设定阈值时，则切断与自动切换系统的连接，由不间断电源监控设备自带的电池组供电，当检测到输入电压达到设定阈值时，则恢复与自动切换系统的连接；
控制继电器:其输入端与不间断电源监控设备的输出端相连，输出端分两路，一路与主工频电源的输入端相连，另一路与备用工频电源的输入端相连；
主工频电源和备用工频电源用于将380V电压变换为-1OkV直流电压，主工频电源的输出端和备用工频电源的输出端均与直流负高压监测系统的输入端相连；
直流负高压监测系统:监测工频电源的输出电压，其输出端为连接水下设备端；
上述的自动切换系统、不间断电源监控设备、控制继电器和直流负高压监测系统的通讯接口均与岸基供电运行监控系统上位机以串行通信的方式连接。工作原理:
海底观测网络的岸基供电运行及保障系统中的自动切换系统实时检测市电供电状态，如市电供电电压低于设定阈值时，则自动切断380V供电电源，启动发电机，由发电机进行供电，并将供电状态反馈回岸基供电运行监控系统上位机，当市电380V供电电压恢复正常时，则切断发电机供电电源，由市电继续进行供电；不间断电源监控设备实时监测输入端供电电压，当其输入电压低于设定阈值时，则切断与自动切换系统的连接，由不间断电源监控设备自带的电池组供电，并将状态反馈回岸基供电运行监控系统上位机，发出供电异常报警，当其输入电压正常时，则恢复与自动切换系统的连接，并由供电电源对不间断电源监控设备内部电池组进行充电；控制继电器接收岸基供电运行监控系统上位机的控制命令，当主工频电源正常运行时，控制继电器控制供电电源接通主工频电源，切断备用工频电源的连接，而当主工频电源的输出电压发生异常时，则切断供电电源对主工频电源的供电，并接通供电电源对备用工频电源的供电；主、备用工频电源将380V电源转换为-1OkV直流负高压输出；直流负高压监测系统实时检测工频电源输出状态，并通过串口通讯与岸基供电运行监控系统上位机通信，如发生异常，则由岸基供电运行监控系统上位机远程操纵控制继电器，切换主、备用工频电源；岸基供电运行监控系统上位机软件对整个岸基供电设备的运行状态及输出状况进行实时监测，并通过控制继电器做出相应的故障处理动作。本发明中的岸基供电运行监控系统上位机对故障状态的判断有两种诊断模式，域值判断和运行图谱判断:1)域值判断:根据预设的域值(高限或低限)来判断相关设备是否工作正常，可以设置多级域值，对不同域值采用不同的应对策略；2)运行图谱判断:若某设备已正常运行一段时间，则可以获得此设备相关特征量(如电压、电流等)的运行图谱(柱状图、概率分布图等)，将最近时间(一小时、几小时、一天或几天)的图谱与之相比较，若运行图谱变化较大，可以据此发出预警。本发明的海底观测网络的岸基供电运行及保障系统运行可靠，具有冗余特性，维护费用低，可以进行远程操作，能够自动对故障点进行判别并做出相应的处理动作，能够实现对海底观测网络平台进行持续、长时、有效的电能供给，并且对水下设备采取直流负高压供电，大大降低了海底观测网络铺设费用以及电能的沿途损耗，可以在更广阔的区域内铺设海底观测网络，为长时有效的海洋观测提供可靠的电力保证。
图1为海底观测网络的岸基供电运行及保障系统构成原理图。
具体实施例方式以下结合附图进一步说明本发明
参照图1，本发明的海底观测网络的岸基供电运行及保障系统包括岸基供电运行监控系统上位机I，市电380V供电电源2、发电机9、自动切换系统3、不间断电源监控设备4、控制继电器5、主工频电源6、备用工频电源7和直流负高压监测系统8 ；
自动切换系统3:其输入端与市电380V供电电源2输出端及发电机9电源输出端连接，自动检测输入电压，当检测到市电电压低于设定阈值时，则自动切断380V供电电源，接通发电机9，当检测到市电电压达到设定阈值时，则自动连接380V供电电源，切断发电机10 ；不间断电源监控设备4:其输入端与自动切换系统3的输出端相连，当输入电压低于设定阈值时，则切断与自动切换系统3的连接，由不间断电源监控设备自带的电池组供电，当检测到输入电压达到设定阈值时，则恢复与自动切换系统3的连接；
控制继电器5:其输入端与不间断电源监控设备4的输出端相连，输出端分两路，一路与主工频电源6的输入端相连，另一路与备用工频电源7的输入端相连；
主工频电源6和备用工频电源7用于将380V电压变换为-1OkV直流电压，主工频电源6的输出端和备用工频电源7的输出端均与直流负高压监测系统8的输入端相连；
直流负高压监测系统8:监测工频电源的输出电压，其输出端为连接水下设备端。上述的自动切换系统3、不间断电源监控设备4、控制继电器5和直流负高压监测系统8的通讯接口均与岸基供电运行监控系统上位机I以串行通信的方式连接。本发明中的发电机可米用开普动力公司的KDE75SS3型号发电机；自动切换系统3可采用开普动力公司的ATS自动切换装置；不间断电源监控设备4可采用山特公司的城堡3C3 EX系列UPS不间断电源；控制继电器5可采用LR38F-2Z型号大功率继电器；主工频电源6和备用工频电源7均可采用扬州双鸿电子有限公司的WWL-LSG41型号电源；直流负高压监测系统8采用品致PINTECH/广州德肯电子有限公司的高压衰减棒P6018A和与其配套的研华数据采集卡PC1-1714。
权利要求
1.海底观测网络的岸基供电运行及保障系统，其特征是包括岸基供电运行监控系统上位机(1)，市电380V供电电源(2)、发电机(9)、自动切换系统(3)、不间断电源监控设备(4)、控制继电器(5)、主工频电源(6)、备用工频电源(7)和直流负高压监测系统(8)； 自动切换系统(3):其输入端与市电380V供电电源(2)输出端及发电机(9)电源输出端连接，自动检测输入电压，当检测到市电电压低于设定阈值时，则自动切断380V供电电源，接通发电机(9)，当检测到市电电压达到设定阈值时，则自动连接380V供电电源，切断发电机(10)； 不间断电源监控设备(4):其输入端与自动切换系统(3)的输出端相连，当输入电压低于设定阈值时，则切断与自动切换系统(3)的连接，由不间断电源监控设备自带的电池组供电，当检测到输入电压达到设定阈值时，则恢复与自动切换系统(3)的连接； 控制继电器(5):其输入端与不间断电源监控设备(4)的输出端相连，输出端分两路，一路与主工频电源(6)的输入端相连，另一路与备用工频电源(7)的输入端相连； 主工频电源(6)和备用工频电源(7)用于将380V电压变换为-1OkV直流电压，主工频电源(6)的输出端和备用工频电源(7)的输出端均与直流负高压监测系统(8)的输入端相连； 直流负高压监测系统(8):监测工频电源的输出电压，其输出端为连接水下设备端；上述的自动切换系统(3)、不间断电源监控设备(4)、控制继电器(5)和直流负高压监测系统(8)的通讯接口均与岸基供电运行监控系统上位机(I)以串行通信的方式连接。
全文摘要
本发明公开的海底观测网络的岸基供电运行及保障系统包括岸基供电运行监控系统上位机，市电380V供电电源、发电机、自动切换系统、不间断电源监控设备、控制继电器、主工频电源、备用工频电源和直流负高压监测系统。本发明的系统运行可靠，具有冗余特性，维护费用低，可以进行远程操作，能够自动对故障点进行判别并做出相应的处理动作，能够实现对海底观测网络平台进行持续、长时、有效的电能供给，并且对水下设备采取直流负高压供电，大大降低了海底观测网络铺设费用以及电能的沿途损耗，可以在更广阔的区域内铺设海底观测网络，为长时有效的海洋观测提供可靠的电力保证。
文档编号H02J9/00GK103178599SQ20131007386
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月8日 优先权日2013年3月8日
发明者李德骏, 张锋, 陈燕虎, 金波, 杨灿军, 蔡庚午 申请人:浙江大学