一种具有安全联锁功能的船舶岸电装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了供电【技术领域】中的一种具有安全联锁功能的船舶岸电装置。本实用新型包括供电设备、接线箱和安全联锁设备；供电设备和接线箱连接；安全联锁设备分别与供电设备和接线箱连接；接线箱和船舶受电装置连接；安全联锁设备包括第一信号采集器、第二信号采集器、比较器和继电器。第一信号采集器和第二信号采集器分别采集供电设备和船舶受电装置的相关状态信息，比较器只有在供电设备和船舶受电装置分别处于正常供电状态和受电状态时，才通过继电器导通接线箱，使得供电设备为船舶受电装置供电，解决了向船舶供电过程中出现的安全联锁问题。
【专利说明】-种具有安全联锁功能的船舶岸电装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及供电【技术领域】，具体地，涉及一种具有安全联锁功能的船舶岸电 装直。
【背景技术】
[0002] 目前，电源设备从港口电网取电，经过交一直一交变换后，转换为负荷船舶50Hz 或者60Hz频率电能，通过电缆连接设备输送给船舶受电系统。
[0003] 目前我国航运船舶岸电系统很少考虑安全联锁问题，或者有少量考虑，且解决方 式不合理。安全联锁问题主要是由于给船舶充电过程中，没有考虑供电设备和船舶受电装 置的状态（如保护开关是否开启等），导致充电过程中出现烧毁设备，甚至带来人身事故。
【发明内容】
[0004] 本实用新型提供了一种具有安全联锁功能的船舶岸电装置，用以解决向船舶供电 过程中出现的安全联锁等问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种具有安全联锁功能的船舶岸电装 置，用于对船舶受电装置供电，该装置包括供电设备、接线箱和安全联锁设备；
[0006] 供电设备和接线箱连接；安全联锁设备分别与供电设备和接线箱连接；接线箱和 船舶受电装置连接。
[0007] 优选地，安全联锁设备包括第一信号采集器、第二信号采集器、比较器和继电器；
[0008] 第一信号采集器分别与供电设备和比较器连接；比较器分别与第二信号采集器和 继电器连接；继电器和接线箱连接；第二信号采集器和船舶受电装置连接。
[0009] 优选地，继电器包括手动开关。
[0010] 优选地，安全联锁设备还包括触控显示器；触控显示器分别与第一信号采集器、第 二信号采集器和比较器连接。
[0011] 优选地，供电设备包括接地开关和岸侧断路器线圈；岸侧断路器线圈包括欠压线 圈和失压线圈；接地开关和岸侧断路器线圈分别与第一信号采集器连接。
[0012] 优选地，装置还包括报警器；报警器和比较器连接。
[0013] 优选地，报警器包括蜂鸣器和报警灯。
[0014] 优选地，装置还包括无线传输模块；无线传输模块和比较器连接。
[0015] 优选地，无线传输模块包括GPRS子模块。
[0016] 优选地，比较器包括RS-485接口；RS-485接口和无线传输模块连接。
[0017] 本实用新型具有以下优势：
[0018] 第一信号采集器和第二信号采集器分别采集供电设备和船舶受电装置的相关状 态信息，比较器只有在供电设备和船舶受电装置分别处于正常供电状态和受电状态时，才 通过继电器导通接线箱，使得供电设备为船舶受电装置供电，解决了向船舶供电过程中出 现的安全联锁问题。同时，触屏显示器能够实时显示第一信号采集器、第二信号采集器和 比较器的信息，便于只管地观察供电设备和船舶受电装置的状态信息；无线传输模块通过 GPRS的形式将测量的数据发送给远处监控室与电网调度处，能够实现对船舶用电量和电网 供电量的远程监控；报警器通过蜂鸣器和报警灯实现声音报警和灯光报警。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用 新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
[0020] 图1为实施例1的结构图；
[0021] 图2为在图1基础上增加触控显示器后的结构图；
[0022] 图3为在图2基础上增加报警器后的结构图；
[0023] 图4为在图3基础上增加无线传输模块后的结构图；
[0024] 图5为实施例2的电器原理图；图中各个标记的含义为：1、岸上侧控制电源；2、 船舶侧控制电源；3、船舶输电干线；4、配电盘；5、岸上控制和监控系统；6、船舶侧控制和监 控系统；7、光纤；8、岸上保护控制端进线电源断路器；9、船舶保护控制端进线电源断路器； 10、同步开关；11、岸侧断路器线圈；12、岸上安全电路；13、岸侧接地开关；14、船侧接地转 换开关；15、船上安全电路；16、船舶断路器线圈；17、岸上控制安全继电器；18、岸上手动急 停按钮；19、船舶手动急停按钮；20、船舶控制安全继电器；21、岸侧断路器；22、岸侧接地开 关；23、船舶侧接地开关；24、船舶断路器。
【具体实施方式】
[0025] 下面将结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以 下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0026] 为了解决向船舶供电过程中出现的安全联锁等问题，本实用新型提供了一种具有 安全联锁功能的船舶岸电装置。
[0027] 实施例1
[0028] 本实施例提供了一种具有安全联锁功能的船舶岸电装置，用于对船舶受电装置供 电。如图1所示，该装置包括供电设备、接线箱和安全联锁设备；
[0029] 供电设备和接线箱连接；安全联锁设备分别与供电设备和接线箱连接；接线箱和 船舶受电装置连接。
[0030] 第一信号采集器和第二信号采集器分别采集供电设备和船舶受电装置的相关状 态信息，比较器只有在供电设备和船舶受电装置分别处于正常供电状态和受电状态时，才 通过继电器导通接线箱，使得供电设备为船舶受电装置供电，解决了向船舶供电过程中出 现的安全联锁问题。
[0031] 其中，安全联锁设备包括第一信号采集器、第二信号采集器、比较器和继电器；第 一信号采集器分别与供电设备和比较器连接；比较器分别与第二信号采集器和继电器连 接；继电器和接线箱连接；第二信号采集器和船舶受电装置连接。
[0032] 第一信号采集器用于采集供电设备的状态信息，如供电设备的安全电路是否打 开、岸侧断路器线圈和接地开关的状态等。其中，岸侧断路器线圈包括欠压线圈和失压线 圈，根据上述器件确定供电设备是否处于正常的供电状态。同理，第二信号采集器用于采集 船舶受电装置的状态信息，船舶受电装置包括船舶断路器线圈等保护设备，船舶断路器线 圈包括欠压线圈和失压线圈等保护线圈，根据船舶断路器线圈等设备以确定船舶受电装置 是否处于正常的受电状态。比较器用于比较第一信号采集器和第二信号采集器采集的信 息，当第一信号采集器和第二信号采集器采集的信息满足正常供电和正常受电条件时，使 得和比较器连接的继电器导通，进而控制接线箱内的开关闭合，实现供电设备为船舶受电 装置供电。
[0033] 本实用新型的继电器还包括手动开关，当出现某些故障使得继电器无法自动连接 或断开时，可通过手动开关实现，进一步提高了安全联锁的安全性和选择性。
[0034] 为了便于现场操作人员对供电过程的监控，本实施例的安全联锁设备还包括触控 显示器，如图2所示。触控显示器分别与第一信号采集器、第二信号采集器和比较器连接。 触控显示器用于显示第一信号采集器、第二信号采集器和比较器的信息，操作人员可通过 第一信号采集器、第二信号采集器和比较器的信息对某些实际的故障做出预判，能够降低 故障的发生率。
[0035] 当发生故障时，本实施例的安全联锁设备的比较器会通过报警器发出报警信号， 如图3所示。常见的报警器包括蜂鸣器和报警灯，分别通过声音和光对操作人员进行提示。
[0036] 本实施例的安全联锁设备可以配备无线传输模块，如图4所示。无线传输模块通 常包括GPRS子模块或其他无线信号发射设备，能够通过比较器自带的RS-485接口将比较 器的数据（包括第一信号采集器和第二信号采集器采集的信息）通过无线的形式发送给远 方监控室与电网调度处，实现供电过程的远程监控。
[0037] 实施例2
[0038] 本实施例通过一个具体的场景对本申请的船舶岸电装置进行说明。
[0039] 本实施例的电器原理图如图5所示。图5中岸上侧控制电源1的进线端接口为设 定电压（比如直流24V)。8为岸上保护控制端进线电源断路器。当控制回路有短路、过流 或欠压时，船舶输电干线3失去控制。这时，岸上保护控制端进线电源断路器8就会自动断 开保护，同时图5中岸侧断路器线圈11失电引起船舶输电干线3中岸侧断路器21跳闸，自 动切断船舶输电干线3的电源，实现应急切断安全保护功能。同时，岸侧接地开关13的线 圈失电，岸侧接地开关22接地允许，使得岸侧接地开关22闭合，船舶输电干线3安全接地， 实现安全链的功能作用。岸上安全电路12通过岸上控制和监控系统5和船舶侧控制和监 控系统6采集的设备信号汇集进行判断，当岸上控制和监控系统5判断电路的状态按照电 路逻辑都处于安全逻辑状态时，船舶输电干线3合闸。岸侧接地开关22的断开状态信号应 该返回至岸上控制和监控系统5,当岸上控制和监控系统5确认岸上安全电路12的线圈处 于得电状态时，岸上控制和监控系统5使得岸上控制安全继电器17处于闭合状态，允许岸 侧断路器线圈11得电，岸侧断路器21允许合闸；反之，岸侧接地开关22的闭合状态信号返 回至岸上控制和监控系统5,当岸上控制和监控系统5判断电路的状态按照电路逻辑都处 于不安全逻辑状态时，使得岸上安全电路12的线圈处于失电状态，岸上控制和监控系统5 使得岸上控制安全继电器17断开，随即岸侧断路器线圈11失电，岸侧断路器21瞬时跳闸， 切断船舶输电干线3,进行安全保护，实现应急切断安全保护功能。同时，岸侧接地开关13 的线圈失电，岸侧接地开关22接地允许并闭合，船舶输电干线3安全接地，实现安全链的功 能作用。18是处于岸上不同位置的岸上手动急停按钮，可以在同时不同地点切断控制回路 电源，从而使岸侧断路器线圈11失电，后续动作和上述相同，不再赘述。这样就实现了装置 方便，快捷的应急切断和安全链的功能，这是岸上的安全联锁保护，船舶亦如此。
[0040] 图5中船舶侧控制电源2的进线端接口为设定电压（比如直流24V)，9为船舶保 护控制端进线电源断路器。当控制回路有短路、过流或欠压时，船舶输电干线3失去控制。 这时，船舶保护控制端进线电源断路器9就会自动断开保护。同时，图5中船舶断路器线圈 16失电引起船舶输电干线3中船舶断路器24跳闸，使得船舶断路器24自动切断船舶输电 干线3,对船舶进行安全保护，实现应急切断安全保护功能；船侧接地转换开关14失电，此 时船舶侧接地开关23接地允许并闭合，船舶输电干线3安全接地，实现安全链的功能作用。 船上安全电路15通过岸上控制和监控系统5和船舶侧控制和监控系统6采集的设备信号 汇集进行判断，当船舶侧控制和监控系统6判断电路的状态按照电路逻辑都处于安全逻辑 状态时，船舶输电干线3合闸。船舶侧接地开关23的断开状态信号应该返回至船舶侧控制 和监控系统6。当船上安全电路15确认线圈处于得电状态时，船舶侧控制和监控系统6使得 船舶控制安全继电器20处于闭合状态，允许船舶断路器线圈16得电，船舶断路器24允许 合闸；反之，当船舶侧接地开关23的闭合状态信号返回至船舶侧控制和监控系统6,当船舶 侧控制和监控系统6判断电路的状态按照电路逻辑都处于不安全逻辑状态时，船上安全电 路15的线圈处于失电状态，船舶侧控制和监控系统6使得船舶控制安全继电器20断开，随 即船舶断路器线圈16失电，船舶断路器24瞬时跳闸，切断船舶输电干线3,进行安全保护， 实现应急切断安全保护功能。船侧接地转换开关14线圈失电，此时船舶侧接地开关23接 地允许并闭合，船舶输电干线3安全接地，实现安全链的功能作用。19为处于船舶不同位置 的船舶手动急停按钮，可以在同时不同地点切断控制回路电源，从而使船舶断路器线圈16 失电，船舶断路器24瞬时跳闸，切断船舶输电干线3,实现应急切断安全保护功能。同时船 侧接地转换开关14的线圈失电，此时船舶侧接地开关23接地允许并闭合，船舶输电干线3 安全接地，实现安全链的功能作用，这样就实现了装置方便，快捷的应急切断和安全链的功 能。10为船舶的同步开关，当岸上送过来的电源通过配电盘4连接时，船舶侧控制和监控系 统6检测到频率、电压参数等与船舶发动机提供的电源基本一致时，同步开关10自动闭合， 同时切断船舶发电机供电开关，改为岸上全部供电。
[0041] 本实施例的安全联锁包括应急切断和安全链两个方面。
[0042] 1.应急切断：在发生事故或者故障时瞬间切断岸上和船上的岸电连接断路器，保 证船舶和人员安全，该应急切断包括自动和手动动作，动作的结果是岸侧和船侧均能同时 断开岸电连接断路器，断开的同时应闭合接地开关，确保各相接地。
[0043] 2.安全链：安全可靠的连接岸电电源，在等电位连接未建立，供电设备尚未提供 或岸电连接插头/插座的控制极电路未接通等情况下，安装在岸电连接配电柜内的岸电连 接断路器无法闭合或者在闭合位置自动断开，断开的同时应闭合接地开关，确保各相接地。
[0044] 本实用新型提供了一种具有安全联锁的船舶岸电电源装置，该装置在发生事故或 者故障时可以瞬间切断电源；并且在等电位未建立、岸电未供电、岸电连接插头未插接的情 况下，岸电连接断路器无法闭合或者在闭合位置自动断开。
[0045] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参 照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以 对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡 在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用 新型的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种具有安全联锁功能的船舶岸电装置，用于对船舶受电装置供电，其特征是，该装 置包括供电设备、接线箱和安全联锁设备； 所述供电设备和接线箱连接；所述安全联锁设备分别与所述供电设备和接线箱连接； 所述接线箱和船舶受电装置连接。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征是，所述安全联锁设备包括第一信号采集器、第二 信号采集器、比较器和继电器； 所述第一信号采集器分别与所述供电设备和比较器连接；所述比较器分别与所述第二 信号采集器和继电器连接；所述继电器和所述接线箱连接；所述第二信号采集器和船舶受 电装置连接。
3. 如权利要求2所述的装置，其特征是，所述继电器包括手动开关。
4. 如权利要求3所述的装置，其特征是，所述安全联锁设备还包括触控显示器；所述触 控显示器分别与所述第一信号采集器、第二信号采集器和所述比较器连接。
5. 如权利要求2所述的装置，其特征是，所述供电设备包括接地开关和岸侧断路器线 圈；所述岸侧断路器线圈包括欠压线圈和失压线圈；所述接地开关和岸侧断路器线圈分别 与所述第一信号采集器连接。
6. 如权利要求2所述的装置，其特征是，所述装置还包括报警器；所述报警器和所述比 较器连接。
7. 如权利要求6所述的装置，其特征是，所述报警器包括蜂鸣器和报警灯。
8. 如权利要求2所述的装置，其特征是，所述装置还包括无线传输模块；所述无线传输 模块和所述比较器连接。
9. 如权利要求8所述的装置，其特征是，所述无线传输模块包括GPRS子模块。
10. 如权利要求9所述的装置，其特征是，所述比较器包括RS-485接口；所述RS-485接 口和所述无线传输模块连接。
【文档编号】H02J13/00GK203911590SQ201420323153
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】陈枫, 卜佩征, 李磊, 胡学忠, 张伟红, 吴凯 申请人:国家电网公司, 国网福建省电力有限公司, 国网福建省电力有限公司厦门供电公司, 国网浙江省电力公司, 国网浙江省电力公司宁波供电公司, 北京南瑞智芯微电子科技有限公司