专利名称：船舶岸基自动安全供电方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用陆地上电源对停靠在岸基的船舶进行供电的装置及方法，尤其涉及船舶岸基自动安全供电方法及装置。
背景技术：
船舶在停靠码头时，提供全船动力的柴油机处于低负荷和变负荷运行状态，此时将比正常运行排出更多的有害物。一般长江沿线各个港口城市NOx浓度在O. 01到O. 15毫克/立方米之间，SOx浓度在O. 02到O. 10毫克/立方米之间，导致这些城市的中心城区大气环境指标接近或低于国家规定的大气质量二级标准，部分城区甚至低于三级标准。其中，经过测算后的船舶柴油机排出的NOx和SOx占中心城区总量的5%到7%，占港口区域总量的50%。我国已经开始大力开发和发展环保型产品，合理利用和开伐资源，尽力推广和使用绿色环保能源，从而有效地减少废气的排放量，保护我们的生存环境免受污染。我国航运发达 港口众多，港口普及和推广船舶岸基成套供电系统对节能减排和美化环境具有立竿见影的效果，是我国兑现哥本哈根承诺而采取的行之有效的措施之一。现有技术中，公开号为CN201490897U，公告日为20100526，名称为一种可移动式岸电变频供电装置的专利，公开了一种岸电供电装置，该装置包括岸上供电电箱、船上受电系统，还包括变频电源装置，其输入端通过电缆连接岸上供电电箱，输出端通过电缆与电缆卷筒箱连接，将变频电源装置的输入电源变频变压后输出到电缆卷筒箱；电缆卷筒箱里至少一个带若干根电缆的低压卷筒和若干个插头，电缆通过所述相应插头与船上受电系统连接。该专利虽然实现了将陆地的电源变频后对靠岸港船舶进行供电，但是操作麻烦，使用过程中会出现供电接口、插头插座被上涨的水面淹没，危险系数高，影响了正常供电。另一项公开号为CN102285318A，专利名为一种河港船舶岸基供电装置，该装置虽然实现了将陆地电源对靠港船舶进行供电，但是操作需要在岸电接电箱的面板上操作，易受到岸电接电箱安装位置受到码头结构布置影响，导致操作人员无法实时监控到插头的运行位置。同时，由于港口海岸的水位随时变化，使用过程中无法有效调整接口、插头和插座的高度位置，容易导致水位快速上涨后淹没接头插座，导致用电安全问题。另外由于现场仅能显示电量，没有双方认可确认的电量认证途径，容易导致用电缴费上的纠纷。因此，我们迫切需要一种既能满足码头管理人员(尤其是供电方)经过授权后给予供电，并在现场计量电量、给出计量结果；同时也能有效监控江水变化，自动控制接头位置运行始终处于安全高度的安全供电系统。
发明内容
本发明的目的是克服上述技术缺陷，而提供一种能够实时根据水位变化调整供电接口、插头插座位置、现场计量电量并经过码头管理人员(尤其是供电方)授权后给予供电的船舶岸基自动安全供电装置。为了实现上述目的，本发明提供的船舶岸基自动安全供电方法，包括以下步骤
步骤一船舶岸基供电中心的输出电能经过电力监测单元监测电力质量参数，并经过电力终端计量单元计量电量后通过电缆引出至成套供电单元；步骤二 采用水位监测传输单元检测水位并上传至供电控制单元，供电控制单元根据水位数据实时控制电缆放线高度，从而控制至成套供电单元始终位于水面安全位置；步骤三供电和用电双方记录当前电量，启动岸基供电中心和成套供电单元的供电启动按钮，开始供电。在上述技术方案的步骤二中，所述水位监测传输单元检测水位的方法是将水位监测传输单元的水位传感器探头投入船舶停靠的水面下，测量水位传感器探头受到的水面压力F = P.g.H + Po,式中P :液位计迎水面所受压力；P :船舶停靠的水面下液体的密度； g:重力加速度；Po :水面上大气压；H :水位传感器探头投入的水位高度；通过导气不锈钢将液体的压力引入到水位传感器探头的正压腔，再将水面上的大气压Po与水位传感器探头的负压腔相连，以抵消水位传感器探头背面的Po，使水位传感器探头测得压力为P · g. H，通过测量压力P，计算出水位高度H值。在上述技术方案的步骤三中，所述记录当前用电量后启动供电的具体方法是，通过供电管理者手中钥匙，启动所述成套供电单元供电钥匙旋钮和装置运行钥匙旋钮后，开始供电。本发明还提供了根据上述技术方案所述船舶岸基自动安全供电方法专用的供电装置，包括与供电中心通过电缆相连接的岸基供电电源柜，所述岸基供电电源柜的输出端通过电缆连接有成套供电单元，所述成套供电单元包括电源接线箱和电机驱动的电缆卷筒单元，所述电缆卷筒单元的一侧设置有纵向布置的滑轨，所述滑轨上安装有滑车，所述滑轨的顶端安装有转向用的导缆单元，所述电源接线箱内设有用于检测供电电力质量参数的电力监测单元，以及用于计量给船舶供电能源消耗的电力终端计量单元，所述电源接线箱输出端连接的电缆绕过电缆卷筒单元，并依次经由导缆单元和滑车后连接有插座，所述插座上插有带电缆接口的插头；还包括供电控制单元，所述供电控制单元的输入端连接有用于监测水位信号的水位监测传输单元，供电控制单元的输入端还连接有感应电缆卷筒单元高度信号的高度传感器，所述供电控制单元的输出端与驱动电缆卷筒单元的电机连接。在上述技术方案中，所述电缆卷筒单元包括卷筒轴和卷筒，以及控制电机动作的接触器，所述卷筒轴端部安装有极限位置保护开关，所述高度传感器为旋转编码器，所述旋转编码器设置在极限位置保护开关的内侧。 在上述技术方案中，所述供电控制单元包括双向连接的可编程序控制器和可编程序控制器输入输出单元，所述可编程序控制器输入输出单元的输入端分别与所述旋转编码器以及所述水位监测传输单元连接，所述可编程序控制器输入输出单元的输出端与所述接触器连接。在上述技术方案中，专用的供电装置还包括手动控制/远程遥控单元，所述手动控制/远程遥控单元包括设置于电源接线箱柜门上的装置运行钥匙旋钮、装置供电钥匙旋钮、装置紧急停止按钮和装置故障复位按钮，所述装置运行钥匙旋钮与电源接线箱的输出端连接，所述装置供电钥匙旋钮与电力终端计量单元的输出端连接，所述装置紧急停止按钮和装置故障复位按钮均与电源接线箱的输出端连接，所述手动控制/远程遥控单元的输出端与所述可编程序控制器输入输出单元的输入端连接。在上述技术方案中，所述水位监测传输单元包括水位传感器探头、设置在水位传感器探头端部的防护网罩、罩在水位传感器探头和防护网罩外侧的护管、卡在护管上的抱卡、与水位传感器探头连接的水下电缆，以及计算并显示水位高度的数字显示表，所述水下电缆与所述供电控制单元的输入端连接，所述数字显示表设置在电源接线箱的柜门上。在上述技术方案中，所述岸基供电电源柜输出端通过电缆连接有多组有成套供电单元，每组成套供电单元之间通过工业总线接收同一个水位监测传输单元输出的水位高度数据。
在上述技术方案中，所述导缆单元包括多组进电缆导向滑轮和改向滑轮，所述滑车的端部和中部分别安装有端部滑轮和中部滑轮，所述滑车上还设有相向布置的固定板和紧固板，所述固定板和紧固板之间设有橡胶衬垫，所述橡胶衬垫内穿插电缆，所述固定板和紧固板通过螺栓紧固本发明采用手动控制/远程遥控单元，既可现场在面板上操作电源接线箱进行供电，也可以无线远程操作电源接线箱进行供电，不受现场岸基布置的影响，操作方便安全；本发明采用供电控制单元实时监控供电接口(供电接口为船舶上的电能输入接口，该接口与插头连接)和插头插座的高度位置，并根据水面高度的变化实时调整供电接口和插头插座的高度，使岸基供电实时处在安全的高度，实现安全供电的目的；本发明采用钥匙旋钮、按钮实现人为授权供电，避免了用电计量的纠纷，达到岸基船舶透明用电，便于供电和用电双方结算用电量；此外，本发明还采用工业总线将一组水位监测传输单元检测的页水面高度信号传输给并列的多个成套供电单元，使并列的多个成套供电单元均可根据水面高度信号实时调整接口和插头插座的高度，始终保证供电处于安全范围内，实现安全供电的目的。
图I是本发明方法流程2本发明装置的整体结构框图；图3是并列的多个成套供电单元(17)通过工业总线(7)连接的结构框图；图4是本发明的水位监测传输单元(6)结构示意图；图5是本发明的电缆卷筒单元(8)结构示意图；图6是本发明的导缆单元(9)、滑车(10)滑轨(11)的布置结构示意图；图7是本发明的电源接线箱(I)柜内布置结构示意图；图8是本发明的供电控制单元(4)面板结构示意图；图9是本发明的供电控制单元(4)柜内结构布置示意图；图中I、电源接线箱(I. I、控制接触器；1. 2、执行接触器；1. 3、供电电源接触器；
I.6、电流互感器；1. 9、进线熔断器；I. 10、变压器)；2、电力监测单元(2. I、电压表转换开关；2. 2、电压表；2. 3、相序继电器；2. 4、第一指示灯；2. 5、第二指示灯；2. 6、电流表；2. 7、电流互感器);3、电力终端计量单元(3. I有功功率电度表；3. 2、无线抄表打印系统电度表)；4、供电控制单元(4.I、可编程序控制器；4. 2、可编程序控制器输入输出单元；4. 3、中间继电器单元)；5、手动控制/远程遥控单元(5. I、装置运行钥匙旋钮；5. 2、装置供电钥匙旋钮；5. 3、装置紧急停止按钮；5. 4、装置故障复位按钮；5. 5、系统故障复位按钮；5. 6、装置故障指示灯；5. 7、“放缆动作”操作旋钮；5. 8、放缆动作指示灯；5. 9、“收缆动作”操作旋钮，
5.10、收缆动作指示灯)；6、水位监测传输单元(6. I、水位传感器探头；6. 2、防护网罩；6. 3、护管；6. 4、抱卡；6. 5、水下电缆；6. 6、数字显示表)；7、工业总线；8、电缆卷筒单元(8. I、旋转编码器；8. 2、筒轴；8. 3、卷筒；8. 4、接触器；8. 5、极限位置保护开关；8. 6、电机)；9、导缆单元；10、滑车(10. I端部滑轮；10. 2、中部滑轮；10. 3、螺栓；10. 4、固定板；10. 5、橡胶衬垫；10. 6、紧固板)；11、滑轨；12、电缆；13. I、插座；13. 2、插头；15、供电中心；16、岸基供电电源柜；17、成套供电单元。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述 船舶岸基自动安全供电装置的自动安全供电方法，如图I所示，包括以下步骤I、利用电缆将岸基供电电源柜16与供电中心15连接，利用电缆将岸基供电电源柜16与电源接线箱I连接，电源接线箱I输出的电缆12连接到电力监测单元2和电力终端计量单元3中，电力监测单元2监测电源接线箱I输出的电力质量参数，电力终端计量单元3计量电源接线箱I输出的电能；2、将电源接线箱I输出的电缆12绕过电缆卷筒单元8，并依次经由导缆单元9和滑车10后连接有插座13. 1，将插座13. I上插有带电缆接口的插头13. 2连接到需电船舶；3、将水位监测传输单元6投入到船舶停靠的水面下，水位监测传输单元6将监测到的水位数据输出到供电控制单元4，供电控制单元4根据水位数据控制电缆卷筒单元8的上的电缆放线高度，保证插座13. I和插头13. 2始终位于水面上方；4、供电和用电双方记录当前电量，启动电源接线箱I上的供电启动按钮，开始供电，在供电过程中，水位监测传输单元6实时监测水位数据，供电控制单元4实时调整插头13. 2高度，供电完毕，供电和用电双方记录供电电量。水位监测传输单元6监测水位数据的方法为将水位监测传输单元6的水位传感器探头6. I投入船舶停靠的水面下，测量水位传感器探头6. I受到的水面压力F = P . g. H+ Po，式中P :液位计迎水面所受压力；P :船舶停靠的水面下液体的密度；g :重力加速度；Po :水面上大气压；H :水位传感器探头6. I投入的水位高度；通过导气不锈钢将液体的压力引入到水位传感器探头6. I的正压腔，再将水面上的大气压Po与水位传感器探头6. I的负压腔相连，以抵消水位传感器探头6. I背面的Po，使水位传感器探头6. I测得压力为P . g. H，通过测量压力P，计算出水位高度H值；步骤4中，供电和用电双方记录当前电量之后，通过供电管理者手中钥匙启动电源接线箱I上装置供电钥匙旋钮5. 2和装置运行钥匙旋钮5. I启动供电。
如图2所示的船舶岸基自动安全供电装置，包括与供电中心15通过电缆相连接的岸基供电电源柜16，岸基供电电源柜16的输出端通过电缆12连接有成套供电单元17，成套供电单元17包括电源接线箱I和电机驱动的电缆卷筒单元8,如图6所示，电缆卷筒单元8的一侧设置有纵向布置的滑轨11，滑轨11上安装有滑车10，滑轨11的顶端安装有转向用的导缆单元9，电源接线箱I内设有用于检测供电电力质量参数的电力监测单元2，以及用于计量给船舶供电能源消耗的电力终端计量单元3，电源接线箱I输出端连接的电缆12绕过电缆卷筒单元8，并依次经由导缆单元9和滑车10后连接有插座13. 1，插座13. I上插有带电缆接口的插头13. 2 ;还包括供电控制单元4，供电控制单元4的输入端连接有用于监测水位信号的水位监测传输单元6，供电控制单元4的输入端还连接有感应电缆卷筒单元8高度信号的高度传感器，供电控制单元4的输出端与驱动电缆卷筒单元8的电机8. 6连接。如图5所示，电缆卷筒单元8包括卷筒轴8. 2和卷筒8. 3，以及控制电机8. 6动作的接触器8. 4，卷筒轴8. 2端部安装有极限位置保护开关8. 5，高度传感器为旋转编码器8. 1，旋转编码器8. I设置在极限位置保护开关8. 5的内侧。供电控制单元4包括双向连接的可编程序控制器4. I和可编程序控制器输入输出 单元4. 2，可编程序控制器输入输出单元4. 2的输入端分别与所述旋转编码器8. I、水位监测传输单元6连接，可编程序控制器输入输出单元4. 2的输出端与接触器8. 4连接。还包括手动控制/远程遥控单元5，手动控制/远程遥控单元5包括设置于电源接线箱I柜门上的装置运行钥匙旋钮5. I、装置供电钥匙旋钮5. 2、装置紧急停止按钮5. 3和装置故障复位按钮5. 4，装置运行钥匙旋钮5. I与电源接线箱I的输出端连接，装置供电钥匙旋钮5. 2与电力终端计量单元3的输出端连接，装置紧急停止按钮5. 3和装置故障复位按钮5. 4均与电源接线箱I的输出端连接，手动控制/远程遥控单元5的输出端与可编程序控制器输入输出单兀4. 2的输入端连接。如图3所示，水位监测传输单元6包括水位传感器探头6. I、设置在水位传感器探头6. I端部的防护网罩6. 2、罩在水位传感器探头6. I和防护网罩6. 2外侧的护管6. 3、卡在护管6. 3上的抱卡6. 4、与水位传感器探头6. I连接的水下电缆6. 5，以及计算并显示水位高度的数字显示表6. 6，水下电缆6. 5与供电控制单元4的输入端连接，数字显示表6. 6设置在电源接线箱I的柜门上。岸基供电电源柜16输出端通过电缆连接有多组有成套供电单元17，如图3所示，每组成套供电单元17之间通过工业总线7接收同一个水位监测传输单元6输出的水位高度数据，一个水位监测传输单元6输出的水位高度可供每组成套供电单元17使用。导缆单元9包括多组进电缆导向滑轮和改向滑轮。滑车10的端部和中部分别安装有端部滑轮10. I和中部滑轮10. 2，滑车10上还设有相向布置的固定板10. 4和紧固板10. 6，固定板10. 4和紧固板10. 6之间设有橡胶衬垫10. 5，橡胶衬垫10. 5内穿插电缆12，固定板10. 4和紧固板10. 6通过螺栓10. 3紧固。本发明各个单元的具体结构和用途如下电源接线箱1，用于连接从岸基供电电源柜16引出的供电电缆12，形成岸基供电电源柜16和船舶岸基自动安全供电系统的电力供应通道；电力监测单元2，用于检测达到船舶所需要电力质量参数，如电压，电压波动范围等参数；
电力终端计量单元3，用于计量给船舶供电的能源消耗，同时可以通过现场打印出计量数据，实时计量能耗情况，并可以按照需要上传计量数据到后方中央计量管理中心，实现全局能耗管理控制的要求；供电控制单元4，用于控制岸基供电电源柜16按照要求给靠泊船舶提供电力，同时接收来自水位监测传输单元6的水位信号，配合电缆卷筒单元8上自带的用于确定接头在滑轨高度旋转编码器8. I的数据，通过供电控制单元4内固化的控制软件运算，实现安全供电的的目的；并可以保证电缆卷筒单元8自带的极限位置保护开关8. 5在滑轨11上通过现场手动控制/远程遥控系统5操作时不会超出极限保护范围；现场手动控制/远程遥控系统5，用于操作供电控制单元4，通过面板(面板的结构如图8所示)操作现场控制供电电源接头位置高度，也可以通过操作人员手持无线操作器，发送无线控制指令到和供电控制单元4相连接的无线接收器，然后由供电控制单元4按照控制指令，按照其内控制软件编写的逻辑指令，控制电缆卷筒单元8收放动作，达到插头13. I、插座13. 2在合适高度，使供电接头处于安全供电的高度；
水位监测传输单元6，用于采集检测水位(即水面高度)数据并上传给供电控制单元4 ；工业总线系统7，用于传输水位监测传输单元6输出水位(即水面高度)数据到各个到成套供电单元17内的供电控制单元4中，供电控制单元4根据所接收到的水位数据，控制电缆卷筒单元8的动作；电缆卷筒单元8，用于按照供电控制单元4的控制命令，收缩或者放出电缆12，实时(根据水位数据的变化)调整插头13. I、插座13. 2高度位置；导缆装置9，用于电缆12沿相应的方向上运行；滑车10，用于实现电缆12供电端头的固定，同时确保电缆12在滑轨11中稳定运行；滑轨11，用于提供滑车10按照预定的轨迹运行；电缆12，用于实现给船舶提供电源的传输通道；插头13. I、插座13. 2，用于实现成套供电单元17和船舶之间的对接；具体地水位监测传输单元6结构和安装位置如图4所示，它是用于监测和记录水位的专业设备，仪器经专门的工业设计，采用陶瓷电容传感器，具有高度的可靠性和耐久性。采用独有的一体化设计，将水位传感器探头6. I和数据采集记录仪集成在一起，避免了常规分体式设计中可能出现的数据传输不稳定，或探头测量值和数采记录值不一致等问题。水位传感器探头6. I头部防护网罩6. 2是为了防护较大杂质堵塞管口而设置的钢网护罩；水位定位传感器防护用护管6. 3是保护传感器不随水流运动的；水位定位传感器护管抱卡6. 4将护管6. 3固定在码头岸壁上；水下电缆6. 5将水位传感器探头6. I和供电控制单元4互联，保证数据有效传输，同时也作为水位传感器探头6. I的固定端。电源接入电源接线箱1，电力监测单元2监测接入电源的供电情况，包括三相电压，电流情况，缺相，短路，断路等，同时如果船舶用电中心使用电力，电力终端计量单元3自动记录计量电量，同时可以现场打印当前所用电量记录，现场由用电，受电双方签字确认便于最终结算；现场手动控制/远程遥控系统5控制岸电供电装置的电缆卷筒单元8，可以提供供电电源的收、放供电电缆动作，供电控制单元4确保供电接头始终处于安全状态，同时保证供电接头与船舶用电中心高度合适；导缆装置9将保证电缆12按照引导方向运行；滑车10确保供电电缆可以在滑轨中运行，并上下自由运行；插头13. I、插座13. 2用于将船舶岸基成套供电系统和船舶用电中心通过电缆12安全有效连接。水位监测传输单元6自动监测水位变化，将水位数据实时传输给供电控制单元4，供电控制单元4根据水位数据自动的调整岸电供电装置的电缆卷筒单元的收、放供电电缆动作，达到安全用电、智能监测的效果。与此同时此水位数据也可以通过工业总线7传输给其他的成套供电单元17中的供电控制单元4，使同一作业面上的所有电缆卷筒单元按照当前所处的插头13. I、插座13.2位置的自动进行收、放供电电缆动作，达到安全用电、智能监测的目的。电源接线箱I安装于码头面上，高度控制在不阻碍其他设备运行的范围内，电源接线箱I采用双层柜门形式的防水结构设计，并采用密封件密封接缝处，防止水和粉尘进入，防护等级高。如图7所示，它包括控制接触器I. I和执行接触器I. 2、供电电源接触器
1.3和电力终端计量单元3中计量用的电流互感器I. 6、供电控制单元4的进线熔断器I. 9和变压器I. 10，各个器件依据功能分别通过导线互相连接起来；电力监测单元2包括电压表转换开关2. 1，可以顺次旋动，在供给的三相电压之间切换，掌握供电电压情况；布置于电源接线箱I的柜门(柜内结构如图9所示)上；还包括电压表2. 2，可以显示电压表转换开关2. I所输出的电压情况，布置于电源接线箱I的柜门上；以及相序继电器2. 3，用于供电控制单元4中，实现电源的电力欠压、过压和缺相监测的目的；第一指示灯2. 4布置于电源接线箱I的柜门上，用于指示后方电源供电情况；第二指示灯2. 5布置于电源接线箱I的柜门上，用于指示给船舶供电电源情况；电流表2. 6布置于电源接线箱I的柜门上，实时监测供给船舶的用电流量状态；电流互感器2. 7布置于供电控制单元4中，各个器件依据功能分别通过导线互相连接起来；电压表转换开关2. I、电压表
2.2、第一指示灯2. 4和第二指示灯2. 5分别通过导线连接进线电源线的进线端，相序继电器2. 3通过导线与供电控制单元4相连接；电力终端计量单元3包括数字式三相四线制有功功率电度表3. I和无线抄表打印系统3. 2，电度表3. I通过导线和电流互感器I. 6连接，无线抄表打印系统3. 2通过无线系统接收电度表3. I的数据并打印，同时可将数据储存后传给后方码头计量管理中心整体管理；供电控制单元4包括可编程序控制器4. I和可编程序控制器输入输出单元4. 2，其接收旋转编码器8. I数据和极限位置保护开关8. 5的开关量信号，按照事先编写的控制软件的逻辑动作，控制电缆卷筒单元8的接触器8. 4的动作；中间继电器单元4. 3执行可编程序控制器输入输出单元4. 2的动作指令；各个器件依据功能分别通过导线互相连接起来；现场手动控制/远程遥控系统5包括设置于电源接线箱I的柜门上的装置运行钥匙旋钮5. I和装置供电钥匙旋钮5. 2，二套钥匙开关都是由经过授权的相关管理人员来持有和操作，他们将对船舶岸基成套供电系统的整个安全运行辅助，拥有最高的控制权限；一旦遇到紧急情况时，可以按动装置紧急停止按钮5. 4来停止船舶岸基成套供电系统的所有操作；当船舶岸基成套供电系统出现故障时候，系统会停止不运行直至故障排除，此时应该按动系统故障复位按钮5. 5，恢复系统运行，同时装置故障指示灯5. 6熄灭；当需要在电源接线箱I的柜门操作控制电缆卷筒单元8时，按照需要的动作，依次操作“放缆动作”操作旋钮5. 7 (手持无线操作器)，放缆动作指示灯5. 8 (手持无线操作器)会点亮，表示当前的运行动作为“放缆动作”，操作“收缆动作”操作旋钮5. 9 (手持无线操作器)，收缆动作指示灯5. 10 (手持无线操作器)会点亮，表示当前的运行动作为收缆动作；各个器件依据功能分别通过导线互相连接起来；水位监测传输单元6包括水位定位传感器探头6. I是用于监测和记录水位的专业设备。水位定位传感器头部防护罩6. 2是为了防护较大杂质堵塞管口而设置的钢网护罩；水位定位传感器防护用护管6. 3是保护传感器不随水流运动的；水位定位传感器护管抱卡
6.4是固定防护护管在码头岸壁上；水位定位传感器水下电缆6. 5是将水位定位传感器探头6. I与供电控制单元4互连传输数据；同时，在电源接线箱I的柜门上，数字显示表可以实时显示水位位置高度数据和插头13. I、插座13. 2相对码头面的高度数据；各个器件依据功能分别通过导线互相连接起来；工业总线系统7用于控制指令和数据的传输，采用工业总线系统7传输数据具有良好的速度和数据稳定性； 电缆卷筒单元8通过供电控制单元4的控制实现动作，通过导线互相连接电缆卷筒单元8的接触器8. 4和电机8. 6，实现驱动力；旋转编码器8. I用于监测插头13. I、插座
13.2的高度位置；极限位置保护开关8. 5，用于限制插头13. I、插座13. 2在可行的范围内运行；电缆卷筒单元8设置在码头面下的一个钢制的安装平台上，电缆卷筒通过预设的安装孔吊装到这个安装平台上；导缆装置9将缠绕在电缆卷筒单元8上的电缆12导向并顺畅通过码头前边梁上沿。导缆装置9由多组滑轮连续导向，包括进电缆导向滑轮和改向滑轮；穿越前边梁后，依然通过多组滑轮连续导向，进入到滑车10。滑车10通过端部滑轮10. I和中部滑轮10. 2导向，引导滑车10沿着滑轨11方向运行，同时滑车10上设置电缆12和滑车10相对位置固定的螺栓10. 3、固定板10. 4、橡胶衬垫10. 5紧固板10. 6，通过上紧螺栓10. 3，使固定板10. 4和紧固板10. 6受到相向压力而相互靠近，最终夹紧橡胶衬垫10. 5抱紧的电缆12，保证了滑车10和电缆12相对位置的固定;滑轨11提供导向滑车10沿预定方向运行的轨道；电缆12用作输送电能；插头13. I、插座13. 2完成厗基供电系统和船舶受电系统的互联；供电控制单元4中根据船舶岸基成套供电系统及自动安全供电的监测系统的工作状况设置控制软件，控制船舶岸基成套供电系统正常工作及插头13. I、插座13. 2的高度位置。
权利要求
1.一种船舶岸基自动安全供电方法，其特征在于包括以下步骤 步骤一船舶岸基供电中心(15)的输出电能经过电力监测单元(2)监测电力质量参数，并经过电力终端计量单元(3)计量电量后通过电缆引出至成套供电单元(17); 步骤二 采用水位监测传输单元(6)检测水位并上传至供电控制单元(4)，供电控制单元(4)根据水位数据实时控制电缆放线高度，从而控制所述成套供电单元(17)始终位于水面安全位置； 步骤三供电和用电双方记录当前电量，启动岸基供电中心(15)和成套供电单元(17)的供电启动按钮，开始供电。
2.根据权利要求I所述的船舶岸基自动安全供电方法，其特征在于，步骤二中，所述水位监测传输单元(6)检测水位的方法是 将水位监测传输单元(6)的水位传感器探头(6. I)投入船舶停靠的水面下，测量水位传感器探头(6. I)受到的水面压力F = P.g.H + Po，式中 P :液位计迎水面所受压力； P :船舶停靠的水面下液体的密度； g :重力加速度； Po :水面上大气压； H :水位传感器探头(6. I)投入的水位高度； 通过导气不锈钢将液体的压力引入到水位传感器探头(6. I)的正压腔，再将水面上的大气压Po与水位传感器探头(6. I)的负压腔相连，以抵消水位传感器探头(6. I)背面的Po，使水位传感器探头(6. I)测得压力为P . g. H，通过测量压力P，计算出水位高度H值。
3.根据权利要求I或2所述的船舶岸基自动安全供电方法，其特征在于，步骤三中，所述记录当前用电量后启动供电的具体方法是，通过供电管理者手中钥匙，启动所述成套供电单元(17 )供电钥匙旋钮(5.2)和装置运行钥匙旋钮(5. I)后，开始供电。
4.一种船舶岸基自动安全供电方法专用的供电装置，其特征在于包括与供电中心(15)通过电缆(12)相连接的岸基供电电源柜(16)，所述岸基供电电源柜(16)的输出端通过电缆(12)连接有成套供电单元(17),所述成套供电单元(17)包括电源接线箱(I)和电机驱动的电缆卷筒单元(8)，所述电缆卷筒单元(8)的一侧设置有纵向布置的滑轨(11)，所述滑轨(11)上安装有滑车(10)，所述滑轨(11)的顶端安装有转向用的导缆单元(9)，所述电源接线箱(I)内设有用于检测供电电力质量参数的电力监测单元(2)，以及用于计量给船舶供电能源消耗的电力终端计量单元(3)，所述电源接线箱(I)输出端连接的电缆(12)绕过电缆卷筒单元(8 )，并依次经由导缆单元(9 )和滑车(10 )后连接有插座(13.1)，所述插座(13. I)上插有带电缆接口的插头(13. 2);还包括供电控制单元(4)，所述供电控制单元(4)的输入端连接有用于监测水位信号的水位监测传输单元(6)，供电控制单元(4)的输入端还连接有感应电缆卷筒单元(8)高度信号的高度传感器，所述供电控制单元(4)的输出端与驱动电缆卷筒单元(8)的电机(8. 6)连接。
5.根据权利要求4所述的船舶岸基自动安全供电装置，其特征在于所述电缆卷筒单元(8 )包括卷筒轴(8. 2 )和卷筒(8. 3 )，以及控制电机(8. 6 )动作的接触器(8.4)，所述卷筒轴(8. 2)端部安装有极限位置保护开关(8. 5)，所述高度传感器为旋转编码器(8. 1)，所述旋转编码器(8. I)设置在极限位置保护开关(8. 5)的内侧。
6.根据权利要求4所述的船舶岸基自动安全供电装置，其特征在于所述供电控制单元(4)包括双向连接的可编程序控制器(4. I)和可编程序控制器输入输出单元(4. 2)，所述可编程序控制器输入输出单元(4. 2)的输入端分别与所述旋转编码器(8. I)以及所述水位监测传输单元(6)连接，所述可编程序控制器输入输出单元(4. 2)的输出端与所述接触器(8. 4)连接。
7.根据权利要求4所述的船舶岸基自动安全供电装置，其特征在于还包括手动控制/远程遥控单元(5 )，所述手动控制/远程遥控单元(5 )包括设置于电源接线箱(I)柜门上的装置运行钥匙旋钮(5. I)、装置供电钥匙旋钮(5. 2)、装置紧急停止按钮(5. 3)和装置故障复位按钮(5. 4)，所述装置运行钥匙旋钮(5. I)与电源接线箱(I)的输出端连接，所述装置供电钥匙旋钮(5. 2)与电力终端计量单元(3)的输出端连接，所述装置紧急停止按钮(5. 3)和装置故障复位按钮(5. 4)均与电源接线箱(I)的输出端连接，所述手动控制/远程遥控单元(5)的输出端与所述可编程序控制器输入输出单元(4. 2)的输入端连接。
8.根据权利要求4所述的船舶岸基自动安全供电装置，其特征在于所述水位监测传输单元(6)包括水位传感器探头(6. I)、设置在水位传感器探头(6. I)端部的防护网罩(6. 2)、罩在水位传感器探头(6. I)和防护网罩(6. 2)外侧的护管(6. 3)、卡在护管(6. 3)上的抱卡(6. 4)、与水位传感器探头(6. I)连接的水下电缆(6. 5)，以及计算并显示水位高度的数字显示表(6. 6)，所述水下电缆(6. 5)与所述供电控制单元(4)的输入端连接，所述数字显示表(6. 6 )设置在电源接线箱(I)的柜门上。
9.根据权利要求4所述的船舶岸基自动安全供电装置，其特征在于所述岸基供电电源柜(16)输出端通过电缆连接有多组有成套供电单元(17)，每组成套供电单元(17)之间通过工业总线(7)接收同一个水位监测传输单元(6)输出的水位高度数据。
10.根据权利要求4所述的船舶岸基自动安全供电装置，其特征在于所述导缆单元(9)包括多组进电缆导向滑轮和改向滑轮，所述滑车(10)的端部和中部分别安装有端部滑轮(10. I)和中部滑轮(10. 2)，所述滑车(10)上还设有相向布置的固定板(10. 4)和紧固板(10. 6)，所述固定板(10. 4)和紧固板(10. 6)之间设有橡胶衬垫(10. 5)，所述橡胶衬垫(10. 5)内穿插电缆(12)，所述固定板(10. 4)和紧固板(10. 6)通过螺栓(10. 3)紧固。
全文摘要
本发明涉及船舶岸基自动安全供电方法及装置，其方法包括步骤一船舶岸基供电中心的输出电能经过电力监测单元监测电力质量参数，并经过电力终端计量单元计量电量后通过电缆引出至至成套供电单元；步骤二采用水位监测传输单元检测水位并上传至供电控制单元，供电控制单元根据水位数据实时控制电缆放线高度，从而控制至成套供电单元始终位于水面安全位置；步骤三供电和用电双方记录当前电量，启动供电启动按钮，开始供电。本发明根据水面高度信号实时调整接口和插头插座的高度，始终保证供电接头处于安全范围内，实现了安全供电的目的。
文档编号B63H21/00GK102826022SQ20121031052
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月29日 优先权日2012年8月29日
发明者陈国庆, 黄帆, 倪德先, 祖福兴, 柳汉生, 徐耿魁, 黄秀权 申请人:长江航运科学研究所