[发明专利]一种船舶配电监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种船舶配电监测系统。

背景技术

船舶配电系统是船舶电力系统的重要组成部分,主要由电站、配电装置、电力网和用电设备组成船舶配电系统是用来接收和分配船舶电能,并对发电机和电网进行保护、测量和调整等工作的设备。它是由各种开关、保护电器、测量仪表、调节和信号装置等电器设备按一定要求组合而成的,对保证船舶安全经济航行具有重要意义。目前,船舶负荷用电需求量的不断扩大,但现有配电监测系统采用传统的分散监测和故障处理方法,导致配电系统电量参数的测量不能实时体现全船的用电分布情况,致使指挥人员不能对船舶电能分配做出及时的调整。

发明内容

本发明一种船舶配电监测系统的目标是开发一种具有自动化测量、智能分析、数字通讯等功能为体的船舶配电监测系统。

本发明一种船舶配电监测系统主要具有以下功能：

(1)在配电网络正常运行情况下,监测配电网络运行工况,实时显示船舶配电网络信息(包括电流、电压、功率、频率、开关状态)以及交流一次网绝缘状况。

(2)在配电网络异常运行情况下,能迅速准确定位故障位置从而及时处理事故,保证用电设备的供电并尽量缩短对用电设备的断电时间和断电范围，此系统有利于对电力系统运行参数的采集和分析,同时便于指挥人员对配电状态的掌握,便于管理和维护,减轻日常检测工作量,从而提高现代船舶的管理水平。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种船舶配电监测系统由一台上位机单元1(主站)、多台现场电量监测单元2和多台现场绝缘监测单元3组成。

上位机单元1安装在集控室，可以实时监测网络中主要配电设备运行状况和故障报警信息，并存储各种历史数据。现场电量监测单元2安装在各被监控配电板处,用来采集各支路的电压电流信号和断路器通断情况，并对采样的数据进行计算处理，再将数据通过CAN总线发送到上位机单元，由上位机单元将发送的数据进行统计、分析和处理，并在界面中显示;现场绝缘监测单元3能通过对漏电流的监测，实时的在线监测交流380V电网的绝缘情况和离线测量发电机组的绝缘电阻，从而，在集控室就可实现对全船配电设备所有支路的电量参数进行实时集中监测和远程故障检测。

本发明一种船舶配电监测系统的工作原理是：

监测系统基于CAN总线构建通讯系统，实时监测配电设备的工况和状态。当现场绝缘监测单元3监测到配电网络绝缘电阻发生异常时，驱动声光报警盒进行报警，同时将报警信息上传到上位机单元。当上位机单元接收到现场电量监测单元2上传的电压、电流或交流绝缘电阻异常时，会自动进行故障判断并定位故障位置，同时驱动上位机单元的报警单元进行报警，并将报警信息记录到数据库中，提供故障诊断和分析，从而实现配电设备的自动监测与报警。

上位机屏幕上显示如下信息：在微机屏幕上显示交流配电网络的工作情况，并对网络的运行情况进行记录；在微机屏幕上，用单线图显示主配电板的负载屏上各支路断路器的分合状态及电压、电流、功率等参数信息，按时间序列将主配电板的负载屏各支路断路器变化数据信息,以报表形式显示，实现事件记录功能，支路自工作开始后的电量统计，实时监测支路通信工作状态，对主配电板的负载屏各支路断路器出现的故障和通信故障进行报警，并能在微机屏幕上对故障支路进行定位和自动显示。

    现场电量监测单元2由采样电路、信号调理电路、信号处理器等组成。装置通过电压互感器和霍尔电流传感器采集各支路的电压和电流信号，取一路电压信号经过零比较器生成频率相同的方波,送给DSP信号处理器测频,同时此信号经过锁相环来控制采样定时和速率,然后把产生128倍频率的采样信号送给采样电路,AD转换器把采集到的电流电压信号发送给DSP进行运算,实现对电流、电压有效值、功率等电量参数的测量开关量采集模块监测断路器的开关状态,采集数字量输入信号,并可以输出数字量信号,控制开关等最后将数据通过CAN接口传给上位机。

现场电量监测单元2能完成实时采集主配电板负载屏内各支路的三相电压!电流!断路器通断状态，完成信息本地处理,将采集到的三相电压、电流数据通过软件算法计算有效电流、有效电压、频率、功率等电量参数；通过CAN总线接口,将处理后的各种信息通过CAN总线上传至上位机单元1。上传信息如下:状态变化上报,报文包括断路器编号、变化状态、故障发生时间等信息。参数传递包括电压、电流、功率、频率等信息,采用定时发送的方式发送。