专利名称：极寒地带通讯基站智能循环充电一体化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通讯基站供电系统的技术领域，尤其指是一种通讯基站智能循环 充电一体化装置。
背景技术：
因为通讯基站要求提供不间断的供电，现阶段基本采用市电+发电机组两路供电 的方案，即在正常市电供电基础上增加发电机组和市电油机转换柜备用供电装置来满足使 用要求。因通讯基站的使用环境、地理位置和发电机重量等诸多条件的限制，通常功率仅为 8-10KW。现有的发电机组在极寒环境下的循环充电电源系统还是缺乏的，往往达不到环境 温度(最低可达_55°C)的要求，而且可靠性不高，功率和性能达不到用户的使用要求。此外，系统在边远缺电地区的运输和安装也是一大难题，难以达到系统要求的稳 定性。发电机组和市电油机转换柜的体积大、重量重，户外携带需三到四人搬运，人力投入 大。需专业人员现场指导接线、安装、调试时间长，电气接点多，故障率上升。正常使用时， 电能经多次分配，变换后，损耗大。通讯基站需要按照最大用电符合选择交流发电机组作为 备用电源，容量选择都较大，实际使用时，基站的负载波动较大，但通常情况下负载都较轻， 发电机在低负载时仍高速运转，空载损耗大燃烧浪费，机械磨损大，使用效率低。在关注“节约减排”和新能源的今天，本申请人秉持着研究创新、精益求精之精神， 利用其专业眼光和专业知识，研发出了一种极寒地带通讯基站智能循环充电一体化装置， 其在油料节约方面贡献卓越，达到“节约减排”。实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种能够适应严寒气候等环境条件下无人值守、连续 运行和免维护或少维护正常工作要求的极寒地带通讯基站智能循环充电一体化装置，它也 可作为边远缺电地区的小型独立电源。为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案极寒地带通讯基站智能循环充电一体化装置，该装置采用DCS集散控制，包括有 一机体，机体内部分开设有发电机房和设备机房，机体的周壁上设有保温隔热层，机体还配 有温度调控装置；三机互为备用的发电机组安装在发电机房内，三台发电机组由DCS控制， 实现轮换工作；所述设备机房内设置发电机组配套电、仪、信设备及用户设备。所述机体为ISO标准海运集装箱箱体结构。所述机体还配有电动百页窗及换气扇。所述机体的发电机房的结构火灾危险等级不低于丙类及耐火等级不低于一级；而 设备机房的结构火灾危险等级不低于丁类及耐火等级不低于二级；发电机房配有甲级防火 门并采取隔声措施。[0011 ] 所述机体还配有火灾自动报警装置及自动灭火装置。 三台发电机组为单相柴油发电机组，并配备安装具有RS485/422和RS232远程通讯接口的控制器。采用上述结构后，本实用新型能够适应严寒气候等环境条件下正常工作要求，具 备边远缺电地区作为小型独立电源的无人值守、连续运行和免维护或少维护的特点，可在 冬季寒冷的环境条件下(_55°C )，该系统机体内温度不低于0°C，保证系统正常工作。此外， 采用三机互为备用的发电机组，为设备高效安全的运行提供了保证，以及采用双控制系统 保证了系统整体的高可靠性，独立的“即插即用”的供电系统，即满足用户用电负荷要求之 外，不需要用户配套额外的软硬件设备。发电机组带有RS485/422和RS232远程通讯接口， 具备与用户的通信设备远程通信功能，能够实现用户必要的远程控制、监测等功能要求。
附图1为本实用新型的电路控制原理图；附图2为本实用新型其一实施例结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明参阅图1、2所示，本实用新型所述的极寒地带通讯基站智能循环充电一体化装 置，该装置采用DCS集散控制，包括有一机体10，机体10为ISO标准海运集装箱箱体结构， 内部分开设有发电机房11和设备机房12，机体的周壁上设有保温隔热层13，机体10还配 有温度调控装置；三机互为备用的发电机组20安装在发电机房11内，三台发电机组20由 DCS控制，实现轮换工作；所述设备机房12内设置发电机组配套电、仪、信设备及用户设备。所述机体10还配有电动百页窗及换气扇14、以及火灾自动报警装置15、自动灭火 装置16。所述机体10的发电机房11的结构火灾危险等级不低于丙类及耐火等级不低于一 级；而设备机房12的结构火灾危险等级不低于丁类及耐火等级不低于二级；发电机房11 配有甲级防火门并采取隔声措施。三台发电机组20为单相柴油发电机组，并配备安装具有RS485/422和RS232远程 通讯接口的控制器。本装置的各部功能如下(1)机体机体在采用ISO标准海运集装箱箱体结构基础上，还设置适宜当地环境要求及建 构筑物耐火等级要求的设施，按发电机房和设备机房分开设计，发电机房设置发电机组等 设备，设备机房设置机组配套电、仪、信设备及用户设备，发电机房结构火灾危险等级及耐 火等级不低于丙类、一级，设备机房结构火灾危险等级及耐火等级不低于丁类、二级；且每 个机房都配一套火灾自动报警装置及自动灭火装置；机体通过自身的保温隔热及温度调控 装置等措施保障现场条件下机组的正常进排气、通风、散热及保温。发电机房采用甲级防火 门并采取隔声措施。机体采用保温隔热材料，并装有电暖气，在冬季寒冷的环境条件下(_55°C )，该系 统箱体内温度不低于0°c ；机体带有保温隔热层，在夏季炎热的环境条件下(+39°C )，该系 统箱体内温度不高于40°C ；机体能够直接安装在现场预制的混凝土地基上，并且该设备配有必要的起重吊环。(2)发电机组为原装进口工业用发电机组，适于长期运行，低维护，高可靠性和使用寿命长的特点ο1、发动机整机钢结构底座，橇座设计符合各种负荷条件，包括测试、吊装、运输、安装和运 行；配备和安装内部连接管线和仪表线路，包括从燃油泵到发动机的挠性连接管线和装置； 配备排气管和阻火消声器、膨胀节、烟囱等。发动机润滑与冷却为自润滑水冷方式，设计使用寿命满足装置整机寿命要求。2、发电机发电机绝缘采用H级绝缘，F级温升。在允许的温升限度内，以1 为周期，可在 110%额定负载运行lh，机组主用功率20KVA，16KW。(3)燃油系统1、柴油储罐安装在箱体内部的200升油箱和容量2万升的地埋油罐，油管带电伴热，容量能 够满足系统连续运行半年以上，储罐具有手动加油装置，有油位显示装置，具有手动排污、 排放装置；系统配套柴油加热装置，保障储罐及油路中燃油温度满足机组发动机的用油要 求；2、配套管道及连接附件储罐与机组配套燃油管线之间的弹性卡套、与发电机之间的管道(含管件、阀门 及其它附件)。3、燃料油为普通柴油，使用-35号(4)控制器为2套互备，单独具有对系统的自动控制、监测，就地与远方的控制与检测。(5)蓄电池组采用铅酸免维护电池，配套充放电装置，保障正常的充电及放电，避免深度放电； 两套电池组具备持续备用模式，一套为电池组供电，另一套为发电机组代替电池组供电，即 在两台发电机组均停止工作时，能够在系统发出停机报警的同时向负载持续供电48小时 以上；电池使用寿命不少于10年(设计寿命25°C条件下，浮充寿命可达到15年以上)；本实用新型提供的极寒地带通讯基站智能循环充电一体化装置的电气性能如 下(1)额定功率持续功率装置在45°C时有一连续的直流额定功率输出。额定过载装置在30°C、直流输出时允许有2小时期限10%的过载能力。(2)电压精度和高性能电流负载带UPS对设备有高可靠保护性装置配套控制盘输出端子提供的电源符合以下要求—标称电压输出额定的电压。-从空载到满负荷的最大电压偏差标称电压的士5%；[0051]-谐波含量波动量为最大值的2%；-由本装置发出的射频干扰遵从以下原则有通讯设备在其上操作或非常接近 时，装置不会对其产生干扰；装置组件的设计在其他设备射频干扰下可正常运行。(3)控制、监测与事故记录具备控制、自诊断及事件记录功能，包括全部的发动机和发电机的故障控制、自 动启动、循环充电，操作及事故记录通过用户提供的通信通道可进行远程控制及监测；具备 数据上传接口及相关配套通信协议；(4)机组控制系统具备以下主要功能保护功能低电压、润滑油压力低、冷却水温度高、发动机超速、发电机过压过载短 路断相、自动消防系统动作等故障停机保护；报警功能低电压、润滑油压力低、冷却水温度高、发动机超速、发电机过压过载短 路断相、低油压、火灾自动报警等故障报警；显示功能输出电压、输出电流、输出频率/转速、有功功率、无功功率、有功电度、 无功电度、冷却水温度、润滑油温度、润滑油压力、充电机电压、累计运行时间、机组耗油量、 油箱液位等；手动/自动控制运行、停机/复位、合闸、分闸、手动/自动切换；三遥功能具有RS485/422和RS232远程通信接口并能提供出完整的通信协议，能 实现遥测机组就地显示的电气及机械参数；能遥信工作状态(运行/停机)、工作方式 (自动/手动)、故障报警；能遥控开/关机、紧急停车、主备电源切换(带外电接口的装置)。(5)系统的其他功能系统配套的进排气系统设置电动可调式百叶窗，具备防霜冻及防尘的保护功能； 旋转部件采用稳固的联合底座，并配备减震装置。以下分别就机组装载过程和极寒环境下备用加热装载两种情况加以说明。一、机组装载循环充电功能本实用新型设置三台机组8小时轮换工作，每台机组工作8小时后更换另外一台 机组工作，DCS的Modbus接口接收机组的工作状态，电流、电压等参数；三台发电机(1号，2 号，3号)处于自动准备状态，DCS(干结点)发出自启动信号给1号机组，1号机组启动，运 行正常后送电到1号ATS，1号ATS开关自动切换到1号机组电源侧，然后由开关出线负载 端送电到2号ATS电源进线端，2号ATS开关自动切换到有电的这侧，后由开关出线负载端 送电到直流电源柜和两个AC220配电箱，AAl配电箱里的两个交流接触器在分别延时10秒 和20秒(时间0 60s可设)闭合送电，减低负载对机组的冲击。当只有主用回路用电时，如果1号机组启动失败或运行故障，DCS则发出启动信号 给2号机组，2号机组启动运行带载；如果2号机组启动失败或运行故障，DCS则发出启动信 号给3号机组，3号机组启动运行带载。机组的故障需要操作人员去手动复位；机组故障复 位后3台机组又进行轮换工作。第一台机组使用8小时(在DCS设置轮换时间)后，更换第二台发电机组，如果第 二台机组启动不成功，则给第三台机组启动命令，由第三台发电机组启动带载，在任意一台 出现故障后，另外两台机组轮换工作，同时发出报警信息，由维护人员对机组故障进行手动复位。二、极寒环境下机组备用加热和装载功能DCS监测到油箱温度过低，当柴油罐内温度低于_32°C持续时间达到4小时或者设 备箱体内温度低于-0°C持续时间达到6小时或者设备箱体温度低于-15°c时，需要启动备 用回路供油箱加热时，DCS发出自启动信号给3号机组，同时发出控制信号给3号ATS开关 切换到备用回路，3号机组启动运行带备用回路负载。如果这时主回路是由3号机组带载 中，则DCS发出自启动信号给1号机组，1号机组启动运行后带主回路负载，如果1号机组 启动失败或运行故障停机，则DCS发出自启动信号给2号机组，2号机组启动运行带主回路 负载。同时发出信号给3号ATS开关切换到备用回路，3号机组继续运行带备用回路负载。 当油罐内油温和箱体空间温度达到设定的温度值后，DCS发出停机信号给3号机组，3号机 组停机待命。机组若发生故障需手动复位。当出现主回路和备用回路同时需要供电时，而1号和2号机组同时出现启动失败 或运行故障停机，则DCS发出信号给3号机组启动运行，同时发出信号给3号ATS切换到主 回路，带主回路负载，放弃备用回路供电。机组故障手动复位后，3台机组正常待命或运行。另外，DCS通过RS485接口监控开关状态，通过温度传感器监测设备箱体空间温 度、日用油箱柴油温度、油罐柴油温度，监测油罐柴油液位；DCS监测消防系统的状态(火 警、灭火、故障)；DCS还监测整个箱体内的通风，通过控制百叶窗的开闭调节箱体内的空 气，当发电机箱体消防有报警时关闭发电机组设备箱体的所有百叶窗，当设备箱体内温度 连续6小时达到25°C时开启设备机体的百叶窗以及换气扇，当设备机体内温度连续6小时 低于10°C时关闭换气扇及百叶窗。负载经交流配电箱输送到各用电设备，包括通信设备、阴保设备、油箱管路加热、 机组加热取暖、设备间取暖器、照明系统、检修插座。
权利要求1.极寒地带通讯基站智能循环充电一体化装置，该装置采用DCS集散控制，其特征在 于包括有一机体(10)，内部分开设有发电机房(11)和设备机房(12)，机体的周壁上设有保温隔 热层(13)，机体(10)还配有温度调控装置；三机互为备用的发电机组00)安装在发电机房(11)内，三台发电机组00)由DCS控 制，实现轮换工作；所述设备机房(1 内设置发电机组配套电、仪、信设备及用户设备。
2.根据权利要求1所述的极寒地带通讯基站智能循环充电一体化装置，其特征在于 所述机体(10)为ISO标准海运集装箱箱体结构。
3.根据权利要求1或2所述的极寒地带通讯基站智能循环充电一体化装置，其特征在 于所述机体(10)还配有电动百页窗及换气扇(14)。
4.根据权利要求1或2所述的极寒地带通讯基站智能循环充电一体化装置，其特征在 于所述机体(10)的发电机房(11)的结构火灾危险等级不低于丙类及耐火等级不低于一 级；而设备机房(12)的结构火灾危险等级不低于丁类及耐火等级不低于二级。
5.根据权利要求4所述的极寒地带通讯基站智能循环充电一体化装置，其特征在于 发电机房(11)配有甲级防火门并采取隔声措施。
6.根据权利要求1或2所述的极寒地带通讯基站智能循环充电一体化装置，其特征在 于所述机体(10)还配有火灾自动报警装置(1 及自动灭火装置(16)。
7.根据权利要求1所述的极寒地带通讯基站智能循环充电一体化装置，其特征在于 三台发电机组00)为单相柴油发电机组，并配备安装具有RS485/422和RS232远程通讯接 口的控制器。
专利摘要本实用新型涉及通讯基站供电系统的技术领域，尤其指是一种通讯基站智能循环充电一体化装置。该装置采用DCS集散控制，机体内部分开设有发电机房和设备机房，机体的周壁上设有保温隔热层，机体还配有温度调控装置；三机互为备用的发电机组安装在发电机房内，三台发电机组由DCS控制，实现轮换工作；所述设备机房内设置发电机组配套电、仪、信设备及用户设备。本实用新型能够适应严寒气候等环境条件下正常工作要求，具备边远缺电地区作为小型独立电源的无人值守、连续运行和免维护或少维护的特点，可在冬季寒冷的环境条件下，机体内温度不低于0℃，保证系统正常工作。采用三机互为备用的发电机组，为设备高效安全的运行提供了保证。
文档编号H04W24/04GK201830464SQ201020580540
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月21日 优先权日2010年10月21日
发明者张浴凯, 徐文捷, 郑俊华, 陈基文 申请人:西电(汕头保税区)动力设备有限公司