一种长短电缆低压接岸电电压控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种长短电缆低压接岸电电压控制装置，能够根据涨水或枯水、涨潮或退潮时岸电电源与船舶泊位之间的距离变化选用对应容量和对应长度的电缆，并通过伺服电机对岸电输出电压进行合适的选择，并根据负荷变化自动调节岸电输出电压，从而确保船舶负荷在正常的电压范围内工作，保证船舶电气设备的使用安全和延长电气设备的使用寿命，并有效地减少电缆的功率损耗和电缆接线的工作量，提升岸电使用的积极性、实用性和通用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及船舶用电
，特别是涉及一种长短电缆低压接岸电电压控制装置。
技术介绍
船舶岸电技术是指船舶在靠港期间接入码头侧的电网，从岸上电源获得其水泵、通信、通风、照明和其他设施所需的电力，从而关闭自身的柴油发电机。因此船舶接岸电后能够有效地减少废气的排放，具有节能环保的显著优点；同时通过使用船舶接岸电能够消除船舶自备发电机组运行产生的噪音污染，减少噪声扰民，有利于我国水运绿色、低碳及可持续发展。所以，船舶接岸电已成为我国甚至是世界未来发展的趋势，而且我国政府及其交通部门、航运企业、港口企业都大力推行岸电的使用。由于船舶接入的岸电与船舶电负荷容量、港口所处的环境特征有很大的关系。而我国接岸电大多采用固定的岸电电压向船舶岸电箱供电，但由于海港码头存在潮起和潮落，内河等码头存在涨水季节和枯水季节，如长江沿岸或洞庭湖区的涨水季节和枯水季节岸电电源与船舶泊位的直线距离变化有几百米甚至超过两千米，这样，在涨水季节采用枯水季节同样长度的电缆则会导致大量不必要的线路损耗，且过长的电路移动和连接也不方便。另外，现有船舶接岸电的电压大多是根据船舶电源容量和最长电缆长度进行估算得到的。然而，这种估算方法没有考虑到船舶靠岸后可能因为负荷变化而引起电压变化，从而致使船舶电气设备很可能在过高或过低的电压下运行，导致船舶电气设备存在严重的安全隐患和影响船舶电气设备的使用寿命，并很可能会影响了岸电使用的实用性和通用性。
技术实现思路
为解决上述现有技术的缺点和不足，本专利技术提供了一种长短电缆低压接岸电电压控制装置，根据涨水或枯水、涨潮或退潮时岸电电源与船舶泊位之间的距离变化选用对应容量和对应长度的电缆，并通过伺服电机对岸电输出电压进行合适的选择，并根据负荷变化自动调节岸电输出电压，从而确保船舶负荷在正常的电压范围内工作，保证船舶电气设备的使用安全和延长电气设备的使用寿命，并有效地减少电缆的功率损耗和电缆接线的工作量，提升岸电使用的积极性、实用性和通用性。一种长短电缆低压接岸电电压控制装置，包括岸电电源模块、多种不同长度的电缆、电压选择器和伺服电机；所述岸电电源模块的输入端接入市电电源，滑动触点输出端通过电缆输出电压到外部船舶电气设备；所述多种不同长度的电缆分别用于船舶与岸电电源在不同距离上的接线；所述电压选择器根据当前选用的电缆的长度得到岸电电源模块需要输出的当前电压；所述伺服电机的手动控制输入端与所述电压选择器的输出端电连接，输出轴与所述岸电电源模块的滑动触点输出端上的滑动触点驱动连接；且所述伺服电机由电压选择器根据所述当前电压控制，从而驱动滑动触点移动，实现岸电电源模块的输出电压为所述当前电压。由此通过上述技术方案，本专利技术长短电缆低压接岸电电压控制装置能够根据涨水或枯水、涨潮或退潮时岸电电源与船舶泊位之间的距离变化选用对应容量和对应长度的电缆，并通过伺服电机对岸电输出电压进行合适的选择，从而确保船舶负荷在正常的电压范围内工作，保证船舶电气设备的使用安全和延长电气设备的使用寿命，并有效地减少电缆的功率损耗和电缆接线的工作量，提升岸电使用的积极性、实用性和通用性。优选地，在岸电电源模块输出初始电压前，电压选择器根据当前选用的电缆的长度通过伺服电机控制岸电电源模块的初始输出电压；所述初始输出电压的相电压U与电缆长度l之间的关系满足公式：其中，Ui为岸电电源输入端接入的市电电源所对应的相电压；ρ为当前选用的电缆的电阻率，s为当前选用的电缆的截面积，I为当前选用的电缆的基准电流。由此通过此处限定，实现根据电缆长度计算并选择合适的电压大小，满足实际需要并进一步提高岸电使用的积极性、实用性和通用性。优选地，在岸电电源模块输出电压到外部船舶电气设备的过程中，电压选择器还根据电缆在实际工作中的有效电流通过伺服电机控制岸电电源模块的当前工作输出电压对应的相电压；所述当前工作输出电压的相电压U'与电缆长度l及电缆的有效电流I'之间的关系满足公式：其中，Ui为岸电电源输入端接入的市电电源所对应的相电压；ρ为当前选用的电缆的电阻率，s为当前选用的电缆的截面积。由此通过此处限定，有利于在供电过程中及时应对由于船舶电荷量变化而产生的当前电压对船舶来说过高或过低的现象，通过实时检测流经电缆的电流实现对供电过程中的岸电电源模块输出电压的合理调整，进一步保证了船舶电气设备能够在合适的电压下运行，并进一步保证船舶电气设备的使用寿命和提高岸电通用性和实用性。优选地，本专利技术长短电缆低压接岸电电压控制装置还包括电流检测模块和控制器；所述电流检测模块的输入端与所述岸电电源模块的输出端电连接，输出端与所述控制器的输入端电连接，并将检测得到的流经电缆的瞬时电流值传输至所述控制器；所述控制器的输出端与所述伺服电机的自动控制输入端电连接，并根据所述瞬时电流值处理得到相应的控制信号，并通过该控制信号控制所述伺服电机的运转状态，实现通过伺服电机带动岸电电源模块的滑动输出端上的滑动触点滑动，调整岸电电源模块的输出电压。由此通过此处限定，结合自动控制和手动控制对伺服电机的运行状态进行控制，能够进一步根据船舶电负荷变化自动调节岸电电源模块的输出电压，提高电压的回复效率和调整精度，进一步确保船舶负荷在正常的电压范围内工作，进一步保证船舶电气设备的使用安全，并有利于进一步延长船舶电气设备的使用寿命。优选地，所述控制器处理根据瞬时电流值处理得到瞬时电流值的有效值与电缆的基准电流值的差值及当前瞬时电流值与上一瞬时电流值的差值并根据差值和进行比例、微分和积分处理，得到所述控制信号β，其中，K1为比例系数，K2为微分环节控制系数，K3为积分环节控制系数。通过此处限定，有利于通过比例控制、微分控制和积分控制实现当负荷急剧变化，负载电压可能超过船舶负荷允许的电压变化范围时，控制器能够在较短的时间内将负荷电压恢复到允许的电压变化范围内，实现电压的快速恢复；同时，能够修正由于温度、控制器本身、负荷变化小而控制器不能动作时产生的控制电压出现的偏差。由此进一步有效地保证了船舶电气设备的使用安全和进一步延长电气设备的使用寿命，并进一步提高岸电使用的积极性、实用性和通用性。优选地，所述岸电电源模块为三相稳压调压变压器，其滑动触点三相输出端可调电压的最小值等于输入电压，且其滑动触点三相输出端可调电压的最大值等于输入电压的1.2～1.3倍；及所述电流检测模块包括3个电流互感器；所述3个电流互感器分别与所述三相稳压调压变压器的三相输出端连接；及所述多种不同长度的电缆中，每种长度规格的电缆具有至少3根。通过此处限定，有利于提高本装置的控制稳定性和简化本装置的结构，并避免不必要的电源损耗。优选地，所述控制信号β的绝对值越大，所述岸电电源模块输出的电压变化越大；且，β的正值和负值分别对应于所述岸电电源模块输出电压的增大和减小。由此能够进一步保证控制器对伺服控制器控制的准确度和易操作性。优选地，只有在β＞2V或β＞5V时，伺服电机才对岸电电源模块的输出电压进行调整。通过此处限定，有效地根据船舶电气设备的电荷变化对电压要求的稳定精度高低及伺服电机自身的最小动作调整船舶负荷的电压差最小调整值，也即，当船舶电气设备的电负荷变化对电压的要求稳定精度高时，经过多次试验，此时将船舶负荷的电压差最小调整值(也即伺服电机的最小动作电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长短电缆低压接岸电电压控制装置，其特征在于：包括岸电电源模块、多种不同长度的电缆、电压选择器和伺服电机；所述岸电电源模块的输入端接入市电电源，滑动触点输出端通过电缆输出电压到外部船舶电气设备；所述多种不同长度的电缆分别用于船舶与岸电电源在不同距离上的接线；所述电压选择器根据当前选用的电缆的长度得到岸电电源模块需要输出的当前电压；所述伺服电机的手动控制输入端与所述电压选择器的输出端电连接，输出轴与所述岸电电源模块的滑动触点输出端上的滑动触点驱动连接；且所述伺服电机由电压选择器根据所述当前电压控制，从而驱动滑动触点移动，实现岸电电源模块的输出电压为所述当前电压。

【技术特征摘要】
1.一种长短电缆低压接岸电电压控制装置，其特征在于：包括岸电电源模块、多种不同长度的电缆、电压选择器和伺服电机；所述岸电电源模块的输入端接入市电电源，滑动触点输出端通过电缆输出电压到外部船舶电气设备；所述多种不同长度的电缆分别用于船舶与岸电电源在不同距离上的接线；所述电压选择器根据当前选用的电缆的长度得到岸电电源模块需要输出的当前电压；所述伺服电机的手动控制输入端与所述电压选择器的输出端电连接，输出轴与所述岸电电源模块的滑动触点输出端上的滑动触点驱动连接；且所述伺服电机由电压选择器根据所述当前电压控制，从而驱动滑动触点移动，实现岸电电源模块的输出电压为所述当前电压。2.根据权利要求1所述的长短电缆低压接岸电电压控制装置，其特征在于：在岸电电源模块输出初始电压前，电压选择器根据当前选用的电缆的长度通过伺服电机控制岸电电源模块的初始输出电压；所述初始输出电压的相电压U与电缆长度l之间的关系满足公式：其中，Ui为岸电电源输入端接入的市电电源所对应的相电压；ρ为当前选用的电缆的电阻率，s为当前选用的电缆的截面积，I为当前选用的电缆的基准电流。3.根据权利要求2所述的长短电缆低压接岸电电压控制装置，其特征在于：在岸电电源模块输出电压到外部船舶电气设备的过程中，电压选择器还根据电缆在实际工作中的有效电流通过伺服电机控制岸电电源模块的当前工作输出电压对应的相电压；所述当前工作输出电压的相电压U'与电缆长度l及电缆的有效电流I'之间的关系满足公式：其中，Ui为岸电电源输入端接入的市电电源所对应的相电压；ρ为当前选用的电缆的电阻率，s为当前选用的电缆的截面积。4.根据权利要求1～3任一项所述的长短电缆低压接岸电电压控制装置，其特征在于：还包括电流检测模块和控制器；所述电流检测模块的输入端与所述岸电电源模块的输出端电连接，输出端与所述控制器的输入端电连接，并将检测得到的流经电缆的瞬时电流值传输至所述控制器；所述控制器的输出端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖乐明，
申请(专利权)人：广州航海学院，
类型：发明
国别省市：广东;44