本发明专利技术提供了一种船舶用岸电电源，属于船舶供电电源技术领域。它解决了现有技术中无法远距离或大型船舶供电，和无法实现船舶不间断的并网运行等问题。本船舶用岸电电源，包括开关柜，还包括置于岸上与开关柜连接的高压变频装置、置于船上的电压降压装置和同步并网装置，高压变频装置和电压降压装置的高压侧之间通过高压电缆连接，电压降压装置的低压侧与同步并网装置连接，高压变频装置能够将三相高压交流电进行切分移相并进行整流和逆变得到需要的频率，同步并网装置能够将变频降压后的三相交流电无缝并入到船舶电网中并切断船舶自身电源。本发明专利技术不仅能给远距离或大型船舶供电，同时实现自动并网，使船舶不间断工作，不影响正常的生产运作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于船舶供电电源
，涉及一种船舶用岸电电源。
技术介绍
大型船舶特别是油船和集装箱船靠港时通常使用燃油制品(多为重油和柴油)发电，来满足船舶停泊靠岸后的船上的供电系统用电需求，这样就需要大量的燃油来给船舶提供电力。而重油和柴油等燃油制品在燃烧过程中产生大量硫化物和氮氧化物，对周边环境造成严重污染。目前国内电网供电为50HZ，而国外船舶供电电源均为60HZ，如果采用陆地电网直接供电，港口和船舶供电电制的不同势必对船舶电气设备造成严重影响。在这样一个环境下一种船用岸电电源应运而生。岸电电源的通用做法是以变频器为核心，系统的配置采用输入滤波器+变频器+输出变压器+正弦滤波器的设备配置形式。除变频器外， 其它部件均为无源器件，具有非常高的可靠性和稳定性。为满足陆地电网对靠港船舶的供电需求，目前有两种可行性比较高的大功率岸电电源方案一种低压逆变大功率岸电电源方案，其原理是把电网三相50HZ的高压电先采用变压器降压至380V/50HZ，然后输入低压岸电电源，经低压逆变系统整流逆变为60HZ输出， 然后再经电力变压器升压至60HZ后，给靠港船舶供电，这种低压岸电供电技术存在以下不足1、在低压逆变岸电技术中，对于容量过高的岸电电源要求并联的逆变模块纵多，对于船舶负载复杂需用大功率电机直接启动的，低压逆变可靠性大大降低；2、低压逆变脉冲采用的是6脉冲整流，输入功率低也对电网形成较大的污染。随后公开了申请号为2008101581340的一种大功率船舶岸电电源方案，其原理是高压逆变系统将电网三相交流电经降压为440V的高压电直接进行整流和逆变，并输出高压三相交流电，从而减少中间变换环节但相同的逆变电路。此高压逆变岸电技术确实弥补了上述低压逆变技术的部分不足，但其本身也存在着一些缺点1、在电源传输问题中，现实的船舶靠岸时与岸的距离仍然较远，船越大与岸的距离就越远，有时达到500米以上，如果采用低压440VAC电源与船上驳接，连接线的电流大、电压降高，线损很多，从而不能进行大功率电源传输供电给船用负载，只能做些小于200米的近距离的和小于400KVA的船用负载，对于供给远距离或负载较大的船舶供电输送设计不合理。2、该系统电源转换不够理想， 在船舶靠岸后，要用岸电电源进行切换时，会有几分钟的切换时间船上的设备会失电，而船上有些设备用电是不能停电的，这样会给船舶作业带来不便。3、控制方式和电路保护上不够完美，性能不够稳定，在电路设计上没有使用模块化设计，给电路维护及维修带来不便。 4、高压电网三相电流直接转变成直流电的功率单元模块所需元件数目较多，输入功率低对电网形成较大的污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种船舶用岸电电源，该岸电电源自动代替在停掉船用主机辅机后的动力电源，使船舶可以连续运行工作，不影响正常的生产运作。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现一种船舶用岸电电源，包括置于岸上与三相高压母线连接的开关柜，其特征在于，该船舶用岸电电源还包括置于岸上与开关柜连接的高压变频装置、置于船上的电压降压装置和同步并网装置，高压变频装置和电压降压装置的高压侧之间通过高压电缆连接，电压降压装置的低压侧与同步并网装置连接，所述的高压变频装置能够将三相高压交流电进行切分移相并进行整流和逆变得到需要的频率，所述的同步并网装置能够将变频降压后的三相交流电无缝并入到船舶电网中并切断船舶自身电源。电网三相高压50HZ交流电经高压母线直接接入开关柜内，进行统一开关管理，三相高压50HZ交流电流经高压变频装置进行切分移相并进行整流和逆变得到三相高压60HZ 交流电。三相高压60HZ交流电通过高压电缆输送到电压降压装置中，由于是采用高压交流输送，输送距离达到200至2000米远，输送的负载能够达到400KVA至2000KVA，因此能够适用于大型的船舶。而将电压降压装置和同步并网装置设置于船上，能够将变频降压后的三相交流电无缝并入到船舶电网中并切断船舶自身供电电源，在断开船用发电机后船上的所有设备都不会停机，也不会有任何冲击电流，当船再次出航时可反向重复操作一次即可恢复船用发电机供电，收回高压电缆，达到船舶在停靠岸期间关闭船用发电机组，降低能耗， 减少空气环境和噪声污染的目的。在上述的船舶用岸电电源中，所述的高压变频装置包括主控单元、高压切分移相变压器、高压串联频率变换装置和高压滤波装置，所述的高压切分移相变压器的初级线圈与上述的开关柜连接，次级线圈与上述的串联频率变换装置连接，串联频率变换装置与高压滤波装置连接，所述的主控单元能够向高压串联频率变换装置发送SPWM控制波形进行脉宽调制得到所需频率的正弦波交流电。高压电网中的三相高压50HZ交流电通过高压高压切分移相变压器将高压电以不同的角度进行切分，供给高压串联频率变换装置进行整流、滤波和逆变，完成交-直-交的高压交流变频。主控单元向高压串联频率变换装置发送SPWM控制波形进行脉宽调制，调制成所需的频率的高压60Hz正弦交流电。这种变频方式能够使输出电流的波形好、抗干扰强、耐冲击负载能力强、电压稳定性好、谐波少对电网无污染。在上述的船舶用岸电电源中，所述的高压串联频率变换装置包括若干个功率单元，每个功率单元由整流滤波单元和逆变单元通过复合母铜排连接为一个整体，所述的次级线圈具有若干个且分别于相应的整流滤波单元连接，每个所述的整流滤波单元和相应的逆变单元连接，所述的逆变单元串联并通过高压变送器与电压降压装置连接。 功率单元是基本的交-直-交单项逆变电路，功率单元的电路拓扑结构相同，并实行模块化的设计，功率单元六个一组的形式分别对应高压回路的三相，功率单元由移相切分变压器进行供电，由于功率单元提供电源的变压器副边绕组间有一定的相位差，从而消除了大部分由单个功率单元引起的谐波电流，同时能保持很高的输入功率因数。高压串联频率变换装置通过整流滤波单元把三相高压50HZ交流电整流滤波成稳定的高压直流电， 高压直流电通过逆变单元逆变成所需频率的高压60HZ交流电。 在上述的船舶用岸电电源中，所述的高压变送器包括依次连接的滤波器、高压电抗器、零序CT和综保电路，在高压电抗器的输出端连接有电压电流取样电路，该电压电流取样电路与上述的高压变频装置连接形成反馈电路。高压变送器内的滤波器一端连接高压变频装置的输出端，另一端连接高压电抗器，高压电抗器具有防止变频器产生的高次谐波通过电源输入回路返回到电网的作用，60HZ高压交流电通过滤波器和高压电抗器进行滤波使60Hz频率的高压交流电达到完美的正弦高压交流电输出，滤波后输出的高压交流电路上连接有电压电流取样电路，电压电流取样电路形成闭环反馈，可根据负载来调节电网稳定的实际电压输出，以免造成对负载电器的影响和损坏。在上述的船舶用岸电电源中，所述的电压降压装置为降压变压器。降压变压器设置与船上。在上述的船舶用岸电电源中，所述的电压降压装置和同步并网装置之间依次连接的滤波器和电抗器。降压变压器输出端连接滤波器和电抗器，电抗器能抑制长电缆对地耦合电容的影响。滤波器输出完美的船舶电器所需的440V/60HZ电源。在上述的船舶用岸电电源中，所述的同步并网装置包括同步检测器、并网断路器、 分别与上述的同步检测器连接的电网同相位显示屏、本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种船舶用岸电电源，包括置于岸上与三相高压母线连接的开关柜（１），其特征在于，该船舶用电岸电电源还包括置于岸上与开关柜（１）连接的高压变频装置（２）、置于船上的电压降压装置（４）和同步并网装置（６），高压变频装置（２）和电压降压装置（４）的高压侧之间通过高压电缆（９）连接，电压降压装置（４）的低压侧与同步并网装置（６）连接，所述的高压变频装置（２）能够将三相高压交流电进行切分移相并进行整流和逆变得到需要的频率，所述的同步并网装置（６）能够将变频降压后的三相交流电无缝并入到船舶电网中并切断船舶自身电源。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：钟志兵，
申请(专利权)人：台州富凌电气有限公司，
类型：发明
国别省市：33
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