关于一种岸电变频电源系统研究

关于一种岸电变频电源系统研究

蔡宏波

(上海华润大东船务工程有限公司)

摘要：本文主要就岸电变频电源系统这种实用新型专利展开论述，以供广大同行参考。

关键词：岸电变频电源；船舶；智能化

本实用新型涉及船舶岸电变频电源系统技术领域，具体的讲是一种岸电变频电源系统。

一、背景技术

岸电变频电源，又称为电子静止式岸电电源。它是专门针对船上、岸边码头等高温、高湿、高腐蚀性、大负荷冲击等恶劣使用环境而特别设计制造的大功率变频电源设备。所有PCB电路板采用涂层固化处理；正弦滤波器、输出变压器采用整体真空浸渍绝缘漆和喷涂高温防护漆处理，具有较高的绝缘级别和防护能力；完全符合中国船级社CCS的船用产品认证标准。广泛应用于船上、船舶制造及修理厂、远洋钻井平台、岸边码头等需要由50Hz工业用电变为60Hz高质量稳频稳压电源，对船舶用电设备进行供电的场合。

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。而且无污染、智能化程度高，容量大，维修、维护成本低。

现有船舶使用的岸电电源均是固定在码头的一处，针对不同靠泊位置的不同船型需要启动不同的岸电电源，即“一对一”策略，一台变频电源单独供应一条船舶，系统冗余小，船舶大功率设备启动时容易产生开关跳闸保护等故障，这使得需要布置很多种岸电电源。

为此设计一种可以移动且并网运行的岸电电源系统是十分有必要的。

二、岸电变频电源系统内容

本实用新型突破了现有技术的难题，设计了一种可以移动且并网运行的岸电电源系统。（变频电源装置并联运行。输出模块可固定可移动。）

为了达到上述目的，本实用新型设计了一种岸电变频电源系统，包括整流器、逆变器、升压变压器、移动式模块，其特征在于：高压柜组一的进线电源端口与市电相连，高压柜组一的电源输出端口与24脉移相变压器一的一次侧连接端口采用铜排相连，24脉移相变压器一的二次侧连接端口采用电缆分为四路与整流器一一侧端口相连，整流器一另一侧端口也采用铜排连接与逆变器一一侧的端口相连，逆变器一另一侧的端口采用电缆与升压变压器一一侧的连接端口相连，升压变压器一另一侧的连接端口采用铜排连接与馈线高压柜组一的一侧相连，馈线高压柜组一的另一侧分为四路，分别与馈线高压柜组二的一侧、多个移动式降压模块相连；高压柜组二的进线电源端口与市电相连，高压柜组二的电源输出端口与24脉移相变压器二的一次侧连接端口也采用铜排相连，24脉移相变压器二的二次侧连接端口也采用双拼电缆分为四路与整流器二一侧端口相连，整流器二另一侧端口也采用铜排连接与逆变器二一侧的端口相连，逆变器二另一侧的端口采用电缆与升压变压器二一侧的连接端口相连，升压变压器二另一侧的连接端口采用铜排连接与馈线高压柜组二的一侧相连，馈线高压柜组二的另一侧分为四路，分别与馈线高压柜组一的一侧、多个移动式降压模块相连。（电缆并数不必标明，因为根据功率大小有所不同）

所述移动式模块由移动模块进线柜组、多绕组变压器和移动模块馈线柜组组成，移动模块进组柜组的一端与馈线高压柜组一相连，移动模块进组柜组的另一端采用铜排连接与多绕组变压器的一次侧连接端口相连，多绕组变压器的二次侧连接端分为两路，分别与6.6KV移动模块馈线柜的输入端口、440V移动模块馈线柜的输入端口相连，6.6KV移动模块馈线柜的输出端口与外接的双插头式岸电插座相连，440V移动模块馈线柜的输出端口采用电缆与船舶相连。根据实际需要，个别移动式模块多绕组变压器可采用升压变压器，满足11KV岸电需求。

所述高压柜组一和高压柜组二均为10KV进线高压柜组。

本实用新型与现有技术相比，高压柜组一、24脉移相变压器一、整流器一、逆变器一、升压变压器一、馈线高压柜组一组成1号变频电源，馈线高压柜组二、高压柜组二、24脉移相变压器二、整流器二、逆变器二、升压变压器二组成2号变频电源，两组变频电源由两路10KV/50HZ电源分别供电，确保系统整体供电稳定可靠，且可以并网运行，也可单独退出单组运行，确保发生故障时岸电供应不间断；可进一步增加变频电源数量，进行多组并网，扩容方便；变频电源内部采用24脉移相变压器将10KV/50HZ市电转换成660V/50HZ电源，采用24脉整流、逆变技术，输出1000V/60HZ，波形更完美，失真度≤1.5%；采用升压变压器将1000V/60HZ电源升压至10KV/60HZ输出，进行系统整体隔离的同时，提高输出电压等级可有效降低输出电缆数量，极大的节约输出电缆成本；移动式降压模块可根据现场实际情况进行移位安放，简单灵活，满足不同船型不同靠泊位置使用需求，更可根据实际需要定制不同数量不同电压等级的移动模块，经济高效；本实用新型在集中变频电源并网运行的同时，采取分布式供电方式，既扩充了系统整体冗余，又提高了整理利用率，且各级分支均采用综合自动化保护装置，安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

参见图1，1为高压柜组一，2为24脉移相变压器一，3为整流器一，4为逆变器一，5为升压变压器一，6为馈线高压柜组一，7为馈线高压柜组二，8为移动式降压模块，9为高压柜组二，10为24脉移相变压器二，11为整流器二，12为逆变器二，13为升压变压器二。

8-1为移动模块进组柜组，8-2为多绕组变压器，8-3为6.6KV移动模块馈线柜，8-4为440V移动模块馈线柜。

具体实施方式

参见附图对本实用新型做进一步描述。

参见图1，本实用新型设计了一种岸电变频电源系统，包括整流器、逆变器、升压变压器，其特征在于：高压柜组一1的进线电源端口与市电相连，高压柜组一1的电源输出端口与24脉移相变压器一2的一次侧连接端口采用铜排连接相连接，24脉移相变压器一2的二次侧连接端口采用电缆分为四路与整流器一3一侧端口相连，整流器一

3另一侧端口也采用铜排连接与逆变器一4一侧的端口相连，逆变器一4另一侧的端口采用电缆与升压变压器一5一侧的连接端口相连，升压变压器一5另一侧的连接端口采用铜排连接与馈线高压柜组一6的一侧相连，馈线高压柜组一6的另一侧分为四路，分别与馈线高压柜组二7的一侧、多个移动式降压模块8相连；高压柜组二9的进线电源端口与市电相连，高压柜组二9的电源输出端口与24脉移相变压器二10的一次侧连接端口也采用铜排连接相连接，24脉移相变压器二10的二次侧连接端口也采用电缆分为四路与整流器二11一侧端口相连，整流器二11另一侧端口也采用铜排连接与逆变器二12一侧的端口相连，逆变器二12另一侧的端口采用电缆与升压变压器二13一侧的连接端口相连，升压变压器二13另一侧的连接端口采用铜排连接与馈线高压柜组二7的一侧相连，馈线高压柜组二的另一侧分为四路，分别与馈线高压柜组一的一侧、多个移动式降压模块相连。

本实用新型中移动式模块8由移动模块进组柜组8-1、多绕组变压器8-2和移动模块馈线柜组组成，移动模块进组柜组8-3的一端与馈线高压柜组一6相连，移动模块进组柜组8-1的另一端采用铜排连接与多绕组变压器8-2的一次侧连接端口相连，多绕组变压器8-2的二次侧连接端分为两路，分别与6.6KV移动模块馈线柜8-3的输入端口、440V移动模块馈线柜8-4的输入端口相连，6.6KV移动模块馈线柜8-3的输出端口与外接的双插头式岸电插座相连，440V移动模块馈线柜8-4的输出端口采用电缆与船舶相连。根据实际需要，个别移动式模块多绕组变压器可采用升压变压器，满足11KV岸电需求。

本实用新型中高压柜组一1和高压柜组二9均为10KV进线高压柜组。

在具体实施中，高压柜组一、24脉移相变压器一、整流器一、逆变器一、升压变压器一、馈线高压柜组一组成1号变频电源，馈线高压柜组二、高压柜组二、24脉移相变压器二、整流器二、逆变器二、升压变压器二组成2号变频电源，两组变频电源由两路10KV/50HZ电源分别供电，确保系统整体供电稳定可靠，且可以并网运行，也可单独退出单组运行，确保发生故障时岸电供应不间断；可进一步增加变频电源数量，进行多组并网，扩容方便；变频电源内部采用24脉移相变压器将10KV/50HZ市电转换成660V/50HZ电源，采用24脉整流、逆变技术，输出1000V/60HZ，波形更完美，失真度≤1.5%；采用升压变压器将1000V/60HZ电源升压至10KV/60HZ输出，进行系统整体隔离的同时，提高输出电压等级可有效降低输出电缆数量，极大的节约输出电缆成本；移动式降压模块可根据现场实际情况进行移位安放，简单灵活，满足不同船型不同靠泊位置使用需求，更可根据实际需要定制不同数量不同电压等级的移动模块，经济高效；本实用新型在集中变频电源并网运行的同时，采取分布式供电方式，既扩充了系统整体冗余，又提高了整理利用率，且各级分支均采用综合自动化保护装置，安全可靠。

参考文献：

[1]盛晓东,王宇,刘洪德.岸电变频电源在非对称负荷下的控制策略[J].港口科技,2017(8):20-24.

[2]唐海娣,朱祥兵,魏海峰,等.岸基变频电源系统关键技术[J].齐鲁工业大学学报(自然科学版),2018(2).

[3]梁光耀.变频电源在港口岸电中的应用[J].上海节能,2017(7):431-436.