CN101917004A - 一种船舶岸电系统及其供电方法 - Google Patents

一种船舶岸电系统及其供电方法 Download PDF

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一种船舶岸电系统及其供电方法，岸电系统包括变压器、陆地用电负荷和船舶用电负荷，变压器低压侧通过并联的接地断路器和接地阻抗接地，陆地用电负荷和船舶用电负荷并联，与变压器低压侧连接，其中陆地用电负荷与变压器之间设有陆用负荷断路器，船舶用电负荷与变压器之间设有船用负荷断路器，所述接地断路器与船用负荷断路器联锁；没有船舶靠岸使用岸电系统时，接地断路器合闸，使接地阻抗短接，岸电系统为陆地用电负荷供电；船舶靠岸用电时，船用负荷断路器合闸，接地断路器分闸，岸电系统通过接地阻抗接地，陆地用电负荷与船舶用电负荷共用岸电系统。本发明供电方式转换迅速，工作可靠，保护手段全面，提高岸电系统的利用效率和工作安全稳定性。

Description

一种船舶岸电系统及其供电方法
技术领域
本发明属于电力技术领域，涉及船舶岸电技术，为一种船舶岸电系统及其供电方法。
背景技术
船舶岸电技术是船舶靠岸时所用的一种供电技术。目前，船舶岸电技术一般采取为船舶用电单独设置中性点不接地IT系统，或在舰船靠岸时把陆用负荷切除，由陆用中性点接地TN系统为船舶供电的方法。第一种方法虽然可靠，但在船舶没有靠岸的时候，岸电系统处于闲置状态，造成极大的浪费；第二种方法虽然经济，但船舶靠岸用电时，陆用负荷的用电系统将停止工作，而且因为岸电系统采用中性点直接接地TN系统，一旦发生变压器单相接地将引起保护跳闸，供电中断，影响对船舶供电的连续性。现有船舶交流供电系统均采用IT系统，陆地电网中，普通380/220V供电电网均采用三相四线制。
因此，研究陆用电与船用电兼容，或短时兼容的岸电技术，具有重大的现实意义和实用价值。
发明内容
本发明要解决的问题是：目前船舶岸电技术不能实现陆地用电与船舶用电的同时共用，岸电系统利用率低，并且岸电系统的安全稳定性有待提高。
本发明的技术方案为：一种船舶岸电系统，包括变压器、陆地用电负荷和船舶用电负荷，变压器低压侧通过并联的接地断路器和接地阻抗接地，陆地用电负荷和船舶用电负荷并联，与变压器低压侧连接，其中陆地用电负荷与变压器之间设有陆用负荷断路器，船舶用电负荷与变压器之间设有船用负荷断路器，所述接地断路器与船用负荷断路器联锁，接地断路器合闸时船用负荷断路器分闸，船用负荷断路器合闸时接地断路器分闸。
进一步的，船舶用电负荷通过保护接地线直接接地；陆地用电负荷为三相四线制，通过保护接地线和中性线连接并联的接地断路器和接地阻抗接地。
船舶用电负荷设有绝缘监测装置。
作为优选方式，本发明中陆用负荷断路器和船用负荷断路器与变压器低压侧的连接之间还设有总断路器，。总断路器作用多一级保护，作为一级保护，陆用负荷断路器和船用负荷断路器作为二级保护。
本发明的船舶岸电系统的供电方法，岸电系统处于供电状态，没有船舶靠岸使用岸电系统时，船用负荷断路器分闸，接地断路器合闸，使接地阻抗短接，岸电系统的变压器为陆地用电负荷供电，岸电系统和陆地用电负荷直接接地；当有船舶靠岸用电时，船用负荷断路器合闸，接地断路器分闸，岸电系统中性点和陆地用电负荷通过接地阻抗接地，陆地用电负荷与船舶用电负荷共用岸电系统。
现有技术中，船舶交流供电系统均采用中性点不接地IT系统，而陆地电网中供电电网均采用三相四线制的岸电系统采用中性点直接接地TN系统，由于供电系统的接地差异，陆地用电负荷和船舶用电负荷无法直接同时共用一个岸电系统。本发明提供了一种陆用负荷和船用负荷共用的一种供配电技术。配合阻抗断路器与阻抗的并联运行，只有陆地用电负荷时，中性线直接接地，为陆地用电负荷提供中性点直接接地的三相四线加保护线的电源，当有船舶靠岸用电时，岸电系统中性点和陆地用电负荷通过接地阻抗接地，船舶用电负荷通过保护接地线直接接地，实现陆地用电负荷与船舶用电负荷共用岸电系统，在本发明变压器中性点经阻抗接地的兼容系统中，即使岸电系统的变压器发生单相接地，中性点和中性线的对地电压接近相电压，受接地阻抗的限制，接地电流较小，船用负荷上常规的继电保护装置不会跳闸，满足船舶连续性供电的需要。接地断路器与船用负荷断路器电气联锁，实现陆地用电负荷与船舶用电负荷接入时的稳定连续使用。
本发明具有如下优点：
1)、供电方式转换迅速，工作可靠。没有船舶靠岸使用岸电系统时，船用负荷断路器分闸，接地断路器合闸，把接地阻抗短接，岸电系统的变压器能为港口码头的陆用设备提供中性点直接接地的三相四线加保护线的电源；当有船舶靠岸用电时，船用负荷断路器合闸，接地断路器分闸，岸电系统中性点通过接地阻抗接地，陆地用电负荷与船舶用电负荷共用岸电系统。本发明接地阻抗的设置，使在有船舶用电负荷负荷时，若岸电系统没有发生单相接地，接地阻抗起到抑制中性点漂移的作用，若岸电系统发生单相接地，可以限制接地相的接地电流，避免因继电保护装置动作切断船用电源。
2)、保护手段全面。在本发明变压器中性点经阻抗接地的兼容系统中，如果岸电系统的变压器发生单相接地，中性点和中性线的对地电压接近相电压，受接地阻抗的限制，接地电流较小，常规的继电保护装置不会跳闸，虽然满足船舶连续性供电的需要，但陆电系统存在维修电击的危险。为此，需针对这个情况对船舶用电符合设置专门的继电保护系统，以便在发生单相接地时能快速、可靠的切除接地回路，并保证非接地回路的连续供电。本发明在船舶用电负荷设有绝缘监测装置，绝缘监测装置通过采集模块把岸电系统不同级别配电柜(箱)的电流参量传送到控制单元，对岸电系统进行监控。当岸电系统的变压器发生单相接地时，根据电流变化情况判别接地点的大致位置，并启动相应继电保护装置进行报警，根据报警人为有选择的切除岸电系统，在确保船用电可靠的前提下，最大限度的保证陆用电的可靠性。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种船舶靠岸时既可为其提供三相三线制电源，又能向港口码头的陆用电气设备提供三相四线加保护线系统的船舶岸电兼容型系统方案，如图1所示，本发明船舶岸电系统包括变压器B，变压器B低压侧与接地点之间设有并联的接地阻抗Z和接地断路器QF4，总断路器QF1，陆用负荷断路器QF2，船用负荷断路器QF3，中性线N，保护接地线PE。陆地用电负荷和船舶用电负荷并联，通过总断路器QF1与变压器低压侧连接，其中陆地用电负荷与总断路器QF1之间设有陆用负荷断路器QF2，船舶用电负荷与总断路器QF1之间设有船用负荷断路器QF3，所述接地断路器QF4与船用负荷断路器QF3联锁，接地断路器QF4合闸时船用负荷断路器QF3分闸，船用负荷断路器QF3合闸时接地断路器QF4分闸。船舶用电负荷通过保护接地线PE直接接地；陆地用电负荷为三相四线制，通过保护接地线PE和中性线连接并联的接地断路器QF4和接地阻抗Z接地。船舶用电负荷设有绝缘监测装置，例如施耐德Vigilohm绝缘监测装置，绝缘监测装置对岸电系统进行监控，当岸电系统的变压器发生单相接地时，根据电流变化情况判别接地点的大致位置，并启动相应继电保护装置进行报警，根据报警可人为有选择的切断船舶用电负荷与岸电系统的连接。
本发明的船舶岸电系统的供电方法，总断路器合闸时，岸电系统处于供电状态，接地断路器QF4与阻抗Z的并联运行，没有船舶靠岸使用岸电系统时，接地断路器QF4合闸，则使接地阻抗Z短路，中性线N直接接地，为陆地用电负荷提供中性点直接接地的三相四线加保护线的电源，当有船舶靠岸用电时，船用负荷断路器QF3合闸，QF4分闸，岸电系统中性点通过接地阻抗Z接地，陆用电与船用电共用岸电系统。接地阻抗的设置，使在有船舶用电负荷负荷时，若岸电系统没有发生单相接地，接地阻抗起到抑制中性点漂移的作用，若岸电系统发生单相接地，可以限制接地相的接地电流，避免因继电保护装置动作切断船用电源。
本发明陆地用电负荷与船舶用电负荷共用岸电系统。接地断路器与船用负荷断路器电气联锁，实现陆地用电负荷与船舶用电负荷接入时的稳定连续使用。
具体实施中，变压器B选用油浸式。
本发明实施得到的大小不同容量的船舶岸电系统，可以广泛地使用于各种供电容量的场合中。

Claims (6)

1.一种船舶岸电系统，包括变压器、陆地用电负荷和船舶用电负荷，其特征是变压器低压侧通过并联的接地断路器和接地阻抗接地，陆地用电负荷和船舶用电负荷并联，与变压器低压侧连接，其中陆地用电负荷与变压器之间设有陆用负荷断路器，船舶用电负荷与变压器之间设有船用负荷断路器，所述接地断路器与船用负荷断路器联锁，接地断路器合闸时船用负荷断路器分闸，船用负荷断路器合闸时接地断路器分闸。
2.根据权利要求1所述的一种船舶岸电系统，其特征是船舶用电负荷通过保护接地线直接接地；陆地用电负荷为三相四线制，通过保护接地线和中性线连接并联的接地断路器和接地阻抗接地。
3.根据权利要求1或2所述的一种船舶岸电系统，其特征是船舶用电负荷设有绝缘监测装置。
4.根据权利要求1或2所述的一种船舶岸电系统，其特征是陆用负荷断路器和船用负荷断路器与变压器低压侧的连接之间还设有总断路器。
5.根据权利要求3所述的一种船舶岸电系统，其特征是陆用负荷断路器和船用负荷断路器与变压器低压侧的连接之间还设有总断路器。
6.权利要求1-5任一项所述的船舶岸电系统的供电方法，其特征是岸电系统处于供电状态，没有船舶靠岸使用岸电系统时，船用负荷断路器分闸，接地断路器合闸，使接地阻抗短接，岸电系统的变压器为陆地用电负荷供电，岸电系统和陆地用电负荷直接接地；当有船舶靠岸用电时，船用负荷断路器合闸，接地断路器分闸，岸电系统中性点和陆地用电负荷通过接地阻抗接地，陆地用电负荷与船舶用电负荷共用岸电系统。
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