CN102355138A - 多功能船舶岸电电源设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船舶供岸电设备，包括用于连接电源的输入端以及用于接入船舶的输出端，在输入端与输出端之间通过电路依次接有：第一开关、移相变压器、四个并联的整流支路、三个并联的变压支路，所述的三个变压支路的输出端作为所述的用于接入船舶的输出端。本发明船舶供岸电设备解决了目前岸电设备拓扑结构只能实现“点对点”的岸电设备缺点，实现了“一拖多”的拓扑结构，解决了传统设备无法广泛推广的问题。缩短了船舶连接岸电过程的时间，便于船舶与港口作业和推广使用，还可以通过船舶配置触摸显示屏，查看整套设备的即时工况，方便船岸即时通信问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种对靠港船舶提供岸电的供电设备。
背景技术
船舶岸电技术是船舶靠港作业期间，使用港口方电网提供的电力，关闭船舶自身发电机的供电技术。中国大陆地区市电网络电制为：中压6-10kV，低压380V，频率均为50Hz，大部分船舶所用电制为440V、60Hz，少数船舶使用380V、50Hz电制，另外还有极少数量船舶使用6-10kV、60Hz电制。由于船舶与中国大陆地区市电网络电制不同，因此必须对市电网络的电力进行电压、频率的变换，才能供给船舶使用。
船舶供岸电设备的几个关键技术点为：拓扑结构设计、船岸并网技术、船岸通信技术。拓扑结构是指整套岸电设备的结构设计，以及一台设备能够同时给几条船供电；船岸并网技术是指船舶在连接岸电过程中，首先船舶发电机与市电网络并列运行一段时间，然后停下船舶发电机或者市电，其目的是实现船舶不停电切换岸电；船岸通信技术是指船舶在使用岸电期间，使用通信手段使得船舶工作人员或者码头工作人员可以即时监控整套岸电系统的运行工况。
现有技术中，主供电回路都为“点对点”拓扑结构。每套装置只供一个泊位使用。现有岸电系统的连接过程。船舶岸电连接过程分为两种情况，第一是船舶进港接岸电，如下：船舶甲板上的电缆卷筒将电缆由船舶甲板放下至码头前沿，由码头人员将电缆插接至码头接电箱，然后船舶全船停电，码头岸电开关合闸，将电通过电缆送至船舶配电开关，最后船舶配电开关合闸，实现由发电机切换岸电的连接过程，连接过程需要船舶停电。第二是船舶离港断岸电过程，如下：首先停下岸电开关，然后启动船舶发电机，将船舶发电机并入船舶主配电母排。
现有岸电设备的拓扑结构采用“点对点”模式，每个泊位配置一套岸电设备，由于港口码头最佳利用率为60％，因此设备有40％时间处于闲置状态，增加了投资，设备成本高，而且不利于广泛推广使用。现有的岸电设备船舶与市电连接操作过程繁琐，耗时过长，影响港口码头的生产作业。另外现有岸电设备不具有船岸即时通信功能，船舶人员无法看到岸电设备的即时工况。
发明内容
本发明提供一种连接快，操作流程新颖，大大降低耗费人员配置，可实现“一拖多”的船舶供岸电设备，用于向港口的船舶提供岸电。
一种船舶供岸电设备，包括用于连接电源的输入端以及用于接入船舶的输出端，在输入端与输出端之间通过电路依次接有：第一开关、移相变压器、四个并联的整流支路、三个并联的变压支路，所述的三个变压支路的输出端作为所述的用于接入船舶的输出端。
所述的四个整流支路的输入端并联的接入移相变压器的二次侧，四个整流支路具有共同的输出端，所述的三个变压支路的输入端并联接入所有整流支路的共同输出端。
所述的整流支路为依次串联的隔离开关和整流电路，其中隔离开关的输入端接入移相变压器中对应的输出端，整流电路的输出端作为整流支路的输出端。
所述的变压支路为依次串联的逆变器、变压器和第二开关，其中所述的逆变器的输入端接入所有整流支路的共同输出端。
四个整流支路是统一工作的，三个变压支路分别独立工作，实现不同电压、频率的输出，实现单台设备可以同时输出不同电压、频率的电能，同时供不同电制的船舶使用。
设有三个岸电插接箱，船舶供岸电设备的三个输出端分别安装在对应的岸电插接箱中。输出端至岸电箱采用3*185+1*75的内含光纤型电缆连接。
本发明船舶供岸电设备输入端电源进线引自变电所中压6(10)KV馈线，电源经过进线开关柜(相当于第一开关)连接至主配电母排。由主配电母排经过馈线开关柜连接至24脉波移相变压器，24脉波移相变压器为5绕组变压器，一次侧一组，二次侧四组，变比为6(10)kV/0.71kV，24脉波移相变压器四组二次侧线圈输出至四个整流支路，每个整流支路中通过负荷隔离开关和整流电路输出到统一的直流母排上，再由直流母排分别引出三个变压支路，每个变压支路中依次通过逆变器、变压器和第二开关将电力输送至码头的三个岸电插接箱，使用电缆连接至船舶配电室，经过船舶岸电配电开关，将电力引至船舶主配电母排，给船舶设备提供电力。
本发明船舶供岸电设备解决了目前岸电设备拓扑结构只能实现“点对点”的岸电设备缺点，重点解决了一套岸电设备可同时给多条电制不同的船舶供应岸电的问题，实现了“一拖多”的拓扑结构。
附图说明
图1为本发明一种船舶供岸电设备的结构框图。
具体实施方式
本发明一种船舶供岸电设备的输入端连接电源，即变电所中压6(10)KV馈线，电源经过第一开关连接至24脉波移相变压器，24脉波移相变压器为5绕组变压器，一次侧一组，二次侧四组，变比为6(10)kV/0.71kV。
24脉波移相变压器四组二次侧线圈输出为四个整流支路，每条整流支路中经过负荷隔离开关和整流电路(即图中的整流装置)输出到统一的直流母排上，由直流母排分别引出三个逆变支路。
四个整流支路同时工作，可以提供较大容量的直流输出，三个变压支路各自独立供船舶使用，可以实现同一台装置同一时间输出不同电制的电能，供不同电制的多条船舶共同使用。每个变压支路中依次通过逆变器、变压器和第二开关将电力输送至码头的三个岸电插接箱，使用电缆连接至船舶配电室，给船舶设备提供电力。
第一开关采用KYN28型的中置式高压开关柜，该中置式高压开关柜的主断路器选择ABB公司生产的移动式VD4断路器，额定电流为630A，短路开断电流为31.5kA，该中置式高压开关柜的继电保护装置选用西门子公司生产的7SJ68型数字式综合保护继电器，设置过流、速断、零序接地保护功能。
24脉波移相变压器为24脉波移相干式变压器，起到降压及控制谐波功能。
整流支路中的整流电路选用西门子公司的S120型整流模块，每个模块容量选择560kVA等级，隔离开关为S120模块内部自带开关。
变压支路中的逆变器选用西门子公司的S120系列逆变装置，单台容量为710kVA。第二开关选用施耐德公司的MT10型低压开关，额定工作电流为1000安培。
岸电插接箱内置快速连接插头与船舶电缆相配套，可实现快速插接，快速连接插头选用凯伏特公司生产的3+2+光纤型低压快速插头，3为A、B、C三相电源，提供主电供应；2为插头中自带的2各辅助点位，辅助点位使用2.5平米的控制电缆连接至第二开关的跳闸线圈，当插头在拔插操作、或是其他原因出现松动时，辅助点位优先控制第二开关跳闸，切断电源输出，保护人员和设备的安全；光纤接口是用来连接码头岸电设备与船舶通信使用，码头岸电设备安装西门子公司的PLC产品，与船舶自身携带PLC通过此光纤实现通信与远程控制功能。
本发明供船舶用岸电装置可极大的减少操作时间，降低劳动量。具体工作时第一是船舶进港连接岸电过程，如下：船舶靠港后，首先通过使用位于船舶甲板上的电缆卷筒，将电缆由船舶甲板放下至码头前沿(电缆内除主电力电缆外，还包括一根光纤通信线，连接船舶PLC与码头岸电箱站PLC)，使用快速插接头插接至码头接电箱，船舶人员在船舶电气室通过触摸屏控制船舶PLC与码头岸电箱站PLC通信，首先选择岸电电制(440V/60Hz，380V/50Hz两种电制可选)，然后远程遥控码头岸电输出开关合闸，将电力送至船舶岸电配电开关，由船舶人员操作并网装置全自动调整岸电频率、电压、相位，使船舶发电机与岸电具备并网运行条件，然后控制船舶岸电开关合闸，实现并网运行，再停下船舶发电机，完成船舶发电机到岸电的切换，整个过程船舶不停电。
第二是船舶作业完成，离港断岸电操作过程，船舶离港时，首先启动船舶发电机，船舶人员通过全自动并网装置将船舶发电机合入船舶主配电母排，然后停下船舶岸电开关，遥控停下码头箱站岸电输出开关，使用船舶甲板上的电缆卷筒收回电缆，整个过程完成。
本发明船舶供岸电设备无需码头提供额外的人力，完全由船舶人员操作完成，减少了劳动力成本，且操作流程简便，大大缩短了整个过程的时间，解决了制约船舶用岸电项目的最大制约因素。实现了“一拖多”的拓扑结构，解决了一套设备同时为多条不同电制船舶供应岸电的问题吗，操作流程设计缩短了船舶连接岸电过程的时间，节省了了操作人员，便于船舶与港口作业和推广使用。
Claims (3)
1.一种船舶供岸电设备，包括用于连接电源的输入端以及用于接入船舶的输出端，其特征在于，在输入端与输出端之间通过电路依次接有：第一开关、移相变压器、四个并联的整流支路、三个并联的变压支路，所述的三个变压支路的输出端作为所述的用于接入船舶的输出端；
所述的四个整流支路并联接入移相变压器的二次侧，四个整流支路的具有共同输出端，所述的三个变压支路的输入端并联接入所有整流支路的共同输出端；
所述的整流支路为依次串联的隔离开关和整流电路，其中隔离开关的输入端接入移相变压器中对应的输出端；
所述的变压支路为依次串联的逆变器、变压器和第二开关，其中所述的逆变器的输入端接入所有整流支路的共同输出端。
2.如权利要求1所述的船舶供岸电设备，其特征在于，所述的移相变压器为24脉波移相变压器。
3.如权利要求2所述的船舶供岸电设备，其特征在于，设有三个岸电插接箱，船舶供岸电设备的三个输出端分别安装在对应的岸电插接箱中。
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