CN105743212A - 用于对船舶供电的岸电系统及用于船舶的电气系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于对船舶供电的岸电系统及用于船舶的电气系统，所述岸电系统包括至少一带有自动调压功能的隔离变压器、至少一岸电箱以及一控制系统，所述隔离变压器的输入端用于连接火电厂的厂用电的电源输出端，所述隔离变压器的输出端用于连接所述岸电箱；所述岸电箱用于通过一电缆与船舶的供电接口连接，并通过一信号线与船舶的电气信号接口连接；所述控制系统用于接收所述岸电箱传输的所述船舶的电气信号以及岸电箱信息，并根据所述电气信号以及岸电箱信息控制所述岸电箱以导通或断开所述供电接口与所述电源输出端之间的连接。本发明的岸电系统具有构造简单、容易操作，且能为船舶节省用电费用，安全可靠的优点。

Description

用于对船舶供电的岸电系统及用于船舶的电气系统

技术领域

本申请涉及一种用于对船舶供电的岸电系统及用于船舶的电气系统。

背景技术

岸电供电技术是船舶靠港期间，停用船舶上的发电机电源供电，由(港区)码头的岸电通过电缆对船上的电气设备供电。研究港口的岸电供电技术对节能和减排、建设绿色港口有着非常积极的意义，是解决靠岸船舶由于船上的发电对港口水域带来的污染问题的重要举措。

作为一项可以减少港口污染物排放的技术，船用岸电项目越来越受到重视。但是，现有的岸电系统设备庞大且构造复杂繁琐，用电成本高，且安全性较差容易对电网造成不良影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中岸电系统设备庞大且构造复杂繁琐，用电成本高，且安全性较差容易对电网造成不良影响的缺陷，提供一种构造简单、容易操作，且能为船舶节省用电费用，安全可靠的用于对船舶供电的岸电系统及用于船舶的电气系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种用于对船舶供电的岸电系统，其特点在于，所述岸电系统包括至少一带有自动调压功能的隔离变压器、至少一岸电箱以及一控制系统，

所述隔离变压器的输入端用于连接火电厂的厂用电的电源输出端，所述隔离变压器的输出端用于连接所述岸电箱；

所述岸电箱用于通过一电缆与船舶的供电接口连接，并通过一信号线与船舶的电气信号接口连接；

所述控制系统用于接收所述岸电箱传输的所述船舶的电气信号以及岸电箱的电箱工作信息，并根据所述电气信号以及电箱工作信息控制所述岸电箱以导通或断开所述供电接口与所述电源输出端之间的连接。

本申请的岸电系统连接火电厂厂用电，而不是接入供电电网，厂用电可以直接提供电压为6KV的电源供船舶使用，而不需要其他设备对电源进行处理。利用厂用电直接接入供电能够避免船舶自身电气系统对供电电网的影响，不需要添加用于接入供电电网的设备和减少对电网污染的装置，从岸电系统整体上来看能够实现结构简单、减少码头布置空间的效果。

另外，由于直接利用厂用电供电，电价便宜，所述船舶不仅不需要自己浪费燃料产电而且能够接入较为便宜的差用电降低用电费用。

本申请的隔离变压器可以采用1:1的变压器，利用所述隔离变压器来进行调压和安全隔离。为了岸电系统供电时对船舶上开关的影响，可以通过采用高阻抗隔离变压器减小船上高压电缆的短路电流，将岸电电缆的短路电流限制在10KA以下，不需要提高船上现有开关的开断容量。

所述控制系统根据所述电气信号以及电箱工作信息导通或断开所述供电接口与所述电源输出端之间的连接。由于厂用电的电源输出端、电缆以及信号线均接入所述岸电箱，所述岸电箱能够采集到船舶上传来的电气信号，包括船舶的电气系统中各开关的状态、电气系统是否达到能够接收厂用电的要求等，而且岸电箱向所述控制系统传输的信号还包括岸电箱自身的信息，岸电箱自身的信息包括各电缆、信号线连接是否正常、岸电箱中各个开关是否能够投入应用等。所述控制系统根据岸电箱传输的信息或操作人员的指令导通或断开所述供电接口与所述电源输出端之间的连接，以使得所述船舶的电气系统利用火电厂的厂用电供电。

利用火电厂的厂用电，岸电系统的容量应能保证卸货船舶连接岸电时预期使用的设备能够正常工作，使用火电厂厂用电作为岸电电源确保了有足够容量满足船电系统的需求，并且所有泊位同时供电时能够通过具备自动调压功能的隔离变压器自动调整电压，偏离不超5％并实现与船电系统隔离。

较佳地，所述电箱工作信息包括用于表示所述岸电箱处于冷备用状态的冷备用信息，所述电气信息包括用于表示请求接收所述火电厂的厂用电的请求信息，所述控制系统用于在接收到所述冷备用信息和请求信息后控制所述岸电箱以导通所述供电接口与所述电源输出端之间的连接。

冷备用状态是指连接设备各侧均无安全措施，且连接该设备的各侧均有明显断开点或可判断的断开点。设备本身无异常，所有断路器和隔离开关都在断开位置等待合闸命令，一经合闸设备即能正常运行。

岸电系统可以具备完备的保护功能，能实现过流、速断、逆功率、接地等保护，能保证电缆、变压器等异常运行时能快速切断上一级电源保护设备的安全。

为确保岸电箱与船舶的电气系统的接口方式可靠，岸电箱可以采用断电跳闸技术，保证当送电插头松动等异常信号发出，岸电系统能自动跳开岸电箱开关。此外岸电、船舶的电器系统还可以配置急停保护，便于操作人员发现系统异常时实施紧急停电。

较佳地，所述电箱工作信息包括所述船舶获取的所述厂用电的电量信息，所述控制系统用于根据所述电量信息计量电量。

较佳地，所述控制系统为ECS(电气控制系统)控制系统。

岸电接入时要保证操作人员的安全，除了ECS船用岸电控制系统的软五防功能之外还还可以包括机械与电气两套防误闭锁装置，并满足最新颁布执行的岸电国际标准失电联锁的要求。码头岸电箱、船载变电站和高压电缆卷车上的高压电缆均设置安全接线装置。安全接线装置与高压供电柜之间设计成电气联锁。

较佳地，所述信号线为光纤信号线。

较佳地，所述岸电系统包括一电流方向保护装置，所述电流方向保护装置用于使所述岸电系统中的电流方向为从电源输出端向所述供电接口。

为了防止船电对岸电系统的影响，防止船舶电源向岸上电源反送电，通过功率或电流方向保护来实现供电的方向单一性。

本发明还提供一种用于船舶的电气系统，其特点在于，所述电气系统利用如上所述岸电系统供电。

较佳地，所述电气系统包括一发电系统以及一用电系统，所述用电系统连接所述供电接口，所述发电系统与所述用电系统之间的连接用于在所述厂用电对所述用电系统供电后断开。

所述发电系统与所述用电系统之间的连接可以由工作人员来断开，也可以利用控制器实现自动断开。

较佳地，所述电气系统包括一变压器以及一控制器，所述变压器的高压侧与所述供电接口连接，所述变压器的低压侧与所述用电系统连接，所述发电系统与所述用电系统之间的连接用于在所述控制器检测到所述低压侧有电后断开。

由于船用岸电供电方式多采用高压上船的方式因此船舶侧需要安装降压变压器，实现从高压6kV到低压400V的电压转换，以满足船舶电气设备运行要求。

较佳地，所述电气系统包括一同期切换装置，所述控制器用于在检测到所述低压侧有电后，通过所述同期切换装置导通所述岸电系统与所述用电系统之间的连接，所述发电系统与所述用电系统之间的连接用于在所述岸电系统与所述用电系统导通后断开。

船舶上设有电源自动同期切换装置，岸上提供相关的接点位置及保护信号，通过船岸之间的数据交换及同期功能，实现船用电与岸用电之间的无扰切换，以达到不间断供电的目的。在船电、岸电切换异常时，为了保证船用电不对厂用电系统产生干扰船上高压开关保护首先动作切断岸电，可以设置岸上高压开关保护，作为船上高压开关的后备保护。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：本发明的岸电系统具有构造简单、容易操作，使得电缆数量降低、占用码头空间小，且能为船舶节省用电费用，安全可靠的优点。

附图说明

图1为本发明实施例的岸电系统的结构示意图。

图2为本发明实施例的船舶的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例

参见图1、图2，本实施例提供一种用于对船舶供电的岸电系统以及一种利用所述岸电系统供电的用于船舶3的电气系统2，所述岸电系统包括两个带有自动调压功能的隔离变压器11、六个岸电箱12、一电流方向保护装置以及一ECS。

所述隔离变压器11的输入端用于连接火电厂的厂用电的电源输出端13，所述隔离变压器11的输出端用于连接所述岸电箱12。

本实施例的隔离变压器11可以采用1:1的变压器，利用所述隔离变压器11来进行调压和安全隔离。为了岸电系统供电时对船舶3上开关的影响，可以通过采用高阻抗隔离变压器减小船上高压电缆的短路电流，将岸电电缆的短路电流限制在10KA以下，不需要提高船上现有开关的开断容量。

对于连接船舶3的岸电箱12，所述岸电箱12用于通过一电缆与一船舶的供电接口连接，并通过一光纤信号线与所述船舶的电气信号接口连接。

所述ECS用于接收所述岸电箱12传输的所述船舶的电气信号以及岸电箱的电箱工作信息，所述电箱工作信息包括用于表示所述岸电箱处于冷备用状态的冷备用信息，所述电气信息包括用于表示请求接收所述火电厂的厂用电的请求信息，所述ECS用于在接收到所述冷备用信息和请求信息后控制所述岸电箱以导通所述供电接口与所述电源输出端13之间的连接。

所述电箱工作信息包括所述船舶获取的所述厂用电的电量信息，所述ECS还用于根据所述电量信息计量电量。

所述电流方向保护装置用于使所述岸电系统中的电流方向为从电源输出端向所述供电接口。

所述电气系统2包括一控制器21、一发电系统22、一变压器23、一同期切换装置24以及一用电系统25，所述用电系统连接所述供电接口。

所述变压器23的高压侧与所述供电接口连接，所述变压器23的低压侧与所述用电系统连接。由于船用岸电供电方式多采用高压上船的方式因此船舶侧需要安装降压变压器，实现从高压6kV到低压400V的电压转换，以满足船舶电气设备运行要求。

所述控制器21用于在检测到所述低压侧有电后，通过所述同期切换装置24导通所述岸电系统与所述用电系统25之间的连接，所述发电系统22与所述用电系统之间的连接用于在所述岸电系统与所述用电系统导通后断开。

所述发电系统22与所述用电系统之间的连接可以由工作人员在所述岸电系统与所述用电系统导通后断开，也可以利用控制器自动断开，本实施例中，所述发电系统22与所述用电系统之间的连接利用控制器21实现断开。

船舶上设有电源自动同期切换装置，岸上提供相关的接点位置及保护信号，通过船岸之间的数据交换及同期功能，实现船用电与岸用电之间的无扰切换，以达到不间断供电的目的。在船电、岸电切换异常时，为了保证船用电不对厂用电系统产生干扰船上高压开关保护首先动作切断岸电，可以设置岸上高压开关保护，作为船上高压开关的后备保护。

本实施例的岸电系统可以具备完备的保护功能，能实现过流、速断、逆功率、接地等保护，能保证电缆、变压器等异常运行时能快速切断上一级电源保护设备的安全。

同时岸电系统具有构造简单、容易操作，使得电缆数量降低、占用码头空间小，且能为船舶节省用电费用，安全可靠的优点。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于对船舶供电的岸电系统，其特征在于，所述岸电系统包括至少一带有自动调压功能的隔离变压器、至少一岸电箱以及一控制系统，

所述隔离变压器的输入端用于连接火电厂的厂用电的电源输出端，所述隔离变压器的输出端用于连接所述岸电箱；

所述岸电箱用于通过一电缆与船舶的供电接口连接，并通过一信号线与船舶的电气信号接口连接；

所述控制系统用于接收所述岸电箱传输的所述船舶的电气信号以及岸电箱的电箱工作信息，并根据所述电气信号以及电箱工作信息控制所述岸电箱以导通或断开所述供电接口与所述电源输出端之间的连接。

2.如权利要求1所述的岸电系统，其特征在于，所述电箱工作信息包括用于表示所述岸电箱处于冷备用状态的冷备用信息，所述电气信息包括用于表示请求接收所述火电厂的厂用电的请求信息，所述控制系统用于在接收到所述冷备用信息和请求信息后控制所述岸电箱以导通所述供电接口与所述电源输出端之间的连接。

3.如权利要求1所述的岸电系统，其特征在于，所述电箱工作信息包括所述船舶获取的所述厂用电的电量信息，所述控制系统用于根据所述电量信息计量电量。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的岸电系统，其特征在于，所述控制系统为ECS。

5.如权利要求1所述的岸电系统，其特征在于，所述信号线为光纤信号线。

6.如权利要求1所述的岸电系统，其特征在于，所述岸电系统包括一电流方向保护装置，所述电流方向保护装置用于使所述岸电系统中的电流方向为从电源输出端向所述供电接口。

7.一种用于船舶的电气系统，其特征在于，所述电气系统利用如权利要求1-6中任意一项所述岸电系统供电。

8.如权利要求7所述的电气系统，其特征在于，所述电气系统包括一发电系统以及一用电系统，所述用电系统连接所述供电接口，所述发电系统与所述用电系统之间的连接用于在所述厂用电对所述用电系统供电后断开。

9.如权利要求8所述的电气系统，其特征在于，所述电气系统包括一变压器以及一控制器，所述变压器的高压侧与所述供电接口连接，所述变压器的低压侧与所述用电系统连接，所述发电系统与所述用电系统之间的连接用于在所述控制器检测到所述低压侧有电后断开。

10.如权利要求9所述的电气系统，其特征在于，所述电气系统包括一同期切换装置，所述控制器用于在检测到所述低压侧有电后，通过所述同期切换装置导通所述岸电系统与所述用电系统之间的连接，所述发电系统与所述用电系统之间的连接用于在所述岸电系统与所述用电系统导通后断开。