CN111129967B - 一种高集成新型船用直流主配电板 - Google Patents

Abstract

一种高集成新型船用直流主配电板，自左到右依次包括第一推进屏柜、中央控制屏柜以及第二推进屏柜；第一推进屏柜、中央控制屏柜以及第二推进屏柜通过中立柱的铝合金板进行分隔；第一推进屏柜、中央控制屏柜以及第二推进屏柜分别包括两个对称的柜门面板；两个对称的柜门面板上分别安装有扶手，单侧柜门面板上安装有柜门锁；每个柜门面板的开合处的上角位置分别安装有机械式限位开关，柜门面板打开时，柜门面板所在的屏柜内安装的直流供电检修灯自动点亮进行自动提供检修照明，通过本申请解决了对蓄电池电站的投入、切除控制。

Description

一种高集成新型船用直流主配电板

技术领域

本发明属于电板技术领域，尤其涉及一种高集成新型船用直流主配电板。

背景技术

传统船舶的电站由单组或多组柴油机-发电机构成，采用燃油动力，其主配电板通常由多屏机柜组合构成，如发电机控制屏、负载分配屏和并车控制屏，各屏柜通过汇流母排或汇流母线将多台柴油机-电动机电站的电能汇集，同时船舶的用电负载，如推进负载日常辅助负载、特殊用途负载等均挂接在汇流母排或汇流母线上。

船舶主配电板内通常集成安装控制开关、保护断路器、熔断器、互感器、控制器、显示屏等主要电器元件，配电板内的控制器通过对配电板、船舶电站及其他设备的状态采集，对船舶电站进行综合管理及船舶电站电能的合理分配，保证船舶电站的合理化工作。主配电板是船舶正常工作的重要前端设备，是船舶电力系统的中枢。

传统燃油动力船舶污染重、噪音大，尤其是在进出码头时，为引导船舶行业的绿色发展，国务院在2018年7月3日印发“打赢蓝天保卫战三年行动计划”，交通运输部在2018年1月30日印发“船舶大气污染物排放控制区实施方案”，明确规定从2020年1月1日起，在长江干线、西江干线的通航水域规定为船舶排放控制区，对船舶的绿化提出了更高的要求，电池动力船舶无排放，噪音低，电池动力船舶迎来新的发展机遇。相应的需要设计新型的配电板对蓄电池类型的新型电站进行控制与管理。

当前采用交流主配电板对柴油机-发电机电站的电能进行电能的分配、控制与管理，蓄电池的电站的投入、切除完全不同于柴油机的启动控制、停止控制及发电机的励磁控制，交流配电板无法实现对新型的蓄电池电站的电能分配、控制与管理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高集成新型船用直流主配电板，其解决了对蓄电池电站的投入、切除控制。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种高集成新型船用直流主配电板，该主配电板自左到右依次包括第一推进屏柜、中央控制屏柜以及第二推进屏柜；

所述第一推进屏柜、中央控制屏柜以及第二推进屏柜通过中立柱的铝合金板进行分隔；

所述第一推进屏柜、中央控制屏柜以及第二推进屏柜分别包括两个对称的柜门面板；

所述两个对称的柜门面板上分别安装有扶手，所述单侧柜门面板上安装有柜门锁；

所述每个柜门面板的开合处的上角位置分别安装有机械式限位开关，所述柜门面板打开时，所述柜门面板所在的屏柜内安装的直流供电检修灯自动点亮进行自动提供检修照明。

进一步：所述第一推进屏柜包括左工作单元和右工作单元；

所述左工作单元和右工作单元通过中间的中立柱为分界线；

所述左工作单元和右工作单元中间贯通无隔板；

所述第一推进屏柜的内部背面的面板上安装有第一分段母排；

所述左工作单元自左到右依次安装有直流储能变换器和充电整流器且安装在第一推进屏柜的左侧靠背部的面板空间上；

所述直流储能变换器和充电整流器输出端通过连接铜排与顶部的第一分段母排相连；

所述连接铜排上靠近第一分段母排的一侧分别安装有直流快速熔断器；

所述直流储能变换器的正极输出端靠近直流储能变换器的一侧安装有霍尔直流电流传感器；

所述右工作单元自上而下包括有充电整流器的滤波电容器、充电整流器输入侧滤波电抗器、充电整流器网侧滤波电抗器及直流储能变换器的直流储能电抗器且安装在第一推进屏柜的右侧靠背部的面板空间上；

所述第一推进屏柜的靠上且靠前部的面板空间安装有充电整流器预充电模块、充电整流器第一预充电电阻以及充电整流器预充电快速熔断器；

所述第一推进屏柜立柱靠前部面板空间从上至下安装有以太网交换机、接线端子排；

所述第一推进屏柜的靠下且靠前部面板空间安装有直流储能变换器的第二预充电电阻、主接触器、预充电接触器、第二预充电快速熔断器、输入侧快速熔断器以及充电整流器输入侧熔断器。

进一步：所述第一推进屏柜的面板布置有直流电压表、直流电流表、绝缘监测表、状态指示灯及第一控制按钮。

进一步：所述第二推进屏柜内部与第一推进屏柜内部镜像对称，镜像中心线为中央控制屏柜中心线。

进一步：所述中央控制屏柜内部的顶部安装有两段第二分段母排，所述两段第二分段母排在中央控制屏柜的中间通过母联开关相连接，所述母联开关位于两段第二分段母排的下方，中央控制屏柜的中间偏左处；

所述两段第二分段母排和中央控制屏柜的中间安装有母排电容器；

所述两段第二分段母排在靠近母联开关侧分别安装有快速熔断器；

所述母联开关和母线电容器的左右两侧安装有左右推进系统的隔离开关；

所述隔离开关与两段第二分段母排通过铜排连接；

所述隔离开关与两段第二分段母排之间安装有快速熔断器；

所述中央控制屏柜的中间内部空间使用隔板进行横向分隔构成前端隔离安装板和后方安装架；

所述隔离安装板的左侧通过铰链与中央控制屏柜的左侧立柱相连接；

所述隔离安装板的右侧通过卡扣与中央控制屏柜的中部横梁相连接。

进一步：所述隔离安装板的前端自上而下一次安装有电站控制系统组件、微型空气断路器组件、指示灯测试模块、霍尔电压传感器、五孔220V插座、AC220V转DC24V电源转换组件。

进一步：所述后方安装架中部安装有两台完全相同的日常辅助逆变器；

所述后方安装架的两侧靠近两侧中立柱自上而下依次安装有斩波变换器、斩波电阻；

所述两台斩波变换器完全相同、两个斩波电阻完全相同。

进一步：所述中央控制屏柜的面板上从上至下布置有机舱监测报警显示屏、状态指示灯、第二控制按钮、高压指示观察窗。

进一步：所述高集成新型船用直流主配电板的面板为铝合金；

所述高集成新型船用直流主配电板的柜体承重部分为不锈钢，并开圆形减重孔，所述高集成新型船用直流主配电板的面板与高集成新型船用直流主配电板的柜体使用铰链连接；

所述高集成新型船用直流主配电板的面板的内侧安装有高压检测及显示模块。

进一步：所述高集成新型船用直流主配电板的每个柜体内分别安装有冷却风机组；

所述高集成新型船用直流主配电板的每个柜体正向面板上的通风口为条形平面镂空，镂空处安装有孔型滤纸；

所述每个柜体的两侧面板及背部面板的通风口为凸起圆角梯形镂空设置。

与现有技术相比，本申请所具有的有益效果是：

1)本发明中高集成新型船用直流主配电板为全新型船用主配电板，解决了纯电动船舶电站的监测与管理问题，对纯电动船舶的电气化、智能化、绿色化、发展具有巨大推动作用；

2)本发明中高集成新型船用直流主配电板内部集成蓄电池充电设备，解决当前纯电动船舶充电困难的问题；

3)本发明中高集成新型船用直流主配电板的结构紧凑，采用铝合金、不锈钢材质，并进行减重设计，适合安装在空间有限的船舶上；

4)本发明中高集成新型船用直流主配电板设备、功能完善，对电池混合动力船舶直流配电板的设计具有重要指导作用。

附图说明

图1为本发明的高集成新型船用直流主配电板主视图；

图2为本发明的高集成新型船用直流主配电板左视图；

图3为本发明的高集成新型船用直流主配电板后视图；

图4为本发明的图1中第一推进屏柜的主视图；

图5为本发明的图1中第一推进屏柜的左剖视图；

图6为本发明的图1中第一推进屏柜的前部空间示意图；

图7为本发明的图1中第二推进屏柜的主视图；

图8为本发明的隔离安装板的示意图。

其中：10、第一推进屏柜；101、柜门面板；102、扶手；103、柜门锁；104、限位开关；105、直流电压表；106、直流电流表；107、绝缘监测表；108、第一控制按钮；109、第一分段母排；110、第二分段母排；120、中立柱；121、直流储能变换器；122、充电整流器；123、连接铜排；124、直流快速熔断器；125、霍尔直流电流传感器；126、滤波电容器；127、输入侧滤波电抗器；128、网侧滤波电抗器；129、储能电抗器；130、预充电模块；131、第一预充电电阻；132、第一预充电快速熔断器；133、左立柱；134、以太网交换机；135、接线端子排；136、第二预充电电阻；137、主接触器；138、预充电接触器；139、第二预充电快速熔断器；140、输入侧快速熔断器；141、输入侧熔断器；20、中央控制屏柜；201、机舱监测报警显示屏；202、第二控制按钮；203、高压指示观察窗；30、第二推进屏柜；301、减重孔；302、铰链；303、冷却风机组；304、通风口；305、孔型滤纸；311、母联开关；312、母排电容器；313、快速熔断器；314、隔离开关；315、铜排；316、辅助逆变器；317、两侧中立柱；318、斩波变换器；319、斩波电阻；320、隔离安装板；321、电站控制系统组件；322、微型空气断路器组件；323、指示灯测试模块；324、第三快速熔断器；325、第四快速熔断器；326、霍尔电压传感器；327、供电电源；328、五孔220V插座；329、AC220V转DC24V电源转换组件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

如图1所示，一种高集成新型船用直流主配电板，由3个屏柜组成，从配电板的正面看，从左至右分别为第一推进屏柜10、中央控制屏柜20、第二推进屏柜30。

第一推进屏柜10与中央控制屏柜20及第二推进屏柜30与通过中立柱120处的铝合金板进行屏柜分隔。

每个屏柜的门板均为对开门方式，此两个柜门面板101大小相同，每个面板上均安装有扶手102，在单侧柜门面板101上安装有柜门锁103。

每个门板的开合处的上角位置均安装有机械式限位开关104，柜门打开时，柜门所在屏柜内安装的直流供电检修灯自动点亮，自动提供检修照明。

第一推进屏柜10及第二推进屏柜30的面板上布置有直流电压表105、直流电流表106、绝缘监测表107、状态指示灯及第一控制按钮108。

中央控制屏柜20的面正面板从上至下布置有机舱监测报警显示屏201、状态指示灯及第二控制按钮202，面板背面安装有高压检测与显示模块，并在高压指示灯处开孔，安装透明钢化玻璃材质的高压指示观察窗203。

高集成新型船用直流主配电板为铝合金，柜体承重部分为不锈钢，并开圆形减重孔301，面板与柜体使用铰链302连接。

高集成新型船用直流主配电板冷却方式采用强迫风冷，空气流向为下进上出。

每个屏柜内均安装有3套冷却风机组303，其中2套分别布置在屏柜的偏底部，1套布置偏上部。

屏柜正向面板上的通风口304为条形平面镂空，其中中央控制屏柜20镂空处安装有孔型滤纸305。

如图2和图3所示，高集成新型船用直流主配电板，两侧面板及背部面板的通风口304为凸起圆角梯形镂空设置。

第一推进屏柜10分左工作单元和右工作单元，两部分以中间的中柱为分界线，左工作单元和右工作单元贯通，无隔板。

参照图4，第一推进屏柜10内部靠背面空间顶部安装有第一分段母排109。第一推进屏柜10左工作单元靠背部面板空间从左至右安装直流储能变换器121和充电整流器122。

直流储能变换器121和充电整流器122输出端通过连接铜排123与顶部的第一分段母排相连，连接铜排123上靠近侧均安装有直流快速熔断器124，其中直流储能变换器121的正极输出端，靠近直流储能变换器121侧安装有霍尔直流电流传感器125。

第一推进屏柜10的右工作单元靠背部面板空间从上至下分别安装有充电整流器122的滤波电容器126、输入侧滤波电抗器127、网侧滤波电抗器128，以及储能电抗器129。

参照图5，第一推进屏柜10靠上且靠前部面板空间安装有充电整流器122的预充电模块130、第一预充电电阻131、第一预充电快速熔断器132。

第一推进屏柜10的左立柱133靠前部面板空间从上至下安装有以太网交换机134、接线端子排135。

参照图6，第一推进屏柜10的靠下且靠前部面板空间安装有直流储能变换器121的第二预充电电阻136、主接触器137、预充电接触器138、第二预充电快速熔断器139、输入侧快速熔断器140以及充电整流器122的输入侧熔断器141。

第二推进屏柜30的内部安装的设备与第一推进屏柜10完全相同，但其内部空间分布、内部各设备的安装位置与第一推进屏柜10镜像对称，镜像中心线为第二推进屏柜30中心线。

第二推进屏柜30面板上仪表、按钮、指示灯的数量、分布位置与第一推进屏柜10完全相同。

参照图7，中央控制屏柜20的内部的顶部安装有两段第二分段母排110，两段第二分段母排110在中央控制屏柜20的中间通过母联开关311相连接，母联开关311位于第二分段母排110的下方，中央控制屏柜20的中间偏左处。

第二分段母排110的下方，中央控制屏柜20的中间安装有母排电容器312。

第二分段母排110在靠近母联开关311侧均安装有快速熔断器313。

母联开关311和母排电容器312的左右两侧安装有左右推进系统的隔离开关314，隔离开关314与第二分段母排110通过铜排315连接，铜排315靠近母联开关311侧安装有快速熔断器313。

后方安装架中部安装有2台完全相同的日常辅助逆变器316，在日常辅助逆变器316两侧，靠近两侧中立柱317处，从上至下安装有斩波变换器318、斩波电阻319，2台斩波变换器318完全相同、2个斩波电阻319完全相同。

参照图8，中央控制屏柜20的中间内部空间使用隔板进行横向分隔，隔离安装板320、后方安装架两个空间。

隔离安装板320左侧通过铰链302与中央控制屏左侧立柱相连接，隔离安装板320右侧通过卡扣与中央控制屏的中部横梁相连接。

前端隔离安装板320从上至下安装有电站控制系统组件321、微型空气断路器组件322、指示灯测试模块323、霍尔电压传感器326、五孔220V插座328、AC220V转DC24V电源转换组件329。

需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种高集成新型船用直流主配电板，其特征在于，该主配电板自左到右依次包括第一推进屏柜(10)、中央控制屏柜(20)以及第二推进屏柜(30)；

所述第二推进屏柜(30)内部与第一推进屏柜(10)内部镜像对称，镜像中心线为中央控制屏柜(20)中心线；

所述第一推进屏柜(10)、中央控制屏柜(20)以及第二推进屏柜(30)通过中立柱(120)的铝合金板进行分隔；

所述中央控制屏柜(20)内部的顶部安装有两段第二分段母排(110)，所述两段第二分段母排(110)在中央控制屏柜(20)的中间通过母联开关(311)相连接，所述母联开关(311)位于两段第二分段母排(110)的下方，中央控制屏柜(20)的中间偏左处；

所述中央控制屏柜(20)的中间内部空间使用隔板进行横向分隔构成前端隔离安装板(320)和后方安装架；

所述后方安装架中部安装有两台完全相同的日常辅助逆变器(316)；

所述后方安装架的两侧靠近两侧中立柱(317)自上而下依次安装有斩波变换器(318)、斩波电阻(319)；

所述两台斩波变换器(318)完全相同、两个斩波电阻(319)完全相同；

所述隔离安装板(320)的左侧通过铰链(302)与中央控制屏柜(20)的左侧立柱相连接；

所述隔离安装板(320)的右侧通过卡扣与中央控制屏柜(20)的中部横梁相连接；

所述隔离安装板(320)的前端自上而下一次安装有电站控制系统组件(321)、微型空气断路器组件(322)、指示灯测试模块(323)、霍尔电压传感器(326)、五孔220V插座(328)、AC220V转DC24V电源转换组件(329)；

所述两段第二分段母排(110)和中央控制屏柜(20)的中间安装有母排电容器(312)；

所述两段第二分段母排(110)在靠近母联开关(311)侧分别安装有快速熔断器(313)；

所述母联开关(311)和母线电容器的左右两侧安装有左右推进系统的隔离开关(314)；

所述第一推进屏柜(10)、中央控制屏柜(20)以及第二推进屏柜(30)分别包括两个对称的柜门面板(101)；

所述第一推进屏柜(10)包括左工作单元和右工作单元；

所述第一推进屏柜(10)的内部背面的面板上安装有第一分段母排(109)；

所述左工作单元自左到右依次安装有直流储能变换器(121)和充电整流器(122)且安装在第一推进屏柜(10)的左侧靠背部的面板空间上；

所述左工作单元和右工作单元通过中间的中立柱(120)为分界线；

所述左工作单元和右工作单元中间贯通无隔板；所述两个对称的柜门面板(101)上分别安装有扶手(102)，所述单侧柜门面板(101)上安装有柜门锁(103)；

所述每个柜门面板(101)的开合处的上角位置分别安装有机械式限位开关，所述柜门面板(101)打开时，所述柜门面板(101)所在的屏柜内安装的直流供电检修灯自动点亮进行自动提供检修照明；

所述高集成新型船用直流主配电板的每个柜体内分别安装有冷却风机组(303)；

所述高集成新型船用直流主配电板的每个柜体正向面板上的通风口(304)为条形平面镂空，镂空处安装有孔型滤纸(305)；

所述每个柜体的两侧面板及背部面板的通风口(304)为凸起圆角梯形镂空设置。

2.根据权利要求1所述的一种高集成新型船用直流主配电板，其特征在于，所述直流储能变换器(121)和充电整流器(122)输出端通过连接铜排(123)与顶部的第一分段母排(109)相连；

所述连接铜排(123)上靠近第一分段母排(109)的一侧分别安装有直流快速熔断器(124)；

所述直流储能变换器(121)的正极输出端靠近充电整流器(122)的一侧安装有霍尔直流电流传感器(125)；

所述右工作单元自上而下包括有充电整流器(122)的滤波电容器(126)、充电整流器(122)输入侧滤波电抗器(127)、充电整流器(122)网侧滤波电抗器(128)及直流储能变换器(121)的直流储能电抗器(129)且安装在第一推进屏柜(10)的右侧靠背部的面板空间上；

所述第一推进屏柜(10)的靠上且靠前部的面板空间安装有充电整流器(122)预充电模块(130)、充电整流器(122)预充电电阻以及充电整流器(122)第一预充电快速熔断器(132)；

所述第一推进屏柜(10)立柱靠前部面板空间从上至下安装有以太网交换机(134)、接线端子排(135)；

所述第一推进屏柜(10)的靠下且靠前部面板空间安装有直流储能变换器(121)的第二预充电电阻(136)、主接触器(137)、预充电接触器(138)、第二预充电快速熔断器(139)、输入侧快速熔断器(140)以及充电整流器(122)输入侧熔断器(141)。

3.根据权利要求2所述的一种高集成新型船用直流主配电板，其特征在于，所述第一推进屏柜(10)的面板布置有直流电压表(105)、直流电流表(106)、绝缘监测表(107)、状态指示灯及第一控制按钮(108)。

4.根据权利要求1所述的一种高集成新型船用直流主配电板，其特征在于，所述隔离开关(314)与两段第二分段母排(110)通过铜排(315)连接；所述隔离开关(314)与两段第二分段母排(110)之间安装有快速熔断器(313)。

5.根据权利要求1所述的一种高集成新型船用直流主配电板，所述中央控制屏柜(20)的面板上从上至下布置有机舱监测报警显示屏(201)、状态指示灯、第二控制按钮(202)、高压指示观察窗。

6.根据权利要求1所述的一种高集成新型船用直流主配电板，所述高集成新型船用直流主配电板的面板为铝合金；

所述高集成新型船用直流主配电板的柜体承重部分为不锈钢，并开圆形减重孔(301)，所述高集成新型船用直流主配电板的面板与高集成新型船用直流主配电板的柜体使用铰链(302)连接；

所述高集成新型船用直流主配电板的面板的内侧安装有高压检测及显示模块。

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