CN113162123A - 一种高低压输出船舶岸电电源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高低压输出船舶岸电电源装置，包括高压输入开关柜、低压输入开关柜、移相变压器柜、单元柜、滤波柜、隔离变压器、高压输出开关柜、低压输出开关柜、并网柜和控制柜；移相变压器柜连接到高压输入开关柜和低压输入开关柜；单元柜连接到移相变压器柜；滤波器柜连接到单元柜；隔离变压器柜连接到滤波柜；隔离变压器输出连接到低压输出开关柜和高压输出开关柜；并网柜连接到低压输出开关柜和高压输出开关柜；所述控制柜可控制高压输入开关柜、低压输入开关柜、高压输出开关柜、低压输出开关柜、并网柜及单元柜。本发明具有供电制式适应性好，并网解列安全平稳。
Description
技术领域
本发明涉及船舶供电电源技术领域，具体涉及一种高低压输出船舶岸电电源装置。
背景技术
随着现代海运的蓬勃发展，沿海港口的靠岸船舶数量越来越多。在船舶停靠在港口期间，船舶均使用船上自带的柴油发电机进行发电，以供船上用电设备使用。该供电方式不但增加了有限的化石能源消耗，也排放了大量的大气污染物和温室气体，这对环境日益恶化的今天，具有非常不利的影响。
为解决船舶靠岸期间的供电问题，减少污染，岸电电源技术应运而生。其使用港口的电网进行供电，通过岸电电源设备，最终产生符合船舶用电需求的输出。再经由船舶自身的能量管理系统(Power Management System，PMS)进行岸电电源与船舶电网的并网和解列，实现陆上电网为船舶供电的功能。但岸电电源对船舶供电与陆上逆变并网系统相比，其供电对象为船舶，自身仅由单台或几台柴油发电机供电，容量相对较小且独立，抗干扰能力差。因此，一方面，若单纯使用船舶PMS进行控制并网，可能会在并网或解列的过程中出现电压、频率不稳定的情况，严重甚至会触发船上的保护设备，造成船舶停电事故。另一方面，船舶的供电制式同岸上电网的供电制式不同，且较为多样，一般低压供电制式为440V/60Hz或400V/50Hz，高压为6600V/60Hz或6000V/50Hz。可见船舶取电方式分为低压和高压，50Hz和60Hz等不同的方式。对于单一的岸电电源装置，最好能够兼顾不同供电制式的船舶靠岸取电使用，而目前大多数岸电电源装置并不具备该能力。
因此，若能使岸电电源装置即能够在与船舶电网并网和解列的过程中过度安全、平稳，又能应对各种供电制式的船舶靠岸取电，同时具备低压调试功能，这对岸电电源的使用，国家的节能减排战略目标具有非常重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：现有的岸电电源装置，一方面，通过船舶自身的能量管理系统进行岸电电源与船舶电网的并网与解列，并网解列过程中可能出现电压、频率不稳定的情况，严重甚至会触发船上的保护设备，造成船舶停电事故；另一方面，现有的岸电电源多为单一式，不能满足供电制式多样的船舶，本发明提供了解决上述问题的一种高低压输出船舶岸电电源装置。
本发明通过下述技术方案实现：
一种高低压输出船舶岸电电源装置，包括高压输入开关柜、低压输入开关柜、移相变压器柜、单元柜、滤波柜、隔离变压器、高压输出开关柜、低压输出开关柜、并网柜和控制柜；
所述高压输入开关柜与所述低压输入开关柜的输入端分别与港口电网连接，所述高压输入开关柜与所述低压输入开关柜的输出端分别与所述移相变压器柜的输入端连接；
所述移相变压器柜的输出端与所述单元柜的输入端连接；所述单元柜的输出端与所述滤波柜的输入端连接；
所述滤波柜的输出端与所述隔离变压器的输入端连接，所述隔离变压器的输出端分别与所述高压输出开关柜的输入端和所述低压输出开关柜的输入端连接；
所述高压输出开关柜的输出端和所述低压输出开关柜的输出端分别与所述并网柜的输入端连接；
所述控制柜包括控制器，所述控制器分别与所述高压输入开关柜、低压输入开关柜、单元柜、高压输出开关柜、低压输出开关柜和并网柜连接。
将船舶电网连接到并网柜，用户通过控制柜的控制面板设置所供电船舶的供电制式，包括电压和频率。当用户选择高压输出模式时，控制柜内的控制器控制所述高压输出开关柜合闸，低压输出开关柜分闸；当用户选择低压输出模式时，控制柜内的控制器控制所述低压输出开关柜合闸，高压输出开关柜分闸。通过简单的分合闸即可实现对输出电压的切换，解决现有岸电电源单一性的问题，不能对供电制式多样的船舶进行供电。
本并网方案通过所述控制器实时采集船舶电网的电压信息，计算此时的电压幅值及相位，控制单元柜输出电压的幅值和相位，实现并网柜两端的电压一致，满足并网条件，当控制器检测到岸电电源输出电压和船舶电压满足并网条件后，控制器发出并网信号，控制并网柜并网。该并网方案与仅靠船舶PMS并网的方案相比更为安全可靠，可有效消除并网过程中的逆功率和电压不稳定的情况。
本发明通过控制柜设置岸电电源装置为低压调试模式，并设置调试模式的输出电压和频率。控制器控制高、低压输出开关柜均分闸，不向外输出功率，控制器控制高压输入开关柜保持分闸，控制低压输入开关柜合闸，移相变压器柜将输入的三相380V电压升压为690V输出，供单元柜单元电容充电，充电完成后低压输入开关柜保持合闸。控制器按之前设置的输出电压和频率，控制单元柜输出对应频率的三相电压，用户或调试人员可通过检测隔离变压器的输出电压对岸电电源装置的功能进行调试和评估。此方案使用低压380V输入，即可达到与高压输入相同的调试功能，便于岸电电源装置维护检修，具有安全可靠的优势。
具体的，所述隔离变压器采用三绕组变压器，所述三绕组变压器包括原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组。
具体的，所述原边绕组为三角形接法，所述第一副边绕组和第二副边绕组均为Y接法。
优选的，所述第一副边绕组提供变压比为1:1的高压输出绕组，所述第二副边绕组提供变压比为15:1的低压输出绕组；所述高压输出绕组连接所述高压输出开关柜，所述低压输出绕组连接所述低压输出开关柜。
优选的，所述单元柜的输出端设有电流互感器，所述隔离变压器的低压输出端设有第一电压互感器，所述隔离变压器的高压输出端设有第二电压互感器；所述并网柜的输出端设有第三电压互感器，所述电流互感器用于检测单元柜的输出电流信息，并将该电流信息发送给所述控制器；所述第一电压互感器、第二电压互感器、第三电压互感器分别用于检测隔离变压器低压输出端的电压信息、隔离变压器高压输出端的电压信息以及船舶电网的电压信息，并分别将电压信息发送给所述控制器。
优选的，还包括绞车，所述并网柜的输出端与所述绞车的输入端连接，所述绞车的输出端通过电缆连接到船舶。
优选的，所述高压输入开关柜的输入端连接到港口电网的6KV/10KV母线。
优选的，所述低压输入开关柜的输入端连接到所述港口电网的380V低压配电网。
具体的，所述移相变压器柜采用高低压输入的移相变压器。
优选的，所述控制柜还包括控制面板，所述单元柜包括电容和单相多级串联的H桥功率单元，所述多级串联后的H桥功率单元采用星型连接组成三相输出，每个所述功率单元的输入均为所述移相变压器的一个输出绕组，每个所述功率单元使用三相二极管整流，整流输出直流母线电压为970V。所述滤波柜包括滤波器，所述滤波器为LRC结构。
一种高低压输出船舶岸电电源装置，包括高压输入开关柜、低压输入开关柜、移相变压器柜、单元柜、滤波柜、涌流抑制柜、隔离变压器、高压输出开关柜、低压输出开关柜、并网柜和控制柜；
所述高压输入开关柜与所述低压输入开关柜的输入端分别与港口电网连接，所述高压输入开关柜与所述低压输入开关柜的输出端分别与所述移相变压器柜的输入端连接；
所述移相变压器柜的输出端与所述单元柜的输入端连接；所述单元柜的输出端与所述滤波柜的输入端连接；
所述滤波柜的输出端与所述涌流抑制柜的输入端连接，所述涌流抑制柜的输出端与所述隔离变压器的输入端连接，所述隔离变压器的输出端分别与所述高压输出开关柜的输入端和所述低压输出开关柜的输入端连接；
所述高压输出开关柜的输出端和所述低压输出开关柜的输出端分别与所述并网柜的输入端连接；
所述控制柜包括控制器，所述控制器分别与所述高压输入开关柜、低压输入开关柜、单元柜、高压输出开关柜、低压输出开关柜和并网柜连接。
所述涌流抑制柜用于在岸电电源使用高压上船模式时，船舶上船载变压器合闸后励磁涌流的抑制，防止发生过流的现象。
所述隔离变压器用于将所述涌流抑制柜输出电压进行隔离输出，起到保护岸电电源装置的作用。
本发明的工作原理：
所述高压输入开关柜用于将港口电网进行输入，为岸电电源装置提供功率电源，所述高压输入开关柜的输入电压为6KV或10KV；所述低压输入开关柜用于为所述单元柜的电容提供软充电回路，还为岸电电源装置的低压调试提供电源，所述低压输入开关柜的输入电压为380V；所述移相变压器柜用于将输入的电压进行移相和降压输出，降低因单元柜整流环节产生的电网谐波污染，移相变压器每个输出绕组输出电压均为三相690V，输出绕组数视单元柜的功率单元级数而定；所述单元柜用于将输入的电压进行整流、逆变和级联输出，其输出为高压输出方式，分别为6000V和6600V，分别对应电网频率50Hz和60Hz；所述滤波柜用于将输入的阶梯电压波形进行光滑滤波，使其输出电压满足并网谐波的要求。
所述隔离变压器用于将输入的电压进行隔离输出，通过隔离变压器的低压输出绕组可将6000V/50Hz或6600V/60Hz的高压输出降压为400V/50Hz和440V/60Hz的低压输出；可通过隔离变压器的高压输出绕组，将所述隔离变压器配置为1:1输出，输出为6000V/50Hz或6600V/60Hz；也可根据实际使用需要，将所述隔离变压器配置为1:1.66的升压绕组，输出为10000V/50Hz或11000V/60Hz的高压输出；所述低压输出开关柜用于输出低压，所述高压输出开关柜用于输出高压，所述并网柜用于将岸电电源装置的输出电压与船舶电网进行并网；
所述控制柜控制岸电电源装置的输出逻辑，所述控制柜内具有控制器，所述控制器使用CT采集单元柜的输出电流，使用第一电压互感器、第二电压互感器、第三电压互感器分别采集隔离变压器的低压输出端的电压、隔离变压器的高压输出端的电压、船舶电网电压；所述控制柜还可控制高压输入开关柜、低压输入开关柜、高压输出开关柜、低压输出开关柜和并网柜的开合闸。
本发明的工作过程：
初始时刻，船舶电网已连接到并网柜，并网柜未合闸。用户通过控制柜的控制面板设置所供电船舶的供电制式，包含电压和频率。当用户选择高压输出模式时，控制柜内的控制器控制所述高压输出开关柜合闸，低压输出开关柜分闸；当用户选择低压输出模式时，控制柜内的控制器控制所述低压输出开关柜合闸，高压输出开关柜分闸。通过简单的分合闸即实现对输出电压的切换。
控制器控制低压输入开关柜合闸，对单元柜的电容充电，充电完成后分闸，高压输入开关柜合闸。高压输入开关柜的输入电压为6KV或10KV，移相变压器柜将输入电压移相降压为690V的多路输出电压，所述单元柜中每个功率单元连接移相变压器的一路690V输入电压，并将其进行整流，整流后的功率单元直流母线电压约为970V。控制器通过第三电压互感器实时采集船舶电网的电压信息，计算此时的电压幅值及相位，并根据用户设置的供电制式，控制器产生对应的调制信号输出，控制功率单元工作。功率单元根据控制器控制信号对直流母线电压进行逆变以及级联输出，输出电压为阶梯电压，所述滤波柜对输入的阶梯电压进行平滑滤波，得到6000V/50Hz或6600V/60Hz的标准正弦波电压，所述6000V/50Hz或6600V/60Hz的标准正弦波电压输入到所述隔离变压器，用户选择低压模式时，所述隔离变压器通过15:1的低压输出绕组，得到400V/50Hz或440V/60Hz的低压；用户选择高压模式时，所述隔离变压器通过1:1的高压输出绕组，得到6000V/50Hz或66600V/60Hz的高压。
控制器通过第一电压互感器(低压输出模式)或第二电压互感器(高压输出模式)采集隔离变压器对应的输出端电压，并对其进行锁相，当控制器检测到岸电电源输出电压和船舶电压满足并网条件后，控制器发出并网信号，控制并网柜并网。本并网方案通过实时采集船舶电网的电压信息，控制单元柜输出电压的幅值和相位，实现并网柜两端的电压一致，该并网方案与仅靠船舶PMS并网的方案相比更为安全可靠，可有效消除并网过程中的逆功率和电压不稳定的情况。
所述控制柜通过电流互感器检测单元柜的输出电流，获知岸电电源装置的输出功率，船舶PMS此时根据岸电电源输入功率的增加，逐渐减小船舶发电机组功率，最终切除船舶柴油发电机。
本发明具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种高低压输出船舶岸电电源装置，通过实时采集船舶电网电压，可跟踪船舶电压幅值相位，实现并网、解列过程的安全平稳；
2、本发明一种高低压输出船舶岸电电源装置，通过控制柜设置供电模式对高压输出或低压输出开关柜进行控制，实现输出模式的切换，使用方便快捷；
3、本发明一种高低压输出船舶岸电电源装置，使用一台三绕组隔离变压器即可实现高压和低压输出，适用于不同供电制式船舶的取电使用，同时具有节约成本的优势；
4、本发明一种高低压输出船舶岸电电源装置，其单元柜输出固定为高压输出模式，不同电压和容量的岸电电源均可使用该单元柜作为逆变输出，可节省开发时间。
5、本发明一种高低压输出船舶岸电电源装置，使用带高低压输入绕组的移相变压器，可为单元柜的电容进行软充电。
6、本发明一种高低压输出船舶岸电电源装置，具备低压调试功能，可在验证和维护过程中使用低压调试功能进行调试，便于岸电电源装置维护检修。该功能使用低压380V输入作为调试电源，具有安全可靠的优势。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的结构图。
图2为本发明的移相变压器柜结构、单元柜结构以及移相变压器与单元柜的连接方式。
图3为本发明单元柜中的单个功率单元结构。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-高压输入开关柜，2-低压输入开关柜，3-移相变压器柜，4-单元柜，5-滤波柜，6-涌流抑制柜，7-隔离变压器，8-低压输出开关柜，9-高压输出开关柜，10-并网柜，11-控制柜，12-绞车。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
现有的岸电电源装置，一方面通过船舶自身的能量管理系统进行岸电电源与船舶电网的并网与解列，并网解列过程中可能出现电压、频率不稳定的情况，严重甚至会触发船上的保护设备，造成船舶停电事故；另一方面，现有的岸电电源多为单一式，不能满足供电制式多样的船舶，本实施例提出一种高低压输出船舶岸电电源装置。
如图1所示，一种高低压输出船舶岸电电源装置，包括高压输入开关柜1、低压输入开关柜2、移相变压器柜3、单元柜4、滤波柜5、涌流抑制柜6、隔离变压器7、高压输出开关柜8、低压输出开关柜9、并网柜10和控制柜11；
高压输入开关柜1与低压输入开关柜2的输入端分别与港口电网连接，高压输入开关柜1与低压输入开关柜2的输出端分别与移相变压器柜3的输入端连接；移相变压器柜3的输出端与单元柜4的输入端连接；单元柜4的输出端与滤波柜5的输入端连接；滤波柜5的输出端与涌流抑制柜6的输入端连接，涌流抑制柜的输出端与隔离变压器7的输入端连接，隔离变压器7的输出端分别与高压输出开关柜9的输入端和低压输出开关柜8的输入端连接；
高压输出开关柜9的输出端和低压输出开关柜8的输出端分别与并网柜10的输入端连接；控制柜11包括控制器，控制器分别与高压输入开关柜1、低压输入开关柜2、单元柜4、高压输出开关柜9、低压输出开关柜8和并网柜10连接。
涌流抑制柜6用于在岸电电源使用高压上船模式时，船舶上船载变压器合闸后励磁涌流的抑制，防止发生过流的现象。
隔离变压器7用于将涌流抑制柜6输出电压进行隔离输出，起到保护岸电电源装置的作用。
本实施例：
隔离变压器7采用三绕组变压器，三绕组变压器包括原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组。原边绕组为三角形接法，第一副边绕组和第二副边绕组均为Y接法。第一副边绕组提供变压比为1:1的高压输出绕组，第二副边绕组提供变压比为15:1的低压输出绕组；高压输出绕组连接高压输出开关柜，低压输出绕组连接低压输出开关柜。
单元柜4的输出端设有CT(电流互感器)，隔离变压器7的低压输出绕组端设有PT1(第一电压互感器)，隔离变压器7的高压输出绕组端设有PT2(第二电压互感器)；并网柜10的输出端设有PT3(第三电压互感器)，CT用于检测单元柜4的输出电流信息，并将该电流信息发送给控制器；PT1、PT2、PT3分别用于检测隔离变压器7低压输出端的电压信息、隔离变压器7高压输出端的电压信息以及船舶电网的电压信息，并分别将电压信息发送给控制器。
本实施例的岸电电源装置还包括绞车12，并网柜10的输出端与绞车12的输入端连接，绞车12的输出端通过电缆连接到船舶。
本实施例的高压输入开关柜1的输入端连接到港口电网的6KV/10KV母线。低压输入开关柜2的输入端连接到港口电网的380V低压配电网。移相变压器柜3采用高低压输入的移相变压器。控制柜11还包括控制面板，单元柜4包括电容，滤波柜3包括滤波器，滤波器为LRC结构。
如图2和图3所示，单元柜4包括单相多级串联的H桥功率单元，多级串联后的H桥功率单元采用星型连接组成三相输出，每个功率单元的输入均为移相变压器柜3的一个输出绕组，每个功率单元使用三相二极管整流，整流输出直流母线电压为970V。
本实施例的工作过程：
初始时刻，船舶电网已连接到并网柜10，并网柜10未合闸。用户通过控制柜11的控制面板设置所供电船舶的供电制式，包含电压和频率。当用户选择高压输出模式时，控制柜11内的控制器控制高压输出开关柜9合闸，低压输出开关柜8分闸；当用户选择低压输出模式时，控制柜内的控制器控制低压输出开关柜8合闸，高压输出开关柜9分闸。通过简单的分合闸即实现对输出电压的切换，解决现有岸电电源装置单一性的问题，不能对供电制式多样的船舶进行供电。
控制器控制低压输入开关柜2合闸，对单元柜4的电容充电，充电完成后分闸，高压输入开关柜1合闸。高压输入开关柜1的输入电压为6KV或10KV，移相变压器柜3将输入电压移相降压为690V的多路输出电压，所述单元柜4中每个功率单元连接移相变压器的一路690V输入电压，并进行整流，整流后的功率单元直流母线电压约为970V。控制器通过第三电压互感器实时采集船舶电网的电压信息，计算此时的电压幅值及相位，并根据用户设置的供电制式，控制器产生对应的调制信号输出，控制功率单元工作。功率单元根据控制器控制信号对直流母线电压进行逆变以及级联输出，输出电压为阶梯电压，滤波柜对输入的阶梯电压进行平滑滤波，得到6000V/50Hz或6600V/60Hz的标准正弦波电压，6000V/50Hz或6600V/60Hz的标准正弦波电压输入到隔离变压器，用户选择低压模式时，隔离变压器通过15:1的低压输出绕组，得到400V/50Hz或440V/60Hz的低压；用户选择高压模式时，隔离变压器通过1:1的高压输出绕组，得到6000V/50Hz或66600V/60Hz的高压。
控制器通过第一电压互感器(低压输出模式)或第二电压互感器(高压输出模式)采集隔离变压器对应的输出端电压，并对其进行锁相，当控制器检测到岸电电源输出电压和船舶电压满足并网条件后，控制器发出并网信号，控制并网柜10并网。本实施例的并网方案通过实时采集船舶电网的电压信息，控制单元柜输出电压的幅值和相位，实现并网柜两端的电压一致，满足并网条件。该并网方案与紧靠船舶PMS并网的方案相比更为安全可靠，可有效消除并网过程中的逆功率和电压不稳定的情况。
控制柜11通过CT检测单元柜4的输出电流，获知岸电电源装置的输出功率，船舶PMS此时根据岸电电源输入功率的增加，逐渐减小船舶发电机组功率，最终切除船舶柴油发电机。
本实施例通过控制柜11设置岸电电源装置为低压调试模式，并设置调试模式的输出电压和频率。控制器控制高、低压输出开关柜均分闸，不向外输出功率，控制器控制高压输入开关柜保持分闸，控制低压输入开关柜合闸，移相变压器柜3将输入的三相380V电压升压为690V输出，供单元柜4单元电容充电，充电完成后低压输入开关柜2保持合闸。控制器按之前设置的输出电压和频率，控制单元柜4输出对应频率的三相电压，用户或调试人员可通过检测隔离变压器的输出电压对岸电电源装置的功能进行调试和评估。此方案使用低压380V输入，即可达到与高压输入相同的调试功能，便于岸电电源装置维护检修，具有安全可靠的优势。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高低压输出船舶岸电电源装置，其特征在于，包括高压输入开关柜(1)、低压输入开关柜(2)、移相变压器柜(3)、单元柜(4)、滤波柜(5)、隔离变压器(7)、高压输出开关柜(9)、低压输出开关柜(8)、并网柜(10)和控制柜(11)；
所述高压输入开关柜(1)与所述低压输入开关柜(2)的输入端分别与港口电网连接，所述高压输入开关柜(1)与所述低压输入开关柜(2)的输出端分别与所述移相变压器柜(3)的输入端连接；
所述移相变压器柜(3)的输出端与所述单元柜(4)的输入端连接；所述单元柜(4)的输出端与所述滤波柜(5)的输入端连接；
所述滤波柜(5)的输出端与所述隔离变压器(7)的输入端连接，所述隔离变压器(7)的输出端分别与所述高压输出开关柜(9)的输入端和所述低压输出开关柜(8)的输入端连接；
所述高压输出开关柜(9)的输出端和所述低压输出开关柜(8)的输出端分别与所述并网柜(10)的输入端连接；
所述控制柜(11)包括控制器，所述控制器分别与所述高压输入开关柜(1)、低压输入开关柜(2)、单元柜(4)、高压输出开关柜(9)、低压输出开关柜(8)和并网柜(10)连接。
2.根据权利要求1所述的一种高低压输出船舶岸电电源装置，其特征在于，所述隔离变压器(7)采用三绕组变压器，所述三绕组变压器包括原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组。
3.根据权利要求2所述的一种高低压输出船舶岸电电源装置，其特征在于，所述原边绕组为三角形接法，所述第一副边绕组和第二副边绕组均为Y接法。
4.根据权利要求3所述的一种高低压输出船舶岸电电源装置，其特征在于，所述第一副边绕组提供变压比为1:1或1:1.66的高压输出，高压输出端连接所述高压输出开关柜(9)，所述第二副边绕组提供变压比为15:1的低压输出；低压输出端连接所述低压输出开关柜(8)。
5.根据权利要求1所述一种高低压输出船舶岸电电源装置，其特征在于，所述单元柜(4)的输出端设有电流互感器，所述隔离变压器(7)的低压输出端设有第一电压互感器，所述隔离变压器(7)的高压输出端设有第二电压互感器；所述并网柜(10)的输出端设有第三电压互感器，所述电流互感器用于检测单元柜的输出电流信息，并将该电流信息发送给所述控制器；所述第一电压互感器、第二电压互感器、第三电压互感器分别用于检测隔离变压器低压输出端的电压信息、隔离变压器高压输出端的电压信息以及船舶电网的电压信息，并分别将电压信息发送给所述控制器。
6.根据权利要求1所述的一种高低压输出船舶岸电电源装置，其特征在于，还包括绞车(12)，所述并网柜(10)的输出端与所述绞车(12)的输入端连接，所述绞车(12)的输出端通过电缆连接到船舶。
7.根据权利要求1所述的一种高低压输出船舶岸电电源装置，其特征在于，所述高压输入开关柜(1)的输入端连接到港口电网的6KV/10KV母线。
8.根据权利要求1所述的一种高低压输出船舶岸电电源装置，其特征在于，所述低压输入开关柜(2)的输入端连接到所述港口电网的380V低压配电网。
9.根据权利要求1所述的一种高低压输出船舶岸电电源装置，其特征在于，所述单元柜(4)包括电容和单相多级串联的H桥功率单元，所述多级串联后的H桥功率单元采用星型连接组成三相输出，每个所述功率单元的输入均为所述移相变压器的一个输出绕组，每个所述功率单元使用三相二极管整流。
10.一种高低压输出船舶岸电电源装置，其特征在于，包括高压输入开关柜(1)、低压输入开关柜(2)、移相变压器柜(3)、单元柜(4)、滤波柜(5)、涌流抑制柜(6)、隔离变压器(7)、高压输出开关柜(9)、低压输出开关柜(8)、并网柜(10)和控制柜(11)；
所述高压输入开关柜(1)与所述低压输入开关柜(2)的输入端分别与港口电网连接，所述高压输入开关柜(1)与所述低压输入开关柜(2)的输出端分别与所述移相变压器柜(3)的输入端连接；
所述移相变压器柜(3)的输出端与所述单元柜(4)的输入端连接；所述单元柜(4)的输出端与所述滤波柜(5)的输入端连接；
所述滤波柜(5)的输出端与所述涌流抑制柜(6)的输入端连接，所述涌流抑制柜(6)的输出端与所述隔离变压器(7)的输入端连接，所述隔离变压器(7)的输出端分别与所述高压输出开关柜(9)的输入端和所述低压输出开关柜(8)的输入端连接；
所述高压输出开关柜(9)的输出端和所述低压输出开关柜(8)的输出端分别与所述并网柜(10)的输入端连接；
所述控制柜(11)包括控制器，所述控制器分别与所述高压输入开关柜(1)、低压输入开关柜(2)、单元柜(4)、高压输出开关柜(9)、低压输出开关柜(8)和并网柜(10)连接。
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|---|---|---|---|---|
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101471174A (zh) * | 2007-12-27 | 2009-07-01 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种隔离变压器 |
| CN101488720A (zh) * | 2008-10-24 | 2009-07-22 | 青岛经济技术开发区创统科技发展有限公司 | 大功率船舶岸电电源 |
| CN104101842A (zh) * | 2014-08-01 | 2014-10-15 | 广州港集团有限公司 | 一种岸电电源功率单元调试系统 |
| CN104467027A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-03-25 | 深圳市科陆变频器有限公司 | 一种智能岸电系统及并网方法 |
| CN106936319A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-07-07 | 天津大学 | 一种隔离型三端口双向dc‑dc变换器 |
| CN206542078U (zh) * | 2017-03-10 | 2017-10-03 | 澄瑞电力科技（上海）有限公司 | 一种高低压兼容的岸电系统 |
-
2021
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101471174A (zh) * | 2007-12-27 | 2009-07-01 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种隔离变压器 |
| CN101488720A (zh) * | 2008-10-24 | 2009-07-22 | 青岛经济技术开发区创统科技发展有限公司 | 大功率船舶岸电电源 |
| CN104101842A (zh) * | 2014-08-01 | 2014-10-15 | 广州港集团有限公司 | 一种岸电电源功率单元调试系统 |
| CN104467027A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-03-25 | 深圳市科陆变频器有限公司 | 一种智能岸电系统及并网方法 |
| CN206542078U (zh) * | 2017-03-10 | 2017-10-03 | 澄瑞电力科技（上海）有限公司 | 一种高低压兼容的岸电系统 |
| CN106936319A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-07-07 | 天津大学 | 一种隔离型三端口双向dc‑dc变换器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113991624A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-01-28 | 江南造船(集团)有限责任公司 | 一种非自供电船舶岸船一体化配电系统 |
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