CN203481775U

CN203481775U - 一种船用电力系统综合数字式保护装置

Info

Publication number: CN203481775U
Application number: CN201320412718.2U
Authority: CN
Inventors: 钟毅滢; 赵跃平; 王卿宇; 曹虎跃; 曹爽; 赵勇
Original assignee: 704th Research Institute of CSIC
Current assignee: 704th Research Institute of CSIC
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2023-07-11

Abstract

本实用新型涉及一种船用电力系统综合数字式保护装置，包括外壳，模块化的电源和开关接口板件、采样功能板件、集中控制板件、人机显控板件、多功能通讯板件、SD存储板件，外壳由前盖板、罩壳、中央隔板、后盖板组成；前后盖板通过螺丝与罩壳固定；外壳内部被中央隔板分成了前后两个舱室，装置中的集中控制板件、多功能通讯板件安装于前舱室，采样功能板件、电源和开关接口板件安装于后舱室；方便SD卡的插拔，SD存储板件外的SD卡金属屏蔽罩固定在后盖板上。装置采用模块化设计，通过板件间的组合使用，通用性强，方便调试、故障波形分析、设备更换和升级；满足系统保护，主后备保护的使用需求，提高选择性和保护的灵敏度。

Description

一种船用电力系统综合数字式保护装置

技术领域

本实用新型涉及一种船用保护装置，特别涉及一种船用电力系统综合数字式保护装置。

背景技术

目前，我国船舶主要使用低压交流系统，但是随着技术的发展，中压交流、中压直流是必然的发展趋势，未来船舶将存在着中、低压电压等级，交、直流电制并存的局面。随着装机容量的不断提高、船舶电力网络的日趋复杂，需要有专门的综合电力保护装置对系统进行保护。陆用大电网系统针对供电网络，已广泛使用了数字化继电保护装置，国外也有不少知名厂家研制了相关保护装置。

船用和陆用综合保护装置在使用环境要求、安装要求等方面存在较大差异，主要体现在：受限于船舶狭小的舱室布局，船用装置体积较小，安装空间有限；使用环境恶劣，工作温度范围大、湿度高，且受霉菌、盐雾影响较大；长期存在纵、横向摇摆，对抗冲击振动要求高；电磁环境复杂，对设备电磁兼容性能要求高。现有的继电保护产品无法满足船舶苛刻的使用条件，特别是电磁兼容要求，大大制约了船舶电力系统的发展。

发明内容

本实用新型是针对船用电气设备特殊要求的问题，提出了一种船用电力系统综合数字式保护装置，采用模块化设计，研制一种中、低压适用，交、直流通用的电力系统保护装置，以满足舱内安装空间、满足恶劣的船用环境、满足特殊负载以及特殊工况的使用需求、满足不同电压等级和交直流电制并存的使用需求。

本实用新型的技术方案为：一种船用电力系统综合数字式保护装置，包括外壳，模块化的电源和开关接口板件、采样功能板件、集中控制板件、人机显控板件、多功能通讯板件、SD存储板件，外壳由前盖板、罩壳、中央隔板、后盖板组成；壳体为前后通的长方体金属壳，前盖板、后盖板通过螺丝与罩壳固定，前、后盖板均可拆卸；外壳内部被中央隔板分成了前后两个舱室，装置中的集中控制板件、多功能通讯板件为弱电系统，安装于前舱室，采样功能板件、电源和开关接口板件安装于后舱室；前、后盖板与罩壳之间装有导电衬垫，保证与罩壳的导电连续性，SD存储板件外的SD卡金属屏蔽罩固定在后盖板上，SD卡金属屏蔽罩与前、后盖板导通连接，SD卡金属屏蔽罩外侧,即对着电源和开关接口板件一面覆有绝缘层。

所述中央隔板，两侧折边，使用螺丝与罩壳连接，上下各设有一个缺槽，作为前后两个舱室之间走线槽，装置中的集中控制板件、多功能通讯板件、采样功能板件、电源、开关接口板件通过绝缘衬垫、弹簧垫圈、铜螺柱、螺丝层叠固定于中央隔板之上。

所述前盖板露在外的一面上有金属按键、屏蔽指示灯、显示屏，反面通过螺丝、导电衬垫将金属按键、屏蔽指示灯、显示屏安装于前盖板上，显示屏前加装屏蔽玻璃，显示屏后面再加盖显示屏蔽罩。

所述后盖板为装置的对外接口区域，屏蔽航空插头与后盖板接缝中间采用导电衬垫；SD卡插槽口和调试口在后盖板上，后盖板壳体相应位置设有凹槽，外用金属盖板加装金属丝网屏蔽条固定在后盖板上面。

所述罩壳侧面上有通风孔，对应通风孔外壳内部装风扇，在罩壳外壁与风扇之间加装了屏蔽通风板和金属屏蔽丝网。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型船用电力系统综合数字式保护装置，采用模块化设计，通过板件间的组合使用，通用性强，方便调试、故障波形分析、设备更换和升级；满足系统保护，主后备保护的使用需求，提高选择性和保护的灵敏度。

附图说明

图1为本实用新型船用电力系统综合数字式保护装置内硬件连接示意图；

图2为本实用新型船用电力系统综合数字式保护装置结构示意图；

图3为本实用新型船用电力系统综合数字式保护装置中中央隔板主视图；

图4为本实用新型船用电力系统综合数字式保护装置中中央隔板左视图；

图5为本实用新型船用电力系统综合数字式保护装置中板件安装在中央隔板上示意图；

图6为本实用新型船用电力系统综合数字式保护装置中后盖板结构示意图；

图7为本实用新型船用电力系统综合数字式保护装置中风扇安装示意图。

具体实施方式

如图1所示船用电力系统综合数字式保护装置内硬件连接示意图：电源和开关接口板件负责为各板件提供高品质电源，以及开关量信号输入、输出；采样功能板件，负责采集模拟量信号，经过调理放大后供集中控制板件分析处理；集中控制板件完成控制操作，启动时调用SD存储板件中的配置、故障信息，实时分析处理输入的按键控制信号、数字信号、开关量信号、通讯信号，当系统中出现故障时，迅速作出判断，输出分断及报警信号；人机显控板件通过集中控制板件获取界面显示信息，同时通过按键向集中控制板件发送外界的操作信息；多功能通讯板件，负责处理双向通讯信号，为本装置的联网运行提供保障；SD存储板件用以保存相关系统配置参数、保护参数,以及使用过程中出现的报警记录以及故障波形。

如图2所示船用电力系统综合数字式保护装置结构示意图，船用电力系统综合数字式保护装置外壳由前盖板1、罩壳3、中央隔板4、后盖板5组成，罩壳3为前后通的长方体金属壳，前盖板1、后盖板5通过螺丝固定于罩壳3上，前、后盖板均可拆卸，外壳内部被中央隔板4分成了前后两个舱室，装置中的集中控制板件、多功能通讯板件为弱电系统，安装于前舱室；装置中电源、开关接口板件、采样功能板件的数据采集、电源供给以及开关量输入输出有信号在保护对象出现故障时可能带入100V、380V的高电压，因此安装于后舱室。前盖板1与罩壳3之间放上导电衬垫7后，通过螺钉与罩壳3前部固定密封连接，人机显控板件固定在前盖板1上，人机显控板件外有显示屏蔽罩2，用于保护前盖板的显控板件。后盖板5与罩壳3之间放上导电衬垫7后，通过螺钉与罩壳3后部固定密封连接， SD卡金属屏蔽罩6固定在后盖板5上，防止SD卡受到强电干扰，SD卡金属屏蔽罩6与后盖板5导通连接，SD卡金属屏蔽罩6外侧覆有绝缘层，以避免与功能板件断路。

中央隔板4如图3、4所示主视图和左视图，两侧有折边，使用螺丝与罩壳3连接，上下各设有一个缺槽，方便前后两个舱室之间走线。装置中的集中控制板件8，多功能通讯板件9，采样功能板件10，电源、开关接口板件11通过绝缘衬垫12、弹簧垫圈13、铜螺柱14、螺丝固定于中央隔板4之上，如图5示意图。

前盖板1露在外的一面上有金属按键、屏蔽指示灯、显示屏，反面通过螺丝、导电衬垫将金属按键、屏蔽指示灯、显示屏安装于前盖板上，显示屏正面的显示屏凹槽加装屏蔽玻璃，后面再加盖显示屏蔽罩2的设计既可保证良好的人机交互，又可满足EMI屏蔽的各项要求。

壳体的后盖板5是综合数字式保护装置的对外接口区域，如图6所示，一律采用屏蔽航空插头16，屏蔽航空插头16与后盖板5接缝中间采用导电衬垫；SD卡插槽口15和调试口17也放在后盖板5上，方便连接和拔插，平时外用金属盖板固定在上面，壳体相应位设有凹槽，加装金属丝网屏蔽条，保证导电的连续性；整个结构满足冲击、振动EMI屏蔽等相关要求。

如图7所示风扇安装示意图，罩壳3侧面上有通风孔，对应通风孔外壳内部装风扇18，为了做到通风，又要防水和各项电气指标测试，通风部件的选择与装配结构的设计成为关键，为了满足通风性能和EMI屏蔽要求，在罩壳3外壁与风扇18之间加装了屏蔽通风板19和金属屏蔽丝网20。SD卡插槽口15、调试口17设有金属盖板，壳体相应位设有凹槽，加装金属丝网屏蔽条，保证导电的连续性。

前盖板1、后盖板5通过螺丝固定于罩壳上，前、后盖板均可拆卸，方便组装、调试。中央隔板4通过螺丝固定于罩壳内部，将装置分为两个舱室，中央隔板设有绝缘层和绝缘垫片，实现了强弱电的有效隔离，提高了装置的空间利用率。采用门板壁挂的安装方式，大大节约了配电板的安装空间。在EMI屏蔽中，电磁屏蔽效能很大程度取决于机箱的物理结构，即导电的连续性。为了满足船舶EMI屏幕相关要求，壳体（包括按键）采用全金属结构；前、后盖板通过导电衬垫7保证与罩壳3的导电连续性；通风孔采用屏蔽通风板19与金属屏蔽丝网20相结合的设计，兼顾了EMI屏蔽和良好通风的双重性能，同时能够有效阻止水、灰尘等进入装置；前盖板按键、指示灯、显示屏安装处设有凹槽，加装金属丝网屏蔽条，保证导电的连续性；后盖板航空插头与机箱接缝采用导电衬垫，保证导电的连续性；SD卡插槽口15、调试口17设有金属盖板，壳体相应位设有凹槽，加装金属丝网屏蔽条，保证导电的连续性；信号、电源均进行隔离处理，强电与弱点区域的连接均采用屏蔽线缆。

Claims

1.一种船用电力系统综合数字式保护装置，其特征在于，包括外壳，模块化的电源和开关接口板件、采样功能板件、集中控制板件、人机显控板件、多功能通讯板件、SD存储板件，外壳由前盖板（1）、罩壳（3）、中央隔板（4）、后盖板（5）组成；壳体（3）为前后通的长方体金属壳，前盖板（1）、后盖板（5）通过螺丝与罩壳（3）固定，前、后盖板均可拆卸；外壳内部被中央隔板（4）分成了前后两个舱室，装置中的集中控制板件、多功能通讯板件为弱电系统，安装于前舱室，采样功能板件、电源和开关接口板件安装于后舱室；前、后盖板（1、5）与罩壳（3）之间装有导电衬垫（7），保证与罩壳（3）的导电连续性，SD存储板件外的SD卡金属屏蔽罩（6）固定在后盖板（5）上，SD卡金属屏蔽罩（6）与前、后盖板（1、5）导通连接，SD卡金属屏蔽罩（6）外侧,即对着电源和开关接口板件一面覆有绝缘层。

2.根据权利要求1所述船用电力系统综合数字式保护装置，其特征在于，所述中央隔板（4），两侧折边，使用螺丝与罩壳（3）连接，上下各设有一个缺槽，作为前后两个舱室之间走线槽，装置中的集中控制板件、多功能通讯板件、采样功能板件、电源、开关接口板件通过绝缘衬垫（12）、弹簧垫圈（13）、铜螺柱（14）、螺丝层叠固定于中央隔板（4）之上。

3.根据权利要求1所述船用电力系统综合数字式保护装置，其特征在于，所述

前盖板（1）露在外的一面上有金属按键、屏蔽指示灯、显示屏，反面通过螺丝、导电衬垫将金属按键、屏蔽指示灯、显示屏安装于前盖板上，显示屏前加装屏蔽玻璃，显示屏后面再加盖显示屏蔽罩（2）。

4.根据权利要求1所述船用电力系统综合数字式保护装置，其特征在于，所述

后盖板（5）为装置的对外接口区域，屏蔽航空插头（16）与后盖板（5）接缝中间采用导电衬垫；SD卡插槽口（15）和调试口(17)在后盖板（5）上，后盖板（5）壳体相应位置设有凹槽，外用金属盖板加装金属丝网屏蔽条固定在后盖板（5）上面。

5.根据权利要求1所述船用电力系统综合数字式保护装置，其特征在于，所述

罩壳（3）侧面上有通风孔，对应通风孔外壳内部装风扇（18），在罩壳（3）外壁与风扇（18）之间加装了屏蔽通风板（19）和金属屏蔽丝网（20）。