CN206004534U - 智能监控型大功率岸电电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电源，特别涉及一种智能监控型大功率岸电电源。该智能监控型大功率岸电电源，包括主电路，主电路包括输入单元，其特征是：所述输入单元与整流单元连接，整流单元与逆变功率模组连接，逆变功率模组与输出LCR单元连接，输出LCR单元与隔离变压器连接，隔离变压器通过输出开关与电源输出端连接。本实用新型的有益效果是：具有智能监控功能，实现了低压大功率，提升了系统运行的稳定可靠性；促进了港口船舶行业由电代油调整，促进了船舶维修制造和海工平台行业高效智能化的调整，促进了港口船舶行业节能环保降噪的经济增长方式。

Description

智能监控型大功率岸电电源

技术领域

本发明涉及一种电源，特别涉及一种智能监控型大功率岸电电源。

背景技术

由于靠港船舶通常利用辅机发电，以满足船上的电力需求。但是船舶辅机在消耗燃油的过程中，会排放出氮氧化物、硫氧化物等空气污染物，影响港口及所在城市的环境质量。国外发达国家和地区为改善港口的环境质量，早已开始要求靠港船舶减少辅机的使用，转换低硫油或使用岸电。

岸电电源是一种输入电压为三相380V，输入频率为50Hz，输出电压为1000V及以下（450V/480V/690V等），输出频率为60Hz，放置在岸上或浮船坞，用于向在场（厂）靠泊的船舶或其他用电部件供电的静止式电源。

目前，国内岸电技术的方向主要有两个，一是低压岸电技术，二是高压岸电技术。低压岸电技术方向主要实现1000V及以下的电压输出，功率一般在2000kVA以下，具有功率并联运行可靠的优势，由于低压大电流，低压上船线缆、接头和工作量比较繁琐。高压岸电技术主要是高压6kV/10KV输入，6.6kV60Hz/6kV50Hz输出，功率一般在2000kVA-8000kVA，具有一个接口上船的便捷优势，但因为采用功率级联技术，运行可靠性难以保障。

国内低压岸电研发和制造业大部分采用核心技术外包的形式实现，如核心的逆变变频器外购（选取国内或国外成熟的变频器产品），主要完成的是岸电系统的控制和测试。

发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种运行稳定可靠、智能监控性强、节能环保的智能监控型大功率岸电电源。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种智能监控型大功率岸电电源，包括主电路，主电路包括输入单元，其特征是：所述输入单元与整流单元连接，整流单元与逆变功率模组连接，逆变功率模组与输出LCR单元连接，输出LCR单元与隔离变压器连接，隔离变压器通过输出开关与电源输出端连接。

所述逆变功率模组连接有逆变驱动电路，输出LCR单元与逆变输出监测电路相连接，隔离变压器与变压器输出监测电路相连接，输出开关与输出开关驱动电路相连接，电源输出端与变频电源输出监测电路相连接。

所述逆变驱动电路、逆变输出监测电路、变压器输出监测电路、输出开关驱动电路、变频电源输出监测电路分别与触摸屏及智能监控单元相连接。

所述主电路的输入单元、电源输出端及直流母线端分别通过监测电路与数字信号处理器DSP连接，触摸屏、通讯电路和保护电路分别与数字信号处理器DSP连接。

所述输入单元与整流单元之间设有三相电抗器。

本发明的有益效果是：具有智能监控功能，实现了低压大功率，提升了系统运行的稳定可靠性；促进了港口船舶行业由电代油调整，促进了船舶维修制造和海工平台行业高效智能化的调整，促进了港口船舶行业节能环保降噪的经济增长方式。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图1为本发明的原理结构框图；

具体实施方式

附图为本发明的一种具体实施例。该实施例包括主电路，主电路包括输入单元，其特征是：所述输入单元与整流单元连接，整流单元与逆变功率模组连接，逆变功率模组与输出LCR单元连接，输出LCR单元与隔离变压器连接，隔离变压器通过输出开关与电源输出端连接。逆变功率模组连接有逆变驱动电路，输出LCR单元与逆变输出监测电路相连接，隔离变压器与变压器输出监测电路相连接，输出开关与输出开关驱动电路相连接，电源输出端与变频电源输出监测电路相连接。逆变驱动电路、逆变输出监测电路、变压器输出监测电路、输出开关驱动电路、变频电源输出监测电路分别与触摸屏及智能监控单元相连接。主电路的输入单元、电源输出端及直流母线端分别通过监测电路与数字信号处理器DSP连接，触摸屏、通讯电路和保护电路分别与数字信号处理器DSP连接。输入单元与整流单元之间设有三相电抗器。

采用本发明的智能监控型大功率岸电电源，通过触摸屏或远程通讯的交互方式，按照预置参数，岸电电源系统开始根据设备的负载特性自动控制调节输出满足设备运行的动力电能。控制电路部分：通过对输出电压和电流信号的实时采样和分析计算，数字化计算调节输出SPWM控制波形，用于驱动IGBT功率模块，同时负责系统电参数的采集、计算，以及人机交互界面（触摸屏）的控制。主电路部分：市电经过输入控制开关，整流滤波单元后形成稳定的母线电压，15组250kVA的功率模组在SPWM波形驱动控制下经过LC滤波后，并联运行，最终再经过隔离变压器和输出开关后，输出优异的正弦波。每个逆变功率模组的功率是250kVA，为实现3750kVA的功率，需要15个逆变功率模组的并联输出；数字化SPWM驱动控制技术，是基于DSP的全数字化采集、计算、控制、SPWM输出的领先技术。内置自主研发并严酷试验验证的PID算法，一方面可以提升电源的输出波形质量，较低的输出谐波含量和良好的动态响应特性，另一方面大大提升岸电电源的负载适应性，使得岸电电源可以满足各种电机型、整流型、感性、容性设备的各种复杂工况的要求。大量的实时数据在DSP内部通过嵌入式的编程完成数据采集、计算、分析、保护动作和触摸屏显示，嵌入式软件实现了完善的数据采集、强大的保护功能和直观人性化的触摸屏显示操作。基于工控机平台，监控5块电表、1块主控电源、1块8路温度巡检仪，并建立数据库，对所有数据进行分析和监控。系统主要以人机界面的方式显示，数据分析以实时数据、数据报表、曲线、棒图等形式为主，监控主要包括监视主控电源的数据、控制关键输出点。

采用本发明的智能监控型大功率岸电电源，制造过程：

订单、备货需求形成生产制造计划，输出物料采购计划并实施采购，物料到货检验合格后入库，PCB半成品的焊接和检验合格；

功率模组单元的装配连接、调试老化，其他输入单元、整流单元、输出LCR单元、输出单元、主控单元、智能监控单元等装配连接；

主电路制造过程：输入单元与整流单元装配连接，整流单元与逆变功率模组装配连接，逆变功率模组与输出LCR单元装配连接，输出LCR单元与隔离变压器装配连接，输出隔离变压器通过输出开关与电源输出端连接；

控制电路制造过程：主电路输入输出端、直流母线端分别通过监测电路与数字信号处理器DSP连接，触摸屏、通讯电路和保护电路分别与数字信号处理器DSP连接；

岸电电源过程检验，整机调试，老化，产品终检验，入库。

采用本发明的智能监控型大功率岸电电源，设置了行业内领先的丰富的电参数测量功能，包括输入电压、频率、功率因数、母线电压、逆变电流、输出三相电压、三相电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、三相不平衡度、功率模组温度、隔离变压器温度、控制系统电源参数等。此功能的实现包括前期的调研和规划、各种传感器/互感器的选型设计、数据传输过程的EMC设计、DSP数据采集计算、与触摸屏数据通讯显示等工作。

基于丰富的电参数测量功能，电源具备了完善的保护功能体系，包括输入端：短路、过载、过流、过压、欠压、失压、缺相、浪涌电压保护；输出端：短路、过载、过流、过压、欠压、三相不平衡、过热保护、功率模组旁路保护。此保护功能的实现包括硬件监测及保护电路（IGBT驱动保护、功率模组旁路保护）的设计实现、DSP软件检测判断、保护动作等的设计与实现。

采用本发明的智能监控型大功率岸电电源，其关键技术指标如下：

额定功率：3750kVA。

输出谐波含量：<2%。

瞬态指标：电压误差<10%，<1s。

电参数计量：输入电压、频率、输出电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、三相不平衡度、功率模组温度、隔离变压器温度等。

保护功能：输入端：短路、过载、过流、过压、欠压、失压、缺相、浪涌电压保护；输出端：短路、过载、过流、过压、欠压、三相不平衡、过热保护、功率模组旁路保护等。

智能监控功能：实时数据、数据报表、趋势曲线、图表展示、电源设置、报警记录、系统设置等功能。

岸电系统的带载能力目标：在带载阻性负载1000KW基础上，启动375KVA的强冲击型电机。

智能监控功能实现目标：界面专业化、操作舒适、显示直观人性化，客户体验感觉良好。

采用本发明的智能监控型大功率岸电电源，可以带动岸电技术和产品研制生产企业、船舶维修制造行业、海工平台制造业及相关配套产业的整体提升。

一方面，为港口靠泊船舶直接供电，节能、减排、降噪，港口泊位采用岸电电源和船舶发电机供电比较，一个泊位每年可节约费用300万元以上；每个泊位年降低污染物排放20吨以上；运行过程噪音低，对降低港口环境噪音污染有促进作用。

另一方面，为船舶维修制造业、海工平台制造业提供智能监控、更大功率、稳定可靠、高效节能的岸电电源，提升了这类企业的制造、调试、维修效率，为企业的发展助力。

第三方面，智能监控型大功率岸电电源作为领先产品的上市，为船舶维修和海工平台制造维修行业的客户带来高效、便捷、可靠体验的同时，能够促进岸电设备行业产品品质的整体提升，形成良性的行业竞争机制，孕育和激励着新一代岸电电源的诞生。

Claims (5)

1.一种智能监控型大功率岸电电源，包括主电路，主电路包括输入单元，其特征是：所述输入单元与整流单元连接，整流单元与逆变功率模组连接，逆变功率模组与输出LCR单元连接，输出LCR单元与隔离变压器连接，隔离变压器通过输出开关与电源输出端连接。

2.根据权利要求1所述的智能监控型大功率岸电电源，其特征是：所述逆变功率模组连接有逆变驱动电路，输出LCR单元与逆变输出监测电路相连接，隔离变压器与变压器输出监测电路相连接，输出开关与输出开关驱动电路相连接，电源输出端与变频电源输出监测电路相连接。

3.根据权利要求2所述的智能监控型大功率岸电电源，其特征是：所述逆变驱动电路、逆变输出监测电路、变压器输出监测电路、输出开关驱动电路、变频电源输出监测电路分别与触摸屏及智能监控单元相连接。

4.根据权利要求1所述的智能监控型大功率岸电电源，其特征是：所述主电路的输入单元、电源输出端及直流母线端分别通过监测电路与数字信号处理器DSP连接，触摸屏、通讯电路和保护电路分别与数字信号处理器DSP连接。

5.根据权利要求1所述的智能监控型大功率岸电电源，其特征是：所述输入单元与整流单元之间设有三相电抗器。