CN206992781U - 一种适用于岸电系统的冗余式变频电源控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种适用于岸电系统的冗余式变频电源控制系统，包括：若干个用于各个泊位的船舶接入岸电系统的高压接线箱；两台变频电源，用于将50Hz的高压电源转换成60Hz的高压电源；冗余式控制装置，用于获取两台变频电源的工作状态参数并对其工作状态进行切换，冗余式控制装置设有与变频电源的高压输出端电连接的高压输出端口，高压输出端口连接有母线，高压接线箱并联在母线上。本实用新型设置了两台变频电源，在工作电源不能正常工作的情况下，可以切换至备用电源，避免了岸电系统提供的工频电源与船舶使用的电源不匹配而断电，变频电源的容量大于或等于各个泊位用电容量的总和，单个泊位的冲击相对于变频电源的容量影响较小，供电系统稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及变频电源技术领域，尤其涉及一种适用于岸电系统的冗余式变频电源控制系统。
背景技术
船舶靠港期间不再使用船舶上的发电机，而是采用码头岸电系统来提供能源。由于船用负荷包括两种不同的频率50Hz和60Hz，而国内电网频率为50Hz，因此60Hz的岸电系统需要设有变频电源。
目前岸电变频电源供电系统主要采用的方案，由于成本问题，一般情况下高频电源的容量按照船舶容量乘同时系数得来，造成变频电源的过载能力差，而变频电源由电力电子器件构成并采用60Hz运行，不能使用工频电源作为备用电源，一旦故障会造成船舶的供电中断。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种抗扰动能力强且运行可靠性高的适用于岸电系统的冗余式变频电源控制系统。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种适用于岸电系统的冗余式变频电源控制系统，包括：
若干个高压接线箱，用于各个泊位的船舶接入岸电系统；
两台并联设置的变频电源，用于将50Hz的高压电源转换成60Hz的高压电源，所述变频电源的容量大于或等于各个泊位用电容量之和，所述变频电源设有高压输入端，高压输出端、工作状态输出端和热备信号输出端；
冗余式控制装置，所述冗余式控制装置上设有与两个变频电源电连接的数据通讯接口，用于获取所述两台变频电源的工作状态参数并对其工作状态进行切换，所述冗余式控制装置设有与所述变频电源的高压输出端电连接的高压输出端口，所述高压输出端口连接有母线，所述高压接线箱并联在所述母线上；
所述冗余式控制装置包括控制单元和用于对所述两台变频电源进行切换的旁路切换单元，所述控制单元通过数据通讯接口与所述变频电源电连接；所述变频电源的工作状态输出端和热备信号输出端通过硬接线电连接至所述控制单元的工作状态输入端和热备信号输入端；
所述旁路切换单元分别与所述变频电源的高压输入端和高压输出端、负载以及与所述高压接线箱的母线电连接，所述旁路切换单元包括若干个隔离开关和断路器，所述隔离开关和断路器用于控制所述变频电源的高压电源输入、所述变频电源的高压电源输出、所述变频电源与负载之间的线路通断以及所述变频电源与所述母线之间的线路通断。
作为优选的技术方案，所述数据通讯接口是RS485通讯接口。
作为优选的技术方案，所述控制单元上设有与所述断路器电连接的控制信号输出端和反馈信号输入端，所述控制信号输出端向所述断路器发送合分闸信号，所述反馈信号输入端接收所述断路器发送的合分闸状态信号。
作为优选的技术方案，所述变频电源包括PLC控制单元和通讯模块，所述通讯模块与所述冗余式控制装置的数据通讯接口电连接。
由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型设置了两台变频电源，一台为工作电源，另一台为备用电源，在工作电源不能正常工作的情况下，可以切换至备用电源，避免了岸电系统提供的工频电源与船舶使用的电源不匹配而中断供电，提高了岸电系统供电的可靠性和稳定性；由于变频电源的容量大于或等于各个泊位用电容量的总和，单个泊位的冲击相对于变频电源的容量影响较小，不容易造成供电中断，供电系统稳定，且对负载侧的负荷变化抗扰动能力强，供电效率较高；由于采用冗余式供电，对停靠船舶的用电容量配置灵活，不再受限某个泊位的固定容量限制。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例的结构框图；
图2是本实用新型实施例中冗余式控制装置的原理框图。
具体实施方式
如图1和图2共同所示，一种适用于岸电系统的冗余式变频电源控制系统，包括：
若干个高压接线箱，用于各个泊位的船舶接入岸电系统。
两台并联设置的变频电源，用于将50Hz的高压电源转换成60Hz的高压电源，变频电源的容量大于或等于各个泊位用电容量之和，变频电源设有高压输入端，高压输出端、工作状态输出端和热备信号输出端。本实施例中，两台变频电源是1#变频电源和2#变频电源。
冗余式控制装置，冗余式控制装置上设有与两个变频电源电连接的数据通讯接口，用于获取两台变频电源的工作状态参数并对其工作状态进行切换，冗余式控制装置设有与变频电源的高压输出端电连接的高压输出端口，高压输出端口连接有母线，高压接线箱并联在母线上；
冗余式控制装置包括控制单元和用于对两台变频电源进行切换的旁路切换单元，控制单元通过数据通讯接口与变频电源电连接，本实施例中，数据通讯接口是RS485通讯接口。
变频电源的工作状态输出端和热备信号输出端通过硬接线电连接至控制单元的工作状态输入端和热备信号输入端。
旁路切换单元分别与变频电源的高压输入端和高压输出端、负载以及与高压接线箱的母线电连接，旁路切换单元包括若干个隔离开关和断路器，隔离开关和断路器用于控制所述变频电源的高压电源输入、变频电源的高压电源输出、变频电源与负载之间的线路通断以及变频电源与母线之间的线路通断。
控制单元上设有与断路器电连接的控制信号输出端和反馈信号输入端，控制信号输出端向断路器发送合分闸信号，反馈信号输入端接收断路器发送的合分闸状态信号。
变频电源包括PLC控制单元和通讯模块，通讯模块与所述冗余式控制装置的数据通讯接口电连接。
本实施例中，工作状态信号表示变频电源处于工作状态，热备状态信号表示变频电源已经具备投运条件，随时可以投运。
冗余式控制装置与两台变频电源之间的参数通过变频电源的通讯模块进行实时同步，两台变频电源的PLC控制单元内部开辟一定区域为共享参数区，两台变频电源的共享参数区数据可以实时同步。工作状态下当前参数更新为共享参数；热备状态下共享参数更新为当前参数。
本实施例中，冗余式控制装置设定先启动1#变频电源，冗余式控制装置控制1#变频电源进行预充电等操作，待就绪后正常启动，再控制2#变频电源进入预充电等操作，待就绪后进入热备状态。当1#变频电源出现故障的时候，冗余式控制装置得到故障信号后，将1#变频电源工作状态切换到故障状态，通过旁路切换单元将主回路接线切换至2#变频电源，然后启动2#变频电源，2#变频电源按照1#变频电源原来的运行参数启动运行，2#变频电源的热备状态切换至工作状态；旁路切换单元切断1#变频电源的高压输入线路，待1#变频电源修复并预充电后，通过旁路切换单元将1#变频电源与高压输入线路接通通，待就绪后，冗余式控制装置将1#变频电源的状态修改为热备状态。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种适用于岸电系统的冗余式变频电源控制系统，其特征在于，包括：
若干个高压接线箱，用于各个泊位的船舶接入岸电系统；
两台并联设置的变频电源，用于将50Hz的高压电源转换成60Hz的高压电源，所述变频电源的容量大于或等于各个泊位用电容量之和，所述变频电源设有高压输入端，高压输出端、工作状态输出端和热备信号输出端；
冗余式控制装置，所述冗余式控制装置上设有与两个变频电源电连接的数据通讯接口，用于获取所述两台变频电源的工作状态参数并对其工作状态进行切换，所述冗余式控制装置设有与所述变频电源的高压输出端电连接的高压输出端口，所述高压输出端口连接有母线，所述高压接线箱并联在所述母线上；
所述冗余式控制装置包括控制单元和用于对所述两台变频电源进行切换的旁路切换单元，所述控制单元通过数据通讯接口与所述变频电源电连接；所述变频电源的工作状态输出端和热备信号输出端通过硬接线电连接至所述控制单元的工作状态输入端和热备信号输入端；
所述旁路切换单元分别与所述变频电源的高压输入端和高压输出端、负载以及与所述高压接线箱的母线电连接，所述旁路切换单元包括若干个隔离开关和断路器，所述隔离开关和断路器用于控制所述变频电源的高压电源输入、所述变频电源的高压电源输出、所述变频电源与负载之间的线路通断以及所述变频电源与所述母线之间的线路通断。
2.如权利要求1所述的一种适用于岸电系统的冗余式变频电源控制系统，其特征在于：所述数据通讯接口是RS485通讯接口。
3.如权利要求1所述的一种适用于岸电系统的冗余式变频电源控制系统，其特征在于：所述控制单元上设有与所述断路器电连接的控制信号输出端和反馈信号输入端，所述控制信号输出端向所述断路器发送合分闸信号，所述反馈信号输入端接收所述断路器发送的合分闸状态信号。
4.如权利要求1所述的一种适用于岸电系统的冗余式变频电源控制系统，其特征在于：所述变频电源包括PLC控制单元和通讯模块，所述通讯模块与所述冗余式控制装置的数据通讯接口电连接。
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