CN216794615U - 一种船用直流母排系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种船用直流母排系统，包括正极汇流排、负极汇流排以及分别连接在正极汇流排和负极汇流排上的电力电子变流器，电力电子变流器上并联有直流滤波电容，电力电子变流器和正极汇流排/负极汇流排之间依次连接有直流熔断器和直流隔离开关，所述的正极汇流排和负极汇流排之间连接有多个支撑电容，支撑电容的电容值比直流滤波电容大三个数量级；本系统中减小了各支路电力电子变流器的直流滤波电容，而使用集成在母排上的支撑电容，能更有效的解决船用直流母排系统的选择性保护问题，并且能够减小变流装置的体积，优化船用直流主配电板的空间布局。
Description
技术领域
本实用新型属于电力技术领域，具体涉及一种船用直流母排系统，适用于船舶直流组网系统。
背景技术
随着舰船综合电力的发展，多种形式的电源和负载都将接入船舶电网，电力电子装置大范围使用。直流配电系统以其组网形式简单、接口便捷、稳定性高、负载响应快速的优点在舰船综合电力系统中广泛应用。
与交流电力系统相比，直流系统中的保护主要依靠熔断器实现，利用熔断器将短路故障电流的回路迅速切断，限制故障影响范围。熔断器保护的选择性主要由熔断器本体特性和系统参数决定。直流系统时间常数小，短路时放电回路中阻抗小，放电时间短，峰值电流大。
目前的直流系统中发生支路短路时都是依靠变流装置内部的电容对短路点放电来熔断短路支路上的直流熔断器以隔离故障点。在系统容量大支路较多的情况下选择性比较好实现，而在系统容量较小支路较小而且支路容量相差较大时选择性满意保证。
图1所示的直流母排系统，包括正极汇流排1、负极汇流排2以及分别连接在正极汇流排1和负极汇流排2上的电力电子变流器4，电力电子变流器4上并联有直流滤波电容7，电力电子变流器4和正极汇流排1/负极汇流排2之间依次连接有直流熔断器5和直流隔离开关6，发生支路短路故障后，各支路上变流装置内部的电容往短路点馈送短路电流，由于短路时非故障支路上的熔断器也流经了较大的短路电流，有可能损坏非故障支路上的直流熔断器，而且系统电容为变流装置内部电容之和，不同厂家的变流装置内部电容不同，导致系统参数不能确定，不适合推广应用，此外这种直流母排系统容量较小，支路数少时，母线支撑电容较小，发生短路时，母线电压跌落较大，容易造成部分设备欠压停机。
实用新型内容
为解决以上的问题，优化直流系统选择性保护效果，本实用新型专利提供了一种船用直流母排系统。
为解决以上问题，推进直流系统的推广应用，本实用新型对原来的系统进行了以下改进：一种船用直流母排系统，包括正极汇流排、负极汇流排以及分别连接在正极汇流排和负极汇流排上的电力电子变流器，电力电子变流器上并联有直流滤波电容，电力电子变流器和正极汇流排/负极汇流排之间依次连接有直流熔断器和直流隔离开关，所述的正极汇流排和负极汇流排之间连接有多个支撑电容，支撑电容的电容值比直流滤波电容大三个数量级。
所述的一种船用直流母排系统，其支撑电容为mF级，直流滤波电容为uF级，相差1000倍。
本实用新型的有益效果是：在正极汇流排和负极汇流排上集成支撑电容，支撑电容很大时能起到稳定直流母线电压和消除直流纹波的作用，在发生支路短路时能成为提供短路电流的主体；各支路上的直流滤波电容主要作用为滤波，其电容值小于支撑电容，存储的能量远小于该支路直流熔断器的起弧能量。
附图说明
图1为现有直流母排系统单支路短路时短路电流回路示意图；
图2为本实用新型的结构示意图；
图3为本实用新型单支路短路时短路电流回路示意图。
各附图标记为：1—正极汇流排，2—负极汇流排，3—支撑电容，4—电力电子变流器，5—直流熔断器，6—直流隔离开关。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步详细说明。
参照图2所示，本实用新型公开的一种船用直流母排系统，包括正极汇流排1、负极汇流排2以及分别连接在正极汇流排1和负极汇流排2上的电力电子变流器4，电力电子变流器4上并联有直流滤波电容7，电力电子变流器4和正极汇流排1/负极汇流排2之间依次连接有直流熔断器5和直流隔离开关6，所述的正极汇流排1和负极汇流排2之间连接有多个支撑电容3，支撑电容3为mF级，直流滤波电容7为uF级，差1000倍。
本实用新型通过在正极汇流排1和负极汇流排2上集成母线支撑电容3，电容量足够大以致出线任何支路短路时，母线电压变化率在安全范围内；同时支撑电容3电容值大于直流滤波电容7，即减小电力电子变流器4支路上的直流滤波电容7，电容量足够小，在满足变流装置正常运行的同时，电容上的能量远小于该支路熔断器弧前能量。
如图3所示，本实用新型直流母排系统发生支路短路时，短路电流主要由支撑电容3放电提供，母线系统中电容量足够大以致短路故障存续期间（从短路故障发生到支路熔断器熔断）直流母线电压跌落较小，不影响非故障支路的正常运行，即使是在小系统或者支路容量相差较大的系统中短路保护仍具备完全选择性。
原本变流装置内部的支撑电容减小，减弱其电压支撑功能，主要作滤波电容。支路短路时由母排支撑电容提供主要的短路电流，由于支撑电容较大，熔断故障支路的熔断器后直流母线电压跌落值较小，不影响系统中其他部分的正常运行。能够实现系统选择性保护，提高舰船直流组网综合电力系统的可靠性和安全性。
相较现有的直流母排系统，改进后的本实用新型系统能达到以下效果：
短路时非故障支路上的熔断器也流经的短路电流较小，不会对熔断器造成损坏；系统参数不会因为变流器选型而改变，相似配置的系统能使用同一套保护策略；发生短路故障时母线电压能维持在正常范围内，系统能维持正常运行。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (2)
1.一种船用直流母排系统，包括正极汇流排（1）、负极汇流排（2）以及分别连接在正极汇流排（1）和负极汇流排（2）上的电力电子变流器（4），电力电子变流器（4）上并联有直流滤波电容（7），电力电子变流器（4）和正极汇流排（1）/负极汇流排（2）之间依次连接有直流熔断器（5）和直流隔离开关（6），其特征在于：所述的正极汇流排（1）和负极汇流排（2）之间连接有多个支撑电容（3），支撑电容（3）的电容值比直流滤波电容（7）大三个数量级。
2.根据权利要求1所述的一种船用直流母排系统，其特征在于，在的支撑电容（3）为mF级，所述的直流滤波电容（7）为uF级。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202220050739.3U CN216794615U (zh) | 2022-01-10 | 2022-01-10 | 一种船用直流母排系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202220050739.3U CN216794615U (zh) | 2022-01-10 | 2022-01-10 | 一种船用直流母排系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN216794615U true CN216794615U (zh) | 2022-06-21 |
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Family Applications (1)
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| CN202220050739.3U Active CN216794615U (zh) | 2022-01-10 | 2022-01-10 | 一种船用直流母排系统 |
Country Status (1)
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2022
- 2022-01-10 CN CN202220050739.3U patent/CN216794615U/zh active Active
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