CN219420364U - 一种具有供电冗余性的船用发电机控制柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有供电冗余性的船用发电机控制柜，该控制柜包括供电单元、控制单元和柜体，供电单元包括接触器、滤波器和熔断器，供电单元还包括AC/DC开关电源、双路380V AC输入电源和1路24V DC输入电源，外部的双路380V AC电源和1路24V DC电源输入至控制柜内后，依次接入熔断器、滤波器和接触器，随后分别输入至AC/DC开关电源，AC/DC开关电源将双路380VAC输入电源转换为24V DC电源，转换后的24V DC电源与直接输入的24V DC电源并联后组成并联冗余电源模块，为发电机的励磁系统和控制柜的控制单元供电。解决了船用发电机控制柜输入电源无法互为备用，供电可靠性较差的问题，增加了供电冗余和电源故障报警设计，提高了供电可靠性、确保交、直流电源的持续不间断供应。

Description

一种具有供电冗余性的船用发电机控制柜

技术领域

本实用新型属于发电机控制柜技术领域，特别涉及一种具有供电冗余性的船用发电机控制柜。

背景技术

发电机控制柜是汽轮发电机组的关键设备，主要用于对发电机的监测和控制。目前，大多数船舶上发电机控制柜接入的电源一般为一主一备两路三相AC380V 50Hz和一路DC 24V，交流电源为发电机加热器及风机提供电源，直流电源为柜内控制回路提供电源并对发电机励磁系统进行供电。由于传统控制柜控制回路电源采用单路DC24V供电，且该直流电源与AC380V电源为互相独立关系，如果该输入电源出现故障，发生了断电，则会使得控制柜内部控制回路无法正常工作且控制柜无法对发电机励磁系统进行供电，对发电机的监测和控制功能也将失效，进而影响到发电机的正常运行，严重时甚至会造成发电机损坏。

发明内容

针对船用发电机控制柜输入电源无法互为备用，存在供电可靠性较差的问题，本实用新型在电路设计上进行了改进，增加了供电冗余和电源故障报警设计，从而提高控制柜供电可靠性。

本实用新型的技术方案为：

一种具有供电冗余性的船用发电机控制柜，该控制柜包括供电单元、控制单元和柜体，所述供电单元包括接触器、滤波器、熔断器、AC/DC开关电源、双路380V AC输入电源和1路24V DC输入电源，外部的所述双路380V AC电源和1路24V DC电源输入至控制柜内后，依次接入熔断器、滤波器和接触器，随后分别输入至所述AC/DC开关电源，所述AC/DC开关电源将双路380V AC输入电源转换为24V DC电源，转换后的24V DC电源与直接输入的24V DC电源并联后组成并联冗余电源模块，输出可靠的24V DC电源，为发电机的励磁系统和控制柜的控制单元供电。

其中，所述供电单元还包括转换开关，所述转换开关包括转换开关SA1、SA2，所述双路380V AC输入电源的两条电路的对应滤波器和接触器之间的任意两相接入两组串联的转换开关SA1和对应接触器的线圈，所述1路24V DC输入电源的电路的对应滤波器和接触器之间接入串联的转换开关SA2和对应接触器的线圈。

其中，所述供电单元还包括双电源转换开关，所述双电源转换开关接入所述双路380V AC输入电源的两条电路对应的所述AC/DC开关电源的2路输入端，实所述双路380V AC输入电源的自投自复，使两路380VAC电源互为备用，为发电机加热器和风机提供可靠电源。

其中，所述控制单元包括设置在所述柜体内部的控制器、继电器、软启动器，所述控制器是实现对汽轮发电机的运行状态监测、控制和连锁保护的关键元器件，所述继电器采用小型控制继电器。

其中，所述柜体包括隔振器、壳体和门板，所述隔振器包括设置在所述柜体背部的4个隔振器，所述壳体采用厚度为2mm的不锈钢板折弯焊接成形。

其中，所述控制单元还包括设置在所述门板上的显控屏、仪表、转换开关、应急励磁调节旋钮、自动励磁调节旋钮、按钮、旋转复位蘑菇钮和蜂鸣器，实现电源启停、灭磁/灭磁复位及本地/遥控控制模式转换等控制,并实现声光报警和消音控制等功能。

其中，所述柜体还包括设置在其底部的接线端子和连接器，接线端子用于柜内导线的连接，所述连接器用于底部进出线。

其中，所述供电单元还包括电源故障信号，所述电源故障信号接入所述AC/DC开关电源的电路，输出电源故障信号至所述控制器。

其中，所述柜体还包括两侧的通风孔和散热风扇，所述通风孔采用防水防尘百叶窗。

其中，所述控制单元还包括设置在所述门板上的指示灯，所述指示灯对发电机的工作状态进行指示。

本实用新型的有益效果在于：

1、对供电电源进行了冗余性设计，通过开关电源将两路380VAC电源经过AC/DC转换后与一路24VDC电源共同为发电机励磁回路及柜内各元器件供电，撤掉任意一路输入电源均可保证控制柜的正常工作，并且可对输入电源故障进行声光报警来提示检修，大大提高了控制柜的供电可靠性。

2、采用双电源转换开关，实现两路380VAC输入电源的自投自复，使两路380VAC电源互为备用，提高了发电机加热器和风机回路的供电可靠性。

3、本设备在满足发电机控制柜功能要求的条件下，实现了体积小、重量轻、结构紧凑、便于安装，且具有良好的环境适应性，适用于空间有限、环境严酷的船舱舱室安装。

附图说明

图1为本实用新型发电机控制柜正视图；

图2为本实用新型发电机控制柜内部布置图；

图3为本实用新型发电机控制柜底部视图；

图4为本实用新型发电机控制柜侧视图；

图5为本实用新型电机控制柜供电单元电气原理图。

附图标识：

1、仪表；2、转换开关；3、应急励磁调节旋钮；4、自动励磁调节旋钮；5、按钮；6、菇钮；7、指示灯；8、蜂鸣器；9、显控屏；10、双电源转换开关；11、散热风扇；12、接触器；13、滤波器；14、AC/DC开关电源；15、熔断器；16、软启动器；17、接线端子；18、继电器；19、控制器；20、连接器；21、隔振器；22、壳体；23、门板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

一种具有供电冗余性的船用发电机控制柜，如图5所示，一种具有供电冗余性的船用发电机控制柜，该控制柜包括供电单元、控制单元和柜体，供电单元包括接触器12、滤波器13、熔断器15、AC/DC开关电源14、双路380V AC输入电源和1路24V DC输入电源，外部的双路380V AC电源和1路24V DC电源输入至控制柜内后，依次接入熔断器、滤波器和接触器，随后分别输入至AC/DC开关电源14，AC/DC开关电源14将双路380V AC输入电源转换为24V DC电源，转换后的24V DC电源与直接输入的24V DC电源并联后组成并联冗余电源模块，输出可靠的24V DC电源，为发电机的励磁系统和控制柜的控制单元供电。

供电单元还包括转换开关2，转换开关2包括转换开关SA1、SA2，双路380VAC输入电源的两条电路的对应滤波器和接触器之间的任意两相接入两组串联的转换开关SA1和对应接触器的线圈，1路24V DC输入电源的电路的对应滤波器和接触器之间接入串联的转换开关SA2和对应接触器的线圈。

供电单元还包括双电源转换开关10，双电源转换开关10接入双路380V AC输入电源的两条电路对应的AC/DC开关电源14的2路输入端，实双路380V AC输入电源的自投自复，使两路380VAC电源互为备用，为发电机加热器和风机提供可靠电源。

发电机控制柜供电单元电气原理如图5所示：

图中：FU1～FU18为熔断器；KM1～KM3为接触器；EMI1～EMI3为滤波器；SA1、SA2为转换开关；HL1～HL3为输入电源的指示灯；PS1为AC/DC开关电源；NH1为双电源转换开关；JX1～3为电连接器。

如图2所示，控制单元包括设置在柜体内部的控制器19、继电器18、软启动器16，控制器19是实现对汽轮发电机的运行状态监测、控制和连锁保护的关键元器件，控制器可对外部I/O状态量进行控制，通过以太网、can总线等方式与上层及其他同级设备之间进行通信。继电器18采用小型控制继电器，体积小、重量轻、可靠性高，大大节约了柜内元器件的布置空间，使得控制柜整体的外形尺寸和重量都得到较大的减小。

如图4所示，柜体包括隔振器21、壳体22和门板23，隔振器21包括设置在柜体背部的4个隔振器，整体结构即保证有足够的机械强度，能满足抗冲击、振动的船舶使用环境，也保证了汽轮发电机控制柜良好的防腐防潮能力；壳体22采用厚度为2mm的不锈钢板折弯焊接成形，表面进行喷漆处理，柜体、门板23整体加工后进行导电阳极化处理，再喷涂三防漆。铰链、门锁等五金件选用不锈钢材料，提高整体的防腐性能。隔振器21选用金属材质，防止老化，提高机柜使用寿命。

如图1所示，控制单元还包括设置在门板23上的显控屏9、仪表1、转换开关2、应急励磁调节旋钮3、自动励磁调节旋钮4、按钮5、旋转复位蘑菇钮6和蜂鸣器8，实现电源启停、灭磁/灭磁复位及本地/遥控控制模式转换等控制,并实现声光报警和消音控制等功能。

当出现某路电源失电时，通过控制柜面板上的蜂鸣器8进行声光报警。

如图3所示，柜体还包括设置在其底部的接线端子17、连接器20，接线端子17用于柜内导线的连接，连接器20用于底部进出线，可满足IP23的防护等级要求。

供电单元还包括电源故障信号，电源故障信号接入AC/DC开关电源14的电路，输出电源故障信号至柜内控制器19。

柜体还包括两侧的通风孔和散热风扇11，通风孔采用防水防尘百叶窗。

控制单元还包括设置在门板23上的指示灯7，指示灯7对发电机的工作状态进行指示。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的1种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，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。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种具有供电冗余性的船用发电机控制柜，该控制柜包括供电单元、控制单元和柜体，所述供电单元包括接触器(12)、滤波器(13)和熔断器(15)，其特征在于，所述供电单元还包括AC/DC开关电源(14)、双路380V AC输入电源和1路24V DC输入电源，外部的所述双路380V AC电源和1路24V DC电源输入至控制柜内后，依次接入熔断器、滤波器和接触器，随后分别输入至所述AC/DC开关电源(14)，所述AC/DC开关电源(14)将双路380V AC输入电源转换为24V DC电源，转换后的24V DC电源与直接输入的24V DC电源并联后组成并联冗余电源模块，输出可靠的24V DC电源，为发电机的励磁系统和控制柜的控制单元供电。

2.根据权利要求1所述的具有供电冗余性的船用发电机控制柜，其特征在于，所述供电单元还包括转换开关(2)，所述转换开关(2)包括转换开关SA1、SA2，所述双路380V AC输入电源的两条电路的对应滤波器和接触器之间的任意两相接入两组串联的转换开关SA1和对应接触器的线圈，所述1路24V DC输入电源的电路的对应滤波器和接触器之间接入串联的转换开关SA2和对应接触器的线圈。

3.根据权利要求2所述的具有供电冗余性的船用发电机控制柜，其特征在于，所述供电单元还包括双电源转换开关(10)，所述双电源转换开关(10)接入所述双路380V AC输入电源的两条电路对应的所述AC/DC开关电源(14)的2路输入端，实所述双路380V AC输入电源的自投自复，使两路380VAC电源互为备用，为发电机加热器和风机提供可靠电源。

4.根据权利要求3所述的具有供电冗余性的船用发电机控制柜，其特征在于，所述控制单元包括设置在所述柜体内部的控制器(19)、继电器(18)、软启动器(16)，所述控制器(19)是实现对汽轮发电机的运行状态监测、控制和连锁保护的关键元器件，所述继电器(18)采用小型控制继电器。

5.根据权利要求4所述的具有供电冗余性的船用发电机控制柜，其特征在于，所述柜体包括隔振器(21)、壳体(22)和门板(23)，所述隔振器(21)包括设置在所述柜体背部的4个隔振器，所述壳体(22)采用厚度为2mm的不锈钢板折弯焊接成形。

6.根据权利要求5所述的具有供电冗余性的船用发电机控制柜，其特征在于，所述控制单元还包括设置在所述门板(23)上的显控屏(9)、仪表(1)、转换开关(2)、应急励磁调节旋钮(3)、自动励磁调节旋钮(4)、按钮(5)、旋转复位蘑菇钮(6)和蜂鸣器(8)，实现电源启停、灭磁/灭磁复位及本地/遥控控制模式转换控制,并实现声光报警和消音控制功能。

7.根据权利要求6所述的具有供电冗余性的船用发电机控制柜，其特征在于，所述柜体还包括设置在其底部的接线端子(17)和连接器(20)，所述接线端子(17)用于柜内导线的连接，所述连接器(20)用于底部进出线。

8.根据权利要求7所述的具有供电冗余性的船用发电机控制柜，其特征在于，所述供电单元还包括电源故障信号，所述电源故障信号接入所述AC/DC开关电源(14)的电路，输出电源故障信号至所述控制器(19)。

9.根据权利要求8所述的具有供电冗余性的船用发电机控制柜，其特征在于，所述柜体还包括两侧的通风孔和散热风扇(11)，所述通风孔采用防水防尘百叶窗。

10.根据权利要求9所述的具有供电冗余性的船用发电机控制柜，其特征在于，所述控制单元还包括设置在所述门板(23)上的指示灯(7)，所述指示灯(7)对发电机的工作状态进行指示。