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什么是岸电电源?岸电电源原理功能介绍

时间:2020-11-23 16:01:33 点击:1115 次 来源:常州市卡宴电子科技有限公司

电源在我们的工作生活中都扮演着重要的角色,电源的种类也有很多,常见类型有交流稳压电源,直流稳压电源,而在交流稳压电源中又可以分出许多种类,今天我们就来了解一下交流稳压电源中的一个分支——岸电电源。那么什么是岸电电源呢?

什么是岸电电源?

岸电电源,即岸用变频电源,又称为电子静止式岸电电源。它是专门针对船上、岸边码头等高温、高湿、高腐蚀性、大负荷冲击等恶劣使用环境而特别设计制造的大功率变频电源设备。

岸电电源设备工作原理

(1)交流电抗器:在三相电源输入端加装交流电抗器,防止谐波电流干扰。

(2)电子开关:电子开关可防止刚开始对滤波电容充电时所产生的大电流冲击,减轻对电网的影响。

(3)整流器:采用三相(IGBT)整流电路,将交流电整流后,输出纹波很低的直流电压。

(4)直流电抗器:直流电抗器作用是保持整流电流连续性,减小电流脉动值。

(5)直流滤波器:采用耐压与足够容量的电容器,平滑经电抗器输出的脉动直流电压,使其直流电压稳定。

港口用岸电电源

(6)三相桥式逆变器:逆变器的工作方式是将直流电变换成交流电,整个变换过程由微处理器控制,当电网输入电压降低或负载电流增加时,PWM波(正弦脉宽调制)就会自动调宽,反之变窄,使输出电压保持稳定。

(7)校正电抗器:可以将逆变器输出的SPWM波形校正,滤掉逆变器产生的高次谐波分量。

(8)逆变输出变压器与输出滤波器:该逆变输出变压器是创统公司的专利产品,专利号为:01262317.2.将三相电压进行转换后再经过滤波电路将波形进一步校正后,输出正弦波电压。

主要监测功能

(1)计量显示系统:在电源的输入端设有输入电压表、功率、电流显示表和输入电能表(可选),可连续记录用电量;在电源的输出端设有输出电压、电流、功率、功率因数、电能频率显示系统,可对电源的运行状态进行监测。

(2)保护系统:如输入欠电压保护、过电流保护、缺相保护、逆变器过热保护、电抗器和逆变变压器过热保护;输出电压过低过高保护、缺相保护、过载保护、短路保护、故障报警等多种保护功能。

(3)控制核心是能够实现高速运算的微处理器:精心设计的软件可保证系统达到的性能,控制单元采用FPGA、CPLD等大规模集成电路和表面焊接技术,使系统具有极高的可靠性。

(4)控制器与功率单元之间采用光电隔离通讯技术:使低压部分与高压部分安全隔离;同时应用了先进的电磁兼容技术,并具有很强的抗干扰能力。

岸电电源岸电电源的分类及技术指标

岸电电源岸电电源的分类

(1)通用型(岸电电源 300kVA~岸电电源 1000kVA)

(2)智能型模块化大功率(岸电电源 800kVA~岸电电源 3000kVA)

智能化大功率模块化岸电电源岸电电源的功能特点

(1)功能强大

智能型模块化大功率岸电系统具有系统功率自由扩展功能,功率单元实现模块化。设备的大功率整流器、逆变器可由多个功率模块通过光纤并联驱动组成,系统多可支持8个模块并联。设备的功率可自由扩展。电压级对应功率范围如下:

380V:200kW-1600kW(250kVA~2000kVA)

480V:250kW-2000kW(315kVA~2500kVA)

690V:300kW-2400kW(250kVA~1600kVA)

设备可以实现多种运行模式的自由组合,输入屏、整流屏、带上电缓冲逆变屏、逆变变压器屏、输出屏,屏的数量用户可根据负载量自由组合。

具有强大的冗余功能。系统冗余,多个整流逆变系统并联使用,可形成一主多从形式,无需另加扩展卡,无需更改任何硬件情况下,实现主从系统切换。

设备功率单元的冗余,如出现单个功率单元故障时,支持热退出,系统选择不故障,不会出现停机,只要降额使用,并且整流逆变单元结构相同。

设备并机增容快速简单,根据用户要求,如单台岸电电源不能满足符合需求时,可实行同容量的岸电电源并机供电无需增加硬件,只要将两台输出端并联,接通并联通讯线即可实现并机运行,多并联的单机数量为4~6台。

设备具有完善的故障保护功能。单元模块自身具有40多种保护功能,系统具有50多种保护功能,主要的保护功能如下:上电对地短路、变频器过流、变频器过载、变频器过压、变频器过热、输入电压异常故障、通讯故障、电流检测故障、EEPROM故障、输入电压过低故障、电压偏差过大故障、上电缓冲故障、外部熔丝故障、外部电感过热故障、模块风扇故障、并联逻辑故障、上电过程故障等保护功能,便于快速诊断、排除故障点。

设备具备完善的后台监控功能,监控软件通过工业以太网,实现与整流或逆变单元的高速数据通信、实现快速示波器功能,故障前10s参数记录,功率参数的的实时更新,单元状态实时显示等功能,不仅可以同时监控同一网络众多台的各数据(电压、电流、频率、AI、AI、DO、PID、负载状态、通讯)波形,以方便系统调试与比较;也能同时监控系统中每一个模块的电流、温度等参数信息,通过高速以太网不间断波形跟踪记录,后台监控还具有黑匣子功能,记录故障前10s故障信息。

船用岸电电源

(2)性能优越

设备具有优异的闭环控制功能,实现负载从0~100%范围内,输出电压变化小于2%.

可以达到功率单元并联不均流度小于5%,多个整流、逆变系统并联不均流度小于5%.

可以丰富用户资源,设有强大的高速总线接口,有4种通信功能可同时使用,包括工业以太网,Profibus-DP、CAN和Modbus-RTU串口通信。

(3)安全可靠

设备同一系统中并联的功率单元全部采用光纤驱动控制,极大地提高了系统的抗电磁干扰能力。

(4)便于用户使用与维护

设备具有多次故障参数记录查询功能,记录系统4次故障参数,包括故障时频率指令,输出电压、输出电流、母线电压、散热器温度、DI、DO状态、故障时累计运行时间等,具备功能码修改查询功能,查询修改过的功能码(与出厂设置不一致的功能码)。实现功率单元模块化,结构采用抽屉式结构,方便现场安装、维修与拆卸。

岸电电源设备面板仪表、指示灯详细说明

设备设有指针和数字两种仪表,人工操作按钮及红、绿两种颜色的指示灯。

具体设置为设备的面板设有指针式、数字式两套仪表,方便工作人员监控,数字仪表具备完善的后台监控功能,监控软件通过工业以太网,实现与整流或逆变单元的高速数据通信、实现快速示波器功能,故障前10s参数记录,功率参数的的实时更新,单元状态实时显示等功能,不仅可以同时监控同一网络众多台的各数据(电压、电流、频率、AI、AI、DO、PID、负载状态、通讯)波形,以方便系统调试与比较;也能同时监控系统中每一个模块的电流、温度等参数信息,通过高速以太网不间断波形跟踪记录,后台监控还具有黑匣子功能,记录故障前10s故障信息。

岸电电源设备户外移动式

为方便将岸电电源放在室外,放在码头边、船上,并要求可移动。为此专门设计制作了移动式岸电电源岸电电源。箱体可吊装、可拖运。箱柜符合IP54要求,符合移动舱的标配要求。

用20寸或40寸集装箱改造而成,并作了防雨、防尘、全密封、保温,有隔热层等各种防护处置,有独立循环冷却系统;考虑到海边高温、潮湿的气候,箱体内装有大功率空调机,运输、移动、使用方便。

岸电电源与UPS改造而成的岸电电源的差别

由于专业知识的局限性,个别厂家的采购人员很容易与UPS(不间断电源)改造而成的变频电源相混肴,下面注重谈一下这方面的差别。

(1)工作原理上的差别

UPS(不间断电源)是适应信息化时代而诞生、发展起来的电源产品。产品设计理念为不间断,负载设备为信息化产品(如计算机,通讯设备等)。其原理如图15所示。

当三相交流电源正常时(380V±15%),经整流变为直流电压,该直流电压与电池电压一并送入逆变器,经变换后产生交流电压,通过转换开关接至负载;当三相交流电压故障时(包括超出380V±15%范围),便由电池提供电压替代整流器。当逆变器发生故障(包括负载过载)时,静态开关(SSW)自动转换至旁路(输入电源)状态,这时负载供电为输入电网电压。因为UPS输入电源频率电压与输出频率电压是相同的,所以允许转换至旁路状态,从而保证负载上得到不间断供电。当电网电源故障、电池故障或逆变器故障时,整个装置供电便停止。

岸电电源电源的原理如图16所示。从图中可知,UPS与岸电电源区别在于岸电电源没有旁路及转换开关,提供的电源是实实在在的450V/60Hz的电源。有些电源供应商将UPS电池去掉,将输出频率调整为60Hz,就作为岸电电源,实在是不负责任。如果有旁路存在,当发生旁路转换时,可能造成短路。同时会使负载上的电源由正常供电的450V/60Hz突变为380V/50Hz电源。这时整个系统都是采用了380V50Hz的电,起不了变频的功能。对船上的设备欺骗性的用电,有的设备可以运行,只是降低了性能,但是贵重仪器和重要设备就会损坏。万一造成损坏,要求赔偿,就失去安装变频电源的意义,到那时的损失就大了。

如何选用450V/60Hz岸电电源?

(1)修船用电与造船用电

修船与造船用电源虽然都是为船电设备供电,但使用状况还是有区别的。造船用的电源是造船分段时,设备安装前,对设备进行通电检测,一般不带负载。其目的是船上辅机工作时保证试车的成功率。所以应称为试车电源,采用可移动式比较适用。

而修船时用的电源就不同于造船。当船进坞后,辅机停车,一切电源靠岸上提供。包括生活用电、通信用电、动力用电等。其中动力用电因其负载性质为非线性,功率因数低、功率大,对电源要求必须适应非线性负载,满足突加大电流不故障(即重载型电源)。这其中可再细分为船坞用电和码头停靠用电。码头停靠待修船,一般情形下锚链机等大型电动机不工作。确需工作,岸电电源能力不足时,可用辅机供电。而坞修船由于辅机不能开车,而锚链机系统又必须启动。所以,修船大坞用电源,比之码头电源负载能力更强一些。当然制造成本略高一些,价格略贵一点。但需从长计议,值得投资。因坞修用电多,收回成本也快。

(2)使用场所与环境

应该说修造船行业工作环境是恶劣的。粉尘、盐雾、高湿、露天作业;修船工人的素质等。在这种大环境下,电子静止式岸电电源属计算机数字化控制的高科技产品。如何适应恶劣工作环境,使设备长期可靠工作。为此,创统公司技术人员从变压器的通风冷却设计,PCB板保护等许多方面,不断改进完善。目前,固定安装式及移动式产品已非常成熟。早安装运行的至今已5年有余,仍保持无故障。

在此,各位工程师在规划电源系统时,应根据设计图纸,处理好防尘、通风降温等措施。如果是安放在箱体中更应注意防晒、防雨、通风等。

(3)分散与集中式供电模式

在我国,修造船企业一般规模较大,新建项目规模更大。一个中型修造船企业码头岸线长度约1000~2000m.从早安装运行的岸电电源使用情况看,岸电供电半径不大于200m,这样电缆左右方向辅设150m至接电箱。一个泊位靠两帮船的时候,从接电箱至外帮船的终负载须约200m的电缆,整个线路长度在500m之内。当岸电电源电源的输出设定为465V时,终端负载上的电压为440V.线路压降约为20V,这样的布置比较合理。如果线路压降超过25V,当空载或轻载时,线路近的负载设备电压就偏高太多。

所以,岸电电源的配置应根据码头岸线合理配置。300m岸线可配置1台630kVA岸电电源,为1~3条船供电。60Hz岸电电源的接电箱应从箱体颜色上加以区别。再喷涂性电压/频率标识,防止误接。另外,每只接电箱内设3~4路断路器,每路安装计量电表,一路备用。外加专用锁具,由专人接线管理。

综上所述,那种设想在一个千米岸线上,建一个大容量的电站中心,并留有空间,多台并机增大容量的设计,实践证明在修造船行业是不适应的。

(4)船坞用岸电电源

坞修是修造船行业的核心部分,进坞船只一切能源供应来自岸上。因此,为坞修期的船电供电是其重要部分。所以选用可靠稳定的电源系统是确保坞修周期的重要环节。

首先,为船坞配置的电源,其容量应大于码头岸电。因为坞修船除生活用电外,锚链机等动力部分也需供电。一般30万吨坞,当停靠一艘25~30万吨级船舶时,生活用电约为250~300kW,这时如果启动一台90~120kW锚机,所需电流会从400A突增至1500A以上。持续时间约3s.因此,为大坞配置的岸电电源应为重载型,其容量不低于630kVA

相信通过上述介绍,您已经知道什么是岸电电源了。常州市卡宴电子科技有限公司直流电源生产厂家,主营产品包括高压船舶岸电电源,岸电电源,变频电源,逆变电源,稳压电源等多个系列数百种产品,欢迎广大客户咨询到访,我们可为您定制生产合适的电源产品。

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