船舶岸电供电装置

阅读:1013发布:2020-06-21

专利汇可以提供船舶岸电供电装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开 船舶 岸电供电装置,设置包括移相 变压器 单元、功率单元和滤波单元,移 相变 压器单元中设有与移相整流变压器的输出绕组数量相同的、交错并联的AC/DC/AC模 块 来提高等效 开关 效率,避免产生谐波污染,进而提高 电能 质量 ;设置三个整流逆变器模块,内设至少1个整流逆变器子模块依次 串联 ,每个整流逆变器子模块均设有旁路 电路 ,当某个整流逆变器子模块出现故障时,可由旁路电路直接将其旁路,各个整流逆变器子模块电路结构相同,可互换,便于调试,以保证电能质量;滤波单元设置并联型有源 滤波器 、电抗器以及 无源滤波器 ,在维持原有转换率的同时,克服了单独使用并联有源滤波装置和无源滤波装置的不足,有效抑制谐波,保证电能质量。,下面是船舶岸电供电装置专利的具体信息内容。

1.船舶岸电供电装置,其特征在于:
包括移相变压器单元、功率单元和滤波单元;
外部岸电经移相变压器单元、功率单元和滤波单元后为外部船舶供电;所述移相变压器单元包括至少1个移相整流变压器以及N组AC/DC/AC模,其中N≥1,N为正整数,N的值与移相整流变压器的输出绕组的总数量相同;所述N组AC/DC/AC模块交错并联连接,输出三相信号至功率单元。
2.根据权利要求1所述的船舶岸电供电装置,其特征在于:
所述移相整流变压器的数量为2个,每个移相整流变压器含12个输出绕组。
3.根据权利要求1所述的船舶岸电供电装置,其特征在于:
所述功率单元由三个整流逆变器模块组成,分别为第一整流逆变器模块、第二整流逆变器模块、第三整流逆变器模块;所述第一整流逆变器模块、第二整流逆变器模块、第三整流逆变器模块电路结构相同;
所述第一整流逆变器模块由至少1个第一整流逆变器子模块组成;各第一整流逆变器子模块依次串联;每个第一整流逆变器子模块均设有旁路电路;
在各第一整流逆变器子模块中,包括有第一三相全波整流器和第一单相全桥逆变器,所述第一三相全波整流器和第一单相全桥逆变器串联连接。
4.根据权利要求3所述的船舶岸电供电装置,其特征在于:所述第一整流逆变器子模块的数量为8个。
5.根据权利要求1所述的船舶岸电供电装置,其特征在于:
所述滤波单元由并联型有源滤波器、电抗器以及无源滤波器组成;所述并联型有源滤波器接收功率单元的信号进行滤波后,经电抗器和无源滤波器处理后为外部船舶供电。
6.根据权利要求5所述的船舶岸电供电装置,其特征在于:
所述无源滤波器由M组不同调谐频率的单调谐滤波器和高通滤波器组成,其中M≥1,M为正整数,M为需要抑制的谐波的数量。

说明书全文

船舶岸电供电装置

技术领域

[0001] 本发明涉及停靠于港口码头的船舶供电的岸电电源,具体涉及船舶岸电供电装置。

背景技术

[0002] 船舶靠港时采用按点进行供电,现有技术中,船舶的配置为6.6KV/50Hz、6KV/60Hz、480KV/60Hz,可将岸电分为低压岸电、中压岸电和高压岸电。低压岸电是通过降压变压器将高压电降压到功率半导体可承受范围,采用AC/DC/AC的方式改变频率相位;中压岸电通过增设升压变压器实现;高压岸电通过级联直挂变频电源进行AC/DC/AC变换实现。
上述技术受限于开关器件的开关频率和效率的限制,使得变频器整流和逆变对电网电能造成谐波污染,降低了为船舶供电的电能质量

发明内容

[0003] 本发明提供船舶岸电供电装置,解决现有技术存在的电能质量差的问题。
[0004] 本发明通过以下技术方案解决上述问题:
[0005] 船舶岸电供电装置,包括移相变压器单元、功率单元和滤波单元;
[0006] 外部岸电经移相变压器单元、功率单元和滤波单元后为外部船舶供电;所述移相变压器单元包括至少1个移相整流变压器以及N组AC/DC/AC模,其中N≥1,N为正整数,N的值与移相整流变压器的输出绕组的总数量相同;所述N组AC/DC/AC模块交错并联连接,输出三相信号至功率单元。
[0007] 进一步地,所述移相整流变压器的数量为2个,每个移相整流变压器含12个输出绕组。
[0008] 进一步地,所述功率单元由三个整流逆变器模块组成,分别为第一整流逆变器模块、第二整流逆变器模块、第三整流逆变器模块;所述第一整流逆变器模块、第二整流逆变器模块、第三整流逆变器模块电路结构相同;所述第一整流逆变器模块由至少1个第一整流逆变器子模块组成;各第一整流逆变器子模块依次串联;每个第一整流逆变器子模块均设有旁路电路;在各第一整流逆变器子模块中,包括有第一三相全波整流器和第一单相全桥逆变器,所述第一三相全波整流器和第一单相全桥逆变器串联连接。
[0009] 进一步地,所述第一整流逆变器子模块的数量为8个。
[0010] 进一步地,所述滤波单元由并联型有源滤波器、电抗器以及无源滤波器组成;所述并联型有源滤波器接收功率单元的信号进行滤波后,经电抗器和无源滤波器处理后为外部船舶供电。
[0011] 进一步地,所述无源滤波器由M组不同调谐频率的单调谐滤波器和高通滤波器组成,其中M≥1,M为正整数,M为需要抑制的谐波的数量。
[0012] 与现有技术相比,具有如下特点:
[0013] 1、设置包括移相变压器单元、功率单元和滤波单元,移相变压器单元中设有与移相整流变压器的输出绕组数量相同的、交错并联的AC/DC/AC模块来提高等效开关效率,避免产生谐波污染,进而提高电能质量;
[0014] 2、针对移相变压器单元的三相输出,功率单元设有三个整流逆变器模块与之对应,且每个整流逆变器模块中设有至少1个整流逆变器子模块依次串联,每个整流逆变器子模块均设有1个全波整流器和1个单相全桥逆变器,每个整流逆变器子模块均设有旁路电路,当某个整流逆变器子模块出现故障时,可由旁路电路直接将其旁路,各个整流逆变器子模块电路结构相同,可互换,便于调试,以保证电能质量;
[0015] 3、滤波单元设置并联型有源滤波器、电抗器以及无源滤波器,在维持原有转换率的同时,克服了单独使用并联有源滤波装置和无源滤波装置的不足,有效抑制谐波,保证电能质量。附图说明
[0016] 图1为本发明结构原理框图

具体实施方式

[0017] 以下结合实施例对本发明作进一步说明,但本发明并不局限于这些实施例。
[0018] 船舶岸电供电装置,包括移相变压器单元、功率单元和滤波单元;外部岸电经移相变压器单元、功率单元和滤波单元后为外部船舶供电;所述移相变压器单元包括至少1个移相整流变压器以及N组AC/DC/AC模块,其中N≥1,N为正整数,N的值与移相整流变压器的输出绕组的总数量相同;所述N组AC/DC/AC模块交错并联连接,输出三相信号至功率单元。
[0019] AC/DC/AC模块主要包括有晶闸管和PWM逆变器,其中,晶闸管为无触点开关,施加正向电流极具有触发电流时,晶闸管的负载电路导通;PWM逆变器根据PWM周期的变化开始或停止逆变。AC/DC/AC模块通过系列的晶闸管和PWM逆变器,将岸电通过多脉波整流成直流,在通过载波移相并联的PWM逆变器跟踪船舶电源系统的电压和相位,通过载波移相实现无谐波输出,提高电网质量。
[0020] 所述移相整流变压器的数量为2个,每个移相整流变压器含12个输出绕组。每个移相整流变压器对应一组AC/DC/AC模块,本发明有24各输出绕组,对应有24个AC/DC/AC模块,这24个AC/DC/AC模块以交错载波的方式交错并联,连接至功率单元和滤波单元。交错并联等效开关的频率是移相整流变压器中单个开关频率的倍数,该连接方式有效提高输出开关频率,利用PWM逆变器的漏感或者很小的输出电感,便能有效抑制谐波输出。
[0021] 所述功率单元由三个整流逆变器模块组成,分别为第一整流逆变器模块、第二整流逆变器模块、第三整流逆变器模块;所述第一整流逆变器模块、第二整流逆变器模块、第三整流逆变器模块电路结构相同;所述第一整流逆变器模块由至少1个第一整流逆变器子模块组成;各第一整流逆变器子模块依次串联;每个第一整流逆变器子模块均设有旁路电路;在各第一整流逆变器子模块中,包括有第一三相全波整流器和第一单相全桥逆变器,所述第一三相全波整流器和第一单相全桥逆变器串联连接。
[0022] 第一整流逆变器模块接收移相变压器单元输出的A相电压,第二整流逆变器模块接收移相变压器单元输出的B相电压,第二整流逆变器模块接收移相变压器单元输出的C相电压。第二整流逆变器模块由至少1个第二整流逆变器子模块组成;各第二整流逆变器子模块依次串联;每个第二整流逆变器子模块均设有旁路电路;在各第二整流逆变器子模块中,包括有第二三相全波整流器和第二单相全桥逆变器,所述第二三相全波整流器和第二单相全桥逆变器串联连接。第三整流逆变器模块由至少1个第三整流逆变器子模块组成;各第三整流逆变器子模块依次串联;每个第三整流逆变器子模块均设有旁路电路;在各第三整流逆变器子模块中,包括有第三三相全波整流器和第三单相全桥逆变器,所述第三三相全波整流器和第三单相全桥逆变器串联连接。
[0023] 第一整流逆变器子模块的输入端与移相变压器单元的A相输出信号连接,输出端与滤波单元一路输入端连接;第二整流逆变器子模块的输入端与移相变压器单元的B相输出信号连接,输出端与滤波单元另一路输入端连接;第三整流逆变器子模块的输入端与移相变压器单元的C相输出信号连接,输出端与滤波单元又一路输入端连接。
[0024] 本发明中,所述第一整流逆变器子模块的数量为8个,第二整流逆变器子模块的数量为8个,第三整流逆变器子模块的数量为8个。任一全波整流器或单相全桥逆变器出现故障,都可通过旁路电路将其旁路,使用同相的其它组的全波整流器和单相全桥逆变器。本发明采用24脉冲整流方式,改善岸电测的电流波形,降低输入电流谐波成分,提高功率因素,使得负载下的岸电侧的功率因素接近1。
[0025] 所述滤波单元由并联型有源滤波器、电抗器以及无源滤波器组成;所述并联型有源滤波器接收功率单元的信号进行滤波后,经电抗器和无源滤波器处理后为外部船舶供电。所述无源滤波器承担主要的谐波抑制任务,由M组不同调谐频率的单调谐滤波器和高通滤波器组成,其中M≥1,M为正整数,M为需要抑制的谐波的数量。如需要抑制1、3、5、6次四种谐波,则M=4。并联型有源滤波器补偿剩余的谐波,能有效降低其容量,减少成本,改善电能。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈