[實用新型]大功率船舶岸電電源

有效

• 申請號: 200820174608.6
• 申請日: 2008-10-29
• 公開（公告）號: CN201315548Y
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 郜克存;隋學禮
• 申請（專利權）人: 青島經濟技術開發區創統科技發展有限公司
• 主分類號: H02M5/44
• 分類號: H02M5/44;H02M5/458;H02M1/14
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司
• 代理人: 邵新華

技術領域

本實用新型涉及一種給停靠于港口碼頭的船舶供電的岸電電源，具體地說，是涉及一種高壓大功率變頻的電源設備，屬于供電電源技術領域。

背景技術

大型船舶特別是油船和集裝箱船靠港時通常使用燃油制品(多為重油和柴油)發電，來滿足船舶用電需求。重油和柴油等燃油制品在燃燒過程中產生大量硫化物和氮氧化物，對周邊環境造成嚴重污染，污染后通過氣候作用可以傳播至數百公里以外的地區。而且國內外很多港區都集中在市區，到港船舶停靠港口產生污染與中心城區環境保護的矛盾已經越來越突出。如果采用陸地電網對靠港船舶供電，對于保護港區環境、建設清潔宜人的綠色港口，無疑具有十分重要的意義。

目前國內電網供電為50Hz，而國外船舶供電電源均為60Hz，如果采用陸地電網供電，港口和船舶供電電制的不同勢必對船舶電氣設備造成嚴重影響。對于大型船只而言，船上各種電氣設備對負荷需求較大，以3000KVA為例，為滿足陸地電網對靠港船舶的供電需求，有人提出了一種低壓大功率岸電電源方案，其原理是把電網三相50Hz的高壓電先采用變壓器降壓至380V/50Hz，然后輸入低壓岸電電源，經低壓逆變系統整流逆變為60Hz輸出，然后再經電力變壓器升壓至高壓60Hz后，給靠港船舶供電。這種低壓岸電供電技術存在著下述缺點：1、在低壓岸電技術中，大功率逆變電源都采用小功率逆變電源模塊并聯的方式實現，對于容量高達數兆瓦的岸電電源而言，要求并聯的逆變模塊眾多，任何一個模塊的故障，都使得岸電電源必須降額使用，甚至停機。而且因為船舶負載的復雜性，經常需要帶大功率電機直接啟動，對電源沖擊性強，因此，低壓逆變方案可靠性大大降低；2、低壓岸電電源技術中，電源輸入側需要降壓變壓器降壓，逆變后需要正弦波濾波，最后還要經過升壓變壓器升壓后才能得到高電壓，而升、降壓變壓器一般采用電力變壓器，其效率最高為95％，正弦波濾波器效率90％，使得電源整機效率最高為85％，大大降低了系統效率；3、低壓逆變技術一般采用6脈沖整流，輸入功率因數低，對電網將形成較大污染；4、低壓岸電技術中，對于容量高達數兆瓦的岸電電源來說，其額定輸入電流為數千安培，給輸入輸出側配電設計帶來了很大困難。

發明內容

本實用新型針對現有技術中低壓大功率船舶岸電電源存在的上述缺點，提供了一種大功率船舶岸電電源，所述岸電電源采用高壓逆變系統，直接將電網三相交流輸入的高壓電進行整流和逆變，然后輸出高壓三相交流電，減少了中間變換環節，提高了功率因數和產品可靠性。

為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案予以實現：

一種大功率船舶岸電電源，包括電網高壓三相交流輸入端、電源高壓三相交流輸出端及逆變系統；所述逆變系統為高壓逆變系統，所述高壓逆變系統的輸入端連接所述電網高壓三相交流輸入端，將電網三相交流輸入的高壓電直接進行整流和逆變，并通過所述電源高壓三相交流輸出端輸出高壓三相交流電。

根據本實用新型，所述高壓逆變系統包括移相變壓器、功率單元模塊及控制系統；所述移相變壓器的初級繞組連接電網高壓三相交流輸入，其次級繞組與所述功率單元模塊的輸入端相連接；所述功率單元模塊將高壓三相交流輸入電整流、逆變后，輸出高壓三相交流電；所述控制系統連接所述功率單元模塊的控制端，并輸出PWM控制信號至所述控制端控制所述功率單元模塊。

根據本實用新型，所述功率單元模塊由24個功率單元組成，每相交流電包括有8個相互串聯的功率單元，每個功率單元的輸入端分別與移相變壓器的次級繞組相連接；每相串聯的功率單元的輸出采用Y型連接后輸出高壓三相交流電。

根據本實用新型，所述移相變壓器為兩個，每個移相變壓器具有12個次級繞組；每個功率單元的輸入端分別與移相變壓器的其中一個次級繞組相連接。優選的，所述移相變壓器的次級繞組采用延邊三角形接法，以實現多重化，降低輸入電流的諧波成分。

根據本實用新型，所述功率單元的輸入端連接有二極管組成的三相全波整流器，所述整流器將所述功率單元輸入端輸入的高壓三相交流電整流成直流電，所述直流電經與所述整流器并聯的直流濾波電容濾波后，傳輸至單相全橋逆變器，所述逆變器在所述控制系統輸出的PWM控制信號控制下將直流電進行逆變，并由功率單元輸出端輸出單相交流電；在所述功率單元輸出端并聯有可控硅組成的旁路。

根據本實用新型，所述控制系統輸出的PWM控制信號經光電隔離電路隔離后，通過光纖傳輸至所述功率單元模塊的控制端。