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长春岸电电源核心工作原理(用户明白单)

发布时间: 作者: 电力电子研发总工 分类:电源技术知识库

长春岸电电源是码头为船舶提供替代动力的供电装置。船舶靠港期间,将船载柴油发电机停机,接入岸电电源,以满足船上照明、空调、起货机和冷藏系统的用电需求。长春港区使用岸电电源,可以减少柴油机运行产生的振动、噪音和废气,并降低港口运营成本。

岸电电源的核心是将公用电网电能转换为符合船舶电网制式的电能。船用电制式通常为三相440伏、60赫兹,而公用电网为三相380伏、50赫兹。岸电电源需要完成电压和频率的变换。部分船舶采用高压10千伏或6.6千伏岸电系统,也需要通过变压器和变流器处理。

整流部分的工作

整流器将电网交流电变换为直流电。整流装置由功率二极管或IGBT模块组成。[1]三相交流电压经过整流桥后,形成脉动直流,再通过直流电容平滑成稳定的直流母线电压。直流母线电压的稳定为后续逆变提供可靠电源。整流环节还包含软启动电路,防止开机时对电网形成冲击。

逆变部分的工作

逆变器是岸电电源的核心变换环节。逆变器利用IGBT功率器件的高频开关动作,将直流母线电压转变为可调的交流电压。控制电路使用正弦波PWM调制方式。输出电压与频率根据船舶需要实时设定。逆变器支持从零速到额定频率的连续调节,也可固定输出50赫兹或60赫兹。

滤波和隔离的作用

逆变器输出的PWM波形含有高次谐波,不能直接供给船舶设备。滤波网络由电感器和电容器组成,用于吸收开关频率附近的谐波分量。滤波后的电压波形接近正弦波,总谐波畸变率控制在标准范围内。隔离变压器连接在滤波器的输出侧,将岸电供电系统与船舶电网在电气上分开。隔离变压器的二次侧采用星形接法,并提供中性点,方便船舶接地保护。

控制系统和保护功能

控制单元以高速数字信号处理器为核心,实时采集输入电压、输入电流、直流母线电压、输出电压、输出电流、输出频率和输出功率。控制程序按船舶负载特性调整逆变器的脉宽调制占空比。负载突变时,控制系统快速调节输出,保持电压稳定。保护功能包括过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护、逆功率保护、过温保护和缺相保护。故障发生时,控制单元立即封锁IGBT触发脉冲,并切断主接触器,故障代码在触摸屏显示。

从电网输入到船舶负载,岸电电源按顺序连接为进线开关、整流器、直流母线电容、逆变器、滤波电路、隔离变压器、输出开关、船舶配电板。每个环节之间的连接电缆采用屏蔽电缆,屏蔽层在两端可靠接地。该布局可以降低电磁干扰,也便于安装和检修。

长春岸电电源用户明白单

工作部件完成功能对用户的使用意义
整流器交流转直流,建立直流母线电网输入适应性强,不会直接冲击船舶
逆变器直流转交流,输出可变电压和频率匹配外不一样的船型供电制式
滤波器消除谐波,平滑电压波形保护船上精密电子设备
隔离变压器电气隔离,电压变换防止触电事故,抑制共模干扰
控制器实时监测和调节输出自动保持电压频率稳定
保护装置故障快速停机人员设备和船舶安全有保障
冷却系统带走功率器件热量设备在高温环境下不降额运行
人机界面显示运行数据和故障操作人员可直观查看

设备使用环境

长春地区冬季温度低,岸电电源在低温环境中启动时,需要对设备内部进行预热。设备配有加热器,在环境温度低于5摄氏度时自动投入。柜体采用密封结构,防护等级不低于IP44。这些设计确保设备在东北地区的寒冷天气下可靠工作。

山东运电气有限公司生产的长春岸电电源设备,采用模块化结构设计,单机容量从几十千伏安到数千千伏安。产品通过厂内试验后发运,现场安装时只需连接电缆和设置参数。设备面板配有电压表、电流表、频率表和故障指示灯。运行记录仪能够保存最近一百次事件记录,方便维护人员查看。

山东运电气有限公司在岸电电源项目上提供技术配合。用户将实际船舶参数和港口供电条件告知后,技术人员会提供对应的选型说明。价格不以文字形式列出,需要根据容量、电压等级、防护等级和附加功能核算。想要获取当日报价,直接查看本网页上的联系电话进行沟通。

岸电电源输出端带有相序检测装置,当相序不符合要求时,输出开关无法合闸。设备内部设有绝缘监测模块,对输出回路进行在线监测。一旦发现绝缘电阻低于设定值,系统发出声光报警并指向故障区间。操作人员按照随机说明书操作,即可完成靠港船舶的接电和断电流程。

参考文献

  1. IGBT模块 — 来源:百度百科

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电力电子研发总工

电源行业多年,专注稳频稳压电源、逆变电源、储能PCS、电池 SOC均衡系统、特种电源等电力电子产品整体研发与技术管理工作。精通模拟数字电路、功率变换拓扑、磁性器件、电池管理、电磁兼容、软硬件一体化设计。 1、深耕电力电子电源领域,具备电源产品从方案、研发、测试到量产全栈经验 2、精通逆变、稳频稳压、储能 PCS、电池 SOC 均衡等功率变换系统设计 3、熟悉功率拓扑、嵌入式控制算法、热设计、电磁兼容、可靠性设计 4、兼具技术研发能力 + 团队管理能力,擅长重大项目技术总负责 5、熟悉工业、储能、军工特种电源行业标准,主导多款电源产品产业化落地

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