专利名称：用于岛式网络的供电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于岛式网络(Inselnetze)的供电系统，其中，该供电系统具有至少一台发电机和至少两个三相电流系统。
背景技术：
用于岛式网络的供电系统被理解为整体的能量系统，即在其中产生、传输电能，并最终将其转换为其它能量形式的能量系统。该系统就其体积来说，在空间上受到限制，并且不能与陆地上的供电系统相比拟。这种系统尤其用于与海洋相关和/或移动的设施上。例如在船上和其它航海工具上、钻井平台或其它具有能量需求的孤立、特别是与海洋相关的技术设施上。
依据供电系统的实现，通常具有至少两个电相移三相电流系统，它们借助并联连接的变流器驱动来通过电能。通过三相电流系统的相移感应出电流和电压谐波。目前这种三相电流系统的相移通过电流变流变压器(Stromrichter-transformator)产生，其中，三相电流系统的相移通过相应地选择电路组实现。
在上述用于岛式网络的供电系统中，特别是在海上时，所采用的系统组件的高重量带来重力问题。因此，目前有不同的解决方案试图在重量方面优化属于系统的装置，如电流变流变压器和变流器。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种用于岛式网络的供电系统，其具有至少一个发电机和至少两个三相电流系统，其尤其使上述问题得到进一步改进。
按照本发明，上述技术问题是这样解决的，所述供电系统的发电机具有至少两个分别配置给所述三相电流系统的三相线圈系统，其中，在该线圈系统中感应电压，并且发电机的该线圈系统在空间上是这样设置的，使得两个三相电流系统的电压相互间电相移。
由此，按照本发明，可以完全或者至少最大程度地放弃用于产生两个三相电流系统的电流变流变压器，从而具有在重量上和造价上的明显优点，此外还节省了空间。
优选地，在三相电流系统间的电相移为30°。该相移对于减小借助并联连接的变流器供电的、在必要时连接在其后其它三相电流系统中的电流和电压谐波尤其有益。
优选地，将发电机的线圈系统这样安装在沟槽内，使其出现的短路电流最小。以这种方式，可使在发动机中通过线圈系统的定子侧磁耦合的不期望的能量输入明显减小。
适当的是，将一个负载与多于一个三相电流系统连接。这种方式恰好是对于有多于两个或两个三相电流系统的倍数可以防止系统中冗余的损失。
具有优点的是，供电系统具有至少一个初级系统和至少一个次级三相电流系统，其中，由至少两个三相电流系统构成该初级系统，该初级系统与至少一个次级三相电流系统耦合。以这种方式，可在初级和次级系统中对电路和/或变流器应用处于不同电压范围内的不同的装置。在此，电压范围的确定优选地分别通过要供以能量的负载来确定。由此，给出了整体上的造价优势，因为在需要时对低压范围可以采用更合算的装置。
优选地，次级三相电流系统与一台发电机耦合。由此，可以实现如果在产生能量时另一系统中发生故障，还可以在初级系统或次级系统上为负载供电。
优选地，这样实现在至少一个初级系统和至少一个次级三相电流系统之间的耦合，即，使得可以将借助于与次级三相电流系统耦合的发电机产生的能量输送给初级系统。以这种方式，可使与次级系统连接的发电机在紧急情况下也可为与初级系统连接的负载供电。
下面结合附图对本发明的实施方式和其它优点作进一步说明。其中，图1示出了按照本发明的用于岛式网络的供电系统的例子的示意图；图2示出了按照本发明的、在初级系统具有负载的供电系统的例子的示意图；图3示出了用于耦合初级系统和次级系统的变压器装置的一个例子；图4示出了用于耦合初级系统和次级系统的变压器装置的一个例子。
具体实施例方式
图1举例示出了按照本发明的用于岛式网络的供电系统的示意图。其中，与两个三相电流系统1a、1b连接的发电机3例如通过燃烧柴油燃料产生能量。在此，发电机3具有两个三相线圈系统，它们分别配置给三相电流系统1a、1b，其中，在线圈系统中感应电压，并且线圈系统在空间上这样设置在该发电机3内，使得两个三相电流系统1a、1b的电压相互间电相移。由此可以完全或者至少最大程度地放弃用于产生两个三相电流系统的电流变流变压器。
两个三相电流系统1a、1b共同构成初级系统1。优选地，两个三相电流系统1a、1b之间电相移30°，并借助至少一个变压器装置4为次级三相电流系统2供电。由此，在次级三相电流系统2中感应出电流和电压谐波。在图1所示实施例中，变压器装置4包括两个并联的变压器。
在初级系统1和次级系统2上都连接有未示出的负载，如马达或其它驱动装置。与次级系统2连接的发电机7可以作为备用发电机，并在主发电机3不工作时保证次级系统2和初级系统1的供电。
图2示出了按照本发明的供电系统的另一个例子的示意图，其中，在初级系统1上耦合了负载6a、6b。发电机3与两个三相电流系统1a、1b连接，两个三相电流系统1a、1b相互之间优选有30°电相移。两个三相电流系统1a、1b构成初级系统1。通过两个变流器5a、5b为马达6a、6b供电。
初级系统1借助于两个变压器装置4与次级三相电流系统2耦合。在图中未示出的其它负载可以附加在马达6a、6b上与初级系统1连接。其它未详细示出的负载和至少一台发电机经过接头8a、8b、8c与次级三相电流系统2连接。
按照图2所示的实施例，通过发电机3的构造保证，首先对于采用采油钻机合适的负载、如马达6a、6b，在与三相电流系统1a、1b连接的定子转子一侧能够均匀分配负载。其中，在初级系统1中在最高电压幅度下运行是可行的。
次级三相电流系统2是以对称的方式通过变压器装置4与初级系统1耦合的。在此，该两个变压器装置4例如在初级侧具有三角形连接，而在次级侧具有三角形连接和星形连接。
图3和4示出了用于耦合初级系统1和次级系统2的变压器装置4的其它结构。在此，变压器装置4的各线圈系统利用接头8a、8b、8c将两个初级三相电流系统1a、1b配置给次级三相电流系统2。图3和4中示出的变压器装置4可实现为集成的变压器装置，即，其在次级侧如图中示意性示出的对每个接头8a、8b、8c仅具有一个线圈系统。
在图3示出的变压器装置4中，在次级三相电流系统2一侧线圈系统为星形连接。
在图4示出的变压器装置4中，在次级三相电流系统2一侧线圈系统为三角形连接。
图1和2示出了按照本发明的用于岛式网络的基本供电系统。至少两个这样的供电系统可以相互耦合。还可以将至少一个按照本发明的供电系统与已有的用于岛式网络的供电系统耦合在一起。
由多个如图1和图2所示的基本供电系统构成的供电系统可以满足相应的高能量需求，其还可以这样实现，即，除了一个主发电机3以外，还设置其它主发电机3。还可以这样构成供电系统，使其具有多个为一个或多个次级系统2供电的初级系统1。可以这样构成供电系统，使一个初级系统1为一个或多个次级三相电流系统2供电，和/或一个次级三相电流系统2通过一个或多个初级系统1被供电。
按照本发明的供电系统在其至少保持均匀负载、灵活性和容量方面，总体来说价格更低，并较之迄今为止现有的系统具有明显更小的重量，此外，由于省去了为产生两个相移的三相电流系统1a、1b所需的电流变流器，而较之现有系统需要明显更小的空间。
权利要求
1.一种用于岛式网络的供电系统，其具有至少一个发电机(3)和至少两个三相电流系统(1a，1b)，其特征在于，所述发电机(3)具有至少两个分别配置给所述三相电流系统(1a，1b)的三相线圈系统，其中，在该线圈系统中感应电压，并且所述发电机(3)的该线圈系统在空间上是这样设置的，使得两个三相电流系统(1a，1b)的电压相互间电相移。
2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述三相电流系统(1a，1b)间的电相移为30°。
3.根据权利要求1或2所述的供电系统，其特征在于，所述发电机(3)的线圈系统被这样安装在沟槽内，使其出现的短路电流最小。
4.根据上述权利要求中任一项所述的供电系统，其特征在于，负载(6a，6b)与多于一个所述三相电流系统(1a，1b)连接。
5.根据上述权利要求中任一项所述的供电系统，其特征在于，其具有至少一个初级系统(1)和至少一个次级三相电流系统(2)，其中，由至少两个三相电流系统(1a，1b)构成该初级系统(1)，该初级系统与至少一个次级三相电流系统(2)耦合。
6.根据权利要求5所述的供电系统，其特征在于，所述次级三相电流系统(2)与一个发电机耦合。
7.根据权利要求6所述的供电系统，其特征在于，所述在至少一个初级系统(1)和至少一个次级三相电流系统(2)之间的耦合是这样实现的，即，使得可以将借助于与该次级三相电流系统(2)耦合的发电机产生的能量输送给所述初级系统(1)。
全文摘要
本发明涉及一种用于岛式网络的供电系统，特别是在石油钻井平台或船上。其中，该供电系统至少包括一台发电机(3)和至少两个三相电流系统(1a，1b)，该发电机(3)具有至少两个三相线圈系统，因此可以不使用或最大程度地不使用电流变流变压器为两个相移的三相电流系统(1a，1b)供电，其中，发电机(3)的线圈系统在空间上与三相电流系统(1a，1b)的电相移相应地设置。两个三相电流系统(1a，1b)共同构成初级系统(1)，并借助变压器装置(4)为次级三相电流系统(2)供电。按照本发明的技术方案恰好提供了对岛式系统极为重要的重量和空间节省。
文档编号H02J3/06GK1653667SQ03810406
公开日2005年8月10日 申请日期2003年4月30日 优先权日2002年5月8日
发明者维芒德·卡斯塔德 申请人:西门子公司