门机的节能供电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种门机的节能供电系统，其特征在于，包括主变开关柜、预励磁开关柜以及蓄电池组，所述的主变开关柜内设置有高压变压器，所述的高压变压器一次侧经高压开关与高压进线柜输出连通，高压变压器的二次侧经主开关后与低压进线柜输入连通，所述的预励磁开关柜内设置有与所述的蓄电池组连通并将直流电输入转换为三相交流输出的逆变器。本实用新型为实现不使用时断开高压变压器供电，同时避免励磁涌流问题，以保证在变压器合闸时，变压器绕组内部磁通不会突变，以有效的降低变压器合闸励磁涌流，实现了变压器的频繁投切，随用随投，减少了电力变压器空载损耗，节省了大量能源。
【专利说明】门机的节能供电系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械【技术领域】，特别是涉及一种门机的节能供电系统。
【背景技术】
[0002]门机作为散、杂货码头主要的装卸设备，其供电基本都为堆场内高压1KV (6KV)电源，并通过机上的高压变压器变为低压设备所需要的电压。目前大多码头为了保证设备能够更加稳定、可靠的作业，即使在设备不作业的情况下，高压变压器也投入工作，以防止变压器频繁投、切带来的一系列故障问题，但是也因此增加了设备的无功损耗、提高了企业的成产成本，不利于节约能源。以下通过分析变压器工作原理及应用工况，提出如何有效降低空载损耗。
[0003]目前门机无论是在作业及不作业的待用状态下，高压变压器一直处通电工作中，这就导致高压变压器的空载损相当可观，且由于电路处于环路状态，伴随产生较大的电缆、元件等损耗。这部分能量的消耗完全是无功消耗(称为空载损耗，简称空耗)，这就使得整机运营成本在一个较高的水平。
[0004]某码头曾经做过实际测试，一台2000kVA高压变压器的空载运行时的损耗功率为3KW，其他的附加损耗约为变压器容量的0.2%。如何控制器空耗成为一个急需解决的技术问题。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种门机的节能供电系统。
[0006]为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是:
[0007]一种门机的节能供电系统，包括主变开关柜、预励磁开关柜以及蓄电池组，所述的主变开关柜内设置有高压变压器，所述的高压变压器一次侧经高压开关与高压进线柜输出连通，高压变压器的二次侧经主开关后与低压进线柜输入连通，所述的预励磁开关柜内设置有与所述的蓄电池组连通并将直流电输入转换为三相交流输出的逆变器，一次侧与所述的逆变器输出连通的预励磁变压器，所述的预励磁变压器的二次侧经波纹电阻和预励磁开关后并接入所述的高压变压器的二次侧绕组。
[0008]在所述的预励磁变压器的一次侧和二次侧分别设置有断路器。
[0009]所述的预励磁开关为接触器。
[0010]还包括用以容纳蓄电池组的电池柜。
[0011]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0012]本实用新型为实现不使用时断开高压变压器供电，同时避免励磁涌流问题，增加了预励磁机构，在高压变压器投入前，通过预励磁变压器给高压变压器二次侧绕组充磁，以保证在变压器合闸时，变压器绕组内部磁通不会突变，以有效的降低变压器合闸励磁涌流，实现了变压器的频繁投切，随用随投，减少了电力变压器空载损耗，节省了大量能源。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1所示为本实用新型的节能供电系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0015]如图1所示，本实用新型的门机的节能供电系统包括主变开关柜1、预励磁开关柜2以及容纳有蓄电池组31的电池柜3，所述的主变开关柜I内设置有高压变压器11，所述的高压变压器11的一次侧经高压开关14与高压进线柜5输出连通，高压变压器11的二次侧经主开关12后与低压进线柜6输入连通，所述的高压进线柜5输入与外网高压电连通，经初步稳压后输出至主变压柜的高压变压器一次侧，所述的低压进线柜的输入即高压变压器二次侧的输出，其用于门机的驱动和控制供能。所述的预励磁开关柜内设置有与所述的蓄电池组31连通并将直流电输入转换为三相交流电，如380V三相交流输出的INV逆变器20，一次侧与所述的逆变器输出连通的预励磁变压器21，所述的预励磁变压器的二次侧经波纹电阻22和预励磁开关23，如接触器后并接入所述的高压变压器的二次侧绕组，同时为便于控制，在所述的预励磁变压器的一次侧和二次侧分别设置有断路器。
[0016]本实用新型为实现不使用时断开高压变压器供电，同时避免励磁涌流问题，增加了预励磁机构，在高压变压器投入前，通过预励磁变压器给高压变压器二次侧绕组充磁，以保证在变压器合闸时，变压器绕组内部磁通不会突变，以有效的降低变压器合闸励磁涌流，实现了变压器的频繁投切，随用随投，减少了电力变压器空载损耗，节省了大量能源。
[0017]具体地说，变压器励磁涌流的大小直接危害其负载低压设备，所以必须加以控制。为了有效、安全的抑制励磁涌流，合闸时给变压器二次侧绕组进行预充磁，由于有了预充磁产生的磁通去维持铁芯中磁通的初始状态，那么非周期分量Φ?的幅值将大大减小，此时铁芯中的合成磁通将比没有进行预充磁时的大为减小，从而也可以达到抑制励磁涌流的目的。以电压投入初始相位角α =90度为例，介绍预励磁装置对变压器合闸瞬间绕组磁通及励磁电流的影响。
[0018]由公式Φ = Φι?(Ι-coswt)可知,如果变压器已经有稳定的交变磁场,假设预励磁磁场与主磁通方向一致，则在送电的瞬间主磁通的变化量将大大减小，从而非周期分量Φπ?将明显减小，如果充磁时间合理预励磁磁通等于主磁通，则非周期分量Φπι将接近零。但是如果预励磁磁场与主磁通方向相反，虽然主磁通变化量还是一样，但是主磁通=非周期分量Φπι+预励磁磁通，如果预励磁充磁时间合理，即主磁通等于预励磁磁通,则也可保证非周期分量Φπι将接近零。变压器合闸瞬间非周期分量Φπι趋于零，则变压器铁芯任何时刻最大磁通将趋于φπι达不到铁芯饱和点，从而励磁电流将大大减小。
[0019]即可得出结论预励磁稳定的交变磁通会有效的降低铁芯中总磁通的大小，从而降低励磁涌流。
[0020]同时，为便于实现控制，在预励磁开关柜2上设置预励磁控制器和充磁完毕指示灯，所述的预励磁控制器包括计时模块，所述的接触器与所述的预励磁控制器可控连接，所述的充磁完毕指示灯与所述的预励磁充电器可控连接。当需要闭合时，触动预励磁控制器上的开关键，或者闭合闸刀，预励磁控制器控制接触器闭合，此时断路器闭合，则预励磁回路闭合，蓄电池组的直流电经逆变器和预励磁变压器后的三相交流电进入高压变压器的二次侧绕组，对其充磁，同时，计时模块开始计时，当计时到预定时间，如4s或5s,则预励磁控制器控制接触器断开，同时控制充磁完毕指示灯亮，此时即可闭合高压开关。其中，预励磁控制器可利用单片机或者简单PLC等来实现，其中计时模块等与现有技术类似，在此不再展开描述。
[0021]进一步地，所述的主开关也与所述的预励磁控制器可控连接，当计时结束后，结合相位检测自动控制高压开关闭合，实现自动充磁，自动与高电压接通，操作进一步简化。
[0022]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种门机的节能供电系统，其特征在于，包括主变开关柜、预励磁开关柜以及蓄电池组，所述的主变开关柜内设置有高压变压器，所述的高压变压器一次侧经高压开关与高压进线柜输出连通，高压变压器的二次侧经主开关后与低压进线柜输入连通，所述的预励磁开关柜内设置有与所述的蓄电池组连通并将直流电输入转换为三相交流输出的逆变器，一次侧与所述的逆变器输出连通的预励磁变压器，所述的预励磁变压器的二次侧经波纹电阻和预励磁开关后并接入所述的高压变压器的二次侧绕组。
2.如权利要求1的门机的节能供电系统，其特征在于，在所述的预励磁变压器的一次侧和二次侧分别设置有断路器。
3.如权利要求1的门机的节能供电系统，其特征在于，所述的预励磁开关为接触器。
4.如权利要求1的门机的节能供电系统，其特征在于，还包括用以容纳蓄电池组的电池柜。
【文档编号】H02M5/00GK204231202SQ201420639368
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】杜林
申请人:天津金岸重工有限公司