一种岸电稳压装置的制作方法

1.本发明涉及配用电技术领域，尤其涉及一种岸电稳压装置。


背景技术：

2.为了减少港口环境污染，一般船舶靠岸后均使用岸上电源系统进行供电。以往的船舶靠岸后须先断电再合上岸电开关，由岸电供电。在此转换的过程中所有的负载均失电，需重新启动。近年来，随着装船设备现代化水平的提高，越来越多的船舶要求实现船电与岸电之间的连续供电。船电与岸电之间的连续供电势必要求船舶发电机组电网与岸电电网能实现短时并联运行，这对岸电的品质有一定的要求。由于各码头条件不同，有些码头岸电的品质达不到与发电机组并网的要求。因此需在船舶上安装一个能改善岸电的品质的装置，使岸电的品质可达到与船舶发电机组电网并联的要求，使该船舶停泊在任一码头均能实现船电与岸电之间的连续供电。
3.岸电的品质，主要取决于对岸电电压的改善，因为若岸电变压器容量小，用户多的话，在用电高峰期及低谷期，该岸电电压相差比较大，为了岸电更好的服务于船舶，需研发一种岸电稳压装置，安装在船舶上，对岸电的电压进行稳压，岸电经岸电稳压装置补偿回路稳压后再向主配电板供电，确保船舶的供电指标，保证船舶电力系统供电的连续性和可靠性。
4.通过设计岸电稳压装置，需解决岸电电压变化大，需把岸电电压输出稳定在需要值范围，使岸电满足与船舶发电机组电网并联的条件，满足舰船的使用要求。


技术实现要素：

5.为达到上述目的，本发明提供了一种岸电稳压装置，其包括箱体，由框架、顶板、底板、左侧板、右侧板、前面板、后面板组成；
6.该箱体的底板以及后面板安装有多个减震器，位于底板的该些减震器底部还设置有安装基座，该箱体通过后面板的该些减震器以及所述安装基座与船体固定连接；
7.所述箱体内安装的器件包括：补偿变压器、调压器、第一断路器、第二断路器、第三断路器、数据采集模块、可编程控制器，可编程控制器与补偿变压器、调压器、散热风扇、第二断路器、第三断路器均电路连接；所述第一断路器直接控制岸电电源与舰电电源的导通与关断；
8.所述第二断路器和第三断路器用于稳压供电的控制；
9.所述补偿变压器用于对岸电电源进行稳压控制，并输出至舰电电源；
10.所述数据采集模块与可编程控制器电路连接，用于采集上述器件产生的信号并发送至可编程控制器进行处理。
11.优选地，所述箱体的前面板以及顶板设置有散热风扇，所述箱体的前面板、后面板、左侧板、右侧板上均设置有通风过滤网，该些通风过滤网外部均设置有百叶窗。
12.优选地，所述箱体顶部设置有散热通道，通过所述通风过滤网和顶部的散热通道
进行空气对流，实现更佳的散热功能。
13.优选地，所述数据采集模块用于采集岸电以及舰电的电压信号、岸电以及舰电的电流信号、箱体内部空气及该些器件的温度信号，可编程控制器接收并处理数据采集模块传输的电压信号、电流信号、温度信号，并产生相应的控制信号至相应的器件。
14.其中，该箱体通过底板的多个减震器底部的槽钢安装基座固定在船体基座上，电缆从底板进出，箱体顶部设有可拆卸吊装角钢。
15.所述可编程控制器对数据采集模块采集的岸电电源电压信号进行运算，通过控制补偿变压器与调压器调节舰电电源的输出至额定电压范围；当岸电电源电压信号超过设定阈值时输出高压报警信号，当岸电电源电压低于设定阈值时输出低压报警信号。
16.优选地，上述可编程控制器对数据采集模块采集的岸电电源电流信号和舰电电源电流信号进行处理，当岸电电源或舰电电源的输出电流信号超过设定阈值时输出对应的预警信号。
17.优选地，上述数据采集模块通过温度传感器采集补偿变压器的绕组温度信号、调压器的碳刷温度信号、箱体内部空气温度信号，并将该些温度信号传递至可编程控制器。
18.优选地，上述可编程控制器对调压器的碳刷温度信号、以及箱体内部空气温度信号进行运算比较，控制散热风扇的开启与关闭，当碳刷温度大于第一设定温度或者箱体内部空气温度大于第二设定温度时散热风扇开启，反之关闭。
19.优选地，上述可编程控制器对调压器的碳刷温度、以及补偿变压器的绕组温度进行运算比较，当碳刷温度或者补偿变压器的绕组温度大于第三设定温度时则发出高温报警。
20.其中，箱体的框架采用成熟通用型结构，由ks型材采用高强度螺栓装配而成，ks型材指的是采用优质冷轧钢板通过专用轧机弯制而成，保证箱体强度以提高整个装置的抗振性。
21.为了方便对箱体内部器件检修，箱体的前面板为可开合的门板，其开启角度不小于90
°
，能固定其启闭位置，门板上装有坚固的绝缘水平扶手，方便板前维修操作。
22.本发明可将岸电电压稳压输出且有自动报警功能，本装置体积小且满足散热要求。
附图说明
23.图1为本发明岸电稳压装置的箱体正视图；
24.图2为本发明岸电稳压装置的箱体侧视图；
25.图3为本发明岸电稳压装置的箱体仰视图；
26.图4为图2中箱体底部位的剖视图；
27.图5为图2中箱体底部安装了安装基座后的仰视图；
28.图6为本发明的岸电稳压装置功能框图；
29.图7为本发明的岸电稳压装置箱体内部布局图，(a)为箱体的正视图，(b)箱体的侧视图；
30.图8为本发明的岸电稳压装置电气原理图。
具体实施方式
31.以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种岸电稳压装置作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
32.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
33.本发明提供了一种岸电稳压装置，如图1
‑
5所示，本装置为自立式安装的结构型式，包含箱体1，该箱体主要由框架、顶板、底板、左侧板、右侧板、前面板11、后面板组成，本装置采用前维护检修形式，可在箱体前面进行维修检查和更换部件，箱体正面的前面板11为开启角度不小于90
°
的门板，为了方便开合，前面板上设置有绝缘的水平扶手12。该箱体的底板以及后面板的外侧面上均安装有若干个减震器3，箱体的底板下方还设置有安装基座2(该安装基座2由槽钢构成)，其通过箱体底板上设置的减震器3与箱体底板连接，该箱体通过后面板上设置的减震器3以及所述安装基座2与船体固定连接；具体地，岸电稳压装置通过箱体底板下方连接的安装基座2固定在船体基座上，电缆从底板进出，图2中所示，电缆从底板处预留的矩形孔4中进出；进一步，岸电稳压装置通过箱体后面板上设置的减震器与船体连接。箱体的顶板上设有可拆卸吊装角钢。箱体作为外壳结构具有足够的强度，且在底部设有安装基座，保证在强烈的冲击振动下或起吊运输过程中不会发生变形。箱体的框架采用成熟通用型结构，由ks型材采用高强度螺栓装配而成，ks型材指的是采用优质冷轧钢板通过专用轧机弯制而成，保证箱体强度以提高整个装置的抗振性。
34.如图6
‑
7所示，箱体1内安装有补偿变压器t1、调压器t2、三个断路器、数据采集模块ap、可编程控制器(plc)；岸电电源in通过三个断路器、补偿变压器t1以及调压器t2输出至船体，数据采集模块ap用于采集电压信号、电流信号、温度信号，数据采集模块ap与可编程控制器通信连接。由于船舶空间有限，在保证本装置正常工作的前提下，尽量考虑减小箱体的尺寸，但是由此会带来在狭小空间中的散热问题，因此上述箱体的前面板以及顶板上均设置有散热风扇6，在安装箱体内部器件时，将发热量大的器件间隔设置，其中包括将与断路器连接的汇流排5以及补偿变压器t1与调压器t2分别安装在箱体两侧，并利用散热风扇6将热量从顶部的散热通道7排向外部环境，箱体1的前面板11、后面板、左侧板、右侧板上均设置有通风过滤网8，通过所述通风过滤网8和顶部的散热通道7进行空气对流，实现更佳的散热功能。本装置还满足防滴式的防护要求，在箱体的前面板、后面板、左侧板、右侧板的
通风过滤网8外侧均设置有百叶窗，且百叶窗朝向下可满足防滴式要求。
35.如图8所示，本实施例中的三个断路器型号为1000a的塑壳断路器，其中包括第一断路器qf1、第二断路器qf2、第三断路器qf3，其中，第一断路器qf1的第一端连接岸电电源in，第一断路器qf1的第二端连接舰电电源out，第一断路器qf1用于控制岸电电源in直接向船上设备供电的导通与关断，第二断路器qf2和第三断路器qf3用于稳压供电，具体地，第二断路器qf2的第一端与岸电电源in连接，第二断路器qf2的第二端与所述补偿变压器t1的第一端连接，补偿变压器t1的第二端与第三断路器qf3的第一端连接，第三断路器qf3的第二端与舰电电源out连接，即在稳压供电状态下，第二断路器qf2合闸，装置进入稳压调节状态，待自动调整至额定输出电压范围，第三断路器qf3合闸，此时装置进入自动稳压供电状态。
36.上述的数据采集模块ap与可编程控制器通信连接，用于采集岸电电源in输入的电压、电流信号，船体上舰电电源out输出的电压、电流信号，补偿变压器t1的绕组、调压器t2碳刷以及装置内部空气的温度信号，并将采集的各个信号输入至可编程控制器。其中可编程控制器分别与箱体内部的散热风扇、补偿变压t1器、调压器t2电路连接，用于控制散热风扇的开启与关闭，控制补偿变压器t1以及调压器t2从而控制调节舰电电源out的输出电压。
37.上述的可编程控制器对输入的各个信号做相应的处理，具体如下：
38.一、对数据采集模块采集的岸电的电压信号与预设的额定值比较处理，控制并调整调节补偿变压器t1与调压器t2，使得岸电电源in的输入电压为390v
±
3％；
39.二、对数据采集模块ap采集的碳刷温度信号以及装置内部空气温度信号进行运算比较，控制该稳压装置内散热风扇的开启，即当装置内空气温度达到45℃或碳刷温度达到75℃时，散热风扇自动工作；当装置内空气温度低于45℃且碳刷温度低于75℃时，散热风扇自动停止工作。
40.三、输入高压报警、保护
41.岸电电源in输入电压至456v以上时，plc发出“输入高压”声光报警指令，延时2min无人应答，则plc发出自动消音、切断供电、保持闪光报警指令；如应答则报警消音，闪光变平光。
42.四、输入低压报警
43.岸电电源in输入电压低至314v以下时，plc发出“输入低压”声光报警指令，延时2min无人应答，则plc发出自动消音、切断供电、保持闪光报警指令；如应答则报警消音，闪光变平光。
44.五、输出高压报警
45.舰电电源out输出电压高至413v以上时，plc发出“输出高压”声光报警指令，延时2min无人应答，则plc发出自动消音、切断供电、保持闪光报警指令。如应答则报警消音，闪光变平光。
46.六、输出低压报警
47.舰电电源out输出电压低至351v以下时，plc发出“输出低压”声光报警指令，延时2min无人应答，则plc发出自动消音、切断供电、保持闪光报警指令；如应答则报警消音，闪光变平光。
48.七、过流预警
49.岸电电源in输入或舰电电源out输出电流大于900a时，plc发出“过流预警”声光报警，延时2min无人应答，则plc发出自动消音、保持闪光报警指令；如应答则报警消音，闪光变平光。
50.八、过流报警、保护
51.岸电电源in输入或舰电电源out输出电流大于990a时，plc发出“过流预警”声光报警，延时2min无人应答，则plc发出自动消音、切断供电、保持闪光报警指令；如应答则报警消音，闪光变平光。
52.九、绕组高温报警、保护
53.补偿变压器t1各绕组中pt100电阻值达到142ω(对应温度值为110℃)以上，plc发出“绕组高温”声光报警，延时2min无人应答，则plc发出自动消音、切断第二断路器qf2以及第三断路器qf3、保持闪光报警指令；如应答则报警消音，闪光变平光。
54.十、碳刷过热报警、保护
55.调压器t2各碳刷pt100电阻值达到142ω(对应温度达到110℃)以上，plc发出“碳刷过热”声光报警，延时2min无人应答，则plc发出自动消音、切断第二断路器qf2以及第三断路器qf3、保持闪光报警指令，如应答则报警消音，闪光变平光。
56.本发明可将岸电电压稳压输出至船上设备，且有自动报警功能，本装置体积小且满足散热要求。
57.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。