一種高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)，所述高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)、高壓輸入開關(guān)、切分變壓器、功率單元組、濾波器、高壓輸出開關(guān)、隔離變壓器，所述高壓輸入開關(guān)、切分變壓器、功率單元組、濾波器、高壓輸出開關(guān)、隔壁變壓器分別與控制系統(tǒng)相連接，所述高壓輸入開關(guān)與切分變壓器連接，所述切分變壓器與功率單元組連接，所述功率單元組與濾波器連接，所述濾波器與高壓輸出開關(guān)連接，所述高壓輸出開關(guān)與隔離變壓器連接，所述功率單元組中的各個(gè)功率單元以星形方式相互串聯(lián)，上述結(jié)構(gòu)的高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)、可靠穩(wěn)定、調(diào)壓高效及時(shí)。
【專利說(shuō)明】
一種高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，船舶運(yùn)輸成為了我過(guò)對(duì)外的主要運(yùn)輸方式之一，船舶用電負(fù)荷也越來(lái)越大，靠港后輔機(jī)所排放于大氣污染物也對(duì)也越來(lái)越多，大氣污染治理不容忽視。交通部和環(huán)保部相繼推出了公路水路交通運(yùn)輸節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃和“十三五”主要污染物減排方案起草文件，并出臺(tái)了相關(guān)岸電電源技術(shù)文件和建設(shè)技術(shù)規(guī)范等，但大多數(shù)岸電電源生產(chǎn)廠都采用高壓變頻器的模式，導(dǎo)致岸電電源上船后電壓、頻率不穩(wěn)定，諧波污染大，難以治理。加上船舶用電負(fù)荷不斷增長(zhǎng)及船載用電設(shè)備負(fù)載性質(zhì)不一(感性、容性等)，多數(shù)船載用電設(shè)備都是采用直起方式直接啟動(dòng)，對(duì)岸電電源沖擊性和非線性負(fù)荷容量的不斷增長(zhǎng)，沖擊大，使得岸電電源的輸出電質(zhì)發(fā)生波形畸變、電壓波動(dòng)與閃變和三相不平衡、逆功等電能質(zhì)量問(wèn)題，為保證靠港船舶使用岸電供電設(shè)備設(shè)施的質(zhì)量、供電安全性?，F(xiàn)有岸電電源只有依靠船載并網(wǎng)設(shè)備通過(guò)通信的方式才能完成調(diào)壓，如脫離船載并網(wǎng)設(shè)備后不能自動(dòng)調(diào)壓，突加突卸、船載用電量過(guò)多時(shí)、導(dǎo)致輸出電壓不穩(wěn)定、偏低，對(duì)船載用電設(shè)備造成危害。高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)是一種專門為船舶供電而設(shè)計(jì)的優(yōu)質(zhì)化電源，本體輸出電壓進(jìn)行雙閉環(huán)電壓跟蹤，自動(dòng)調(diào)壓穩(wěn)壓，頻率穩(wěn)定，輸出與船舶同頻、同相、同期的電源。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]鑒于目前船用電源存在的上述不足，本實(shí)用新型提供一種高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)、可靠穩(wěn)定、調(diào)壓高效及時(shí)。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)，所述高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)、高壓輸入開關(guān)、切分變壓器、功率單元組、濾波器、高壓輸出開關(guān)、隔離變壓器，所述高壓輸入開關(guān)、切分變壓器、功率單兀組、濾波器、尚壓輸出開關(guān)、隔壁變壓器分別與控制系統(tǒng)相連接，所述高壓輸入開關(guān)與切分變壓器連接，所述切分變壓器與功率單元組連接，所述功率單元組與濾波器連接，所述濾波器與高壓輸出開關(guān)連接，所述高壓輸出開關(guān)與隔離變壓器連接，所述功率單元組中的各個(gè)功率單元以星形方式相互串聯(lián)。
[0006]依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述控制系統(tǒng)包括主控系統(tǒng)、三相PWM控制器、可編程控制器、可編程液晶觸摸屏、以太網(wǎng)可編程通信接口，通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器、可編程模擬量運(yùn)算控制器、電壓變送器、電流變送器、光電轉(zhuǎn)換器，所述三相PWM控制器與功率單元組連接，所述高壓輸入開關(guān)、切分變壓器、功率單元組、濾波器、高壓輸出開關(guān)、隔離變壓器分別與可編程控制器相連接，所述可編程控制器與可編程液晶觸摸屏連接，所述以太網(wǎng)可編程通信接口，通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器分別與可編程控制器相連接，所述電壓變送器、電流變送器分別與可編程模擬量運(yùn)算控制器相連接，所述可編程控制器與可編程模擬量運(yùn)算控制器連接，所述可編程液晶觸摸屏、主控系統(tǒng)分別與光電轉(zhuǎn)換器相連接。
[0007]依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述控制系統(tǒng)還包括開關(guān)量輸出接口、開關(guān)量輸入接口、開關(guān)量擴(kuò)展接口，所述開關(guān)量輸出接口、開關(guān)量輸入接口、開關(guān)量擴(kuò)展接口分別與可編程控制器相連接。
[0008]依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述控制系統(tǒng)還包括模擬量擴(kuò)展接口，所述模擬量擴(kuò)展接口與可編程模擬量運(yùn)算控制器連接。
[0009]依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述切分變壓器設(shè)有避雷器在線檢測(cè)器，所述避雷器在線檢測(cè)器與可編程模擬量運(yùn)算控制器連接。
[0010]依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述濾波器為L(zhǎng)C無(wú)源濾波器，所述LC無(wú)源濾波器設(shè)有高壓并聯(lián)電容器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述高壓并聯(lián)電容器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與可編程模擬量運(yùn)算控制器連接。依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述功率單元組設(shè)有熱管散熱器，所述功率單元組與熱管散熱器固定連接。
[0011]依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述主控系統(tǒng)包括DSP數(shù)字信號(hào)處理器、ARM處理器、CPLD復(fù)雜可編程邏輯器，所述DSP數(shù)字信號(hào)處理器、ARM處理器與CPLD復(fù)雜可編程邏輯器相互連接。
[0012]本實(shí)用新型實(shí)施的優(yōu)點(diǎn):通過(guò)將高壓電源通過(guò)高壓電纜接進(jìn)高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的高壓輸入開關(guān)，高壓輸入開關(guān)接出至切分變壓器，經(jīng)切分變壓器降壓、移相后給功率單元供電，為功率單元供電的各個(gè)副邊繞組是相互獨(dú)立、相互隔離的，每個(gè)功率單元均為三電平輸出，所有功率單元分成三部分，每部分成一相，每一相鄰功率單元的輸出端首尾相串，最后形成星形連接方式，實(shí)現(xiàn)定頻調(diào)壓穩(wěn)壓的高壓直接輸出，功率單元形成高壓后輸出至LC無(wú)源濾波器通過(guò)對(duì)波形的整形處理，輸出電壓為低諧波的符合船舶用電標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，經(jīng)LC無(wú)源濾波器整形、濾波后輸出至隔離變壓器，保證船、岸安全隔離，上述結(jié)構(gòu)的高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)、可靠穩(wěn)定、調(diào)壓高效及時(shí)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本實(shí)用新型所述的一種高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型所述的一種高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型所述的一種高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的簡(jiǎn)略示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0018]如圖1、圖2和圖3所示，一種高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)，所述高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)、高壓輸入開關(guān)、切分變壓器、功率單元組、濾波器、高壓輸出開關(guān)、隔離變壓器，所述高壓輸入開關(guān)、切分變壓器、功率單元組、濾波器、高壓輸出開關(guān)、隔壁變壓器分別與控制系統(tǒng)相連接，所述高壓輸入開關(guān)與切分變壓器連接，所述切分變壓器與功率單元組連接，所述功率單元組與濾波器連接，所述濾波器與高壓輸出開關(guān)連接，所述高壓輸出開關(guān)與隔離變壓器連接，所述功率單元組中的各個(gè)功率單元以星形方式相互串聯(lián)。
[0019]將高壓電源通過(guò)高壓電纜接進(jìn)高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的高壓輸入開關(guān)，高壓輸入開關(guān)接出至切分變壓器，經(jīng)切分變壓器降壓、移相后給功率單元供電，為功率單元供電的各個(gè)副邊繞組是相互獨(dú)立、相互隔離的，每個(gè)功率單元均為三電平輸出，所有功率單元分成三部分，每部分成一相，每一相鄰功率單元的輸出端首尾相串，最后形成星形連接方式，實(shí)現(xiàn)定頻調(diào)壓穩(wěn)壓的高壓直接輸出，功率單元形成高壓后輸出至LC無(wú)源濾波器通過(guò)對(duì)波形的整形處理，輸出電壓為低諧波的符合船舶用電標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，經(jīng)LC無(wú)源濾波器整形、濾波后輸出至隔離變壓器，保證船上電源、岸上電源安全隔離。
[0020]采用輸入、輸出高壓開關(guān)，通過(guò)對(duì)高壓開關(guān)上的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行整定，進(jìn)而對(duì)輸入變壓器、功率單元組，輸出過(guò)壓、過(guò)流、逆功、三相不平衡等進(jìn)行雙重保護(hù)。
[0021 ]在本實(shí)施例中，控制系統(tǒng)包括主控系統(tǒng)、三相PffM控制器、可編程控制器、可編程液晶觸摸屏、以太網(wǎng)可編程通信接口，通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器、可編程模擬量運(yùn)算控制器、電壓變送器、電流變送器、光電轉(zhuǎn)換器，所述三相PWM控制器與功率單元組連接，所述高壓輸入開關(guān)、切分變壓器、功率單元組、濾波器、高壓輸出開關(guān)、隔離變壓器分別與可編程控制器相連接，所述可編程控制器與可編程液晶觸摸屏連接，所述以太網(wǎng)可編程通信接口，通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器分別與可編程控制器相連接，所述電壓變送器、電流變送器分別與可編程模擬量運(yùn)算控制器相連接，所述可編程控制器與可編程模擬量運(yùn)算控制器連接，所述可編程液晶觸摸屏、主控系統(tǒng)分別與光電轉(zhuǎn)換器相連接。
[0022]采用可編程控制器PLC進(jìn)行邏輯運(yùn)算控制，PLC功能強(qiáng)大、結(jié)構(gòu)小，通過(guò)中間繼電器中轉(zhuǎn)就能完成對(duì)高壓輸入開關(guān)，高壓輸出開關(guān)，切分變壓器，功率單元組，濾波器，隔離變壓器，船岸安全回路進(jìn)行檢測(cè)及保護(hù)，對(duì)高壓船動(dòng)力電纜進(jìn)行在線檢測(cè)及保護(hù)，高壓碼頭箱在線狀態(tài)及柜門聯(lián)鎖保護(hù)，船岸緊急停車跳閘及監(jiān)測(cè)等，達(dá)到五防要求。
[0023]采用可編程液晶觸摸屏，中英文操作、監(jiān)控畫面一鍵切換、手動(dòng)/自動(dòng)一鍵切換、參數(shù)修改、運(yùn)行數(shù)據(jù)保存、故障、報(bào)警查詢，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。
[0024]采用基于以太網(wǎng)的可編程通信接口、通過(guò)通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器將RS485協(xié)議轉(zhuǎn)換成TCP/IP協(xié)議，可以采用RS485、TCP/IP等通信協(xié)議與上位機(jī)或碼頭中心變DCS通訊等設(shè)備均可遠(yuǎn)程通信并可作為監(jiān)控部分。
[0025]采用光電轉(zhuǎn)換器，通過(guò)多模光纜或單模光纜和基于以太網(wǎng)的可編程通信接接口連接因特網(wǎng)并與船載并網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行專道通信，解決了 RS485、TCP/IP傳輸距離近、外界干擾等問(wèn)題，從而保證了船岸通信數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，為船舶用電又提供了一份安全保障。
[0026]采用可編程模擬量運(yùn)算控制器進(jìn)行PLC內(nèi)置PID數(shù)據(jù)計(jì)算及控制，運(yùn)算控制更加準(zhǔn)確方便，可編程液晶屏對(duì)其采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化后進(jìn)行顯示，操作控制更為人性化。
[0027]采用電壓變送器、電流變送器輸出一個(gè)4_20mA的電壓、電流信號(hào)，通過(guò)可編程模擬量運(yùn)算控制器采集運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)PLC內(nèi)置PID的電壓、電流的閉環(huán)控制，既能滿足高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)在低頻時(shí)電壓、電流互感器不能正常工作的缺陷，又能防止高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)出現(xiàn)諧波含量較大時(shí)燒毀電壓、電流互感器。
[0028]在本實(shí)施例中，控制系統(tǒng)還包括開關(guān)量輸出接口、開關(guān)量輸入接口、開關(guān)量擴(kuò)展接口，所述開關(guān)量輸出接口、開關(guān)量輸入接口、開關(guān)量擴(kuò)展接口分別與可編程控制器相連接。
[0029]在本實(shí)施例中，控制系統(tǒng)還包括模擬量擴(kuò)展接口，所述模擬量擴(kuò)展接口與可編程模擬量運(yùn)算控制器連接。
[0030]在本實(shí)施例中，切分變壓器設(shè)有避雷器在線檢測(cè)器，所述避雷器在線檢測(cè)器與可編程模擬量運(yùn)算控制器連接。
[0031]采用避雷器在線檢測(cè)器帶電或停電檢測(cè)，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部絕緣受潮及閥片老化等危險(xiǎn)缺陷，保證了切分變壓器的正常運(yùn)行。
[0032]在本實(shí)施例中，濾波器為L(zhǎng)C無(wú)源濾波器，所述LC無(wú)源濾波器設(shè)有高壓并聯(lián)電容器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述高壓并聯(lián)電容器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與可編程模擬量運(yùn)算控制器連接。
[0033]采用高壓并聯(lián)電容監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)判斷高壓并聯(lián)電容端的電壓參數(shù)，能夠提前預(yù)知及在線檢測(cè)高壓并聯(lián)電容的好壞，防止高壓定頻穩(wěn)壓調(diào)壓電源系統(tǒng)出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)誤報(bào)警。
[0034]在本實(shí)施例中，功率單元組設(shè)有熱管散熱器，所述功率單元組與熱管散熱器固定連接。
[0035]采用航天熱管散熱器技術(shù)，比普通鋁型材散熱效果更加，最大程度的將功率單元內(nèi)部熱量傳遞出去，減少了因功率單元過(guò)溫報(bào)警而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)跳閘的概率。
[0036]在本實(shí)施例中，主控系統(tǒng)包括DSP數(shù)字信號(hào)處理器、ARM處理器、CPLD復(fù)雜可編程邏輯器，所述DSP數(shù)字信號(hào)處理器、ARM處理器與CPLD復(fù)雜可編程邏輯器相互連接。
[0037]本實(shí)用新型實(shí)施的優(yōu)點(diǎn):通過(guò)將高壓電源通過(guò)高壓電纜接進(jìn)高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的高壓輸入開關(guān)，高壓輸入開關(guān)接出至切分變壓器，經(jīng)切分變壓器降壓、移相后給功率單元供電，為功率單元供電的各個(gè)副邊繞組是相互獨(dú)立、相互隔離的，每個(gè)功率單元均為三電平輸出，所有功率單元分成三部分，每部分成一相，每一相鄰功率單元的輸出端首尾相串，最后形成星形連接方式，實(shí)現(xiàn)定頻調(diào)壓穩(wěn)壓的高壓直接輸出，功率單元形成高壓后輸出至LC無(wú)源濾波器通過(guò)對(duì)波形的整形處理，輸出電壓為低諧波的符合船舶用電標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，經(jīng)LC無(wú)源濾波器整形、濾波后輸出至隔離變壓器，保證船、岸安全隔離，上述結(jié)構(gòu)的高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)、可靠穩(wěn)定、調(diào)壓高效及時(shí)。
[0038]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的技術(shù)人員在本實(shí)用新型公開的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)、高壓輸入開關(guān)、切分變壓器、功率單元組、濾波器、高壓輸出開關(guān)、隔離變壓器，所述高壓輸入開關(guān)、切分變壓器、功率單元組、濾波器、高壓輸出開關(guān)、隔壁變壓器分別與控制系統(tǒng)相連接，所述高壓輸入開關(guān)與切分變壓器連接，所述切分變壓器與功率單元組連接，所述功率單元組與濾波器連接，所述濾波器與高壓輸出開關(guān)連接，所述高壓輸出開關(guān)與隔離變壓器連接，所述功率單元組中的各個(gè)功率單元以星形方式相互串聯(lián)。
【文檔編號(hào)】H02J3/12GK205544290SQ201620151599
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年2月29日
【發(fā)明人】賈福成, 羅客清, 趙國(guó)文, 毛獻(xiàn)陽(yáng), 嚴(yán)利奎
【申請(qǐng)人】上海港藍(lán)環(huán)?？萍加邢薰?br>