一种低压船用岸电快速切换装置的制作方法

本发明涉及一种低压船用岸电快速切换装置。

背景技术：

船舶停靠在港口时需使用岸电电源，现有技术中切换岸电电源时一般通过快速继电器回路切换，需先断电再连接岸电电源；而采用在岸侧通过控制变频电源调节及控制船侧发电机调节的方式，配以同期检测实现，所构成的控制回路较为复杂，使得岸侧、船侧改造难度增加；采用通讯方式实现控制，对岸船间电缆、连接有较高的特殊要求。以上技术仅限于电源调节与切换，不能实时监视岸电电源的使用情况，异常或故障状态下不能有效切换至船舶应急发电机供电，使用适应性不强。现有船舶控制及自动化程度不高，岸电一旦失电，船舶应急发电机不能快速启动，供电可靠性低；岸电插座、插头需要通过人工手动操作插接，锁紧位置不接入切换装置，不能保障岸电主回路的可靠性，岸电负荷达到限值时不能保障重要负载的供电。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够快速切换船用岸电，实时监测判断故障，保障船舶重要负载的供电，提高船舶用电可靠性的低压船用岸电快速切换装置。

本发明的低压船用岸电快速切换装置，其特征在于：包括快速切换装置，岸侧与船侧之间设置有岸电开关，船侧应急发电机连接有应急发电开关，快速切换装置同时连接至岸电开关、应急发电开关；快速切换装置内部设置有数据采集模块，数据采集模块连接有能够采集岸侧三相电压、电流、岸电开关位置信号的岸侧数据采集点，和能够采集船侧三相电压、电流、船舶发电机开关位置信号的船侧数据采集点；快速切换装置内部还设置有能够根据岸侧数据采集点、船侧数据采集点测量采集的数据计算实时电流、电压、功率、功率因素的计算模块；快速切换装置与船舶各发电机开关电连接并能够控制各发电机开关分合闸；

所述快速切换装置适应频率为50hz、60hz；

所述快速切换装置还设置有与计算模块连接并能够显示实时电流、电压、功率、功率因素的显示模块；

所述快速切换装置与岸侧通过光纤通讯连接；

所述快速切换装置设置有具备过负荷报警功能的警示模块。

所述快速切换装置设置有能够在岸电负荷达到一定限值时延时切除部分负载的分级延时卸载模块；

所述卸载模块的输出端与船舶负载通过空接点方式或通讯方式连接；

所述快速切换装置设置有具备检测岸电插座、插头连接是否到位功能的联锁电路。

本发明的低压船用岸电快速切换装置，通过岸侧数据采集点、船侧数据采集点测量采集岸电、船舶运行参数，能够实现岸电电源与应急发电机之间的不停电切换，快速进行岸电同期并网控制和判断船舶用电运行方式，在岸电失电时紧急启动应急发电机；岸电恢复正常后，可再次恢复岸基供电；可控制船舶上各发电机开关的分合闸，在岸电负荷达到一定限值时，延时切除部分不重要负载，以保证岸电对重要负载的供电；能够实时监测岸电供电时的状态数据，判断故障并启动应急发电机，提高船舶用电可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例的低压船用岸电快速切换装置低压岸电供电系统图；

图2是本发明实施例的低压船用岸电快速切换装置原理结构示意图；

图3是本发明实施例的低压船用岸电快速切换装置船舶接岸电切换逻辑关系示意图；

图4是本发明实施例的低压船用岸电快速切换装置船舶离岸切换逻辑关系示意图；

图5是本发明实施例的低压船用岸电快速切换装置岸电失电后的切换逻辑关系示意图；

图6是本发明实施例的低压船用岸电快速切换装置岸电恢复后的切换逻辑关系示意图。

具体实施方式

如图2所示，包括快速切换装置，岸侧与船侧之间设置有岸电开关，船侧应急发电机连接有应急发电开关，快速切换装置同时连接至岸电开关、应急发电开关；快速切换装置内部设置有数据采集模块，数据采集模块连接有能够采集岸侧三相电压、电流、岸电开关位置信号的岸侧数据采集点，和能够采集船侧三相电压、电流、船舶发电机开关位置信号的船侧数据采集点；快速切换装置内部还设置有能够根据岸侧数据采集点、船侧数据采集点测量采集的数据计算实时电流、电压、功率、功率因素的计算模块；快速切换装置与船舶各发电机开关电连接并能够控制各发电机开关分合闸；

快速切换装置适应频率为50hz、60hz；

快速切换装置还设置有与计算模块连接并能够显示实时电流、电压、功率、功率因素的显示模块；

快速切换装置与岸侧通过可光纤通讯连接；

快速切换装置设置有具备过负荷报警功能的警示模块。

快速切换装置设置有能够在岸电负荷达到一定限值时延时切除部分负载的分级延时卸载模块，卸载模块的输出端与船舶负载通过空接点方式或通讯方式连接；

快速切换装置设置有具备检测岸电插座、插头连接是否到位功能的联锁电路。

本发明的低压船用岸电快速切换装置，通过快速切换装置进行岸电同期并网控制和判断船舶用电运行方式，岸电失电时紧急启动应急发电机；岸电恢复正常后，可再次恢复岸基供电。

本发明可实时监视岸电供电时的状态数据，如遇岸侧供电故障，装置进行判断，立即分开岸电开关#5，启动应急发电机，合上应急发电开关#4，从而尽可能降低供电中断对船舶的影响；在岸侧电源恢复正常时，也能实现岸电电源与应急发电机之间的不停电切换，可提高船舶用电可靠性，减轻船舶操作人员压力。

具体实施方式如下：

1）数据采集模块测量采集各采集点的电流，电压，开关位置，计算模块可计算并通过显示模块显示实时电流、电压、功率、功率因素等状态，采集的数据通过变换后输入逻辑与运算模块，自动适应50hz、60hz两种频率。

2）控制船舶上各开关的分合闸。

3）正常切换时，先判断两侧频率、相序，防止误操作带来的危害。

4）接岸电时的切换：图2、3所示，数据采集模块采集岸侧数据采集点a的三相电压，采集船侧数据采集点c的三相电压；

采集岸电开关位置信号、船舶发电机开关位置信号；

计算分析；通过电压、频率调整控制，使得电压幅值、相角、相序、频率满足同期条件；

通过开出模块实现快速切换，先合闸岸电开关#5，再分船舶发电机开关#1（或#2、或#3），判断发电机开关位置与动作逻辑是否一致，如有异常，装置报警，并通过联锁电路闭锁切换，开出模块控制各开关的分合闸；

5）船舶离岸时的切换：（以#1发电机为例说明）

图2、4所示，数据采集模块采集船侧数据采集点c的三相电压，采集#1发电机数据采集点1f的三相电压；

采集岸电开关位置信号、船舶发电机开关位置信号；

计算分析，通过电压、频率调整控制，使得电压幅值、相角、相序、频率满足同期条件；

实现快速切换，先合闸船舶发电机开关#1（或#2、或#3），再分闸岸电开关#5，装置根据采集到的岸电开关、发电机开关位置信息，判断船舶发明机开关位置与动作逻辑是否一致。

6）本发明可实时监视岸电供电时的状态数据，如遇岸侧供电故障，装置进行判断，从而尽可能降低供电中断对船舶的影响；

岸电失电后的切换:图5所示，装置判断岸侧数据采集点a的数据，判断岸电供电是否正常，当发生失电、缺相、低频、过频时，分开岸电开关5，立即启动应急发电机，合上应急发电开关#4。

7）在岸侧电源恢复正常时，也能实现岸电电源与应急发电机之间的不停电切换。可提高船舶用电可靠性，减轻船舶操作人员压力；

岸电恢复正常后的切换:图6所示，计算模块判断岸侧数据采集点a的数据，判断岸电供电是否正常，当判断岸电正常后，用同期切换方式，合上岸电开关5，再分开应急发电开关#4，实现不断电切换。此功能对变频的实用意义更大。

8）装置能计算岸电供电时的有功功率、无功功率、有功电量、负荷电流，具备过负荷等报警功能。

9）分级延时卸载模块具备与船舶用电相适应的分级延时卸载功能，可在岸电负荷达到一定限值时，延时切除部分负载，以保证岸电对重要负载的供电，分级延时卸载模块的卸载输出采用空接点方式，也可采用通讯方式。

10）联锁电路能够输入岸电插座、插头位置，当判断出插头与插座没插到位，不允许切换操作。

本发明的低压船用岸电快速切换装置，有益之处在于：

1）现有船舶控制及自动化程度不高，岸电一旦失电，快速启动船舶主发电机的可能性较小，而快速启动应急发电机是可行的，装置设计这一出口，可提高船舶用电的可靠性。

2）岸电插座、插头系人为操作，必须到位，锁紧后方可投入工作。装置接受锁紧位置接点，否则不予切换。

3）分级延时卸载，在岸电负荷达到一定限值时，延时切除部分负载，以保证岸电对重要负载的供电。卸载输出采用空接点方式，也可采用通讯方式。

本发明的低压船用岸电快速切换装置，通过岸侧数据采集点、船侧数据采集点测量采集岸电、船舶运行参数，能够实现岸电电源与应急发电机之间的不停电切换，快速进行岸电同期并网控制和判断船舶用电运行方式，在岸电失电时紧急启动应急发电机；岸电恢复正常后，可再次恢复岸基供电；可控制船舶上各发电机开关的分合闸，在岸电负荷达到一定限值时，延时切除部分负载，以保证岸电对重要负载的供电；能够实时监测岸电供电时的状态数据，判断故障并启动应急发电机，提高船舶用电可靠性。