一种智能绿色港口岸电可靠供电系统的制作方法

1.本发明涉及一种用于港口船舶供能领域的智能绿色港口岸电可靠供电系统。


背景技术：

2.船舶、游艇停靠在码头时，为了维持操作通讯、照明、空调等用电需求，需要发电供电。在此过程中会使用燃油发电供电，因此会产生一定的噪音和硫氧化合物等废气排放。船舶接用岸电作为一项可以有效减少港口污染物排放的技术，越来越受到重视。开发码头岸电系统，从而将岸上电力供到靠港船舶使用的整体设备，以替代船上自带的燃油辅机，满足船上生产作业、生活设施等设备的用电需求，是技术人员的主要目标。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种智能绿色港口岸电可靠供电系统，它能够实现对于停泊船舶的岸电供电。
4.实现上述目的的一种技术方案是：一种智能绿色港口岸电可靠供电系统，包括岸电系统电站和趸船；
5.岸电系统电站包括依次连接的预装集装箱结构、直流接电箱、电缆管理装置和岸电监控系统，预装集装箱结构内设10kv进线开关设备、变压器、整流模块和低压开关设备，预装集装箱结构内部分为三个隔间，分别为高压柜隔间、变压隔间、低压和整流器隔间；岸电系统电站设置于岸边；
6.趸船内布置直流岸电箱和电缆管理装置，与岸电系统电站连接，并与电动船的受电端匹配。
7.进一步的，10kv开关柜采用sf6六氟化硫环网柜成套设备，包括进线开关柜、母线pt柜、计量柜、出线断路器柜。
8.进一步的，所述整流模块包括若干个整流机柜，每个整流机柜内部设置10个直流充电模块。
9.进一步的，所述变压器为干式变压器，变压器共2个绕组，原边绕组直接联到电网的10kv高压输入端，二次绕组为380v以匹配整流电源输入电压，变压器线圈内设置散热气道。
10.进一步的，所述低压开关设备为ggd固定式开关柜，其进线断路器为框架断路器，额定极限短路分断能力65ka，出线断路器为塑壳断路器，额定极限短路分断能力50ka。
11.进一步的，直流接电箱为岸上供电系统与船舶的供电系统连接电缆的断开点，输入侧采用插头连接整流电源集装箱输送而来的电缆，输出侧连接至后级电缆管理装置，配置机械、电气联锁保护。
12.进一步的，所述电缆管理装置采用变频控制转盘进行电动收、放电缆。
13.进一步的，所述岸电监控系统通过预装集装箱结构的间隔单元采集来自运行过程的模拟量、数字量及温度量，各功能单元设备包括ct电流数据、pt电压数据、配电装置保护、
直流屏系统、变频电源，然后对所采集的输入量进行数字滤波，有效性检查，工程值转换、故障判断、信号接点抖动消除、刻度计算的加工，从而产生出可供应用的电流、电压、有功功率、无功功率、电度、功率因数等各种实时数据，供数据库更新。
14.本发明的一种智能绿色港口岸电可靠供电系统，通过岸电向停泊的船只进行供电，能够实现绿色、环保、零排放、低噪音等目标，还可以为游览游艇码头提供优质供能服务，具有非常重要的电能替代意义。
附图说明
15.图1为本发明的一种智能绿色港口岸电可靠供电系统的岸电系统电站结构示意图。
具体实施方式
16.为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：
17.本发明的一种智能绿色港口岸电可靠供电系统，包括岸电系统电站和趸船4。
18.请参阅图1，岸电系统电站包括依次连接的预装集装箱结构2、直流接电箱2、电缆管理装置3和岸电监控系统，预装集装箱结构内设10kv进线开关设备、变压器、整流模块和低压开关设备，预装集装箱结构内部分为三个隔间，分别为高压柜隔间、变压隔间、低压和整流器隔间；岸电系统电站设置于岸边。
19.趸船内布置直流岸电箱和电缆管理装置，与岸电系统电站连接，并与电动船5的受电端匹配。
20.10kv开关柜采用sf6六氟化硫环网柜成套设备，包括进线开关柜、母线pt柜、计量柜、出线断路器柜。其中主变出线柜配置断路器+微机保护装置。环网柜额定电压为12kv，额定电流为630a；绝缘方式为sf6气体绝缘。每路负荷开关均采用弹簧操作机构。所有负荷开关、接地开关均应至少设置预留三组辅助转换触点引至环网柜箱内的端子上。环网开关柜具有“五防”功能。10kv负荷开关及断路器为三工位开关，具备分、合、接地三个工位。分、合位置与接地开关间可靠闭锁，接地开关操作机构处设置挂锁位置，并提供铜挂锁。环网柜仪表室内安装二次端子排，并在面板上安装分合闸指示灯，分合闸指示灯需安装标记牌，用中文明确标识其用途。柜子两侧需要预留二次电缆孔的位置，并用密封圈密封。10kv环网柜具备面板式带电显示器。每个独立的sf6气室配置sf6压力指示装置(含低压触点输出装置，实现低气压分合闸闭锁功能)，在低气压的状态下，可闭锁负荷开关操作,通过闭锁负荷开关分合闸二次回路实现。每个单元需配置接地、短路故障指示器。每面柜体配置加热除湿装置(ac220v)。环网柜采用sf6全密封全绝缘共箱式充气柜。环网柜气箱部分防护等级达到ip67水平。环网柜高度为1900mm。机械操作寿命大于2000次。环网柜的防护等级整体不低于ip4x。
21.岸上直流供电系统需为船舶直流母线提供一路稳定，高质量直流电压源，要求输出电压为dc750v，供电功率800kw，并具有较高的电压控制精度以满足船舶直流母线后级多类用电设备直流电压输入需求；同时直流变换设备在谐波、无功等方面不能对上级电网电能质量造成较大影响。本技术的所述整流模块采用2000
×
800
×
800(高
×
宽
×
深)岸电整流
柜，每个整流机柜内部放置10个充电模块，4面整流机柜输出功率800kw。整流模块将交流输入电源变换为直流输出，受监控模块的控制，实现对船侧直流母线的直流供电。该型直流模块输入功率因数大于0.98,电流谐波畸变率小于5％，对交流电网不会造成电能质量污染。其交直流侧实现电气隔离，充电更加安全、可靠。整流模块采用模块化的结构和先进的并联均流技术，通过模块扩展可实现不同电流容量的充电机的配置。通过监控装置协调控制，可以实现自动、快速、安全地充电。
22.本方案整流电源采用模块化冗余设计，选用20kw高频软开关直流模块，共组4面整流柜，每面含10个直流模块。本系统中单个整流模块的故障退出不影响其他整流模块的正常运行，具有很高的可靠性。其安装方式为前插拔结构，可进行热插拔操作，即在系统正常运行的时候可进行直流模块的更换维护，维护非常方便，这将极大的提高系统的运行可靠性和易维护性。高频整流模块采用软开关控制变换技术，效率更高，温升更低。软开关工作模式使开关功率管承受的电应力减小，工作更安全，模块的稳定性、可靠性大大提高。整流模块的工作采用单片机控制，人机接口实现数字调节，功能更加完善。模块的监控实现串行总线通信连接，分散控制的方式。任一模块故障时，不会影响其它模块的正常工作，保证了系统的运行稳定性。整流模块的稳压精度、纹波系数以及均流精度等性能指标进一步提高，达到了国内领先水平，并通过全部emc要求。直流模块内部所有的电路板经过三防喷涂处理，能有效防止静电吸附灰尘，满足沿海“高温、高湿、高盐雾”运行要求，这是确保模块工作性能和运行可靠性的关键。
23.所述变压器为干式变压器，变压器共2个绕组，原边绕组直接联到电网的10kv高压输入端，二次绕组为380v以匹配整流电源输入电压，变压器线圈内设置散热气道，以使线圈内温度分布尽可能均匀。变压器具有较强的结构强度，从而保证具有较强的抗振动能力和抗短路能力。变压器防潮能力强，阻燃性能好，绝缘材料具有自动熄火的特性，遇到火源时不产生有害气体。变压器配置温度监控和风冷装置，可通过面板上的温控器进行控制。变压器配置温度监控和风冷装置，可通过面板上的温控器进行控制。
24.所述低压开关设备为ggd固定式开关柜，其进线断路器为框架断路器，额定极限短路分断能力65ka，出线断路器为塑壳断路器，额定极限短路分断能力50ka。配置进线柜1面，馈线柜1面及电容补偿柜1面，共3面0.4kv开关柜。
25.直流接电箱为岸上供电系统与船舶的供电系统连接电缆的断开点，输入侧采用插头连接整流电源集装箱输送而来的电缆，输出侧连接至后级电缆管理装置，配置机械、电气联锁保护。接电箱技术要点如下：
26.1)在码头前沿安装一台岸电箱，作为岸上供电系统与船舶的供电系统连接电缆的断开点；
27.2)岸电箱的布置充分考虑趸船人员通道及设备布置等因素，在岸电供电过程中不得与其他设备互相干涉；
28.3)岸电箱应带有机械联锁和电气联锁控制，包括电缆插头与集装箱断路器设置互锁，岸电箱箱门与集装箱断路器设置互锁；
29.4)岸电箱箱体为316l等级不锈钢材质，厚度3mm，表面喷涂海洋防腐漆，颜色根据业主要求定制；
30.5)岸电箱配置4只直流插座。插座内接线采用4x95+4x2.5电缆接到主母排。每个插
座额定电流：1000a，直流插座箱额定电流：1200a；
31.6)岸电箱选用室外型，应具有长期连续工作的能力，并具有防潮、防盐雾、防腐蚀、防尘等功能。防护等级：ip56。(防护罩除外)；
32.7)岸电箱应具备以下部件及功能：二次控制电源指示灯、加热电源指示灯、安全联锁装置、除湿装置、急停按钮、限位开关。；
33.8)岸电箱配置急停按钮，急停按钮旋转复位式，带保护罩。
34.9)岸电箱设置有检修门，在需要的时候可以打开，对岸电箱内的部件进行检查和维护，在检修门处安装有检测限位，此限位信号与集装箱断路器的合闸进行联锁，可以防止低压岸电箱在检修门打开的情况下通电。
35.10)电缆出线孔为箱体底部，底部配置填料函；
36.11)岸电箱需要从外部引来一路ac380v 63a的工作电源和一路可断掉集装箱断路器的电气联锁信号线；
37.12)所有元器件均应牢固的固定在骨架或支架上，每个元器件应标注醒目的符号，使用的符号或代号必须与原理图或接线图一致。
38.所述电缆管理装置采用变频控制转盘进行电动收、放电缆。上船电缆应采用高柔性卷筒卷绕专用电缆，电缆额定电压为1kv，规格型号为-0.6/1kv-4*95。动力电缆传输低压动力电源，控制电缆用于传输插头、插座连锁信号，每根电缆长度不小于40米。电缆管理装置具有速度连续可调功能。电缆管理装置具有自动检测电缆输送系统卡死功能并发出报警和联锁信号。此功能需在电缆绞车自动管理状态下连续检测，防止发生电缆被拉断或设备被严重损坏的重大安全事故。电缆管理装置具有故障报警功能。电缆绞车出现异常故障时(电机过载、卷车故障、力矩异常、变频器故障等)，发出报警或联锁信号。电缆管理装置电机采用户外电机，电机防护等级ip55。电缆卷筒具有长期连续工作的能力，并具有防潮、防盐雾、防腐蚀、防尘等功能。
39.所述岸电监控系统通过预装集装箱结构的间隔单元采集来自运行过程的模拟量、数字量及温度量，各功能单元设备包括ct电流数据、pt电压数据、配电装置保护、直流屏系统、变频电源，然后对所采集的输入量进行数字滤波，有效性检查，工程值转换、故障判断、信号接点抖动消除、刻度计算的加工，从而产生出可供应用的电流、电压、有功功率、无功功率、电度、功率因数等各种实时数据，供数据库更新。
40.本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。