[实用新型]大功率船舶岸电电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种给停靠于港口码头的船舶供电的岸电电源，具体地说，是涉及一种高压大功率变频的电源设备，属于供电电源技术领域。

背景技术

大型船舶特别是油船和集装箱船靠港时通常使用燃油制品(多为重油和柴油)发电，来满足船舶用电需求。重油和柴油等燃油制品在燃烧过程中产生大量硫化物和氮氧化物，对周边环境造成严重污染，污染后通过气候作用可以传播至数百公里以外的地区。而且国内外很多港区都集中在市区，到港船舶停靠港口产生污染与中心城区环境保护的矛盾已经越来越突出。如果采用陆地电网对靠港船舶供电，对于保护港区环境、建设清洁宜人的绿色港口，无疑具有十分重要的意义。

目前国内电网供电为50Hz，而国外船舶供电电源均为60Hz，如果采用陆地电网供电，港口和船舶供电电制的不同势必对船舶电气设备造成严重影响。对于大型船只而言，船上各种电气设备对负荷需求较大，以3000KVA为例，为满足陆地电网对靠港船舶的供电需求，有人提出了一种低压大功率岸电电源方案，其原理是把电网三相50Hz的高压电先采用变压器降压至380V/50Hz，然后输入低压岸电电源，经低压逆变系统整流逆变为60Hz输出，然后再经电力变压器升压至高压60Hz后，给靠港船舶供电。这种低压岸电供电技术存在着下述缺点：1、在低压岸电技术中，大功率逆变电源都采用小功率逆变电源模块并联的方式实现，对于容量高达数兆瓦的岸电电源而言，要求并联的逆变模块众多，任何一个模块的故障，都使得岸电电源必须降额使用，甚至停机。而且因为船舶负载的复杂性，经常需要带大功率电机直接启动，对电源冲击性强，因此，低压逆变方案可靠性大大降低；2、低压岸电电源技术中，电源输入侧需要降压变压器降压，逆变后需要正弦波滤波，最后还要经过升压变压器升压后才能得到高电压，而升、降压变压器一般采用电力变压器，其效率最高为95％，正弦波滤波器效率90％，使得电源整机效率最高为85％，大大降低了系统效率；3、低压逆变技术一般采用6脉冲整流，输入功率因数低，对电网将形成较大污染；4、低压岸电技术中，对于容量高达数兆瓦的岸电电源来说，其额定输入电流为数千安培，给输入输出侧配电设计带来了很大困难。

发明内容

本实用新型针对现有技术中低压大功率船舶岸电电源存在的上述缺点，提供了一种大功率船舶岸电电源，所述岸电电源采用高压逆变系统，直接将电网三相交流输入的高压电进行整流和逆变，然后输出高压三相交流电，减少了中间变换环节，提高了功率因数和产品可靠性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种大功率船舶岸电电源，包括电网高压三相交流输入端、电源高压三相交流输出端及逆变系统；所述逆变系统为高压逆变系统，所述高压逆变系统的输入端连接所述电网高压三相交流输入端，将电网三相交流输入的高压电直接进行整流和逆变，并通过所述电源高压三相交流输出端输出高压三相交流电。

根据本实用新型，所述高压逆变系统包括移相变压器、功率单元模块及控制系统；所述移相变压器的初级绕组连接电网高压三相交流输入，其次级绕组与所述功率单元模块的输入端相连接；所述功率单元模块将高压三相交流输入电整流、逆变后，输出高压三相交流电；所述控制系统连接所述功率单元模块的控制端，并输出PWM控制信号至所述控制端控制所述功率单元模块。

根据本实用新型，所述功率单元模块由24个功率单元组成，每相交流电包括有8个相互串联的功率单元，每个功率单元的输入端分别与移相变压器的次级绕组相连接；每相串联的功率单元的输出采用Y型连接后输出高压三相交流电。

根据本实用新型，所述移相变压器为两个，每个移相变压器具有12个次级绕组；每个功率单元的输入端分别与移相变压器的其中一个次级绕组相连接。优选的，所述移相变压器的次级绕组采用延边三角形接法，以实现多重化，降低输入电流的谐波成分。

根据本实用新型，所述功率单元的输入端连接有二极管组成的三相全波整流器，所述整流器将所述功率单元输入端输入的高压三相交流电整流成直流电，所述直流电经与所述整流器并联的直流滤波电容滤波后，传输至单相全桥逆变器，所述逆变器在所述控制系统输出的PWM控制信号控制下将直流电进行逆变，并由功率单元输出端输出单相交流电；在所述功率单元输出端并联有可控硅组成的旁路。

根据本实用新型，所述控制系统输出的PWM控制信号经光电隔离电路隔离后，通过光纤传输至所述功率单元模块的控制端。