[发明专利]全数字式船舶发电机并车控制装置及方法

权利要求书

1.全数字式船舶发电机并车控制装置，包括CPU和主板，其特征在于：

所述主板上设有六个独立的A/D转换端口，其中三个端口用于船舶电站汇流排(电网)三相电压信号输入，另外三个端口用于待并发电机的三相电压信号输入；

所述主板上设有六个输出继电器端口，其中：两个端口分别外接待并发电机的电压差调节继电器，当待并发电机电压幅值高于或低于电网电压时，相应的电压差调节继电器动作，输出降压或升压信号；两个端口分别外接待并发电机的频率差调节继电器，当待并发电机频率值高于或低于电网电频率时，相应的频率差调节继电器动作，输出降频或升频信号；一端口外接相序指示灯，当待并发电机的相序与电网相序不一致时，相序指示灯亮；一端口外接待并发电机的合闸继电器，当待并发电机满足并车条件后，合闸继电器动作，输出并车合闸信号；

所述主板上设有二个串行端口，其中一个串行端口用于连接发电机并车状态指示与报警单元，另一个串行端口用于连接船舶电站控制系统，使发电机并车控制装置作为整个船舶电站控制系统的一个组成部分。

2.根据权利要求1所述的全数字式船舶发电机并车控制装置，其特征在于，在船舶电站汇流排、待并发电机和主板上的A/D转换端口之间设有光电隔离器。

3.根据权利要求1所述的全数字式船舶发电机并车控制装置，其特征在于，所述发电机并车状态指示与报警单元是LCD或LED显示屏。

4.全数字式船舶发电机并车方法，其特征在于，包括如下步骤：相序检测、电压差检测和调整、相位差检测、频差检测和调整，当待并发电机与船舶电网相序一致，电压差为零，相位差为零，频差为零时，待并发电机合闸并车，并入电网运行，而当上述任一条件不满足时，禁止发电机合闸。

5.根据权利要求4所述的全数字式船舶发电机并车方法，其特征在于，所述相序检测按如下方法进行：

输入并车控制器的汇流排电压信号和待并发电机电压信号经A/D转换后，各相采样的数字量分别经过减法器相减得到各相差值，各相差值经过比较器比较，如果两两相等，则说明待并发电机与电网的相序一致，允许并车；反之，如果不两两相等，则说明待并发电机与电网的相序不一致，并且相序指示灯亮，发出报警信号，禁止并车。

6.根据权利要求4所述的全数字式船舶发电机并车方法，其特征在于，所述电压差检测和调整按如下方法进行：

在待并发电机与电网的相序一致前提下，取其中一相电压，由一个周期的采样值经过积分器，分别得到电网电压和待并发电机电压的有效值，再经过减法器，得到电网电压和待并发电机电压的电压差，若该电压差小于零，则待并发电机电压幅值高于电网电压，相应继电器动作，输出降压控制信号；若该电压差大于零，则待并发电机电压幅值低于电网电压，相应继电器动作，输出升压控制信号；若该电压差等于零，则待并发电机与电网的电压相等，满足并车条件。

7.根据权利要求4所述的全数字式船舶发电机并车方法，其特征在于，所述相位差检测按如下方法进行：

在待并发电机与电网的电压有效值相等前提下，取其中一相电压，经过减法器得到取样量的差值，再对一个周期的各次采样量的差值经过积分器积分，得到电压差有效值；待并发电机与电网的电压有效值经过加法器得到二者之和；电压差有效值和待并发电机与电网的电压有效值之和经过除法器，得到二者比值，再经过反正弦运算器，得到相位差，若该相位差小于零，则待并发电机电压波形超前于电网；若该相位差大于零，则待并发电机电压波形滞后于电网；若该相位差等于零，则待并发电机电压波形与电网同相位，满足并车条件。

8.根据权利要求4所述的全数字式船舶发电机并车方法，其特征在于，所述频差检测和调整按如下方法进行：

在待并发电机与电网的电压相等前提下，来自相位差检测单元的相位差检测量与其经过一次采样延时器所得之量，经过减法器得到二者差分，再经过除法器，得到频差，若该频差小于零，则待并发电机频率值高于电网频率；相应继电器动作，输出降频控制信号；若该频差大于零，则待并发电机频率值低于电网频率，相应继电器动作，输出升频控制信号；若该频差等于零，则待并发电机与电网的频率相等，满足并车条件。