大功率負(fù)載條件下的非變頻岸電電源的整體設(shè)計(jì)

1、    大功率負(fù)載條件下的非變頻岸電電源的整體設(shè)計(jì)    葉軍本文旨在設(shè)計(jì)一套基于多種負(fù)載、用電情況復(fù)雜的非變頻岸基供電電源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、穩(wěn)定輸出?！娟P(guān)鍵詞】岸電 大功率 多負(fù)載 復(fù)雜1 引言舟山海洋所碼頭專(zhuān)為南極科考船向陽(yáng)紅10號(hào)所建造，在靠泊卸載時(shí)，船上的燃油發(fā)電機(jī)必須持續(xù)運(yùn)行，以保持船舶大功率機(jī)泵及其他設(shè)備支撐系統(tǒng)正常運(yùn)作。燃油發(fā)電機(jī)在發(fā)電的過(guò)程中，會(huì)排放包含氮氧化合物（nox）、硫氧化合物（sox）、揮發(fā)性有機(jī)化合物（voc）和顆粒污染物（pm）在內(nèi)的污染物，對(duì)港口空氣及水域造成了很大的污染。此外，?？扛劭诘拇皶?huì)產(chǎn)生較大的噪音和振動(dòng)，給

2、船員、旅客、碼頭工人和鄰近社區(qū)居民的工作和生活帶來(lái)了極大的困擾。所以，在舟山海洋所推行岸電電源為船舶供電，具有很高的價(jià)值。2 意義舟山碼頭推廣岸電技術(shù)之后，將基本消除船舶靠岸期間有害氣體排放的問(wèn)題，是適應(yīng)碼頭環(huán)境要求、實(shí)現(xiàn)碼頭節(jié)能減排的重要技術(shù)，也是建設(shè)“綠色循環(huán)低碳碼頭”和提高碼頭競(jìng)爭(zhēng)力的重要措施。同時(shí)船舶接用碼頭供電系統(tǒng)后，可消除自備發(fā)電機(jī)組運(yùn)行產(chǎn)生的噪音污染，減小噪聲擾民問(wèn)題，這不僅是各碼頭可持續(xù)發(fā)展的重要舉措，也是構(gòu)建和諧城區(qū)、改善港區(qū)環(huán)境質(zhì)量，協(xié)調(diào)碼頭與城市發(fā)展的重要舉措，具有重大社會(huì)效益。3 解決方案船載負(fù)荷隨著船型的不同也有所區(qū)別。對(duì)舟山科考船負(fù)載進(jìn)行梳理，包括排水水泵、作業(yè)塔吊

3、、生活照明、船用電磁廚房等，總功率最大為500kw，系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。為保障船岸安全穩(wěn)定的運(yùn)行，需要進(jìn)行船岸聯(lián)合保護(hù)。系統(tǒng)采用多時(shí)間維保護(hù)的策略進(jìn)行整體安全保障。系統(tǒng)分4個(gè)時(shí)間段進(jìn)行保護(hù)和控制。在并網(wǎng)前各設(shè)備配置有機(jī)械保護(hù)，在不接電時(shí)進(jìn)行機(jī)械檢測(cè)，如果出現(xiàn)異常，停止接電；接電后通過(guò)機(jī)械閉鎖，防止接電期間進(jìn)行操作。在此基礎(chǔ)上，在裝置級(jí)（各岸電系統(tǒng)設(shè)備，如變頻電源、岸電箱等）配置過(guò)流、過(guò)壓、短路、接地漏電瞬時(shí)保護(hù)和過(guò)載、溫度檢測(cè)等延時(shí)保護(hù)；在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)通過(guò)采集岸電信息和船側(cè)信息進(jìn)行系統(tǒng)保護(hù)，在接電正常情況下，進(jìn)行接電控制，在檢測(cè)到異常的情況下，根據(jù)裝置動(dòng)作的情況，進(jìn)行進(jìn)出線的分合控制，保障

4、系統(tǒng)安全運(yùn)行。岸電設(shè)備在通電后，柜門(mén)行程開(kāi)關(guān)、箱體防傾倒開(kāi)關(guān)、水浸開(kāi)關(guān)、插座行程開(kāi)關(guān)、急停按鈕等會(huì)將開(kāi)關(guān)狀態(tài)量通過(guò)繼電器反饋至岸電控制器?？刂破鹘邮芨鳈C(jī)械保護(hù)信號(hào)后進(jìn)行判斷，只有當(dāng)所有的機(jī)械保護(hù)狀態(tài)條件全部滿(mǎn)足時(shí)，才會(huì)允許岸電設(shè)備主斷路器合閘送電；否則，控制器會(huì)將閉鎖狀態(tài)存在的問(wèn)題反饋至監(jiān)控后臺(tái)，在監(jiān)控界面上查看箱體各開(kāi)關(guān)量的情況。在裝置級(jí)瞬時(shí)、延時(shí)保護(hù)以及機(jī)械保護(hù)的基礎(chǔ)上，岸電系統(tǒng)控制器和監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)在岸基供電全過(guò)程采集岸基側(cè)的用電信息，包括各級(jí)設(shè)備開(kāi)關(guān)量和模擬量，一旦出現(xiàn)遙信異常變位或遙測(cè)越線問(wèn)題，控制器會(huì)根據(jù)情況進(jìn)行裝置級(jí)的異?？刂?，同時(shí)反饋至監(jiān)控系統(tǒng)畫(huà)面上進(jìn)行告警，現(xiàn)場(chǎng)工作人員會(huì)跟據(jù)告警

5、信息進(jìn)行異常狀態(tài)的處理。非變頻岸電系統(tǒng)可配置額定頻率50hz岸電計(jì)量裝置或額定頻率50hz60hz岸電計(jì)量裝置，計(jì)量裝置配置在岸基供電系統(tǒng)輸出側(cè)，岸基供電監(jiān)控子系統(tǒng)可采集計(jì)量裝置信息。非變頻岸電系統(tǒng)電能計(jì)量裝置典型配置如圖2所示。港口岸電電能計(jì)量裝置接線方式遵循以下要求：（1）接入中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)的岸電計(jì)量裝置，可采用三相三線制電量采集裝置。接入非中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)的岸電計(jì)量裝置，可采用三相四線制電量采集裝置或3只感應(yīng)式無(wú)止逆單相電表；（2）接入中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)的3臺(tái)電量采集裝置，宜采用v/v方式接線；接入非中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)的3臺(tái)電量采集裝置，宜采用y0/y0方式接線。其一次側(cè)接地方式和系統(tǒng)接地方式一致；（3）低壓岸電系統(tǒng)中，負(fù)荷電流為50a及以下時(shí)，宜采用直接接入式電能表；負(fù)載電流為50a及以上時(shí)，宜采用經(jīng)電流互感器接入式的接線方式；（4）對(duì)于一次側(cè)采用互感器的三線三相制岸電計(jì)量裝置，其2臺(tái)電流互感器二次繞組與電能表之間宜采用四線連接；對(duì)于一次側(cè)電量采集采用互感器的三相四線制岸電計(jì)量裝置，其3臺(tái)電流互感器二次繞組與電能表之間宜采用六線連接。4 結(jié)論與展望舟山海洋所低壓大功率多負(fù)載岸電設(shè)備順利投運(yùn)，標(biāo)志著負(fù)載種類(lèi)繁多，功率較大情況下的岸電電源及時(shí)