大功率负载条件下的非变频岸电电源的整体设计

1、    大功率负载条件下的非变频岸电电源的整体设计    叶军本文旨在设计一套基于多种负载、用电情况复杂的非变频岸基供电电源系统，实现稳压、稳频、稳定输出。【关键词】岸电 大功率 多负载 复杂1 引言舟山海洋所码头专为南极科考船向阳红10号所建造，在靠泊卸载时，船上的燃油发电机必须持续运行，以保持船舶大功率机泵及其他设备支撑系统正常运作。燃油发电机在发电的过程中，会排放包含氮氧化合物（nox）、硫氧化合物（sox）、挥发性有机化合物（voc）和顆粒污染物（pm）在内的污染物，对港口空气及水域造成了很大的污染。此外，停靠港口的船舶会产生较大的噪音和振动，给

2、船员、旅客、码头工人和邻近社区居民的工作和生活带来了极大的困扰。所以，在舟山海洋所推行岸电电源为船舶供电，具有很高的价值。2 意义舟山码头推广岸电技术之后，将基本消除船舶靠岸期间有害气体排放的问题，是适应码头环境要求、实现码头节能减排的重要技术，也是建设“绿色循环低碳码头”和提高码头竞争力的重要措施。同时船舶接用码头供电系统后，可消除自备发电机组运行产生的噪音污染，减小噪声扰民问题，这不仅是各码头可持续发展的重要举措，也是构建和谐城区、改善港区环境质量，协调码头与城市发展的重要举措，具有重大社会效益。3 解决方案船载负荷随着船型的不同也有所区别。对舟山科考船负载进行梳理，包括排水水泵、作业塔吊

3、、生活照明、船用电磁厨房等，总功率最大为500kw，系统架构图如图1所示。为保障船岸安全稳定的运行，需要进行船岸联合保护。系统采用多时间维保护的策略进行整体安全保障。系统分4个时间段进行保护和控制。在并网前各设备配置有机械保护，在不接电时进行机械检测，如果出现异常，停止接电；接电后通过机械闭锁，防止接电期间进行操作。在此基础上，在装置级（各岸电系统设备，如变频电源、岸电箱等）配置过流、过压、短路、接地漏电瞬时保护和过载、温度检测等延时保护；在此基础上，系统通过采集岸电信息和船侧信息进行系统保护，在接电正常情况下，进行接电控制，在检测到异常的情况下，根据装置动作的情况，进行进出线的分合控制，保障

4、系统安全运行。岸电设备在通电后，柜门行程开关、箱体防倾倒开关、水浸开关、插座行程开关、急停按钮等会将开关状态量通过继电器反馈至岸电控制器。控制器接受各机械保护信号后进行判断，只有当所有的机械保护状态条件全部满足时，才会允许岸电设备主断路器合闸送电；否则，控制器会将闭锁状态存在的问题反馈至监控后台，在监控界面上查看箱体各开关量的情况。在装置级瞬时、延时保护以及机械保护的基础上，岸电系统控制器和监控系统会在岸基供电全过程采集岸基侧的用电信息，包括各级设备开关量和模拟量，一旦出现遥信异常变位或遥测越线问题，控制器会根据情况进行装置级的异常控制，同时反馈至监控系统画面上进行告警，现场工作人员会跟据告警

5、信息进行异常状态的处理。非变频岸电系统可配置额定频率50hz岸电计量装置或额定频率50hz60hz岸电计量装置，计量装置配置在岸基供电系统输出侧，岸基供电监控子系统可采集计量装置信息。非变频岸电系统电能计量装置典型配置如图2所示。港口岸电电能计量装置接线方式遵循以下要求：（1）接入中性点绝缘系统的岸电计量装置，可采用三相三线制电量采集装置。接入非中性点绝缘系统的岸电计量装置，可采用三相四线制电量采集装置或3只感应式无止逆单相电表；（2）接入中性点绝缘系统的3台电量采集装置，宜采用v/v方式接线；接入非中性点绝缘系统的3台电量采集装置，宜采用y0/y0方式接线。其一次侧接地方式和系统接地方式一致；（3）低压岸电系统中，负荷电流为50a及以下时，宜采用直接接入式电能表；负载电流为50a及以上时，宜采用经电流互感器接入式的接线方式；（4）对于一次侧采用互感器的三线三相制岸电计量装置，其2台电流互感器二次绕组与电能表之间宜采用四线连接；对于一次侧电量采集采用互感器的三相四线制岸电计量装置，其3台电流互感器二次绕组与电能表之间宜采用六线连接。4 结论与展望舟山海洋所低压大功率多负载岸电设备顺利投运，标志着负载种类繁多，功率较大情况下的岸电电源及时