[实用新型]智能岸电无缝并网装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及船舶电力系统和岸电系统，特别涉及一种智能岸电无缝并网装置。

背景技术

船舶岸电是指船舶在靠泊期间停止使用船上的发电机，船上通风、照明、制冷等其他设施运转都改由码头供电，从而减少船舶废气排放的供电方式。岸电系统主要由港区变电所、岸上电源装置、岸电接收装置和电缆连接设备等组成。现有船舶岸电技术存在如下问题：

1、岸电电压和频率多重化。

在我国交通运输部发布的行业标准《港口船舶岸基供电系统技术条件》中就明确定义了6.6kV高压上船和400/450V低压上船两种电压标准，造成我国港口配备的岸电系统需要考虑三种电压。

另外基于各国电网电压频率不同，低压船用柴油发电机组通常为400V/50Hz、450V/60Hz两大类产品。我国港口电网的电制为10kV/50Hz、6kV/50Hz和380V/50Hz，所以我国港口和船舶必须考虑电压、频率的转换问题。

2、供电制式不兼容。

港口码头通常采用三相四线加保护线的接零保护系统(即TN系统)，与船舶的中性点不接地或经高阻接地系统(即IT系统)制式不兼容。接零保护系统(即TN系统)与中性点不接地或经高阻接地系统(即IT系统)的关键区别在对于发生单相接地故障所采用的防护措施不同。

在发生单相接地故障时接零保护系统(即TN系统)采用在中性线(N线)中串接漏电流传感器，反映三相电流矢量叠加不为零，从而触发机械或电子元件来使断路器跳闸，中断电源保障人身安全。而中性点不接地或经高阻接地系统(即IT系统)通常不输出中性线(N线)，在发生单相接地故障时其接地电流很小(电流一般小于10A)，不会造成人身伤亡事故，行业中采用绝缘监测报警装置提示检修故障，避免发生相间短路事故。采用岸电接零保护系统(即TN系统)直接向船舶的中性点不接地或经高阻接地系统(即IT系统)供电时，虽然N线不上船，但船舶外壳与海水、大地相连，船舶岸电相当于采用了保护接地系统(即TT系统)。一旦发生单相接地故障，其开关会立刻保护跳闸，船舶供电立即中断，无法满足船舶用电连续性的要求，其供电的可靠性大大降低，对于大型重要港区、军用港口基地则会产生巨大的经济损失和政治影响。由于采用了接零保护系统(即TN系统)直接向船舶供电，岸上到船舶的供电电缆会产生微小的泄漏电流，长时间运行会对码头上的钢筋产生腐蚀，从而降低码头钢筋的使用寿命，对于水下作业人员以及维修人员则会带来生命危险；若专门为港口码头的靠岸船舶设计一套中性点不接地或经高阻接地系统(即IT系统)电源，则投资成本加大，因中性点不接地或经高阻接地系统(即IT系统)电源制式不能方便经济地输出220V电压供给单相设备使用，船舶不靠岸时不使用，很不经济，且由于船舶靠岸时间较少，设备长时间是处于闲置状态，港口码头的环境又较为恶劣(潮湿、盐雾等)，元器件容易老化，使用寿命较短。因此，港口码头急需接零保护系统(即TN系统)与中性点不接地或经高阻接地系统(即IT系统)供电制式相兼容的电力系统模式。

3、岸电接入并网方案无法通用。

我国的各个码头根据自身情况有的配备了6.6kV 50/60Hz的高压变频电源，有的配备了450V/60Hz低压变频电源，有的只配有380V/50Hz的岸电，所以船舶在停靠不同港口时可能需要连接不同的岸电电源。通常船上两台发电机组之间进行负载转移时可以通过调节两台发电机组的转速实现快速的转移，然而当岸电与船上发电机组进行负载的转移时又有所不同。目前我国对于船舶岸电与船上发电机组之间不断电转移没有专门的标准，造成了许多船舶加装岸电装置时无所适从，许多船员不知道如何使用，为岸电的推广带来了障碍。

船舶靠港时，船舶需要由船舶发电机组供电转换到岸电供电，当离开港口时由岸电供电转换到发电机组供电，如果采用断电切换的话船上要经历短时间的断电，同时船上的很多设备如照明设施、导航设备、辅助设备都需要手动重新起动，因此很多情况下需要不断电进行岸电与发电机组之间的切换(即“断电再供电”方式)，造成操作步骤繁琐复杂。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种智能岸电无缝并网装置。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：