[发明专利]一种岸基供电系统及减小励磁涌流的方法

说明书

本发明公开一种岸基供电系统及减小励磁涌流的方法，其中，岸基供电系统包括串接的岸电电源装置和开关柜；其中，岸电电源装置包括用于连接交流电网的功率变换单元，或者包括用于连接交流电网的功率变换单元以及与该功率变换单元连接的输出开关，开关柜包括用于导通与关断岸电输出的输出开关；还包括与输出开关并联连接的预充电回路；预充电回路包括用于给船侧主隔离变压器进行平缓励磁的励磁回路以及用于控制励磁回路是否工作的励磁开关，励磁回路和励磁开关串联连接。本发明通过对现有的岸电电源设备或者开关柜设备进行改造，无需单独增加变压器合闸涌流限流装置即可达到同样的目的。

技术领域

本发明涉及一种减小船侧励磁涌流的岸基供电系统，尤其适用于船舶岸基电源领域的高压上船应用环境。

背景技术

现有的岸电系统的结构拓扑图如图1所示，其由岸基供电系统、船岸连接系统以及船舶受电系统构成。

其中，典型的岸基供电系统一般如图2所示，其包括依次串接的输入隔离变压器T1、带有输出开关Q1的岸电电源、输出隔离变压器T2以及开关柜Q2。其中，T1是输入隔离变压器(非必须)，用于将电网电压转化为岸电电源所需的电压等级；若电网电压与所需电压等级一致时，可以省略。Q1是岸电电源本体所自带的输出开关(非必须)。T2是输出隔离变压器(非必须)，用于隔离输出电压，按照IEC标准，一般都需要添加，仅在低压小功率的部分场合可以省略。开关柜Q2是岸电输出开关(必须)，用于最终输出电压电流的关断。

典型的船舶受电系统一般如图3所示，其包括依次连接的船侧主隔离变压器T3、主配电板和分配电板(或照明、辅助配电板)。其中，T3是船侧主隔离变压器，对于高压上船岸电系统是必须的(部分低压船舶非必须)，用于将岸电电源匹配为船舶所需的电压等级。

使用中，变压器从未上电状态到上电状态，为了建立磁场，必然会有一个励磁的过程。而如果是直接加上额定电压，则会产生一个冲击的励磁电流，这个电流与磁路特性有关，往往能达到额定电流的5倍以上。也就是说，变压器存在的合闸励磁涌流现象。

那么在上述岸电系统中，船侧主隔离变压器T3可能存在励磁涌流问题。对于高压上船的工况，必然有一个主变压器T3(降压变)，容量最大时与岸电电源本身的额定容量相当。如果是“无缝切换”进行供电——那么船上变压器T3已经被励磁，不会有励磁涌流。如果是“有缝切换”进行供电——那么就是“变压器从未上电状态到上电状态”。若不采取任何措施，那么岸侧开关柜Q2吸合时，冲击电流可能达到额定电流的3倍以上。

针对岸电系统的合闸励磁涌流问题，最常见的措施是增加一个变压器合闸涌流限流装置。如图4所示，一般的，变压器合闸涌流限流装置是一个开关和电阻并联的装置，通过电阻对电流的限制，使励磁电流降低到一个很小的水平(同时励磁过程也拉长)，从而解决了冲击电流过大的问题。

上述变压器合闸涌流限流装置具有如下缺点：需要单独增加一个柜体，增加了占地面积，且增加单独的开关，成本高。

发明内容

在下文中给出了关于本发明实施例的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，以下概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本申请对现有的岸电电源设备或者开关柜设备进行改造，无需单独增加变压器合闸涌流限流装置即可达到同样的目的。

根据本申请的第一方面，提供一种岸基供电系统，其包括串接的岸电电源装置和开关柜；其中，所述岸电电源装置包括用于连接交流电网的功率变换单元，或者包括用于连接交流电网的功率变换单元以及与该功率变换单元连接的输出开关，所述开关柜包括用于导通与关断岸电输出的输出开关；其中，还包括与输出开关并联连接的预充电回路；所述预充电回路包括用于给船侧主隔离变压器进行平缓励磁的励磁回路以及用于控制励磁回路是否工作的励磁开关，励磁回路和励磁开关串联连接。