[发明专利]一种船用冗余辅助系统及其控制方法

说明书

一种船用冗余辅助系统，包括电站，电站依次通过工作接触器、快速熔断器连接到1号直流母线上；再通过快速熔断器依次连接有日常辅助逆变器、正弦滤波器、过流保护断路器、隔离变压器，隔离变压器的出口分为两路，一路通过预充磁接触器连接到380V母排，另一路通过工作断路器、工作接触器连接至380V母排；在380V母排上连接有380V辅助负载；在380V母排上通过过流保护断路器、日常变压器连接有220V母排，在220V母排上连接有220V辅助负载；所述1号直流母线通过母线分段开关连接有2号直流母线，其与380V母排之间设有与1号直流母线上相同的元器件。本发明解决了动力蓄电池电站的冗余辅助供电问题，防止整船失电；保证两套辅助系统总工作时长的一致性及变压器突投问题。

技术领域

本发明属于船舶领域，具体涉及一种船用冗余辅助系统及其控制方法。

背景技术

未来船舶的特征是电气化、自动化、智能化以及绿色节能。新能源船舶，特别是蓄电池动力船舶的特征更符合未来船舶的发展发展方向。

船舶的辅助系统是船舶正常运行所必需的子系统。辅助系统通常为冷备份、分区运行，以减少整船电气系统的复杂性。常规船舶的辅助系统有风机、水泵等泵浦系统以及照明、空调等日常生活系统；同时，船舶的控制系统通常为冗余的供电系统，其中辅助系统供电即为控制系统的冗余供电系统之一。

本发明所涉及的船用辅助系统具有冗余性，以保证船舶辅助系统的正常工作；冗余的辅助系统具有自动切换功能，最大程度的降低全船失电的可能性，提高船舶电站系统的功能完备性；同时，冗余的辅助系统具有热备功能，适合新能源动力船舶，特别是蓄电池动力船舶。

常规燃油发动机(柴油机)船舶辅助系统为机械式轴带发电机。辅助系统的供电必须启动推进柴油机、应急柴油机或停泊柴油机。轴带发电机为单台发电机或为2台冷备份的发电机，以防止辅助系统非受控式并网运行，引起整个辅助系统环流，导致辅助系统设备烧损。

电力推进船舶电站为并网运行的柴油机-发电机机组，整个系统为三相交流系统。辅助系统通过变压器将电站的电压制式变换为三相400V辅助系统电制。电力推进船舶各柴油发电机组为并网运行时，辅助系统为被动式热备系统，当前投入工作的辅助系统无法完全确定，可能导致某套辅助系统长期运行，而另一套辅助系统长期空置，不便于两套系统的维护管理。

发明内容

本发明的目的是提供一种船用冗余辅助系统及其控制方法，以解决三方面的问题，(1)解决动力蓄电池电站的冗余辅助供电问题，当一组辅助系统故障时，另一组正常的辅助系统可自动投入，防止整船失电。(2)解决两套冗余的辅助系统的工作时序问题，保证两套辅助系统总工作时长的一致性，进而保证两套系统检修、维护的一致性。(3)解决变压器突投问题，设计使用预充磁功能，对后端变压器进行预充磁，防止变压器突投对前端辅助电源造成冲击，甚至停机。

本发明采取的技术方案是：

一种船用冗余辅助系统,包括电连接在直流母线上的电站B，在所述直流母线上通过快速熔断器或断路器直接连接有日常辅助逆变器DCAC(通过快速熔断器或断路器，以保证DCAC始终处于热机状态)，在日常辅助逆变器DCAC的输出端设置正弦滤波器LC(以提高DCAC输出电压及频率的品质)，正弦滤波器LC的输出端通过过流保护断路器QF1连接有隔离变压器T1(可有效抑制DCAC输出中的共模电压)，隔离变压器T1的出口分为两路，其中一路通过预充磁接触器KM12连接到380V母排，另一路通过工作断路器QF12连接工作接触器KM1，工作接触器KM1再连接至380V母排；其中，过流保护断路器QF11连接至T11的原边，工作断路器QF12连接至T11的副边；在380V母排上连接有380V辅助负载L1；在380V母排上通过过流保护断路器QF31连接日常变压器T3，日常变压器T3通过工作断路器QF32连接有220V母排，在220V母排上连接有220V辅助负载L2。