本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種設(shè)有智能控制系統(tǒng)的高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，船舶運輸成為了我過對外的主要運輸方式之一，船舶用電負荷也越來越大，靠港后輔機所排放于大氣污染物也對也越來越多，大氣污染治理不容忽視。交通部和環(huán)保部相繼推出了公路水路交通運輸節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃和“十三五”主要污染物減排方案起草文件，并出臺了相關(guān)岸電電源技術(shù)文件和建設(shè)技術(shù)規(guī)范等，但大多數(shù)岸電電源生產(chǎn)廠都采用高壓變頻器的模式，導致岸電電源上船后電壓、頻率不穩(wěn)定，諧波污染大，難以治理。加上船舶用電負荷不斷增長及船載用電設(shè)備負載性質(zhì)不一（感性、容性等），多數(shù)船載用電設(shè)備都是采用直起方式直接啟動，對岸電電源沖擊性和非線性負荷容量的不斷增長，沖擊大，使得岸電電源的輸出電質(zhì)發(fā)生波形畸變、電壓波動與閃變和三相不平衡、逆功等電能質(zhì)量問題，為保證靠港船舶使用岸電供電設(shè)備設(shè)施的質(zhì)量、供電安全性。現(xiàn)有岸電電源只有依靠船載并網(wǎng)設(shè)備通過通信的方式才能完成調(diào)壓，如脫離船載并網(wǎng)設(shè)備后不能自動調(diào)壓，突加突卸、船載用電量過多時、導致輸出電壓不穩(wěn)定、偏低，對船載用電設(shè)備造成危害。設(shè)有智能控制系統(tǒng)的高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)是一種專門為船舶供電而設(shè)計的優(yōu)質(zhì)化電源，本體輸出電壓進行雙閉環(huán)電壓跟蹤，自動調(diào)壓穩(wěn)壓，頻率穩(wěn)定，輸出與船舶同頻、同相、同期的電源。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于目前船用電源存在的上述不足，本發(fā)明提供一種設(shè)有智能控制系統(tǒng)的高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、適用性強、可靠穩(wěn)定、調(diào)壓高效及時。

為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案：

一種設(shè)有智能控制系統(tǒng)的高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)，所述設(shè)有智能控制系統(tǒng)的高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)、高壓輸入開關(guān)、切分變壓器、功率單元組、濾波器、高壓輸出開關(guān)、隔離變壓器，所述高壓輸入開關(guān)、切分變壓器器、功率單元組、濾波器、高壓輸出開關(guān)、隔壁變壓器分別與控制系統(tǒng)相連接，所述高壓輸入開關(guān)與切分變壓器連接，所述切分變壓器與功率單元組連接，所述功率單元組與濾波器連接，所述濾波器與高壓輸出開關(guān)連接，所述高壓輸出開關(guān)與隔離變壓器連接，所述功率單元組中的各個功率單元以星形方式相互串聯(lián)，所述控制系統(tǒng)包括主控系統(tǒng)、三相pwm控制器、可編程控制器、可編程液晶觸摸屏、以太網(wǎng)可編程通信接口，通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器、可編程模擬量運算控制器、電壓變送器、電流變送器、光電轉(zhuǎn)換器，所述三相pwm控制器與功率單元組連接，所述高壓輸入開關(guān)、切分變壓器、功率單元組、濾波器、高壓輸出開關(guān)、隔離變壓器分別與可編程控制器相連接，所述可編程控制器與可編程液晶觸摸屏連接，所述以太網(wǎng)可編程通信接口，通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器分別與可編程控制器相連接，所述電壓變送器、電流變送器分別與可編程模擬量運算控制器相連接，所述可編程控制器與可編程模擬量運算控制器連接，所述可編程液晶觸摸屏、主控系統(tǒng)分別與光電轉(zhuǎn)換器相連接。

依照本發(fā)明的一個方面，所述控制系統(tǒng)還包括開關(guān)量輸出接口、開關(guān)量輸入接口、開關(guān)量擴展接口，所述開關(guān)量輸出接口、開關(guān)量輸入接口、開關(guān)量擴展接口分別與可編程控制器相連接。

依照本發(fā)明的一個方面，所述控制系統(tǒng)還包括模擬量擴展接口，所述模擬量擴展接口與可編程模擬量運算控制器連接。

依照本發(fā)明的一個方面，所述切分變壓器設(shè)有避雷器在線檢測器，所述避雷器在線檢測器與可編程模擬量運算控制器連接。

依照本發(fā)明的一個方面，所述濾波器為lc無涯濾波器，所述lc無涯濾波器設(shè)有高壓并聯(lián)電容器監(jiān)測系統(tǒng)，所述高壓并聯(lián)電容器監(jiān)測系統(tǒng)與可編程模擬量運算控制器連接。依照本發(fā)明的一個方面，所述功率單元組設(shè)有熱管散熱器，所述功率單元組與熱管散熱器固定連接。

依照本發(fā)明的一個方面，所述主控系統(tǒng)包括dsp數(shù)字信號處理器、arm處理器、cpld復雜可編程邏輯器，所述dsp數(shù)字信號處理器、arm處理器與cpld復雜可編程邏輯器相互連接。

本發(fā)明實施的優(yōu)點：通過將高壓電源通過高壓電纜接進設(shè)有智能控制系統(tǒng)的高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的高壓輸入開關(guān)，高壓輸入開關(guān)接出至切分變壓器，經(jīng)切分變壓器降壓、移相后給功率單元供電，為功率單元供電的各個副邊繞組是相互獨立、相互隔離的，每個功率單元均為三電平輸出，所有功率單元分成三部分，每部分成一相，每一相鄰功率單元的輸出端首尾相串，最后形成星形連接方式，實現(xiàn)定頻調(diào)壓穩(wěn)壓的高壓直接輸出，功率單元形成高壓后輸出至lc無源濾波器通過對波形的整形處理，輸出電壓為低諧波的符合船舶用電標準的正弦波，經(jīng)lc無源濾波器整形、濾波后輸出至隔離變壓器，保證船、岸安全隔離，上述結(jié)構(gòu)的設(shè)有智能控制系統(tǒng)的高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、適用性強、可靠穩(wěn)定、調(diào)壓高效及時。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所述的一種設(shè)有智能控制系統(tǒng)的高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述的一種設(shè)有智能控制系統(tǒng)的高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明所述的一種設(shè)有智能控制系統(tǒng)的高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的簡略示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1、圖2和圖3所示，一種設(shè)有智能控制系統(tǒng)的高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)，所述設(shè)有智能控制系統(tǒng)的高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)、高壓輸入開關(guān)、切分變壓器、功率單元組、濾波器、高壓輸出開關(guān)、隔離變壓器，所述高壓輸入開關(guān)、切分變壓器器、功率單元組、濾波器、高壓輸出開關(guān)、隔壁變壓器分別與控制系統(tǒng)相連接，所述高壓輸入開關(guān)與切分變壓器連接，所述切分變壓器與功率單元組連接，所述功率單元組與濾波器連接，所述濾波器與高壓輸出開關(guān)連接，所述高壓輸出開關(guān)與隔離變壓器連接，所述功率單元組中的各個功率單元以星形方式相互串聯(lián)，所述控制系統(tǒng)包括主控系統(tǒng)、三相pwm控制器、可編程控制器、可編程液晶觸摸屏、以太網(wǎng)可編程通信接口，通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器、可編程模擬量運算控制器、電壓變送器、電流變送器、光電轉(zhuǎn)換器，所述三相pwm控制器與功率單元組連接，所述高壓輸入開關(guān)、切分變壓器、功率單元組、濾波器、高壓輸出開關(guān)、隔離變壓器分別與可編程控制器相連接，所述可編程控制器與可編程液晶觸摸屏連接，所述以太網(wǎng)可編程通信接口，通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器分別與可編程控制器相連接，所述電壓變送器、電流變送器分別與可編程模擬量運算控制器相連接，所述可編程控制器與可編程模擬量運算控制器連接，所述可編程液晶觸摸屏、主控系統(tǒng)分別與光電轉(zhuǎn)換器相連接。

將高壓電源通過高壓電纜接進設(shè)有智能控制系統(tǒng)的高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的高壓輸入開關(guān)，高壓輸入開關(guān)接出至切分變壓器，經(jīng)切分變壓器降壓、移相后給功率單元供電，為功率單元供電的各個副邊繞組是相互獨立、相互隔離的，每個功率單元均為三電平輸出，所有功率單元分成三部分，每部分成一相，每一相鄰功率單元的輸出端首尾相串，最后形成星形連接方式，實現(xiàn)定頻調(diào)壓穩(wěn)壓的高壓直接輸出，功率單元形成高壓后輸出至lc無源濾波器通過對波形的整形處理，輸出電壓為低諧波的符合船舶用電標準的正弦波，經(jīng)lc無源濾波器整形、濾波后輸出至隔離變壓器，保證船上電源、岸上電源安全隔離。

采用輸入、輸出高壓開關(guān)，通過對高壓開關(guān)上的繼電保護裝置進行整定，進而對輸入變壓器、功率單元組，輸出過壓、過流、逆功、三相不平衡等進行雙重保護。

采用可編程控制器plc進行邏輯運算控制，plc功能強大、結(jié)構(gòu)小，通過中間繼電器中轉(zhuǎn)就能完成對高壓輸入開關(guān)，高壓輸出開關(guān)，切分變壓器，功率單元組，濾波器，隔離變壓器，船岸安全回路進行檢測及保護，對高壓船動力電纜進行在線檢測及保護，高壓碼頭箱在線狀態(tài)及柜門聯(lián)鎖保護，船岸緊急停車跳閘及監(jiān)測等，達到五防要求。

采用可編程液晶觸摸屏，中英文操作、監(jiān)控畫面一鍵切換、手動/自動一鍵切換、參數(shù)修改、運行數(shù)據(jù)保存、故障、報警查詢，實時在線監(jiān)測。

采用基于以太網(wǎng)的可編程通信接口、通過通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器將rs485協(xié)議轉(zhuǎn)換成tcp/ip協(xié)議，可以采用rs485、tcp/ip等通信協(xié)議與上位機或碼頭中心變dcs通訊等設(shè)備均可遠程通信并可作為監(jiān)控部分。

采用光電轉(zhuǎn)換器，通過多模光纜或單模光纜和基于以太網(wǎng)的可編程通信接接口連接因特網(wǎng)并與船載并網(wǎng)設(shè)備進行專道通信，解決了rs485、tcp/ip傳輸距離近、外界干擾等問題，從而保證了船岸通信數(shù)據(jù)的實時性，為船舶用電又提供了一份安全保障。

采用可編程模擬量運算控制器進行plc內(nèi)置pid數(shù)據(jù)計算及控制，運算控制更加準確方便，可編程液晶屏對其采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)字化后進行顯示，操作控制更為人性化。

采用電壓變送器、電流變送器輸出一個4-20ma的電壓、電流信號，通過可編程模擬量運算控制器采集運算，實現(xiàn)plc內(nèi)置pid的電壓、電流的閉環(huán)控制，既能滿足設(shè)有智能控制系統(tǒng)的高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)在低頻時電壓、電流互感器不能正常工作的缺陷，又能防止設(shè)有智能控制系統(tǒng)的高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)出現(xiàn)諧波含量較大時燒毀電壓、電流互感器。

在本實施例中，控制系統(tǒng)還包括開關(guān)量輸出接口、開關(guān)量輸入接口、開關(guān)量擴展接口，所述開關(guān)量輸出接口、開關(guān)量輸入接口、開關(guān)量擴展接口分別與可編程控制器相連接。

在本實施例中，控制系統(tǒng)還包括模擬量擴展接口，所述模擬量擴展接口與可編程模擬量運算控制器連接。

在本實施例中，切分變壓器設(shè)有避雷器在線檢測器，所述避雷器在線檢測器與可編程模擬量運算控制器連接。

采用避雷器在線檢測器帶電或停電檢測，從而及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部絕緣受潮及閥片老化等危險缺陷，保證了切分變壓器的正常運行。

在本實施例中，濾波器為lc無涯濾波器，所述lc無涯濾波器設(shè)有高壓并聯(lián)電容器監(jiān)測系統(tǒng)，所述高壓并聯(lián)電容器監(jiān)測系統(tǒng)與可編程模擬量運算控制器連接。

采用高壓并聯(lián)電容監(jiān)測系統(tǒng)，通過判斷高壓并聯(lián)電容端的電壓參數(shù)，能夠提前預知及在線檢測高壓并聯(lián)電容的好壞，防止高壓定頻穩(wěn)壓調(diào)壓電源系統(tǒng)出現(xiàn)現(xiàn)場誤報警。

在本實施例中，功率單元組設(shè)有熱管散熱器，所述功率單元組與熱管散熱器固定連接。

采用航天熱管散熱器技術(shù)，比普通鋁型材散熱效果更加，最大程度的將功率單元內(nèi)部熱量傳遞出去，減少了因功率單元過溫報警而導致整個系統(tǒng)跳閘的概率。

在本實施例中，主控系統(tǒng)包括dsp數(shù)字信號處理器、arm處理器、cpld復雜可編程邏輯器，所述dsp數(shù)字信號處理器、arm處理器與cpld復雜可編程邏輯器相互連接。

本發(fā)明實施的優(yōu)點：通過將高壓電源通過高壓電纜接進設(shè)有智能控制系統(tǒng)的高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的高壓輸入開關(guān)，高壓輸入開關(guān)接出至切分變壓器，經(jīng)切分變壓器降壓、移相后給功率單元供電，為功率單元供電的各個副邊繞組是相互獨立、相互隔離的，每個功率單元均為三電平輸出，所有功率單元分成三部分，每部分成一相，每一相鄰功率單元的輸出端首尾相串，最后形成星形連接方式，實現(xiàn)定頻調(diào)壓穩(wěn)壓的高壓直接輸出，功率單元形成高壓后輸出至lc無源濾波器通過對波形的整形處理，輸出電壓為低諧波的符合船舶用電標準的正弦波，經(jīng)lc無源濾波器整形、濾波后輸出至隔離變壓器，保證船、岸安全隔離，上述結(jié)構(gòu)的設(shè)有智能控制系統(tǒng)的高壓定頻調(diào)壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、適用性強、可靠穩(wěn)定、調(diào)壓高效及時。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的技術(shù)人員在本發(fā)明公開的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。