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太原岸电电源核心工作原理(附接线图)

发布时间: 作者: 逆变器生产厂家 分类:电源技术知识库

太原岸电电源用于船舶停靠码头时连接陆地电源,替代船上的柴油发电机组。山东运电气有限公司生产的太原岸电电源,输入侧接低压配电系统的交流电,输出侧接船舶受电箱。设备内部采用交直交变换方式,主回路包括隔离变压器、整流模块、直流滤波回路、逆变模块、输出滤波回路。核心工作原理和接线关系如下。

一、太原岸电电源设备构成

  • 隔离变压器:将AC380V市电变换为整流模块输入用的交流电压,同时隔离输入侧与输出侧的共模干扰。
  • 整流模块:由三相整流桥组成,把交流电变换为直流电。
  • 直流母线:采用电解电容器组和均压电阻,将整流后的脉动直流平滑为恒定直流。
  • 逆变模块:使用IGBT功率器件,把直流电变换为频率可调的交流脉冲波。
  • 输出电抗器:滤除PWM脉冲中的高频分量,使输出电压接近正弦波。
  • 控制单元:完成电压采样、电流采样、频率给定、PWM脉冲输出和故障保护。

二、主电路工作原理

主电路工作时,三相交流电从输入端R、S、T进入断路器QF1,经过隔离变压器降压后送到整流模块。整流模块将交流电变成脉动直流,直流母线电容将该电压平滑到额定值。逆变模块内部的控制芯片按设定频率发出PWM驱动信号,使IGBT按照正弦波规律导通和关断,在输出端形成脉宽调制电压。该电压经过输出电抗器滤波后,变成频率稳定、电压可调的三相交流电,再通过输出断路器QF2送到U、V、W端子。

输出频率可以在50Hz和60Hz之间切换。输出电压可以设定为AC380V或AC440V。当船舶零线系统与岸电系统不一致时,输出侧采用三相三线制供电,中性点由船方自行处理。设备负载变化时,控制单元通过闭环调节保持输出值稳定。

三、控制与保护工作原理

控制单元实时采集输入侧电压、直流母线电压、输出侧电压、输出电流和模块温度。DSP芯片将采集值与用户设定值进行比较,经过比例积分调节后生成PWM脉冲,驱动板将脉冲信号放大后送到IGBT门极。这样输出电压和频率就能跟随设定值,并在负载突变时自动恢复。

保护功能包括输入过压、输入欠压、输入缺相、直流母线过压、输出过流、输出短路、模块过温。保护动作后,设备停止输出并记录故障代码,同时通过X2端子外接的复位按钮清除故障状态。

四、接线图

主电路接线走向如下:

主电路接线流程图
R/S/T输入→断路器QF1→隔离变压器→整流模块→直流母线→逆变模块→输出电抗器→输出断路器QF2→U/V/W输出

主电路接线端子对应关系见表1。

表1 主电路接线端子表
端子号端子名称连接对象电缆规格
R、S、T市电输入低压配电柜AC380V三相五线YJV电力电缆
U、V、W电源输出船舶受电箱AC440V三相三线船用电缆
PE保护接地码头接地网和船体接地端黄绿双色铜线

控制端子接线对应关系见表2。

表2 控制端子接线表
端子号功能连接对象
X0启动/停止运行控制继电器干接点
X1频率选择50Hz/60Hz选择开关
X2故障复位故障复位按钮
AO1模拟量输出直流电压表/电流表

接线走向为:输入电缆从电缆沟进入柜体,经铜排接至断路器QF1。隔离变压器副边与整流模块之间使用封闭母排。逆变模块输出端与输出电抗器之间采用软铜排连接。输出开关下口接U、V、W端子,通过码头插座送至船舶。

五、现场接线要求

现场接线人员须使用铜芯电缆,并按设备额定电流选择电缆截面积。压接冷压线鼻时,使用液压钳压紧,防止接触电阻过大。输入相序按黄、绿、红三色标记对应A、B、C相。输出U、V、W相序须与船舶受电箱相序一致,否则电动机类负载会反转。

接地线采用黄绿双色铜导线,截面积不得小于相线截面积的二分之一。控制电缆采用屏蔽电缆,屏蔽层在柜体一端单点接地,另一端悬空。逆变模块散热器风扇的接线须检查转向,保证风量从下向上吹过散热片。

送电前,须用兆欧表测量主回路对地绝缘电阻,阻值不得低于1兆欧。接线完成后,还必须检查直流母线电容放电状态。等待五分钟,用万用表测量母线两端电压,电压低于36伏时方可进行后续检修操作。

六、参数对照

岸电电源参数对照表
项目参数范围
额定输入电压AC380V±10%
输入频率50Hz±5%
额定输出电压AC380V/AC440V
输出频率50Hz/60Hz
额定容量100kVA至400kVA
过载能力110%负载可连续运行60分钟
输出波形畸变率不大于3%
设备效率不低于95%
冷却方式强迫风冷

七、投运后排查方法

输出过流时,检查船舶负载是否超过设备额定容量,检查U、V、W输出电缆是否存在相间短路。母线过压时,检查输入电压是否偏高,检查制动单元是否已投入工作。输出频率无法切换时,检查X1端子外接选择开关的通断状态。

触摸屏显示通讯中断时,检查控制电缆屏蔽层是否连接牢固,检查RS485接口的A、B线是否接反。设备跳闸后,须在排除故障原因的情况下再按X2复位按钮。风扇不转动时,检查风扇电源线是否松脱,检查风道有无杂物堵塞。

八、报价获取方式

太原岸电电源的价格根据容量、输出电压、防护等级等计算。山东运电气有限公司通过本网页展示联系电话,询价人员拨打电话沟通后获得实际报价。设备出厂前进行主电路接线核对、满载温升试验和短路保护试验。

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