一种基于电压差包络线的港船接岸电的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于电压差包络线的港船接岸电的系统，包括岸电变压器、第一开关、电压差包络线检测装置和控制组件；岸电变压器经由第一开关接入船电；电压差包络线检测装置与第一开关并联连接，并将获取的岸电与船电之间的电压差包络线信号转换为周期性正向脉动信号后，传送到控制组件；控制组件以该周期性正向脉动信号的最低点为基准点，在该基准点的前后各取T时间，并将该2T时间设定为对接时间段，且在该对接时间段内发送合闸信号到第一开关，控制第一开关合闸，通过岸电变压器接入岸电，从而实现岸电与船电的无缝对接，确保了设备的正常运行。本发明专利技术同时还公开了一种基于电压差包络线的港船接岸电的方法。

A system and method based on the envelope of voltage difference for port ships

The invention discloses a system of differential voltage envelope based on port ship to shore connection, including shore power transformer, a first switch, a voltage difference envelope detection device and a control module; shore power transformer through the first switch access ship electricity; envelope voltage difference detection device and a first switch connected in parallel between the shore with the ship electric voltage and the difference conversion envelope signal for positive periodic pulse signal, transmitted to the control module; the control module to the lowest point of the cycle of positive pulse signal as a reference point, before and after the reference point T each time, and the 2T time is set to the docking time section, and Send a signal to the first closing switch in the docking time period, the first switch control switch, through the shore power transformer access to shore power, to achieve seamless and ship shore power electrical equipment, to ensure that the Normal operation. The invention also discloses a method based on the voltage difference envelope.

【技术实现步骤摘要】
一种基于电压差包络线的港船接岸电的系统及方法
本专利技术涉及船舶用电
，特别是涉及一种基于电压差包络线的港船接岸电的系统及方法。
技术介绍
船舶岸电技术是指船舶在靠港期间接入码头侧的电网，从岸上电源获得其水泵、通信、通风、照明和其他设施所需的电力，从而关闭自身的柴油发电机。船舶接岸电后可有效地减少废气的排放，具有节能环保的显著优点，可减少发电机组运行产生的噪音污染，降低成本，因此，政府及其交通部门、航运企业、港口企业都大力推行岸电的使用。但是，现有的船舶接岸电技术通常采用先停船电再接岸电和先断岸电再启动船用发电机的方式，船上许多设备断电后复位时间长且麻烦，导致许多船舶靠港不愿接岸电。虽然现有技术中也有一些不断电接岸电的方式，如采用高压变频岸电技术，这种方式投资成本大，而且只能适用于专用船舶和专用码头。另外，不断电接岸电时，需要在船电的电压、相位和频率等与岸电的特性相差较小时才能执行两电力系统的短暂并联运作，方能执行负载转移操作，而船电的电压是比较混乱的，如若岸电与船电的电力特性相差过大，则船电与岸电连接时产生的环流容易对岸电的变压设备、船舶的发电机、船舶设备造成损坏，影响岸电、船舶发电机和船舶设备的正常运行。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于，提供一种基于电压差包络线的港船接岸电的系统，其具有不断船电的情况下，实现了的岸电与船电的无缝对接，有效防止船电与岸电连接时环流对岸电的变压设备、船舶的发电机、船舶设备造成的损坏，确保了岸电、船舶发电机和船舶设备的正常运行的优点。一种基于电压差包络线的港船接岸电的系统，包括岸电变压器、第一开关、电压差包络线检测装置和控制组件；所述岸电变压器经由所述第一开关(K2)接入船电；所述电压差包络线检测装置与所述第一开关(K2)并联连接，并将获取的岸电与船电之间的电压差包络线信号转换为周期性正向脉动信号后，传送到所述控制组件；所述控制组件分别与所述电压差包络线检测装置和第一开关(K2)连接；所述控制组件以该周期性正向脉动信号的最低点为基准点，在该基准点的前后各取T时间，并将该2T时间设定为对接时间段，且在该对接时间段内发送合闸信号到所述第一开关(K2)，控制所述第一开关(K2)合闸，通过岸电变压器接入岸电，从而实现岸电与船电的无缝对接；其中0≤T≤0.01s。相比于现有技术，本专利技术通过测量船电和岸电的电压差包络线信号，并获取电压差包络线信号的最低点，且根据该最低点设定对接时间段，在该对接时间段内发送合闸信号，在不断船电的情况下，实现了岸电与船电的无缝对接，有效防止船电与岸电连接时环流对岸电的变压设备、船舶的发电机、船舶设备造成的损坏，确保了岸电、船舶发电机和船舶设备的正常运行。进一步地，还包括用于控制是否接入电压差包络线检测装置的第二开关(K3)；所述第一开关(K2)设有用于与船电连接的第一组接触点和用于与岸电变压器连接的第二组接触点；所述电压差包络线检测装置的第一组输入端与所述第一组接触点连接；所述电压差包络线检测装置的第二组输入端通过所述第二开关(K3)与所述第二组接触点连接。在需要检测船电和岸电的电压差包络线信号时，将所述第二开关(K3)合闸，将电压差包络线检测装置接入船电和岸电进行检测，在不需要检测船电和岸电的电压差包络线信号时，打开所述第二开关(K3)，断开电压差包络线检测装置与船电和岸电的连接，可防止船电和岸电电压不稳定对电压差包络线检测装置造成的损坏。进一步地，所述电压差包络线检测装置包括电压差获取电路、绝对值转换电路和整形检波电路；所述电压差获取电路的两输入端分别并联在所述第一开关(K2)的两端，并获取船电和岸电的电压差包络线信号；所述电压差获取电路的输出端与所述绝对值转换电路的输入端连接，并将该电压差包络线信号传送到所述绝对值转换电路；所述绝对值转换电路的输出端与所述整形检波电路的输入端连接，并将电压差包络线信号转换为正向电压差包络线信号后，传送到所述整形检波电路；所述整形检波电路对电压差包络线信号进行检波处理，并转换为周期性正向脉动信号后，传送到所述控制组件。通过获取船电和岸电的电压差包络线信号，并将该电压差包络线信号进行转换和整形处理，以获取稳定地的周期信号。进一步地，所述控制组件包括单片机和工控计算机；所述单片机的输入端与所述电压差包络线检测装置的输出端连接，并对该周期性正向脉动信号进行采样和滤波，且以该周期性正向脉动信号的最低点为基准点设定对接时间段，在该对接时间段内向所述工控计算机发送对接信号；所述工控计算机根据该对接信号发送合闸控制信号到所述第一开关(K2)，所述第一开关(K2)接收所述合闸控制信号并合闸。通过单片机接收电压差包络线检测装置传送的稳定地电压差包络线信号，以快速准确地获取对接时间段；再通过工控计算机向第一开关(K2)发送开闸信号，以提高整个系统的响应速度。进一步地，还包括并联的第一相序开关(K1)和第二相序开关(K4)；船电的A相、B相、C相分别通过第一相序开关(K1)、第一开关(K2)与岸电变压器的输出端U相、V相、W相连接；所述控制组件还包括相序检测装置；所述相序检测装置一端分别与船电的A相、B相、C相连接，另一端分别与变压器的输出端U相、V相、W相连接，以检测船电和岸电是否相序一致：若相序一致，则闭合第一相序开关(K1)；若相序不一致，则闭合第二相序开关(K4)。通过第一相序开关(K1)和第二相序开关(K4)地简单切换，可使电压差包络线检测装置与相序一致的船电和岸电快速连接。进一步地，所述电压差获取电路包括一组霍尔电压传感器组件；所述霍尔电压传感器组件包括第一分压电阻、第二分压电阻、第一霍尔电压传感器和第一测量电阻；所述第一霍尔电压传感器的第一输入端通过所述第一分压电阻与所述第一开关(K2)的第一接触点连接；所述第一霍尔电压传感器的第二输入端通过所述第二分压电阻与所述第二开关的第二接触点连接，且所述第一霍尔电压传感器通过所述第一输入端和所述第二输入端分别获取船电的一相电压以及与该船电的相电压相对应的岸电一相电压，进而获取一相船电和岸电的电压差包络线信号；所述第一霍尔电压传感器的输出端与所述绝对值转换电路的输入端连接，并通过所述第一测量电阻接地。本专利技术的第一霍尔电压传感器通过两输入端输入的船电和岸电两个不同的电压信号，在洛仑兹力的作用下而产生电磁场，从而快速获取船电和岸电的电压差包络线信号。进一步地，还包括设置在船舶配电装置上的精准频率表，所述精准频率表用于测量船电频率，且根据所述精准频率表测量的船电频率，手动或自动调节发动机油门，以调节船电频率，使船电频率比岸电频率低0.1Hz-0.5Hz，再进行船电和岸电的对接，以保证发电机承担的负载功率最高达到100％，最低达到-30％，理想状态为50％左右。防止岸电逆功率过高，出现发电机抖动情况，造成发电机过闸跳闸；而发电机逆功率过高，会使发电机自动跳闸，在这过程中，也可能会对岸电带来负荷的冲击，严重时还会出现岸电过闸跳闸。本专利技术同时还提供一种基于电压差包络线的港船接岸电的方法，包括如下步骤：获取船电和岸电的电压差包络线信号，并转换为周期性正向脉动信号；以该周期性正向脉动信号的最低点为基准点，在该基准点的前后各取T时间，并将该2T时间设定为对接时间段，其中0≤T≤0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电压差包络线的港船接岸电的系统，其特征在于：包括岸电变压器、第一开关、电压差包络线检测装置和控制组件；所述岸电变压器经由所述第一开关(K2)接入船电；所述电压差包络线检测装置与所述第一开关(K2)并联连接，并将获取的岸电与船电之间的电压差包络线信号转换为周期性正向脉动信号后，传送到所述控制组件；所述控制组件分别与所述电压差包络线检测装置和第一开关(K2)连接；所述控制组件以该周期性正向脉动信号的最低点为基准点，在该基准点的前后各取T时间，并将该2T时间设定为对接时间段，且在该对接时间段内发送合闸信号到所述第一开关(K2)，控制所述第一开关(K2)合闸；其中0≤T≤0.01s。

【技术特征摘要】
1.一种基于电压差包络线的港船接岸电的系统，其特征在于：包括岸电变压器、第一开关、电压差包络线检测装置和控制组件；所述岸电变压器经由所述第一开关(K2)接入船电；所述电压差包络线检测装置与所述第一开关(K2)并联连接，并将获取的岸电与船电之间的电压差包络线信号转换为周期性正向脉动信号后，传送到所述控制组件；所述控制组件分别与所述电压差包络线检测装置和第一开关(K2)连接；所述控制组件以该周期性正向脉动信号的最低点为基准点，在该基准点的前后各取T时间，并将该2T时间设定为对接时间段，且在该对接时间段内发送合闸信号到所述第一开关(K2)，控制所述第一开关(K2)合闸；其中0≤T≤0.01s。2.根据权利要求1所述的基于电压差包络线的港船接岸电的系统，其特征在于：还包括用于控制是否接入电压差包络线检测装置的第二开关(K3)；所述第一开关(K2)设有用于与船电连接的第一组接触点和用于与岸电变压器连接的第二组接触点；所述电压差包络线检测装置的第一组输入端与所述第一组接触点连接；所述电压差包络线检测装置的第二组输入端通过所述第二开关(K3)与所述第二组接触点连接。3.根据权利要求2所述的基于电压差包络线的港船接岸电的系统，其特征在于：所述电压差包络线检测装置包括电压差获取电路、绝对值转换电路和整形检波电路；所述电压差获取电路的两输入端分别并联在所述第一开关(K2)的两端，并获取船电和岸电的电压差包络线信号；所述电压差获取电路的输出端与所述绝对值转换电路的输入端连接，并将该电压差包络线信号传送到所述绝对值转换电路；所述绝对值转换电路的输出端与所述整形检波电路的输入端连接，并将电压差包络线信号转换为正向电压差包络线信号后，传送到所述整形检波电路；所述整形检波电路对电压差包络线信号进行检波处理，并转换为周期性正向脉动信号后，传送到所述控制组件。4.根据权利要求2所述的基于电压差包络线的港船接岸电的系统，其特征在于：所述控制组件包括单片机和工控计算机；所述单片机的输入端与所述电压差包络线检测装置的输出端连接，并对该周期性正向脉动信号进行采样和滤波，且以该周期性正向脉动信号的最低点为基准点设定对接时间段，在该对接时间段内向所述工控计算机发送对接信号；所述工控计算机根据该对接信号发送合闸控制信号到所述第一开关(K2)，所述第一开关(K2)接收所述合闸控制信号并合闸。5.根据权利要求2所述的基于电压差包络线的港船接岸电的系统，其特征在于：还包括并联...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖乐明，杨贵坤，
申请(专利权)人：广州航海学院，
类型：发明
国别省市：广东,44