【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力传输，尤其涉及一种具有超远距离变频启动功能的船载升压装置。
技术介绍
1、船载升压柜主要将低电压转换为高电压，以满足深海重载作业装备的电力需求。针对大功率的水下电机，常常采用变频启动的方式来降低其启动电流，缓解大电流对电网的冲击。已有部分专利采用一台变频器实现多台电机变频启动，有部分专利根据进线电压的大小自动选择三相自耦变压器的挡位来满足电机正常启动的电压需求。除此之外，还有部分专利通过调节排气孔的大小来降低湿度对升压柜内部的影响，或者设置防潮通风装置来保障升压柜的正常运行。
2、船载升压柜面临着深海重载作业装备高电压、大功率、远距离的电力供应难题。在克服船上雨水侵蚀、海浪扑打复杂作业环境的同时，还要解决密闭空间大功率变压器长期工作下快速散热的技术挑战。另外，大功率的水下电机往往需要变频启动来降低启动电流，而随着供电距离的增加、变频器容量的增大，所产生的高次谐波干扰越大，将会严重影响电气设备的正常运行。同时，陆地调试与远距离海试电压降差异较大的作业场景，也给船载升压柜提出了更高的设计要求。
3、现有的部分专利仅适用于陆地设备的调试使用，并未针对船上作业环境进行适应性改造，部分专利进行防潮通风改造后并未兼具大功率变压器防水散热的要求。除此之外，部分专利只能做到多台电机逐台启动，不能实现多台电机即可同时启动，又可独立启动的功能。部分专利设置多挡变压器稳定输出电压，结构复杂，而且不能兼容多种规格输入电压。
4、现有设备随着供电距离的增加、变频器容量的增大，所产生的高次谐波干扰越大，
5、最接近的现有技术1：
6、技术描述：一种标准的船载升压柜设计，主要用于将低电压转换为适用于深海重载作业装备的高电压。这类设计通常包含基本的变压器和控制系统，可用于大功率水下电机的电力供应。
7、存在的技术问题：
8、1. 有限的升压能力：传统船载升压柜无法提供足够的电压以满足特定深海作业装备的高电压需求，限制了其适用范围。
9、2. 谐波干扰问题：在大功率变频启动时，产生显著的高次谐波，这会对其他电气设备造成干扰，影响整体系统的稳定性。
10、3. 缺乏有效的散热系统：长时间运行下的高功率变压器导致过热问题，尤其在密闭或狭小的船舱内，散热效率低下。
11、最接近的现有技术2：
12、技术描述：一种高效的船载电力系统，设计用于提供稳定的电力供应并支持多台电机的同步启动。该系统包含多挡变压器和先进的控制单元，用于适应不同规格的输入电压和输出需求。
13、存在的技术问题：
14、1. 复杂的控制系统：多挡变压器和高度复杂的控制系统导致操作和维护的难度增加，影响系统的可靠性和使用寿命。
15、2. 适应性不足：该系统未充分考虑远距离供电和海洋环境的特殊要求，例如，对于远距离变频启动的高次谐波干扰和恶劣的海洋环境适应性不足。
16、3. 散热效率不足：虽然具有一定的防潮通风设计，但对于大功率变压器在密闭环境下的快速散热仍然不足。
17、接近的两项现有技术在高电压、大功率船载电力系统的设计方面存在一定局限性，特别是在高次谐波干扰处理、远距离电力供应、环境适应性和散热效率方面的不足，这些问题影响整体系统的性能和可靠性。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种具有超远距离变频启动功能的船载升压装置。
2、本技术方案是一种具有超远距离变频启动功能的船载升压装置，它由变频交流系统、直流升压系统、散热系统和照明系统组成。变频交流系统可以将输入的380v/440v电压升压到4500v，同时支持设置输出频率和输出电压。直流升压系统可以输出3000v的直流电以满足不同负载的电力需求。散热系统则监测温度和湿度以调整散热参数，当环境温度超过阈值时，会触发过温保护并自动断电。照明系统则包含灯、插座、应急灯和开关。此外，低压控制柜用于控制各系统的电力输入并监视其电力状态。整个装置设计有操作通道和维护通道，方便作业人员操作和维护设备。
3、本专利技术是这样实现的，一种具有超远距离变频启动功能的船载升压装置，由变频交流系统、直流升压系统、散热系统、照明系统构成，通过低压进线箱接入380v/50hz或者440v/60hz的电源，经由变频交流系统输出4500v的交流电以及直流升压系统输出3000v的直流电，通过高压出线箱接出，输送到负载端。
4、进一步，交流变频系统由低压控制柜、预充电柜、变频启动柜、交流滤波柜、开关切换柜构成，预充电柜用来缓解大容量变频器功率单元瞬时启动对交流回路的冲击，变频启动柜用来将输入的380v/440v升压为4500v交流，同时支持设置输出频率和输出电压，交流滤波柜用来过滤交流信号中的高次谐波，提高电路的可靠性和稳定性，开关切换柜用来控制水下电机的启停，支持独立运行、同时运行工作模式。
5、进一步，直流升压系统由低压控制柜、直流升压柜构成，直流升压柜支持设置输出电压和输出电流，满足不同负载的电力需求。
6、进一步，散热系统由风机、空调、环境监测仪、空调外机构成，环境监测仪用来监测集装箱内的温度和湿度，方便作业人员观察箱内环境，调整散热系统的参数，当环境温度超过阈值温度时，会触发过温保护，自动断电，并且发出警报。
7、进一步，照明系统由灯，插座，应急灯，开关构成。
8、进一步，低压控制柜用于控制交流变频系统、直流升压系统、散热系统、照明系统的电力输入，监视其电力状态，同时可通过低压进线箱的网线传输至上位机，进行远程监测和操控。
9、进一步，作业人员由集装箱门进入船载升压装置操作，前方为操作通道，供作业人员进出操作装置，后方为维护通道，装置故障时可在此检修排查。
10、本专利技术的另一目的在于提供一种使用具有超远距离变频启动功能的船载升压装置的方法，步骤包括：首先，通过低压进线箱接入380v/50hz或者440v/60hz的电源；然后，利用变频交流系统将输入电源升压至4500v的交流电；接着，利用直流升压系统输出3000v的直流电；最后，通过高压出线箱将升压后的交流电和直流电输送至负载端。
11、本专利技术的另一目的在于提供一种使用具有超远距离变频启动功能的船载升压装置进行散热的方法，步骤包括：首先，利用环境监测仪监测集装箱内的温度和湿度；然后，根据监测结果，调整风机和空调的工作参数以达到合适的散热效果；当环境温度超过设定的阈值温度时，启动过温保护功能，自动断电，并发出警报。
12、本专利技术的另一目的在于提供一种使用具有超远距离变频启动功能的船载升压装置进行远程监控的方法，步骤包括：首先，通过低压控制柜控制交流变频系统、直流升压系统、散热系统、照明系统的电力输入，并监视其电力状态；然后，通过低压进线箱的网线将监测到的电力状态传输至上位机；最后，通过上位机进行远程监控和操控。
【技术保护点】
1.一种具有超远距离变频启动功能的船载升压装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的具有超远距离变频启动功能的船载升压装置，其特征在于，交流变频系统由低压控制柜、预充电柜、变频启动柜、交流滤波柜、开关切换柜构成，预充电柜用来缓解大容量变频器功率单元瞬时启动对交流回路的冲击，变频启动柜用来将输入的380V/440V升压为4500V交流，同时支持设置输出频率和输出电压，交流滤波柜用来过滤交流信号中的高次谐波，提高电路的可靠性和稳定性，开关切换柜用来控制水下电机的启停，支持独立运行、同时运行工作模式。
3.如权利要求1所述的具有超远距离变频启动功能的船载升压装置，其特征在于，直流升压系统由低压控制柜、直流升压柜构成，直流升压柜支持设置输出电压和输出电流。
4.如权利要求1所述的具有超远距离变频启动功能的船载升压装置，其特征在于，散热系统由风机、空调、环境监测仪、空调外机构成，环境监测仪用来监测集装箱内的温度和湿度观察箱内环境，调整散热系统的参数，当环境温度超过阈值温度时，会触发过温保护，自动断电，并且发出警报。
5.如权利要求1所述
6.如权利要求1所述的具有超远距离变频启动功能的船载升压装置，其特征在于，低压控制柜用于控制交流变频系统、直流升压系统、散热系统、照明系统的电力输入，监视其电力状态，同时可通过低压进线箱的网线传输至上位机，进行远程监测和操控。
7.如权利要求1所述的具有超远距离变频启动功能的船载升压装置，其特征在于，船载升压装置前方为操作通道，供作业人员进出操作装置，后方为维护通道，装置故障时可在此检修排查。
8.一种使用权利要求1所述具有超远距离变频启动功能的船载升压装置的方法，其特征在于，步骤包括：首先，通过低压进线箱接入380V/50Hz或者440V/60Hz的电源；然后，利用变频交流系统将输入电源升压至4500V的交流电；接着，利用直流升压系统输出3000V的直流电；最后，通过高压出线箱将升压后的交流电和直流电输送至负载端。
9.一种使用权利要求1所述具有超远距离变频启动功能的船载升压装置进行散热的方法，其特征在于，步骤包括：首先，利用环境监测仪监测集装箱内的温度和湿度；然后，根据监测结果，调整风机和空调的工作参数以达到散热效果；当环境温度超过设定的阈值温度时，启动过温保护功能，自动断电，并发出警报。
10.一种使用权利要求1所述具有超远距离变频启动功能的船载升压装置进行远程监控的方法，其特征在于，步骤包括：首先，通过低压控制柜控制交流变频系统、直流升压系统、散热系统、照明系统的电力输入，并监视其电力状态；然后，通过低压进线箱的网线将监测到的电力状态传输至上位机；最后，通过上位机进行远程监控和操控。
...【技术特征摘要】
1.一种具有超远距离变频启动功能的船载升压装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的具有超远距离变频启动功能的船载升压装置，其特征在于，交流变频系统由低压控制柜、预充电柜、变频启动柜、交流滤波柜、开关切换柜构成，预充电柜用来缓解大容量变频器功率单元瞬时启动对交流回路的冲击，变频启动柜用来将输入的380v/440v升压为4500v交流，同时支持设置输出频率和输出电压，交流滤波柜用来过滤交流信号中的高次谐波，提高电路的可靠性和稳定性，开关切换柜用来控制水下电机的启停，支持独立运行、同时运行工作模式。
3.如权利要求1所述的具有超远距离变频启动功能的船载升压装置，其特征在于，直流升压系统由低压控制柜、直流升压柜构成，直流升压柜支持设置输出电压和输出电流。
4.如权利要求1所述的具有超远距离变频启动功能的船载升压装置，其特征在于，散热系统由风机、空调、环境监测仪、空调外机构成，环境监测仪用来监测集装箱内的温度和湿度观察箱内环境，调整散热系统的参数，当环境温度超过阈值温度时，会触发过温保护，自动断电，并且发出警报。
5.如权利要求1所述的具有超远距离变频启动功能的船载升压装置，其特征在于，照明系统由灯，插座，应急灯，开关构成，用于提供照明和电源接口。
6.如权利要求1所述的具有超远距离变频启动功能的船载升压装置，其特征在于，低压控制柜用于控制交流变频系统、直流升压系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁琼文，翁启旺，卢文月，杨建民，肖龙飞，吕海宁，毛竞航，
申请(专利权)人：上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院，
类型：发明
国别省市：
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