專利名稱：一種船舶岸電系統及其供電方法
技術領域：
本發明屬于電力技術領域，涉及船舶岸電技術，為一種船舶岸電系統及其供電方法。
背景技術：
船舶岸電技術是船舶靠岸時所用的一種供電技術。目前，船舶岸電技術一般采取 為船舶用電單獨設置中性點不接地IT系統，或在艦船靠岸時把陸用負荷切除，由陸用中性 點接地TN系統為船舶供電的方法。第一種方法雖然可靠，但在船舶沒有靠岸的時候，岸電 系統處于閑置狀態，造成極大的浪費；第二種方法雖然經濟，但船舶靠岸用電時，陸用負荷 的用電系統將停止工作，而且因為岸電系統采用中性點直接接地TN系統，一旦發生變壓器 單相接地將引起保護跳閘，供電中斷，影響對船舶供電的連續性。現有船舶交流供電系統均 采用IT系統，陸地電網中，普通380/220V供電電網均采用三相四線制。因此，研究陸用電與船用電兼容，或短時兼容的岸電技術，具有重大的現實意義和 實用價值。

發明內容
本發明要解決的問題是目前船舶岸電技術不能實現陸地用電與船舶用電的同時 共用，岸電系統利用率低，并且岸電系統的安全穩定性有待提高。本發明的技術方案為一種船舶岸電系統，包括變壓器、陸地用電負荷和船舶用電 負荷，變壓器低壓側通過并聯的接地斷路器和接地阻抗接地，陸地用電負荷和船舶用電負 荷并聯，與變壓器低壓側連接，其中陸地用電負荷與變壓器之間設有陸用負荷斷路器，船舶 用電負荷與變壓器之間設有船用負荷斷路器，所述接地斷路器與船用負荷斷路器聯鎖，接 地斷路器合閘時船用負荷斷路器分閘，船用負荷斷路器合閘時接地斷路器分閘。進一步的，船舶用電負荷通過保護接地線直接接地；陸地用電負荷為三相四線制， 通過保護接地線和中性線連接并聯的接地斷路器和接地阻抗接地。船舶用電負荷設有絕緣監測裝置。作為優選方式，本發明中陸用負荷斷路器和船用負荷斷路器與變壓器低壓側的連 接之間還設有總斷路器，。總斷路器作用多一級保護，作為一級保護，陸用負荷斷路器和船 用負荷斷路器作為二級保護。本發明的船舶岸電系統的供電方法，岸電系統處于供電狀態，沒有船舶靠岸使用 岸電系統時，船用負荷斷路器分閘，接地斷路器合閘，使接地阻抗短接，岸電系統的變壓器 為陸地用電負荷供電，岸電系統和陸地用電負荷直接接地；當有船舶靠岸用電時，船用負荷 斷路器合閘，接地斷路器分閘，岸電系統中性點和陸地用電負荷通過接地阻抗接地，陸地用 電負荷與船舶用電負荷共用岸電系統。現有技術中，船舶交流供電系統均采用中性點不接地IT系統，而陸地電網中供電 電網均采用三相四線制的岸電系統采用中性點直接接地TN系統，由于供電系統的接地差異，陸地用電負荷和船舶用電負荷無法直接同時共用一個岸電系統。本發明提供了一種陸 用負荷和船用負荷共用的一種供配電技術。配合阻抗斷路器與阻抗的并聯運行，只有陸地 用電負荷時，中性線直接接地，為陸地用電負荷提供中性點直接接地的三相四線加保護線 的電源，當有船舶靠岸用電時，岸電系統中性點和陸地用電負荷通過接地阻抗接地，船舶用 電負荷通過保護接地線直接接地，實現陸地用電負荷與船舶用電負荷共用岸電系統，在本 發明變壓器中性點經阻抗接地的兼容系統中，即使岸電系統的變壓器發生單相接地，中性 點和中性線的對地電壓接近相電壓，受接地阻抗的限制，接地電流較小，船用負荷上常規的 繼電保護裝置不會跳閘，滿足船舶連續性供電的需要。接地斷路器與船用負荷斷路器電氣 聯鎖，實現陸地用電負荷與船舶用電負荷接入時的穩定連續使用。本發明具有如下優點1)、供電方式轉換迅速，工作可靠。沒有船舶靠岸使用岸電系統時，船用負荷斷路 器分閘，接地斷路器合閘，把接地阻抗短接，岸電系統的變壓器能為港口碼頭的陸用設備提 供中性點直接接地的三相四線加保護線的電源；當有船舶靠岸用電時，船用負荷斷路器合 閘，接地斷路器分閘，岸電系統中性點通過接地阻抗接地，陸地用電負荷與船舶用電負荷共 用岸電系統。本發明接地阻抗的設置，使在有船舶用電負荷負荷時，若岸電系統沒有發生單 相接地，接地阻抗起到抑制中性點漂移的作用，若岸電系統發生單相接地，可以限制接地相 的接地電流，避免因繼電保護裝置動作切斷船用電源。2)、保護手段全面。在本發明變壓器中性點經阻抗接地的兼容系統中，如果岸電系 統的變壓器發生單相接地，中性點和中性線的對地電壓接近相電壓，受接地阻抗的限制，接 地電流較小，常規的繼電保護裝置不會跳閘，雖然滿足船舶連續性供電的需要，但陸電系統 存在維修電擊的危險。為此，需針對這個情況對船舶用電符合設置專門的繼電保護系統，以 便在發生單相接地時能快速、可靠的切除接地回路，并保證非接地回路的連續供電。本發明 在船舶用電負荷設有絕緣監測裝置，絕緣監測裝置通過采集模塊把岸電系統不同級別配電 柜(箱)的電流參量傳送到控制單元，對岸電系統進行監控。當岸電系統的變壓器發生單 相接地時，根據電流變化情況判別接地點的大致位置，并啟動相應繼電保護裝置進行報警， 根據報警人為有選擇的切除岸電系統，在確保船用電可靠的前提下，最大限度的保證陸用 電的可靠性。


圖1為本發明系統結構示意圖。
具體實施例方式本發明提供了一種船舶靠岸時既可為其提供三相三線制電源，又能向港口碼頭的 陸用電氣設備提供三相四線加保護線系統的船舶岸電兼容型系統方案，如圖1所示，本發 明船舶岸電系統包括變壓器B，變壓器B低壓側與接地點之間設有并聯的接地阻抗Z和接地 斷路器QF4,總斷路器QF1,陸用負荷斷路器QF2，船用負荷斷路器QF3,中性線N，保護接地線 PE。陸地用電負荷和船舶用電負荷并聯，通過總斷路器QF1與變壓器低壓側連接，其中陸地 用電負荷與總斷路器QF1之間設有陸用負荷斷路器QF2，船舶用電負荷與總斷路器QF1之間 設有船用負荷斷路器QF3,所述接地斷路器QF4與船用負荷斷路器QF3聯鎖，接地斷路器QF4
4合閘時船用負荷斷路器QF3分閘，船用負荷斷路器QF3合閘時接地斷路器QF4分閘。船舶用 電負荷通過保護接地線PE直接接地；陸地用電負荷為三相四線制，通過保護接地線PE和中 性線連接并聯的接地斷路器QF4和接地阻抗Z接地。船舶用電負荷設有絕緣監測裝置，例 如施耐德Vigilohm絕緣監測裝置，絕緣監測裝置對岸電系統進行監控，當岸電系統的變壓 器發生單相接地時，根據電流變化情況判別接地點的大致位置，并啟動相應繼電保護裝置 進行報警，根據報警可人為有選擇的切斷船舶用電負荷與岸電系統的連接。本發明的船舶岸電系統的供電方法，總斷路器合閘時，岸電系統處于供電狀態，接 地斷路器QF4與阻抗Z的并聯運行，沒有船舶靠岸使用岸電系統時，接地斷路器QF4合閘，則 使接地阻抗Z短路，中性線N直接接地，為陸地用電負荷提供中性點直接接地的三相四線加 保護線的電源，當有船舶靠岸用電時，船用負荷斷路器QF3合間，QF4分閘，岸電系統中性點 通過接地阻抗Z接地，陸用電與船用電共用岸電系統。接地阻抗的設置，使在有船舶用電負 荷負荷時，若岸電系統沒有發生單相接地，接地阻抗起到抑制中性點漂移的作用，若岸電系 統發生單相接地，可以限制接地相的接地電流，避免因繼電保護裝置動作切斷船用電源。本發明陸地用電負荷與船舶用電負荷共用岸電系統。接地斷路器與船用負荷斷路 器電氣聯鎖，實現陸地用電負荷與船舶用電負荷接入時的穩定連續使用。具體實施中，變壓器B選用油浸式。本發明實施得到的大小不同容量的船舶岸電系統，可以廣泛地使用于各種供電容 量的場合中。
權利要求
一種船舶岸電系統，包括變壓器、陸地用電負荷和船舶用電負荷，其特征是變壓器低壓側通過并聯的接地斷路器和接地阻抗接地，陸地用電負荷和船舶用電負荷并聯，與變壓器低壓側連接，其中陸地用電負荷與變壓器之間設有陸用負荷斷路器，船舶用電負荷與變壓器之間設有船用負荷斷路器，所述接地斷路器與船用負荷斷路器聯鎖，接地斷路器合閘時船用負荷斷路器分閘，船用負荷斷路器合閘時接地斷路器分閘。
2.根據權利要求1所述的一種船舶岸電系統，其特征是船舶用電負荷通過保護接地線 直接接地；陸地用電負荷為三相四線制，通過保護接地線和中性線連接并聯的接地斷路器 和接地阻抗接地。
3.根據權利要求1或2所述的一種船舶岸電系統，其特征是船舶用電負荷設有絕緣監 測裝置。
4.根據權利要求1或2所述的一種船舶岸電系統，其特征是陸用負荷斷路器和船用負 荷斷路器與變壓器低壓側的連接之間還設有總斷路器。
5.根據權利要求3所述的一種船舶岸電系統，其特征是陸用負荷斷路器和船用負荷斷 路器與變壓器低壓側的連接之間還設有總斷路器。
6.權利要求1-5任一項所述的船舶岸電系統的供電方法，其特征是岸電系統處于供電 狀態，沒有船舶靠岸使用岸電系統時，船用負荷斷路器分閘，接地斷路器合閘，使接地阻抗 短接，岸電系統的變壓器為陸地用電負荷供電，岸電系統和陸地用電負荷直接接地；當有船 舶靠岸用電時，船用負荷斷路器合閘，接地斷路器分閘，岸電系統中性點和陸地用電負荷通 過接地阻抗接地，陸地用電負荷與船舶用電負荷共用岸電系統。
全文摘要
一種船舶岸電系統及其供電方法，岸電系統包括變壓器、陸地用電負荷和船舶用電負荷，變壓器低壓側通過并聯的接地斷路器和接地阻抗接地，陸地用電負荷和船舶用電負荷并聯，與變壓器低壓側連接，其中陸地用電負荷與變壓器之間設有陸用負荷斷路器，船舶用電負荷與變壓器之間設有船用負荷斷路器，所述接地斷路器與船用負荷斷路器聯鎖；沒有船舶靠岸使用岸電系統時，接地斷路器合閘，使接地阻抗短接，岸電系統為陸地用電負荷供電；船舶靠岸用電時，船用負荷斷路器合閘，接地斷路器分閘，岸電系統通過接地阻抗接地，陸地用電負荷與船舶用電負荷共用岸電系統。本發明供電方式轉換迅速，工作可靠，保護手段全面，提高岸電系統的利用效率和工作安全穩定性。
文檔編號H02J3/00GK101917004SQ20101025280
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月11日 優先權日2010年8月11日
發明者葉曉松, 吳振飛, 王金全, 邢鳴 申請人:江蘇鎮安電力設備有限公司;王金全