摘要：高压变频数字化船用岸电系统（AMP）是时代发展下的产物，也是针对于港口船舶接用岸电所设计的，整个系统在设计过程中使用了较多技术以及各种安全保护措施，还有效的排除了船用岸电技术障碍，在试用之后获得了较为有效的成功，优点则表现为操作简单、降低排放、节约成本等多方面。为了能够更好地发挥出其价值，本文也基于高压变频器技术的船用岸电电源进行了分析，希望能够为相关人员作出贡献。
关键词：高压变频器技术；船用；岸电电源
0引言
在社会不断发展过程中，我国船舶工业发展速度也十分迅猛，现如今我国已经成为了世界造船大国之一，并且也有越来越多的国家以及地区都在我国造船厂订造、维修，并符合相关标准以及频率要求。在修造船舶的时候，船上所存在的大量设备都需要60Hz电源才能真正实现有效运行，而我国工业以及民用电网频率大多是50Hz，所以若是将上述这些需要使用的设备直接接入到我国电网之中是无法确保其有效运行的。为此，一般情况下，在港口、码头以及修造船厂等企业之中，都会设计出专门的发电机亦或者是变频电源变换器，以此来实现有效的岸电供电。在社会发展过程中科学技术也在不断发展，这个时候高压变频技术也开始变得越发的成熟，越来越多的学者也在对其进行研究，而本文也是基于高压变频器技术的船用岸电电源进行了如下分析：
1设计方案
1.1合理选择高压变频器
通常情况下，船舶吨位等级之间的不同，也会促使船上使用的用电设备容量存在差异，而在本次研究过程中为了考虑到船厂今后的发展，在选择高压变频器的时候将额定容量按照3800kVA进行配置。以电机直接启动是额定电流的7倍、Y/△转换启动的4倍以及变频启动的1.1倍来对电源容量进行考虑，像是440V/280kW电动机就可以作为选择，而对于直接启动的电流其大概能够达到2.6kA，系统设计时可以将其设定为3.28kA，这样就能很好地满足需求。在对高压变频器变换装置进行设计的时候，大多会具有一定的余量，最好是能够有效满足4台之内的电动机有序启动。
1.2系统设计方案
对于一些大型的修造船企业而言，其需要使用到的用电设备数量较多，设备容量也十分的大。为此，一般情况下，供电部门在对电源电压进行传送的时候，其等级大多是高压10kV的，所以高压变频器在使用过程中也就能够很好地发挥出其高压直接输入的这一优势，并不需要用户扩大投入购买降压设备。基于高压变频器技术来对容量进行设计的时候，其单台变频器的容量最大带载能力大概是3.28kA，按照船厂实际情况来分析的话，对于那些电源功率较大的，最好是选用较为可靠且具有高性能的节能型电源方案，即可以使用10kV/50Hz的电网电压经高压变频器进行有效转换，之后输出60Hz正弦波电压，之后再经过降压变压器输出三相△接法的440-470v电压，最后经过电容器铝箔就能有效的为设备提供交流电源。降压变压器一般情况下都能够有效的实现60Hz高压变频器的有效输出，同时还能有效进行降压、变换、滤波以及隔离等功能。而电容器的作用则是能够有效的为降压变压器提供无功功率补偿、对输出的电压进行有效的滤波同时降低谐波所造成的污染。通过上述分析，我们也能发现，基于高压变频器技术的船用岸电电源设计，高压变频器在整个设计方案中可谓是最为核心且关键的一个设备。
2高压变频器的构成以及原理
MLVERT-D系列高压变频器可谓是无电网污染的变频器系统，其所使用的结构则是多单元的串联，而输出则是多电平移相式PWM方式，使用在码头、港口以及修造船厂等一系列船舶工业应用现场之中，所以现如今也受到了较多企业以及用户的喜爱与使用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这一系列高压变频器在实际应用过程中，具有较大的优势，具体表现为运行稳定、效率较高、输出正弦波形较好、对于电网谐波污染较小、能够满足IEEE519-1992谐波抑制标准、THD＜4%、也无需使用功率因数补偿装置等多方面。
2.1输入变压器
MLVERT-D系列的高压变频器在实际应用过程中，其输入侧隔离变压器主要使用的就是移相式变压器，这一变压器初级绕组是10kV，次级绕组则是三相24个绕组，而且每一个绕组都使用了延边三角形接法，合理的分成了8个不一样的相位组，移相角则分别是±3.75°、±11.25°、±18.75°、±26.25°，能够形成一个48脉波的二极管整流电路结构，而且其中的每一个次级绕组都能够接一个功率单元，而且在实际应用过程中使用这一种接法能够有效地消除47次以下的谐波，这样就不会对电网谐波造成较大的污染，有效地满足IEEE519-1992谐波抑制标准。
2.2功率单元
电网输入的三相10kV/50Hz交流电会经过输入变压器实现降压，之后再传送给功率单元进行供电，而功率单元则是属于三相输入、单相输出的交直交PWM电压源型逆变器结构，相邻功率单元之间的输出端会有效的串联在一起，这样就能够形成Y结构，真正有效的实现60Hz交流电的直接输出；之后还会讲过降压变压器输出三相△接法的440-470V电压经过电容器进行滤波之后也就能够有效的为设备提供交流电源。在这一过程中，每个功率单元之间所使用的都是电压源型结构，直流环节则属于滤波电容，负载设备所需要的无功功率则是由电容进行提供，并不需要和电网进行交换，而变频器输入功率因素相对而言也较高，能够维持在0.96之上，所以在实际运行过程中也不需要使用功率因数补偿装置。除此之外，每一个功率单元都是借助于光纤通讯来实现信息接收以及发送，这样就能对船用负载设备会使用到的电压以及频率进行有效的掌握，之后再基于此进行合理的控制与调节，最大程度保障其合理性。
3实验结果
60Hz岸电电源如果按照上述方案来进行设计与制造的话，其电网电压10kV/50Hz电源就会先经过用户开关，在经过之后就能够进入到和高压变频器配套变比为10kV/450V的干式移相变压器之中，移相变压器低压侧本就具有24个绕组，所以也能够有效地为高压变频器逆变侧提供450V的电源。在这一过程中，高压变频器一旦得到电之后，控制部分也就能够借助于发出SPWM波形来导通/封锁每一个模块逆变侧输出，同时有效的借助于高压变频器来使用多单元串联模式，这样每相就会使用8个模块进行串联，而模块在逆变侧有效输出叠加之后，其就会形成无谐波正弦波。最后再借助于主控程序内部已经涉及好的调制比也就能够得到输出为6kV/60Hz的正弦波电压，从而真正有效的实现了由电网电压10kV/50Hz到高压变频器输出6kV/60Hz正弦波电压的有效转化，同时再增加一台降压变压器也就能够真正有效的为船舶提供岸电电源
4结语
综上所述，基于高压变频器技术的岸电电源装置本就已经经过了长时间的实践与证明，具有较为良好的运行稳定性，也获得了较为良好的使用效果，其不仅能够有效的应用到传统节能降耗产业之中，也可以有效的应用到船用岸电电源领域之中。为此，相关企业在发展过程中一定要意识到其价值，结合实际来进行合理的应用于设计，这样才能将其价值发挥到最大，促进相关企业的发展与进步。
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论文作者:张磊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/7
标签：变频器论文; 高压论文; 电源论文; 电压论文; 电网论文; 过程中论文; 谐波论文; 《基层建设》2019年第4期论文;