一种直流可靠配电板的制作方法

1.本实用新型属于电气工程技术领域，具体涉及一种用于船舶电力系统的直流可靠配电板。


背景技术：

2.现代的船舶电力系统是一个大型复杂的系统，供电时需要将电网的电能由配电板通过电缆送至各负载，有时会电网会因为线路损坏等原因出现故障。
3.为保障整个电力系统正常稳定地工作，在出现电网故障时将影响降至最低，这对配电板的性能有较高要求。


技术实现要素：

4.本实用新型针对上述技术问题，设计一种直流可靠配电板，与一般的配电板相比，具有安全级更高、稳定性更好的特点。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种直流可靠配电板，包括由框架、安装在框架正面的面板以及安装在框架背面和侧面的盖板构成的配电板箱体，所述的框架上设置有由断路器、分流器及其联接的汇流排组成的主回路，由一台电源模块、测量模块和信号电路组成的控制回路，以及测量模块、指示仪表等组成，所述的断路器包括小电流直流塑壳式断路器和大电流直流塑壳式断路器，汇流排用于连接各台断路器，引出端作为对外电气接口，电源模块用于向小电流直流塑壳式断路器和大电流直流塑壳式断路器及电量附件提供电源，测量模块包括电压传感器、电流传感器和绝缘监测传感器，所述的主回路和控制回路上分别设置有主回路输出端子排和控制回路输出端子排。
6.所述的一种直流可靠配电板，其框架侧面和背部的盖板上开设有百叶窗，一方面能够满足防滴式的防护要求，一方面柜体内部热空气通过百叶窗形成自然对流散热。
7.所述的一种直流可靠配电板，其框架正面的面板上设置有电压表和电流表，便于观察操作。
8.所述的一种直流可靠配电板，其断路器为18台舰用直流塑壳式断路器，其中包括4个400 a塑壳式断路器，3个200 a塑壳式断路器和11个100 a塑壳式断路器，所有塑壳式断路器均具备安全级功能。
9.所述的一种直流可靠配电板，其测量模块包括1个电压传感器（dvl 1500/sp1）、2个电流传感器（lt2005
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s）和18个绝缘监测传感器。
10.所述的一种直流可靠配电板，其电源模块的输入侧设有1台电源滤波器用于抑制电源模块对外的干扰，还加装共模电感以抑制高频共模干扰。
11.本实用新型的有益效果是：本实用新型配电板主要由配电板箱体、舰用直流塑壳式断路器、电源模块、汇流排、测量模块、指示仪表等组成，能在直流幅压电网及应急照明电网中作配电用途，对直流幅压电网馈线作过载和短路保护，以及为舱室监控装置提供电路中电压、电流等参数，保障电力系统正常稳定地运行。
附图说明
12.图1是本实用新型的内部布置图；
13.图2是本实用新型的主回路原理图；
14.图3是本实用新型的控制回路原理图。
15.各附图标记为：1—电源模块，2—小电流直流塑壳式断路器，3—大电流直流塑壳式断路器，4—电流传感器，5—绝缘监测传感器，6—控制回路输出端子排，7—输入端头，8—主回路输出端子排。
具体实施方式
16.下面结合附图和实施例，对本实用新型进行清楚、完整地说明。
17.参照图1所示，本实用新型公开的一种直流可靠配电板，通过底部四个隔振器与艇体固定，后上部装有2个隔振器用于侧向支撑，总体上为框架式柜体结构，正面为操作维修空间，背面免维护，下部为接线空间，安全分级为1e级，质保分级为a级，抗冲击分类为i类，其包括由框架、安装在框架正面的面板以及安装在框架背面和侧面的盖板构成的配电板箱体，所述的框架上设置有由断路器、分流器及其联接的汇流排组成的主回路，以及由1台电源模块1、测量模块和信号电路组成的控制回路，以及测量模块、指示仪表等组成，所述的断路器包括小电流直流塑壳式断路器2和大电流直流塑壳式断路器3，汇流排用于连接各台断路器，引出端作为对外电气接口，电源模块1用于向小电流直流塑壳式断路器2和大电流直流塑壳式断路器3及电量附件提供电源，测量模块为电力集中监控装置提供汇流排电压和逆变电源供电支路电流信号，电压传感器、电流传感器4和绝缘监测传感器5由电力集中监控装置块供电。每个逆变电源供电支路断路器还提供1对辅助触点信号给电力集中监控装置，用于指示断路器闭合/断开状态。
18.本实用新型的断路器为18台舰用直流塑壳式断路器，包括4个400 a舰用直流塑壳式断路器，3个200 a舰用直流塑壳式断路器和11个100 a舰用直流塑壳式断路器；所有塑壳式断路器均具备安全级功能，400 a舰用直流塑壳式断路器应与上级1000 a舰用直流塑壳式断路器及下级100 a舰用直流塑壳式断路器实现选择性匹配。测量模块包括1个电压传感器（dvl 1500/sp1）、2个电流传感器4（lt2005
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s）和18个绝缘监测传感器5，所述的主回路和控制回路上分别设置有主回路输出端子排8、输入端头7和控制回路输出端子排6。
19.每台塑壳式断路器还设有电量附件，电量附件用于采集断路器状态及各支路电压、电流、功率等信息，电量附件具有can总线接口。
20.本实用新型框架侧面和背部的盖板上开设有百叶窗，一方面能够满足防滴式的防护要求，一方面柜体内部热空气通过百叶窗形成自然对流散热。框架正面的面板上设置有电压表和电流表，便于观察操作。电压表、电流表置于直流可靠配电板正面面板上部便于观察操作。
21.本实用新型电源模块1的输入侧设有1台电源滤波器（型号为mnf05
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1a）用于抑制电源模块1对外的干扰，用于电源模块1输入滤波、电磁兼容性控制、综合节能控制等，滤波器z具有优良的干扰抑制能力，同时减小外部信号对配电板弱电部分的干扰，电源模块1的输入侧还加装共模电感以抑制高频共模干扰。
22.本实用新型的主回路原理图如图2所示。附图2中虚线内为外部设备，主要为蓄电
池开关板、直流绝缘监测模块，其中qf1～qf18为直流塑壳式断路器，rs1为分流器，pt1～pt18为绝缘监测传感器5，tv1为电压传感器，ta1、ta2为电流传感器4，pa1为电流表、pv1为电压表。fu1、fu2为微型熔断器。直流可靠配电板的主回路在板外一端经电缆由蓄电池开关板供电，在板内经分流器rs1和各配电支路的直流配电断路器qf1～qf18，另一端接向各直流用电设备。
23.本实用新型的控制回路原理图如图3所示。控制电路电源从主回路进线获得，dc350v～dc640v蓄电池组电源经微型熔断器和滤波器z后送到电源模块u。电源模块将dc350v～dc640v转换成dc24v控制电源， dc24v电源提供给断路器电量附件和两个逆变电源断路器分励脱扣器，因为每个电量附件的功耗不大于1w，又分励脱扣器为瞬时动作，所以电源模块输出额定电流3a即可满足18个电量附件的供电要求。直流塑壳断路器自带电量附件，电量附件可以检测断路器状态、电压、电流和功率，各支路断路器内电量附件通过can总线接口传递到舱室综合监控装置，直流可靠配电板can总线的终端设置1个终端电阻。其中fu3、fu4为微型熔断器， z为滤波器，u为电源模块，r1为终端电阻。
24.直流可靠配电板向电力集中监控装置提供汇流排电压信号、逆变电源供电支路断路器闭合状态和电流信号，电压信号由1个电压传感器（dvl 1500/sp1）采集、电流信号由2个电流传感器4（lt2005
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s）采集，传感器由信号采集模块供电，每个传感器需要至少3芯电缆，逆变电源断路器闭合状态由断路器提供无源辅助触点来实现，共4根线，因此设置1根10
×2×
1 mm2（实际使用16芯）信号电缆。
25.直流可靠配电板通过熔断器保护后将正、负汇流排电压信号分别传递到绝缘监测传感器5，因此设置2根1
×
1 mm2信号电缆，电缆额定电压为dc1000v。所有绝缘监测传感器5通过端子排接1根18
×2×
1的信号电缆连接到绝缘监测装置。
26.直流可靠配电板与舱室综合监控装置通过1根2
×2×
1 mm2的can线电缆通信。
27.直流可靠配电板设有无源触点控制蓄电池开关板1000 a断路器分断，通过1根2
×
1 mm2的电力电缆连接；直流可靠配电板与蓄电池开关板通过1根2
×2×
1 mm2的can线电缆通信。
28.直流可靠配电板逆变电源支路断路器设有分励脱扣器，由逆变电源装置的无源触点控制，通过2根2
×
1 mm2的电力电缆连接。直流可靠配电板下部设置1个有60个端子的端子排，上述信号电缆统一接到端子排上，端子排额定参数为800v/31a。
29.通过以上设计，使得直流可靠配电板具有安全级高、稳定性好、可测试的特点，能够安全、可靠地完成对电网的保护。
30.本实用新型直流可靠配电板的性能指标要求如下：
31.a）额定电流：1000a。
32.b）电制：主回路为直流幅压dc350v～dc640v。
33.c）介电强度：主回路可承受的交流50hz的试验电压为2500v，控制电路可承受的交流50hz的试验电压为500v，1min后带电部分对壳体无闪络、击穿现象。
34.d）短路强度：对主汇流排通1s的短路电流，对带保护开关的支路通短路电流直至开关动作，在此期间直流可靠配电板应能承受100ka的短路电流所产生的热应力和电动力。
35.本实用新型直流可靠配电板的主要功能如下：
36.a）在直流幅压电网及应急照明电网中作配电用途，对直流幅压电网馈线作过载和
短路保护。
37.b）直流可靠配电板上配有指示仪表，可指示主回路电压、电流参数。
38.c）为舱室监控装置提供主回路及各支路电压、电流、功率参数，以及各支路保护开关状态信息。
39.本实用新型直流可靠配电板在设计中均采用较大的裕度，确保在极限条件下设备安全可靠。铜母线的设计载流量均比额定最大电流大50%以上；选用的电力电缆工作电压为1000vdc；选用的绝缘材料的工作温度为
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40℃～130℃；选用的分流器通过了110ka动热稳定性试验验证；电源模块的额定功率75w，满足直流可靠配电板大约28w的用电要求。选用了钢丝绳隔振器，其载荷为556kg，有30%裕量。
40.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。