截止本期,正泰“船岸电气一体化”连载专栏已进入第四期,第二、三期分别介绍了岸基供电系统、船岸连接系统的正泰方案,为双频供电,便捷高效、安全可靠的船岸电气系统连接提供保障。
本期“船岸电气一体化”专栏,带大家一起走进船岸电气一体化系统中的最后一个系统——船载受电系统。
船载受电系统
船载受电系统是指船舶在原有电力系统的基础上,根据需要 固定安装符合船岸电气一体化要求的受电系统,可含船载电缆管理系统 、 船基接电箱 、 船载变压器和船载同步屏等。
船舶发电机的电压等级分为高压和低压两种,高压船舶电压等级为11kV 60Hz 、6.6kV 60Hz、6kV 50Hz ,低压船舶电压等级为440V 60Hz 、400V 50Hz、230V 50Hz。码头岸基电源装置需将电网电源不同电压等级的供电制式转为与靠港船舶相应的受电电源制式。
正泰船载受电系统方案
船载电缆管理系统
船载电缆管理系统宜安装在船只靠近码头侧的边缘,电缆、连接插头存储在内,随船使用。需要时将电缆卷盘上的电缆放下至码头,插接到岸基接电箱相应的电制插座上,即可对船上负载进行供电。
该系统在新建或改建的大型集装箱船舶、干散货船舶、豪华邮轮中可广泛应用。
系统主要由电缆卷盘(筒)、控制系统组成。电缆卷盘标配50m特制柔性电缆,电缆末端标配标准快速插头。
产品特点:
防护等级高
电缆管理控制系统不低于IP56
可通讯(选配)
支持光纤通讯及具备标准ST接口,实现船岸间实时监测,数据传输、报警信息传递等功能
配置完备
常规配备电控箱、电缆卷盘、电缆、插头、紧急停止按钮、运行指示灯、除湿器等
功能完善
可实现电缆长度、电缆恒张力控制、手/自动收放电缆,剩余圈数报警、等电位连接保护
无惧极端环境
防凝露、防油污、防盐雾,并可在-30℃~+50℃的宽温度环境下稳定运行
船载电缆管理系统应根据船舶及泊位类型,合理选择、安装,实现“因地制宜”。
船基接电箱
船基接电箱是安装在船舶左右弦或边沿的接电设备,提供快速、安全的标准插接接口与岸基电缆插头连接,并具有联锁和保护作用。
产品特点:
适用容量范围宽
支持容量范围为200kVA~2MVA
防护等级高
接电箱防护等级不低于IP56
可通讯(选配)
支持光纤通讯及具备标准ST接口,实现船岸间实时监测,数据传输、报警信息传递等功能
安全防范措施完善
支持电气和机械互锁设计,保证船岸间的用电安全
配置完备
配备有电压电流指示、相序检测、运行指示灯、紧急停止按钮、除湿装置等
无惧极端环境
防凝露、防油污、防盐雾,并可在-30℃~+50℃的宽温度环境下稳定运行
船载变压器
船载变压器,是将通过高压上船模式的(6kV/6.6kV/11kV)高电压转换为适合船舶电气设备使用的(400V/440V)低电压,变压器柜由变压器单元、保护单元、冷却单元组成。
产品特点:
F1级燃烧性能
燃烧性能达F1级,同时适合对防火和防爆要求高的场所安装使用
绝缘性能高
变压器H级绝缘,可靠性高
机械强度高
承受热冲击能力强
节能环保
铁芯选用优质冷轧硅钢片,低损耗,低噪音,节能环保
环境适应性强
防尘、防潮、耐腐蚀性能好,可在各种极端环境下使用
保护完善
保护单元,可防止使用过程中人为误操作;急停按钮,可用于紧急状态下应急切断岸基电源
功能完备
配有带RS485通讯接口的温度控制装置,具有显示变压器三相线圈的运行温度、高温报警及超温跳闸信号输出、按温度自动启停风机的功能,以及温度传感器和风机故障报警功能,同时输出信号到船岸电气一体化管理系统
船载同步屏
船载同步屏是用来控制岸基电源系统与船舶电力系统的投入与切除的重要控制设备,实现靠港船舶不停电情况下接入岸基电源。
岸基电源系统与船舶电力系统同步并网有两种实现方式:
船向岸并
以岸基电源为基准,并网过程中调节船舶发电机输出(电压幅值、频率、相位角),使其满足同步并网的条件后,将船舶电力系统并到岸基电源系统。
岸向船并
以船舶电力系统为基准,并网过程中调节岸基电源的输出,当满足同步并网条件后,将岸基电源并到船舶电力系统。
岸基电源系统与船舶电力系统间的投入及并网,建议采用船向岸并的方式,原因如下:
船上同步切换装置易采集岸基电源和船舶发电机的输出参数,向船舶发电机传输调节信号更便捷,可避免向岸基电源传输调节信号引起的干扰,影响并网稳定性。
当岸基电源采用一对多的供电形式时,可有效避免
新进港船舶接入岸基电源时如采用岸向船并对其他船舶造成的干扰,影响正常使用的问题。
岸基电源与船舶电力系统的并网与解列,需满足条件:相序一致(必要条件),电压幅值、频率、相位角相等,其并网、解列流程如下:
产品特点:
实时监测
同步屏对船载受电设备和岸基设备进行实时监控,对异常情况进行报警和保护
保护完善
具有过流、欠压、过压、频率异常、岸基电源异常等报警和保护功能;同步屏上装有紧急停止按钮,与岸基设备相连,用于应急切断岸基电源
多种通讯
采用光纤和无线双通讯进行保障,与码头岸基电源系统构成网络回路,闭环调节电源供电参数,船、岸电网的状态、参数、报警等信息均通过网络进行互相交换
人机交互
同步屏设有人、机对话界面,船-岸电网的状态、参数、报警等信息均在此集中显示,对供电状况进行实时记录和永久保存
船载受电系统的船舶发电设备与岸基电源在并网及解列过程中,能否平稳过渡是岸基供电系统成功运行的关键,也是船方使用岸基电源的安全顾虑之一。船舶发电设备与岸基电源间的不间断供电及无缝切换技术,是船岸电气一体化系统的重要技术要求,必须得到保障。
系统集成 确保船载受电系统可靠安全运行
宁波北仑港远东码头船岸电气一体化项目
设备选用:岸基电源及系统集成。
项目成效:本项目按照系统设计程序完成了岸基电源-船舶电力系统间的机组并网、机组解列、船岸电气一体化系统综合保护等过程,实现了精准稳频、稳压输出和逆功率抑制,解决了国内船岸电气一体化系统多个集成技术难题,使得公司的船岸电气一体化系统的高稳定性、可靠性、安全性得到充分体现,为常态化接船奠定了基石。
基于船舶类型种类多,港口泊位建设条件差异大,船载受电系统组成标准化程度不高等现状,正泰可结合船舶外部条件和自身特点,提供完整的船载受电系统定制化方案,定制各类电气设备和机械设备,确保船载受电系统站好船舶用电最后一班岗,为靠港船舶可靠、安全、高效、智能使用岸基电源提供保障。
参考文献内容如下:
[1]卞松辉.船舶岸电无缝并网控制策略研究[D].镇江:江苏科技大学,2019