第28卷第4期
2011年08月
江苏船舶
JIANGSUSHIP
Vo1.28No.4
Aug.2011
船舶岸电系统简介
杨海建
(南通中远川崎船舶工程,江苏南通226005)
摘要:结合某大型集装箱运输船的设计实例,简要介绍了船舶岸电系统的适用规范和系统组成,以及使用时的
条件和电缆卷筒的安装位置.重点介绍了AMP系统电缆卷筒上活动电缆长度计算方法.
关键词:船舶;岸电系统;电缆长度;计算方法
中图分类号:U665.12文献标识码:B
船舶岸电系统(AhemativeMarinePower(AMP)
system)也称为"冷铁"系统,是指允许装有特殊设备
的船舶在停泊码头时接人码头的岸电电源,船舶可
以从岸电系统获得其泵组,通风,照明,通讯和其他
设施所需电力,而无需使用自身的柴油发电机组,从
而阻止船舶柴油发电机组将柴油燃烧颗粒及温室气
体持续排放到当地空气中,达到改善港口空气质量
的目的.
1相关规范及需配备!系统的港口
根据国际海事协会(IMO)及国际港口协会
(IAPH)要求,国际标准化组织(ISO)及国际电工委
员会(IEC)正在制定并颁布关于船舶高压岸电联接
系统(Highvoltageshoreconnection(HVSC)systems)
的第一个标准IEC60092—510.
美国加利福尼亚港口当局颁布了船舶岸电系统
实施规则,从2014年开始逐步强制要求集装箱运输
船,客船及冷藏货物运输船在靠泊加利福尼亚港口
时须配备AMP系统.其他美国港口也准备要求靠
泊船舶安装AMP系统.
欧洲波罗的海的5个港口已经开始要求使用船
舶岸电系统.鹿特丹和安特卫普港口正在推进实施
AMP系统.
地中海的许多港口如巴塞罗纳港,马赛港,热那
亚港,罗马港(奇维塔韦基亚)也在调查实施要求渡
船和巡逻船配备AMP系统.
日本有3个港口正在评估实施AMP系统.
中国的上海港,大连港,青岛港,蛇口港等港口
正在实施配套AMP系统陆基设备.
收稿日期:2011—03—30
作者简介:杨海建(1975一),男,工程师,从事船舶电气设计工作.
2AMP系统分类
(1)根据AMP系统电缆卷筒安装位置的不同
可分为岸基AMP系统和船基AMP系统
①岸基AMP系统
岸基AMP系统分为固定式和便携式两种.固
定式岸基AMP系统需求的码头安装空间较小,但是
安装后不能再移动.便携式岸基AMP系统的特点
是比较灵活,当船舶到达码头需要使用时可以立即
接人,不需要时可以存放到仓库或者移动到别的码
头使用.
②船基AMP系统
船基AMP系统也分为固定式和便携式两种.
固定式船基AMP系统是将电缆管理系统及电气设
备等安装在船舶上.便携式船基AMP系统是将电
缆管理系统及电气设备等安装在可以吊卸的标准集
装箱内.集装箱可以存放在船舶上或者根据航线需
要存放在码头.
(2)根据AMP系统接人岸电电压等级不同分
为低压系统(440VAC)和高压系统(6600VAC)
对于高压系统,因港口供电当局要求电压超过
3300V以上的设备每次接入时都须做绝缘试验,否
则不允许接人当地电网.这样船舶每次接入岸电系
统时都需要等待港口供电当局的检验,时间具有不
确定性.所以现在高压系统基本不再使用便携式.
本文以某大型集装箱运输船上安装的高压船基
固定式AMP系统为例作简单探讨.
3AMP系统组成
某大型集装箱运输船安装的高压船基固定式
AMP系统的基本系统组成如图1所示.
本船配置固定式高压船基AMP系统,在船舶艉
江苏船舶第28卷
部左右舷各配置1个电缆卷筒.岸电联接屏(开关
切换屏)放置在舵机房内.AMP接受屏放置在机舱
高压配电屏室内.位置示意图如图4所示.
电缆卷简上配置有一定长度的联接岸电和船电
的电缆,电缆导轨,电缆卷筒的控制单元以及各种辅
助设备.
AMP系统接受屏
…一…一…一…一………一1…一…一…一…～…一'1
:5.5kV高压配电屏ii电缆卷筒
控制电缆6?6kV岸电联接屏
图1AMP系统组成
(1)电缆:AMP系统电缆为特制电缆,包括动力岸电联接屏屏内配置有5.6kV真空开关2套,
电缆,通信光缆及安全控制用控制电缆.电缆规格接地开关1套,以及配套辅助设备.其主要功能是
选取时需要根据船舶所需岸电电力容量,计算正常供船舶操纵者根据船舶靠岸情况选择从左舷或右舷
工作电流而选择合适的动力电缆截面积.本船所需接人岸电电源.
电力容量为5400kW(电压6.6kV),电流大约为
590A.厂家提供的电缆截面积为185mE,在单卷
缠绕情况下的额定载流量为369A,修正到40℃后
的载流量约为328A.采用2根电缆并联供电方
式,电缆的修正载流量为656A.满足船舶所需电
流590A的要求.
(2)电缆导轨:电缆导轨在放置电缆时伸出船
舶舷外,避免电缆和船舶摩擦.不使用时可收起.
(3)控制单元:电缆导轨的收放以及电缆的收
放通过控制单元来实现,同时根据码头要求,将来码
头电力管理系统和船舶电力管理系统通信将使用光
纤信号通信(此项目目前没有实施),所以需要在电
缆卷筒处控制单元内预留"'岸壁'光纤信号一'船
舶'数字信号"的转换接口.
4使用AMP系统时的条件
加利福尼亚港口洛杉矶港和长滩港配备的
AMP系统的岸基插座箱的每个插座箱的间隔为6O
Ill.每个插座箱内配备2个6600V,350A(总容量
7500kVA)的插座.插座需要CAVOTEC厂家标准
的插头才可以使用.
本船计算AMP系统容量时考虑船舶停泊码头
时冷藏集装箱供电状态,同时结合考虑船舶实际装
载状况.根据船东提供的信息,本船实际冷藏箱装
载数量考虑600标箱即能满足要求.最终确认
AMP系统容量5400kW即能满足要求.电力负载
表及系统切换负载转移表见表1.
表1电力负载表及系统切换负载转移表
带冷藏箱停泊
船舶状态
(发电机运转)
基础负荷169OkW
冷藏箱电力负荷"3492kW(600pc)
总需求负荷5182kW
柴油发电机组2台x3000kW1台×3000kW
柴油发电机组3组×2500kW2组×2500kW
高压AMP系统1套x54O0kW
总需求负荷百分比/(%).8%
电力负荷转移
(1台发电机运转)
15O5kW
11kW(200pc)
2669kW
1台×3O00kW
.0%
带冷藏箱装卸货
(高压AMP系统)
183OkW
3492kW(600'pc)
5322kW
1套×54O0kW
98.6%
表1中,1冷藏箱电力负荷是基于60%的负载率的12m(40ft)的冷藏箱(9.7kW);2冷藏箱
第4期杨海建:船舶岸电系统简介
个数的改变基于船舶基础电力负荷和冷藏箱的负载
率.基础电力负荷是保证船舶在从AMP系统供电
立即切换到船舶发电机供电时的辅机运行所需电力
容量.
从表1中同时可以看出,船舶不断电条件下船
舶发电机供电和AMP系统供电在互相切换时,需要
确认整个系统电力负荷情况,同时为满足负载转移
要求,需要切断部分用电负荷.
在AMP系统供电状态下,如果发生供电系统异
常时,需要立即从AMP系统供电切换到船舶备用发
电机供电,因冷藏箱负载开关具备掉电自保护功能,
此时不会发生过负载的情况.
码
水
JLJ
型深
———
—,r～,
二,
T-
2m
图2
5电缆卷筒上活动电缆长度计算方法
5.1船舶停泊精确定位计算法
此方法依赖于船舶操纵者在船舶停靠码头时能
将AMP系统电缆卷筒精确定位到码头插座箱的垂
直位置.
正常吃水状态下船舶靠泊码头示意图见图2.
本船型深29.85m,正常压载时结构吃水10.2m,正
常压载时码头高出水面大约2m.计算出在正常压
载时上甲板距离码头的垂直距离A=型深一结构吃
水一码头水面=18m.在船舶正常靠泊状态下
AMP系统电缆卷筒距离岸壁插座箱的距离B约为3
m.船舶的前后动态调整距离C约为5m.
CI..C
计算出工作用电缆长度L1=A++C=26m.
考虑在卷筒上需要预留2圈安全电缆长度9m,则
总电缆长度为L=L1+9m=35m.
5.2适应不同码头计算法
在一些通用码头,因为各种原因,船舶停靠时不
能精确定位,这就要求卷筒上的活动电缆长度能够
适应船舶停靠后AMP系统使用时的最长电缆长度
要求.计算方法如图3所示.
此计算方法电缆长度L=L0+1++3m,其
中加为卷筒上的安全电缆长度,一般2～3圈,L0=
9m;L1为卷筒到岸壁的垂直距离,L1=18m;L2为
船舶停靠岸壁时卷简到岸壁插座箱的水平距离,长
度为0～30m,L2=30m.3m为插头在插座箱内的
预留长度.
图3适应不同港口船舶停泊电缆长度计算示意图
电缆总长L=60m.
此计算方法得出的电缆长度,在船舶能够精确
定位时留在卷简上的电缆比较多,需要考虑因大电
流涡流效应而导致电缆容许容量减少的问题.根据
江苏船舶第28卷
和电缆卷筒专业厂家确认的结果,在充分考虑船厂
容量要求的基础上选择的电缆是单卷缠绕的特制电
缆,能够满足船舶精确定位时的使用要求.
同时,采用本计算方法所需要的电缆卷筒比船
舶精确定位计算法所需要的电缆卷筒大很多,这就
对电缆卷筒的安装位置空间提出了要求.
置也易于接近,便于操作人员观察.
:曰l口J一右舷各1)r-]④
翘/f
6电缆卷筒安装位置7结语
AMP系统电缆卷筒的安装位置要考虑到设备
安装的空间,系统安装的经济性及船舶使用时
的便利性.
在充分考虑电缆卷筒的大小,维护空间及布置
空间的基础后,本系统在船舶上的布置如图4
所示.电缆卷筒①布置在船舶艉部系泊空间上部左
右舷,6.6kV岸电联接屏②布置在舵机舱,AMP系
统接收屏③布置在机舱高压配电屏室内.本布置减
少了船厂高压电缆的布设长度,同时AMP卷筒的位
设计船舶岸电系统时,需要充分考虑码头岸壁
插座箱的现状,船舶本身的条件,船舶停靠码头时的
条件及船东的要求.将这几方面的要求充分融
合在一起,设计出适港性,经济性的AMP系统,是船
舶设计者需要研讨的课题.
参考文献:
[1]薛亮.世界首座油轮岸电系统启动[OB/OL].(2009—06—12)
[2011—3—10]. ://env.people.corn /GB/94571.htm1.
(上接第22页)
(2)按平均功率因数调整电费的办法应当取消
供方应废除按当月平均功率因数作为调整电费
的依据,可以实行按用户当月的有功电量和无功电
量分别计收电费.这种收费方式简单易行,便于用
户随时掌握控制.需方应当采取措施提高用电全过
程中的功率因数,降低系统损耗,改善电压质量和减
少负载对电源容量及其他供配电设施的需求.
(3)修订产品标准确保无功电力就地平衡
在有关的国家标准中,应当规定各种用电设备
在设计制造过程中,根据各产品的负载特性,相应配
置静态或动态无功补偿装置,必须确保产品在出厂
时,动态功率因数指标应能达到0.95以上.这是一
项重大的产品升级措施,可免除在产品投入运行后
再来为补偿无功而进行技术改造的麻烦.
(4)修订电气设计和验收规范促进无功末端技
术的实施
在变配电设计规范中,应当集中补偿的无
功装置容量,一般应控制在主变压器容量的10%以
下,应当强制实行以采用无功末端补偿为主的补偿
方式,使之规范化.
在对电气工程进行验收时,应当规定要考核每
个用电区域,每台用电设备,每件电器的无功电力是
否已实现就地平衡.通过有关规范和法规的贯彻执
行,使用户受电端至用电设备之间的无功电力全部
得到补偿,以利于促进节电降损工作的开展.
参考文献:
[1]周洋.末端补偿的理论及实施[J].电工技术,19,10(6):5
—
7.
[2]周洋.用户配电系统的节能管理[J].上海节能,1992,(3):15
—
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