淮安新港船舶接用岸電技術研究

摘 要：淮安新港是江蘇省內河重要區域中轉港，常年有大量船舶靠港裝卸。為響應低碳交通建設，減輕港口區域空氣污染，打造綠色、低碳、節能、環保港口。在一期碼頭前沿六個泊位增設靠港船舶接用岸電裝置，促進港口節能減排工作，并為內河港口岸電技術推廣應用起重要的示范作用。

關鍵詞：淮安新港；岸電技術；應用研究

1 研究的背景和意義

我省是國內水運大省，2012年港口貨物吞吐量達18多億噸，居全國之首，占綜合交通運輸貨運總量三分之一以上，每年在港口靠泊裝卸貨物的船舶數量巨大。由于目前幾乎所有的靠港船舶均使用油料燃自行發電，所以船舶會排出大量二氧化碳、硫化物和氮化物，對大氣環境造成嚴重影響，且造成大量能源浪費。如果采用岸電系統，不僅可以解決上述問題，還可以減輕船舶運營成本，提高經濟效益。尤其是內河港口，由于停靠船舶不同于海船，所用電制與岸電相同，都是380伏/50赫茲的電源，無需對船舶受電系統進行改造轉換，技術上無障礙，操作簡單易行，岸電系統增設改造資金投入較少。在此背景下，淮安新港于2013年對一期碼頭改造增設了岸電系統，并已投入運行，對在建的二期工程和鹽化工通用碼頭提前配套設置岸電系統。同時，淮安市港口管理局在淮安新港一期碼頭岸電系統成功經驗基礎上，結合省廳港口局2013-2015年港口節能減排計劃安排，制定了全市范圍內的港口岸電系統推廣實施計劃。這對做好靠港船舶的節能減排工作，減輕港口地區的空氣污染，以及履行低碳交通建設責任具有重要意義。

2 淮安新港岸電系統設計方案

淮安新港岸電設施的配備，為靠港船舶提供電源，節約船舶耗油，減少二氧化碳、二氧化硫排量。港口現有泊位8個，經實地考察、走訪船民和專家論證，最終方案確定在6個泊位前沿配備岸電箱，為停靠船舶提供380V/50Hz及220V/50Hz電源。

圖1 碼頭前沿配電原理圖

2.1 方案具體內容

2.1.1 由配電房放70mm2鎧裝銅電纜到前沿配電柜。

2.1.2 前沿配電柜內配置一總開，三分開。

2.1.3 前沿配電柜向東放50mm2鎧裝銅電纜，到第一岸電箱（使用總功率50kW）；由第一岸電箱向第二岸電箱（使用總功率15kW）放35mm2鎧裝電纜。（東側兩岸電箱均為380V/50Hz，零線不進漏電開關）。每個箱子只出來一個接線端子排。

2.1.4 前沿向西放35mm2鎧裝電纜至1-2號岸電箱，每個岸電箱配備10kW使用功率，提供兩種電壓，即220V/50Hz及380V/50Hz。

2.1.5 各岸電箱內配置根據使用功率由設計單位設計。

2.1.6 各岸電箱帶計量、漏電、防雷等保護，電器元件采用施耐德品牌。

2.1.7 箱體采用厚不銹鋼材料，要堅固且防雨水。

2.1.8 外接電纜考慮加固定裝置。

2.2 設計標準和技術規范

2.2.1 設計標準

（1）GB7251.1-2005《低壓成套開關設備和控制設備》；（2）EC60439.1-1999《低壓成套開關設備和控制設備》；（3）《低壓配電設計規范》GB50054-95；（4）《供配電系統設計規范》GB50052-95；（5）《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008；（6）《電力工程電纜設計規范》GB50217-94；（7）《建筑物防雷設計規范》GB50057-94；（8）《建筑物電子信息系統防雷技術規范》GB50343-2004；（9）《電氣裝置安裝工程施工及驗收規范》GB50254-2004。

2.2.2 岸電配電箱殼體規范

（1）外殼采用戶外不銹鋼板，規格尺寸（寬*高*厚）可按用戶要求；（2）內部結構滿足電氣元件布置安裝強度要求；（3）配電柜的門，應能在不小于90°的角度內靈活開閉，門在開閉過程中不應損壞涂覆層，門鎖上后，不應有明顯的晃動現象；（4）配電柜的外殼和金屬零件的表面應平整，不應有銳邊和毛刺，焊縫應光潔均勻、無焊穿、裂紋、咬邊、濺渣、氣孔等現象，焊藥皮應清除干凈；（5）配電柜外殼上的涂層不得有皺紋、流痕、針孔、起泡、透底漆、斑點、細砂粒、手印、附著物、色澤不均等現象；（6）內部安裝連接用優質鍍錫銅排或軟導線，截面積符合要求，接地螺絲為M12，并有明顯接地標識。

2.2.3 岸電配電箱布線要求

（1）母線的連接和母線、絕緣導線的布置要盡量減少渦流影響，如果交流導體要穿過封閉的具有導磁性能的框架或金屬隔板，則該電路的三相導線均應從同一孔中穿過；（2）母線排應采用絕緣支持件進行固定，以保證母線之間和母線與其它部件之間距離不變。母線的布置和連接及絕緣支持件應能承受裝置額定的短時耐受電流和峰值耐受電流所產生機械應力和熱應力的沖擊；（3）母線之間連接應保證有足夠持久的壓力，但不應使母線變形，振動和溫度變化在母線上產生的膨脹和收縮不致影響母線連接部位的接觸特性；（4）當電源側或負荷側發生短路或過載時配電箱進線、出線斷路器應起到保護作用；（5）二次回路導線選擇多股銅導線，電流回路、電壓回路不小于2.5平方毫米，接地線不小于4.0平方毫米采用黃綠雙色線標。

2.2.4 岸電配電箱電氣元件和測量儀表要求

（1）柜內主要電氣元件采用施耐德品牌（電器元件配置及參數根據各岸電箱使用總功率配置）；（2）電氣元件采用平裝式，接線方式要便于維修和更換；（3）指示儀表及數量配置必須具有高靈敏度和耐震能力，測量儀表精度與電流互感器同級或低一級；（4）電流表所選的測量范圍應滿足當電力裝置回路以額定值條件運行時儀表指示在標準尺的70%。

2.2.5 岸電配電箱防雷與接地技術要求

（1）配電箱金屬外殼可作為內、外部接地的主接地體，統一設置公共接地端子，接地端子直徑不小于10mm，應能耐腐蝕和氧化，并有持久耐用且明顯的接地標示；（2）配電箱主體與門，以及裝有電氣元件且活動的面板與配電箱主體，應用6mm2銅編織線牢固連接，其與接地端子之間的電阻不大于0.1Ω；（3）配電箱接地端子必須與外部打入地下的標準重復接地體連接，連接導線不得小于16mm2，接地電阻不得大于4Ω。

2.2.6 岸電配電箱漏電防護要求

（1）配電箱內漏電保護器選型，最重要的是額定電壓，額定電流，及漏電動作電流，漏電動作時間。額定電壓要與線路和負載的額定電壓相符合。額定電流要取等于負載或稍大于負載的額定電流。若裝于進戶電度表后的總漏電保護器，還要注意與電度表的額定最大電流相匹配。（2）配電箱使用中，還要注意漏電保護器是否能開斷短路電流，若不能，需要在進線側增設熔斷器或空氣開關，作為后備保護。（3）漏電動作電流選擇：裝于配電線路防止接地故障引起火災的漏電保護器，應選用100～500毫安的漏電保護器；碼頭沿岸配電設備分路使用的可選用動作電流30～50毫安，動作時間不超過0.1秒的；碼頭沿岸配電維修分路使用手電鉆，電動改錐，及其他手持電動工具，應選用15～30毫安的，動作時間不超出0.1秒的漏電保護器；為避免上下級漏電保護器出現越級動作；裝于配電線路的漏電保護器，選用動作時間應大于下一級漏電保護器的動作時間，可選用延時動作型。

2.2.7 岸電配電箱接電、送電規范

（1）船舶接電前要確認空氣開關未合閘、通電指示燈未亮；（2）配電箱采用按鍵控制交流接觸器送電、斷電；（3）船舶不使用岸電時，應斷電后拆除接電電源線，鎖好岸電箱門。

2.3 使用要求

2.3.1 使用環境條件

（1）海撥高度：≤1000M。（2）環境濕度：日平均≤95%。（3）最高溫度：+50℃。（4）最低溫度：-5℃。（5）24小時內其平均溫度不超過：+35℃。（6）地震烈度：不超過8度。（7）電源防雷等級：2級。（8）安裝場所：戶內、外，無火災、爆炸危險化學腐蝕和無劇烈震動和沖擊。

2.3.2 運行條件

（1）額定絕緣電壓：660V。（2）額定工作電壓：380V±10%（主電路） 220 V±10%（輔電路）。（3）額定頻率：50±1Hz。（4）額定功率：按配電箱銘牌規定標稱功率使用。（5）柜外殼防護等級：IP54。（6）柜內操作對帶電部份防護等級：IP20。（7）供電制式：三相四線TN-C系統。

3 節能減排效益分析

近年來，全球變暖已成為全世界最關心的環保問題，造成全球變暖的主要原因是大量的溫室氣體產生，而溫室氣體的主要組成部分就是二氧化碳（CO2），而二氧化碳的大量排放是現代人類的生產生活造成的，歸根到底是大量使用各種化石能源（煤炭、石油、天然氣）造成的。

淮安新港岸電系統投入使用后，根據營運實踐，以1000噸級的船舶為測算依據，其平均每天在泊位上的耗油按0.1噸計算，港口泊位使用天數每年按365天計算，泊位利用率按90%計算，港口泊位數按照新港現有6個泊位計算，則每年可節油：0.1噸/每天每艘船舶耗油×365天×90%泊位利用率×6個泊位=197.1噸燃油，約合287.19噸煤。

減少二氧化碳排量：197.1×3.06=603噸

減少二氧化硫排量：197.1×0.05=9.85噸

4 結束語

根據淮安新港岸電系統投入運行的情況來看，實現船舶在內河港口靠泊期間使用岸電不僅是完全可行的，而且在節能減排、提升港口服務功能等方面都顯現了巨大效益，值得在港口、錨地、水上服務區等船舶集中停靠區進行全面推廣應用。屆時可以大大促進我省交通運輸節能減排工作向前發展。根據我們實施過程中的經驗和對目前港口現狀的調查，要想在我省內河全面推廣應用，還必需做好以下幾方面工作：（1）行業主管部門盡快組織專門機構進行技術論證，制訂船舶使用港口岸電有關統一技術規范和相應推廣工作實施的方案，以推動該項節能減排措施在全省內河港口盡早實施。（2）在資金和政策方面加大引導扶持力度，內河港口岸電系統雖然投入少、技術難度小、節能減排效果好，但由于內河港口體制的特殊性，很多港口企業對此項工作認識不足，積極性不高。因此，建議能結合國家和行業有關節能減排政策，出臺相關適合內河港口特點的引導資金和鼓勵政策方面文件，來推動此項工作。（3）從源頭控制，對新建港口、錨地、水上服務區項目在初步設計階段同步配套規劃岸電系統。這樣不僅能保證布置更合理、使用更便捷，而且節約后期改造投資、減少推廣難度。