散貨碼頭岸基供電系統設計

成雨姣

（中交第三航務工程勘察設計院有限公司，上海 200032）

1 岸電上船的連接方式

1.1 低壓上船連接方式的基本數據

對低壓上船的接插件進行配置時，應嚴格按照現行國際標準進行，保證額定絕緣電壓為690 V，額定電流為350 A。該標準對岸側供電回路數量進行明確規定，負載容量和電壓等級結合下的供電回路數量如表1所示。

表1 負載容量和電壓等級結合下的供電回路數量

當額定電流的80%大于接插件運行電流時，不同的供電電壓會影響岸側向船舶供電的最大容量，導致最大容量的取值不同。

不同電壓等級下的多回路供電的最大容量如表2所示。

表2 不同電壓多回路供電最大容量

由表1、表2可知，當電壓等級為400 V時，岸側供電回路數量完全一致；當電壓等級為450 V時，容量數值差異明顯。

表2中推薦的單個供電回路容量遠小于表1，接插件運行電流大于額定電流的80%。低壓上船方式中的供電容量應按照表2的建議進行選擇，可使供電更可靠。

1.2 高壓上船連接方式的基本數據

根據現行國際標準對集裝箱船舶岸電系統的相關規定，干散貨船舶岸電上船的電壓等級為6.6 kW/60 Hz。插座、插頭等零件在內的電器附件的最大電壓為7.2 kV，最大電流為350 A。接插件運行電流小于或等于額定電流的80%時，多回路供電的最大容量如表3所示。

表3 多回路供電的最大容量

1.3 岸電上船連接方式的確定原則

（1）低壓上船連接方式適用原則。

通過分析散貨船舶供電的基本數據可知，散貨船舶大都以低壓電網為主。當供電容量較小時，選擇低壓上船連接方式可降低投資量，減少供電變配電環節。采用低壓上船的連接方式時，設置碼頭船舶岸電系統中船方與陸域分界點的最佳位置，在船側岸電接電裝置處。船岸連接可使用陸域提供的電纜和卷筒，相關工作人員以船舶噸級為依據對以下4類進行細化。

①≤3 000 t。

常頻低壓上船，這部分船舶的容量小，最大用電容量和頻率分別為90 kW、50 Hz。單個供電回路可滿足岸側向船舶的要求，船舶供電應以港區供電網絡為主，不依賴變頻電源。

②5 000～10 000 t。

常頻低壓上船，這部分船舶的容量較小，最大用電容量和頻率分別為300 kW、50 Hz。此時，單個供電回路無法滿足岸側向船舶的要求，需再增加一個供電回路。船舶供電方式以港區供電網絡為主，不依賴變頻電源。

③15 000 t。

常頻低壓上船，這部分船舶的容量明顯增加，最大用電容量和頻率分別為400 kW、50 Hz。岸側向船舶需要的供電回路數量上升至3個。船舶供電方式以港區供電網絡為主，不依賴變頻電源。

④25 000～30 000 t。

變頻低壓上船，這部分船舶的容量較大，最大用電容量和頻率分別為600 kW、60 Hz。岸側向船舶需要的供電回路數量為4，船舶供電以變頻電源裝置為主。

⑤遠洋船舶情況。

變頻低壓上船，部分10 000 t及以上遠洋船舶，船上通常有大功率的消防水泵和不停電的冷庫，最大用電容量和頻率分別為300 kW、60 Hz。岸側向船舶需要的供電回路數量為2，船舶供電應以變頻電源裝置為主，不是港區供電網絡。

（2）高壓上船連接方式適用原則。

供電容量處于一個較大的水平；有變頻的需要；當靠泊船舶可與高壓岸電電源接口匹配時，高壓上船的連接方式優于低壓上船。可提高供電的質量，減少聯船的時間，具有明顯的優勢。

散貨船舶的容量較小，采用高壓上船連接方式，單個供電回路可滿足岸側向船舶的需求。港區供電網絡并不供電，船舶供電主要依賴變頻電源裝置。采用高壓上船連接方式時，工作人員在陸域岸電接電裝置處設置碼頭船舶岸電系統中船方與陸域的分界點，并采用船方提供的電纜和卷筒進行連接。

2 岸電系統的配電方式

2.1 單泊位配電方式

散貨碼頭以單泊位為主時，相關工作人員應將散貨船舶靠泊時的位置問題納入考慮范圍，并在配電的過程中，采用樹干式的配電方法。工作人員將兩個岸電接電箱分別放置在泊位的首端和尾端，一路岸電電源對其進行供電。對單泊位散貨碼頭岸電系統進行配置時，需要用到的設備為變頻變壓裝置、出線隔離變壓器。

2.2 多泊位配電方式

多泊位散貨碼頭的配電方式為組合式配電，工作人員將岸電接電器分別設置在泊位最外側及中間泊位的首端和尾端處，并在一路岸電電源的作用下進行放射式供電，不同岸電箱的供電以樹干式供電為主。

多泊位散貨碼頭岸電系統的配置與多種因素有關，如泊位的數量、泊位的等級、供電的可靠程度等。充分考慮以上因素可知，變頻變壓裝置的配置數量可為一套或多套。除此之外，相關工作人員應將電隔離裝置的設置問題納入考慮范圍，從高壓上船和低壓上船兩個方面進行分析。

（1）高壓上船方式。

船舶上的電網以低壓電網為主，采用高壓上船的方式時，會出現無法接受岸電系統供電的情況。因此，變壓器的設置較為必要。配置過程中，變頻變壓裝置的數量為2，且隔離變壓器不可設置在饋線回路處，應設置在變頻變壓裝置的出口處。一般情況下，電隔離裝置均使用船舶降壓變壓器進行代替[1]。

（2）低壓上船方式。

相關規定表明，岸基電源可供電的船舶數量與電隔離的設置具有密切聯系。若未設置電隔離，供電船舶數量為1，若設置電隔離，供電船舶數量大于1。一般情況下，船舶電網以低壓電網為主。采用低壓上船的方式時，船舶可在不設置隔離變壓器的情況下，直接接受岸電系統的供電。實際操作過程中，碼頭岸電系統無法對可能遇到的船舶是否具有隔離變壓器進行準確判斷。

為了避免出現電網并網運行的情況，將隔離變壓器設置在每條船舶的供電回路上較為必要。相關工作人員應保證岸側低壓供電線路的長度在300 m以內。在不超出規定長度的前提下，相關工作人員可對多泊位散貨碼頭進行劃分，使其成為多個供電區域。

3 案例分析

某個專業化的散貨碼頭共設置2個泊位，可同時靠泊2艘5 000 t級船舶或1艘1 萬t級船舶，50 00 t級船舶不涉及遠洋；1 萬t級為國內船舶，遠景考慮靠泊澳洲船型。在這種情況下，應采用低壓上船方式，按照常頻低壓上船方式配置，預留遠景變頻低壓上船的改造空間。

（1）岸電電源為400 kVA，進線電源為10 kW/50 Hz；系統設置兩組200 kVA隔離變壓器，可為2艘5 000 t級船提供電源，同時可合并為1 萬t級船舶提供電源，預留遠期1 萬t級澳洲船岸電所需變頻配電設施的房間。

（2）Ⅰ型低壓岸電插座箱2套，單插頭，供5 000 t級船使用。

（3）Ⅱ型低壓岸電插座箱1套，雙插頭，供1 萬t級船使用。低壓插座箱位于碼頭前沿，可為靠泊在各自泊位內的船舶供電。

裝置岸電電源時，變壓變頻電源設備和隔離變壓器的安裝位置為集裝箱內，其他設備的安裝位置在港區前方的變電所內。岸電電源與船舶電源處于連接、退出或岸電電源與船舶電源的轉換，均應保證船舶不斷電。完整的岸電系統涵蓋多個部分，同時具有多種功能。

4 結語

（1）上船連接方式的選擇應綜合考慮各方因素，散貨船舶上的電網以低壓電網為主，但無法直接決定上船連接方式。供電質量得到保障時，靠泊船舶具有高壓岸電電源接口，且可顯著縮短聯船時間，首選高壓上船的連接方式，否則，應根據船舶噸級對低壓上船連接方式進行詳細分類。

（2）單泊位岸電系統、多泊位岸電系統的選擇與泊位數量、泊位等級緊密相關。前者以樹干式為主，配置較為簡單，后者限制因素較多，應充分考慮各方因素，并重點考慮設置電隔離裝置的具體措施。

（3）供電方案的選擇應充分考慮泊位的具體情況、靠泊船型的資料，在此基礎上進行分析，選擇合適的供電方案。