一種車載移動(dòng)式岸電系統(tǒng)

吳志強(qiáng)

曹妃甸港集團(tuán)股份有限公司

1 引言

港口利用岸電設(shè)施為靠港船舶發(fā)電取代船舶利用自身柴油發(fā)電機(jī)燃油發(fā)電已成為一種趨勢(shì)。2021年，國(guó)家交通運(yùn)輸部出臺(tái)政策，積極推進(jìn)沿海內(nèi)貿(mào)干散貨船舶靠港使用岸電常態(tài)化。

雖然目前國(guó)內(nèi)許多港口都在積極參與岸電建設(shè)，但當(dāng)下岸電設(shè)施領(lǐng)域仍需要進(jìn)一步發(fā)展完善。據(jù)了解，有一些散貨碼頭在岸電建設(shè)后使用率極低，究其原因主要有：港口企業(yè)沒(méi)有自己固定的船舶，靠港船舶與岸電的接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不符，連接岸電的過(guò)程會(huì)延誤船舶的航行計(jì)劃，運(yùn)營(yíng)收費(fèi)的管理與標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一規(guī)范等。為解決上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種車載移動(dòng)式岸電系統(tǒng)，通過(guò)車載移動(dòng)的形式來(lái)滿足港區(qū)內(nèi)各個(gè)碼頭的岸電使用需求，同時(shí)減少了各個(gè)碼頭重復(fù)建設(shè)岸電的投資。

2 車載移動(dòng)式岸電方案

2.1 岸電的車載形式

經(jīng)與國(guó)內(nèi)眾多岸電生產(chǎn)商技術(shù)交流后，當(dāng)前技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)建設(shè)一種采用車載形式的移動(dòng)式岸電成套設(shè)備，其所有設(shè)備附件均以集裝箱的形式集中安裝于運(yùn)輸車上，待有靠港船舶需要接引岸電時(shí)，借助于此輛運(yùn)輸車將系統(tǒng)運(yùn)往碼頭(見(jiàn)圖1)。待船舶和門座起重機(jī)(以下簡(jiǎn)稱門機(jī))同時(shí)就位后，移動(dòng)式岸電裝置行駛至門機(jī)正下方，并就近選擇已改造的門機(jī)高壓接線箱，利用門機(jī)高壓接線箱為岸電設(shè)施接通輸入電源。

1.10 kV高壓進(jìn)線電纜卷盤 2.運(yùn)載車架 3.岸電電源 4.高壓接電箱 5.0.4 kV低壓輸出電纜卷盤 6.電纜吊臂 7.電纜連接器圖1 車載移動(dòng)式岸電系統(tǒng)組成圖

2.2 岸電的選型與參數(shù)

為充分發(fā)揮此岸電系統(tǒng)的使用率，提高其集成作用，在實(shí)現(xiàn)移動(dòng)功能的同時(shí)，要求使岸電系統(tǒng)能夠兼具輸出高壓與低壓的功能，即無(wú)論靠港船舶發(fā)電機(jī)組是高壓還是低壓，都能夠與岸電的輸出電壓標(biāo)準(zhǔn)一致，得以使用。

以容量為1.6 MW的岸電系統(tǒng)為例，其基本參數(shù)可以參考如下：

(1)岸基電源容量： 1 600 kVA。

(2)輸入電壓：10 kV/50 Hz (三相三線)。

(3)上船電源：6.6 kV/60 Hz、 6 kV/50 Hz、 0.45 kV/60 Hz、 0.4 kV/50 Hz。

2.3 岸電的外接電源

此車載移動(dòng)式岸電系統(tǒng)進(jìn)線選取10 kV高壓電源，電源來(lái)自于碼頭供電系統(tǒng)的高壓接線箱，原設(shè)計(jì)為門機(jī)進(jìn)線所用，電壓為10 kV/50 Hz,動(dòng)力電纜一般為3×70 mm2。此高壓接線箱位于碼頭前沿，設(shè)計(jì)為地沉式出線箱的形式，通常和碼頭門機(jī)一一對(duì)應(yīng)，且有富余的備用數(shù)量。通過(guò)計(jì)算，該接線箱有足夠的余量來(lái)承擔(dān)岸電容量，具有接岸電的能力，可省去重新敷設(shè)電纜所涉及的電纜材料費(fèi)用和施工費(fèi)用。

2.4 安全保護(hù)措施

岸電設(shè)施在送電過(guò)程中，船舶和門機(jī)不得擅自移動(dòng)，以免對(duì)輸入側(cè)和輸出側(cè)電纜造成破壞。岸電設(shè)施就位后，應(yīng)先行設(shè)置隔離帶、反光條等警示標(biāo)志再予以送電。改造后的地井接線箱應(yīng)選擇適宜位置，避免誤碰誤動(dòng)；其防護(hù)等級(jí)應(yīng)達(dá)到IP65，以適應(yīng)碼頭前沿復(fù)雜的露天環(huán)境，確保插頭與插口的防護(hù)密封條件，其導(dǎo)電面應(yīng)保證接觸良好。

3 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)與不足

3.1 節(jié)約成本與縮短工期

該岸電系統(tǒng)采用車載式，節(jié)省了傳統(tǒng)岸電設(shè)施土建基礎(chǔ)的施工周期及相應(yīng)的費(fèi)用。利用現(xiàn)有的電纜線路并改造地井接線箱作為岸上電源點(diǎn)，不再新建電纜線路，以免對(duì)現(xiàn)有的碼頭結(jié)構(gòu)造成破壞，節(jié)約了高昂的電纜材料及施工費(fèi)用，縮短了工期。

3.2 減少投資兼具使用功能

岸電設(shè)施采用車載式移動(dòng)形式，可以同時(shí)為港口集團(tuán)公司下屬的各個(gè)碼頭共用。前期可以在極大地減少投資的情況下使各個(gè)碼頭都具備接引船舶岸電的功能，后期再根據(jù)市場(chǎng)需求逐步增加岸電設(shè)施的數(shù)量及容量，優(yōu)先考慮利用現(xiàn)有電纜線路和改造地井接線箱，不增加相應(yīng)的土建及線路等費(fèi)用。

3.3 需較高的運(yùn)行維護(hù)能力

選擇一套移動(dòng)式岸電系統(tǒng)同時(shí)為各個(gè)碼頭所共用，岸電設(shè)施將作為運(yùn)輸車于各個(gè)碼頭之間往返。一方面，要求道路的平整度和承載力具備較高的水平，以防運(yùn)輸車顛簸與洼陷；另一方面，需要對(duì)安裝接線和駕駛車輛的工作人員進(jìn)行相應(yīng)培訓(xùn)，確保其工作的規(guī)范性和安全性。

3.4 運(yùn)營(yíng)管理經(jīng)驗(yàn)不足

當(dāng)前岸電項(xiàng)目仍處于推廣階段，未常態(tài)化使用，多數(shù)港口企業(yè)往往沒(méi)有較為成熟的管理模式可供參考借鑒。

4 結(jié)語(yǔ)

車載移動(dòng)式岸電系統(tǒng)，可充分利用現(xiàn)有的門機(jī)高壓接線箱，最大程度減少投資，同時(shí)也能使各個(gè)碼頭全部具備岸電功能。可以此設(shè)備作為碼頭岸電發(fā)展的過(guò)渡期，待航運(yùn)市場(chǎng)的岸電發(fā)展趨于穩(wěn)定成熟時(shí)，再逐步增加岸電設(shè)施的數(shù)量及容量。