2011年5月,中国船级社发布了《船舶高压岸电系统检验原则》。该原则为现阶段国内船舶安装岸电系统入级检测提供依据,并为国内船舶岸电的设计、产品制造、建造改造提供船基设施标准,且为安装上船的高压岸电设备检验和发证。
4 船舶岸电电源系统介绍
船舶岸电电源系统主要由码头岸上输配电系统和船舶自身岸电转换系统两大部分组成如下图所示。
4.1岸上输配电系统
我国港口使用的岸电是380V/50Hz,而深水航行的大型船舶使用的电力为440V/60Hz,该系统主要功能是将国内电网50Hz电源转换成船用60Hz电源。目前,岸电变频电源有两种结构方式。
第一种:变频电源→正弦波滤波器→电力变压器。三相电输入经变频电源整流逆变输出60Hz的SPWM波,而后经正弦波再经电力变压器调整到需要的电压。由于正弦波滤波器的电感量很高,因此要求系统中配置的电感器尺寸也很大,从而影响了系统整体效率,而目前业内厂家实测的电子静止式岸电变频电源,整体效率仅有85%左右。
第二种:变频电源→波形预处理电感器→逆变输出变压器与输出滤波器。三相电输入经变频电源整流逆变输出60Hz的SPWM波,而后经电感器对波形进行预处理并校正,滤波逆变器所产生的高次谐波分量。再输入到逆变输出变压器预输出滤波器对波形进行二次处理并进行调压,达到输出正弦波和需要的电压。由于对波形进行二次处理,第一次波形预处理不需要很高的电感量,仅需要较小尺寸的电感量就能达到目的。第二次波形处理在逆变变压器预输出滤波器中进行,逆变变压器是专门为逆变技术而设计匹配的,具有变压和电感双重功能的一种新技术变压器,加上交流滤波电容器,构成一种高频陷波器,所以具有很高的效率,经生产厂家整体效率实测高达93%~95%。目前,国内船用变频电源大多采用该方式。
4.2船舶岸电转换系统
船舶岸电转换系统由一套高压电力转换设备组成,主要包括插座盘、岸电与船电并电的转换开关及相应的保护装置等。由船东负责规划,并安装于船上供连接岸电用。当船舶停靠港口时,由该系统连接岸上供电系统,停止船上发电机群运转,以岸电提供停泊期间所需的电力。以美国替换航海电力系统AMP(Alternative Maritime Power System)为例,目前开发的AMP系统含有下列主要设备:电缆卷轮以承载连接岸电电缆及接头(cable reel);电缆卷轮控制箱(cable reel control box);高压岸电连接盘(high voltage shore connection panel);岸电供电盘(shore incoming panel);替换航海电力管理系统(amp management system)。