范文一：船舶连接岸电系统简介

第２期（总第１１７｛ｌ｝１）

２００７年１２月

船舶没汁通汛

Ｊ（）ＬＲＮＡＬ（）ＦＳＨＩｌ’ＤＥＳｆ（；Ｎ

Ｎ（）．２（Ｓｅ“ａＩＮ（）．１１７）

Ｄ∽ｅｌｌｌｌ，Ｐｔ＇２００７

扩酝一船．：｝一舶戗一电戗一气烈飞辱袋

船舶连接岸电系统简介

周振南

［摘要］概括介绍了船舶连接岸电系统的由来与发展，供有关设计人员参考。［关键词］岸电；船舶电气［中图分类号］ｕ６５３．９５

［文献标识码］Ａ

［文章编号］１００ｌ一４６２４（２００７）０２一００６４—０３

ＢｒｉｅｆＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＳｈｏｒｅＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙ

ＺｈｏｕＺｈｅｎｎａｎ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐａｐｅｒｂｒｉｅｎｙｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｈｉｓｔｏｒｙａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅ

ＳｙｓｔｅｍｆｏｒＳｈｉｐｓ

ｓｈｏｒｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈｉｓ

ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ

ｔｏ

ｂｅ

ａ

ｖａｌｕａｂｌｅｒｅｆ宅ｒｅｎｃｅｆｂｒｔｈｏｓｅｄｅｓｉｇｎｅｒｓｉｎｖｏｌｖｅｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｈｏｒｅｐｏｗｅｒ；ｓｈｉｐｅｌｅｃｔｒｉｃ

均提供大船用岸电设施。美国港口选用的岸电设施

Ｕ

刖舌

船舶停泊在港口时，使船上的发电机组停止运

为６．６ｋｖ，容量为每一码头７．５Ｍｗ。

北美其它一些港口，例如休斯敦、理斯满、纽约／

新泽西、西雅图、奥克兰、塔科马、温哥华和费城，正

行。改由港口陆上电网供电，这样对港口附近的大气

和噪声污染可大为减少。但是要实现这一目标，船

在计划采用岸电能源方案。

德国波罗的海港口吕贝克也有着一样的打算（新汉莎计划），日本名古屋对连接岸电有兴趣，欧共

体也愿为船舶进港提供岸电而增添相应的设备。

岸均要建立标准化的配套设施。它涉及到整个系统的性价比和安全性。船舶连接岸电系统以及其标准

正引起人们越来越大的兴趣。

一旦码头岸电连接电气化工程结束，对于停靠

１

背景情况

连接岸电首先应用于有固定停泊基地的海军。

这些港口的船舶，航运公司将面临在港口内开动发

电机要支付巨额罚款的局面。

许多船舶航运公司和港口当局担心，将船舶用电负载连接于岸电配电系统，特别是岸基系统的接地．现在还没有一定的标准和规格。接地必须满足

当海军舰艇长期停靠基地时，舰上的用电就靠基地电网供应。随着中低压岸电设备的发展，现在大中型的民船连接岸电也已成为可能。但无论是船舶和岸上，都要采取相应的措施和进行一定的改进。岸上需要建立专门的设施．以便根据船舶的大小，供给

６．６

各种用电负载的特殊要求，以确保人员和设备的安

全无损。

ｋＶ或４４０Ｖ的交流电源。

现在．在船舶岸电连接电力设计方面，接地的岸

电系统与未接地的浮动设施的电气设备连接，还没

２００４年美国洛杉矶为２个码头配备了岸电连接设施，计划还要配备７个。长滩许诺在每个码头

［收稿日期］２００７—７一１５

有国际技术标准。但是ＩＭ０已向国际标准化组织要

［作者简介］周振南（１９５２一），男，高级工程师，长期从事船舶电气和自动化的研究和设计１二作。

６４

周振南：船舶连接ｆ｝电系统简介

求．在３年内制定｜Ｌｆ＿５有关标准。

在推进这一方案的进程中，德吲劳氏认为，最实际的方案可能是全集成船电系统。它包括船舶连接

２

系统配置

岸电管理系统、岸电连接板、变压器和岸电进线板方案一

等。

２００４年．当时中国中海集团的集装箱船“新扬

在市场销售的产品中，Ｃａｖｏｆｅｃ公司可提供船舶州”和“新南通”号靠岸时将岸电插塞插在紧靠码头

的一条浮动的驳船上。该驳船装有所有必要的连接连接岸电系统。该系统可完全集成在船舶电力系统，岸电所需的设备．包括高压或中压电缆管理系统、变

装在可拆卸的集装箱内。当船舶停港时，将集装箱

压器和开关。原因是由于码头空问有限，不能将连

吊装到船上。该系统包括全部连接岸电所需的设备：

接岸电所需的全部设备都装在岸上。一套岸电连接板，一台变压器（供低压船用）及船舶方案二

连接岸电管理系统．安装在固定于船上的一只或二２００５年日本ＮＹＫ航运公司首先在其一艘船上只集装箱中。采用了便于连接岸电的集成式船电系统。

据称。“ＮＹＫ方案三

Ａｔｌａｓ”号是第一艘可以不用驳船连

接。直接将插塞插到码头上的船舶。该船每年减少寺崎电气集团（ＴＥＲＡＳＡＫＩ）为上海船厂建造的

的排放物约为３ｌｔ氮氧化物和１．４ｔ颗粒物质。

３６００

ＴＥｕ集装箱船推荐的ＡＭＰ系统。详见图１：

船尾两舷集装箱处

舵机问

连接岸电集

箱（右舷）

船尾

６．６

ｋｖ插座箱

图１

３６００

ＴＥｕ集装箱船的船舶连接岸电系统

６５

第２蚓（总第｜ｌ７蚓）

船舶没汁通ｉｌｔ

Ｎ（）２（ＳＰｌｉａｌＮＩ）．１１７）

２（ｘ）７年１２』｜

ＪＯＬＲＮ＾Ｉ．ｒ）ｒＳＩｆ｜ｌ’１）ｌｉＳＩ（：Ｎ

Ｉ）Ｐ（?Ｐｍｋｌ．２００７

头边作业，岸电接线应伽置在远离吊车作业之处，并

３Ｉ

ＥＥＥ的要求

且足够灵活．以适应刁ｊ同船舶降靠码头的需要。

根据【ＥＥＥ船舶ｊｒ．业分委员会专家的意见，要

此外．为了适应船舶全球航行在不同港口停靠改造船舶配电系统，使之在靠港时完全停止发电机

的需要，如果船舶需要进行连接岸电的改装．应遵循运转．连接岸电供船上作业的需要。船上至少要采

简化连接方法．规定连接电压和电流的标准。对连取下列措施：

接岸电采用插塞／插座方式，也应制定有关标准。

ａ）岸电的相序要同船舶电力系统的相序匹配。为了确保在世界各港口的系统均能兼容，看来ｂ）在显示船舶电力系统状态的主开关板上，同现有的标准和规范需要作修改。

时显示岸电的热态或冷态情况。

ｃ）沿着岸电线路用低阻抗的绝缘导体铺设没

４结语

备接地。

港口环境保护促使连接岸电１二程上马。船厂、ｌＥＥＥ专家还补充说，在现代集装箱船靠港作业船东和港口当局要携手制定相关标准．确保船舶在时连接岸电，因码头空间有限，而集装箱吊车又在码

能够连接岸电的同时，也具有较高的性价比和效率。

（上接第３７页）

电器

图６

Ｍ＆ＣＳ监控系统不慈图

３结语

本文主要是根据粟岛裕治、青木荣治、石川宽［参考文献］

树、渡边一夫、盛田隆的《ＬＰＧ－ＦＰｓＯ的开发、建造》

［１］粟岛裕治他：ｌ。ＰＧ．ＦＩ）ｓ（）力冈凳建造［Ｊ］．石川岛播磨技

一：艾编译的。在此，谨向原作者表示深切的谢意！

鞭ｖ。，１．４５Ｎ。．２（２００５—６）

（田傅校）

６６

船舶连接岸电系统简介

作者：周振南， Zhou Zhennan

作者单位：刊名：船舶设计通讯

英文刊名：JOURNAL OF SHIP DESIGN年，卷(期)：2007，(2)引用次数：

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范文二：浅析船舶高压岸电系统

科 技 创 新 科技创新与应用 2013 年第 23 期

浅析船舶高压岸电系统 1211金 振 楠 李 占 宇 白 民 权 颖 梁

(1、大连中远船务工程有限公司，辽宁 大连 116113 2、日冲信息(大连)有限公司，辽宁 大连 11611)3

要摘 :现在越来越多的港口可以使得船舶停靠期间关闭自身的柴油发动机，提供可靠清洁的高压岸电系统进行连接。随着欧

美各国有关船舶在靠港期间废气排放的法规日趋严格，靠港船舶使用高压岸电系统将成为航运业的一大发展趋势。本文主要介

绍了高压岸电系统的组成、方式、类型，ABS、BV、NK 等船级社针对该系统的相关规范要求，同时以某货船进行系统应用举例说

明，并介绍了系统相关设计使用注意事项。

关 键 词:HVSC 高压岸电;APMS 船级附加符号;船舶

引言 备。电缆连接设备必须满足快速连接和储存的要求，不使用的时候储存

绝大多数船舶的排放都在距离陆地 400公里 的地方，贸易比较繁 在船上、岸上或者驳船上(B-C)。 忙航线的沿海地区，如英吉利海峡和马六甲海峡受到不良影响的几率 (3)岸电接入装置:在船上固定安装受电系统，可能包括电缆绞车、 更大。尤其是港口区域更容易暴露于这些排放物之中，这些排放物是由 船上变压器和相关电气管理系统等(C)。 停靠在港口内的船只使用柴油辅机供电造成的。这些来自船舶辅机的

主要排放包括氮氧化物 (NOx)，硫氧化物 (SOx)，挥发性有机化合物

(VOC)和柴油微粒物质(PM)。除了空气排放对环境的影响，在港口使用

船舶辅机还制造了大量的噪音和振动，这些噪音和振动显著地影响着

港口地区的环境。接用岸电系统后，可消除靠港船舶自身辅机运行的噪

音和振动污染。同时，随着船龄的老化，船舶的自身辅机发电效率普遍

不高，伴随着油价的上涨，发电成本显著提高，以岸电供电代替船舶自

身柴油发电机供电，起到了降低成本、节省能耗的作用。为了更好的改

善港口环境质量和节省能源，随着相关强制规范的生效，越来越多的船

舶和港口业主都开始应用高压岸电系统。

图 1 Cold ironing“冷铁” 1 系统介绍

1.3 船舶高压岸电系统解决方案 1.1 船舶高压岸电系统名称

1.3.1 岸基方案，主要包括固定式、可移动式、驳船式三种。 船舶高压岸电系统是指船舶在靠泊期间停止使用船舶上的发电

固定式:主要包括高压电缆滚筒、特种高压软电缆、电控箱、电缆连 。 机，改用陆地电源供电，从而减少废气的排放量的船舶供电方式

接单元、可伸缩臂装置等主要设备，其在岸边提供了高压岸电的连接 本系统应用范围为额定电压交流 1kv 以上、15kv 及以下，在船舶靠

点，高压岸电接入船舶后经船用变压器变压降到船舶所用电压，详见图 港期间向船舶供电的高压岸电系统的船载部分。船舶高压岸电在不同 2。 的国家，包括不同的产品有不同的名称，例如 SAM 的(SAMCon)OPS

可移动式:主要包括可移动滑移装置、高压电缆滚筒、特种高压软 SYSTE(MOnshore PoweSrupp y)，CAVOTEC 的 AMP SYSTEM(Ater) ll

电缆、电控箱、电缆连接单元、可伸缩臂装置等主要设备，其在岸边同样 native Maritime Powe)r，ABB的 HVSC SYSTEM ( High Voltage Shore

提供高压岸电的连接点，高压岸电接入船舶后经船用变压器变压降到 Connection)，MARINE GLOBAL GROU的P Cold ironing 等，都是指采

船舶所用电压，主要区别为增加了高压电缆滚筒的可移动滑移装置，详 用岸电对靠港船舶供电的技术。

见图 3。 1.2 船舶高压岸电系统组成

驳船式:与固定式岸基方案配置基本相同，主要采用了一艘配备缆 虽然各厂家岸电方案的组件各有不同，但是国内外的设计基本上

绳绞车和变压器的驳船连接岸上和船舶系统，驳船上的变压器使岸上 都可以分为三个部分:岸基供电装置，电缆连接设备和岸电接入装置，

高压降为船用低压。该方式优点是具有机动性，但缺点是驳船投资大成 详见图 1:

本高，船岸连接电缆数量多，电缆连接操作时间长。 (1)岸基供电装置:岸上供电系统使电力从高压变电站供应到靠近

1.3.2 船基方案，主要包括半固定式和固定式两种。 船舶的连接点(A-B)。

半固定式:由于部分船舶空间有限，另外老旧船舶改造成本较高， (2)电缆连接设备:连接岸上连接点及船上受电装置间的电缆和设

?' ? X ? 0 X 下，该电力系统的机组调度方案应为 3 台机组全部开机，此时产生 'X ? X ? 0 的机组启动成本可表示为 c(1，2，3),47;当负荷大联盟中的任意子 '' X ? X ? 9 负荷联盟单独作用时，产生的机组启动成本可分别表示:c(1)=15，c I ' X ? X ? X = 12 (2)=12，c(3)=32，c(1，2)=27，c(1，3)=47，c(2，3)=35。 ' 'X ? 0X ? 0X ? 0 ;;基于合作博弈的成本分摊理论的核心思想是将费用分摊问题 ' t求解上述线性规划问题就可得到该分摊问题的核及核仁解。通转换成合作收益的分配问题，我们可以得到各联盟所获得的合作收

过计算我们得到该问题的核仁解为:X=1.5，X=5.25，X=5.25 即 负益 v(1)=0，v(2)=0，v(3)=0，v(1，2)=0，v(1，3)=0，v(2，3)=9，v(1，2，3)=12。 123荷 D，D，D所 分 摊 的 机 组 启 动 费 用 分 别 为 :x=13.5，x=6.75，x=(1)核仁分摊。现在我们根据式(2)、式(3)判断该分摊问题的核 123 1 2 3 26.75。 是否存在，根据前面的计算结果我们可以得到: (2)夏普利值分摊。根据式(4)可以求得:X=1，X=5.5，X3=5.5， 12即 负荷 D，D，D所 分摊 的 机组 启 动费 用 分别 为 :x=14，x=6.5，x= 123 12326.5。 参 考 文 献 [1]胡朝阳，甘德强，韩祯祥.市场[J].电力 系统自动化，2004. [2]胡朝阳，机制下机组启动费用的分摊研究因此，该分摊问题的核是存在的。 .成本分摊理论和竞价博弈方法在电力市场中 的应用研韩祯祥，甘德强令 X表示成员 i 所分得的合作收益，则: i 究[D].杭州:浙江大学，2003. [3]罗利，鲁若愚，hapley.值在产学研合作利(6) x = c(i) — X [J]. 软科学，2001. [4]赵学顺，黄民翔.基于合作益分配博弈分析中的应用 学报[J].2000. [5]徐蓓，张晓对策论的电力交易计划电力系统及自动化结合式(1)和式(2)，我们可以将前文中构成分摊问题的核的充 .应用边际网损系数法分摊网损[J].华东电力，2001. 军，等要条件转换为如下形式:

X ? v(S )X = v( N ) )) 和 (7)

令 X、X、X分别表示分配给 3 个负荷成员的合作收益，根据式 123 (7)我们可以得到如下线性规划问题:

39 - -

科技创新与应用 科 技 创 新2013 年第 23 期

AC6000V或 AC6600V，我国港口岸电电网频率为 50Hz ，但本船电网频

率为 60Hz，故厂家设计增加了频率转化器，可以将我国港口电网交流电

变换成适合于 60 Hz 交流电以满足更广泛的使用要求，详见图 7。

图 2 图 3

通常可采用半固定式船基方案。此方案将岸电降压供电装置放置在一

个或两个集装箱内，并吊装到船上。集装箱内配置有:变压器，高压岸电

连接屏，岸电配电柜，控制箱，高压电缆管理系统，电缆及插头等。高压岸

电连接屏，变压器，岸电配电柜，控制箱等电源装置置于主体电源移动 6 图 图 7 舱内，高压电缆管理系统等置于电缆卷放移动舱内。这种方式在集装箱 4 系统设计使用注意事项 船上应用比较广泛，只需要船上预留出对应集装箱箱位即可，详见图 4。 4.1 岸基供电系统要求 固定式:该方案主要是将高压电缆管理系统(高压电缆滚筒)、岸电 岸基供电系统宜采用船舶使用岸基供电接入时进行不间断供电的 接入装置、变压器均固定安装在船上。在船舶靠港作业时，只需直接通 并网操作方法;容量应能保证船舶岸基供电时预期使用的设备具备正 过电缆连接装置将电缆放至岸侧并连接至岸基供电装置，使用船载变 常工作的能力;系统的船舶电力系统设备的最大预期短路电流不能超 电站，省去了每次船舶靠港后电站吊装和多根低压电缆的对接工作，使过岸基供电系统的任何节点;船舶应装备保护断路器隔离开关和接地 得船舶使用岸电更方便快捷，降低劳动强度、降低了岸电使用成本。此 开关，断路器的短路能力应高于预期的短路电流，接地开关的容量应高 方案更加适用于新制船舶，可考虑在艉部上层建筑设置岸电设备间安 于短路电流的期望峰值;还要包括短路装置的跳闸和报警、过流装置的 装岸电接入装置和变压器，作为电缆连接装置的专用高压电缆滚筒可 跳闸和报警，接地故障指示和报警等保护装置;应装备能同时测量船舶 就近安装在舷侧，详见图 5。 配电板母线和岸电系统的电压表、频率表，可以读取各相电流的电流

表，相序指示器以及同步装置;当船舶电站断开且岸基供电系统发生故

障岸电供给失败时，船舶在尽可能短的时间内，应能自动启动和恢复主

电源供电和自动按顺序启动负载。

4.2 电缆管理系统

典型的电缆管理系统是由电缆绞车，电缆长度或张力控制设备和

相关仪表组成;通常采用固定式，安装于使用岸电船舶的艉部;船舶通

过电缆管理系统收放岸电电缆，与岸上电源进行连接;除具有收放电缆

功能外，供电电缆收放系统应配置张力控制设备，在正常情况能保证电

缆中不出现超过允许值的机械应力，电缆绞车的定时预紧设置能够维 4 图 图 5 持最佳电缆长度，避免电缆超过拉紧限制或过于松弛，保持恒张力，在2 系统规范要求 出现电缆过度拉伸情况下，及时切断岸电连接, 预防潮汐过低或飓风破 IEC(国际电工委员会)、ISO(国际标准化组织)、IEEE(美国电气和 坏，避免带电拉断电缆或插头拔出状况。 电子工程师协会)经过多次讨论，于 2012年 7 月 13 日发布了有关高压 4.3 电缆 岸电连接系统标准的第一版(IEC/ISO/IEEE 80005-1)，该标准明确规定 电缆的选用、施工与验收应符合在 IEC/ISO/IEEE 80005 1 出版物 了高压岸电连接系统船载部分及岸基部分的技术要求，对有关高压岸 附录 B 中的要求，其要求详细规定了该高压电缆的材料、保护、绝缘等 电连接系统的标准“IEC/PAS 60092-510:2009 Electrical installations in 性能要求和具体的试验要求;同时，电缆的选取应满足最大载流量。 ships -Specail features- High Voltage Shore Connection Systems 4.4 插接件 (HVSC-Systems)”进行了修订升级。同时，各大船级社也针对船舶高压 对插头及插座的要求是快速连接，接口标准统一，并能确保不能带 岸电系统指定了相关设计及检验指南。 电插拔;应采用带锁扣及保护接点的插头;支撑布置必须确保联结在一 ABS 船级社 Guideilne-High Voltage Shore Connection 起的缆索的重量没有被任何插头、插座和接头负担;插头和插座的应具 BV 船级社 GuidelneHghVoltage ShoreConnec ton System i-i-i备错误连接发生时无法使用的功能，主要作用是联锁控制电路，在其未 NK 船级 社 Guideline -Guidelines for High -Voltage Shore C on ) 接通时，岸电连接断路器应不能闭合;插头和插座须有机械安全装置， nection System 此装置在工作位置上可锁定连接;无论插头或插座，带电端应为插孔形CCS 船级社也编制了《船舶高压岸电系统检验指南》适用于额定电 式、受电端应为插针形式。 压 1kv 以上、15kv 以下的交流高压岸电系统。明确规定了高压岸电连 4.5 继电保护 接系统船载部分及岸基部分的技术要求，并对电缆滚筒、高压连接电缆 该系统设置有变压器超温、通风系统故障、控制系统故障、过流、过 等关键船载设备都提出了明确的要求，规定了设备能力测试要求及检 载、过热、短路、缺相、电压不平衡、电流不平衡保护。同时，各种保护动作 验指南。如果船舶配备满足指南要求的岸电系统船载装置，经审图、安 后，能实现故障自动记录、事故记忆，并且失电不丢失数据。 装检验和试验后，CCS 可授予 AMPS 附加标志 (Alternative Maritime 5 结束语 PowerS uppy)。 l随着监管部门针对船舶在港的废气排放标准的设定越来越严格， 3 系统应用 同时，各国政府相继出台了对于污染源的征税政策和船舶高压岸电使 本文以船厂某投标项目为例，系统要求如下:本船将在 A 甲板配一 用的税收减免，船舶高压岸电系统作为一项可以有效减少港口污染物 套高压岸电系统，且系统应满足 IEC_ISO_EEE8000I-51 和 CCS相 应 排放和降低成本的技术，越来越受到重视。截止 2010年 底，国外有 20 指南(AMPS)的要求。仅在载荷转移的过程中，才能允许高压岸电系统 多个港口实施了岸电技术。洛杉矶港在 2011年 将有 15 个码头应用船 与一台主发电机之间进行短时的并联运行。值得注意的是，AMPS 船级 舶高压岸电技术;长滩港计划所有集装箱码头在 2014年 应用船舶高压 附加标志的授予是基于包括岸电电缆和电缆绞车在内的船载装置均由 岸电技术，2014 年 50%的靠港集装箱船舶将使用高压岸电，2020 年 船方提供。如果岸电电缆和电缆绞车为非船方提供(由港口部门提供)， 80%的靠港集装箱船舶使用高压岸电。随着全球对环境保护的要求日趋 则不能授予该附加标志。所以，本船设计选择固定式船基方案，在 A 甲 严格，可以预见船舶高压岸电系统会成为以后新造船的必配系统。 板(左舷)布置带电缆及插头的电缆管理系统，在 A 甲板的高压岸电室 参考文献 布置岸电连接配电柜(AC6600V,60Hz)布置，变压器(2000kvA，AC6600/ [1]船舶高压岸电系统及其 CCS 检 验指南介绍[M].北京:中国船级社， 440V)，岸电接入屏组合在集控室主配电板内，详见图 6。 2011. 本船配置主发电机 3 台，功率为 1200KW;应急发电机 1 台，功率 [2]ABS GUIDE FOHRI GH VOLTAGE SHORCONNECTE ION，2011. 为 200KW;电站使用情况，航行工况使用 1 台，进出港工况使用 2 台，装 [3]CCS船 舶高压岸电系统检验原则[M].北京:中国船级社，2011. 卸货工况使用 2 台，停泊工况使用 1 台。经估算，装卸货工况为 2 台发 [4]王正甲，谢立新，万芳.高压岸电在散货船上的应用研究[Z].2012-5-12. 电机，所需功率约为 1600KW，此在港工况可以使用高压岸电系统代替 [5]黄细霞，包起帆，葛中雄，等.典型港口岸电比较及对中国港口岸电的 船舶电站，故使用总功率为 1800KW的 高压岸电系统可以满足要求。由 启示[Z].2009. 于，我国船舶电力系统一般采用电压为 AC400V，码头电压较多采用 [6]刘洪波，董志强，林结庆.码头船用岸电供电系统技术[Z].2011.

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范文三：浅析船舶高压岸电系统

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浅析船舶高压岸电系统

作者：金振楠 梁颖 李占宇 白民权

来源：《科技创新与应用》2013年第23期

摘 要：现在越来越多的港口可以使得船舶停靠期间关闭自身的柴油发动机，提供可靠清洁的高压岸电系统进行连接。随着欧美各国有关船舶在靠港期间废气排放的法规日趋严格，靠港船舶使用高压岸电系统将成为航运业的一大发展趋势。本文主要介绍了高压岸电系统的组成、方式、类型，ABS 、BV 、NK 等船级社针对该系统的相关规范要求，同时以某货船进行系统应用举例说明，并介绍了系统相关设计使用注意事项。

关键词：HVSC 高压岸电；APMS 船级附加符号；船舶

引言

绝大多数船舶的排放都在距离陆地400公里的地方，贸易比较繁忙航线的沿海地区，如英吉利海峡和马六甲海峡受到不良影响的几率更大。尤其是港口区域更容易暴露于这些排放物之中，这些排放物是由停靠在港口内的船只使用柴油辅机供电造成的。这些来自船舶辅机的主要排放包括氮氧化物（NOx ），硫氧化物（SOx ），挥发性有机化合物（VOC ）和柴油微粒物质（PM ）。除了空气排放对环境的影响，在港口使用船舶辅机还制造了大量的噪音和振动，这些噪音和振动显著地影响着港口地区的环境。接用岸电系统后，可消除靠港船舶自身辅机运行的噪音和振动污染。同时，随着船龄的老化，船舶的自身辅机发电效率普遍不高，伴随着油价的上涨，发电成本显著提高，以岸电供电代替船舶自身柴油发电机供电，起到了降低成本、节省能耗的作用。为了更好的改善港口环境质量和节省能源，随着相关强制规范的生效，越来越多的船舶和港口业主都开始应用高压岸电系统。

1 系统介绍

1.1 船舶高压岸电系统名称

船舶高压岸电系统是指船舶在靠泊期间停止使用船舶上的发电机，改用陆地电源供电，从而减少废气的排放量的船舶供电方式。

本系统应用范围为额定电压交流1kv 以上、15kv 及以下，在船舶靠港期间向船舶供电的高压岸电系统的船载部分。船舶高压岸电在不同的国家，包括不同的产品有不同的名称，例如SAM 的 （SAMCon ）OPS SYSTEM（Onshore Power Supply），CAVOTEC 的AMP SYSTEM（Alternative Maritime Power），ABB 的HVSC SYSTEM （High Voltage Shore Connection），MARINE GLOBAL GROUP的Cold ironing等，都是指采用岸电对靠港船舶供电的技术。

1.2 船舶高压岸电系统组成

范文四：船舶连接岸电系统简介

第2期(总第117期)

2007年12月船舶设计通讯JOURNAL OF SHIP DESIGN NO.2(Serial NO.117) December 2007

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船舶连接岸电系统简介

周振南

[摘

要]概括介绍了船舶连接岸电系统的由来与发展, 供有关设计人员参考。

[关键词]岸电; 船舶电气[中图分类号]U653.95

[文献标识码]A

[文章编号]1001-4624(2007) 02-0064-03

Brief Introduction of the Shore Power Supply System for Ships

Zhou Zhennan

Abstr act:Thepaper brief ly summarizes the history and dev elo pment of the shore po wer supply sy stem , w hich is considered to be a v aluable reference for those designers inv olved. K eywor ds:shore pow er ; ship electric

均提供大船用岸电设施。美国港口选用的岸电设施

前言

船舶停泊在港口时, 使船上的发电机组停止运

为6.6kV , 容量为每一码头7.5M W 。

北美其它一些港口, 例如休斯敦、理斯满、纽约/新泽西、西雅图、奥克兰、塔科马、温哥华和费城, 正在计划采用岸电能源方案。

德国波罗的海港口吕贝克也有着一样的打算(新汉莎计划) , 日本名古屋对连接岸电有兴趣, 欧共体也愿为船舶进港提供岸电而增添相应的设备。

一旦码头岸电连接电气化工程结束, 对于停靠

行, 改由港口陆上电网供电, 这样对港口附近的大气和噪声污染可大为减少。但是要实现这一目标, 船岸均要建立标准化的配套设施。它涉及到整个系统的性价比和安全性。船舶连接岸电系统以及其标准正引起人们越来越大的兴趣。

1

背景情况

连接岸电首先应用于有固定停泊基地的海军。

这些港口的船舶, 航运公司将面临在港口内开动发电机要支付巨额罚款的局面。

许多船舶航运公司和港口当局担心, 将船舶用电负载连接于岸电配电系统, 特别是岸基系统的接地, 现在还没有一定的标准和规格。接地必须满足各种用电负载的特殊要求, 以确保人员和设备的安全无损。

现在, 在船舶岸电连接电力设计方面, 接地的岸电系统与未接地的浮动设施的电气设备连接, 还没有国际技术标准。但是IM O 已向国际标准化组织要

当海军舰艇长期停靠基地时, 舰上的用电就靠基地电网供应。随着中低压岸电设备的发展, 现在大中型的民船连接岸电也已成为可能。但无论是船舶和岸上, 都要采取相应的措施和进行一定的改进。岸上需要建立专门的设施, 以便根据船舶的大小, 供给

6.6kV 或440V 的交流电源。

2004年美国洛杉矶为2个码头配备了岸电连

接设施, 计划还要配备7个。长滩许诺在每个码头

[收稿日期]2007-7-15

[作者简介]周振南(1952-) , 男, 高级工程师, 长期从事船舶电气和自动化的研究和设计工作。

64

范文五：船舶高压岸电系统检验原则2011

中?国?船?级?社?

?

?

2011?

船舶高压岸电系统检验原则

船舶高压岸电系统检验原则?

?

1. 适用范围?

本原则适用于额定电压交流1kV 以上、15kV 及以下，在船舶靠港期间向船舶供电

的高压岸电系统（High ‐voltage ?Shore ?Connection ?(HVSC)‐?System ）的船载部分。?

2. 船级附加标志及证书?

2.1?船级附加标志?

船舶配备满足本原则的岸电系统船载部分，经申请、审图、安装检验和试验后，CCS 可授予如下船级附加标志：AMPS 。????

(AMPS:?Alternative ?Maritime ?Power ?Supply) ?

2.2产品证书?

船舶高压岸电系统船载部分经CCS 检验后，将颁发相应的产品证书。?

2.3高压岸电系统的岸基部分经申请、审图、安装检验和试验后，CCS 可颁发符合性证明。岸基部分应至少提供本原则附录2中所列图纸资料，并完成附录2中所要求的检验和试验。?

3. 图纸和技术文件?

3.1应将3.1.1和3.1.2所规定的图纸资料提交CCS 批准。?

3.1.1船舶系统审图所需图纸资料：?

（1）岸电连接短路评估；?

（2）船载系统电力系统图及单线图；?

（3）船载系统电力设备布置图。?

3.1.2高压岸电系统产品审图所需图纸资料：?

（1）系统技术条件；?

（2）安装、使用、维护说明书；??

（3）系统设备清单?

（4）配电柜（包括：中压开关柜、、变压器柜、低压配电柜、高压插座箱等）?

①电路原理图；?

②元器件清单；?

③结构图（包括：外形尺寸、外壳材料、外壳结构、涂覆、面板布置、内部布置、

标牌、铭牌等信息）。?

3.2应将系统技术说明书提交CCS 备查。?

4. 技术要求?

4.1?一般规定?

4.1.1?高压岸电系统的容量应能保证船舶连接岸电时预期使用的设备能够正常工作。?

4.1.2?船载岸电装置的外壳防护等级应与安装位置相适应，并能适应海上环境长期使用。?

4.1.3?船舶应制订岸电连接操作指南，以保证船舶连接岸电时操作安全。?

4.2?系统要求?

4.2.1?应按照本原则附录1的要求进行短路评估，作为岸电连接系统容量选择和保护电器设定的依据。?

4.2.2?高压岸电系统船载部分的系统保护和仪表设置应满足IEC60092‐510第8.2、8.3、

8.4和8.6条的要求。若操作岸电连接于汇流排时，易于观察到汇流排的电压和频率，则岸电接入控制屏可仅设置一只电压表和一只频率表。?

4.2.3?岸电系统的船载高压装置应符合CCS 《钢质海船入级规范》第4篇第2章第2.14.1、

2.14.2.2、2.14.2.3、2.14.2.4、2.14.4、2.14.6和2.14.7的规定。?

4.2.4?当船舶电站断开且岸电供电发生故障时，应按照IEC60092‐510第8.7条的规定恢

复船舶电站供电。?

4.3?船舶和岸电连接要求?

4.3.1岸电供电电缆的布置应保证：?

（1）当船舶下沉和上浮时在电缆内无机械应力；?

（2）在电缆或导线连接的接线端上排除传递机械应力的可能性。?

4.3.2岸电供电电缆收放系统若采用张力控制设备，则应满足IEC60092‐510第7.1.1.1至

7.1.1.3条的要求。?

4.3.3船舶和岸电系统之间的负载转移应满足IEC60092‐510第9条的要求。岸电和船舶

电站并网过程中，电压和频率波动应满足CCS 《钢质海船入级规范》第4篇第1章1.2.2的要求。?

4.3.4若岸基部分和船载部分采用无线通信方式传输信号，应符合IACS ?URE22（见本原

则附录3）的规定。?

5. 产品检验和试验?

5.1检验原则?

5.1.1船舶高压岸电系统的检验应包括图纸审批和产品检验。?

5.1.2构成船舶高压岸电系统的设备和原材料、零部件应按《钢质海船入级规范》第1

篇第3章要求持有有效CCS 证书。?

5.2检验和试验?

5.2.1所有岸电系统的组成设备应按相关标准进行型式试验和例行试验。?

（1）船载设备应进行以下检验和试验，检验和试验应满足IEC/PAS60092‐510:2009第5

节第10条相关要求：?

①目视检查；?

②耐压试验；?

③绝缘电阻测量；?

④接地电阻测量；?

⑤功能试验：保护装置整定、联锁、接地、相序。?

⑥汇流排温升试验；?

⑦船载设备如功率管理系统、综合报警系统、监视与控制系统等综合协调工作试

验。?

5.3标志?

5.3.1船舶岸电系统及其相关设备应有一标明该系统信息的铭牌。铭牌应由耐火、耐腐

蚀、耐海水侵蚀、防霉、无毒的材料制成。铭牌上的文字和图案应清晰、耐久、不易磨灭。?

5.4证书?

5.4.1检验合格后对船舶岸电系统及相关设备颁发产品证书。证书中至少应标明岸电系

统的名称、图纸批准号、船舶工程号或船名、产品型号、额定电压、额定频率、额定容量、设备编号等，必要时可以标明系统各单元相关信息。?

6. 船舶检验?

6.1新船和船舶改造后的第一次检验应符合6.1.1的规定，建造后检验应符合6.1.2和

6.1.3的规定。?

6.1.1初次入级?

（1）核查高压岸电连接系统的产品证书。?

（2）船载部分应进行以下检查和试验：?

①外部检查；?

②对地绝缘电阻测试；?

③高压电缆装置耐压试验（《钢质海船入级规范》第4篇第2章第2.14.7.2（6））；?

④效用试验，包括相序检测、保护设备功能试验、联锁功能试验、并网功能试验

（若适用）等；?

⑤热态绝缘电阻测量；?

⑥电缆管理系统效用试验（供电电缆若采用张力控制设备）。?

6.1.2年度检验?

（1）高压岸电系统应进行以下检查：?

①外部检查；?

②对地绝缘电阻测试；?

③岸电连接试验。?

6.1.3特别检验?

特别检验要求同年度检验。?

附录1??短路评估?

1、一般要求?

1.1船舶第一次到达某港口，在接入岸电前，应对船舶连接岸电进行评估。?

2、短路电流计算考虑?

2.1对于船舶来说，应计算断电连接时所停港口的岸电馈送的预期短路电流。并网连接岸电时，在船舶主汇流排的最大预期短路电流不应超过船舶电站供电时允许的最大短路电流。?

2.2在做短路电流计算时应考虑岸电和船舶电源馈送的预期短路电流，可考虑下列措施以限制连接岸电时的预期短路电流：?

（1）防止岸电与船舶电源并网运行；或?

（2）并网连接期间限制船舶发电机组数量以转移负载；和/或?

（3）限制高压岸电船载接入端短路电流。?

2.3对于船上接通岸电的设备，断路器和接地开关的额定短路接通能力应不低于预期短路电流的最大峰值Ip ，断路器额定短路分断能力应不低于最大预期短路电流Iac(0.5T)。?

附录2???船舶高压岸电系统岸基部分?

?

1. 图纸和技术文件?

1.1 应将下列图纸资料提交CCS ?

1.1.1岸基高压变频电源系统单线图。?

1.1.2岸基部分（包括：变压器柜、中压开关柜、滤波柜、变频柜、控制单元、安全保护单元等）：?

①电路原理图；?

②元器件清单；?

③结构图（包括：外形尺寸、外壳材料、外壳结构、涂覆、面板布置、内部布置、标牌、铭牌等信息）。?

2. 产品检验和试验?

2.1 岸基设备应进行以下检验和试验：?

z 目视检查?

z 高压试验?

z 绝缘电阻测量?

z 接地电阻测量?

z 功能试验，包括保护装置的正确整定?

z 联锁系统的功能试验?

z 控制设备的功能试验?

z 接地故障监视试验?

z 相序测试?

z 电缆收放系统功能试验，如适用?

z 主汇流排温升试验?

z 国家法规规定的附加试验。?

?

?

附录3??IACS ?UR ?E22—可编程电子系统船上使用和应用?

On Board Use and Application of Programmable Electronic Systems

1. Scope

These Requirements apply to the use of programmable electronic systems which provide control, alarm, monitoring or safety functions which are subject to classification requirements. Aids to Navigation and loading instruments are excluded.

Note: For loading instrument / stability computer, REC No. 48 may be considered.?

2. Requirements applicable to programmable electronic systems

2.1 General

2.1.1 Programmable electronic systems are to fulfil the requirements of the system under control for all normally anticipated operating conditions, taking into account danger to persons, environmental impact, damage to vessel as well as equipment, usability of programmable electronic systems and operability of non computer devices and systems, etc.

2.1.2 When an alternative design or arrangements deviating from these requirements are proposed, an engineering analysis is required to be carried out in accordance with a relevant International or National Standard acceptable to the Society, see also SOLAS Ch II-1/F, Reg. 55.

Note: As a failure of a category III system may lead to an accident with catastrophic severity, the use of unconventional technology for such applications will only be permitted exceptionally in cases where evidence is presented that demonstrates acceptable and reliable system performance to the satisfaction of the Society.

Note:

1. This UR is to be applied only to such systems on new ships contracted for construction on and after 1 January 2008 by IACS Societies.

2. Rev.1 of this UR is to be applied only to such systems on new ships contracted for construction on and after 1 January 2012 by IACS Societies.

3. The “contracted for construction” date means the date on which the contract to build the vessel is signed between the prospective owner and the shipbuilder. For further details regarding the date of “contract for construction”, refer to IACS Procedural Requirement (PR) No. 29.

2.2 System categories

2.2.1 Programmable electronic systems are to be assigned into three system categories as shown in Table I according to the possible extent of the damage caused by a single failure within the programmable electronic systems.

Consideration is to be given to the extent of the damage directly caused by a failure, but not to any consequential damage.

Identical redundancy will not be taken into account for the assignment of a system category.

Table I System categories

System functionality

I -Monitoring function for informational /

administrative tasks

environment.

II -Alarm and monitoring functions

which could eventually lead to -Control functions which are

necessary to maintain the ship in its

normal operational and habitable

conditions

environment.

III -Control functions for maintaining the

which could immediately lead vessel’s propulsion and steering

-Safety functions

environment.

2.2.2 The assignment of a programmable electronic system to the appropriate system

category is to be made according to the greatest likely extent of direct damage. For examples see Table II.

Note: Where independent effective backup or other means of averting danger is provided the system category III may be decreased by one category.

Table II Examples of assignment to system categories ?

System category Examples

I Maintenance support systems

Information and diagnostic systems

II Alarm and monitoring equipment

Tank capacity measuring equipment

Control systems for auxiliary machinery

Main propulsion remote control systems

Fire detection systems

Fire extinguishing systems

Bilge systems

Governors

III Machinery protection systems / equipment

Burner control systems

Electronic fuel injection for diesel engines

Control systems for propulsion and steering

Synchronising units for switchboards

The examples listed are not exhaustive.

?

2.3 Data Communication links

2.3.1 These requirements apply to system categories II and III using shared data

communication links to transfer data between distributed programmable electronic equipment or systems.

2.3.2 Where a single component failure results in loss of data communication means are to be provided to automatically restore data communication.

2.3.3 Loss of a data communication link is not to affect the ability to operate essential services by alternative means.

2.3.4 Means are to be provided to protect the integrity of data and provide timely recovery of corrupted or invalid data.

2.3.5 The data communication link shall be self-checking, detecting failures on the link itself and data communication failures on nodes connected to the link. Detected failures shall initiate an alarm.

2.3.6 System self-checking capabilities shall be arranged to initiate transition to the least hazardous state for the complete installation in the event of data communication failure.

2.3.7 The characteristics of the data communication link shall be such as to transmit that all necessary information in adequate time and overloading is prevented.

2.4 Additional requirements for wireless data links

2.4.1 These requirements are in addition to the requirements of 2.3.1 to 2.3.7 and apply to system category II using wireless data communication links to transfer data between

distributed programmable electronic equipment or systems. For system category III, the use of wireless data communication links is to be in accordance with 2.1.2.

2.4.2 Functions that are required to operate continuously to provide essential services dependant on wireless data communication links shall have an alternative means of control that can be brought in action within an acceptable period of time.

2.4.3 Wireless data communication shall employ recognised international wireless communication system protocols that incorporate the following:

(a) Message integrity. Fault prevention, detection, diagnosis, and correction so that the

received message is not corrupted or altered when compared to the transmitted

message;

Configuration and device authentication. Shall only permit connection of devices that are included in the system design; (b)

(c) Message encryption. Protection of the confidentiality and or criticality the data content; (d) Security management. Protection of network assets, prevention of unauthorised

access to network assets.

2.4.4 The wireless system shall comply with the radio frequency and power level requirements of International Telecommunications Union and flag state requirements.

Note: Consideration should be given to system operation in the event of port state and local regulations that pertain to the use of radio-frequency transmission prohibiting the operation of a wireless data communication link due to frequency and power level restrictions.

2.5 Protection against modification

2.5.1 Programmable electronic systems of category II and III are to be protected against program modification by the user.

2.5.2 For systems of category III modifications of parameters by the manufacturer are to be approved by the Society.

2.5.3 Any modifications made after performance of the tests witnessed by the Society as per item 6 in Table III are to be documented and traceable.

3. Documents to be submitted

3.1 For the evaluation of programmable electronic systems of category II and III, documents according to IEC 60092-504 paragraph 10.11 are to be submitted.

3.2 When alternative design or arrangement is intended to be used, an engineering analysis is to be submitted in addition.

3.3 For all tests required in accordance to the system category a test plan shall be submitted and the tests shall be documented.

3.4 Additional documentation may be required for systems of category III. The documentation is to include a description of the methods of test and required test results.

3.5 For wireless data communication equipment, the following additional information shall be submitted: (a) (b) (c) (d) (e) (f)

Details of manufacturers recommended installation and maintenance practices; Network plan with arrangement and type of antennas and identification of location; Specification of wireless communication system protocols and management functions; see 2.4.3

Details of radio frequency and power levels; Evidence of type testing in accordance with UR E10; On-board test schedule, see 7.3.

3.6 Documents for the evaluation of programmable electronic systems of category I are to be submitted if requested.

3.7 Modifications shall be documented by the manufacturer. Subsequent significant

modifications to the software and hardware for system categories II and III are to be submitted for approval.

Note: A significant modification is a modification which influences the functionality and / or safety of the system.

4. Tests and Evidence

4.1 Tests and evidence are to be in accordance with Table III. Definitions and notes relating to Table III are given in Appendix 1. Table III Tests and evidence according to the system category M = Evidence kept by manufacturer and submitted on request S = Evidence checked by the Society W = To be witnessed by the Society

* = The level of witnessing will be determined during the assessment

required by 2.1.2

No. 1.

Tests and evidence

Evidence of quality system

System Category

2. 3.

Quality plan for software

Inspection of components (only Hardware) from sub-suppliers Quality control in production Final test reports Traceability of software

Hardware and software description Software description Hardware description

Failure analysis for safety related functions only Evidence of software testing

Evidence of software testing according to quality plan

procedures for safety related functions Tests according to Unified Requirement E 10 Software tests Module tests Subsystem tests System test Performance tests Integration test Fault simulation

Factory Acceptance Test (FAT) On-board test Complete system test Integration test

Operation of wireless equipment to demonstrate electromagnetic compatibility Modifications

Tests after modifications

S S

tests 5. 6. 7. 8.

W*

S/W

Appendix 1

Definitions and notes relating to Table III, Tests and Evidence

1. Evidence of quality system 1.1 Quality plan for software

A plan for software lifecycle activities is to be produced which defines relevant procedures, responsibilities and system documentation, including configuration management. 1.2 Inspection of components (only Hardware) from sub-suppliers Proof that components and / or sub-assemblies conform to specification. 1.3 Quality control in production

Evidence of quality assurance measures on production. 1.4 Final test reports

Reports from testing of the finished product and documentation of the test results. 1.5 Traceability of software

Modification of program contents and data, as well as change of version has to be carried out in accordance with a procedure and is to be documented.?

2. Hardware and software description

2.1 Software description

Software is to be described, e.g.

- Description of the basic and communication software installed in each hardware unit - Description of application software (not program listings)

- Description of functions, performance, constraints and dependencies between modules or other components. ?2.2 Hardware description

Hardware is to be described, e.g.

- System block diagram, showing the arrangement, input and output devices and interconnections - Connection diagrams

- Details of input and output devices - Details of power supplies

2.3 Failure analysis for safety related functions only (e.g. FMEA) The analysis is to be carried out using appropriate means, e.g.

- Fault tree analysis - Risk analysis - FMEA or FMECA

The purpose is to demonstrate that for single failures, systems will fail to safety and that systems in operation will not be lost or degraded beyond acceptable performance criteria when specified by the Society. 3. Evidence of software testing

3.1 Evidence of software testing according to quality plan

Procedures for verification and validation activities are to be established, e.g. - Methods of testing

- Test programs producing - Simulation

3.2 Analysis regarding existence and fulfilment of programming procedures for safety related functions

Specific assurance methods are to be planned for verification and validation of satisfaction of requirements, e.g. - Diverse programs

- Program analysis and testing to detect formal errors and discrepancies to the description - Simple structure 4. Hardware tests

Tests according Unified Requirement E 10 “Test Specification for Type Approval” will normally be a type approval test.

Special consideration may be given to tests witnessed and approved by another IACS member society. 5. Software tests 5.1 Module tests

Software module tests are to provide evidence that each module performs its intended function and does not perform unintended functions. 5.2 Subsystem tests

Subsystem testing is to verify that modules interact correctly to perform the intended functions and do not perform unintended functions. 5.3 S ystem test

System testing is to verify that subsystems interact correctly to perform the functions in accordance with specified requirements and do not perform unintended functions. 6. Performance tests

6.1 Integration tests

Programmable electronic system integration testing is to be carried out using satisfactorily tested system software, and as far as practicable intended system components. 6.2 Fault simulation

Faults are to be simulated as realistically as possible to demonstrate appropriate system fault detection and system response. The results of any required failure analysis are to be observed.

6.3 Factory Acceptance Test (FAT)

Factory acceptance testing is be carried out in accordance with a test program accepted by the Society. Testing is to be based on demonstrating that the system fulfils the requirements specified by the Society. 7. On-board tests 7.1 Complete system test

Testing is to be performed on the completed system comprising actual hardware components with the final application software, in accordance with an approved test program. 7.2 Integration tests

On board testing is to verify that correct functionality has been achieved with all systems integrated.

7.3 For wireless data communication equipment, tests during harbour and sea trials are to be conducted to demonstrate that radio-frequency transmission does not cause failure of any equipment and does not its self fail as a result of electromagnetic interference during expected operating conditions.

Note: Where electromagnetic interference caused by wireless data communication equipment is found to be causing failure of equipment required for Category II or III systems, the layout and / or equipment shall be changed to prevent further failures occurring. 8. Modifications 8.1 Tests after modifications

Modifications to approved systems are to be notified in advance and carried out to the Society’s satisfaction, see paragraph 3.7 of this UR.

?

?

————?完?————?

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