第２８卷第４期 ２０１１年０８月 江苏船舶 ＪＩＡＮＧＳＵ ＳＨＩＰ Ｖｏ１．２８ Ｎｏ．４ Ａｕｇ．２０１１ 船舶岸电系统简介 杨海建 （南通中远川崎船舶工程有限公司，江苏南通２２６００５） 摘要：结合某大型集装箱运输船的设计实例，简要介绍了船舶岸电系统的适用规范和系统组成，以及使用时的 条件和电缆卷筒的安装位置。重点介绍了ＡＭＰ系统电缆卷筒上活动电缆长度计算方法。 关键词：船舶；岸电系统；电缆长度；计算方法 中图分类号：Ｕ６６５．１２ 文献标识码：Ｂ 船舶岸电系统（Ａｈｅｍａｔｉｖｅ Ｍａｒｉｎｅ Ｐｏｗｅｒ（ＡＭＰ） ｓｙｓｔｅｍ）也称为“冷铁”系统，是指允许装有特殊设备 的船舶在停泊码头时接人码头的岸电电源，船舶可 以从岸电系统获得其泵组、通风、照明、通讯和其他 设施所需电力，而无需使用自身的柴油发电机组，从 而阻止船舶柴油发电机组将柴油燃烧颗粒及温室气 体持续排放到当地空气中，达到改善港口空气质量 的目的 。 ２ ＡＭＰ系统分类 （１）根据ＡＭＰ系统电缆卷筒安装位置的不同 可分为岸基ＡＭＰ系统和船基ＡＭＰ系统 ①岸基ＡＭＰ系统 岸基ＡＭＰ系统分为固定式和便携式两种。固 定式岸基ＡＭＰ系统需求的码头安装空间较小，但是 安装后不能再移动。便携式岸基ＡＭＰ系统的特点 是比较灵活，当船舶到达码头需要使用时可以立即 １ 相关规范及需配备 ！ 系统的港口 接人，不需要时可以存放到仓库或者移动到别的码 头使用。 根据国际海事协会（ＩＭＯ）及国际港口协会 （ＩＡＰＨ）要求，国际标准化组织（ＩＳＯ）及国际电工委 员会（ＩＥＣ）正在制定并颁布关于船舶高压岸电联接 系统（Ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｈｏｒｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ（ＨＶＳＣ）ｓｙｓｔｅｍｓ） 的第一个标准ＩＥＣ６００９２—５ １０。 ②船基ＡＭＰ系统 船基ＡＭＰ系统也分为固定式和便携式两种。 固定式船基ＡＭＰ系统是将电缆管理系统及电气设 备等安装在船舶上。便携式船基ＡＭＰ系统是将电 缆管理系统及电气设备等安装在可以吊卸的标准集 装箱内。集装箱可以存放在船舶上或者根据航线需 要存放在码头。 美国加利福尼亚港口当局颁布了船舶岸电系统 实施规则，从２０１４年开始逐步强制要求集装箱运输 船、客船及冷藏货物运输船在靠泊加利福尼亚港口 时须配备ＡＭＰ系统。其他美国港口也准备要求靠 泊船舶安装ＡＭＰ系统。 （２）根据ＡＭＰ系统接人岸电电压等级不同分 为低压系统（４４０ ＶＡＣ）和高压系统（６ ６００ ＶＡＣ） 对于高压系统，因港口供电当局要求电压超过 ３ ３００ Ｖ以上的设备每次接入时都须做绝缘试验，否 则不允许接人当地电网。这样船舶每次接入岸电系 统时都需要等待港口供电当局的检验，时间具有不 欧洲波罗的海的５个港口已经开始要求使用船 舶岸电系统。鹿特丹和安特卫普港口正在推进实施 ＡＭＰ系统。 地中海的许多港口如巴塞罗纳港、马赛港、热那 亚港、罗马港（奇维塔韦基亚）也在调查实施要求渡 船和巡逻船配备ＡＭＰ系统。 日本有３个港口正在评估实施ＡＭＰ系统。 中国的上海港、大连港、青岛港、蛇口港等港口 正在实施配套ＡＭＰ系统陆基设备。 收稿日期：２０１１—０３—３０ 确定性。所以现在高压系统基本不再使用便携式。 本文以某大型集装箱运输船上安装的高压船基 固定式ＡＭＰ系统为例作简单探讨。 ３ ＡＭＰ系统组成 某大型集装箱运输船安装的高压船基固定式 ＡＭＰ系统的基本系统组成如图１所示。 本船配置固定式高压船基ＡＭＰ系统，在船舶艉 作者简介：杨海建（１９７５一），男，工程师，从事船舶电气设计工作。 江苏船舶 第２８卷 部左右舷各配置１个电缆卷筒。岸电联接屏（开关 切换屏）放置在舵机房内。ＡＭＰ接受屏放置在机舱 电缆卷简上配置有一定长度的联接岸电和船电 的电缆、电缆导轨、电缆卷筒的控制单元以及各种辅 助设备。 高压配电屏室内。位置示意图如图４所示。 …一…一…一…一………一 １…一…一…一…～…ＡＭＰ系统接受屏 一’１ ：５．５ ｋＶ高压配电屏 ｉ ｉ 电缆卷筒 控制电缆 图１ ＡＭＰ系统组成 ６・６ ｋＶ岸电联接屏 （１）电缆：ＡＭＰ系统电缆为特制电缆，包括动力 电缆、通信光缆及安全控制用控制电缆。电缆规格 选取时需要根据船舶所需岸电电力容量，计算正常 工作电流而选择合适的动力电缆截面积。本船所需 电力容量为５ ４００ ｋＷ（电压６．６ ｋＶ），电流大约为 ５９０ Ａ。厂家提供的电缆截面积为１８５ ｍＥ ，在单卷 缠绕情况下的额定载流量为３６９ Ａ，修正到４０℃后 的载流量约为３２８ Ａ。采用２根电缆并联供电方 式，电缆的修正载流量为６５６ Ａ。满足船舶所需电 流５９０ Ａ的要求。 岸电联接屏屏内配置有５．６ ｋＶ真空开关２套， 接地开关１套，以及配套辅助设备。其主要功能是 供船舶操纵者根据船舶靠岸情况选择从左舷或右舷 接人岸电电源。 ４使用ＡＭＰ系统时的条件 加利福尼亚港口洛杉矶港和长滩港配备的 ＡＭＰ系统的岸基插座箱的每个插座箱的间隔为６Ｏ Ｉｌｌ。每个插座箱内配备２个６ ６００ Ｖ，３５０ Ａ（总容量 ７ ５００ ｋＶＡ）的插座。插座需要ＣＡＶＯＴＥＣ厂家标准 （２）电缆导轨：电缆导轨在放置电缆时伸出船 舶舷外，避免电缆和船舶摩擦。不使用时可收起。 （３）控制单元：电缆导轨的收放以及电缆的收 放通过控制单元来实现，同时根据码头要求，将来码 头电力管理系统和船舶电力管理系统通信将使用光 纤信号通信（此项目目前没有实施），所以需要在电 缆卷筒处控制单元内预留“‘岸壁’光纤信号一‘船 舶’数字信号”的转换接口。 的插头才可以使用。 本船计算ＡＭＰ系统容量时考虑船舶停泊码头 时冷藏集装箱供电状态，同时结合考虑船舶实际装 载状况。根据船东提供的信息，本船实际冷藏箱装 载数量考虑６００标箱即能满足要求。最终确认 ＡＭＰ系统容量５ ４００ ｋＷ即能满足要求。电力负载 表及系统切换负载转移表见表１。 表１ 电力负载表及系统切换负载转移表 带冷藏箱停泊 电力负荷转移 带冷藏箱装卸货 （高压ＡＭＰ系统） １ ８ ３Ｏ ｋＷ ３ ４９ ２ ｋＷ（６ ００‘ ｐｃ） ５ ３ ２２ ｋＷ 船舶状态 （发电机运转） 基础负荷 冷藏箱电力负荷“ 总需求负荷 柴油发电机组 １ ６９Ｏ ｋＷ ３ ４９ ２ ｋＷ（６００ ｐｃ） （１台发电机运转） １ ５ Ｏ５ ｋＷ １ １ ６４ ｋＷ（２０ ０ ｐｃ） ５ １ ８２ ｋＷ ２台ｘ ３ ０００ ｋＷ １台×３ ０００ ｋＷ ２ ６６９ ｋＷ １台×３ Ｏ００ ｋＷ 柴油发电机组 ３组×２ ５ ００ ｋＷ ２组×２ ５ ００ ｋＷ 高压ＡＭＰ系统 １套ｘ ５ ４ Ｏ０ ｋＷ 总需求负荷百分比／（％） ６４．８％ １套×５ ４Ｏ０ ｋＷ ８９．０％ ９ ８．６％ 表１中， １冷藏箱电力负荷是基于６０％的负 载率的１２ ｍ（４０ ｆｔ）的冷藏箱（９．７ ｋＷ）； ２冷藏箱 第４期 杨海建：船舶岸电系统简介 个数的改变基于船舶基础电力负荷和冷藏箱的负载 率。基础电力负荷是保证船舶在从ＡＭＰ系统供电 立即切换到船舶发电机供电时的辅机运行所需电力 容量。 ５ 电缆卷筒上活动电缆长度计算方法 ５．１船舶停泊精确定位计算法 此方法依赖于船舶操纵者在船舶停靠码头时能 从表１中同时可以看出，船舶不断电条件下船 舶发电机供电和ＡＭＰ系统供电在互相切换时，需要 确认整个系统电力负荷情况，同时为满足负载转移 要求，需要切断部分用电负荷。 将ＡＭＰ系统电缆卷筒精确定位到码头插座箱的垂 直位置。 正常吃水状态下船舶靠泊码头示意图见图２。 本船型深２９．８５ ｍ，正常压载时结构吃水１０．２ ｍ，正 常压载时码头高出水面大约２ ｍ。计算出在正常压 载时上甲板距离码头的垂直距离Ａ＝型深一结构吃 在ＡＭＰ系统供电状态下，如果发生供电系统异 常时，需要立即从ＡＭＰ系统供电切换到船舶备用发 电机供电，因冷藏箱负载开关具备掉电自保护功能， 此时不会发生过负载的情况。 水一码头水面＝１８ ｍ。在船舶正常靠泊状态下 ＡＭＰ系统电缆卷筒距离岸壁插座箱的距离Ｂ约为３ ｍ。船舶的前后动态调整距离Ｃ约为５ ｍ。 Ｊ Ｌ Ｊ 型深 ————、 ｒ～、 码 水 二 、 Ｔ －２ｍ Ｃ Ｉ．．Ｃ 图２ 计算出工作用电缆长度Ｌ１＝Ａ＋ ＋Ｃ＝２６ ｍ。 考虑在卷筒上需要预留２圈安全电缆长度９ ｍ，则 总电缆长度为Ｌ＝Ｌ１＋９ ｍ＝３５ ｍ。 ５．２适应不同码头计算法 预留长度。 在一些通用码头，因为各种原因，船舶停靠时不 能精确定位，这就要求卷筒上的活动电缆长度能够 适应船舶停靠后ＡＭＰ系统使用时的最长电缆长度 要求。计算方法如图３所示。 此计算方法电缆长度Ｌ＝Ｌ０＋ １＋ ＋３ ｍ，其 中加为卷筒上的安全电缆长度，一般２～３圈，Ｌ０＝ ９ ｍ；Ｌ１为卷筒到岸壁的垂直距离，Ｌ１＝１８ ｍ；Ｌ２为 船舶停靠岸壁时卷简到岸壁插座箱的水平距离，长 度为０～３０ ｍ，Ｌ２＝３０ ｍ。３ ｍ为插头在插座箱内的 图３适应不同港口船舶停泊电缆长度计算示意图 电缆总长Ｌ＝６０ ｍ。 此计算方法得出的电缆长度，在船舶能够精确 定位时留在卷简上的电缆比较多，需要考虑因大电 流涡流效应而导致电缆容许容量减少的问题。根据 江苏船舶 第２８卷 和电缆卷筒专业厂家确认的结果，在充分考虑船厂 容量要求的基础上选择的电缆是单卷缠绕的特制电 缆，能够满足船舶精确定位时的使用要求。 置也易于接近，便于操作人员观察。 右： ｒ舷－］曰④各ｌ口 １Ｊ ） 一 同时，采用本计算方法所需要的电缆卷筒比船 舶精确定位计算法所需要的电缆卷筒大很多，这就 对电缆卷筒的安装位置空间提出了要求。 翘 ７结语 ｆ ／ ６ 电缆卷筒安装位置 ＡＭＰ系统电缆卷筒的安装位置要考虑到设备 安装的空间、系统安装的经济性及船舶使用时 的便利性。 设计船舶岸电系统时，需要充分考虑码头岸壁 插座箱的现状，船舶本身的条件、船舶停靠码头时的 条件及船东的要求。将这几方面的要求充分融 合在一起，设计出适港性、经济性的ＡＭＰ系统，是船 舶设计者需要研讨的课题。 参考文献： ［１］ 薛亮．世界首座油轮岸电系统启动［ＯＢ／ＯＬ］．（２００９—０６—１２） ［２０１１—３—１０］．ｈｔｔｐ：／／ｅｎｖ．ｐｅｏｐｌｅ．ｃｏｒｎ．ｃｎ／ＧＢ／９４６４５７１．ｈｔｍ１． 在充分考虑电缆卷筒的大小、维护空间及布置 空间的基础后，本系统在船舶上的布置如图４ 所示。电缆卷筒①布置在船舶艉部系泊空间上部左 右舷，６．６ ｋＶ岸电联接屏②布置在舵机舱，ＡＭＰ系 统接收屏③布置在机舱高压配电屏室内。本布置减 少了船厂高压电缆的布设长度，同时ＡＭＰ卷筒的位 （上接第２２页） （４）修订电气设计和验收规范促进无功末端技 术的实施 在变配电设计规范中，应当集中补偿的无 功装置容量，一般应控制在主变压器容量的１０％以 下，应当强制实行以采用无功末端补偿为主的补偿 方式，使之规范化。 在对电气工程进行验收时，应当规定要考核每 个用电区域、每台用电设备、每件电器的无功电力是 否已实现就地平衡。通过有关规范和法规的贯彻执 行，使用户受电端至用电设备之间的无功电力全部 （２）按平均功率因数调整电费的办法应当取消 供方应废除按当月平均功率因数作为调整电费 的依据，可以实行按用户当月的有功电量和无功电 量分别计收电费。这种收费方式简单易行，便于用 户随时掌握控制。需方应当采取措施提高用电全过 程中的功率因数，降低系统损耗，改善电压质量和减 少负载对电源容量及其他供配电设施的需求。 （３）修订产品标准确保无功电力就地平衡 在有关的国家标准中，应当规定各种用电设备 在设计制造过程中，根据各产品的负载特性，相应配 置静态或动态无功补偿装置，必须确保产品在出厂 时，动态功率因数指标应能达到０．９５以上。这是一 项重大的产品升级措施，可免除在产品投入运行后 再来为补偿无功而进行技术改造的麻烦。 得到补偿，以利于促进节电降损工作的开展。 参考文献： ［１］周洋．末端补偿的理论及实施［Ｊ］．电工技术，１９８９，１０（６）：５ ７． ［２］周洋．用户配电系统的节能管理［Ｊ］．上海节能，１９９２，（３）：１５ —１９
