岸电用不了,请看过来!船舶100%使用岸电系列知识二:岸电容量篇
发表于 2023-06-29 18:51
靠港船舶接用岸电是实现港口绿色减排的重要途径。船舶使用岸电需要港口码头和靠泊船舶共同实施,船岸双方均应满足相应的软硬件标准和要求。
为了让广大船员
码头企业以及海事执法人员
全面了解
港口和船舶岸电相关设施以及使用要求
小编结合相关法律法规
强制标准以及通行做法
梳理岸电使用过程中
船岸双方硬件配备、制度建立执行和职责
供大家参考
本期,为大家介绍的内容为
岸电容量
在日常工作中,我们有时会遇到码头岸电容量偏低导致大型海船拒绝使用岸电。那么,如何评判码头岸电容量是否满足到港船舶用电需求呢?要解决这个问题,首先要弄清码头岸电容量、供电方式。此外,还要了解靠泊船舶的实际用电需求,通过比对确认两者是否匹配。
一、法规要求
1.《港口和船舶岸电管理办法》第七条
码头岸电设施的供电能力应当与靠泊船舶的用电需求相适应。
2.《江苏省长江船舶污染防治条例》第三十条
沿江县级以上地方人民政府应当根据港口发展要求制定港口岸电设施、船舶受电设施建设和改造计划并组织实施,满足船舶用电需求。
3.《码头岸电设施建设技术规范》(JTS155-2019)
3.3.1新建码头的岸电设施用电容量应满足船舶岸电用电需求;3.3.2已建码头的岸电设施用电容量应考虑码头现有供电系统的能力,用电容量无法满足使用要求时,应对码头供电系统增容。
二、电力专业术语
1、视在功率
表示交流电器设备容量的量,等于电压有效值和电流有效值的乘积。符号为S表示,单位为伏安(VA)、千伏安(KVA)。如设计1台单相变压器,额定电压220伏、电流10安,则视在功率为2200伏安。视在功率不表示交流电路实际消耗的功率,只表示电路可能提供的最大功率或电路可能消耗的最大有功功率。以泰州沿江某50000吨级散货码头为例,该码头1#泊位对外公布的低压岸电单套设备容量为630kVA,该数据即为视在功率。
2、有功功率
单位时间内实际发出或消耗的交流电能力,是周期内的平均功率,将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率,以字母P表示,单位主要有瓦(W)、千瓦(KW)、兆瓦(MW)。我们继续以泰州沿江某50000吨级散货码头为例,该码头1#泊位低压电力变压器的视在功率是630KVA,功率因数cosɸ取0.8,则此变压器可承载的负载为P=S*cosɸ=630*0.8=504KW。实际上,电能在做功的过程中,除了能量转换外,设备自身要耗能,还有部分能量被贮存在电容、电感等元件中(无功功率),导致有功功率要低于视在功率。
3、无功功率
在具有电感或电容的电路中,在每半个周期内,把电源能量变成磁场(或电场)能力贮存起来,然后再释放,把贮存的磁场(或电场)能力再返回给电源,只是进行能量的交换,并没有真正消耗能量,我们把这个交换的功率值,称为“无功功率”。凡是有电磁线圈的电气设备,要建立磁场,就要消耗无功功率。无功功率的符号用Q表示,单位为乏(Var)或千乏(KVar),Q=S*sinɸ。比如:一只40w的日光灯,除需要40多瓦的有功功率(镇流器也需要消耗一部分有功功率)来发光外,还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。船舶用电负载电感设备居多,因此消耗的无功功率更大。
4、功率因数
交流电路中,电压与电流之间的相位差(ɸ)的余弦叫做功率因数,用符号cosɸ表示,在数值上,是有功功率和视在功率的比值,F=cosɸ=P/S。电气领域的负载有分三种:电阻、电容、电感。电阻是消耗功率的器件,如白炽灯、电热炉。电容和电感是存储功率的器件。因此,功率因数越大,说明有功功率大,能源利用率越高。一般情况下,码头供电设备的功率因数取0.8,但也有些码头通过设备优化和无功补偿等措施,功率因数可以达到0.9或者0.95。
5、无功补偿
在感性无功负载的系统中,把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路,当感性无功负载吸收能量时,容性负载释放能量,反之亦然,无功功率就地平衡掉,以降低线路损失、电压损失,提高带载能力。通常来说,一般变电站都会配备无功补偿装置,根据电网负载和母线电压情况进行投切。
三、船舶用电负载估算
船舶岸电受电设施建设改造需经船检机构认可,船舶岸电系统船载装置应持有船用产品证书,船舶用电负载根据船检机构审核批准的《岸电工况电力负荷计算书》确定。计算过程中,通常采用需要系数法,将船舶用电设备分为连续负载和间歇负载。根据设备实际需要系数分别计算出连续负载功率和间歇负载功率,进而得出船舶用电总功率。此外,还应考虑电网损耗(总功率的5%)、负载因数影响,最后估算出船舶需要的负载功率。当然,在实际使用时,船舶负载功率往往小于估算值。
四、码头岸电容量界定
根据《靠港船舶岸电系统技术条件》(GB/T36028)要求,码头岸电系统容量应能满足船舶靠港期间预期使用的船用电气设备正常工作的需求,我国常用的低压岸电系统容量宜采用200kVA、400kVA、630kVA、800kVA,高压岸电系统容量宜采用1000kVA、2000kVA、3000kVA、4000kVA、5000kVA、8000kVA、16000kVA。
从船舶需求角度出发,码头岸电容量固然越大越好。但是,综合考虑建设、运营及维护成本,码头岸电容量宜略大于靠泊最大等级船舶用电负载。判断码头岸电系统容量是否满足靠港船舶需求,应结合码头对外公布的泊位岸电单套设备容量、功率因数以及网络损耗等信息,估算出实际提供的功率(即有功功率)。通过比对靠泊最大等级船舶所需功率,如果前者明显低于后者,则需要对码头供电系统增容。
五、海事重点提醒
1、在实际应用过程中,如果码头岸电容量偏小,船舶用电负荷大的时候,无功消耗也大,导致系统电压下降、频率降低。电压和频率是电网稳定的两项重要指标。一旦压降超过限度,将会对船上电气设施正常运行造成影响,甚至导致设备损毁。码头单位应根据靠港船舶用电需求,积极开展供电系统增容。
2、目前,长江沿线部分码头存在岸电容量无法完全满足船舶岸电负载估算需求,是不是意味着船舶无法接用岸电了?答案显然是否定的,船舶靠泊期间实际用电功率要小于估算功率。因此,船岸双方应根据靠泊期间实际需求,研究确定接用岸电事宜,做到“应接尽接”。
3、船岸双方应建立健全码头岸电设施、船舶受电设施的管理、使用、维护保养制度和操作规程等,加强供电期间沟通交流和人员值守。针对岸电容量不足的问题,船舶可以适时关闭一些非必要负载,启用大功率设备(如压载泵、锚绞机、主空压机等)前,为避免压降过大,可协调码头方适当调高输出电压,以确保供电稳定、安全。
供稿 | 孙蒙
编辑 | 林飞
审核 | 吉仁
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