张倩萍，苏珍莉

（广州船舶及海洋工程设计研究院，广州510250）

1 引言

船舶停泊港口时，如果依旧采用船上的燃油发电模式，会对城市大气、噪声污染方面产生严重的影响。为了减少靠港期间的NOX 和SOX 等污染物的排放，实现节能减排，建设绿色港口，交通运输部于2019 年12 月24 日公布了《港口和船舶岸电管理办法》，积极鼓励船舶靠港期间接入码头的岸电系统来获取电能。但目前我国港口岸电发展并不理想，岸电接口标准不统一，使得船舶靠港后岸电设施连接变得非常复杂。

本文以漓江某星级游船的岸电系统为例，阐述岸电转换改造的设计过程。

2 船载岸电系统简介

漓江某星级游船的岸电配电系统是通过岸电箱供电给主配电板，再通过变压器和各分电箱对全船AC 380 V 和AC220 V 设备进行供电。岸电箱设置在驾控台内部，具有与发电机可靠联锁、相序指示以及欠压、过载、短路保护等功能，并配有100 m 岸电缆，规格型号为CEFR 3×16。

该船岸电系统改造前的电气相关参数，如表1 所示。

该船交船后，在使用过程中发现本船日常停靠的码头岸电装置均为单相AC220 V 系统，与船上的三相AC380 V 岸电箱接口不匹配，岸电无法直接船上的岸电箱对船上设备进行供电，需要对船上的岸电系统进行改造。

该船航区为漓江航道桂林至阳朔段，白天载游客游览，晚上停靠在码头仅使用照明和厨房设备。因此，考虑到实用性和减少不必要的修改，船上的岸电仅需对照明分电箱和厨房设备分电箱进行供电即可。

3 改造设计方案

由于原船照明分电箱和厨房设备分电箱均为三相AC220 V 接线，如果将岸电单相AC220 V 线路与主配电板汇流排相接，则船上三相汇流排只有其中一相负载能正常使用岸电，其他两相负载无法使用；若将负载均接至一相，当用发电机供电时，三相负载不平衡度较大，不满足规范要求。因此，本次改造增加了一个转换开关箱，将港口岸电的两线输入转换为四线输出，将陆用单相AC220 V 岸电转换为船载三相AC220 V 交流电。为此，需要改造主配电板中的部分线路。

由于系统设备较多，本文仅对改造过程中涉及到的线路进行说明。图1 为改造前主配电板简要单线图。如图1 所示：改造前本船按三相AC380 V 岸电系统设计，在船舶长时间停靠码头期间关闭船上发电机，切换为由岸电通过三相AC380 V 岸电箱输送电力至主配电板汇流排A 给船舶设备供电；同时经过主变压器LT将三相AC380 V 岸电转换为三相AC220 V，通过主配电板AC220 V 负载屏的汇流排B 给照明、厨房设备和日常生活设备等供电，以满足船员使用需求。

表1 漓江某星级游船原电力系统参数

图1 改造前主配电板简要单线图

根据改造设计方案，岸电箱由原来AC380 V 三相三线制改为AC220 V 单相双线制；同时增加一个转换开关箱，并将主配电板AC220 V 负载屏中的汇流排B分为两路：汇流排B1 和汇流排B2。其中，汇流排B1改为AC220 V 四线制，向照明分电箱和厨房设备分电箱供电，因此照明分电箱与厨房设备分电箱输入线路也相应改成AC220 V 四线制；另一路汇流排B2 仍保持为三线制，相当于改造前的汇流排B。改造后的船舶岸电系统，如图2 所示。本船停泊期间只有照明和厨房设备这两个分电箱中的设备需要岸电供电，所以岸电箱额定容量改为40 A，并配有100 m 岸电缆，规格型号为CEFR 2×6。

该船岸电系统改造后的电气相关参数，如表2 所示。

图2 改造后主配电板简要单线图

表2 漓江某星级游船改造后的电力系统参数

该船当由发电机供电时，其供电线路图如图3 所示：转换开关箱内的转换开关SW1 闭合、SW2 断开，汇流排B2 为AC220 V 三相交流电；汇流排A 三相接入线分别与转换开关箱的接入端的U、V、W 相连接，输出端V 相重复与接入端N 相连接；汇流排B1、照明分电箱、厨房设备分电箱的线制与转换开关箱一致；分电箱的四个电压输出端分别依次与汇流排B1 的四个输出端连接，其V 相和N 相电压输出端点位相同，则UN、UV、VW、WU 均为AC220 V，即得到三相AC220 V 电压，其中UN 和UV 为同相AC220 V。

图3 发电机供电线路图

当岸电供电时，其供电线路如图4 所示：转换开关箱内的转换开关SW2 闭合、SW1 断开，汇流排B2上的用电设备无法使用岸电。岸电单相220 V 电压的零线火线分别重复与转换开关箱的四个接入端连接，汇流排B1、照明分电箱、厨房设备分电箱的线制与转换开关箱一致，分电箱的四个电压输出端分别依次与汇流排B1 的四个输出端连接，U 相、V 相点位相同，N 相、W 相点位相同，则UN、UV、VW、WU 均为AC220 V，即得到三相AC220 V 电压。

图4 岸电供电线路图

4 结论与展望

本文以漓江某星级游船岸电系统为例，通过增加一个转换开关箱以及对部分线路进行改造，实现了将单相AC220 V 岸电转换为三相AC220 V 船用交流电。游船停泊码头时，可通过连接岸电为照明和厨房设备供电。

目前有关部门也开始重视对岸电系统的标准化改造，统一岸电接口标准提高船舶的岸电利用率。交通运输部发布了《码头岸电设施建设技术规范》，以加快码头岸电设施建设。

而对于船载设备，则由海事局和船级社通过检验法规和建造规范对岸电系统作了明确的标准要求。海事局发布的《国内航行海船法定检验技术规则》2018年修改通报新增了第11 篇第1 章“船舶岸电系统”；中国船级社发布的《钢质内河船舶建造规范》2019 修改通报第三篇第3 章第3 节“接岸电或接其他外来电源”中，完善了船舶使用岸电的技术要求，新增对额定电压1 kV 及以下交流低压岸电设备的技术要求和额定电压1 kV 以上但不超过15 kV 交流高压岸电设备的技术要求。上述法规和规范对岸电系统船载装置提出了证书要求，对岸电系统的容量、连接插头和插座规格、岸电电缆规格、岸电箱配置要求、岸电和船电之间的负载转移方式、短路保护设计等都进行了详细规定。这对于指导船舶岸电系统设计具有重要意义，相信在可预见的将来，船舶岸电系统将会更加可靠、标准，岸电利用率也会大大提高，显著减少港口的油气、噪声污染。