2500標準箱船型配電系統優化方案

2019-10-31 06:52:42

船舶 2019年5期

（中船黃埔文沖船舶有限公司廣州510727）

引言

據信德海事網有關消息顯示，2017年海鮮產品海運總量增長5%，冷藏集裝箱船海運總量增長8%，越來越多的水果貿易商等都越來越多地依賴全冷藏集裝箱船；隨著2020年限硫新規的生效，許多老舊以及耗油量高的傳統冷藏船舶將會被送拆；2018年冷藏貨物海運業的新發展表明，市場正在進一步偏向與投資冷藏集裝箱市場；馬士基航運以及旗下的漢堡南美、Great White Fleet、水果貿易商Del Monte等行業巨頭紛紛開始部署冷藏箱高比重的航線［1］。這些信息無不表明，冷藏貨物海運模式已從專業冷藏船隊向冷藏集裝箱轉變，新造集裝箱船搭載高箱位冷藏箱的能力將越來越受到重視。［1］

隨著冷藏箱數的不斷增加，對船舶電站的容量需求也越來越大，這是對一次系統負荷開關的短路分段能力的考驗，普通分段等級的開關已經無法適應電站的需求，必須采用較高甚至最高分段等級的開關才能滿足設計需要［2-3］。更高的分段能力預示著更高的價格，如何順應電站的需求，通過合理的方案配置，設計出最經濟合理的方案，是需要我們研究和考慮的事情。

12500標準箱船型短路電流分析

2500標準箱船型配置2194.5 kW發電機2臺，1425 kW發電機2臺，裝載冷藏箱數為530箱，根據船舶負荷建立短路電流計算模型如圖1所示。

圖1 短路電流計算模型

根據上述模型計算出各采樣點短路電流（如下頁表1所示）。通過該數據分析可知，安裝的主配電板內的一次AC 440 V負載，由于短路電流過高，需要采用具有最高短路分斷能力的V級開關，短路分斷能力為180 kA（見A6～A9及B采樣點），而安裝在分電箱內的二次AC 440 V負載，由于短路電流大大降低的原因，則可以采用具有較低分斷能力的N級開關，短路分斷能力為30 kA（見F1～F5采樣點）。以ABB插入式塑殼斷路器為例，同為250 A框架等級的斷路器，一個V級開關比一個N級開關約貴4000元人民幣，如何根據實際配電需求有效調整一次、二次系統的配電負荷，將直接影響整個配電系統的經濟成本。

2 配電優化方案

2.1 一次、二次系統負荷分配

根據上述短路電流分析，2500標準箱船型一次系統必須采用V級分斷能力的開關，以某品牌開關為例，其V級分斷能力開關最小的框架電流為250 A，因此二次系統的分電箱需在綜合考慮負荷類型的基礎上，盡量將單個分電箱的總負荷向250 A靠攏，以達到盡量減少開關使用量、減少成本支出的目的。

2.2 冷藏箱負荷分配

2500標準箱船型需配置2臺總容量為6300 kVA的冷藏變壓器，根據計算該部分總負荷約為8316 A。為確保相應的配電方案具有較高的經濟性能，在優化方案中將采用不對等式配電模式，即靠近配電板的左舷配備較高容量的冷藏變壓器，容量約為3450 kVA；距離配電板較遠的右舷將配備容量稍低的冷藏變壓器，容量約為2850 kVA。這樣不但可達到降低電纜用量的目的，配電板內部的負荷開關也可由2個V級5000 A空氣開關改為1個V級4000 A和1個V級5000 A空氣開關，經濟性能顯著。