CN101073187A - 海上电力供应系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于向停靠码头的船(10)，更具体地是向集装箱运货船、RoRo(滚装船)、旅游客船、或任何其它M/V船提供电力的海上电力供应系统(MPS)，包括电缆管理系统(15)。电缆管理系统(15)具有：至少一个电力电缆组件(16)，该电力电缆组件在第一端具有用于将电力电缆组件(16)连接至船(10)的第一连接装置并且在相对的第二端具有用于将电力电缆组件(16)连接至码头邻区电源(24)的第二连接装置；以及卷轴(18)，用于使至少一个电力电缆组件(16)缠绕在其上，并用于使至少一个电力电缆组件(16)从其上松开。根据本发明的重要方面，电缆管理系统(15)设置在置于船(10)上的可叠置电力供应集装箱(14)中。

Description

海上电力供应系统
技术领域
本发明涉及一种用于向停靠码头的船，具体地是向集装箱运货船、滚装船、旅游客船、或任何其它机动(M/V)船提供电力的海上电力供应(MPS)系统。
背景技术
整个世界的港口环境已经越来越成为焦点问题。在过去的15年里，人们越来越关注如何减少航行于港口和终点站之间的数量越来越多的船只的柴油机所带来的污染。集装箱运货船、滚装船(RoRo，roll-on/roll-off)、旅游客船、或其它机动船(M/V)经常在港口停靠码头数天，并且在停靠于码头期间保持其发动机运转，以通过空调、控制器等确保冷藏集装箱的作用以及船上的生命体。很清楚，这构成不得不避免的重大污染问题。因此，有人提议通过从码头到船只的电缆来向这种船只提供电力，从而使得能够关闭发动机。向这种停靠码头的船只提供电力的主要问题在于，需要高压且高电流强度的电源，这经常使得必须使用10根之多的并联电缆。由于要使用这样大量的电缆，因此不可能快速并安全地进行连接和断开，更不必提这些电缆还必须应付电缆之间不均匀的载荷。另外，电缆的数量相当混乱且还相当危险。此外，不可能经常使基于船的电力入口与基于码头的电源对齐，意思是电缆，在码头上或在船甲板上，沿船侧面延伸，从而产生进一步障碍和危险。
码头或船坞通常设有6600V的电压，而目前运输船中相当大的一部分设有230V至660V之间的电压，因此必须使用降压变压器和/或变流器组。
已经提出一种海上电力供应(MPS)系统，其中，设置有具有电缆盘的电缆管理系统，该电缆管理系统上安装有电力电缆组件。例如，这种电缆管理系统可安装在码头的邻区，其中，电缆管理系统上的电力电缆组件的一端连接至码头邻区电源。电力电缆组件的相对端可从电缆管理系统中松开并提升到船上，用于连接至基于船的电力入口上。为了避开电缆沿船侧面延伸，电缆管理系统能够可移动地安装在码头的邻区上。例如，它可安装在带轮子的或固定的平台上，该平台可移动至所需位置。可替换地，大量电缆管理系统可固定地安装在码头的邻区，从而使得一个电缆管理系统距离船的电力入口通常并不太远。但是，基于码头的电缆管理系统的问题通常在于，由于装载集装箱到船上和从船上卸载集装箱必须使用大型吊车，所以在码头的邻区没有足够的空隙。可替换地，这种电缆管理系统可固定地安装在船上，其中，电缆管理系统的电力电缆组件的一端连接至基于船的电力入口。电力电缆组件的相对端可从电缆管理系统中松开并放低到码头上，用于连接至码头邻区的电源。由于码头邻区电源的电压、频率、和电流强度不是必须与船的需求相对应的，因此必须在码头邻区的电源与基于船的电力入口之间安装降压变压器和/或变流器。这种变压器或变流器不管是安装在码头上还是安装在船上，都进一步造成障碍。此外，在大量电缆管理系统沿着码头的邻区而设置的情况下，这些电缆管理系统中的每一个可能必须设置有变压器或变流器。很显然，这相当昂贵且造成更多障碍。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于向停靠码头的船，具体地是向集装箱运货船、滚装船、旅游客船或任何其它机动船提供电力的改进的海上电力供应(MPS)系统。该目的通过权利要求1所述的系统而实现。本发明的另一目的在于提供一种用于向这种停靠码头的船提供电力的改进的方法。该目的通过权利要求12所述的方法而实现。
根据本发明，用于向停靠码头的船，更具体地是向集装箱运货船、滚装船、旅游客船或任何其它机动船提供电力的海上电力供应(MPS)系统包括：电缆管理系统，该电缆管理系统具有至少一个电力电缆组件，该电力电缆组件在第一端具有第一连接装置(优选为6600V接线盒)，该第一连接装置用于将该MPS连接至停靠码头的船，并且在相对的第二端具有第二连接装置，该第二连接装置用于将该电力电缆组件连接至码头邻区电源；以及卷轴，用于使至少一个电力电缆组件缠绕在其上，并用于使该至少一个电力电缆组件从其上松开。根据本发明的重要方面，该电缆管理系统设置在置于该船上的可叠置电力供应集装箱中。这使得该MPS能够容易地放置在该船上的任何需要它的期望位置中。不需要在该船上提供多个电缆管理系统。一个单一的船载可装入集装箱的电缆管理系统就足够了；这种可装入集装箱的电缆管理系统可放置在船的左舷、右舷或船尾上。此外，该可装入集装箱的电缆管理系统可沿船侧放置在期望的位置处，即最接近该码头邻区电源的任何地方。一旦到达该码头，该MPS集装箱可通过码头邻区吊车或任何其它吊车而被移动到期望位置，使得该船的发动机能够在此之后不久关闭。在船设有船载吊车的情况下，该电力供应集装箱还可在到达该码头之前(在天气允许的情况下)放置在适当位置处，使得船的发动机更早关闭。
因此，根据本发明的MPS系统使得在不需要沿码头延伸的长电缆的情况下，能够向诸如集装箱运货船、滚装船、旅游客船、或任何其它机动船的停靠码头的船只提供电力。此外，不需要在码头上或在船上提供多个电缆管理系统。本海上电力供应系统的电缆管理系统可容易且迅速地被带到正确位置处，即，接近码头邻区电源的位置处。码头上的空隙和船上的储存空间不会不适当地受到此电缆管理系统的限制。
该电力供应集装箱有利地具有与放置在该船上的货物集装箱(ISO集装箱)相同的尺寸。从而船上可储藏的集装箱的数量不必过度减少。此外，标准的码头邻区或船载吊车可用于将电力供应集装箱从一个位置移动到另一位置。
优选地，该电缆管理系统进一步包括连接在电缆盘上的用于旋转该卷轴的电动机。这种电动机使得能够以受控方式将电力电缆组件缠绕在电缆管理系统上或从电缆管理系统上松开。
优选地，设置有导缆器，用于从该卷轴引导至少一个电力电缆组件，或将至少一个电力电缆组件引导至该卷轴。这种导缆器使得能够在船边缘上方安全引导电力电缆组件向下到达码头，从而防止电力电缆组件在船边缘上被拖曳，这会损坏该电力电缆组件。
导缆器优选地在活动位置和静止位置之间枢转，在该活动位置处，导缆器能够在船边缘上方引导电力电缆组件，在该静止位置处，导缆器收回。因此，当不使用时，导缆器可被收回并且可获得更紧凑的结构。
可枢转的导缆器可由液压泵操作。这种液压泵可以例如是手动或机动的。
可枢转导缆器优选地包括：至少两个支撑件，彼此平行设置；以及多个滚筒，设置在该支撑件之间，用于支撑并引导电力电缆组件。
MPS系统可进一步包括悬架式操纵台(pendant)或无线电控制单元，用于控制卷轴的电动机和/或导缆器的液压泵。因此，可从远离任何移动部件的安全距离处控制电缆管理系统。但是，不排除从较近的距离处操作电缆管理系统；甚至从电力供应集装箱内进行操作也是可能的。
根据优选实施例，根据本发明的MPS系统进一步包括降压变压器和/或变流器，变压器和/或变流器连接在电力电缆组件的第一端和与船之间。从而，来自码头邻区电源的电力输出可容易地适合船的电力需要。
此外，在电力电缆组件与降压变压器和/或变流器之间可连接同步单元，用于使从岸边到船的电功率的正弦波同步。
降压变压器和/或变流器和/或同步单元可设置在包括电缆管理系统的电力供应集装箱中。可替换地，它们可设置在专用的辅助电力供应集装箱中。
本发明还涉及用于向停靠码头的船，更具体地是向集装箱运货船、滚装船、旅游客船、或任何其它机动船提供电力的方法，包括以下步骤：
将可叠置电力供应集装箱放置在船上的期望位置中，其中，该电力供应集装箱包括电缆管理系统，该电缆管理系统具有安装在卷轴上的至少一个电力电缆组件，该电力电缆组件包括第一端和相对的第二端；
将电力电缆组件的第一端通过接线盒连接至船；
将电力电缆组件从卷轴上松开；以及将电力电缆组件的第二端通过接线盒连接至码头邻区电源。
通过在船到达港口之前或到达之后不久将可叠置电力供应集装箱放置在船上的期望位置中，使得该电缆管理系统可被放置在需要的地方，即，接近码头邻区电源。因而不需要在船上提供多个电缆管理系统，从而节省了成本。
优选地，从卷轴上松开电力电缆组件的步骤包括操作连接于电缆盘的电动机的步骤，其目的是为了方便电力电缆组件的缠绕和松开。
该方法可包括(在从卷轴松开电力电缆组件的步骤之前)将导缆器从静止位置引到活动位置的步骤，以便于在船边缘上方引导电力电缆组件，从而防止电力电缆组件在船边缘上被拖曳，这会损坏电力电缆组件。
将导缆器引入活动位置的步骤可包括操作液压泵的步骤。该液压泵可手动或电动操作。
电动机和/或液压泵通过悬架式操纵台或无线远程控制单元来控制。
该方法可包括操作连接于电力电缆组件与船之间的降压变压器和/或变流器的又一步骤，该变压器和/或变流器设置在可叠置电力供应集装箱内。
附图说明
通过以下结合附图对非限制性实施例的描述，本发明将变得更加明显，附图中：
图1是包括根据本发明的MPS系统的集装箱运货船的侧视图；
图2是图1的集装箱运货船的俯视图；
图3是图1的MPS系统的侧视图；
图4是图1的MPS系统的卷轴的侧视图；以及
图5是图4的卷轴的俯视图。
具体实施方式
图1示意性地示出集装箱运货船10的左前侧(左舷)，该集装箱运货船包括用于向停靠码头时的集装箱运货船提供电力的海上电力供应(MPS)系统12。海上电力供应系统12包括设置在集装箱运货船10上的可叠置电力供应集装箱14。可叠置电力供应集装箱14(在图3和图4中可更清楚地看出)包括电缆管理系统15，该电缆管理系统具有缠绕在卷轴18上的至少一个电力电缆组件16。电力电缆组件16在第一端具有用于将电缆管理系统15连接至集装箱运货船10的第一连接装置(未示出)，并且在相对的第二端具有用于将电缆管理系统15连接至码头邻区电源24的第二连接装置22(优选为6600V接线盒)。卷轴18被设置成使得电力电缆组件16可根据需要缠绕在其上和从其上松开。
可叠置电力供应集装箱14可设置在沿船侧的或停泊处的任何地方。尽管船可以使其任一侧(左舷或右舷)面对码头，而且尽管码头邻区电源24很少处于沿船侧的相同位置处，但是当保持海上电力供应系统12与码头邻区电源24之间的距离尽可能小以避免电缆沿着船侧面在码头上或在船上延伸时，在集装箱运货船10上的单一电缆管理系统15是足够的。
可叠置电力供应集装箱14具有与放置在集装箱运货船10上的那些货物集装箱26相似的标准ISO尺寸。这是非常有利的，因为它可使用与货物集装箱26相同的固定舱口。此外，可叠置电力供应集装箱14可利用与货物集装箱26相同的装置(即标准码头邻区的或船载的吊车)而被移动。
电力电缆组件16的第二连接装置22(例如6600 V接线盒)优选地通过推拉式联接器连接至码头邻区电源24。电力电缆组件的另一端(脱离电缆管理系统、滑动环侧)通过第一连接装置连接至降压变压器和/或变流器28，该降压变压器和/或变流器28设置在可叠置电力供应集装箱14中，用于使来自码头邻区电源24的电力输出适合船的电力需求。为了电气安全起见，第一和第二连接装置的接线盒优选地设置有控制电路。变压器和/或变流器28的输出端设有用于连接至船的第三连接装置30(例如低压接线盒)。如图2所示，集装箱运货船10可设置有用于接收来自MPS系统和电缆管理系统15的电力并将其传递给船10的电力入口单元32。可叠置电力供应集装箱14与电力入口单元32之间的连接可通过从可叠置电力供应集装箱14到电力入口单元32延伸的船载电力电缆组件34而获得，船载电力电缆组件34的一端连接至第三连接装置30，而另一端连接至船的电力入口单元32。
图2示出设置在船的右舷侧上的可叠置电力供应集装箱14′以及用于将可叠置电力供应集装箱14′连接至电力入口单元32的船载电力电缆组件34′。电力入口单元32的位置可以是船上的任何地方。
应该注意到，船载电力电缆组件34可以是在集装箱14、26之间的船10的甲板上延伸或铺设在其间的电缆桥架上的电缆组件。
船可进一步设有永久电缆管理系统36，优选地设置在不能放置可叠置电力供应集装箱14的位置处，诸如，例如在船10的船甲板标高部分38。
现在参照图4进一步描述可叠置电力供应集装箱14的电缆管理系统15。电缆管理系统15包括可旋转设置的卷轴18，其用于将电力电缆组件16容纳于其上。当卷轴18旋转(通常通过操作连接于卷轴18的电缆盘的电动机)时，电力电缆组件16被缠绕到卷轴18上或从其上松开。
卷轴18可设置于电力供应集装箱14中，其旋转轴垂直于集装箱14的面向码头的侧壁，或者如图3所示，其旋转轴平行于面向码头的侧壁。
MPS系统12进一步包括可枢转的导缆器40，设置在电力供应集装箱14的面向码头的侧壁附近。导缆器40可在如图4所示的活动位置与如图4中的虚线所示的静止位置之间枢转。导缆器40被设置成使得，当其位于其活动位置处时，其能够在集装箱运货船10的边缘上方引导电力电缆组件16。从而可防止由于在船边缘上拖曳电力电缆组件所造成的对电力电缆组件16的损坏。当不使用时，导缆器40可被收回并引到其静止位置处，从而可获得结构更紧凑的MPS系统12。
如果卷轴18的旋转轴垂直于面向码头的侧壁，那么MPS系统12进一步包括支撑和引导系统(未示出)，其用于将电力电缆组件16从卷轴18引导至导缆器40且用于使电力电缆组件16与导缆器40成一直线。如果卷轴18的旋转轴平行于面向码头的侧壁，那么导缆器40优选地直接设置为与电力电缆组件16成一直线，从而不需要该支撑和引导系统。在这种情况下，电缆管理系统15和导缆器40优选地形成卷轴引导组件，其中，电缆管理系统15安装在底座42上，而导缆器40可枢转地连接至底座42。这种类型的电缆管理系统15通常如图4和图5所示。
导缆器40包括第一和第二支撑件44、46。这些支撑件44、46彼此平行设置，并且由诸如例如金属的坚固材料制成。当然，导缆器40必须能够运送非常重的载荷并抵抗非常不利的天气条件下的破坏。
多个滚轮48设置在第一与第二支撑件44、46之间，用于支撑并引导电力电缆组件16。这些滚轮48也优选地由诸如例如金属的坚固材料制成。
根据一实施例，导缆器40可包括位于第一与第二支撑件44、46之间的至少一个第三支撑件(未示出)。接着，第一组滚轮设置在第一与第三支撑件之间，而第二组滚轮设置在第三与第二支撑件之间。通过第三支撑件，导缆器40的结构得以进一步加强，而且导缆器40被分为两个区域，其中，两个独立的电力电缆组件可彼此独立地在船边缘上方被引导。
导缆器40在第一端50可枢转地连接至底座42，并且至少两个活塞52、54设置在导缆器40与底座42之间，用于使导缆器40在活动位置与静止位置之间枢转。活塞52、54可由液压手泵56操作。但是，也可将导缆器40连接于电动机。
在导缆器40的第二端58处，该导缆器包括引导件60，用于将电力电缆组件16从导缆器40向下引导至船侧。这种引导件60优选地包括最后一个滚筒48以及远离其的附加滚筒62，以便在这两个滚筒之间容纳电力电缆组件16。最后一个滚筒48与附加滚筒62之间的距离还足以能使电力电缆组件16的连接器22通过其间。引导件60可进一步包括两个横向滚筒64、66。这种引导件60使得电力电缆组件16能够总是从码头被引导至导缆器40上。
应该理解，如上所述的包括电缆管理系统15和安装于底座42上的导缆器40的卷轴引导组件还可在不与电力供应集装箱一体形成的情况下设置在船上。
电缆管理系统15可进一步设有悬架式操纵台或无线电控制单元(未示出)，用于控制设置在可叠置电力供应集装箱14中的用于操作卷轴18和/或导缆器40的任何电动机或液压泵56。这使得MPS系统12的操作者能够从远离任何移动部件的安全距离处控制电缆管理系统。

Claims (17)

1.用于向停靠码头的船(10)，具体地是向集装箱运货船、滚装船、旅游客船、或任何其它机动船提供电力的海上电力供应系统(MPS)(12)，所述海上电力供应系统(12)包括电缆管理系统(15)，所述电缆管理系统具有：
至少一个电力电缆组件(16)，所述电力电缆组件在第一端具有第一连接装置并且在相对的第二端具有第二连接装置，所述第一连接装置用于将所述电力电缆组件(16)连接至所述停靠码头的船(10)，所述第二连接装置用于将所述电力电缆组件(16)连接至码头邻区电源(24)；以及
卷轴(18)，用于使至少一个所述电力电缆组件(16)缠绕于其上以及从其上松开；
其特征在于：
所述电缆管理系统(15)设置在置于所述船(10)上的可叠置电力供应集装箱(14)中。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电力供应集装箱(14)具有与放置在所述船(10)上的货物集装箱(26)的尺寸相同的尺寸。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述电缆管理系统(15)进一步包括连接于电缆盘的用于旋转所述卷轴(18)的电动机。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，进一步包括导缆器(40)，所述导缆器用于从所述卷轴(18)引导所述至少一个电力电缆组件(16)，并且用于将所述至少一个电力电缆组件(16)引导至所述卷轴(18)。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述导缆器(40)可在活动位置与静止位置之间枢转，在所述活动位置处，所述导缆器(40)能够在所述船的边缘上方引导所述电力电缆组件(16)，而在所述静止位置处，所述导缆器(40)被收回。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述可枢转的导缆器(40)由手动或电动液压泵(56)操作。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的系统，其中，所述可枢转的导缆器(40)包括：
至少两个支撑件(44，46)，彼此平行设置；以及多个滚筒(48)，设置在所述支撑件(44，46)之间，用于支撑并引导所述电力电缆组件(16)。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的系统，进一步包括悬架式操纵台或无线电控制单元，用于控制所述卷轴(18)的所述电动机和/或所述导缆器(40)的所述液压泵(56)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，进一步包括降压变压器和/或变流器(28)，所述变压器和/或变流器(28)连接在所述电力电缆组件(16)的所述第一端与所述船(10)之间。
10.根据权利要求9所述的系统，进一步包括同步单元，所述同步单元连接在所述电力电缆组件(16)的所述第一端与所述降压变压器和/或变流器(28)之间。
11.根据权利要求9或10所述的系统，其中，所述降压变压器和/或变流器(28)和/或所述同步单元设置在所述电力供应集装箱(14)或辅助电力供应集装箱中。
12.用于向停靠码头的船(10)，具体地是向集装箱运货船、滚装船、旅游客船、或任何其它机动船提供电力的方法，包括以下步骤：
将可叠置电力供应集装箱(14)放置在所述船(10)上的期望位置中，所述电力供应集装箱(14)包括电缆管理系统(15)，所述电缆管理系统具有安装在卷轴(18)上的至少一个电力电缆组件(16)，所述电力电缆组件(16)包括第一端和相对的第二端；
将所述电力电缆组件(16)的所述第一端连接至所述船(10)；
将所述电力电缆组件(16)从所述卷轴(18)上松开；
以及
将所述电力电缆组件(16)的所述第二端连接至码头邻区电源(24)。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，从所述卷轴(18)上松开所述电力电缆组件(16)的步骤包括操作连接于电缆盘的电动机的步骤。
14.根据权利要求12或13所述的方法，在从所述卷轴(18)松开所述电力电缆组件(16)的步骤之前，包括将所述导缆器(40)从静止位置引到活动位置的步骤，以便在所述船(10)的边缘的上方引导所述电力电缆组件(16)。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，将所述导缆器(40)引入活动位置的所述步骤包括操作液压泵(56)的步骤。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中，操作所述电动机的所述步骤和/或操作所述液压泵(56)的所述步骤通过悬架式操纵台或无线控制单元来控制。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，包括操作连接于所述电力电缆组件(16)与所述船(10)之间的降压变压器和/或变流器组(28)的又一步骤，所述变压器和/或变流器(28)设置在所述可叠置电力供应集装箱(14)中。
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