DE102015120629A1

DE102015120629A1 - Device for supplying the electrical system of a ship with shore power

Info

Publication number: DE102015120629A1
Application number: DE102015120629.3A
Authority: DE
Inventors: Bozidar Petrovic
Original assignee: Nsb Niederelbe Schiffahrtsgesellschaft Mbh & Co KG
Current assignee: Nsb Niederelbe Schiffahrtsgesellschaft Mbh & Co KG
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2017-06-01
Also published as: WO2017088989A1

Abstract

Vorrichtung zur Versorgung des Bordnetzes eines Schiffes mit Landstrom, mit einem Anschluss am Schiff für eine Steckverbindung mit einem Land-Netzanschluss und einem Transformator zur Umwandlung der Landnetz-Mittelspannung auf Bordnetzspannung, wobei der schiffsseitige Anschluss an die elektrische Verbindung zwischen einem mit Mittelspannung betriebenen Verbraucher und einem Transformator angeschlossen ist, welcher die Bordnetzspannung in Mittelspannung transformiert und in der elektrischen Verbindung zwischen dem schiffsseitigen Landanschluss und dem Verbraucher ein erster Schalter angeordnet ist.Device for supplying the electrical system of a ship with shore power, with a connection to the ship for a plug connection with a shore power connection and a transformer for converting the landline medium voltage to vehicle electrical system voltage, wherein the ship-side connection to the electrical connection between a medium-voltage powered consumers and a transformer is connected, which transforms the vehicle electrical system voltage in medium voltage and in the electrical connection between the ship's shore connection and the consumer, a first switch is arranged.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Versorgung des Bordnetzes eines Schiffes mit Landstrom nach Anspruch 1. The invention relates to a device for supplying the electrical system of a ship with shore power according to claim 1.

Seeschiffe stellen auf See und im Hafen ihre Stromversorgung mit Dieselgeneratoren sicher. Die Abgase der laufenden Dieselmotoren auch im Hafen stellen eine erhebliche Umweltbelastung der Hafenstädte dar, sodass derzeit dazu übergegangen wird, die Schiffe landseitig im Hafen mit Strom zu versorgen. Seagoing ships ensure their power supply with diesel generators at sea and in the harbor. The exhaust gases of the running diesel engines also in the port represent a significant environmental impact of the port cities, so that is currently going on to supply the ships shore side in the harbor with electricity.

Die Bordnetzspannung eines Schiffes beträgt im Regelfall 440 Volt. Hiermit werden Motoren, die Küche, Pumpen, Brennstoffpumpen usw. versorgt. Darüber hinaus gibt es ein Netz für 220 Volt, zum Beispiel für Steckdosen und Licht sowie auch ein 24 Volt-Netz. Die betreffenden weiteren Netze sind über Transformatoren an das Bordnetz mit 440 Volt angeschlossen. The electrical system voltage of a ship is usually 440 volts. These are used to power engines, kitchens, pumps, fuel pumps, etc. In addition, there is a network for 220 volts, for example for sockets and light as well as a 24 volt network. The other networks concerned are connected via transformers to the on-board network with 440 volts.

Für Containerschiffe und auch andere Handelsschiffe wird in Häfen eine Landstromversorgung von 6.600 Volt bereitgestellt. In der EU werden landseitig 50 Hertz zur Verfügung gestellt, während das Bordnetz in der Regel eine 60 Hertz-Spannung zur Verfügung stellt. In diesem Fall muss bei der Landstromversorgung eine Frequenzumrichtung vorgesehen werden. For container ships and other merchant ships, a shore power supply of 6,600 volts is provided in ports. In the EU 50 Hertz are provided on land, while the electrical system usually provides a 60 Hertz voltage. In this case, a frequency conversion must be provided for the shore power supply.

Auf Schiffen gibt es im Übrigen ein Mittelspannungsversorgung von 6.600 Volt für Verbraucher, die eine hohe Leistungsaufnahme haben, zum Beispiel Bugstrahlruder oder Hauptschmierölpumpen. Hauptgrund für die Anwendung von Mittelspannung ist, dass dünnere Kabel verwendet werden können. Damit besitzt der Verbraucher kleinere Abmessungen und hat geringere thermische Verluste. Incidentally, on ships there is a 6,600 volt medium-voltage supply for consumers who have high power consumption, for example bow thrusters or main lubricating oil pumps. The main reason for using medium voltage is that thinner cables can be used. Thus, the consumer has smaller dimensions and has lower thermal losses.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Versorgung des Bordnetzes eines Schiffes mit Landstrom zu schaffen, die mit einem geringen Aufwand an elektrischer Installation und Bauteilen auskommt. The invention has for its object to provide a device for supplying the electrical system of a ship with shore power, which manages with a small amount of electrical installation and components.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. This object is solved by the features of claim 1.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der schiffsseitige Anschluss an die elektrische Verbindung zwischen einem mit Mittelspannung betriebenen Verbraucher und einem Transformator angeschlossen, welcher die Bordnetzspannung in Mittelspannung transformiert. In der elektrischen Verbindung zwischen dem schiffsseitigen Landanschluss und dem Verbraucher ist ein erster Schalter angeordnet. In the device according to the invention, the ship-side connection to the electrical connection between a medium-voltage operated consumer and a transformer is connected, which transforms the vehicle electrical system voltage in medium voltage. In the electrical connection between the ship's shore connection and the consumer, a first switch is arranged.

Bei der Erfindung wird von der Erkenntnis ausgegangen, dass ein Mittelspannungsverbraucher an Bord eines Schiffes über einen Transformator an das Bordnetz angeschlossen ist. Bei der Erfindung wird dieser Transformator dazu verwendet, Landstrom in das Schiffsbordnetz einzuspeisen. Ein Schalter in der Verbindung zwischen Transformator und Verbraucher sorgt dafür, dass bei der Landeinspeisung von Strom der Verbraucher abgeschaltet ist. The invention is based on the recognition that a medium-voltage consumer is connected on board a ship via a transformer to the electrical system. In the invention, this transformer is used to feed shore power in the shipboard network. A switch in the connection between the transformer and the consumer ensures that the consumer is switched off when supplying electricity to the shore.

Die Erfindung zielt auf die Umrüstung von Bestandsschiffen (Retrofit) ab. Bei neugebauten Schiffen wird der Landausschluss in das Bordnetz integriert, sodass ein Umbau nicht erforderlich ist. The invention aims at the conversion of existing ships (retrofit). In newly built ships, the land exclusion is integrated into the electrical system, so that a conversion is not required.

Die Anpassung des schiffsseitigen Anschlusses an eine Landnetzversorgung gestaltet sich bei der Erfindung äußerst einfach. Ein Transformator zur Umwandlung der landseitigen Mittelspannung in die schiffsseitige Bordnetzspannung ist am Schiff bereits vorhanden. Es ist lediglich ein Umschalter erforderlich, um bei Landstromeinspeisung den Verbraucher abzuschalten. Darüber hinaus ist es nach einer Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig, wenn in der Verbindung des schiffsseitigen Anschlusses mit der elektrischen Verbindung zwischen Transformator und Verbraucher ein zweiter Schalter angeordnet ist, der vorzugsweise mit dem ersten Schalter so gekoppelt ist, dass bei einer Landstromeinspeisung der zweite Schalter geschlossen ist und der erste Schalter automatisch geöffnet wird, damit der Verbraucher abgeschaltet ist. The adaptation of the ship-side connection to a land network supply is extremely simple in the invention. A transformer for converting the shore-side medium voltage in the ship's electrical system voltage is already present on the ship. There is only one switch required to turn off the shore power supply. Moreover, it is expedient according to an embodiment of the invention, if in the connection of the ship-side connection with the electrical connection between the transformer and consumer, a second switch is arranged, which is preferably coupled to the first switch so that closed at a shore power supply of the second switch and the first switch is automatically opened so that the load is switched off.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. The invention will be explained in more detail with reference to a drawing.

Die einzige Figur zeigt schematisch eine Schaltungsanordnung gemäß der Vorrichtung nach der Erfindung. The single figure shows schematically a circuit arrangement according to the device according to the invention.

In der Figur bezeichnet 10 ein dreiphasiges Bordnetz für ein Schiff, das beispielsweise von drei Dieselgeneratoren DG1 bis DG3 über Schalter 12, 14 und 16 versorgt wird. Übrige Netze, die Schiffe normalerweise noch zusätzlich haben, beispielsweise für 220 und 24 Volt, sind hier nicht dargestellt. Sie werden vom Bordnetz 10 über entsprechende Wandler versorgt. Denoted in the figure 10 a three-phase electrical system for a ship, for example, from three diesel generators DG1 to DG3 via switches 12 . 14 and 16 is supplied. Other networks that normally have ships in addition, for example for 220 and 24 volts, are not shown here. They are from the electrical system 10 powered by corresponding converter.

Vom Bordnetz 10 wird auch ein elektrischer Antrieb 18 für ein Querstrahlruder versorgt, und zwar über einen Transformator 20. Dieser wandelt die übliche 440 Volt Bordnetzspannung in eine Mittelspannung, von zum Beispiel 6.600 Volt um. Die Umwandlung geschieht wegen der hohen Leistungsaufnahme des Antriebs 18 und der Möglichkeit, relativ dünne Kabel zu verwenden. Zwischen der Primärentwicklung des Transformators 20 und dem Bordnetz 10 ist ein Schalter 22 angeordnet, der zur Betätigung des Querstrahlruders geschlossen wird. From the electrical system 10 is also an electric drive 18 supplied to a transverse thruster, via a transformer 20 , This converts the usual 440 volt vehicle electrical system voltage into a medium voltage of, for example, 6,600 volts. The conversion happens because of the high power consumption of the drive 18 and the ability to use relatively thin cables. Between the primary development of the transformer 20 and the electrical system 10 is a switch 22 arranged, which is closed to actuate the transverse thruster.

In dem gestrichelt gezeichneten Kasten 24 sind die Verbindungen L1 bis L3 eines Drehstromlandnetzes zu erkennen, das mit Mittelspannung betrieben ist. Diesen ist ein Schalter 26 zugeordnet, der vorzugsweise mittels Vakuumpumpen geschützt betrieben wird. Über eine elektrische Landnetzverbindung ist somit bei geschlossenem Schalter 26 der Landanschluss mit der elektrischen Verbindung zwischen Transformator 20 und Antrieb 18 verbunden. Zwischen diesem Verbindungspunkt und dem Antrieb 18 ist ein erster Schalter 30 angeordnet, der mechanisch und/oder elektrisch gekoppelt ist mit einem zweiten Schalter 32 in der Verbindung zwischen dem Landanschluss und der elektrischen Verbindung zwischen Transformator und Antrieb 18. Wird der Schalter 32 geschlossen, erfolgt eine Versorgung des Bordnetzes 10 über den Transformator 20 bei geschlossenem Schalter 22. Die landseitige Mittelspannung wird somit auf die Bordnetzspannung transformiert, und zwar über einen Transformator, der ohnehin an Bord des Schiffes vorhanden ist. Für den landseitigen Versorgungsfall ist der Schalter 30 naturgemäß geöffnet, damit der Antrieb 18 abgeschaltet bleibt. Es versteht sich, dass bei der Landversorgung des Bordnetzes 10 der Schalter 22 geschlossen wird. In the dashed box 24 are the connections L1 to L3 to recognize a three-phase land network, which is operated with medium voltage. This is a switch 26 assigned, which is preferably operated protected by vacuum pumps. Over an electrical Landnetzverbindung is thus with closed switch 26 the shore connection with the electrical connection between transformer 20 and drive 18 connected. Between this connection point and the drive 18 is a first switch 30 arranged, which is mechanically and / or electrically coupled to a second switch 32 in the connection between the shore connection and the electrical connection between the transformer and the drive 18 , Will the switch 32 closed, there is a supply of the electrical system 10 over the transformer 20 with the switch closed 22 , The shore-side medium voltage is thus transformed to the vehicle electrical system voltage, via a transformer, which is already present on board the ship. For the landside supply case is the switch 30 naturally opened, so that the drive 18 remains switched off. It is understood that in the land supply of the electrical system 10 the desk 22 is closed.

Die Steuerung der Schalter kann durch eine geeignete Steuerungsschaltung bewerkstelligt werden, die hier nicht weiter erläutert werden soll. Auch zu der Ausbildung und dem Antrieb der einzelnen Schalter sollen detailliertere Ausführungen nicht gemacht werden, da sie Stand der Technik sind. The control of the switches can be accomplished by a suitable control circuit, which will not be further explained here. Also to the training and the drive of the individual switches more detailed versions are not made, since they are state of the art.

Claims

Device for supplying the electrical system of a ship with shore power, with a connection to the ship for a plug connection with a shore power connection and a transformer for converting the landline medium voltage to vehicle electrical system voltage, characterized in that the ship-side connection to the electrical connection between a medium voltage operated consumers ( 18 ) and a transformer ( 20 ), which transforms the vehicle electrical system voltage into medium voltage and in the electrical connection between the ship's shore connection and the consumer ( 18 ) a first switch ( 30 ) is arranged.

Apparatus according to claim 1, characterized in that in the connection of the ship-side terminal with the electrical connection and the consumer ( 18 ) between the electrical consumer ( 18 ) a second switch ( 32 ) is arranged.

Device according to Claims 1 and 2, characterized in that the first and second switches ( 30 . 32 ) are mechanically and / or electrically coupled, such that when the second switch is closed, the first switch is forcibly opened.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the consumer ( 18 ) is the electric drive for a transverse thruster.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the consumer is the electric drive for a lubricating oil pump.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the shore-side terminal a third switch ( 26 ), preferably a spark-proof circuit breaker in vacuum.