DE202014103274U1 - Shore power supply system for ships on quay - Google Patents
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Abstract
Landstromversorgungssystem für Schiffe am Kai, dadurch gekennzeichnet, dass es – ein Hochspannungsnetzgerät mit variabler Frequenz, das einen Hochspannungs-Kabeleinführungsschrank und einen Transformator umfasst, wobei ein Hochspannungskabel in den Hochspannungs-Kabeleinführungsschrank hineingeführt und von dort zu dem Transformator herausgeführt ist, wobei der Hochspannungs-Kabeleinführungsschrank mit mehreren Stufen von Strombegrenzungswiderständen versehen ist, wobei der Transformator über das Hochspannungskabel mit einem Frequenzumrichter verbunden ist, der aus mehreren in Reihe und parallel zueinander geschalteten PWM-Leistungseinheiten besteht und über das Hochspannungskabel mit einem Sinusfilter verbunden ist, welcher über das Hochspannungskabel mit einem Hochspannungs-Kabelausführungsschrank verbunden ist, und wobei ferner eine programmierbare Steuerung (PLC) vorgesehen ist, die über eine Signalleitung mit dem Frequenzumrichter verbunden ist, – einen Hochspannungsanschlusskasten, der einen Grundträger umfasst, auf dem sich ein Kastenkörper mit einer Kastentür und einer zweifarbigen Warnleuchte befindet, wobei an der Kastentür ein Hochspannungstürschloss und innerhalb des Kastenkörpers ein Hochspannungsanzeiger vorgesehen ist, welcher über eine Signalleitung mit der zweifarbigen Warnleuchte und dem Hochspannungstürschloss verbunden ist, wobei an einem in den Kastenkörper hineingeführten Hochspannungskabel mehrere parallel zueinander geschaltete Hochspannungssteckdosen vorgesehen sind, wobei ferner den Hochspannungssteckdosen zugeordnete Hochspannungsstecker vorhanden sind, die über das Hochspannungskabel aus dem Kastenkörper herausgeführt sind, wobei der Hochspannungsanzeiger über einen Hochspannungssensor an das Hochspannungskabel angeschlossen ist, und wobei in dem Grundträger oder dem Kastenkörper Kühlöffnungen ausgebildet sind, ...Shore power supply system for ships on the quay, characterized in that it is - a high-voltage power supply unit with variable frequency, which comprises a high-voltage cable entry cabinet and a transformer, a high-voltage cable being led into the high-voltage cable entry cabinet and being led out from there to the transformer, the high-voltage Cable entry cabinet is provided with several stages of current limiting resistors, the transformer being connected via the high-voltage cable to a frequency converter, which consists of a plurality of PWM power units connected in series and in parallel to one another, and connected via the high-voltage cable to a sine filter, which is connected to a via the high-voltage cable High-voltage cable execution cabinet is connected, and furthermore a programmable controller (PLC) is provided, which is connected to the frequency converter via a signal line, - a high-voltage connection box n, which comprises a base support on which there is a box body with a box door and a two-color warning light, a high-voltage door lock being provided on the box door and a high-voltage indicator being provided within the box body, which being connected via a signal line to the two-color warning light and the high-voltage door lock, wherein several high-voltage sockets connected in parallel to one another are provided on a high-voltage cable led into the box body, furthermore there are high-voltage plugs assigned to the high-voltage sockets, which are led out of the box body via the high-voltage cable, the high-voltage indicator being connected to the high-voltage cable via a high-voltage sensor, and in cooling openings are formed on the base support or the box body, ...
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stromversorgungssystem für Schiffe, insbesondere ein Landstromversorgungssystem für Schiffe am Kai.The present invention relates to a power supply system for ships, in particular a shore power supply system for ships on the quayside.
Technischer HintergrundTechnical background
Laut Statistik sei China mit einer jährlichen Hafengüterumschlagskapazität von über 7 Milliarden Tonnen das größte Land der Welt in bezug auf Wassertransport. Eine große Anzahl von Schiffen, vor allem Stückgutschiffen, Massenguteschiffen, Containerschiffen, Fahrzeugstransportschiffen, Holztransportschiffen, Chemikalientransportschiffen, Flüssiggastransportschiffen, Fahrgastschiffen und Kreuzfahrtschiffen, legen jährlich in Küstenhäfen und Flusshäfen Chinas zur Beladung und Entladung von Gutem an. Da bei fast allen Schiffen weltweit Generatoren mit leichtem oder schwerem Dieselöl zur Stromerzeugung vewendet werden, ist die Emission großer Menge von Kohlendioxid, Sulfid und Nitrid unvermeidlich, die schwere Verschmutzung der atmosphärischen Umwelt zur Folge hat.According to statistics, China is the largest country in the world in terms of water transport, with an annual cargo handling capacity of more than 7 billion tons. A large number of ships, especially general cargo vessels, bulk carriers, container ships, vehicle transport vessels, timber transport vessels, chemical transport vessels, liquefied gas transport vessels, passenger ships and cruise ships, annually dock in China's coastal ports and river ports for the loading and unloading of goods. Since nearly all ships worldwide use generators of light or heavy diesel for power generation, the emission of large quantities of carbon dioxide, sulphide and nitride is inevitable, resulting in severe pollution of the atmospheric environment.
Schiffe am Kai müssen den ganzen Tag mittels der Schiffshilfsaggregate Strom erzeugen, um den Strombedarf der Schiffe zu decken. Die Hilfsaggregate verbrauchen eine große Menge an Öl und erzeugen dabei viele Abgasemissionen und stetige Lärmbelastung.Ships on the wharf have to generate electricity throughout the day by means of the ship's auxiliary equipment in order to meet the electricity needs of the ships. The auxiliary units consume a large amount of oil and thereby generate many exhaust emissions and constant noise pollution.
Zur Zeit herrscht die 60 Hz-Stromversorgung bei ausländischen Schiffen vor, während die Standardfrequenz des Stromnetzes Chinas 50 Hz beträgt, so dass eine direkte Anbindung ausländischer Schiffe an das Stromnetz Chinas nicht möglich ist.At present, the 60 Hz power supply for foreign vessels prevails, while the standard frequency of the power grid in China is 50 Hz, so that a direct connection of foreign ships to the power grid of China is not possible.
Mit der ständigen Erhöhung der Bordcontainerkapazität ist die 6,6 kV-Mittelspannungsstromversorgungssystem zu einer Standardkonfiguration für besonders große Containerschiffe geworden. Daher müssen die Landnetzgeräte am Hafen die Anforderung der Schiffe an 440 V-Niederspannungsstromversorgung erfüllen und dabei auch sich an den Entwicklungstrend der Schiffe mit 6,6 kV-Mittelspannungsstromversorgungssystemen anpassen.With the continual increase in on-board container capacity, the 6.6 kV medium-voltage power supply system has become a standard configuration for very large container ships. As a result, shore-based land-based equipment must meet the requirement of ships with 440 V low-voltage power supply, while also adapting to the development trend of ships with 6.6 kV medium-voltage power supply systems.
Bei den vorhandenen Netzgeräten mit variabler Frequenz wird in der Regel ein universeller Frequenzumrichter als Kernbestandteil eingesetzt, der jedoch bei Verwendung als Stromversorung unüberwindbare Probleme hat: Bei dem Frequenzumrichter handelt es sich um eine Stromversorgung mit variabler Frequenz umd Spannung, die aus u. a. einem Wechselstrom-Gleichstrom-Wechselstromkreislauf besteht, den Dreiphasen-Wechselstrom aus dem Stromnetz über einen Dreiphasen-Brückengleichrichter zum pulsierenden Gleichstrom gleichrichtet, danach über einen Elektrolytkondensator und einen Induktionsfilter in geglätteten Gleichstrom umwandelt und schließlich über einen Umrichter in Dreiphasen-Wechselstrom mit einstellbarer Frequenz und Spannung umrichtet. Ein Frequenzumrichter wird standardmäßig als Drehzahlregler mit variabler Frequenz bezeichnet. Bei dem Eingangskreis eines Frequenzumrichters (Drehzahlreglers mit variabler Frequenz) handelt es sich um einen Kreislauf zur Aufladung eines Glättungskondensators durch eine über eine Vollwellengleichrichtung gleichgerichtete Dreiphasen-Gleichstromversorgung, wobei der Eingangsstrom immer in der Nähe der Amplitude der Spannung liegt und in Form unstetiger Impulswellen vorkommt. Bei dem Ausgangskreis des Frequenzumrichters handelt es sich um eine Wechselrichter-Brückenschaltung, die den Gleichstrom in eine modulierte Dreiphasen-Wechselspannung mit stufenlos einstellbarer Frequenz umwandelt und eine Spannungswelle in Form einer modulierten Sinus-SPWM-Welle ausgibt. Der höhere harmonische Strom verursacht einen harmonischen Spannungsabfall an dem Kreislauf und eine Verzerrung der Netzspannungswellen, die wiederum andere Belastungen beeinträchtigt und zu reduzierter Leistung der Stromverbraucher, einem erhöhten Lärmpegel und sogar Resonanz bei manchen Anlagen sowie Überhitzung der Einrichtungen, elektromagnetischen Störungen bei Messmitteln und Telekommunikationsanlagen führt und somit die Genauigkeit und Datenzuverlässigkeit der Prüfeinrichtungen beträchlich gefährdet.The existing variable frequency power supply is usually a universal frequency converter used as a core component, but when used as a power supply insurmountable problems: The frequency converter is a power supply with variable frequency umd voltage that u. a. an AC-DC AC circuit which rectifies three-phase AC power from the mains via a three-phase bridge rectifier to the pulsating DC, then converts it into smoothed DC via an electrolytic capacitor and an induction filter and finally via a converter into three-phase AC with adjustable frequency and voltage umrichtet. A frequency converter is commonly referred to as a variable frequency speed controller. The input circuit of a frequency converter is a circuit for charging a smoothing capacitor through a full wave rectified rectified three-phase DC power supply, the input current always being close to the amplitude of the voltage and occurring in the form of discontinuous pulse waves. The frequency inverter output circuit is an inverter bridge circuit that converts the DC current into a modulated three-phase AC voltage with continuously variable frequency and outputs a voltage wave in the form of a modulated sine SPWM wave. The higher harmonic current causes a harmonic voltage drop in the circuit and distortion of the mains voltage waves, which in turn impairs other loads and leads to reduced power consumption, increased noise level and even resonance in some installations, overheating of equipment, electromagnetic interference with measuring equipment and telecommunications equipment and thus seriously endangers the accuracy and data reliability of the test equipment.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Bezug auf die Mängel im Stand der Technik ein angemessen konzipiertes, zuverlässiges und effizientes Landstromversorgungssystem für Schiffe am Kai mit breiter Anwendung bereitzustellen.It is an object of the present invention to provide a suitably designed, reliable and efficient shore power supply system for ships on the wharf with wide application in view of the deficiencies in the prior art.
Dementsprechend wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch nachstehende Ausgestaltungen gelöst. Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Landstromversorgungssystem für Schiffe am Kai, welches sich dadurch auszeichnet, dass es ein Hochspannungsnetzgerät mit variabler Frequenz, einen Hochspannungsanschlusskasten, eine Hochspannungskabeltrommel und eine Bordumspannstation umfasst. Accordingly, the object is achieved by the following embodiments. The present invention is a quay shore power system for ships, which is characterized by comprising a variable frequency power supply, a high voltage junction box, a high voltage cable drum and an on-board station.
Das Hochspannungsnetzgerät mit variabler Frequenz umfasst einen Hochspannungs-Kabeleinführungsschrank und einen Transformator, wobei ein Hochspannungskabel in den Hochspannungs-Kabeleinführungsschrank hineingeführt und von dort zu dem Transformator herausgeführt ist, wobei der Hochspannungs-Kabeleinführungsschrank mit mehreren Stufen von Strombegrenzungswiderständen versehen ist, wobei der Transformator über das Hochspannungskabel mit einem Frequenzumrichter verbunden ist, der aus mehreren in Reihe und parallel zueinander geschalteten PWM-Leistungseinheiten besteht und über das Hochspannungskabel mit einem Sinusfilter verbunden ist, welcher über das Hochspannungskabel mit einem Hochspannungs-Kabelausführungsschrank verbunden ist, und wobei ferner eine programmierbare Steuerung (PLC) vorgesehen ist, die über eine Signalleitung mit dem Frequenzumrichter verbunden ist.The variable frequency power supply includes a high voltage cable entry cabinet and a transformer with a high voltage cable routed into and out of the high voltage cable entry cabinet to the transformer, the high voltage cable entry cabinet being provided with multiple stages of current limiting resistors High-voltage cable is connected to a frequency converter, which consists of several in series and parallel PWM power units and is connected via the high voltage cable with a sine filter, which is connected via the high voltage cable to a high-voltage cable duct cabinet, and further comprising a programmable controller (PLC ) is provided, which is connected via a signal line to the frequency converter.
Der Hochspannungsanschlusskasten umfasst einen Grundträger, auf dem sich ein Kastenkörper mit einer Kastentür und einer zweifarbigen Warnleuchte befindet, wobei an der Kastentür ein Hochspannungstürschloss und innerhalb des Kastenkörpers ein Hochspannungsanzeiger vorgesehen ist, welcher über eine Signalleitung mit der zweifarbigen Warnleuchte und dem Hochspannungstürschloss verbunden ist, wobei an dem in den Kastenkörper hineingeführten Hochspannungskabel mehrere parallel zueinander geschaltete Hochspannungssteckdosen vorgesehen sind, wobei ferner den Hochspannungssteckdosen zugeordnete Hochspannungsstecker vorgesehen sind, die über das Hochspannungskabel aus dem Kastenkörper herausgeführt sind, wobei der Hochspannungsanzeigerüber einen Hochspannungssensor an das Hochspannungskabel angeschlossen ist, und wobei in dem Grundträger oder dem Kastenkörper Kühlöffnungen ausgebildet sind.The high-voltage terminal box comprises a base support on which a box body with a box door and a two-tone warning light is located, wherein a high voltage door lock is provided on the box door and within the box body, a high voltage indicator, which is connected via a signal line to the two-color warning lamp and the high-voltage door lock, wherein on the high voltage cable led into the box body are provided a plurality of parallel high voltage sockets, further comprising high voltage plugs associated with high voltage plugs routed out of the box body via the high voltage cable, the high voltage indicator being connected to the high voltage cable via a high voltage sensor, and wherein in the base support or the box body cooling holes are formed.
Die Hochspannungskabeltrommel umfasst ein Gestell, an dem eine Trommel und eine Kabelführung vorgesehen sind, wobei die Trommel eine Trommeleinheit, die an einer an dem Gestell befestigten Hauptwelle angeschlossen ist und innerhalb welcher sich ein Hochspannungstrommel-Stromabnehmer befindet, und einen Elektromotor umfasst, der über eine Hysteresekupplung, ein Untersetzungsgetriebe und eine Antriebseinheit mit der Hauptwelle verbunden ist, und wobei sich die Kabelführung an der Stirnseite der Trommeleinheit befindet.The high-voltage cable drum comprises a frame on which a drum and a cable guide are provided, wherein the drum comprises a drum unit which is connected to a main shaft fixed to the frame and within which a high-voltage drum current collector is located, and an electric motor which via a Hysteresis, a reduction gear and a drive unit is connected to the main shaft, and wherein the cable guide is located on the front side of the drum unit.
Die Bordumspannstation umfasst einen Hochspannungs-Kabelein- und -ausführungsschrank, einen Transformator und einen Niederspannungs-Kabelein- und -ausführungsschrank, wobei ein Hochspannungskabel in den Hochspannungs-Kabelein- und -ausführungsschrank hineingeführt und von dort zu dem Transformator herausgeführt ist, der über ein Niederspannungskabel mit dem Niederspannungs-Kabelein- und -ausführungsschrank verbunden ist, welcher wiederum über das Niederspannungskabel mit einem Verteilerschrank verbunden ist, und wobei ferner eine programmierbare Steuerung (PLC) vorgesehen ist, die jeweils über eine Signalleitung mit dem Niederspannungs-Kabelein- und -ausführungsschrank und einem Leistungsschalter des Verteilerschranks und zudem über eine Signalleitung mit einer Hebevorrichtung mit einstellbarer Geschwindigkeit eines Bordgenerators verbunden ist, welcher über eine Signalleitung mit dem Verteilerschrank in Verbindung steht.The on-board workstation includes a high voltage cable entry and exit cabinet, a transformer, and a low voltage cable entry and exit cabinet, with a high voltage cable routed into the high voltage cable entry and exit cabinet and from there to the transformer via a low voltage cable connected to the low voltage cable entry and exit cabinet, which in turn is connected to a distribution cabinet via the low voltage cable, and further comprising a programmable controller (PLC), each via a signal line to the low voltage cable entry and exit cabinet a circuit breaker of the distribution cabinet and also connected via a signal line with a lifting device with adjustable speed of an on-board generator, which is connected via a signal line to the distribution cabinet in communication.
Das Hochspannungskabel ist nach Einführung in den Hochspannungs-Kabeleinführungsschrank des Hochspannungsnetzgeräts mit variabler Frequenz und einer darin erfolgten Frequenz- und Spannungsumwandlung durch das Hochspannungsnetzgerät mit variabler Frequenz in den Hochspannungsanschlusskasten eingeführt und danach über die Hochspannungsstecker und das Hochspannungskabel aus dem Kastenkörper des Hochspannungsanschlusskastens herausgeführt, wonach das Hochspannungskabel über die Hochspannungskabeltrommel an den Hochspannungs-Kabelein- und -ausführungsschrank der Bordumspannstation angeschlossen ist.The high voltage cable is inserted into the high voltage terminal box after being inserted into the high voltage cable entry cabinet of the high voltage power supply with variable frequency and frequency conversion by the high voltage power supply unit and then led out of the box body of the high voltage terminal box via the high voltage plugs and the high voltage cable, after which High-voltage cable is connected via the high-voltage cable drum to the high-voltage cable inlet and Ausausschrankschrank the Bordumspannstation.
Die Aufgabe wird weiterhin durch die folgende Ausgestaltung gelöst. Das oben beschriebene Landstromversorgungssystem für Schiffe am Kai ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hochspannungsanschlusskasten ferner eine mit einem drahtlosen Kommunikationsmodul verbundene drahtlose Kommunikationsantenne aufweist, wobei das drahtlose Kommunikationsmodul mit einem in den Kastenkörper hineingeführten Multimode-Glasfaserkabel verbunden ist.The object is further achieved by the following embodiment. The above-described ship shore power supply system on the wharf is characterized in that the high voltage terminal box further comprises a wireless communication antenna connected to a wireless communication module, the wireless communication module being connected to a multimode fiber optic cable inserted into the box body.
Die Aufgabe wird weiterhin durch die folgende Ausgestaltung. gelöst Das oben beschriebene Landstromversorgungssystem für Schiffe am Kai ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hochspannungsstecker des Hochspannungsanschlusskastens zwei verriegelte Stifte aufweist. The object is further achieved by the following embodiment. The above-described shore power supply system for ships on quay is characterized in that the high voltage connector of the high voltage terminal box has two locked pins.
Die Aufgabe wird weiterhin durch die folgende Ausgestaltung gelöst. Das oben beschriebene Landstromversorgungssystem für Schiffe am Kai ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungskabeltrommel ferner eine programmierbare Steuerung (PLC) aufweist, die jeweils über eine Signalleitung mit einem Steuermodul, einem Bedienungstasterkasten und einem Signalerfassungssensor des Elektromotors in Verbindung steht.The object is further achieved by the following embodiment. The shoreside shore power supply system described above is characterized in that the high voltage cable drum further comprises a programmable controller (PLC) each communicating via a signal line with a control module, an operation key box, and a signal detection sensor of the electric motor.
Die Aufgabe wird weiterhin durch die folgende Ausgestaltung gelöst. Das oben beschriebene Landstromversorgungssystem für Schiffe am Kai ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hochspannungstrommel-Stromabnehmer der Hochspannungskabeltrommel aus einem Kohlebürstenhalter, einer Kohlebürste, einem Hochspannungs-Gleitring und isolierten Hochspannungsklemmen besteht, wobei der Kohlebürstenhalter fest an der Trommeleinheit angschlossen ist, und an dem Kohlebürstenhalter mehrere isolierte Hochspannungsklemmen fest angeordnenet sind, die jeweils über die Kohlebürste mit dem Hochspannungs-Gleitring in Verbindung stehen, und wobei im Endbereich der sich in der Trommeleinheit befindenden Hauptwelle ein aus hintereinander verbundenen Hochspannungs-Gleitringen und isolierten Hochspannungsklemmen bestehender Hochspannungsmechanismus angeschlossen ist.The object is further achieved by the following embodiment. The above-described shore power supply system for ships on quays is characterized in that the high voltage drum current collector of the high voltage cable drum consists of a carbon brush holder, a carbon brush, a high voltage seal ring and insulated high voltage terminals, wherein the carbon brush holder is fixedly connected to the drum unit, and several on the carbon brush holder insulated high-voltage terminals are fixed, which are in each case via the carbon brush with the high-voltage sliding ring in communication, and wherein in the end region of the main shaft located in the drum unit, a high-voltage sliding rings consisting of successively connected high-voltage and high-voltage clamping terminals is connected.
Die Aufgabe wird weiterhin durch die folgende Ausgestaltung gelöst. Das oben beschriebene Landstromversorgungssystem für Schiffe am Kai ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kabelführung der Hochspannungskabeltrommel eine über ein Lager an dem Gestell befestigte bidirektionale Gewindestange umfasst, an der eine Kabelführungsmutter mit einem daran befestigten Kabelanschlag vorgesehen ist.The object is further achieved by the following embodiment. The above-described shore power supply system for ships on quay is characterized in that the cable guide of the high voltage cable drum comprises a bi-directional threaded rod fixed to the frame via a bearing, to which a cable guide nut with a cable stop attached thereto is provided.
Die Aufgabe wird weiterhin durch die folgende Ausgestaltung gelöst. Das oben beschriebene Landstromversorgungssystem für Schiffe am Kai ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelanschlag der Hochspannungskabeltrommel trommelförmig ausgebildet ist und es sich bei der Antriebseinheit um Antriebsketten und -rollen handelt.The object is further achieved by the following embodiment. The above-described shore power supply system for ships on quay is characterized in that the cable stop of the high voltage cable drum is drum-shaped and the drive unit is drive chains and rollers.
Die Aufgabe wird weiterhin durch die folgende Ausgestaltung gelöst. Das oben beschriebene Landstromversorgungssystem für Schiffe am Kai ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hochspannungsnetzgerät mit variabler Frequenz ferner ein photoelektrisches Umwandlungsmodul aufweist, das in Verbindung mit der programmierbaren Steuerung (PLC) des Hochspannungsnetzgeräts mit variabler Frequenz steht und über ein Multimode-Glasfaserkabel Signale liefert, wobei die Bordumspannstation ferner ein photoelektrisches Umwandlungsmodul aufweist, das über eine Signalleitung mit der programmierbaren Steuerung (PLC) der Bordumspannstation und über ein Multimode-Glasfaserkabel mit der programmierbaren Steuerung (PLC) des Hochspannungsnetzgeräts mit variabler Frequenz verbunden ist.The object is further achieved by the following embodiment. The quay shore power system described above is characterized in that the high voltage power supply unit further comprises a photoelectric conversion module in communication with the programmable controller (PLC) of the variable frequency power supply unit and provides signals through a multimode fiber optic cable the on-board docking station further comprises a photoelectric conversion module connected via a signal line to the programmable controller (PLC) of the on-board docking station and via a multimode optical fiber cable to the programmable controller (PLC) of the variable frequency power supply.
Bei Anwendung der vorliegenden Erfindung wird die durch einen Hochspannungsbus eines Kraftwerks eingespeiste Dreiphasen-Hochspannung über das Hochspannungskabel in das Hochspannungsnetzgerät mit variabler Frequenz eingespeist, nach einer Spannungsreduzierung durch einen Transformator an den Frequenzumrichter weitergegeben, und der Einphasenausgang wird über eine Wechselstrom-Gleichstrom-Wechselstrom-PWM-Wechselrichtung umgerichtet, um einen direkten Hochspannungsausgang mit variabler Frequenz und Spannung zu verwirklichen.In accordance with the present invention, the three-phase high voltage fed through a power plant's high voltage bus is fed to the variable frequency power supply via the high voltage power supply, passed through a transformer to the drive after a voltage reduction, and the single phase output is supplied via an AC-DC AC power supply. Rearranged PWM inverter to realize a direct high voltage output with variable frequency and voltage.
Nach dem Hochspannungsausgang erfolgt ein Wellenformen durch einen Filter, welcher geringe harmonische Sinus-Wellen, die die Anforderungen der Stromverbraucher erfüllen, als Ausgangsspannung über eine Ausgangseinheit ausgibt. Somit kann die Frequenzumrichtungseinheit einen Eingangs-Gesamtleistungsfaktor von über 0,95 erreichen, und die Multikreis- und geschlossene Kreisregelung des gesamten Netzgeräts mit variabler Frequenz durch Probenahme des Ein- und Ausgangsstroms, und der Ein- und Ausgangsspannung und -wellenform, sowie Weitergabe der Proben an den PLC zur Analyse, Verarbeitung und Steuerung realisieren. Die Verwendung eines PLCs mit Analoggrößen zur Datenerfassung und -betriebsvewaltung und Kommunikation ermöglicht eine genauere und günstigere Steuerung, und die Datenüberwachung und Anlagensteurung durch die externe Mensch-Maschine-Schnittstelle trägt zu einer einfacheren Bedienung bei.After the high voltage output, a waveform is formed by a filter which outputs low harmonic sine waves that meet the requirements of the power consumers as an output voltage through an output unit. Thus, the frequency inverting unit can achieve a total input power factor greater than 0.95, and the multi-loop and closed loop control of the entire variable frequency power supply by sampling the input and output currents, and the input and output voltage and waveform, as well as passing the samples to the PLC for analysis, processing and control. The use of a PLC with analog quantities for data acquisition and operation management and communication allows more accurate and more favorable control, and data monitoring and plant control through the external man-machine interface contributes to easier operation.
Die technischen Spezifikationen des Hochspannungsnetzgeräts mit variabler Frequenz sind der folgenden Tabelle zu entnehmen: 
Weiterhin kann ein photoelektrisches Umwandlungsmodul zum Einsatz kommen, wobei über ein Multimode-Glasfaserkabel eine Verbindung mit dem Internet oder anderen benachbarten oder übergeordneten Anlagen hergestellt wird, um anderen Anlagen die Fernbedienung und Überwachung der vorliegenden Einrichtung zu ermöglichen.Furthermore, a photoelectric conversion module can be used, wherein a connection to the Internet or other neighboring or higher-level equipment is made via a multimode fiber optic cable to allow other equipment remote control and monitoring of the present device.
Das Netzgerät mit variabler Frequenz gemäß der vorliegenden Erfindung bietet eine Reihe von Vorteilen wie u. a. minimale harmonische Verschmutzung des Stromnetzes, hohen Eingangsleistungsfaktor, hohe Qualität der Ausgangswellen, und geringe Netzrückwirkung.The variable frequency power supply according to the present invention offers a number of advantages, such as: a. minimal harmonic pollution of the power grid, high input power factor, high quality of the output shafts, and low network feedback.
Ausgangsseitig benötigt es einen zusätzlichen Leistungsfilter und kann somit direkt als eine Hochspannungsversorgung mit variabler Frequenz dienen. Das 10 kV–50 Hz-Hochspannungskabel einer Landumspannstation wird in das Hochspannungsnetzgeräts mit variabler Frequenz hineingeführt, aus dem ein 6.6 kV–60 Hz-Hochspannungskabel herausgeführt wird, welches in einen Hochspannungsanschlusskasten hineingeführt, über eine Hochspannungskabeltrommel an Bord gebracht und dann in eine Bordumspannstation hineingeführt wird, die nach Bedarf eine 50 Hz/60 Hz-Spannung zur Verwendung am Schiff ausgibt.On the output side, it requires an additional power filter and can thus serve directly as a high-voltage supply with variable frequency. The 10 kV-50 Hz high voltage cable of a shore substation is fed into the variable frequency power supply from which a 6.6 kV 60 Hz high voltage cable is routed, which is fed into a high voltage terminal box, boarded via a high voltage cable drum and then fed into an on-board docking station which outputs a 50 Hz / 60 Hz voltage as needed for use on the ship.
Die 60 kV-Netzspannung versogt nach einer Spannungsabsenkung durch einen Trenntransformator mit mehrmoduliger Ausgangsseite eine Leistungseinheit mit Strom, bei der es sich um einen Wechselstrom-Gleichstrom-Wechselstrom-PWM-Spannungsquellen-Wechselrichter mit Dreiphasen-Eingang und Einphase-Ausgang handelt, wodurch ein direkter Hochspannungsausgang mit variabler Spannung und Frequenz zur Stromversorgung der Hochspannungsbelastungen verwirklicht wird. Jede Phase besteht beispielsweise bei einer 6 kV-Ausgangsspannung aus 6 in Reihe geschalteten Leistungseinheiten mit einer Nennspannung von 630 V, so dass eine Ausgangsphasenspannung von bis zu 3780 V und eine Netzspannung von 6.6 kV erreicht werden. Jede Leitungseinheit wird jeweils durch eine Ausgangsseite des Eingangstransformators mit Strom versorgt. Alle Leistungseinheiten bzw. alle sekundären Spulen des Transformators werden voneinander isoliert, wobei die sekundären Spulen in einer Dreieckschaltung zum mehrmoduligen Aufbau verschaltet sind, um den harmonischen Eingangsstrom zu reduzieren. Bei einer 6 kV-Spannung wird eine Gleichrichterschaltung mit 36 Impulsen verwendet, wobei sich die Eingangsstromwellen einer Sinus-Welle annähern. Aufgrund der niederigen harmonischen Verzerrung des Eingangsstroms kann der Gesamt-Eingangsfaktor des Frequenzumrichters 0,95 oder mehr erreichen.The 60 kV line voltage, after being dropped by a multi-module output isolation transformer, powers a power unit that is an AC-DC to AC three-input, single-phase output PWM power source inverter, providing a direct current output High voltage output with variable voltage and frequency to power the high voltage loads is realized. Each phase, for example, with a 6 kV output voltage, consists of 6 series-connected power units with a rated voltage of 630 V, so that an output phase voltage of up to 3780 V and a mains voltage of 6.6 kV can be achieved. Each line unit is powered by an output side of the input transformer. All power units or all secondary coils of the transformer are isolated from each other, wherein the secondary coils are connected in a delta connection to multi-module structure to to reduce the harmonic input current. At a 6 kV voltage, a 36-pulse rectifier circuit is used, with the input current waves approaching a sine wave. Due to the low harmonic distortion of the input current, the total input factor of the frequency converter can reach 0.95 or more.
Der Welchselrichter verwendet die mehrstufige Phasenverschiebungs-PWM-Technologie und der 6 kV Ausgang entspricht 36 Stufen. Vor der Filtration nährt sich die Ausgangsspannung bereits mit einem geringen dv/dt-Wert einer Sinus-Welle an. (Der Spannungsausgang beträgt jeweils 6 kV/50 Hz und 6,6 kV/60 Hz.)The Inverter uses the multi-stage phase shift PWM technology and the 6 kV output corresponds to 36 stages. Before filtration, the output voltage already feeds on a low dv / dt value of a sine wave. (The voltage output is 6 kV / 50 Hz and 6.6 kV / 60 Hz respectively.)
Mit angemessenerem Aufbau, Benutzerfreundlichkeit und sicherer Verwendung eignet sich der Hochspannungsanschlusskasten der vorliegenden Erfindung insbesondere für Anwendung am Kai.With a more appropriate structure, ease of use and safe use, the high voltage terminal box of the present invention is particularly suitable for use on the wharf.
Die Hochspannungskabeltrommel der Erfindung zeichnet sich durch angemesseneren Ausbau und günstige Verwendung aus. Bei dem Hochspannungstrommel-Stromabnehmer handelt es sich um einen in der Trommeleinheit eingebauten Hochspannungs-Leitungsmechanismus, der für Hochspannungskabel eingesetzt werden kann. Die Hysteresekupplung kann die optimale Kabellänge erhalten, ein überdehntes oder loses Kabel vermeiden und eine konstante Spannkraft beibehalten. Ferner stellt die mechansiche Kupplung sicher, dass das Kabel während des Betriebs stetig flexibel gespannt ist. Mit der Kabelführung lässt sich die Wicklungsreihenfolge des Kabels bei Ab- und Einrollen des Kabels angemessen festlegen, um eine ordentliche Wicklung des Kabels um die ganze Trommeleinheit ohne manuelle Eingriffe zu realisieren. Über den Datenerfassungssensor werden die Bewegungsparameter der Trommel an die PLC-Programverarbeitung zur Berechnung der Kabellänge geliefert und die Spannkraft der Trommel wird durch den Ausgangspunkt der programmierbaren Steuerung (PLC) gesteuert.The high voltage cable drum of the invention is characterized by more appropriate design and convenient use. The high-voltage drum current collector is a high-voltage line mechanism built into the drum unit that can be used for high voltage cables. The hysteresis clutch can maintain the optimal cable length, avoid overstretched or loose cables, and maintain a constant clamping force. Furthermore, the mechansiche coupling ensures that the cable is constantly stretched flexibly during operation. With the cable guide, the winding order of the cable can be adequately determined when the cable is unwound and rolled in order to realize a proper winding of the cable around the entire drum unit without manual intervention. The data acquisition sensor provides the drum's motion parameters to the PLC program processing to calculate the cable length, and the drum's clamping force is controlled by the programmable logic control (PLC) origin.
Die Bordumspannstation gemäß der vorliegenden Erfindung dient sowohl als Endgerät des Stromversorgungssystems für Schiffe am Kai als auch als Netzgerät des Landstromnetzes für Schiffe. Der in der Bordumspannstation vorgesehene Hochspannungsein- und -ausführungsschrank, Transformator und PLC liefern den Niederspannungsstrom über elektrische Kabel für Schiffe zu der Stromschiene der Hauptverteilertafel zur Verwendung für das Schiff nach Anlegen in einem Hafen.The on-board docking station according to the present invention serves both as a terminal of the power supply system for ships on the quayside and as a power supply unit of the shore power network for ships. The high voltage in-and-out cabinet, transformer and PLC provided in the on-board docking station provide the low voltage current via electrical cables for ships to the main distribution board busbar for use by the ship after docking.
Bei Stromversorgung eines Schiffes mit der Bordumspannstation gemäß der vorliegenden Erfindung stehen zwei Stromversorgungsmodi zur Auswahl: 1) Verriegelungsmodus und 2) Einbindungsmodus.
- 1. Verriegelungsmodus: Bei Auswahl des Verriegelungsmodus verriegelt das PLC-Programm den Niderspannungs-Stromversorgungsschalter der Bordumspannstation mit dem Bordkraftwerk. Bei Betrieb des Bordgenerators (nämlich bei stromgelasteter Stromschiene) weist der Niderspannungs-Stromversorgungsschalter der Bordumspannstation der Erfindung jegliches Einschaltungssignal zur Vermeidung unerwünschter Einschaltungsvorgänge zurück; nur bei ausgeschaltetem Bordgenerator (nämlich bei stromloser Stromschiene) nimmt der Niderspannungs-Stromversorgungsschalter der Bordumspannstation Einschaltungssignale an, um das ganze Schiff über die Bordumspannstation mit Strom aus Landstromnetz zu versorgen.
- 2. Einbindungsmodus: Bei Auswahl des Einbindungsmodus schaltet der PLC den Niderspannungs-Stromversorgungsschalter der Bordumspannstation in einen einbindungsbereiten Modus. Durch Regelung des Drehzahls des Bordgenerators werden die Frequenz und Spannung des Bordgenerators und der Bordumspannstation aufeinander eingestimmt, wonach der Einbindugnstaster betätigt wird und die Bordumspannstation den Zeitpunkt zur Synchronisierung erfasst. Bei erfüllter Bedingung zur Einbindung sendet das System ein Einbindungssignal aus, um eine Einbindung zwischen der Bordumspannstation und dem Bordgenerator zur Stromversorgung zu veranlassen. Nach erfolgter Einbindung erfolgen eine Belastungsübertragung und eine Ausschaltung des Bordgenerators, um eine unterbrechungsfreie Stromversorgung des ganzen Schiffes über das Landstromnetz zu realisieren. Beim Trennen des Schiffes von dem Landstromnetz stehen auch der Verriegelungs- und Einbindungsmodus zur Auswahl, um eine Wiederinbetriebnahme der Bordumspannstation mit bzw. ohne Unterbrechung der Stromversorgung zu verwirklichen.
- 1. Lock mode: When the lock mode is selected, the PLC program locks the on-voltage terminal's neutral-voltage power switch to the on-board power plant. In operation of the on-board generator (namely, with current-carrying busbar), the neutral voltage power switch of the on-board docking station of the invention rejects any power-up signal to avoid unwanted power-up events; Only when the on-board generator is switched off (namely when the power rail is disconnected) does the neutral voltage power supply switch of the on-board power station accept power-on signals in order to supply the entire ship with power from the shore power network via the on-board power station.
- 2. Docking Mode: When the docking mode is selected, the PLC will switch the neutral voltage power switch of the on-board docking station to a ready-to-dock mode. By controlling the speed of the on-board generator, the frequency and voltage of the on-board generator and the on-board station are tuned to each other, after which the Einbindugnstaster is actuated and the on-board station detects the time for synchronization. If the condition for integration is fulfilled, the system sends out an integration signal to initiate an integration between the on-board station and the on-board generator for the power supply. After integration, a load transfer and an elimination of the on-board generator to realize an uninterruptible power supply of the entire ship via the shore power network. When disconnecting the ship from the shore power network, the locking and engagement mode is also available for realizing a restart of the on-board power station with or without interruption of the power supply.
Die Bordumspannstation der Erfindung zeichnet sich durch angemessenen Aufbau und günstige Verwendung aus und kann eine Übertragung der Bordbelastungen auf das Landstromnetz ohne Unterbrechung der Stromversorgung ermöglichen, um jegliche Beeinträchtigung des störungsfreien Schiffsbetriebs und der Haushaltsstromversorgung auszuschließen. Die Bordumspannstation der Erfindung stellt ein neues Konzept zur Stromversorgung mit kompaktem Aufbau, zuverlässigem Betrieb und Wartungsfreundlichkeit dar.The on-board docking station of the invention is characterized by adequate design and convenience of use, and may allow transmission of the on-board loads to the shore power network without interruption of the power supply to preclude any interference with the trouble-free ship operation and household power supply. The on-board docking station of the invention represents a novel power supply concept with a compact design, reliable operation and ease of maintenance.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Hochspannungseinspeisung für Schiffe mit veschiedenen Ausgangsspezifikationen wie u. a. 400 V, 415 V, 440 V, 690 V, 65 kV und 50/60 Hz.The present invention enables a high voltage feed for ships with various output specifications such as. a. 400 V, 415 V, 440 V, 690 V, 65 kV and 50/60 Hz.
Bei Verwendung der vorliegenden Erfindung ist das Hochspannungsnetzgerät mit variabler Frequenz in den Stromverteilungsraum eines Kais mit einer Schutzklasse von IP20, der Hochspannungsanschlusskasten an die dem Meer zugewandte Seite eines Kais mit einer Schutzklasse von IP56 und die Umspannsation am Schiff direkt in ein Schiff mit einer Schutzklasse von IP56 ein- bzw. anzubauen. Um das Volumen und Gewicht der in ein Schiff einzubauenden Anlagen möglichst gering zu halten, ist die Bordumspannstation je nach unterschiedlichen Ausgangsspannungsanforderungen ausgestaltet und sie kann somit in Hochspannungs-Umspannstation, 690 V-Umspannstation, 440 V-Umspannstation, 400(415) V-Umspannstation eingeteilt werden. Der Hochspannungs-Anschlusskasten ist über das Hochspannungskabel an der Hochspannungskabeltrommel an die Bordumspannstation angeschlossen. Das am Schiff vorgesehene Landstromnetzkabel ist direkt an die entsprechende Ausgangsklemme der Bordumspannstation angeschlossen, um für das Schiff eine Stromversorgung in Übereinstimmung mit der Anforderung des Bordkraftwerks bereitzustellen. When using the present invention, the high voltage power supply unit with variable frequency is in the power distribution room of a wharf with a protection class of IP20, the high voltage junction box to the seaward side of a wharf with a protection class of IP56 and the substation on the ship directly into a ship with a protection class of To build or grow IP56. In order to minimize the volume and weight of equipment to be installed in a ship, the on-board station is designed according to different output voltage requirements and can thus in high-voltage substation, 690 V substation, 440 V substation, 400 (415) V substation to be grouped. The high voltage junction box is connected to the on-board station via the high voltage cable on the high voltage cable drum. The shore power cable provided on the ship is directly connected to the corresponding terminal of the on-board docking station to provide power to the ship in accordance with the on-board power station requirement.
Bei dem Hochspannungskabel an dem Hochspannungsanschlusskasten und der Hochspannungskabeltrommel kann ein konventioneller Schnellkabelverbinder zum Einsatz kommen, um die Arbeitsbelastung und die benötigte Zeit für Kabelverbindung während des Anlegens im Hafen zu reduzieren und die Arbeitseffizienz zu erhöhen.The high voltage cable on the high voltage junction box and the high voltage cable drum may use a conventional quick connector to reduce the workload and time required for cable connection during docking and increase work efficiency.
Die Hochspannungskabeltrommel zeichnet sich durch Mobilität, Sicherheit, Zuverlässichkeit und schnellen und günstigen Kabelein- und -abrollensvorgang aus. Eine elektrische Verriegelung kann zwischen dem Schnellkabelverbinder und der Bordumspannstation vorgesehen sein, so dass eine Einschaltung der Bordumspannstation zur Stromversorgung vor und während der Kabelverbindung nicht möglich ist. Bei Betrieb der Bordumspannstation zur Stromversorgung ist das Öffnen des Anschlusskastens zur Kabelverbindung nicht möglich. Jede Ausgangsseite der Stromversorgung ist mit einem Leistungsschalter zur Sicherstellung der Betriebssicherheit versehen.The high voltage cable drum is characterized by mobility, safety, reliability and fast and convenient cable loading and unloading. An electrical lock can be provided between the quick connector and the Bordumspannstation, so that an engagement of the Bordumspannstation for power supply before and during the cable connection is not possible. When operating the on-board power station for power supply, opening the junction box to the cable connection is not possible. Each output side of the power supply is equipped with a circuit breaker to ensure operational safety.
Zur Gewährleistung der Übereinstimmung der Phasenfolgen zwischen der durch die Bordumspannstation bereitgestellten Stromversorgung für Schiffe und dem Bordkraftwerk ist die Bordumspannstation vorzugsweise mit einem Phasenfolgenanzeiger zur Erfassung und Anzeige der Stromversorgungs-Phasenfolge und zur Sicherstellung eines störungsfreien Betriebs der elektrischen Bordanlagen versehen.To ensure the conformity of the phase sequences between the provided by the on-board power station for ships and the on-board power plant Bordumspannstation is preferably provided with a phase sequence indicator for detecting and displaying the power supply phase sequence and to ensure trouble-free operation of the electrical systems.
Um den Anforderungen von großen Schiffen an die Landstromversorgung zur Beladung und Entladung von Gütern gerecht zu werden, ist die Bordumspannstation so ausgestaltet, dass sie unter Einbindung verwendet werden kann. Der Landstromz-Anschlussbildschirm des Bordkraftwerks wird in Verbindung mit der Bordumspannstation gesetzt, wobei die Bordumspannstation eine Probenahme an dem Stromnetz des Bordkraftwerks und einen Vergleich und eine Berechnung durchführt, um die Frequenz, Spannung und den Phasenwinkel der Stromversorgung einzustellen, Bedingungen für einen Parallelbetrieb zu schaffen und somit den Parallelbetrieb des Bordkraftwerks und der Bordumspannstation und die Belastungsübertragung zu ermöglichen, wonach zur unterbrechungsfreien Stromversorgung des ganzen Schiffes durch die Bordumspannstation der Bordgenerator ausgeschaltet wird. In der Bordumspannstation können ein Einbindungsschalter und ein Nichteinbindungsschalter vorgesehen sein. Bei Auswahl des Nichteinbindungsmodus wird eine Verriegelung mit dem Stromnetz des Bordkraftwerks ermöglicht, um sicherzustellen, dass erst nach Ausschaltung des Bordkraftwerks die Bordumspannstation das Schiff mit Strom versorgen kann. Ähnlich des herkömmlichen Landstrom-Anschlusskastens ist dieser Betriebsmodus kompatibel mit Landstrom-Anschlusskasten ohne Landstrom-Anschlussbildschirm oder entsprechenden Urban zur Verbinung mit einem Landstromnetz.In order to meet the requirements of large ships to the shore power supply for loading and unloading of goods, the on-board work station is designed so that it can be used with integration. The shore power plant's shore-side electrical connection screen is set in conjunction with the on-board workstation, with the on-board workstation sampling at the on-board power grid and making a comparison and calculation to adjust the frequency, voltage and phase angle of the power supply to create conditions for parallel operation and thus to enable the parallel operation of the on-board power plant and the on-board power station and the load transfer, after which the on-board power station is switched off for uninterruptible power supply of the entire ship. In the on-board docking station, a binding switch and a non-binding switch may be provided. If the non-binding mode is selected, it will be possible to interlock with the on-board power supply to ensure that the on-board powering station is not able to power the ship until the on-board power station has been shut down. Similar to the conventional shore power junction box, this mode of operation is compatible with shore power junction box with no shore power connection screen or corresponding urban connection to a shore power network.
Zur Überwindung der Stromschwankung bei Stromversorgung durch ein städtisches Stromnetz und des Spannungsabfall aufgrund des Filters, des Transformators, des Stromversorgungskreises und hoher Belastung und zur Sicherstellung einer stabilen Speisespannung können bei dem erfindungsgemäßen System mehrere Spannungsstabilisierungs- und Ausgleichsmaßnahmen eingesetzt werden. Eine Probenahme wird an der Ausgangsspannung des Filters durchgeführt, die an den PLC zur Regelkreis-Spannungsstabilisierungskontrolle geliefert wird. Durch Softwareeinstellung erstellt der PLC des Hochspannungsnetzgeräts mit variabler Frequenz ein Belastung-Spannungsausgleichskurvenmodell zur Sicherstellung der Übereinstimmung der Stromversorgung für Bordstromverbraucher mit den damit verbundenen Anforderungen.To overcome the current fluctuation in power supply through an urban grid and the voltage drop due to the filter, the transformer, the power supply circuit and high load and to ensure a stable supply voltage, several voltage stabilization and compensation measures can be used in the inventive system. Sampling is performed on the output voltage of the filter supplied to the PLC for loop voltage stabilization control. Through software adjustment, the PLC of the variable frequency power supply unit creates a load-voltage compensation curve model to ensure compliance of the on-board power supply with the associated requirements.
Verwendungsbedingung des erfindungsgemäßen Systems für Schiffe: zur Zeit können die meisten Schiffe den Anforderungen zum Anschluss an Landstromnetz gerecht werden. Bei einem Durchschnittsschiff ist bereits eine Bordumspannstation (Landstrom-Anschlusskasten) oder sind mehrere Bordumspannstationen (Landstrom-Anschlusskästen) vorgesehen. Beim Anlegen am Kai kann das Schiff direkt an das Landstromversorgungssystem angeschlossen werden, um Strom an die Hauptverteilerstafel zur Verteilung zu liefern, wobei fixierte Kabel mit ausreichender Kapazität zwischen der Bordumspannstation und der Hauptverteilertafel vorgesehen sind. Zwischen dem Landstrom-Anschlusskasten und dem Landstrom-Netzgerät stehen Anschlusskabel mit ausreichender Kapazität und Länge zur Verfügung, die bei fahrendem Schiff in der Regel auf einer Hochspannungskabeltrommel aufgewickelt sind und beim Anlegen am Kai direkt an das Landstromversorgungssystem angeschlossen werden können. Der Bordgenerator wird ausgeschaltet und als Ersatz für den Hafengenerator versorgt die Bordumspannstation die Bordanlagen mit Strom. Bei einem großen und umgebauten Schiff mit Bordumspannstation (Landstrom-Anschlussbildschirm) kann das Schiff nach Anlegen am Kai direkt an das Landstromversorgungssystem angeschlossen werden, um Parallelbetrieb, Belastungübertragung und Ausschaltung des Bordgenerators über die Bordumspannstation zu ermöglichen und das gesamte Schiff durch das Landstromversorgungssystem mit Strom zu versorgen.Condition of use of the system according to the invention for ships: at present most ships can meet the requirements for connection to shore power network. In the case of an average ship, an on-board power station (shore power junction box) or several on-board power stations (shore power junction boxes) are already provided. When docked, the ship can be connected directly to the shore power system to provide power to the main distribution board for distribution, with fixed cables of sufficient capacity between the on-board station and the terminal board Main distribution panel are provided. Connection cables with sufficient capacity and length are available between the shore power connection box and the shore power supply unit, which are usually wound on a high-voltage cable drum when the ship is moving and can be directly connected to the shore power supply system when docked. The on-board generator is switched off and as a replacement for the harbor generator, the on-board substation supplies the on-board systems with electricity. In a large and converted ship with on-board docking station (shore power connection screen), the ship can be connected directly to the shore power system after docking to enable parallel operation, load transfer and off-board generator via the on-board docking station and power the entire ship through the shore power system supply.
Gegenüber dem Stand der Technik bietet das Landstromversorgungssystem für Schiffe am Kai gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem es sich um ein Stromversorgungssystem zur Stromversorgung der eingefahrenen Schiffe am Kai handelt, folgende Vorteile:
- 1. Energieeinsparung. Stromversorgung durch das Landstromnetz als Ersatz für das Schiffshilfsaggregat ermöglicht dem Schiffseigner eine wesentliche Verringerung der Energiekosten und ein umweltfreundliches Stromversorgungsmodell.
- 2. Emissionsminderung und Umweltfreundlichkeit. Aufgrund der Stromversorgung durch das Landstromnetz wird bei Betrieb eines am Kai anlegenden Schiffs die Abgasemission aus dem Hilfsaggregat zum Umweltschutz der Hafenstadt vermieden. Das Verzichten auf ganztägig betriebene Hilfsaggregate trägt zu einer verringerten Lärmverschmutzung der anlegenden Schiffe und der Herstellung einer günstigen Arbeitsumgebung für Arbeiter am Kai und Schiffsbesatzung an Bord bei.
- 3. Als Bestandteile des Systems der vorliegenden Erfindung können das Hochspannungsnetzgerät mit variabler Frequenz, der Hochspannungsanschlusskasten, die Hochspannungskabeltrommel und die Bordumspannstation über die vorgesehene programmierbare Steuerung (PLC) und die drahtlosen Signalmodule über ein Multimode-Glasfaserkabel oder drahtlose Kommunikation miteinander eine Signalverbindung herstellen, um Rückmeldung und Steuerung der Informationen und die Verbindung mit übergeordneten PCs zu echtzeitiger Überwachung und Verwaltung zu ermöglichen.
- 4. Das System der vorliegenden Erfindung findet breite Anwendung und belegt minimale Fläche am Kai, so dass kein Umbau der Infrastruktur des Kais notwendig ist. Ein einzelnes derartiges Stromversorgungssystem kann bei mehreren Kais und mehreren Schiffen zum Einsatz kommen. Die Landstromversorgung ist entfernt von dem Kai und somit auch von der komplizierten Umgebung des Kais vorgesehen, so dass kein Platz am Kai belegt und ein Umbau der Infrastruktur am Kai zur Investitionseinsparung vermieden wird.
- 1. Energy saving. Powered by the shore power grid as a replacement for the ship's auxiliary power plant, the shipowner can substantially reduce energy costs and provide an environmentally friendly power supply model.
- 2. Emission reduction and environmental friendliness. Due to the power supply by the shore power network, the exhaust emission from the auxiliary unit is avoided when operating a quay on the quay ship to protect the port city. The elimination of all-day auxiliary equipment contributes to reduced noise pollution of the mooring vessels and to the creation of a favorable working environment for quayside workers and crew on board.
- 3. As part of the system of the present invention, the high voltage power supply unit, the high voltage junction box, the high voltage cable drum and the on-board docking station may be signaled via the intended programmable controller (PLC) and the wireless signal modules via a multimode fiber optic cable or wireless communication Provide feedback and control of information and connect to higher-level PCs for real-time monitoring and management.
- 4. The system of the present invention is widely used and occupies minimal area at the quay, so that no reconstruction of the infrastructure of the quay is necessary. A single such power system can be used with multiple quays and multiple vessels. The shore power supply is provided away from the quay and thus from the complex environment of the quay, so that no space on the quay occupied and a conversion of the infrastructure on the quay to save investment is avoided.
Darstellung der AbbildungenPresentation of the pictures
Es zeigenShow it
Beschreibung konkreter AusführungsformenDescription of specific embodiments
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend die erfindungsgemäßen Ausgestaltungen anhand von Abbildungen näher beschrieben, die keinesfalls als Einschränkung der Patentansprüche zu verstehen sind.For a better understanding of the present invention, the embodiments according to the invention are described in more detail below with reference to figures, which are in no way to be understood as limiting the claims.
Ausführungsbeispiel 1: Es wird auf
Wie in
Es wird auf
Es wird auf
Es wird auf
Das Hochspannungskabel
Ausführungsbeispiel 2: Bei dem Landstromversorgungssystem für Schiffe am Kai gemäß Ausführungsbeispiel 1 weist der Hochspannungsanschlusskasten
Ausführungsbeispiel 3: Bei dem Landstromversorgungssystem für Schiffe am Kai gemäß Ausführungsbeispiel 1 oder 2 weist der Hochspannungsstecker des Hochspannungsanschlusskastens
Ausführungsbeispiel 4: Bei dem Landstromversorgungssystem für Schiffe am Kai gemäß Ausführungsbeispiel 1 weist die Hochspannungskabeltrommel
Ausführungsbeispiel 5: Bei dem Landstromversorgungssystem für Schiffe am Kai gemäß Ausführungsbeispiel 1 oder 4 besteht der Hochspannungstrommel-Stromabnehmer aus einem Kohlebürstenhalter
Ausführungsbeispiel 6: Bei dem Landstromversorgungssystem für Schiffe am Kai gemäß Ausführungsbeispiel 1, 4 oder 5 umfasst die Kabelführung eine über ein Lager an dem Gestell
Ausführungsbeispiel 7: Bei dem Landstromversorgungssystem für Schiffe am Kai gemäß Ausführungsbeispiel 1, 4, 5 oder 6 ist der Kabelanschlag
Ausführungsbeispiel 8: Bei dem Landstromversorgungssystem für Schiffe am Kai gemäß Ausführungsbeispiel 1 weist das Hochspannungsnetzgerät mit variabler Frequenz
Claims (8)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20140911 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |