กว้านสายไฟฟ้าสำหรับกำลังไฟฟ้าฝั่ง: คู่มือระบบการเชื่อมต่อทางทะเล

อะไรคือ กว้านสายไฟฟ้า สำหรับฝั่งพาวเวอร์

กว้านสายไฟฟ้าสำหรับการจ่ายไฟชายฝั่งเป็นระบบการจัดการสายเคเบิลทางทะเลแบบพิเศษที่จัดเก็บ ปรับใช้ และรักษาความตึงของสายไฟฟ้าหนักที่เชื่อมต่อภาชนะเข้ากับแหล่งจ่ายไฟฝั่งท่าเรือ ระบบเหล่านี้ช่วยลดการจัดการสายไฟชายฝั่งขนาดใหญ่ที่สามารถชั่งน้ำหนักได้แบบแมนนวล มากถึง 15 กิโลกรัมต่อเมตร สำหรับการกำหนดค่าแอมแปร์สูง ขณะเดียวกันก็ให้การควบคุมความตึงคงที่ซึ่งป้องกันสายเคเบิลเสียหายจากการเคลื่อนตัวของท่อ การเปลี่ยนแปลงของกระแสน้ำ และการเคลื่อนตัวที่เกิดจากลม ระบบนี้รวมเอาม้วนเก็บสายแบบใช้มอเตอร์ ชุดประกอบสลิปริงเพื่อการถ่ายโอนพลังงานอย่างต่อเนื่อง และการตรวจสอบความตึงอัจฉริยะ เพื่อให้มั่นใจถึงการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ระหว่างโครงสร้างพื้นฐานบนชายฝั่งและระบบจ่ายไฟบนเรือ

ระบบกว้านสายไฟฝั่งมีความจำเป็นสำหรับการรีดผ้าด้วยความเย็น โดยที่เรือจะปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าบนเรือและดึงไฟฟ้าจากท่าเรือเพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก เสียงรบกวน และการใช้เชื้อเพลิง กลไกกว้านช่วยให้มั่นใจได้ว่าสายเคเบิลจะรักษาความตึงที่เหมาะสมตลอดการพักเรือ โดยจะดึงหรือปล่อยสายเคเบิลโดยอัตโนมัติในขณะที่เรือเคลื่อนที่ไปตามกระแสน้ำหรือการโหลด หากไม่มีการจัดการสายเคเบิลที่เหมาะสม ความตึงที่มากเกินไปอาจทำให้ตัวนำและฉนวนเสียหายได้ ในขณะที่ความตึงที่ไม่เพียงพอจะทำให้เกิดห่วงสายเคเบิลที่เป็นอันตราย ซึ่งก่อให้เกิดอันตรายจากการสะดุดและความเสี่ยงทางไฟฟ้า

ส่วนประกอบของระบบและกลไกการทำงาน

ระบบกว้านสายไฟชายฝั่งที่สมบูรณ์ประกอบด้วยส่วนประกอบหลายชิ้นที่ทำงานร่วมกันเพื่อจัดการการติดตั้งสายเคเบิลและรักษาความต่อเนื่องทางไฟฟ้า การออกแบบแตกต่างกันไประหว่างระบบไฟฟ้าแรงต่ำที่ 400-450V และระบบไฟฟ้าแรงสูง ณ 6.6kV ถึง 11kV แม้ว่าสถาปัตยกรรมพื้นฐานจะยังคงสอดคล้องกันในทุกระดับแรงดันไฟฟ้า

ม้วนสายเคเบิลและชุดขับเคลื่อน

ม้วนสายเคเบิลทำหน้าที่เป็นที่เก็บส่วนกลางและกลไกการใช้งาน โดยมีขนาดตามความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางของสายเคเบิล ม้วนรองรับความยาวสายเคเบิลตั้งแต่ 55 เมตร เพื่อการติดตั้งที่กะทัดรัดมากกว่า 100 เมตร สำหรับท่าเทียบเรือน้ำลึกที่มีความสามารถในการพันหลายชั้นเพื่อเพิ่มความจุสูงสุด โดยทั่วไประบบขับเคลื่อนจะใช้ก 4 ถึง 7.5 กิโลวัตต์ มอเตอร์ควบคุมความถี่ทำงานที่ 960 ถึง 1440 รอบต่อนาที ควบคู่กับรอกผ่านคลัตช์ฮิสเทรีซิสและกระปุกเกียร์ลดความเร็ว ข้อต่อฮิสเทรีซีสให้การป้องกันโหลดเกินที่สำคัญโดยการลื่นไถลเมื่อความตึงของสายเคเบิลเกินค่าที่ตั้งไว้ ป้องกันมอเตอร์เสียหายและความเครียดเกินของสายเคเบิล

ประกอบแหวนสลิป

ชุดแหวนสลิปช่วยให้สามารถถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่องในขณะที่รอกหมุนระหว่างการยืดหรือหดสายเคเบิล โดยทั่วไประบบแรงดันต่ำจะมีความจุของแหวนสลิปที่ 1,000A ด้วย วงแหวนกำลัง 3 วง วงแหวนกราวด์ 1 วง และวงแหวนควบคุม 4 วง . การกำหนดค่าไฟฟ้าแรงสูง เช่น ที่จับระบบ JL-HVSR-650A 650A ที่ 10kV ด้วย a rated capacity of 7.2 เมกะวัตต์เอ . กล่องสลิปริงมีการตรวจสอบอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเพื่อตรวจจับสภาวะความร้อนที่ผิดปกติซึ่งอาจบ่งบอกถึงการเสื่อมสภาพของหน้าสัมผัสหรือสภาวะโอเวอร์โหลด ระบบแหวนสลิปทั้งหมดจะต้องได้รับการรับรองจากสมาคมการจำแนกประเภทและผ่านการตรวจสอบจากบุคคลที่สามเพื่อความปลอดภัยในสภาพแวดล้อมทางทะเล

การควบคุมและการตรวจสอบอัจฉริยะ

ระบบกว้านสายไฟชายฝั่งสมัยใหม่รวมตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้เข้ากับความสามารถในการตรวจสอบข้อผิดพลาดที่ครอบคลุม ระบบจะติดตามอุณหภูมิของแหวนสลิป โหลดมอเตอร์ ตำแหน่งใบมีดพวง ค่าแรงบิด สถานะอินเวอร์เตอร์ และความผิดปกติของความตึงของสายเคเบิลอย่างต่อเนื่อง เครื่องนับพัลส์จะตรวจสอบการหมุนของม้วนเพื่อคำนวณความยาวสายเคเบิลที่ใช้งาน โดยมีการแจ้งเตือนที่กำหนดค่าได้เมื่อใช้งานเต็มที่ สองรอบสุดท้าย และตำแหน่งเลี้ยวสุดท้ายเพื่อป้องกันการเคลื่อนที่เกิน ตัวเลือกการควบคุมระยะไกลมีทั้งอินเทอร์เฟซแบบมีสายและไร้สาย ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถจัดการการทำงานของสายเคเบิลจากสะพานเรือหรือสถานีควบคุมริมท่าเรือ ขณะเดียวกันก็รักษาการสังเกตจุดเชื่อมต่อด้วยสายตา

การกำหนดค่าระบบไฟฟ้าแรงต่ำและไฟฟ้าแรงสูง

ระบบกว้านสายไฟฝั่งได้รับการจำแนกตามแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน โดยมีข้อกำหนดการออกแบบที่แตกต่างกันสำหรับการใช้งานแรงดันไฟฟ้าต่ำและไฟฟ้าแรงสูง ระดับแรงดันไฟฟ้าจะกำหนดโครงสร้างสายเคเบิล ข้อมูลจำเพาะของแหวนสลิป ระยะห่างด้านความปลอดภัย และข้อกำหนดการปฏิบัติตามกฎระเบียบ

ข้อมูลจำเพาะของสายเคเบิลและพิกัดความทึบ

สายไฟฝั่งที่จัดการโดยระบบกว้านไฟฟ้าจะต้องทนทานต่อการงอ การเสียดสี การสัมผัสน้ำเค็ม และความเครียดทางกลอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่ยังคงรักษาความสมบูรณ์ทางไฟฟ้าไว้ได้ การเลือกสายเคเบิลขึ้นอยู่กับข้อกำหนดกำลังไฟของเรือ ระดับแรงดันไฟฟ้า และสภาพแวดล้อมที่ท่าเทียบเรือ

การก่อสร้างสายเคเบิลและวัสดุ

สายไฟฝั่งมีตัวนำทองแดงที่ยืดหยุ่นพร้อมฉนวนยางโพลีเอทิลีนหรือเอทิลีนโพรพิลีนแบบเชื่อมขวางที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับการบริการทางทะเล เสื้อแจ็คเก็ตตัวนอกใช้วัสดุ เช่น ประเภท S, ST, SE หรือโพลียูรีเทนที่ทนทานต่อน้ำมัน การเสียดสี และการเสื่อมสภาพของรังสียูวี สายเคเบิลไฟฟ้าแรงสูงมีชั้นป้องกันเพิ่มเติมและองค์ประกอบไฟเบอร์ออปติกสำหรับการสื่อสารและการตรวจสอบ ข้อกำหนดรัศมีการโค้งงอขั้นต่ำกำหนดการออกแบบชั้นวางสายเคเบิลและลูกกลิ้งนำ โดยมีชุดลูกกลิ้งหลายชุดทำให้มั่นใจได้ว่าสายเคเบิลจะไม่หักงอหรือเกินขีดจำกัดการโค้งงอระหว่างการใช้งานและการดึงกลับ

ความกว้างขวางและขนาดสายเคเบิล

ขนาดของสายเคเบิลเป็นไปตามตารางความหนาแน่นที่กำหนดไว้โดยอิงตามหน้าตัดของตัวนำและเงื่อนไขการติดตั้ง สำหรับเรือเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจ รูปแบบทั่วไปได้แก่ 30 แอมป์ การใช้บริการ 10 AWG ตัวนำ, 50 แอมป์ การใช้บริการ 6 AWG ตัวนำ, and 100 แอมป์ การใช้บริการ 2 AWG ตัวนำ เรือพาณิชย์และเรือสำราญต้องการตัวนำที่ใหญ่กว่ามากด้วย 150 แอมป์ และการบริการที่มากขึ้น 1/0 AWG หรือ 50 มม.² และสายที่ใหญ่กว่า ระบบกว้านเคเบิลจะต้องรองรับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสายเคเบิลหนักเหล่านี้ ซึ่งมีตั้งแต่ 12 มม. สำหรับสาย 30 แอมป์ จบลง 70 มม. สำหรับ 150 แอมป์และการกำหนดค่าที่ใหญ่กว่า .

คุณสมบัติการควบคุมแรงดึงและความปลอดภัยคงที่

ลักษณะการทำงานที่กำหนดของเครื่องกว้านสายไฟชายฝั่งคือระบบควบคุมแรงตึงคงที่ ซึ่งจะชดเชยการเคลื่อนที่ของถังโดยอัตโนมัติ ในขณะเดียวกันก็ป้องกันความเสียหายของสายเคเบิลจากความเครียดที่มากเกินไปหรือสภาวะการหย่อนที่เป็นอันตราย

การตรวจสอบและการปรับความตึงเครียด

เครื่องส่งสัญญาณแรงดึงที่ติดตั้งที่ชั้นวางสายเคเบิลหรือจุดเชื่อมต่อจะวัดแรงที่ใช้กับสายเคเบิลและส่งสัญญาณอะนาล็อกไปยังตัวควบคุมลอจิกแบบตั้งโปรแกรมได้ ตัวควบคุมจะเปรียบเทียบความตึงตามจริงกับจุดตั้งค่าที่กำหนดค่าได้ และสั่งให้ตัวแปลงความถี่ปรับความเร็วและทิศทางของมอเตอร์ เมื่อการเคลื่อนที่ของถังเพิ่มความตึงของสายเคเบิลเหนือค่าที่ตั้งไว้ กว้านจะปล่อยสายเคเบิลเพื่อคืนความตึงที่เหมาะสม เมื่อความตึงลดลงต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้ กว้านจะดึงสายเคเบิลกลับเพื่อขจัดการหย่อนคล้อย การควบคุมแบบวงปิดนี้ทำงานอย่างต่อเนื่องโดยที่ผู้ปฏิบัติงานไม่ต้องดำเนินการใดๆ ช่วยรักษาสภาพสายเคเบิลที่เหมาะสมที่สุดโดยไม่คำนึงถึงปัจจัยภายนอก

ฟังก์ชั่นฉุกเฉินและการป้องกัน

ระบบประกอบด้วยชั้นความปลอดภัยหลายชั้นเพื่อปกป้องบุคลากร อุปกรณ์ และเรือ ฟังก์ชันหยุดฉุกเฉินจะหยุดการทำงานของกว้านทั้งหมดทันทีเมื่อเปิดใช้งานจากสถานีควบคุมใดๆ การป้องกันการโอเวอร์โหลดผ่านข้อต่อฮิสเทรีซิสช่วยป้องกันมอเตอร์ไหม้เมื่อความตึงของสายเคเบิลพุ่งสูงขึ้นอย่างไม่คาดคิด สัญญาณเตือนความผิดปกติของความตึงของสายเคเบิลจะแจ้งให้ผู้ปฏิบัติงานทราบถึงสภาวะที่เกินพารามิเตอร์การทำงานที่ปลอดภัย กล่องจ่ายไฟชายฝั่งประกอบด้วยสวิตช์เคสแบบสามเฟสที่มีการป้องกันการโอเวอร์โหลดและการลัดวงจร การประสานลำดับเฟสเพื่อป้องกันการเชื่อมต่อที่ไม่ถูกต้อง และการสับเปลี่ยนอัตโนมัติเพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดของเฟสโดยไม่ต้องเดินสายใหม่ด้วยตนเอง ระดับการป้องกันของ IP56 รับประกันการทำงานอย่างต่อเนื่องในสภาพแวดล้อมทางทะเลที่มีความชื้น ละอองเกลือ และการสัมผัสฝุ่น

ชั้นวางสายเคเบิลและฮาร์ดแวร์การปรับใช้

ชั้นวางสายเคเบิลจะถ่ายโอนสายไฟจากรอกกว้านไปยังจุดเชื่อมต่อของถัง โดยให้การสนับสนุนด้านโครงสร้างและการนำทางที่ป้องกันการเสียดสีและรักษารัศมีการโค้งงอที่เหมาะสมตลอดเส้นทางสายเคเบิล

การออกแบบและการทำงานของแร็ค

ชั้นวางสายเคเบิลถูกสร้างขึ้นจากเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำพร้อมระบบสีป้องกันการกัดกร่อนในทะเล ขั้นต่ำ 80 ไมโครเมตร ความหนาของฟิล์มแห้ง โครงสร้างนี้มีลูกกลิ้งนำหลายตัวอยู่ในตำแหน่งเพื่อรักษารัศมีการโค้งงอของสายเคเบิลให้อยู่ในข้อกำหนดของผู้ผลิต ช่วยป้องกันความเสียหายของตัวนำจากการโค้งงอเฉียบพลัน กลไกเหลื่อมแบบไฮดรอลิกหรือแบบมือหมุนจะลดชั้นวางลงไปที่ด้านข้างของเรือในระหว่างการจอดเรือและร่นกลับระหว่างการขนส่ง เมื่อใช้งาน ชั้นวางจะวางตำแหน่งจุดเชื่อมต่อสายเคเบิลไว้ที่ความสูงที่สามารถเข้าถึงได้เพื่อให้ลูกเรือสามารถเชื่อมต่อระบบจ่ายไฟชายฝั่งได้อย่างสมบูรณ์ เมื่อหดกลับ ส่วนประกอบจะยังคงอยู่ในเปลือกตัวเรือเพื่อป้องกันความเสียหายระหว่างการเดินเรือ

อินเตอร์เฟซการเชื่อมต่อ

จุดเชื่อมต่อไฟฟ้าชายฝั่งที่ฝั่งเรือมีกล่องไฟฟ้าชายฝั่งที่สร้างขึ้นจาก สแตนเลส 316L ที่มีความหนาขั้นต่ำ 3 มม , เคลือบพื้นผิวป้องกันการกัดกร่อนเพิ่มเติม กล่องประกอบด้วยบัสบาร์ทองแดงสามเฟสและบัสบาร์กราวด์ที่มีขนาดสำหรับกระแสไฟที่กำหนดโดยมีอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นภายในขีดจำกัดที่ยอมรับได้ ฝาครอบกระจกเครื่องจักรป้องกันการสัมผัสกับตัวนำไฟฟ้าโดยไม่ตั้งใจ ขณะเดียวกันก็ช่วยให้ตรวจสอบได้ด้วยสายตา สัญลักษณ์เตือนอันตรายที่ชัดเจนระบุถึงแรงดันไฟฟ้าสูงต่อบุคลากร อินเทอร์เฟซต้องเป็นไปตามมาตรฐานสากลด้านพลังงานชายฝั่ง รวมถึง IEC/ISO/IEEE 80005 เพื่อให้มั่นใจว่าเข้ากันได้กับโครงสร้างพื้นฐานของพอร์ตทั่วโลก

ข้อกำหนดการติดตั้งและการปฏิบัติตามการจำแนกประเภท

ระบบกว้านสายไฟไฟฟ้าสำหรับจ่ายไฟบนฝั่งต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบที่เข้มงวด เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่ปลอดภัยในสภาพแวดล้อมทางทะเล และเข้ากันได้กับมาตรฐานโครงสร้างพื้นฐานของท่าเรือระหว่างประเทศ

การรับรองสมาคมการจำแนกประเภท

ส่วนประกอบหลักทั้งหมด รวมถึงม้วนสายเคเบิล ชุดประกอบสลิปริง มอเตอร์ และระบบควบคุมต้องมีใบรับรองจากสมาคมการจำแนกประเภทที่ได้รับการยอมรับ เช่น CCS, ABS, LR, BV, GL, NK, DNV, KR หรือ RINA ระบบแหวนสลิปต้องมีรายงานการตรวจสอบจากบุคคลที่สามจากห้องปฏิบัติการที่ได้รับการรับรอง เช่น CNAS การรับรองเหล่านี้จะตรวจสอบว่าอุปกรณ์เป็นไปตามมาตรฐานประสิทธิภาพด้านโครงสร้าง ไฟฟ้า และสิ่งแวดล้อมสำหรับการให้บริการทางทะเล ผู้ผลิตจะต้องจัดเตรียมใบรับรองผลิตภัณฑ์สำหรับสมาคมการจำแนกประเภทแต่ละแห่งเพื่อสนับสนุนการจดทะเบียนเรือและการตรวจสอบการควบคุมสถานะของท่าเรือ

ข้อมูลจำเพาะด้านสิ่งแวดล้อมและการปฏิบัติงาน

ระบบที่สมบูรณ์จะต้องแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการดำเนินงานในระยะยาวอย่างต่อเนื่องในสภาพแวดล้อมทางทะเล พื้นผิวภายนอกได้รับระบบสีป้องกันการกัดกร่อนในทะเลซึ่งออกแบบมาเพื่อทนต่อการพ่นเกลือ ความชื้น และการหมุนเวียนของอุณหภูมิ ตู้ไฟฟ้าบำรุงรักษา การป้องกัน IP56 ป้องกันน้ำเข้าและการสะสมของฝุ่น ระบบทำงานบนแหล่งจ่ายไฟของเรือของ กระแสสลับ 400V 50Hz หรือ กระแสสลับ 450V 60Hz ด้วยระบบเบรกมอเตอร์ทำให้มั่นใจได้ว่ารอกม้วนจะอยู่กับที่เมื่อไม่ได้ใช้งานหรือหดสายเคเบิล ระบบควบคุมรองรับมาตรฐานพลังงานทั้ง 50 Hz และ 60 Hz เพื่อให้มั่นใจถึงความเข้ากันได้ในการปฏิบัติงานทั่วโลก

กรอบการเลือกข้อมูลจำเพาะ

1. กำหนดข้อกำหนดด้านกำลังไฟฟ้าของเรือและเลือกระดับแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสม: แรงดันไฟฟ้าต่ำสำหรับเรือที่มีขนาดต่ำกว่า 5 MW, ไฟฟ้าแรงสูงสำหรับเรือขนาดใหญ่
2. คำนวณความยาวสายเคเบิลที่ต้องการโดยพิจารณาจากความลึกของท่าเทียบเรือ ช่วงน้ำขึ้นน้ำลง และกระดานอิสระของเรือ
3. ขนาดตัวนำสายเคเบิลตามข้อกำหนดด้านความทึบพร้อมการลดพิกัดที่เหมาะสมสำหรับการติดตั้งทางทะเล
4. เลือกความจุของแหวนสลิปตามกระแสไฟฟ้าที่กำหนดและจำนวนกำลัง กราวด์ และวงจรควบคุม
5. ระบุการกำหนดค่ากำลังมอเตอร์และไดรฟ์ตามน้ำหนักของสายเคเบิล ความเร็วในการใช้งาน และข้อกำหนดด้านความตึง
6. ออกแบบรูปทรงของชั้นวางสายเคเบิลเพื่อรักษารัศมีโค้งงอต่ำสุดที่ผู้ผลิตกำหนด
7. กำหนดค่าจุดกำหนดความตึงและเกณฑ์การแจ้งเตือนตามความแข็งแรงในการแตกหักของสายเคเบิลพร้อมปัจจัยด้านความปลอดภัยที่เหมาะสม

ระบบกว้านสายไฟไฟฟ้าสำหรับการจ่ายไฟริมฝั่งเป็นส่วนเชื่อมต่อที่สำคัญระหว่างโครงสร้างพื้นฐานของท่าเรือและระบบไฟฟ้าของเรือ ข้อมูลจำเพาะ การติดตั้ง และการบำรุงรักษาที่เหมาะสมของระบบเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการรีดผ้าด้วยความเย็นที่เชื่อถือได้ ซึ่งช่วยลดการปล่อยมลพิษ ลดต้นทุนการดำเนินงาน และสนับสนุนวัตถุประสงค์การปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมสำหรับการดำเนินงานทางทะเลทั่วโลก