新能源船舶（电动船）岸电系统介绍及维护保养知识_京穗船舶

新能源船舶（电动船）岸电系统介绍及维护保养知识
随着全球能源结构转型与 “双碳” 目标推进，新能源船舶（尤其是电动船）成为水运行业绿色发展的重要方向。而岸电系统作为电动船停靠港口时的核心供电保障，直接关系到船舶的运营效率、安全性能与环保水平。京穗船舶小编将从岸电系统的核心概念、组成架构 、工作原理展开介绍，并详细梳理其维护保养要点，为相关从业者提供参考。

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一、新能源船舶岸电系统介绍
（一）系统定义与核心作用
新能源船舶岸电系统，简称 “岸电系统”，是指在电动船停靠港口、码头期间，通过岸上供电设备向船舶提供电能，替代船舶自身动力系统发电的一套专用供电装置。其核心作用主要体现在三个方面：
降低碳排放：替代船舶柴油发电机等传统动力源，减少停靠期间的废气（如二氧化碳、氮氧化物、颗粒物）排放，契合港口绿色环保要求；
节约运营成本：岸电电价通常低于船舶自发电成本，长期使用可显著降低船舶运营能耗开支；
减少设备损耗：避免船舶动力系统在停靠时频繁启停，延长发动机、发电机等核心设备的使用寿命，降低船舶维修频率。
（二）系统组成架构
岸电系统主要由岸上供电模块、船岸连接模块、船上受电模块及控制与保护模块四部分组成，各模块协同工作实现电能的安全传输与高效利用：
岸上供电模块：核心为岸电电源装置，包括变压器、整流 / 逆变设备、滤波装置等。根据电动船需求，可提供直流（DC）或交流（AC）电源，其中直流岸电系统因适配性强（可直接为船舶动力电池充电）、能量损耗低，成为当前主流发展方向。此外，部分港口还会整合 光伏、储能系统，实现 “绿电” 供应，进一步提升环保属性。
船岸连接模块：负责岸上电源与船舶的物理连接，主要包括岸电电缆、电缆卷盘（或电缆桥架）、快速接头等。电缆需具备耐海水腐蚀、抗老化、高绝缘性等特性，接头则需满足防水、防触电、快速插拔的要求，常见的标准接头如 IEC 62613（直流岸电）、IEC 60309（ 交流岸电）。
船上受电模块：安装在船舶上，用于接收岸上电能并分配至船舶负载，主要包括船用岸电箱、配电柜、动力电池管理系统（BMS）等。船用岸电箱需具备过压、过流、漏电保护功能，BMS 则会实时监测电池状态，确保充电过程安全稳定，避免过充、过放。
控制与保护模块：贯穿岸电系统全流程，负责系统启停控制、电能参数监测（电压、电流、频率、功率因数）、故障诊断与保护。核心设备包括 PLC 控制系统、人机交互界面（HMI）、继电器、断路器等，可实现 “一键启停”“自动调压”“故障自动断电” 等功能， 保障系统在异常工况下（如短路、过载、电压波动）的安全。
（三）系统工作原理
岸电系统的工作流程可分为 “供电准备 - 连接 - 电能传输 - 断开” 四个阶段，具体如下：
供电准备阶段：电动船停靠码头后，船员通过船上 HMI 向岸电系统发送供电请求，岸上控制系统接收请求后，对电源参数（电压等级、电流容量、频率）进行自检，确认与船舶需求匹配（如船舶动力电池需 DC 600V 供电，岸上电源需调整至对应电压）；
船岸连接阶段：工作人员通过电缆卷盘将岸电电缆与船舶受电接头连接，连接完成后，系统自动检测接头密封性、绝缘性，确认无安全隐患后，反馈 “连接正常” 信号；
电能传输阶段：岸上电源装置启动，将电网电能（或储能 / 光伏电能）转换为船舶所需的电能形式（直流或交流），经电缆传输至船上受电模块；船上配电柜将电能分配至动力电池（充电）或船舶辅助负载（如照明、空调、通讯设备），BMS 实时监测电池充电状态，动 态调整充电电流与电压；
断开阶段：船舶完成充电或准备离港时，船员通过 HMI 发送 “断开请求”，系统先切断岸上电源输出，待电缆无电流后，工作人员断开船岸接头，收回电缆，完成整个供电流程。
（四）系统分类与适用场景
根据供电方式与应用场景，岸电系统可分为以下两类：
直流岸电系统：输出电压通常为 DC 400V-1500V，直接适配电动船动力电池，无需船舶额外进行电能转换，能量损耗低（通常比交流系统低 5%-10%），适用于纯电动集装箱船、客船、工程船等需要大容量充电的船舶，尤其适合停靠时间较长（如 4-8 小时）的场景；
交流岸电系统：输出电压多为 AC 380V/400V（低压）或 AC 6kV/10kV（高压），需船舶通过整流装置转换为直流后为电池充电，适用于混合动力船舶或停靠时间较短（如 1-2 小时）的船舶，如短途客渡船、港作船等。

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二、新能源船舶岸电系统维护保养知识
岸电系统的稳定运行依赖于常态化的维护保养，若忽视维护，可能导致系统故障（如供电中断、设备烧毁），甚至引发安全事故（如触电、火灾）。以下从日常检查、定期维护、故障处理三个维度，梳理维护保养的核心要点：
（一）日常检查（每日 / 每次使用前）
日常检查以 “快速排查安全隐患” 为目标，重点关注系统外观、连接状态与基础功能，检查内容如下：
岸上供电模块检查：
查看岸电电源装置（变压器、整流柜）外壳是否完好，有无变形、锈蚀、漏油痕迹；
检查人机交互界面（HMI）显示是否正常，有无报错代码（如 “过压故障”“过流故障”），电压、电流、温度等参数是否在正常范围（如变压器温度不超过 85℃）；
确认冷却系统（风扇、散热片）是否正常工作，无堵塞、异响。
船岸连接模块检查：
检查岸电电缆是否有破损、开裂、老化现象，电缆外皮无裸露铜丝；
查看电缆卷盘转动是否顺畅，无卡滞、异响，卷盘制动装置是否有效；
检查船岸接头是否清洁，有无海水、油污残留，接头密封圈是否完好（无变形、脱落），插拔是否顺畅。
船上受电模块检查：
打开船用岸电箱，查看内部接线有无松动、烧焦痕迹，断路器、继电器状态是否正常（无跳闸、粘连）；
检查动力电池管理系统（BMS）显示是否正常，电池 SOC（剩余电量）、温度是否在安全范围（如电池温度不超过 45℃）；
测试岸电箱内的漏电保护装置，按下 “试验按钮”，确认断路器能正常跳闸，保护功能有效。
控制与保护模块检查：
检查 PLC 控制柜指示灯是否正常（如 “电源灯” 亮、“故障灯” 灭）；
测试系统启停功能，通过 HMI 发送 “启动”“停止” 指令，确认岸电电源能正常响应，无延迟、卡顿。
（二）定期维护（月度 / 季度 / 年度）
定期维护需深入系统内部，对设备性能、部件损耗进行全面检测与修复，不同周期的维护重点不同：
月度维护（每月 1 次）：
清洁保养：用干燥压缩空气吹扫岸电电源装置、PLC 控制柜内部灰尘，用抹布擦拭电缆接头、HMI 屏幕（避免使用腐蚀性清洁剂）；
紧固检查：使用扭矩扳手紧固岸上供电模块、船上岸电箱内的接线端子（如螺栓扭矩符合设备说明书要求，通常为 15-25N・m），防止接线松动导致接触不良；
绝缘检测：使用绝缘电阻表（摇表）检测岸电电缆、岸电箱的绝缘电阻，要求绝缘电阻值不低于 1MΩ（500V DC 档位），若低于标准，需排查是否存在受潮、破损情况。
季度维护（每 3 个月 1 次）：
性能校准：校准岸电系统的电压、电流传感器，确保参数测量精度（误差不超过 ±2%）；校准 BMS 的充电电流、电压阈值，避免因参数漂移导致电池过充、过放；
润滑保养：对电缆卷盘的轴承、齿轮等运动部件涂抹专用润滑脂（如锂基润滑脂），减少机械磨损；
冷却系统维护：清洗岸电电源装置的散热片、冷却风扇滤网，若为水冷系统，需检查冷却液液位，补充或更换冷却液（按设备说明书要求，通常每 1-2 年更换一次）。
年度维护（每年 1 次）：
部件检测与更换：检查岸电电缆的导通性与耐压性（通过耐压试验，施加 1.5 倍额定电压，持续 1 分钟无击穿），若电缆老化严重（如外皮龟裂、绝缘电阻下降），需及时更换；检查船岸接头的触点磨损情况，触点磨损超过 1mm 时更换接头；
系统全性能测试：模拟船舶实际使用场景，进行 “满载供电测试”（接入额定负载，运行 2 小时），监测系统电压波动、温升情况，确认无异常；测试故障保护功能（如人为模拟短路、过载），确认系统能快速断电（响应时间不超过 0.1 秒）；
储能设备维护（若有）：对配套的储能电池进行容量测试，若电池容量衰减超过 20%，需更换电池组；检查储能系统的充放电控制器，确保功能正常。
（三）故障处理（常见故障与解决方法）
岸电系统在运行中可能出现各类故障，需遵循 “先断电、再排查、后修复” 的原则，避免带电操作。以下为常见故障及处理流程：
故障 1：岸电系统无法启动，HMI 显示 “连接故障”
排查步骤：①检查船岸接头是否完全插合，有无错位、松动；②检查接头密封圈是否破损，导致进水短路；③用万用表检测接头引脚导通性，确认无引脚断裂；
解决方法：①重新插拔接头，确保插合到位；②更换破损的密封圈；③更换导通不良的接头。
故障 2：供电过程中突然断电，HMI 显示 “过流故障”
排查步骤：①检查船舶负载是否超过岸电系统额定容量（如船舶同时启动多个大功率设备）；②检查岸上电源装置的电流传感器是否故障；③检查电缆是否存在短路（如电缆外皮破损导致火线与零线接触）；
解决方法：①减少船舶负载，关闭非必要设备；②校准或更换电流传感器；③修复短路电缆（包扎破损处）或更换电缆。
故障 3：动力电池无法充电，BMS 显示 “电压不匹配”
排查步骤：①检查岸上电源输出电压是否与船舶电池额定电压一致（如电池需 DC 600V，岸电输出是否为 600V）；②检查岸上电源的整流 / 逆变模块是否故障，导致电压输出异常；③检查 BMS 参数设置是否错误（如充电电压阈值设置过低）；
解决方法：①调整岸上电源输出电压至匹配值；②维修或更换整流 / 逆变模块；③重新校准 BMS 参数，恢复至默认设置。
故障 4：系统运行中温度过高，HMI 显示 “过热故障”
排查步骤：①检查冷却系统（风扇、散热片）是否堵塞，有无异物遮挡；②检查岸上电源装置的功率模块是否故障（如 IGBT 模块损坏），导致发热加剧；③检查系统负载是否过载，长期超负载运行导致温升过高；
解决方法：①清理冷却系统堵塞物，确保散热通畅；②更换损坏的功率模块；③降低负载至额定范围，待系统降温后重新启动。
（四）维护保养注意事项
安全防护：维护人员需佩戴绝缘手套、绝缘鞋，使用绝缘工具（如绝缘扳手、万用表）；在潮湿环境（如雨天、海水飞溅区域）作业时，需额外做好防水措施，避免触电；
文档记录：建立 “维护保养台账”，记录每次检查、维护的时间、内容、故障情况及处理结果，便于追溯系统运行历史，提前预判设备损耗；
备件管理：储备常用备件（如岸电电缆、船岸接头、密封圈、继电器），确保故障发生时能快速更换，减少系统停机时间；
人员培训：维护人员需经专业培训，熟悉岸电系统的结构、原理及安全操作规程，避免因操作不当导致设备损坏或安全事故。

三、总结
新能源船舶岸电系统是电动船实现 “零碳停靠” 的关键设施，其性能与可靠性直接影响船舶运营效率与港口环保水平。通过全面了解系统的组成与工作原理，落实常态化的日常检查、定期维护，以及科学的故障处理，可有效延长岸电系统使用寿命（通常可达 10-15 年 ），降低运营风险。未来，随着岸电技术的不断升级（如高压直流岸电、智能无人值守系统），维护保养也需同步迭代，结合数字化工具（如远程监测、AI 故障诊断）提升维护效率，为新能源船舶的规模化应用提供坚实保障。