KR20190142713A - Ship applied with low-voltage distribution - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 저압 배전이 적용된 선박에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 필수부하(Essential, Important Load)와 서비스부하(Service Load)로 나뉘어지는 선박 전력 부하의 특성에 따라 상이한 전력 계통으로 분리하여 (예컨대, 440V와 같은) 저압 배전이 가능하고, 또한, 필수부하 계통 및/또는 서비스부하 계통 내에서 부하 소요전력에 최적화된 교류 및/또는 직류 배전을 통해 부하에 전력을 공급할 수 있는 전력 계통이 적용된 선박에 관련된다.The present invention relates to a vessel to which low-voltage distribution is applied, and more specifically, it is divided into different power systems according to the characteristics of the ship power load divided into essential load (Essential, Important Load) and service load (for example, For vessels with low voltage distribution (such as 440 V) and with a power system capable of supplying the load via alternating and / or direct current distribution optimized for load power requirements in the essential load system and / or service load system. Related.
선박 내 전력 부하는 운항과 연관된 필수부하(예, Essential & Important Load - Fuel oil supply pump, Fuel valve cooling pump등)와 운항과 연관되지 않는 서비스부하(예, Service Load - Reefer container load)를 포함할 수 있다. 선박 내 필수부하의 대표적인 예는 쓰러스터 모터(Thruster Motor)이다. 쓰러스터 모터는 대형선박의 이/접안을 위하여 사용되는 (대략 2MW 급인) 대용량 부하로서, 통상의 컨테이너선의 경우 선수부에 2개의 쓰러스터 모터가 설치된다.Onboard power loads may include essential loads associated with the operation (eg Essential & Important Load-Fuel oil supply pump, fuel valve cooling pump, etc.) and service loads not associated with the operation (eg Service Load-Reefer container load). Can be. A representative example of the required load in a ship is a Thruster Motor. The thruster motor is a large-capacity load (approximately 2 MW class) used for the docking / berthing of a large ship. In the case of a normal container ship, two thruster motors are installed in the bow part.
또한, 이러한 선박의 필수부하와 서비스부하는 운전 시 일정한 전력을 소모하는 연속부하와 가변주파수제어(Variable Frequency Drive, VFD) 부하, 냉동 컨테이너 부하와 같이 운전 특성에 따라 전력 소모량이 변화하는 가변부하를 포함할 수 있다. 통상적으로 선박은 교류 계통의 전력 공급 시스템이 적용되어 있으며 연속부하와 가변부하가 혼재되어 단일 전력 계통에 연계되어 있다.In addition, the essential loads and service loads of these vessels are variable loads whose power consumption varies depending on the driving characteristics such as continuous loads that consume constant power during operation, variable frequency drive (VFD) loads, and refrigerated container loads. It may include. Typically, ships are powered by an AC power supply system and are linked to a single power system with a mixture of continuous and variable loads.
통상적으로 대형 선박의 경우 단일 전력계통 용량이 10MW 이상으로 매우 크다. 단일 계통 내 대형 선박의 모든 부하에 전력을 공급하게 되면 전력 공급 케이블 물량이 급증하게 된다. 또한, 선박의 주요 부하는 정격전압이 690V 이하의 저압이므로, 690V 이하의 저압으로 전력이 공급되도록 전력 계통을 설계하게 되면 계통 용량 대비 배전 전압이 낮아 배전반에 매우 높은 전류가 흐르게 된다. 따라서, 계통 내 높은 전류로 인하여 계통 사고를 보호하기 위하여 고가 차단 설비가 필요하게 된다. 정격정류가 4000~5000A 이상인 경우 상용 차단 설비가 있지 않으므로 단일 전력 계통은 용량의 한계로 인해 저압 기반의 전력 공급에 있어 한계가 발생하게 된다. Typically, for large vessels, the single power system capacity is very large, more than 10 MW. Powering all the loads of a large vessel in a single system will lead to a surge in power supply cables. In addition, since the main load of the vessel is a low voltage of 690V or less, when the power system is designed to supply power at a low pressure of 690V or less, a very high current flows in the switchboard due to the low distribution voltage relative to the system capacity. Therefore, expensive blocking equipment is needed to protect the system accident due to the high current in the system. If the rated rectification is more than 4000 ~ 5000A, there is no commercial shutdown facility, so the single power system has a limitation in the low voltage-based power supply due to the capacity limitation.
따라서, 특정 규모 이상의 전력계통이 적용되는 선박의 경우 저압 계통의 고전류로 인한 케이블 물량, 계통 용량 한계를 해소하기 위하여 부득이 고압으로 전력을 생성하여 이를 저압으로 변압하여 부하에 전력을 공급하는 전력 공급 시스템을 가진다.Therefore, in the case of a ship to which a power system of a certain size or more is applied, a power supply system that generates power at a high pressure and converts it to a low pressure to supply power to a load in order to solve the cable capacity and system capacity limitation due to the high current of a low voltage system. Has
도 1은, 종래의 일 실시예에 따른, 연속부하, 가변부하가 혼재되어 단일 계통으로 구성된 선박용 전력 공급 시스템의 시스템 구조도를 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a system structure of a power supply system for a ship configured as a single system by mixing a continuous load and a variable load according to a conventional embodiment.
도 1을 참조하면, 단일 전력 계통 내에 연속부하, 가변부하가 혼재되어 있는 선박용 전력 공급 시스템은 고압 발전부(10); 고압 배전반(20); 고압 배전반(20)의 전압을 감압하는 하나 이상의 변압기(30); 저압 배전반(40); 연속부하, 가변부하가 혼재되어 있는 부하부(50); 및 비상 배전반(60)을 포함한다. Referring to FIG. 1, a ship power supply system in which a continuous load and a variable load are mixed in a single power system includes a high pressure
도 1과 같이, 단일 계통 선박용 전력 공급 시스템을 대형 선박에 적용 시 계통 규모가 일정 크기 이상일 경우, 부하의 정격전압이 저압일지라도 주 배전은 고압 배전을 적용하고 부하가 연계되어 있는 하위 계통으로 분기될 때 고압을 저압으로 변압하는 고압/전압 변압기(40)를 통해 전력을 공급한다. As shown in FIG. 1, when a single grid ship power supply system is applied to a large vessel, when the scale of the grid is larger than a certain size, even if the rated voltage of the load is low, the main distribution is branched to a sub-grid to which the load is applied and the high voltage is applied. When supplying power through the high-voltage /
도 1의 배전반(20)에는 6.6kV 고압이 적용되어 있으면, 부하까지 전력 공급 과정은 다음과 같다. 6.6kV 발전기 -> 6.6kV 고압 주배전반(high voltage main switchboard) -> 6.6kV/440V 변압기 -> 440V 저압 하위배전반(low voltage sub-switchboard). 즉, 도 1의 선박용 전력 공급 시스템은 고압으로 전력을 생성하고, 이를 저압으로 변압하여 부하에 전력을 공급한다.If the 6.6kV high voltage is applied to the
도 2는, 도 1의 선박용 전력 공급 시스템을 갖는 종래의 선박의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a view for explaining the internal structure of a conventional ship having the ship power supply system of FIG.
도 2를 참조하면, 선박(1000)은 엔진 룸(1030)을 포함한다. 엔진 룸(1030) 내부는 발전기 등과 같은 다양한 엔진 설비, 및 엔진 설비에 연결된 기타 설비들을 포함하며, 엔진을 제어하는 ECR(Engine control Room) 및/또는 배전반이 배치되는 공간인 ECR-배전반 실(1005), 그리고 고압/저압 변압기(40)가 배치되는 공간인 변압기 실(transformer room)(1007)을 포함한다. Referring to FIG. 2, the vessel 1000 includes an
전술한 바와 같이, 고압 배전이 일부 적용된 도 1의 전력 계통은 부하에 전력을 공급하기 위하여 대용량의 고압/저압 변압기(40)가 요구된다. 대용량 부하를 갖는 선박에서 고압 배전이 수행되기 때문에, 고압/저압 변압기(40)가 배치되는 변압기 실(1007)의 크기는 상당하다.As described above, the power system of FIG. 1 to which the high voltage distribution is partially applied requires a large capacity high voltage /
예를 들어, 도 1의 경우, 고압/저압 변압기(40)가 6600/440 VAC, 3400kVA, 3ph 사양으로서, 각 변압기의 크기는 가로(2.6m) x 세로(2.65m) x 높이(1.6m) 인 8 개의 고압/저압 변압기(40)가 선박 내에 설치되는 경우, 상당한 공간이 변압기 실로 활용된다. 예를 들어, 가로(13~15m) Х 세로(6~8m) Х 높이(6~8m) (예를 들어, 13.25m Х6.06m Х 6.62m) 크기를 갖는 선내(엔진 룸) 공간 두 곳이 두 개의 변압기 실로 활용된다. 결국, 해당 변압기 실에 대응하는 규모만큼 선내의 활용 가능한 공간이 줄어들게 된다.For example, in the case of Figure 1, the high voltage /
또한, 도 1의 고압 배전 기반 단일 전력 계통은 발전 효율 측면에서도 낮은 성능을 가진다. 교류 계통의 경우 부하율이 70~80%에 달하여야 발전 효율이 최적이게 된다. 따라서, 도 1의 전력 공급 시스템에서는 부하율의 70~80%에 맞추어 발전하는 고정 RPM 발전기를 이용한다. 발전부(10)에 포함된 고정 RPM 발전기의 발전 용량은 연속부하, 가변부하의 최대부하전력을 기반으로 산정된다. 따라서, 가변부하와 같이 운전 특성에 소요 전력이 최대부하전력 대비 낮아 지게 되는 경우가 생기면, 발전기의 부하율이 낮아져 발전효율이 저하되게 된다. In addition, the high-voltage distribution-based single power system of Figure 1 has a low performance in terms of power generation efficiency. In the case of AC systems, the load efficiency should reach 70 ~ 80% for optimum power generation efficiency. Therefore, the power supply system of FIG. 1 uses a fixed RPM generator that generates power at 70-80% of the load rate. The generation capacity of the fixed RPM generator included in the
예를 들어, 컨테이너 선에 도 1의 전력 공급 시스템이 적용되는 경우, 컨테이너 선은 대표적인 가변 부하인 냉동 컨테이너(Reefer Container)를 포함할 수 있다. 대형 컨테이너 선의 경우 대략 대략 1000FEU 냉동 컨테이너를 운송하며, 이러한 냉동 컨테이너의 최대소요전력은 4.5 ~ 5MW 정도이다. 냉동 컨테이너의 전력소모는 외기온도와 선적물의 종류에 따라 변동하게 되며 냉동 컨테이너의 부하율은 평균적으로 계통 내 부하단의 30~40% 내외이다. 이와 같은 냉동 컨테이너의 낮은 평균 부하율은 단일 전력계통에서는 계통 전체 부하율 저하로 이어져 단일 전력 계통 전체의 발전효율이 저하된다. 즉, 도 1의 시스템에서는 전체 부하에서 가변 부하의 비율이 클수록 발전효율의 상당한 저하가 발생한다. For example, when the power supply system of FIG. 1 is applied to a container ship, the container ship may include a refrigerated container which is a typical variable load. Large container ships carry approximately 1000 FEU refrigerated containers, with a maximum power consumption of 4.5 to 5 MW. The power consumption of the refrigeration container varies depending on the outside temperature and the type of shipment. The load rate of the refrigeration container is about 30-40% of the load stage in the system. The low average load ratio of such a refrigerated container leads to a decrease in the overall load ratio of the system in a single power system, thereby lowering the power generation efficiency of the entire single power system. That is, in the system of FIG. 1, the larger the ratio of the variable load to the total load, the lower the power generation efficiency.
또한 최근 냉각시스템(Central Cooling System)을 비롯하여 운항 특성에 맞게 부하단의 전력소모를 최적화하는 가변주파수제어(VFD, Variable Frequency Drive) 기반 부하가 증가하는 추세이다. 이러한 추세 역시 전체 부하율 저하에 영향을 미쳐 발전효율이 저하되는 문제가 있다.In addition, recently, variable frequency drive (VFD) based loads, which optimize power consumption of the load stage, including the central cooling system, are increasing. This trend also has a problem that the power generation efficiency is lowered because it affects the overall load factor.
본 발명의 일 측면에 필수부하(Essential, Important Load)와 서비스부하(Service Load)로 나뉘어지는 선박 전력 부하의 특성에 따라 상이한 전력 계통으로 분리하여 (예컨대, 440V와 같은) 저압 배전이 가능하고, 또한, 필수부하 계통 및/또는 서비스부하 계통 내의 연속부하와 가변부하의 구성에 따라 교류 및/또는 직류 배전을 통해 부하에 전력을 공급할 수 있는 전력 공급 시스템이 적용된 선박이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, low-voltage power distribution (eg, 440 V) is possible by separating into different power systems according to the characteristics of the ship power load divided into essential load (Essential, Important Load) and service load (Service Load), In addition, according to the configuration of the continuous load and the variable load in the essential load system and / or service load system may be provided a vessel to which a power supply system that can supply the power through the AC and / or DC distribution.
본 발명의 일 측면에 따른 필수부하 및 서비스 부하를 갖는 선박은, 필수부하에 연관된 제1 전력 계통; 및 서비스부하에 연관된 제2 전력 계통을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2 전력 계통은 저압 전력을 발전하여 서비스부하에 전력을 공급한다. A ship having a mandatory load and a service load according to an aspect of the present invention includes a first power system associated with the mandatory load; And a second power system associated with the service load. Here, the second power system generates low voltage power to supply power to the service load.
일 실시예에서, 상기 제2 전력 계통은 제2 발전부, 제2 배전반 및 선박의 서비스를 위한 서비스부하를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 서비스부하는 냉동 컨테이너를 포함한다. In one embodiment, the second power system may include a service load for the service of the second power generation unit, the second switchboard and the ship. Here, the service load includes a refrigeration container.
일 실시예에서, 상기 제2 배전반은 저압 배전반으로서, 선미부의 엔진 룸에 배치된다. In one embodiment, the second switchboard is a low pressure switchboard, which is disposed in the stern engine room.
일 실시예에서, 상기 냉동 컨테이너의 적어도 일부는 선수부에 위치한 냉동 패널을 통해 제2 배전반으로부터 전력을 전달받을 수 있다. In one embodiment, at least a portion of the refrigeration container may receive power from the second switchboard through a refrigeration panel located in the bow portion.
일 실시예에서, 상기 제2 전력 계통은 제2 배전반의 저압 전력을 고압 전력으로 변환하여 상기 냉동 패널에 전달하도록 더 구성될 수 있다. In one embodiment, the second power system may be further configured to convert the low voltage power of the second switchboard into a high voltage power to be delivered to the refrigeration panel.
일 실시예에서, 상기 제2 전력 계통은, 제2 배전반의 저압 전력을 고압 전력으로 변환하는 승압 변압기; 및 상기 고압 전력을 저압 전력으로 변환하여 상기 냉동 패널로 출력하는 감압 변압기를 포함한다. In one embodiment, the second power system, Step-up transformer for converting the low voltage power of the second switchboard to high voltage power; And a decompression transformer for converting the high voltage power into the low pressure power and outputting the low voltage power.
일 실시예에서, 상기 승압 변압기는 엔진 룸에 배치될 수 있다. In one embodiment, the boost transformer can be arranged in an engine room.
일 실시예에서, 상기 감압 변압기는 거주구 하부 공간(Acoom under space)에 배치될 수 있다. In one embodiment, the decompression transformer may be disposed in an Acoom under space.
일 실시예에서, 상기 제1 전력 계통 및 제2 전력 계통은 고정 RPM 발전기를 포함할 수 있다. In one embodiment, the first power system and the second power system may include a fixed RPM generator.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선박이 갖는 저압 배전 기반 전력 계통은 부하 특성에 따라 필수부하 전력 계통, 그리고 서비스부하 전력 계통으로 분리 구성된다. 필수부하 전력 계통은 선박의 운전에 필수적인 필수 부하(예컨대, 쓰러스터 모터, 엔진 윤활유 펌프모터 등)를 포함하며, 필수부하의 대부분은 연속부하에 해당된다. 서비스부하 전력 계통은 선박의 운전에는 필수적이지 않으나, 선박에 의한 서비스를 제공하는 것과 관련된 부하(예컨대, 냉동 컨테이너와 같은 선적물 보관용 부하 등)를 포함하며, 서비스부하의 대부분은 가변부하에 해당된다. According to an aspect of the present invention, the low-voltage power distribution-based power system having a vessel is divided into an essential load power system, and a service load power system according to the load characteristics. Required loads The power system contains the essential loads necessary for the operation of the ship (eg thruster motors, engine lubricating oil pump motors, etc.), and most of the required loads are continuous loads. Service load The power system is not essential to the operation of the ship, but includes the loads associated with providing service by the ship (eg loads for storing cargo such as refrigerated containers, etc.), and most of the service loads are variable loads. .
이러한 부하 분리로 인해 각 전력 계통의 용량이 기존 단일 계통 대비 줄어 들게 되어 저압 배전으로만 각 전력 계통 내 부하에 대해 전력을 공급할 수 있게 된다. 그 결과, 고압 배전이 필요치 않게 되어 기존 고압 배전반 및 대용량 고압/저압 변압기가 필요치 않게 된다. This load separation reduces the capacity of each power grid compared to a single single grid, so that only low-voltage distribution can supply power to each load in the power grid. As a result, the high voltage distribution is not necessary, and the existing high voltage distribution panel and the large capacity high voltage / low voltage transformer are not required.
이와 같이, 다수의 고압/전압 변압기를 사용하지 않음으로써, CAPEX(Capital expenditures) 측면에서 대략 2.5억/척의 원가 절감 효과를 얻을 수 있다.As such, by not using a plurality of high voltage / voltage transformers, a cost reduction of approximately 250 million / chuck can be achieved in terms of CAPEX (Capital expenditures).
아울러, 기존에 고압/저압 변압기를 위해 제공되었던 공간(즉, 변압기 실)은 다양한 다른 목적으로 활용 가능하다. 일반적으로 해당 고압/저압 변압기는 장비 밀집도가 높은 엔진 룸 내에 위치하고 있어 선내 공간 활용도 개선에 미치는 영향이 크다.In addition, the space previously provided for high / low voltage transformers (ie, transformer rooms) can be used for a variety of other purposes. Generally, the high and low voltage transformers are located in the engine room with high equipment density, which greatly affects onboard space utilization.
그리고, 필수부하용 전력계통과 서비스부하용 전력계통을 분리 구성함으로써 각 계통의 안정성도 높아지게 된다. 기존의 경우 서비스부하단에 계통사고가 발생하게 되면 단일 계통으로 구성되어 있어 필수부하에도 영향을 미치게 된다. 계통을 분리 구성하게 되는 경우 서비스부하 단의 사고 발생 시 해당 계통 사고는 서비스부하용 전력계통 내에서만 확산되므로 필수부하용 전력계통에는 영향을 미치지 않게 된다. 마찬가지로 계통 분리 시 필수부하 단의 사고 시에도 해당 사고가 서비스부하단으로 확산되지 않는다.In addition, by separating the essential load power system and the service load power system to increase the stability of each system. In the conventional case, if a system accident occurs at the service load end, the system is composed of a single system, which affects the required load. If the system is separated, the accident of the service load stage spreads only in the service load power system, and thus does not affect the essential load power system. Likewise, the accident does not spread to the service load stage even in the event of an essential load stage disconnection.
또한, 전력 계통이 분리되었기 때문에, 각 전력 계통은 포함된 부하 유형에 최적화된 발전기를 구성 및 운영할 수 있다.In addition, because the power systems are isolated, each power system can configure and operate a generator optimized for the type of load involved.
예를 들어, 연속부하를 주로 포함하는 전력 계통에는 고정 RPM 발전기를 설치하고, 가변부하를 주로 포함하는 전력 계통에는 가변속 RPM 발전기를 설치하여 전력을 공급한다. For example, a fixed RPM generator is installed in a power system mainly including a continuous load, and a variable speed RPM generator is installed in a power system mainly including a variable load to supply power.
일 실시예에서, 컨테이너 선의 경우, 필수부하 전력 계통 내에 연속부하 전력공급에 최적효율을 나타내는 발전용량을 가지는 발전기를 설치하여 고정 RPM으로 운전하고, 서비스부하 전력 계통 내에 부하율이 변동하는 가변부하 발전효율을 최적화할 수 있는 가변속 RPM 발전기를 설치한다. In one embodiment, in the case of container ships, a variable load power generation efficiency in which a generator having a power generation capacity showing an optimum efficiency for continuous load power supply is installed in a mandatory load power system and operated at a fixed RPM, and the load ratio is changed in the service load power system. Install a variable speed RPM generator to optimize the performance.
컨테이너 내 대표적인 서비스부하인 냉동 컨테이너의 경우, 평균 부하율은 계통 내 전체 부하단의 30~40%이다. 고정 RPM 발전기를 이용하여 서비스부하에 전력을 공급하는 도 1의 전력 계통과 비교하면, 35%의 부하율을 기준으로 1kmh의 전력을 발전하기 위한 소모 연료의 량이 대략 216g에서 대략 190g으로 감소한다. 즉, 본 발명에 따른 컨테이너 선의 경우 대략 13%의 연료 소모를 개선할 수 있다. In the case of refrigerated containers, which are typical service loads in containers, the average load rate is 30-40% of the total load stage in the system. Compared with the power system of FIG. 1, which uses a fixed RPM generator to power service loads, the amount of fuel consumed to generate 1 km / h of power based on a 35% load rate is reduced from approximately 216 g to approximately 190 g. That is, the container ship according to the present invention can improve fuel consumption of approximately 13%.
이로 인해, $640/ton의 MGO(Marin Gas Oil)을 연료로 이용하는 컨테이너 선에 대하여 연료 소모의 개선을 10%로 단순화하여 계산할 경우, OPEX USD 2,4000/년(=USD 9,636/일 × 개선 효율(10%) × 운항 일수(통상 250일))의 연료 비용 절감 효과를 얻을 수 있다. As a result, OPEX USD 2,4000 / year (= USD 9,636 / day × improvement efficiency) is calculated by simplifying 10% improvement in fuel consumption for container ships using $ 640 / ton Marine Gas Oil (MGO) as fuel. (10%) × number of days of operation (typically 250 days) of fuel costs.
또한, 필수부하 전력 계통 내에도 가변속 RPM 발전기를 설치함으로써 상기 가변속 RPM 발전기와 필수부하단에 가변주파수제어(VFD, Variable Frequency Drive) 기반 부하가 연계될 수 있다. 그 결과, 선박의 운항 특성에 따라 가변주파수제어 기반 부하의 부하율이 감소하는 경우, 전력 소모량 저하로 인한 부하율 저하 시 발전효율이 저하되는 문제가 개선된다.In addition, by installing a variable speed RPM generator in the essential load power system, the variable speed RPM generator and the variable frequency control (VFD, Variable Frequency Drive) based load can be linked. As a result, when the load rate of the variable frequency control-based load decreases according to the operating characteristics of the ship, the problem that power generation efficiency decreases when the load rate decreases due to a decrease in power consumption is improved.
나아가, 각각의 전력 계통 내 배전 방식을 저압 직류 배전 및/또는 저압 교류 배전이 가능하도록 구성할 수 있다. 즉, 직류 배전이 어려운 종래의 전력 공급 시스템과 달리 배전 형태를 자유롭게 설정할 수 있어, 발전부와 부하의 특성에 따라 유연한 전력 공급이 가능할 수 있다. Further, the power distribution system in each power system may be configured to enable low voltage DC distribution and / or low voltage AC distribution. That is, unlike the conventional power supply system in which DC distribution is difficult, the distribution type may be freely set, and thus flexible power supply may be possible according to characteristics of the power generation unit and the load.
다른 일 실시예에서, 선박용 전력 공급 시스템은 가변부하를 주로 포함한 전력 계통에도 고정 RPM 발전기를 이용하여 전력을 공급할 수 있다. 상기 고정 RPM 발전기의 이용으로 인해, 발전기 비용이 감소하고, 가변속 발전기 적용 시 필요한 전력 변환기가 요구되지 않는 효과를 얻을 수 있다. In another embodiment, the marine power supply system may supply power to a power system including mainly variable loads using a fixed RPM generator. Due to the use of the fixed RPM generator, the cost of the generator is reduced, it is possible to obtain the effect that the power converter required when applying a variable speed generator is not required.
또 다른 일 실시예에서, 선박용 전력 공급 시스템은 승압 변압기를 이용하여 선미부에 위치한 엔진 룸의 저압 배전반에서 선수부에 위치한 냉동 패널까지의 장거리 전력 공급을 효율적으로 수행할 수 있다. In another embodiment, the marine power supply system can efficiently perform long distance power supply from a low pressure switchgear in an engine room located at the stern to a refrigeration panel located at the fore using a boost transformer.
또 다른 일 실시예에서, 선수부에 위치하며, 입/출항시에만 운전되는 쓰러스터 모터(152)의 전력 공급에 있어서, 냉동 컨테이너에 전력을 공급하기 위하여 선수부의 서비스부하들까지 배전하도록 구성된 서비스부하 전력 계통에서 공급함으로써, 필수부하 전력 계통의 발전 용량을 감소시킬 수 있다. In another embodiment, in the power supply of the thruster motor 152 located in the bow portion and operated only at the entry / departure time, the service load is configured to distribute the service loads of the bow portion to supply power to the refrigeration container. By supplying from the power system, it is possible to reduce the generating capacity of the essential load power system.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
본 발명 또는 종래 기술의 실시예의 기술적 해결책을 보다 명확하게 설명하기 위해, 실시예에 대한 설명에서 필요한 도면이 아래에서 간단히 소개된다. 아래의 도면들은 본 명세서의 실시예를 설명하기 목적일 뿐 한정의 목적이 아니라는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 설명의 명료성을 위해 아래의 도면들에서 과장, 생략 등 다양한 변형이 적용된 일부 요소들이 도시될 수 있다.
도 1은, 종래의 일 실시예에 따른, 연속부하, 가변부하가 혼재되어 단일 계통으로 구성된 선박용 전력 공급 시스템의 시스템 구조도를 도시한 도면이다.
도 2는, 도 1의 고압 배전 기반 단일 전력 계통을 갖는 종래의 선박의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 분리된 전력 계통을 포함하는 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다.
도 4는 전력 계통 내 부하단의 부하율과 상기 부하단에 전력을 발전기의 연료 소모량 간의 관계를 도시한 도면이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 필수부하 전력 계통은 교류 배전, 서비스 부하 전력 계통은 직류 배전으로 구성된 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다.
도 6은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른, 필수부하 전력 계통은 직류 배전, 서비스부하 전력 계통은 교류 배전으로 구성된 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 필수부하 전력 계통 및 서비스부하 전력 계통이 직류 배전으로 구성된 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다.
도 8은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 필수부하 전력 계통 및 서비스부하 전력 계통은 고정 RPM 기반 교류 배전으로 구성된 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 기존의 변압기 실의 공간을 컨테이너 선적 이외의 다른 목적으로 활용하기 위한 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다.
도 10은, 도 9의 승압 변압기 및 감압 변압기가 배치된 컨테이너 선의 측면 구조도이다.
도 11은, 본 발명의 다른 실시예들에 따른, 분리된 전력 계통을 포함하는 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다.
도 12는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 분리된 전력 계통을 포함하는 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS To describe the technical solutions in the embodiments of the present invention or in the prior art more clearly, the drawings required in the description of the embodiments are briefly introduced below. It is to be understood that the drawings below are for the purpose of describing the embodiments herein and are not intended to be limiting. In addition, some elements to which various modifications, such as exaggeration and omission, may be shown in the following drawings for clarity of explanation.
1 is a diagram illustrating a system structure of a power supply system for a ship configured as a single system by mixing a continuous load and a variable load according to a conventional embodiment.
2 is a view for explaining the internal structure of a conventional vessel having a high-voltage power distribution-based single power system of FIG.
3 is a schematic system structural diagram of a marine power supply system including a separate power system according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a relationship between the load ratio of the load stage in the power system and the fuel consumption of the generator to power the load stage.
5 is a schematic system structure diagram of a power supply system for ships consisting of an AC power distribution for the essential load power system, a DC load for the service load power system according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic system structure diagram of a power supply system for ships configured as DC load distribution, service load power system AC distribution, according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic system structure diagram of a marine power supply system in which an essential load power system and a service load power system are configured as direct current distribution according to another embodiment of the present invention.
8 is a schematic system structure diagram of a marine power supply system consisting of a fixed RPM based AC power distribution, the essential load power system and the service load power system according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic system structure diagram of a ship power supply system for utilizing a space of an existing transformer room for other purposes than container shipping, according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a side structural view of a container ship in which the boosting transformer and the pressure reducing transformer of FIG. 9 are arranged.
11 is a schematic system structural diagram of a marine power supply system including a separate power system according to other embodiments of the present invention.
12 is a schematic system structure diagram of a marine power supply system including a separate power system according to another embodiment of the present invention.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 기재된 특징, 영역, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 및/또는 성분을 구체화하는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 영역, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 및/또는 성분의 존재 또는 부가를 제외시키는 것이 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to embody the described features, regions, numbers, steps, actions, components, and / or components, and include one or more other features, regions, numbers, It is not intended to exclude the presence or addition of steps, actions, components, and / or components.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and shall not be construed in ideal or excessively formal sense unless clearly defined herein. .
본 명세서에서 선박은 선박의 운항에 필수적인 필수부하와 운항 외의 기능을 위해 부가적으로 사용되는 서비스부하를 포함하는 선박으로서, 컨테이너 운반선, 연료 운반선, 여객선 등과 같은 다양한 선박을 지칭한다.In the present specification, a vessel is a vessel including essential loads essential for the operation of the vessel and a service load additionally used for functions other than the operation, and refers to various vessels such as container carriers, fuel carriers, passenger ships, and the like.
본 명세서에서, 부하 계통이 필수부하 계통과 서비스부하 계통으로 분리되었다는 것은 필수부하와 서비스부하가 동일 계통에 혼재되지 않고, 상이한 계통에 각각 포함되어 상이한 주배전반에 의해 전력을 공급받도록 구성된 것을 지칭한다. 부하 계통의 분리는 영구적인 것이 아니며, 상이한 부하 계통은 전력 공급 구성요소 사이를 전기적으로 연결 가능한 임의의 구성요소(예컨대, SPDT 스위치, 또는 버스 연결 차단기(Bus-tie breaker) 등)에 의해 연결될 수 있다. In this specification, the division of the load system into the essential load system and the service load system means that the essential load and the service load are not mixed in the same system, but are included in different systems and configured to be powered by different main distribution boards. . Separation of the load grid is not permanent, and different load grids can be connected by any component that can be electrically connected between the power supply components (e.g., an SPDT switch, or a bus-tie breaker, etc.). have.
본 명세서에서, 실시예들은 선박의 전력 시스템에 관한 것이다. 선박의 경우 저압의 범위는 국제 규정에 1500V 이하로 규정되고 있으므로, 특별한 한정이 없으면, 본 명세서에서 용어 "저압"은 1500V 이하에 해당되는 전압을 지칭한다. Embodiments herein relate to the power system of a ship. In the case of ships, the range of low pressure is set to 1500V or less in the international regulations, and unless otherwise specified, the term "low pressure" herein refers to a voltage corresponding to 1500V or less.
본 발명의 실시예들에 따른 선박용 전력 공급 시스템은 주로 필수부하를 포함한 필수부하 전력 계통과, 주로 서비스부하를 포함한 서비스부하 전력 계통으로 전력 계통이 분리되어 구성된다. 계통의 분리로 인해 단일 전력 계통 대비 부하의 용량이 감소하여 저압 배전이 가능하도록 구성된다. Marine power supply system according to the embodiments of the present invention is composed of a power system is divided into a mandatory load power system mainly including an essential load, and a service load power system mainly including a service load. The separation of the systems reduces the load capacity compared to a single power system, enabling low voltage distribution.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 분리된 전력 계통을 포함하는 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다.3 is a schematic system structural diagram of a marine power supply system including a separate power system according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 선박용 전력 공급 시스템(1)은 하나 이상의 전력 계통(100, 200 등)을 포함한다. 전력 계통(100)은 발전부(110), 주배전반을 포함한 배전반(130) 및 필수부하를 포함한 필수부하부(150)를 포함한다. 전력 계통(200)은 발전부(210), 주배전반을 포함한 배전반(230) 및 서비스부하를 포함한 서비스부하부(250)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the marine power supply system 1 includes one or
또한, 상기 선박용 전력 공급 시스템(1)은 전력 계통의 상태를 모니터링하고 전력 공급을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는 전력관리시스템(PMS; Power Management System), 에너지관리시스템(EMS: Energy Management System), 에너지 전력 관리 시스템(EPMS: Energy Power Management System) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In addition, the ship power supply system 1 may further include a controller (not shown) for monitoring the state of the power system and controlling the power supply. The controller may include one or more of a power management system (PMS), an energy management system (EMS), and an energy power management system (EPMS).
이하, 설명의 명료성을 위해 선박용 전력 공급 시스템(1)은 2개의 전력 계통(100, 200)을 포함하는 것으로 서술되나, 이에 제한되는 것으로 해석되진 않는다. 또한, 경우에 따라 2개의 구성요소에 대한 상세한 설명은 1개의 구성요소에 대한 상세한 설명으로 대표하여 서술된다.Hereinafter, for clarity of description, the ship power supply system 1 is described as including two
도 3에 도시된 바와 같이, 선박용 전력 공급 시스템(1)은 필수부하와 서비스부하 별로 전력 계통이 각각 분리된 상태로 구성된다.As shown in FIG. 3, the ship power supply system 1 is configured in a state in which a power system is separated for each of an essential load and a service load.
발전부(110)는 배전반(130)를 통해 필수부하부(150)로 전력을 공급하여 필수부하부(150)의 부하가 전력을 소모하고 구동하게 한다. The
발전부(110)는 교류 전기 신호를 출력하며, 복수의 발전기(예컨대, 도 3의 발전기(111, 112)를 포함한다. 발전기(111, 112)의 속성 및 발전 용량은 부하에 의존한다. 예를 들어, 선박의 운용을 위한 모터 부하가 정출력 부하인 경우, 교류 발전기가 사용될 수 있다. 또한, 발전기의 수용율이 85%이고, 부하 용량이 1MW인 경우, 발전기의 발전 용량은 약 1.2MW일 수 있다. The
발전기(111, 112)는 디젤발전기, 복합연료발전기, 가스연료발전기, 가스터빈 등이 포함할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다. The
또한, 발전부(110)는 상황에 따른 전력 공급 제어를 위해 하나 이상의 스위치, 및/또는 단로기를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 선박용 전력 공급 시스템(1)은 두 개의 발전기(111, 112)를 포함한 경우, 두 개의 스위치(113A, 113B)를 더 포함할 수 있다. In addition, the
배전반(130)에서는 교류로 전력 공급이 실시된다. 일 실시예에서, 배전반(130)은 전력 계통(100)의 주배전반을 포함할 수 있다. 상기 주배전반은 버스 케이블로 구성되며, 이 경우 버스 케이블은 메인 버스로 지칭될 수 있다. In the
또한, 일부 실시예에서, 배전반(130)은 복수의 버스를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 배전반(130)은 발전기(111)에 전기적으로 연결된 메인버스(131), 발전기(112)에 전기적으로 연결된 메인버스(132)와 같이, 복수의 버스 케이블을 포함할 수 있다. 이 경우, 배전반(130)은 복수의 메인버스(131, 132)를 평소에는 전기적으로 연결하나, 비상 및/또는 사고 시 전기적 연결이 차단되는 버스 연결 차단기(bus tie breaker)(133)를 더 포함할 수 있다. Also, in some embodiments,
배전반(130)에는 저압이 적용될 수 있어, 전력 계통(100)은 저압 배전이 가능하다. 예를 들어, 도 3의 메인버스(131) 및 메인버스(132)에 440V의 교류 전압이 적용되어 전력을 부하로 공급할 수 있다.Low voltage can be applied to the
전력 계통(100)의 구성요소는 상호작용하도록 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 선박용 전력 공급 시스템(1)은 발전부(110)로부터 배전반(130)를 통해 필수부하부(150)까지를 전기적으로 연결하는 전력 공급선을 사용하여 필수부하에 전력을 공급할 수 있다. Components of the
전력 계통(100)의 필수부하부(150)는 도 3에 도시된 바와 같이, 선박의 운용을 위해 사용되는 필수 부하(예컨대, 쓰러스터 모터, 윤활유 펌프, 엔진 연료공급 펌프, 냉각펌프 등)를 포함할 수 있다. 필수부하부(150)에 포함된 필수부하의 대부분은 부하율이 변하지 않는 연속부하에 해당된다.As shown in FIG. 3, the
일부 실시예에서, 필수부하부(150)는 가변주파수제어(VFD, Variable Frequency Drive) 기반 부하를 더 포함할 수도 있다. 가변주파수제어 기반 부하는 냉각 시스템((Central Cooling System)과 같이, 운항 특성에 맞게 부하단의 전력소모를 최적화하는 필수부하이다. 예를 들어, VFD 부하는 냉각수의 온도를 제어 가능하도록 구성된 냉각 펌프 등과 같은 온도, 압력 등을 제어하도록 구성된 필수부하를 포함한다. In some embodiments, the
전술한 바와 같이, 배전반(130)은 저압 배전이 실시되도록 구성된다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 적어도 일부 필수부하는 별도의 변압기가 필요 없이 전기적으로 직접 연결되어 전력을 공급받을 수 있다.As described above, the
상기 쓰러스터 모터(152)는 선박의 이/접안에 사용되는 모터이다. 쓰러스터 모터(152)는 다른 연속부하들과 비교하여 대용량의 전력을 소모하는 대형 부하이다. 예를 들어, 도 3의 쓰러스터 모터(152A, 152B)는 2MW 정도의 부하 용량을 가진다. 이로 인해, 440V와 같은 저압이 적용된 저압 배전반(130)에 의한 전력 공급 시, 단면적이 150SQMM인 케이블(270A)을 8~10가닥 포설해야 하며, 선박(1000) 내 전력 공급선의 포설이 용이하지 않을 수 있다. The thruster motor 152 is a motor used for the teeth of the ship. The thruster motor 152 is a large load that consumes a large amount of power compared to other continuous loads. For example, the
일 실시예에서, 필수부하부(150)는 배전반(130)으로부터 쓰러스터 모터(152)를 전기적으로 연결하는 전력 공급선(미도시), 그리고 전력을 보다 효율적으로 쓰러스터 모터(152)에 공급할 수 있는 승압 변압기(153)를 더 포함할 수도 있다.In one embodiment, the required
전력 공급선은 배전반(130)으로부터 쓰러스터 모터(152)까지를 전기적으로 연결하는 구성요소로서, 일 예에서, 전력 공급선은 케이블일 수 있다.The power supply line is a component that electrically connects the
승압 변압기(153)는 배전반(130)에서 공급되는 저압을 승압하는 변압기로서, 상기 승압 변압기(153)의 출력 전압은 쓰러스터 모터(152)의 구동 전압에 대응하도록 구성된다. 상기 승압 변압기(153)는 도 1의 고압/저압 변압기(40)와 상이한 변압기로서, 승압 변압기(153)의 출력 전압은 배전반(130)의 전압 보다 높은 전압을 가지지만, 여전히 1500V 이하의 저압을 출력하도록 구성된다.The boost transformer 153 is a transformer for boosting the low voltage supplied from the
승압 변압기(153)에 의해 전압이 저압에서 고압으로 증가하여 승압 변압기(153)에 의해 해당 전력 공급선 내 전류 크기는 감소한다. 그 결과, 전압 강하가 개선되어 케이블의 단면적 및/또는 가닥의 수가 감소한다. 일 실시예에서, 케이블의 단면적은 50SQMM 일 수도 있고, 다른 일 실시예에서, 케이블의 단면적은 50SQMM 내지 75SQMM일 수도 있다. 또한, 선박용 전력 공급 시스템(1)은 한 가닥의 케이블을 이용하여 쓰러스터 모터(152)에 전력을 공급할 수 있다. The voltage is increased from low voltage to high voltage by the boost transformer 153, and the current magnitude in the corresponding power supply line is reduced by the boost transformer 153. As a result, the voltage drop is improved to reduce the cross-sectional area of the cable and / or the number of strands. In one embodiment, the cross-sectional area of the cable may be 50SQMM, and in another embodiment, the cross-sectional area of the cable may be 50SQMM to 75SQMM. In addition, the ship power supply system 1 may supply power to the thruster motor 152 using one strand of cable.
그 결과, 도 3에서 승압 변압기(153)를 포함하지 않은 경우에는 단면적이 150SQMM인 케이블을 8~10 가닥이 요구되지만, 도 3에 도시된 바와 같이 승압 변압기(153)를 이용하는 경우 50SQMM의 케이블 한 가닥으로도 부하 용량이 2MW 쓰러스터 모터(152)에 전력 공급이 가능하다.As a result, in the case where the boost transformer 153 is not included in FIG. 3, 8 to 10 strands are required for a cable having a cross-sectional area of 150 SQMM. However, when the boost transformer 153 is used as shown in FIG. The strands also provide power to the 2MW thruster motor 152 with a load capacity.
또한, 일부 실시예에서, 필수부하부(150)는 배전반(130)의 전압 보다 낮은 전압(예컨대, 220V)으로 전력을 공급하는 한 개 이상의 하위 배전반(154)(도 3의 154A, 154B)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 필수부하부(150)는 배전반(130)과 하위 배전반(154) 사이에 배치되어 전압을 감압하는 변압기(155)(도 3의 155A, 155B)를 더 포함할 수 있다. 상기 변압기(155)는, 용량이 작은 소형변압기이다. Further, in some embodiments, the
또한, 전력 계통(100)은 블랙 아웃과 같은 비상 상황시 전력을 공급하는 비상 발전기 및, 이 때 동작하는 부하를 포함한 비상 배전반(160)을 더 포함할 수도 있다. 상기 비상 배전반(160)은 쇼어 파워(shore power), 비상용 부하 등을 포함할 수 있다. In addition, the
전력 계통(200)의 구성요소 및 동작은 전력 계통(100)의 구성요소 및 동작과 상당부분 유사하므로, 차이점을 위주로 설명한다. Since components and operations of the
반면, 전력 계통(200)의 서비스부하부(250)는 선박의 운항 이외에 부가적으로 사용되는 서비스 부하를 포함한다. 서비스부하는 선적물을 보관하는데 사용되는 선적물 보관용 부하, 선박의 탑승자의 편의를 위해 사용되는 사용자 편의용 부하 등을 포함한다. 선박이 컨테이너 선인 경우, 서비스부하부(250)는 선박 화물이 저장되고 시간에 따라 저장 온도가 변하는. 냉동 컨테이너를 포함할 수 있다. 서비스부하의 대부분은 부하율이 변동하는 가변부하에 해당된다.On the other hand, the
또한, 가변부하부(250)는 배전반(230) 보다 낮은 전압으로 전력을 공급하는 한 개 이상의 하위 배전반(미도시)을 더 포함할 수도 있다.In addition, the
이와 같이, 선박용 전력 공급 시스템(1) 내에서 필수부하와 서비스부하에 따라 전력 계통(100, 200)은 설계 목적에 따라 다양하게 구성될 수 있다. As such, the
일 실시예에서, 각 전력 계통(100, 200)은 주로 포함된 부하 유형에 최적화된 유형의 발전기를 구성 및 운영하도록 구성된다. In one embodiment, each
예를 들어, 필수부하 전력 계통(100)은 고정 RPM 발전기를 포함하고, 서비스부하 전력 계통(200)은 가변속 RPM 발전기를 포함할 수 있다. 도 3에서 필수부하 전력 계통의 발전기(111, 112)는 고정 RPM 발전기, 서비스부하 전력 계통(200)의 발전기(211, 212)는 가변속 RPM 발전기일 수 있다. For example, the required
연속부하의 경우 정출력 특성으로 인하여 부하변동이 없으므로, 부하율의 변화가 거의 없는 반면, 가변부하는 부하율이 변하는 것이 특징이다. In the case of continuous load, there is no load variation due to the constant output characteristics, so that there is almost no change in the load ratio, while the variable load is characterized by a change in the load ratio.
필수부하 전력 계통(100)의 부하 대부분은 부하율이 변하지 않는 연속부하에 해당하므로, 최적 효율구간에서 동작하도록 고정 RPM 발전기를 운전한다. 반면, 서비스부하 전력 계통(200)의 부하 대부분은 부하율이 변하는 가변부하이므로, 부하율 변동에 맞추어 가변속 운전이 가능한 가변속 RPM 발전기를 운전한다. Since most of the load of the required
이와 같이 가변부하 전력 계통의 가변속 RPM 발전기를 통해 부하 구간별 최적의 발전 효율을 가지는 RPM으로 발전기 회전 속도를 제어할 경우, 단일 계통 내에 연속부하, 가변부하가 혼재된 경우에 비해, 가변 부하에 전력을 공급하는 발전기의 연료 효율을 향상시킬 수 있다. As such, when the generator rotational speed is controlled by the RPM having the optimum power generation efficiency for each load section through the variable speed RPM generator of the variable load power system, the electric power is applied to the variable load as compared to the case where the continuous load and the variable load are mixed in a single system. It can improve the fuel efficiency of the generator to supply.
도 4는 전력 계통 내 부하단의 부하율과 상기 부하단에 전력을 발전기의 연료 소모량 간의 관계를 도시한 도면이다. 4 is a view showing a relationship between the load ratio of the load stage in the power system and the fuel consumption of the generator to power the load stage.
전술한 바와 같이 종래의 단일 전력 계통에서는 고정 RPM 발전기를 이용하여 가변 부하(예컨대, 냉동 컨테이너)에 전력을 공급하였다. 냉동 컨테이너 전체의 부하율은 평균적으로 최대소요전력의 30~40%을 가진다. 이러한 냉동 컨테이너 전체에 종래와 같이 고정 RPM 발전기를 이용하여 전력을 공급할 경우, 35% 부하율을 기준으로 대략 216g/kwh의 연료를 소모한다(도 4의 지점(PF)). 반면, 본 발명의 일 실시예에 따르면 가변속 RPM 발전기를 이용하여 가변 부하에 전력을 공급할 수 있다. 본 발명의 일 실시예와 같이 가변속 RPM 발전기를 이용하여 전력을 공급할 경우, 동일한 35% 부하율을 기준으로 대략 190g/kwh의 연료를 소모한다(도 4의 지점(PV)). As described above, the conventional single power system uses a fixed RPM generator to power a variable load (eg, a refrigerated container). The load factor of the entire refrigerated container averages 30-40% of the maximum power requirements. When power is supplied to the entire refrigeration container using a fixed RPM generator as in the prior art, it consumes approximately 216 g / kwh of fuel based on a 35% load rate (point P F of FIG. 4). On the other hand, according to an embodiment of the present invention it is possible to supply power to the variable load by using a variable speed RPM generator. When power is supplied using a variable speed RPM generator as in one embodiment of the present invention, it consumes approximately 190 g / kwh of fuel based on the same 35% load rate (point P V of FIG. 4).
결국, 도 3의 전력 공급 시스템(1)은 동일 전력을 발전하는데 있어 연료 소모율이 대략 13% 개선되는 효과를 가진다. As a result, the power supply system 1 of FIG. 3 has an effect of improving fuel consumption by approximately 13% in generating the same power.
이로 인해, $640/ton의 MGO(Marin Gas Oil)을 연료로 이용하는 컨테이너 선에 대하여 연료 소모의 개선을 10%로 단순화하여 계산할 경우, OPEX USD 2,4000/년(=USD 9,636/일 × 개선 효율(10%) × 운항 일수(통상 250일))의 연료 비용 절감 효과를 얻을 수 있다. As a result, OPEX USD 2,4000 / year (= USD 9,636 / day × improvement efficiency) is calculated by simplifying 10% improvement in fuel consumption for container ships using $ 640 / ton Marine Gas Oil (MGO) as fuel. (10%) × number of days of operation (typically 250 days) of fuel costs.
나아가, 서비스부하가 시간 대 별로 부하율이 변동하는 부하 구간을 갖도록 구성되는 경우, 부하 구간별 최적의 발전 효율을 가지는 RPM으로 발전기 회전 속도를 제어함으로써 발전 효율을 더 개선할 수 있다. In addition, when the service load is configured to have a load section in which the load ratio fluctuates with time, the power generation efficiency may be further improved by controlling the generator rotation speed with RPM having an optimal power generation efficiency for each load section.
선박 부하에 있어서, 저부하 구간(L1)은 부하율이 10~40%인 구간으로서 대략 285~210g/kwh의 연료 소모량을 가진다. 중부하 구간(L2)은 부하율이 40~60%인 구간으로서, 대략 210~194g/kwh의 연료 소모량을 가진다. 고부하 구간(L3)은 부하율이 80~100%인 구간을 나타으로서, 대략 185~190g/kwh의 연료 소모량을 가진다. 도 3의 전력 공급 시스템(1)은 고부하 구간(L3)에서 연료 소모가 도 1의 전력 공급 시스템과 거의 유사하다. 그러나, 저부하 구간(L1)에서는 도 1 대비 kwh 당 연료 소모율이 대략 6~10% 개선되고, 중부하 구간(L2)에서는 도 1 대비 kwh 당 연료 소모율이 대략 10~35% 개선된다. In ship load, the low load section L1 is a section having a load rate of 10 to 40% and has a fuel consumption of approximately 285 to 210 g / kwh. The heavy load section L2 is a section with a load ratio of 40 to 60% and has a fuel consumption of approximately 210 to 194 g / kwh. The high load section L3 represents a section having a load ratio of 80 to 100%, and has a fuel consumption of approximately 185 to 190 g / kwh. The power supply system 1 of FIG. 3 has a fuel consumption similar to that of the power supply system of FIG. 1 in the high load section L3. However, in the low load section L1, the fuel consumption rate per kwh is improved by about 6 to 10%, and in the heavy load section L2, the fuel consumption per kwh is improved by about 10 to 35%.
이와 같이, 도 3의 서비스 전력 계통(200)의 가변속 RPM 발전기는 각 부하 구간의 부하율에 기초하여 RPM을 제어함으로써, 발전부(210)의 발전 효율을 개선할 수 있다. As such, the variable speed RPM generator of the
도 4를 참조하여 서술된 연료 개선 효과는 서비스부하 전력 계통(200)에 대해서 서술되었으나, 이에 제한되지 않는다. The fuel improvement effect described with reference to FIG. 4 has been described with respect to the service
전술한 바와 같이, 필수부하부(150)는 선박의 운항과 관련하여 온도, 압력, 냉각수 등을 제어하는 가변주파수제어(VFD, Variable Frequency Drive) 기반 부하를 포함할 수도 있다. 상기 온도, 압력 냉각수 등의 제어를 위해 가변주파수제어 기반 부하의 부하율이 변화할 수 있다. 이로 인해, 가변주파수제어 기반 부하는 선박의 운항 특성에 따라 다양한 부하 구간을 가진다. As described above, the
다른 일 실시예에서, 선박이 컨테이너 선박 이외인 경우 (예컨대, LNG 선박인 경우), 가변속 RPM 발전기는 필수부하 전력 계통(100)에도 포함될 수도 있다. 선박용 전력 공급 시스템(1)이 적용되는 선박이 컨테이너 선박이 아닌 경우, 서비스부하 내 가변부하의 비중이 상대적으로 줄어들 수 있다. 또한, 이러한 선박 내에 가변주파수제어 기반 부하가 다수 설치되는 경우, 상대적인 관계에 의해 필수부하 전력 계통(100)이 가변부하 전력 계통으로 취급될 수 있다. In another embodiment, where the vessel is other than a container vessel (eg, an LNG vessel), a variable speed RPM generator may also be included in the
필수부하 전력 계통(100)에서 가변속 RPM 발전기에 의해 전력 공급이 수행되는 경우, 상기 가변속 RPM 발전기는 필수부하부(150)의 가변주파수제어(VFD, Variable Frequency Drive) 기반 부하와 연계된다. When the power supply is performed by the variable speed RPM generator in the required
이와 같이 필수부하 전력 계통(100)의 가변속 RPM 발전기를 통해 부하 구간별 최적의 발전 효율을 가지는 RPM으로 발전기 회전 속도를 제어할 경우, 단일 계통 내에 연속부하, 가변부하가 혼재된 경우에 비해, 가변 부하에 전력을 공급하는 발전기의 연료 효율을 향상시킬 수 있다. 이에 대해서는 전술한 서비스부하 전력 계통(200)의 실시예와 유사하므로, 자세한 설명은 생략한다.As such, when the generator rotation speed is controlled by the RPM having the optimum power generation efficiency for each load section through the variable speed RPM generator of the essential
더욱이, 상기 선박용 전력 공급 시스템(1)은 저압 배전이 가능하기 때문에, 각각의 전력 계통(100, 200) 내 배전 방식을 저압 직류 배전 및/또는 저압 교류 배전이 가능하도록 구성할 수 있다. 일 실시예에서, 선박 내 부하가 교류 전압을 정격 전압으로 가지는 경우, 배전반 부분에서 직류 배전이 수행되는 부분 배전 구조로 구성된다. 이러한 직류 배전이 수행되는 경우, 무효 전력으로 인한 전력 손실을 방지할 수 있다.Further, since the ship power supply system 1 is capable of low voltage distribution, the power distribution system in each of the
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 필수부하 전력 계통은 고정 RPM 발전기 기반 교류배전, 서비스 부하 전력 계통은 가변 RPM 발전기 기반 직류 또는 교류배전으로 구성된 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다.5 is a schematic system structure diagram of a ship power supply system consisting of a fixed RPM generator-based AC distribution, the service load power system is a variable RPM generator-based DC or AC distribution, according to an embodiment of the present invention. .
도 5를 참조하면, 서비스부하 전력 계통(200) 내에서 직류 배전이 가능하도록 더 구성된다. 이 경우, 발전기(111, 112)는 고정 RPM 발전기이고, 발전기(211, 212)는 가변속 RPM 발전기일 수 있다.Referring to FIG. 5, the DC load is further configured in the service
일 실시예에서, 발전부(210)는 교류(AC)전기 신호를 수신하여 직류(DC) 전기 신호로 변환하는 교류(AC)/직류(DC) 인버터(216)를 더 포함하고, 상기 제2 부하부는 직류(DC) 전기 신호를 수신하여 교류(AC) 전기 신호로 변환하는 직류(DC)/교류(AC) 인버터(256)를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the
도 5에 도시된 바와 같이, 전력 계통(200)이 두 개의 발전기(211, 212)를 포함하는 경우, 발전기(211, 212)와 배전반(230) 사이를 전기적으로 연결하는 두 개의 교류(AC)/직류(DC) 인버터(216A, 216B)를 각각 포함하고, 배전반(230)과 각각의 서비스부하 사이를 전기적으로 연결하는 복수의 직류(DC)/교류(AC) 인버터(256A 내지 256D)를 포함할 수 있다. 교류(AC)/직류(DC) 인버터(216)와 직류(DC)/교류(AC) 인버터(256)에 의해, 전력 계통(200)에서는 배전반(230) 부분에서 직류 배전이 가능하다. As shown in FIG. 5, when the
상기 서비스부하 전력 계통(200) 내 배전반(230)에 적용되는 전압은 적절한 직류 배전을 위해 설정되며, 필수부하 전력 계통(100) 내 배전반(130)에 적용되는 전압과 상이할 수도 있다. 예를 들어, 배전반(130)에는 440V의 전압이 적용되지만, 부분 직류 배전이 수행되는 배전반(230)에는 690V의 전압이 적용될 수도 있다. The voltage applied to the
이와 같이, 전력 공급 시스템(1)은, 필수부하 전력 계통은 고정 RPM 발전기 기반 교류배전, 서비스 부하 전력 계통은 가변 RPM 발전기 기반 직류 또는 교류배전으로 구성될 수 있다. As such, the power supply system 1, the mandatory load power system may be composed of a fixed RPM generator-based AC distribution, the service load power system may be of a variable RPM generator-based DC or AC distribution.
도 6은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른, 필수부하 전력 계통은 가변 RPM 발전기 기반 직류 배전, 서비스부하 전력 계통은 고정 RPM 발전기 기반 교류 배전으로 구성된 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다. Figure 6, according to another embodiment of the present invention, the essential load power system is a variable RPM generator based DC distribution, the service load power system is a schematic system structure diagram of a marine power supply system consisting of a fixed RPM generator based AC distribution.
도 6을 참조하면, 필수부하 전력 계통(100) 내에서 직류 배전이 가능하도록 더 구성된다. 이 경우, 발전기(111, 112)는 가변속 RPM 발전기이고, 발전기(211, 212)는 고정 RPM 발전기일 수 있다. Referring to FIG. 6, the DC load is further configured in the essential
일 실시예에서, 발전부(110)는 교류(AC)전기 신호를 수신하여 직류(DC) 전기 신호로 변환하는 교류(AC)/직류(DC) 인버터(116)를 더 포함하고, 상기 제2 부하부는 직류(DC) 전기 신호를 수신하여 교류(AC) 전기 신호로 변환하는 직류(DC)/교류(AC) 인버터(156)를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the
도 6에 도시된 바와 같이, 전력 계통(100)이 두 개의 발전기(111, 112)를 포함하는 경우, 발전기(111, 112)와 배전반(130) 사이를 전기적으로 연결하는 두 개의 교류(AC)/직류(DC) 인버터(116A, 116B)를 각각 포함하고, 배전반(130)과 각각의 필수부하 사이를 전기적으로 연결하는 복수의 직류(DC)/교류(AC) 인버터(156A 내지 156M)를 포함할 수 있다. 교류(AC)/직류(DC) 인버터(116)와 직류(DC)/교류(AC) 인버터(156)에 의해, 전력 계통(100)에서는 배전반(130) 부분에서 직류 배전이 가능하다. As shown in FIG. 6, when the
이와 같이, 전력 공급 시스템(1)은, 필수부하 전력 계통(100)은 가변 RPM 발전기 기반 교류 또는 직류 배전, 서비스 부하 전력 계통(200)은 고정 RPM 발전기 기반 교류 배전으로 구성될 수 있다. As such, the power supply system 1, the mandatory
도 7은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 필수부하 전력 계통 및 서비스부하 전력 계통이 직류 배전으로 구성된 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다.FIG. 7 is a schematic system structure diagram of a marine power supply system in which an essential load power system and a service load power system are configured as direct current distribution according to another embodiment of the present invention.
일 실시예에서, 필수부하 전력 계통(100) 및 서비스부하 전력 계통(200) 모두 직류 배전이 가능하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 서비스부하 전력 계통(200)은 도 5의 서비스부하 전력 계통(200)와 유사하고, 필수부하 전력 계통(100)은 도 6의 필수부하 전력 계통(100)의 구조와 유사하므로, 자세한 설명은 생략한다. In one embodiment, both the essential
추가적으로, 전력 계통(100, 200)은 부품 공급 측면에서 효율적이도록 구성될 수 있다.In addition,
도 8은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 필수부하 전력 계통 및 서비스부하 전력 계통은 고정 RPM 기반 교류 배전으로 구성된 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다.8 is a schematic system structure diagram of a ship power supply system configured as a fixed RPM based AC power distribution, the essential load power system and the service load power system according to another embodiment of the present invention.
도 8의 전력 공급 시스템은 도 3의 전력 공급 시스템은 구성이 유사하므로, 차이점을 위주로 설명한다. Since the power supply system of FIG. 8 has a similar configuration, the power supply system of FIG. 8 will be described based on differences.
상기 선박용 전력 공급 시스템(1)은 부품 공급 측면에서 필수부하 전력 계통(100)의 발전부(110) 및 서비스부하 전력 계통(200)의 발전부(210)가 고정 RPM으로 운전하여 전력을 생성하도록 구성될 수 있다. The ship power supply system 1 is a
도 8을 참조하면, 서비스부하 전력 계통(200)은 발전부(210), 저압 배전반(230) 및 서비스부하부(250)를 포함한다. Referring to FIG. 8, the service
배전반(230)에서는 계통 분리에 따른 저압 배전이 수행된다. 상기 배전반(230)이 교류(AC) 전력을 배전하는 경우, 배전반(230)의 주파수는 특정 주파수(예컨대, 50Hz 또는 60Hz)이다. In the
일부 실시예에서, 상기 배전반(230)은 복수의 버스를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 배전반(230)은 도 8에 도시된 바와 같이 두 개의 버스(231, 232)를 포함한다. 이 경우, 배전반(230)은 복수의 메인버스(231, 232)를 평소에는 전기적으로 연결하나, 비상 및/또는 사고 시 전기적 연결이 차단되는 버스 연결 차단기(bus tie breaker)(233)를 더 포함할 수 있다.In some embodiments, the
발전부(210)는 상기 배전반(230)의 주파수에 매칭하는 주파수(예컨대, 50Hz, 또는 60Hz)를 갖는 전력을 발전하도록 구성된다. 예를 들어, 발전부(210)는 상기 배전반(230)의 주파수에 매칭하는 주파수를 위한 고정 RPM으로 운전하는 고정 RPM 발전기를 포함할 수 있다. The
일부 실시예에서, 발전부(210)는 복수의 고정 RPM 발전기(211, 212)를 포함할 수 있다. 상기 고정 RPM 발전기(211, 212)의 발전 용량은 서비스부하(250)의 전력 용량 이상일 수 있다. 고정 RPM 발전기(211 또는 212)는 중부하 또는 저부하 구간에서 서비스부하 전력 계통(200)에 전력을 공급하기 충분한 발전 용량을 가진다. In some embodiments, the
서비스부하부(250)는 부하율이 급변하지 않는 부하(예컨대, 냉동 컨테이너)를 포함할 수 있다. 상기 선박용 전력 공급 시스템(1)은 서비스부하 전력 계통(200)이 중부하 또는 저부하 구간에서 버스(231, 232)를 클로즈 버스(closed-bus)로 운영되게 하여, 2개의 발전기 중 하나의 발전기에서 서비스부하부(250)로 전력을 공급한다. The
서비스부하 전력 계통(200)은 저압 배전반(230)의 전력을 서비스부하부(250)에 공급하기 위해, 배전반(230)과 서비스부하부(250) 사이에 하나 이상의 전력 전달 구성요소를 더 포함할 수 있다. The service
상기 전력 전달 구성요소는, 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 변압기, 중간 단자함(J/B, junction box) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 종래의 고정 RPM 발전기를 포함한 전력 계통에서 저압 배전반과 부하 사이를 연결하는 다양한 전력 전달 구성요소를 포함할 수 있다. The power transfer component may include, for example, a transformer, an intermediate terminal box (J / B, junction box), etc., but is not limited thereto, and includes a conventional fixed RPM generator as shown in FIG. 8. The power system may include various power delivery components that connect between the low voltage switchboard and the load.
이러한 발전부(210)와 배전반(230) 간의 주파수 매칭 구조로 인해, 상기 서비스부하 전력 계통(200)은 저압 배전반과 발전부 간의 주파수 매칭을 위한 추가적인 전력 기기(예컨대, 전력 변환기)가 요구되지 않으면서, 배전반(230)에서 저압 교류(AC) 배전이 수행될 수 있다. Due to the frequency matching structure between the
예를 들어, 서비스부하 전력 계통(200)의 발전기(211 또는 212)는 가변 RPM 발전기로서, 속도에 따라 가변주파수 범위(예컨대, 37Hz 내지 60Hz)에서의 주파수를 가지는 전력을 발전할 수 있다. 이 경우, 특정 주파수(예컨대, 50Hz 또는 60Hz)를 갖는 배전반(230)과 상기 가변 RPM 발전기(211) 사이에는 주파수 매칭을 위해 발전부(210)에서 출력되는 전력의 주파수를 배전반(230)의 주파수로 변환해주는 전력변환기(예컨대, 매트릭스 컨버터(Matrix Converter))가 요구되는데, 선박에 사용되는 발전기의 발전 용량(예컨대, 3MW)을 변환하는 대용량 컨버터를 공급하는 것은 쉽지 않다. 더욱이, 통상적으로 가변 RPM 발전기의 가격이 고정 RPM 발전기의 가격 보다 고가이다. For example, the
결국, 도 8의 서비스부하 전력 계통(200)은 저압 배전의 장점을 유지함과 동시에 가변속 발전기 적용 시 필요한, 저압 배전반(230)과 가변 RPM 발전부(210)의 주파수 매칭을 위한 추가적인 전력 기기(예컨대, 전력 변환기)가 요구되지 않고, 보다 저렴하게 저압 배전 기반 전력 공급 시스템을 선박에 구축할 수 있다. 나아가, 서비스부하 전력 계통(200)의 일부를 기존 공급 가능한 고정 RPM 발전 기준으로 구성할 수 있어, 설계의 용이성이 있다. As a result, the service
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 선박용 전력 공급 시스템(1)은 선박 전력 부하의 특성에 따라 필수부하용 전력계통과 서비스부하용 전력계통으로 전력 계통이 분리된다. As such, in the ship power supply system 1 according to the embodiments of the present invention, the power system is separated into a mandatory load power system and a service load power system according to the characteristics of the ship power load.
그 결과, 각 계통의 안정성도 높아지게 된다. 기존의 경우 서비스부하단에 계통사고가 발생하게 되면 단일 계통으로 구성되어 있어 필수부하에도 영향을 미치게 된다. 계통을 분리 구성하게 되는 경우 서비스부하 단의 사고 발생 시 해당 계통 사고는 서비스부하용 전력계통 내에서만 확산되므로 필수부하용 전력계통에는 영향을 미치지 않게 된다. 마찬가지로 계통 분리 시 필수부하 단의 사고 시에도 해당 사고가 서비스부하단으로 확산되지 않는다.As a result, the stability of each system also increases. In the conventional case, if a system accident occurs at the service load end, the system is composed of a single system, which affects the required load. If the system is separated, the accident of the service load stage spreads only in the service load power system, and thus does not affect the essential load power system. Likewise, the accident does not spread to the service load stage even in the event of an essential load stage disconnection.
또한, 개별 전력 계통의 규모가 단일 전력 계통 대비 축소된다. 예를 들어, 14MW의 전력 용량을 갖는 단일 전력 계통을 필수부하 전력 계통(100)은 9MW, 서비스부하 전력 계통(200)은 5MW 규모로 도 3과 같이 분리된 경우, 개별 전력 계통의 규모는 14MW에서 9MW로, 14MW에서 5MW로 각각 축소된다. In addition, the size of individual power systems is reduced compared to a single power system. For example, when a single power system having a power capacity of 14 MW is separated into a mandatory
그리고, 6.6kV 이상의 고압 대신 저압(예컨대, 440V)이 적용된 주배전반을 통해 전력 공급이 가능하다. 이로 인해, 도 1의 대용량의 고압/저압 변압기(40)를 더 이상 요구하지 않는다. 따라서, CAPEX(Capital expenditures) 측면에서 대략 2.5억/척의 원가 절감 효과를 얻을 수 있다.And, instead of the high voltage of 6.6kV or more, a low voltage (eg, 440V) is applied to the power supply through the main switchboard. This no longer requires the large capacity high pressure /
나아가, 도 2의 고압/저압 변압기(40)가 차지했던 공간(즉, 기존의 변압기 실)(1007)을 보다 효율적으로 활용할 수 있다. Furthermore, the space occupied by the high /
다시 도 2를 참조하면, 도 3의 전력 공급 시스템(1)이 컨테이너 선에 적용될 경우, 8개 고압/저압 변압기(40)가 배치될 수 있는 변압기 실(1007)의 공간은 은 컨테이너의 선적을 위해 더 활용될 수 있다. Referring again to FIG. 2, when the power supply system 1 of FIG. 3 is applied to a container ship, the space of the
일반적으로 사용되는 컨테이너 기준은 6.058m ×2.591m × 2.438m 크기를 갖는 TEU 컨테이너이다. 상기 TEU 컨테이너를 기준으로 사용하여 13.25m ×6.06m × 6.62m 크기의 변압기 실 2개의 공간에 선적될 수 있는 컨테이너의 수를 산출하면, 종래의 변압기 실(1007)에는 TEU 컨테이너가 최대 26(=13Х2)개가 선적 가능하다. 즉, 도 3의 선박용 전력 공급 시스템(1)을 갖는 선박은 도 1의 선박용 전력 공급 시스템을 갖는 종래의 컨테이너 선 대비 최대 26개의 TEU 컨테이너를 더 선적할 수 있다. 일부 실시예에서, 컨테이너를 선적, 하적하는 작업을 고려하여 공간을 보다 여유롭게 확보해야 하는 점을 고려하더라도 대략 20(=10Х2)개의 컨테이너를 추가로 선적할 수 있다.A commonly used container standard is a TEU container with a size of 6.058m × 2.591m × 2.438m. Using the TEU container as a reference, the number of containers that can be shipped in two spaces of a transformer room of 13.25m × 6.06m × 6.62m is calculated. In the
또한, 고압/저압 변압기를 사용하지 않으면, 종래의 고압/저압 변압기의 활용과 연관된 공간에 컨테이너를 더 선적할 수도 있다. 예를 들어, 종래의 변압기 실(1007)에서 수직에 위치한 갑판 표면에 변압기(40)의 존재로 인해 소정의 구조물이 설치되었을 수도 있다. 그러나, 변압기(40)가 필요치 않아 소정의 구조물 또한 필요하지 않을 수도 있어, 갑판 표면에 추가 컨테이너를 수직으로 더 선적할 수도 있다. 이 경우, 갑판 표면 상에 수평으로 5개, 수직으로 10개의 컨테이너를 더 선적하는 경우 100개의 컨테이너를 더 선적할 수 있다. Also, if no high pressure / low pressure transformer is used, the container may be further shipped in the space associated with the utilization of the conventional high pressure / low pressure transformer. For example, certain structures may have been installed due to the presence of
따라서, 고압/저압 변압기(40)가 사용되지 않아, 선박(1000)에 최대 약 120개의 컨테이너를 더 선적할 수 있다. 상기 추가적으로 기존의 변압기 실(1007)의 공간에 선적되는 컨테이너의 개수는 단지 예시적인 것으로서, 컨테이너의 형태, 변압기, 변압기 실의 크기 등에 따라 120개 이상의 컨테이너가 더 선적될 수도 있다. Thus, the high pressure /
더욱이, 도 3의 선박용 전력 공급 시스템(1)의 적용으로 인해, 기존의 변압기 실(1007) 이외의 공간에 미리 배치된 물건을 변압기 실(1007)의 공간으로 이동시킬 수 있다. 이 경우, 미리 배치된 물건의 이동으로 인해 원래 위치하던 공간은 빈 공간이 된다. 컨테이너는 변압기 실(1007)의 공간에 직접 선적되는 대신에 추가적으로 발생한 빈 공간에 추가로 배치될 수도 있다. Moreover, the application of the ship power supply system 1 of FIG. 3 enables the movement of an object previously placed in a space other than the existing
대안적으로, 기존의 변압기 실의 공간을 컨테이너 선적 이외의 다양한 목적을 위해 활용할 수도 있다. Alternatively, space in existing transformer rooms may be utilized for a variety of purposes other than shipping containers.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 기존의 변압기 실의 공간을 컨테이너 선적 이외의 다른 목적으로 활용하기 위한 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다. FIG. 9 is a schematic system structure diagram of a ship power supply system for utilizing a space of an existing transformer room for other purposes than container shipping, according to an embodiment of the present invention.
상기 도 9의 서비스부하 전력 계통(200)은 도 8의 서비스부하 전력 계통(200)과 유사하므로, 차이점을 위주로 설명한다. Since the service
도 9를 참조하면, 서비스부하 전력 계통(200)은 배전반(230)과 냉동 패널(Reefer Panel, R) 사이에 전압을 변환하는 변압부(260)를 포함한다. 일 실시예에서, 변압부(260)는 승압 변압기(step-up transformer)(261) 및 감압 변압기(step-down transformer)(266)를 포함한다. Referring to FIG. 9, the service
승압 변압기(261)는 저압 배전반(230)과 상기 선수부의 냉동 패널(R) 사이에 설치된다. 상기 승압 변압기(261)는 배전반(230)의 저압 전력을 수신하고, 배전반(230)의 전압 보다 높은 전압을 갖는 전력(예컨대, 1.5kV 내지 6.6kV)을 출력하도록 구성된다. The boosting transformer 261 is installed between the
감압 변압기(266)는 승압 변압기(261)에서 출력된 고압 전력을 수신하여 보다 낮은 전압을 갖는 전력을 출력하도록 구성된다. 감압 변압기(266)에서의 출력 전력은 상기 선수부의 냉동 패널(R)에 연결된 냉동 컨테이너로 공급된다. The pressure reducing transformer 266 is configured to receive the high voltage power output from the boosting transformer 261 and output power having a lower voltage. The output power from the decompression transformer 266 is supplied to a freezing container connected to the freezing panel R of the bow portion.
일부 실시예에서, 서비스부하 전력 계통(200)은 선수부의 각 냉동 패널(R)과 배전반(230) 사이의 전력 경로를 각각 연결하기 위해 복수의 승압 변압기(261) 및 감압 변압기(266)를 포함한다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 서비스부하 전력 계통(200)은 2개의 승압 변압기(261A, 261B) 및 감압 변압기(266A, 266B)를 포함한다. In some embodiments, the service
도 10은, 도 9의 전력 공급 시스템이 적용된 선박의 측면 구조도이다. FIG. 10 is a side structural view of a ship to which the power supply system of FIG. 9 is applied.
냉동 컨테이너를 포함한 컨테이너 선박은 통상적으로 4개의 냉동 패널(R)을 포함한다. 상기 냉동 패널(R)은 선수부에 2개, 선미부에 2개 배치된다. 냉동 컨테이너로의 전력 공급은 선미 엔진 룸(1030)에 위치한 발전부(210) 및 배전반(230)에서 각 섹선별 냉동 패널(R)을 통해 수행되게 된다. Container vessels including refrigerated containers typically comprise four refrigeration panels (R). The refrigeration panel (R) is disposed in the bow portion and two stern portion. Power supply to the refrigeration container is performed through the refrigeration panel (R) for each section in the
상기 엔진 룸(1030)에 배치된 저압 배전반(230)에서 선수부에 위치한 2개의 냉동 패널(R)까지의 거리는 선박의 규모에 의존하나, 통상적으로 수백 미터이다. 저압이 적용된 배전반(230)에서 상기 선수부의 냉동 패널까지 전력을 저압으로 공급하려면 그 사이를 연결하는 케이블이 상당히 요구된다.The distance from the
도 10을 참조하면, 총 길이가 350m인 선박(예컨대, 컨테이너 선)에서 배전반(230)이 위치한 선미부의 엔진 룸(1030)과 선수부의 냉동 컨테이너에 전력을 전달하는 선수부의 냉동 패널(R)까지의 거리는 대략 120~130m이다. 승압 변압기(261) 등을 이용하지 않을 경우, 120SQMM 단면을 갖는 237A 케이블이 대략 10~15가닥의 케이블이 요구된다. Referring to FIG. 10, from a vessel (for example, a container ship) having a total length of 350 m to a refrigeration panel R of a fore part, which transmits electric power to an
반면, 승압 변압기(261) 등을 이용하면, 1가닥의 케이블로도 수백 미터의 장거리 전력 공급을 수행할 수 있다. On the other hand, when the boost transformer 261 or the like is used, it is possible to supply hundreds of meters of long distance power even with one cable.
또한, 상기 서비스부하 전력 계통(200)가 승압 변압기(261) 및/또는 감압 변압기(266)를 더 포함하더라도, 선박에 선적되는 화물(예컨대, 냉동 컨테이너)의 규모가 감소하지 않도록, 상기 승압 변압기(261) 및/또는 감압 변압기(266)가 선박 내에 배치된다. In addition, even if the service
일 실시예에서, 승압 변압기(261)는 종래의 단일 전력 계통의 고압/저압 변압기가 설치되는 메인 변압기 룸(1007)에 설치될 수 있다. 전력 계통의 분리에 따라 하나의 전력 계통 내의 부하 용량이 감소하므로, 상기 승압 변압기(261)는 상기 고압/저압 변압기에 비해 소형이다. 그리고 상기 승압 변압기(261)가 차지 않은 나머지 공간에 컨테이너 등 추가 화물을 더 선적할 수 있다. In one embodiment, boost transformer 261 may be installed in
또한, 감압 변압기(266)는 선박에 선적되는 화물의 규모에 영향을 미치지 않으면서, 선수부의 냉동 패널(R)에 저압으로 전력을 공급하여도 상당한 무게의 케이블이 요구되지 않는 지점에 배치된다. 예를 들어, 선박의 거주구 하부 공간에는 화물이 배치되지 않는, 선박의 거주구 하부 공간(Accomm. under space)에 배치될 수 있다. In addition, the decompression transformer 266 is disposed at a point where a considerable weight of cable is not required even when power is supplied to the refrigeration panel R of the bow portion at low pressure without affecting the size of the cargo loaded on the vessel. For example, the cargo may be disposed in an Accomm. Under space in which no cargo is disposed in the space below the port of the ship.
도 10에 도시된 바와 같이, 총 길이가 350m인 선박(예컨대, 컨테이너 선)에서 상기 변압기 룸(1007)을 포함한 엔진 룸(1030)로부터 선박의 거주구 하부 공간(Acoom under space)까지의 거리는 대략 180m이다. 상기 승압 변압기(261)가 배전반(230)의 저압(예컨대, 440V) 전력에서 고압 전력을 출력하는 경우, 상대적으로 소량의 케이블(예컨대, 120SQMM의 단면을 갖는 케이블 1가닥)을 이용하여 선수부의 냉동 패널(R)까지 전력을 공급할 수 있다. As shown in FIG. 10, the distance from the
이와 같이, 도 9의 서비스부하 전력 계통(200)을 이용하면 선수부의 냉동 패널(R)까지의 케이블 중량이 감소하고, 케이블의 포설이 용이한 효과를 얻을 수 있다. As such, when the service
상기 승압 변압기(261) 및/또는 감압 변압기(266)의 배치는 전술한 공간들에 제한되지 않으며, 이외에 선박에 선적되는 화물의 규모가 감소하지 않게 하는, 선박 내 다른 공간에도 배치될 수 있다. The placement of the boosting transformer 261 and / or the decompression transformer 266 is not limited to the above-mentioned spaces, but may also be arranged in other spaces within the ship, such that the scale of the cargo loaded on the ship is not reduced.
추가적으로, 상기 선박용 전력 공급 시스템(1)은 쓰러스터 모터(152)와 필수부하 전력 계통(100)이 연계되지 않도록 구성될 수 있다. In addition, the marine power supply system 1 may be configured such that the thruster motor 152 and the essential
도 11은, 본 발명의 다른 실시예들에 따른, 분리된 전력 계통을 포함하는 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다.11 is a schematic system structural diagram of a marine power supply system including a separate power system according to other embodiments of the present invention.
상기 도 11의 전력 공급 시스템(1)은 도 9의 전력 공급 시스템(1)의 구성과 유사하므로, 차이점을 위주로 설명한다. Since the power supply system 1 of FIG. 11 is similar to the configuration of the power supply system 1 of FIG. 9, the following description will focus on the differences.
도 9에서, 쓰러스터 모터(152)와 연계된 필수부하 전력 계통(100)의 발전 용량은 상기 쓰러스터 모터(152)의 전력 용량, 그리고 선박 규정(Rule)에서 필수부하로 정의된, 연속적인 전력 공급이 요구되는 연속부하의 전력 용량 모두에 기초하여 설정된다. 쓰러스터 모터(152)는 입/출항 시 단시간 동안만 운전되지만, 대용량의 부하로서 선박의 운항에 필수적이기 때문이다. In FIG. 9, the power generation capacity of the mandatory
이와 같이 연속부하가 대부분 포함된 필수부하 전력 계통(100)에 쓰러스터 모터(152)가 연계되는 경우, 필수부하 전력 계통(100) 내에서는 쓰러스터 모터(152)가 운전하지 않는 대부분의 선박 운행 시간 동안 부하에서 소모되는 전력 용량과 발전 용량의 상당한 차이가 발생한다. 즉, 실질적으로 필수 부하 전력 계통(100)에서 요구되는 발전 용량 보다 오버스펙의 발전기를 설치해야 하여, 실질적으로 요구되는 발전기 비용 보다 고가의 발전기 비용이 요구된다. As such, when the thruster motor 152 is linked to the essential
일 실시예에서, 쓰러스터 모터(152)는 필수부하 전력 계통(100) 이외의 전력 계통인 서비스부하 전력 계통(200)에 연계되어, 필수부하 전력 계통(100)의 발전 용량을 설정하는데 있어 쓰러스터 모터(152)의 전력 용량이 고려되지 않도록 구성된다. 또한, 상기 서비스부하 전력 계통(200)은 쓰러스터 모터(152)가 운전되는 단 시간 동안 전력을 교차 사용함으로써 대용량의 부하(즉, 쓰러스터 모터(152))와 연계됨에도 불구하고, 추가적인 발전 용량의 증가가 없도록 구성된다. In one embodiment, the thruster motor 152 is linked to the service
도 11을 참조하면, 쓰러스터 모터(152)는 배전반(230)을 통해 발전부(210)의 전력을 수신한다. 상기 발전부(210)는 고정 RPM 발전기를 포함한다. Referring to FIG. 11, the thruster motor 152 receives the power of the
쓰러스터 모터(152)는 기능적인 측면에서 선박 운행에서 중요한 중요부하(Important Load)이지만, 선박 운행 동안 연속적으로 전력 공급이 필요하진 않은 보조 필수부하(Secondary Essential Load)에 해당된다. 따라서, 필수부하에 연속적으로 전력을 공급하는 필수부하 전력 계통(100)에 연계되지 않아도 선박 운항에 큰 영향을 미치지 않는다.The thruster motor 152 is an important important load (Important Load) in ship operation in terms of functionality, but corresponds to a secondary essential load (Secondary Essential Load) that does not require continuous power supply during ship operation. Therefore, even if it is not linked to the essential
또한, 서비스부하 전력 계통(200)은 쓰러스터 모터(152)의 추가 연계에 따른 발전부(210)의 발전 용량의 추가가 없도록, 스위칭부(240)를 포함한다. In addition, the service
일 실시예에서, 스위칭부(240)는 인터락킹하도록 구성된 오토 스위치(Auto switch)(이하, "인터락 스위치(Interlock Switch)")를 포함한다. 상기 인터락 스위치는 배전반(230)과 서비스부하 전력 계통(200)의 부하(즉, 쓰러스터 모터(152), 및 서비스부하부(250)를 포함함) 사이에 배치된다. 상기 인터락킹 스위치는 선박의 제어부에 의해 자동으로 스위칭되는 오토 스위치이다.In one embodiment, the
상기 인터락 스위치는, 도 11에 도시된 바와 같이, 쓰러스터 모터(152)로의 전력 경로 또는 서비스부하부(250)로의 전력 경로 사이에 설치되어, 어느 하나의 부하단(예컨대, 쓰러스터 모터(152) 단)으로의 전력 공급 시 다른 하나의 부하단(예컨대, 서비스부하부(250))으로의 전력 공급이 금지되는 인터락킹 동작을 수행한다. As shown in FIG. 11, the interlock switch is installed between the power path to the thruster motor 152 or the power path to the
또한, 배전반(230)과 선박의 선수부에 위치한 쓰러스터 모터(152) 및 냉동 패널(R) 간의 장거리 전력 공급을 적은 케이블을 통해 효율적으로 수행하기 위해, 승압 변압기(261), 감압 변압기(266), 배전반(230)의 하위 배전반으로서 제1 하위 배전반(270), 및 제2 하위 배전반(280)을 포함할 수 있다. In addition, in order to efficiently carry out long-distance power supply between the
상기 승압 변압기(261)는 스위칭부(240)와 배전반(230) 사이에 배치되며, 배전반(230)의 저압 전력(예컨대, 440V 전력)을 수신하여 고압 전력(예컨대, 6.6kV 전력)을 출력하도록 구성된다. 상기 승압 변압기(261)의 고압 전력은 제1 하위 배전반(270) 및 스위칭부(240)의 스위칭 경로를 통해 쓰러스터 모터(152) 또는 서비스부하부(250)로 전달된다. The boosting transformer 261 is disposed between the switching
쓰러스터 모터(152)가 운전하지 않는 경우 (예컨대, 선박의 일반 항해 시간 동안), 상기 스위칭부(240)는 발전부(210)의 전력이 배전반(230) 및 제1 하위 배전반(270)을 통해 서비스부하부(250)로 전달되도록 스위칭된다. 상기 스위칭부(240)에서 출력된 고압 전력은 감압 변압기(266)을 통해 저압이 적용된 제2 하위 배전반(280)로 전달되어 쓰러스터 모터(152) 이외의 부하에 전달된다. When the thruster motor 152 does not operate (for example, during a normal sailing time of the ship), the
쓰러스터 모터(152)가 운전하는 경우 (예컨대, 선박의 입항 또는 출항 시 대략 30분), 상기 스위칭부(240)는 고정 RPM을 갖는 발전부(210)의 전력이 배전반(230) 및 제1 하위 배전반(270)을 통해 쓰러스터 모터(152)로 전달되도록 스위칭된다. When the thruster motor 152 is driven (for example, approximately 30 minutes when the vessel enters or leaves the ship), the
이러한 스위칭 구조로 인해, 쓰러스터 모터(152)가 서비스부하 전력 계통(200)에 추가 연계되어도, 서비스부하 전력 계통(200)의 발전 용량이 추가 증가하지 않는다. Due to this switching structure, even if the thruster motor 152 is further connected to the service
더욱이, 서비스부하부(250)가 서비스부하로 냉동 컨테이너를 포함할 경우, 쓰러스터 모터(152)로의 스위칭에 의한 냉동 컨테이너로의 전력 공급 중단은 냉동 컨테이너의 기능에 영향을 미치지 않는다. 일반적으로 냉동 컨테이너는 대략 30 내지 40분 정도 전력 공급을 받지 않아도 일정 온도를 유지하기 때문이다. Moreover, when the
또한, 상기 전력 공급 시스템(1)은 선수부에 위치한 쓰러스터 모터(152) 및 다른 부하(예컨대, 냉동 컨테이너)에 대한 전력 공급에 있어서도, 도 9 및 도 10을 참조하여 서술된, 상기 승압 변압기(261) 등을 이용한 케이블 절감 효과를 얻을 수 있다. In addition, the power supply system 1 is also used in the power supply to the thruster motor 152 and other loads (for example, refrigeration containers) located in the bow portion, the step-up transformer (described in detail with reference to FIGS. 9 and 10). 261) can reduce the cable savings.
상기 쓰러스터 모터(152)가 복수인 경우, 상기 서비스부하 전력 계통(200)은 각 쓰러스터 모터(152)로 전력을 공급하기 위한 복수의 경로로 구성될 수 있다. When there are a plurality of thruster motors 152, the service
예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 서비스부하 전력 계통(200)에 쓰러스터 모터(152A, 152B)가 연계된 경우, 쓰러스터 모터(152A)를 위한 경로 및 쓰러스터 모터(153A)를 위한 경로로 구성되며, 복수의 쓰러스터 모터(152A, 152B)로의 효율적인 전력 공급을 위한 복수의 승압 변압기(261A, 261B)를 포함할 수 있다. 그리고 복수의 승압 변압기(261A, 261B)의 고압 전력을 저압 전력으로 변환하는 복수의 감압 변압기(266A, 266B)를 포함할 수 있다. For example, as shown in FIG. 11, when the
도 12는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 분리된 전력 계통을 포함하는 선박용 전력 공급 시스템의 개략적인 시스템 구조도이다. 12 is a schematic system structure diagram of a marine power supply system including a separate power system according to another embodiment of the present invention.
상기 도 12의 전력 공급 시스템(1)은 도 11의 전력 공급 시스템(1)의 구성과 유사하므로, 차이점을 위주로 설명한다. Since the power supply system 1 of FIG. 12 is similar to the configuration of the power supply system 1 of FIG. 11, the differences will be mainly described.
일 실시예에서, 쓰러스터 모터(152)가 필수부하 전력 계통(100) 이외의 전력 계통(예컨대, 서비스부하 전력 계통(200))에 연계된 전력 공급 시스템(1)에서, 서비스부하 전력 계통(200)은 가변 RPM 발전기를 이용하여 상기 쓰러스터 모터(152) 또는 서비스부하(250)에 전력을 공급한다. In one embodiment, in a power supply system 1 in which the thruster motor 152 is linked to a power system other than the required load power system 100 (eg, the service load power system 200), the service load power system ( 200 supplies power to the thruster motor 152 or the
도 12를 참조하면, 발전부(210)는 가변 RPM 발전기(211)를 포함한다. 그리고 서비스부하 전력 계통(200)은 가변 RPM 발전기(211)와 배전반(230)의 주파수 매칭을 위해 전력 변환기(220)를 포함할 수 있다. 이 경우, 발전기(211)의 운전 속도를 제어하여 발전 효율을 증가시킬 수 있다. Referring to FIG. 12, the
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 전력 공급 시스템(1)은 쓰러스터 모터(152)를 필수부하 전력 계통(100) 이외의 전력 계통에 연계하면서, 서비스부하 전력계통 내 부하단의 특성에 맞게 고정 RPM 또는 가변 RPM 발전기로 구성할 수 있다. As shown in FIGS. 11 and 12, the power supply system 1 links the thruster motor 152 to a power system other than the essential
한편, 상기 도 11 및 도 12를 참조하여 서술된 전력 공급 시스템(1)은 다양한 형태로 변형되어 구현될 수 있다. Meanwhile, the power supply system 1 described with reference to FIGS. 11 and 12 may be embodied in various forms.
일 실시예에서, 도 8과 유사하게, 서비스부하 전력 계통(200)은 배전반(230)에서 서비스부하(250)까지 저압 배전이 되도록 구성된다. 또한, 서비스부하 전력 계통(200)은 쓰러스터 모터(152)가 배전반(230)으로부터 승압 변압기(261) 및/또는 스타터 패널(Starter Panel, S/T)을 통해 전력을 수신하도록 구성된다. In one embodiment, similar to FIG. 8, the service
다른 일 실시예에서, 서비스부하 전력 계통(200)은, 쓰러스터 모터(152)로의 전력 공급을 위해 배전반(230)과 쓰러스터 모터(152) 사이에 승압 변압기(261) 및/또는 스타터 패널이 배치되고, 서비스부하부(250)로의 전력 공급을 위해 배전반(230)과 서비스부하부(250) 사이에 상기 승압 변압기(261)와 별개의 승압 변압기(미도시) 및 감압 변압기(266)가 배치되도록 구성될 수 있다. In another embodiment, the service
본 명세서에서, 도 3을 중심으로 도시된 전력 공급 시스템(1)의 구조는 선박에 포함된 부하 용량과 같은 선박 환경에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 전력 계통(100)에 포함된 발전기는 3개일 수 있다. 또한, 3개의 발전기의 발전 용량은 동일하거나, 또는 모두 동일하지 않을 수도 있다.In this specification, the structure of the power supply system 1 shown around FIG. 3 may be different depending on the ship environment such as the load capacity included in the ship. For example, three generators may be included in the
또한, 도 3의 배전반(130)에 적용된 440V은 단지 도 1의 6.6kV에 비해 낮은 전압을 나타내는 예시적인 전압으로서, 배전반(130, 230)은 경우에 따라 상이한 전압으로 전력을 공급할 수도 있다. 예를 들어, 상이한 부하의 정격 전압에 따라 450V가 배전반(130)에 적용될 수도, 또는 교류(AC)/직류(DC) 인버터에 의해 690V가 배전반(230)에 적용될 수도 있다. In addition, 440V applied to the
추가적으로, 전력 공급 시스템(1)은 시간대(또는 운전 모드)에 따라 발전기의 운전을 제어하고, 부하부에 공급되는 전력 공급량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 전력 계통(100)의 필수부하부(150)가 두 개의 발전기(111, 112)의 발전 용량을 필요로 하지 않는 경우, 선박용 전력 공급 시스템(1)은 적어도 하나의 발전기(예컨대, 발전기(111))를 대기 발전기로 설정하여 운전을 중지하고, 필요한 경우에 대기 발전기를 이용하여 필수부하부(150)로의 전력 공급 및 그외 목적으로 사용할 수 있다.In addition, the power supply system 1 may control the operation of the generator according to the time zone (or the operation mode) and adjust the amount of power supplied to the load unit. For example, if the required
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the present invention described above has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and variations may be made therefrom. However, such modifications should be considered to be within the technical protection scope of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
1: 선박용 전력 공급 시스템
200: 서비스부하 전력 계통
10: 발전부
210: 서비스부하 발전부
20: 고압 배전반
211, 212: 발전기
30: 고압/저압 변압기
213: 스위치
40: 저압 배전반
216: AC/DC 컨버터
50: 부하부
230: 배전반
60: 비상 배전반
231, 232: 버스
100: 필수부하 전력 계통
233: 버스 연결 차단기
110: 필수부하 발전부
240: 스위칭부
111, 112: 발전기
250: 서비스부하부
113: 스위치
256: DC/AC 컨버터
116: AC/DC 컨버터
260: 변압부
130: 배전반
261: 승압 변압기
131, 132: 버스
266: 감압 변압기
133: 버스 연결 차단기
270: 제1 하위 배전반
152: 쓰러스터 모터
280: 제2 하위 배전반
153: 승압 변압기
154: 하위 배전반
155: 변압기
156: DC/AC 컨버터
160: 비상 배전반1: Marine power supply system 200: service load power system
10: power generation unit 210: service load generation unit
20:
30: high / low voltage transformer 213: switch
40: low voltage switchgear 216: AC / DC converter
50: load portion 230: switchboard
60:
100: required load power system 233: bus connection breaker
110: required load generation unit 240: switching unit
111, 112: generator 250: service load
113: switch 256: DC / AC converter
116: AC / DC converter 260: transformer
130: switchboard 261: step-up transformer
131, 132: bus 266: pressure reducing transformer
133: bus connection breaker 270: first lower switchboard
152: thruster motor 280: second lower switchboard
153: boost transformer
154: lower switchboard
155: transformer
156: DC / AC converter
160: emergency switchboard
Claims (9)
필수부하에 연관된 제1 전력 계통; 및
서비스부하에 연관된 제2 전력 계통을 포함하되,
상기 제2 전력 계통은 저압 전력을 발전하여 서비스부하에 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 선박.
In ships with required and service loads,
A first power system associated with the required load; And
A second power system associated with the service load,
The second power system is a vessel characterized in that to generate power to the low-voltage power supply to the service load.
상기 제2 전력 계통은 제2 발전부, 제2 배전반 및 선박의 서비스를 위한 서비스부하를 포함하며,
상기 서비스부하는 냉동 컨테이너를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
The method of claim 1,
The second power system includes a service load for service of the second power generation unit, the second switchboard, and the ship,
The service load includes a refrigerated container.
상기 제2 배전반은 저압 배전반으로서, 선미부의 엔진 룸에 배치된 것을 특징으로 하는 선박.
The method of claim 2,
The second switchboard is a low-pressure switchboard, characterized in that arranged in the engine room of the stern.
상기 냉동 컨테이너의 적어도 일부는 선수부에 위치한 냉동 패널을 통해 제2 배전반으로부터 전력을 전달받는 것을 특징으로 하는 선박.
The method of claim 2,
At least a portion of the refrigeration container is a vessel characterized in that the power is received from the second switchboard through a refrigeration panel located in the bow portion.
상기 제2 전력 계통은 제2 배전반의 저압 전력을 고압 전력으로 변환하여 상기 냉동 패널에 전달하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 선박.
The method of claim 4, wherein
And the second power system is further configured to convert the low voltage power of the second switchgear into high voltage power and transmit the converted low voltage power to the refrigeration panel.
상기 제2 전력 계통은,
제2 배전반의 저압 전력을 고압 전력으로 변환하는 승압 변압기; 및
상기 고압 전력을 저압 전력으로 변환하여 상기 냉동 패널로 출력하는 감압 변압기를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
The method of claim 5,
The second power system,
A boost transformer for converting the low voltage power of the second switchboard into the high voltage power; And
And a decompression transformer for converting the high voltage power into the low voltage power and outputting the high pressure power to the refrigeration panel.
상기 승압 변압기는 엔진 룸에 배치되는 것을 특징으로 하는 선박.
The method of claim 6,
The boost transformer is arranged in the engine room.
상기 감압 변압기는 거주구 하부 공간(Accomm. under space)에 배치되는 것을 특징으로 하는 선박.
The method of claim 6,
The decompression transformer is a vessel, characterized in that disposed in the accommodation space (Accomm. Under space).
상기 제1 전력 계통 및 제2 전력 계통은 고정 RPM 발전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.The method of claim 1,
The first power system and the second power system include a fixed RPM generator.
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