Design and hardware in the loop testing of the power system for an offshore supply vessel

Among the electrical systems, on-board installations on ships present the most stringent requirements in terms of reliability and continuity of service. The need to reduce the size and weight of the devices makes these requirements even more difficult to meet. This thesis deals with the topic of selectivity of short-circuit protection system, an essential element for limiting unnecessary power interruptions. We have considered the electrical system of an Offshore Supply Vessel (OSV), a ship dedicated to carrying out service activities, especially in oil and chemical industries. For the power distribution on such ship, a protection system based on directional logic selectivity has been designed, allowing maximum continuity of service in the event of a fault. The system employs circuit breakers equipped with integrated electronic units, which limits the overall dimensions. The project, in which logical selectivity relationships between devices have been validated during the study phase, has then been tested using the Hardware in the Loop methodology: real electronic protection units have been connected to a system simulation system that provided them current and voltage signals corresponding to the various faults, checking the correct functioning of logic interlocks and verifying in each case which circuit breakers trip.

Tra gli impianti elettrici, le installazioni a bordo di navi presentano i requisiti più stringenti in termini di affidabilità e continuità di servizio. A rendere questi requisiti ancor più difficili da soddisfare contribuisce la necessità di ridurre le dimensioni e gli ingombri dei dispositivi. In questa tesi si affronta l'argomento della selettività del sistema di protezione contro il corto circuito, elemento essenziale per limitare le interruzioni di alimentazione non necessarie. Abbiamo considerato l'impianto elettrico di un Offshore Supply Vessel (OSV), nave dedicata a svolgere attività di servizio soprattutto nel settore petrolchimico. Per tale impianto, è stato progettato un sistema di protezione basato su selettività logica direzionale, il che permette la massima continuità di servizio in caso di guasto, realizzato utilizzando interruttori automatici dotati di unità elettroniche integrate, il che limita gli ingombri. Il progetto, le cui relazioni di selettività logica tra dispositivi sono state validate in fase di studio, è stato poi validato con metodologia Hardware in the Loop: unità di protezione elettroniche reali sono state connesse ad un sistema di simulazione d'impianto che ha fornito ad esse i segnali di corrente e tensione corrispondenti ai diversi guasti, verificando il corretto funzionamento degli interblocchi logici che fa sì che in ciascun caso intervengano solo gli interruttori previsti.