輪胎式集裝箱場橋油改電項(xiàng)目電力電氣設(shè)計(jì)

鄭允殿

遼寧省營口港務(wù)集團(tuán)糧食公司 遼寧營口 115000

1 RTG“油改電”設(shè)計(jì)方案種類

目前對(duì)于RTG“油改電”的設(shè)計(jì)方案主要有三種，分別是電纜卷筒方案、滑觸線供電高架和底架這三種方案。它的主要原理是在最基本的柴油發(fā)電機(jī)組的發(fā)電的狀態(tài)下又添加了一組供電的設(shè)備，使得輪胎式起重機(jī)的工作提供了一定的資源。

1.1 電纜卷筒方案

主要的供電方法是通過在門的側(cè)架設(shè)置一組卷筒，然后將電纜圍繞在卷筒上，然后一端的電纜和RTG的供電線路箱連接，另一端沿著地面的線槽直通到市電接線箱。當(dāng)RTG在運(yùn)行的過程中，電纜卷筒會(huì)根據(jù)接線箱的相互間距進(jìn)行加減電纜。

1.2 高架滑觸線方案

對(duì)于高架滑觸線供電方案它的主要方法是在架好的銅滑線的高空處來達(dá)到上電的過程，RTG就可以通過在高壓電線的接觸來獲得電力的供電能源。

1.3 低架滑觸線方案

對(duì)于低架滑觸線這種一類方案，它是在原有設(shè)備工藝的基礎(chǔ)改造而成的，它是改造的是集裝箱的整個(gè)內(nèi)部的箱區(qū)，然后在其內(nèi)部設(shè)置線路和集電小車軌道，在集電小車的碳刷和滑觸線接觸的共同作用使得RTG實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)階段的市電替換燃油的不定式供電系統(tǒng)。在RTG的日常工作中，由于柴油發(fā)電機(jī)的定制運(yùn)作，使得整個(gè)設(shè)計(jì)的機(jī)械裝置整個(gè)供電全部轉(zhuǎn)移給RTG。這樣RTG就可以通過滑觸線進(jìn)行移動(dòng)，將所有集裝箱區(qū)域工作全部覆蓋；但是當(dāng)RTG在轉(zhuǎn)移到另一個(gè)集裝箱區(qū)域工作時(shí)，則會(huì)把所有供電的電源開關(guān)關(guān)閉，防止與RTG相關(guān)聯(lián)，然后只能有柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行供電轉(zhuǎn)移。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組完成工作后，所有的工作流程及供電模式就轉(zhuǎn)換成市電供電[1]。

2 油改電的電氣改造

在電氣的改造中，增加1個(gè)高低壓電氣柜，進(jìn)行市電和柴油發(fā)電機(jī)的電源轉(zhuǎn)換。增加1臺(tái)電力變壓器，額定容量為450kVA，輸入電壓690VAC，輸出電壓與RTG原電壓相同?；謴?fù)聯(lián)動(dòng)臺(tái)上柴油發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程操作功能。增加兩側(cè)激光防撞、減速限位裝置。加裝RTG防撞滑觸線的PLC程序保護(hù)。增加柴油機(jī)房側(cè)、電氣房側(cè)集電小車電氣配置。增加集電小車PLC電氣控制。

R5堆場箱式變電站電氣配置：變壓器電壓配置。電壓：初級(jí)為10kVAC，次級(jí)為690VAC。

變壓器額定容量配置。H、M、R堆場最多安排10臺(tái)RTG作業(yè)，單臺(tái)作業(yè)時(shí)最高功率為400kV·A，用電設(shè)備的總額定容量為4000kV·A，取需用系數(shù)Kx為0.4。變壓器額定容量計(jì)算公式如式：

3 三種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 電纜卷筒方案

優(yōu)點(diǎn)：①整體的卷筒系統(tǒng)是單獨(dú)成套的，每個(gè)設(shè)備都有自己的系統(tǒng)，整體的安全性比較高，不受到其它的影響；②RTG行走時(shí)，電纜卷筒收放電纜時(shí)根據(jù)距離的間距收放，不會(huì)因岸電箱布置而變換；③在增加的設(shè)備中，主要在RTG的中下部位，它的整體高度低，擋風(fēng)能力不較好；④對(duì)于碼頭的整體建設(shè)當(dāng)中，主要增加幾個(gè)組建設(shè)備，你如變壓器、導(dǎo)攬?bào)w等，這些設(shè)備的基建投資成本比較低[2]。

缺點(diǎn)：①在原每臺(tái)RTG基礎(chǔ)上增加一套市電供電裝置，包括機(jī)載變壓器、電纜卷筒驅(qū)動(dòng)控制柜、電纜卷筒、卷筒驅(qū)動(dòng)電機(jī)支架和維修平臺(tái)。設(shè)備改動(dòng)較大，單車改造成本相對(duì)較大。機(jī)上改造部份較復(fù)雜，有一定的維護(hù)成本；②每臺(tái)RTG均需增加上述設(shè)備，且整機(jī)重量增加較多，約為3.5t；③RTG跑道上必須挖設(shè)電纜溝，不利于集裝箱卡車的行走；④需要防止車輛或者RTG壓到供電電纜而導(dǎo)致的供電電纜受損，RTG往往需要加裝防撞裝置并減速運(yùn)行。一旦發(fā)生碰撞，維護(hù)成本較高；

3.2 高架滑觸線方案

高架滑觸線方案需在水平方向的多箱區(qū)之間建造高架鐵塔，鐵塔之間用滑觸線連接，吊車集電器采用支撐辮子和滑導(dǎo)受電的形式。

優(yōu)點(diǎn)：①滑觸線架設(shè)高度在25m以上，超過RTG和碼頭其它移動(dòng)設(shè)備的高度，對(duì)港口設(shè)備沒有妨礙；②基本不占用堆場通道空間，不影響集裝箱卡車通行；③高架滑觸線可實(shí)現(xiàn)長距離連續(xù)布置；④RTG可在一定范圍內(nèi)自由實(shí)現(xiàn)橫向過場作業(yè)；⑤系統(tǒng)供電效率高，綜合經(jīng)濟(jì)性很好；⑥設(shè)備使用壽命很長，主要部件在30～50年以上，維護(hù)成本低。

缺點(diǎn)：①高架滑觸線載流截面不能滿足多臺(tái)場橋同時(shí)作業(yè)的需要；②滑觸線距離地面較高，維護(hù)較為困難；③高塔架投資成本較高，場橋頂部需安裝集電器裝置；④RTG縱向轉(zhuǎn)場需人為摘掛滑線，安全性差；⑤對(duì)自然環(huán)境因素較為敏感，尤其是大風(fēng)天氣以及雷電天氣；⑥集裝箱區(qū)域需要多種箱變，設(shè)置電纜也較多。

3.3 低架滑觸線方案

低架滑觸線的方案主要運(yùn)用在集裝箱的堆場的區(qū)域內(nèi)然后是指滑觸線的供電線路以及機(jī)電小車的軌道，給RTG的供電方式只要是通過集電小車上的碳刷與滑觸線的接觸而提供的電源[3]。

優(yōu)點(diǎn)：①改造難度小，方便安裝；②供電線路低，能夠阻擋大風(fēng)天氣的影響；③改造整體的浮動(dòng)小，一定程度上提高RTG的重量；④可以對(duì)個(gè)設(shè)備一同使用一條滑觸線；⑤切換轉(zhuǎn)場工作在無電工作條件下安全進(jìn)行；⑥整體外觀干凈整潔，方便安裝拆卸工作。

缺點(diǎn)：①線架高度低，集電裝置復(fù)雜，調(diào)節(jié)長度，難度大，成本高；②RTG的占用通道空間大，影響集裝箱卡車運(yùn)行；③要防止車輛或者RTG撞到供電支架而導(dǎo)致供電滑觸線受損，RTG往往需要加裝防撞裝置并減速運(yùn)行。一旦發(fā)生碰撞，維護(hù)成本較高；④滑觸線安裝高度低，有觸電危險(xiǎn)，安全性差；⑤不能實(shí)現(xiàn)長距離連續(xù)布置；⑥橫向轉(zhuǎn)場及縱向轉(zhuǎn)場都需斷電、人為插拔插頭。

4 結(jié)語

綜上所述，這三種場橋油改電的設(shè)計(jì)方案都能夠?qū)崿F(xiàn)各自的作用，雖然從在一些問題，但依然有一些可圈可點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)所在，就比如對(duì)于RTG來講，它的整體改造的特點(diǎn)是它的靈活性比較強(qiáng)，調(diào)整過程計(jì)較便捷。通過改變?cè)谙鋮^(qū)間的供電方式，將使用柴油改為使用電網(wǎng)電源，可以大幅度降低能耗成本，減少柴油消耗，減少污染。