1 集裝箱堆場(chǎng)及 ＲTG “油改電”供電布置概況公司現(xiàn)有龍門吊箱區(qū) 57 個(gè)，長(zhǎng)度均為 270 m，堆場(chǎng)布置呈倒 “L”型。共有 52 臺(tái) ＲTG，其中諾爾公司 36 臺(tái)，振華公司 16 臺(tái)。諾爾龍門吊發(fā)電機(jī)規(guī)格為 400 V，50 Hz，振華龍門吊發(fā)電機(jī)規(guī)格為 440 V，50 Hz。

根據(jù)堆場(chǎng)布置情況及箱區(qū)行車道的狀況，公司采用低架滑觸線方式實(shí)施 ＲTG “油改電”。

2 ＲTG “油改電”項(xiàng)目介紹

供電概況: 在堆場(chǎng)中心部位 F 箱區(qū)，新設(shè) 1 座6 kV 開關(guān)站，引出 8 條 6 kV 電源至各箱區(qū)變電站。各箱區(qū)東側(cè)中心位置分別設(shè) 1 座箱式變電站，通過其變壓器降壓至 400 V，而后接至位于滑觸線下面的供電配電箱，由供電配電箱引出電纜上電至滑觸線，再通過隨龍門吊同步移動(dòng)的集電器將電源引至龍門吊，用作龍門吊供電電源。供電流程見圖 1。

龍門吊轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)，通過集電器上的供電電纜插頭的插拔，在滑觸線供電與柴油機(jī)供電之間相互轉(zhuǎn)換。整體項(xiàng)目涉及供配電、滑觸線、龍門吊供電改造 3 大部分。

2.1 供配電

龍門吊沖擊負(fù)荷大、持續(xù)時(shí)間短，其供電線路的壓降問題關(guān)系到龍門吊能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，變壓器位置的合理布置及其容量的選擇尤為重要。下面根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)變壓器進(jìn)行選取。

滑觸線技術(shù)要求: “滑觸線供電裝置應(yīng)能分別給 2 臺(tái)龍門吊共用 1 條滑觸線。

”由于每臺(tái)龍門吊*大需求功率為 250 kW。計(jì)算變壓器需求容量:

P = 3槡UI*大 ( 1)

I*大 = 360 A，即每臺(tái)龍門吊*大電流為 360 A。

滑觸線*遠(yuǎn)端時(shí)的電壓降 ( 1 條滑觸線供 2 臺(tái)龍門吊時(shí)) :

ΔU = 3槡IjfZL ( 2)

ΔU% = ΔUU 額 × 100% = 9. 4% ( 3)

式中: ΔU 為滑觸線*遠(yuǎn)端壓降; Ijf為滑觸線上的*大電流 ; Z 為滑觸線阻抗 ( Ωkm) ; L 為滑觸線長(zhǎng)度 ( km) ; 在距離*遠(yuǎn)端 255 m 處上電。ΔU =37. 6 V，其滑觸線尾端壓降小于電源電壓的 10% ，滿足要求。

A、B 箱區(qū)滑觸線有 5 條，其它 C，D，E，F(xiàn)，L，M 共 6 個(gè)箱區(qū)滑觸線有 8 條。

A，B 箱 區(qū) * 大 計(jì) 算 功 率 P*大 = 3槡 UI*大 =2 494kW; 其變壓器需求功率 P = nP*大 η = 935 kW。

因此，A，B 箱區(qū)變壓器容量取 1 250 kVA，

規(guī)格為: ZBW9-1 2506. 3 ± 3 × 2. 5% 0. 42。

同上，C，D，E，F(xiàn)，L，M 箱區(qū)*大計(jì)算功率: P*大 = 3槡UI*大 = 3 990 kW; 其變壓器需求功率 P = n P*大 η = 1 496 kW。

因此，C，D，E，F(xiàn)，L，M 箱區(qū)變壓器容量取 2 000 kVA，規(guī) 格 為: ZBW9-20006. 3 ± 3 ×2. 5% 0. 42。

式中: P 為功率; ，n 為同時(shí)系數(shù) ( 取 0. 3) ; I 為電流; U 為電壓; η 為變壓器工作效率 ( 取值 0. 8) 。

為使龍門吊在滑觸線尾端時(shí)電壓能滿足要求，把變壓器輸出電壓設(shè)置為 420 V。

變壓器容量及布置位置一經(jīng)確定，其它設(shè)備就可按照供電原則選取。

2.2 滑觸線

滑觸線是產(chǎn)生電壓壓降的主要部件，本工程、供電配電箱的出線電纜連至滑觸線*遠(yuǎn)端 255 m處。由于滑觸線*大電流為 720 A，因此，滑觸線選取型號(hào) DHH-1 000A。導(dǎo)體材質(zhì)為鋁。當(dāng)龍門吊作業(yè)時(shí)，所需電源由集電小車上的供電裝置將市電從滑觸線輸送到龍門吊，集電小車沿其軌道跟隨龍門吊移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)供電。轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)，通過供電電纜插頭的插拔可在滑觸線供電與柴油機(jī)供電之間相互轉(zhuǎn)換。

為防止滑觸線被龍門吊撞擊及操作人員的帶電插拔插頭，在集電小車上安裝了一個(gè)按鈕，以便于切斷龍門吊電源，并設(shè)計(jì)有防帶電拔插功能的供電插頭。另外，設(shè)計(jì)安裝了防鋼絲繩脫鉤檢測(cè)裝置，避免在鋼絲繩沒有完全脫開的情況下，行走大車把集電小車?yán)龌€。此外，利用 GPS定位技術(shù)來控制龍門吊大車行走位置，避免龍門吊在用市電情況下脫離滑線，損壞集電小車。

2.3 龍門吊供電改造部分

為配合滑觸線的保護(hù)功能，在龍門吊的主、輔回路上也做了相應(yīng)的改造。

2.3.1 主回路改造

為利于龍門吊轉(zhuǎn)場(chǎng)，在龍門吊海、陸兩側(cè)各安裝 1 只大容量插座。插座上設(shè)計(jì)有限位檢測(cè)，該信號(hào)傳入 PLC，參與連鎖控制，防止龍門吊在柴油機(jī)供電時(shí)沒有拔出插座的情況下行走大車，從而拉斷供電電纜。另外在龍門吊海、陸兩側(cè)各安裝 1 個(gè)電源自動(dòng)切換系統(tǒng)，通過該裝置進(jìn)行柴油發(fā)電機(jī)和市電供電轉(zhuǎn)換。由于振華龍門吊發(fā)電機(jī)供電電源為 440 V，50 Hz，不適合滑觸線供電電源 400 V，50 Hz。調(diào)整了振華龍門吊發(fā)電機(jī)的輸出電壓，同時(shí)更換了控制變壓器以及變頻器等相關(guān)保護(hù)元器件的設(shè)定值。

2.3.2 輔助回路改造

在龍門吊的海側(cè)和陸側(cè)安裝相關(guān)的激光測(cè)距限位和機(jī)械限位，控制龍門吊與滑觸線鋼結(jié)構(gòu)之間的距離，防止龍門吊與滑觸線鋼結(jié)構(gòu)碰撞。在龍門吊海、陸兩側(cè)安裝位置檢測(cè)裝置，降低龍門吊在堆場(chǎng)端部行走速度。同時(shí)，利用龍門吊 GPS定位系統(tǒng)，對(duì)大車在端部的行走時(shí)進(jìn)行了兩次保護(hù)，防止龍門吊在連接滑觸線供電電纜的情況下沖出堆場(chǎng)。

3 油改電經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益

通過 ＲTG “油改電”的改造，取得了預(yù)期效果。經(jīng)過 8 個(gè)月的應(yīng)用，不僅獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，在減排方面也取到了明顯成效。改造后能耗明顯下降，能耗對(duì)比見表 1。

上述 8 個(gè)月平均使用 “電”ＲTG 為 36 臺(tái)，累計(jì)節(jié)約能耗 995 t 標(biāo)煤，節(jié)約率 50% 。按柴油價(jià)格7. 86 元kg，電價(jià) 1. 01 元kW·h 計(jì)算，8 個(gè)月節(jié)約

金額 799 萬元。據(jù)此推算，年可節(jié)約 1 200 萬元。

ＲTG 全投入后為 42 臺(tái)，經(jīng)測(cè)算，年發(fā)動(dòng)機(jī)組保養(yǎng)成本可節(jié)約 42 × 8. 3 = 348. 6 萬元?？傆?jì)年可節(jié)約成本: 1 200 + 348. 6 = 1 548. 6 萬元。項(xiàng)目總投資:4 800 萬元，投資回收期約: 3. 1 a。

減排作用也明顯，以康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)為例，排ＲTG 用電作業(yè)臺(tái)數(shù)一般為 42 臺(tái)，平均利用率為 84% ，則可計(jì)算出年減排量約 1 571 t。

4 結(jié)論

通過低架滑觸線方式的 ＲTG 改造，取得了預(yù)期效果，并在推進(jìn)企業(yè)的節(jié)能降耗，提升經(jīng)濟(jì)效益，降低環(huán)境污染方面也達(dá)到了滿意成效。

1) 選擇恰當(dāng)?shù)娜萘?、合理的分布位置，箱式變電站能有效提?ＲTG 工作所需的電源;

2) 選型合適并配合必要的保護(hù)措施，滑觸線能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)取電而不被 ＲTG 撞損;

3) ＲTG 通過主輔回路的改造，能達(dá)到滿意的用電效果。對(duì)于 ＲTG 轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)不方便、影響效率的不足之處，通過購置發(fā)電車，解決了轉(zhuǎn)場(chǎng)問題。