1 項目實施背景
寧波港吉碼頭經(jīng)營有限公司是一家專業(yè)從事集裝箱裝卸的碼頭公司，共有堆場面積約90m2，堆場內(nèi)不均勻分布有50臺輪胎式龍門吊（以下簡稱 RT G）用于集裝箱裝卸作業(yè)。作業(yè)時 RT G 利用柴油發(fā)電機(jī)組供電，在場地內(nèi)沿跑道梁作直線運動，需轉(zhuǎn)場作業(yè)時通過設(shè)在道路上的轉(zhuǎn)向鐵板轉(zhuǎn)向，使用和配置的靈活性較好。但是，柴油發(fā)電機(jī)組工作時噪聲大，利用效率低，使用維修成本高，而且噪聲及排放的廢氣對工作及附近的居住環(huán)境影響很大。同時，隨著國際油價的節(jié)節(jié)攀升，造成港，集裝箱裝卸成本越來越高。為此，公司提出了對 RT G 進(jìn)行＂油改電＂改造的想法，即當(dāng)RT G 在堆場內(nèi)作直線運行時，舍棄原來的柴油發(fā)電機(jī)組供電模式，而采用港區(qū)原有的10kV 配電網(wǎng)絡(luò)配以適當(dāng)?shù)南涫阶儯ㄟ^供電滑觸線直接向RT G 供電，只有在 RT G 轉(zhuǎn)場時才短時間使用柴油發(fā)電機(jī)組供電。按照目前的作業(yè)情況，通過合理的調(diào)配，完全可以做到少轉(zhuǎn)場甚至不轉(zhuǎn)場，而只在直線上做跨道路作業(yè)。通過改造，碼頭作業(yè)既可以符合國家提出的綠色 GDP 戰(zhàn)略，滿足節(jié)能減排要求，又可以縮減裝卸成本。
2 供電方案比較
2?1 供電滑觸線架設(shè)方式
供電滑觸線架設(shè)方式見表1。
2?1?1 低架滑觸線供電方案
低架滑觸線供電方案是在箱區(qū) RT G 跑道梁的一側(cè)按一定的間距布置滑觸線支撐鋼架，鋼架高度一般為離地2．5～3m，上面安裝安全滑觸線，RT G 通過專用插座與集電器連接，集電器隨RT G 大車移動而在滑觸線上作同步滑動。該方案的優(yōu)點是初期投資相對較小，技術(shù)較為成熟，安裝維護(hù)方便，但對于箱區(qū)之間有道路分隔的堆場，由于滑觸線不能跨道路架設(shè)，勢必造成 RT G 在過道路時必需頻繁插拔電源插頭，頻繁啟動柴油機(jī)，在使用上不夠靈活方便，而且，由于滑觸線的支撐鋼架布置比較密，安裝高度較低，一旦 RT G略有跑偏就很容易產(chǎn)生碰撞，故比較適合小型或單獨成區(qū)的堆場使用［1］。
2?1?2 高架滑觸線供電方案
高架滑觸線供電是采用在大跨距高架鐵塔兩側(cè)架空雙鉤銀銅合金滑觸線的形式向 RT G 供電，支撐架空線的鐵塔布置在兩塊箱區(qū)中間，一座鐵塔兩側(cè)的滑觸線同時為兩側(cè)箱區(qū)工作的 RT G供電，鐵塔間距一般控制在150m 以內(nèi)，高度應(yīng)超過 RT G 的取電平臺，并考慮供電安全距離及滑線架設(shè)需要，通常采用的鐵塔高度為35 m。RT G 通過安裝支撐辮子，利用集電器的滑導(dǎo)從滑觸線上取電。該方案的優(yōu)點是由于鐵塔的架設(shè)間距較大，高度足以避開所有車輛和大型流動機(jī)械，故 RT G 可以在直線上跨箱區(qū)供電運行，避免了低架滑線供電時需頻繁插拔供電插座及頻繁啟動柴油機(jī)組的麻煩。通過合理調(diào)配，甚至可以從根本上取消柴油機(jī)及其維護(hù)，大大減少工作量。但是，鐵塔及土建基礎(chǔ)的制作成本將大大增加，對滑觸線的安裝要求也很高，造成系統(tǒng)造價相對較高?而且目前成功案例極少。這種供電方式比較適合大型或箱區(qū)間聯(lián)系較為緊密的堆場。表1所列為2種滑線安裝方式比較。通過比較，根據(jù)港吉公司堆場面積較大，箱區(qū)分布均勻，聯(lián)系緊密的特點，*終決定選用高架滑觸線供電方案。
在進(jìn)行上機(jī)電壓方案的比選中，主要考慮的是設(shè)備容量、滑線壓降、投資成本及供電的安全可靠性。
2?2?1 滑觸線采用 AC400V 電壓向 RT G 供電
由于 RT G 的所有電動機(jī)的額定電壓為AC380V，考慮到滑觸線上的壓降和 RT G 的內(nèi)阻引起的壓降，故在進(jìn)行方案設(shè)計時，首先考慮的是滑觸線采用AC400V 電壓直接向 RT G 供電，從供電電壓等級的角度來看比較安全，機(jī)上設(shè)備的改造工作量也相對較小，*主要的是各類電器元件的選擇余地很大。由于港吉公司堆場的橫向跨度達(dá)2260m，要使 RT G 能夠在這條長度上無須轉(zhuǎn)場進(jìn)行工作，即 RT G 的行走距離要貫穿整個堆場，而且在同一條銅滑線上同時工作的 RT G很多，為了滿足滑觸線各點的壓降均能小于 RT G額定電壓10％的技術(shù)要求，所以首先需要考慮變壓器的布置及上電點的數(shù)量。根據(jù)使用部門提出的工況要求，即正常工作時每條線可以掛用14臺RT G，每個單側(cè)7臺，局部4塊箱區(qū)可同時使用8臺 RT G。我們經(jīng)計算發(fā)現(xiàn)要采用4點上電的方案才能滿足要求，而場地的條件*多容許我們放置2臺箱式變，這意味著必須采用2臺箱式變并列運行，每臺箱式變分別通過2根3 mm ×185mm1mm×95mm 的低壓電纜并列向2處上電點供電的方案。但在進(jìn)行供電線路設(shè)計的現(xiàn)場踏勘中發(fā)現(xiàn)，低壓電纜的耗用量及電纜管溝開挖施工的工程量都相當(dāng)大，而且，為了滿足壓降的要求，設(shè)計采用220mm2 的雙鉤銅滑線，給架設(shè)施工也帶來很大的困難。綜上，無論是從項目經(jīng)濟(jì)性還是施工可行性角度來看，采用AC400V 低壓上電都不是*佳選擇。
2?2?2 滑觸線采用 AC1000V 電壓向 RTG 供電
針對 AC400V 低壓上電存在的施工困難及投資較大問題，提出了采用 AC1000 V 電壓向RT G 供電的方案。經(jīng)計算，采用該方案后，只需在全長2260m 的長度上，在供電中間位置設(shè)置1臺2500kVA 的箱式變作為上電點，即可滿足設(shè)備容量及系統(tǒng)壓降的要求，這也意味著可以取消所有的低壓連接電纜，而且由于供電電壓的提高，滑觸線的線徑也可以相應(yīng)減少為185mm2，從而降低造價及施工難度。但是，采用 AC1000V電壓向 RT G 供電的方案也存在一些技術(shù)上的難度。首先是變壓器及其他電氣元件均為非標(biāo)產(chǎn)品，制造成本相對較高，元件的選擇余地較小，采購周期一般較長；其次低壓側(cè)柜體也沒有符合要
求的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品可供使用，必須專門設(shè)計制造；再次就是操作的安全問題，按照規(guī)范，AC1000V 供電已經(jīng)屬于高壓范疇，雖然在礦井等特殊場合已有使用1140V 等級電壓的設(shè)備，但大規(guī)模運行的經(jīng)驗尚不夠成熟，也沒有相應(yīng)的運行標(biāo)準(zhǔn)可供參考，這就對我們的運行、操作提出了更高的要求［2］。
根據(jù)港吉公司項目改造的實際情況，*終還是選擇了 AC1000V 作為滑觸線的供電電壓。
3 結(jié)語
通過以上比較，可以發(fā)現(xiàn)采用 AC1000V 高架滑觸線向 RT G 供電，雖然在項目的實施過程中存在一定的風(fēng)險，但經(jīng)過實際建設(shè)、使用，確實可以節(jié)約投資成本，減少施工難度，適合規(guī)模較大的成片場區(qū) RT G“油改電”項目采用。
