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 進行＂油改電＂改造的想法，即當RT G 在堆場內(nèi)作直線運行時，舍棄原來的柴油發(fā)電機組供電模式，而采用港區(qū)原有的10kV 配電網(wǎng)絡(luò)配以適當?shù)南涫阶?，通過供電滑觸線直接向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，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組的麻煩。通過合理調(diào)配，甚至可以從根本上取消柴油機及其維護，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。
在進行上機電壓方案的比選中，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2260m，要使 RT G 能夠在這條長度上無須轉(zhuǎn)場進行工作，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
求的標準產(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)的運行標準可供參考，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。
