轮胎式集装箱场桥油改电项目电力电气设计

郑允殿

辽宁省营口港务集团粮食公司 辽宁营口 115000

1 RTG“油改电”设计方案种类

目前对于RTG“油改电”的设计方案主要有三种，分别是电缆卷筒方案、滑触线供电高架和底架这三种方案。它的主要原理是在最基本的柴油发电机组的发电的状态下又添加了一组供电的设备，使得轮胎式起重机的工作提供了一定的资源。

1.1 电缆卷筒方案

主要的供电方法是通过在门的侧架设置一组卷筒，然后将电缆围绕在卷筒上，然后一端的电缆和RTG的供电线路箱连接，另一端沿着地面的线槽直通到市电接线箱。当RTG在运行的过程中，电缆卷筒会根据接线箱的相互间距进行加减电缆。

1.2 高架滑触线方案

对于高架滑触线供电方案它的主要方法是在架好的铜滑线的高空处来达到上电的过程，RTG就可以通过在高压电线的接触来获得电力的供电能源。

1.3 低架滑触线方案

对于低架滑触线这种一类方案，它是在原有设备工艺的基础改造而成的，它是改造的是集装箱的整个内部的箱区，然后在其内部设置线路和集电小车轨道，在集电小车的碳刷和滑触线接触的共同作用使得RTG实现了现阶段的市电替换燃油的不定式供电系统。在RTG的日常工作中，由于柴油发电机的定制运作，使得整个设计的机械装置整个供电全部转移给RTG。这样RTG就可以通过滑触线进行移动，将所有集装箱区域工作全部覆盖；但是当RTG在转移到另一个集装箱区域工作时，则会把所有供电的电源开关关闭，防止与RTG相关联，然后只能有柴油发电机组进行供电转移。当柴油发电机组完成工作后，所有的工作流程及供电模式就转换成市电供电[1]。

2 油改电的电气改造

在电气的改造中，增加1个高低压电气柜，进行市电和柴油发电机的电源转换。增加1台电力变压器，额定容量为450kVA，输入电压690VAC，输出电压与RTG原电压相同。恢复联动台上柴油发动机远程操作功能。增加两侧激光防撞、减速限位装置。加装RTG防撞滑触线的PLC程序保护。增加柴油机房侧、电气房侧集电小车电气配置。增加集电小车PLC电气控制。

R5堆场箱式变电站电气配置：变压器电压配置。电压：初级为10kVAC，次级为690VAC。

变压器额定容量配置。H、M、R堆场最多安排10台RTG作业，单台作业时最高功率为400kV·A，用电设备的总额定容量为4000kV·A，取需用系数Kx为0.4。变压器额定容量计算公式如式：

3 三种设计方案的优缺点

3.1 电缆卷筒方案

优点：①整体的卷筒系统是单独成套的，每个设备都有自己的系统，整体的安全性比较高，不受到其它的影响；②RTG行走时，电缆卷筒收放电缆时根据距离的间距收放，不会因岸电箱布置而变换；③在增加的设备中，主要在RTG的中下部位，它的整体高度低，挡风能力不较好；④对于码头的整体建设当中，主要增加几个组建设备，你如变压器、导揽体等，这些设备的基建投资成本比较低[2]。

缺点：①在原每台RTG基础上增加一套市电供电装置，包括机载变压器、电缆卷筒驱动控制柜、电缆卷筒、卷筒驱动电机支架和维修平台。设备改动较大，单车改造成本相对较大。机上改造部份较复杂，有一定的维护成本；②每台RTG均需增加上述设备，且整机重量增加较多，约为3.5t；③RTG跑道上必须挖设电缆沟，不利于集装箱卡车的行走；④需要防止车辆或者RTG压到供电电缆而导致的供电电缆受损，RTG往往需要加装防撞装置并减速运行。一旦发生碰撞，维护成本较高；

3.2 高架滑触线方案

高架滑触线方案需在水平方向的多箱区之间建造高架铁塔，铁塔之间用滑触线连接，吊车集电器采用支撑辫子和滑导受电的形式。

优点：①滑触线架设高度在25m以上，超过RTG和码头其它移动设备的高度，对港口设备没有妨碍；②基本不占用堆场通道空间，不影响集装箱卡车通行；③高架滑触线可实现长距离连续布置；④RTG可在一定范围内自由实现横向过场作业；⑤系统供电效率高，综合经济性很好；⑥设备使用寿命很长，主要部件在30～50年以上，维护成本低。

缺点：①高架滑触线载流截面不能满足多台场桥同时作业的需要；②滑触线距离地面较高，维护较为困难；③高塔架投资成本较高，场桥顶部需安装集电器装置；④RTG纵向转场需人为摘挂滑线，安全性差；⑤对自然环境因素较为敏感，尤其是大风天气以及雷电天气；⑥集装箱区域需要多种箱变，设置电缆也较多。

3.3 低架滑触线方案

低架滑触线的方案主要运用在集装箱的堆场的区域内然后是指滑触线的供电线路以及机电小车的轨道，给RTG的供电方式只要是通过集电小车上的碳刷与滑触线的接触而提供的电源[3]。

优点：①改造难度小，方便安装；②供电线路低，能够阻挡大风天气的影响；③改造整体的浮动小，一定程度上提高RTG的重量；④可以对个设备一同使用一条滑触线；⑤切换转场工作在无电工作条件下安全进行；⑥整体外观干净整洁，方便安装拆卸工作。

缺点：①线架高度低，集电装置复杂，调节长度，难度大，成本高；②RTG的占用通道空间大，影响集装箱卡车运行；③要防止车辆或者RTG撞到供电支架而导致供电滑触线受损，RTG往往需要加装防撞装置并减速运行。一旦发生碰撞，维护成本较高；④滑触线安装高度低，有触电危险，安全性差；⑤不能实现长距离连续布置；⑥横向转场及纵向转场都需断电、人为插拔插头。

4 结语

综上所述，这三种场桥油改电的设计方案都能够实现各自的作用，虽然从在一些问题，但依然有一些可圈可点的优点所在，就比如对于RTG来讲，它的整体改造的特点是它的灵活性比较强，调整过程计较便捷。通过改变在箱区间的供电方式，将使用柴油改为使用电网电源，可以大幅度降低能耗成本，减少柴油消耗，减少污染。