岸边集装箱起重机节能技术论文

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岸边集装箱起重机节能技术论文

1方案可行性分析

1.1远程控制分合闸可行性

大多数岸桥采用10kV高压供电给主、副变压器,通常主、副变压器都处于合闸状态。主变压器主要供电给各主要机构(俯仰、起升、小车行走、大车行走)变频器、电机等驱动装置,副变压器主要供电给PLC、空调、电梯、灯光、加热器、制动器等控制、照明与辅助设备。主变压器的供电线路与副变压器的供电线路,为2条不同的独立线路,副变压器的分合闸状态不受主变压器的分合闸影响。岸桥在不作业时间,主变压器分闸后,副变压器仍可保持合闸状态,不影响上述控制、照明与辅助设备的正常使用。远程控制分合闸主变压器的实现方法,可通过在司机室操作台上加装1个主变压器远程控制开关,采用司机室到电气房或机械房的备用控制电缆将远程控制开关信号连接到主变压器分合闸回路,并对部分线路及PLC控制程序进行改造,使得司机在作业后操作此开关远程分闸岸桥主变压器,在作业前远程合闸主变压器恢复供电。另外,在控制软件程序中编入保护功能和在硬件上加装保护装置,确保岸桥作业时,司机即使误操作远程控制开关,主变压器也将无法分闸,避免了岸桥因此停电而发生事故。

1.2加装预励磁装置可行性

岸桥作业前,主变压器在合闸瞬间会产生很高的励磁涌流,一般可达主变压器额定电流6倍以上。这个瞬间励磁涌流会造成主变压器绕组变形和绝缘损坏,如果合闸次数过多会影响主变压器寿命。因此,为了降低主变压器合闸瞬间产生的励磁涌流,保护主变压器,采用在岸桥主变压器的接通主回路上加装1套预励磁装置,在合闸前先进行预励磁。该装置工作原理是,首先通过装置中的小容量预励磁变压器给供电变压器(主变)的二次侧预励磁,使供电变压器的铁心中产生正常工作电压的磁通量(即预励磁);然后再投供电变压器的一次侧(此时主变压器的铁心中通过预励磁建立稳态的交变磁通量)由于内部磁通量的稳定,不会造成供电变压器系统磁通的突变,励磁涌流很小;待供电变压器运行稳定后通过断路器将该装置切除。以某洋浦港2号岸桥为例,加装预励磁装置时。预励磁装置工作时,断路器QF3和QF4先闭合,预励磁变压器给主变压器的二次侧预励磁,同时在主变压器的一次侧感应出正常工作高压,几秒过后断路器QF1闭合,主变压器合闸;断路器QF1闭合几秒后,主变压器运行稳定,断路器QF3和QF4断开,停止预励磁。整个预励磁合闸过程,主变压器受励磁涌流的冲击非常小。

1.3加装三相避雷器可行性

岸桥作业后,主变压器分闸时,主变压器铁心中的磁场很快地消失,磁场的迅速变化,将在绕组中产生很高的瞬态电压,这可能使主变压器的绝缘薄弱处击穿。为了避免高压对变压器绝缘可能产生的损伤,可采用三相避雷器保护,三相避雷器安装于主变压器开关柜的出线侧。三相避雷器可释放变压器分闸时的过电压能量,保护主变压器免受瞬时过电压危害。

2节能效果

洋浦港曾在2012年对2号岸桥不作业时的能耗做过实际测试,保持副变压器合闸状态不变,当主变压器合闸时岸桥平均每小时电耗为20.82kW•h,当主变压器分闸时岸桥平均每小时电耗为14.57kW•h,主变压器分闸时岸桥每小时节约电能6.25kW•h。如果在岸桥不作业时分闸主变压器,按岸桥作业率20%计算,则每台岸桥每年可减少电耗6.25×24×365×(1-20%)=43800kW•h,节能效果明显,且岸桥作业率越低,节能效果就越明显。

3结束语

岸桥若采用以上节能技术进行改造,通过远程控制开关对主变压器进行分合闸,同时配以预励磁装置和三相避雷器保护,可实现在确保主变压器较少甚至避免受到频繁分合闸损害的基础上,将岸桥不作业时停止主变压器运行,有效节约电能。这种节能技术改造适用于岸桥设有主、副变压器且供电线路各自独立的情况。

作者:吴永强 单位:海南省洋浦开发建设控股有限公司