“油改電”輪胎吊供電電源無縫切換改造方案

周興奎

1 “油改電”輪胎吊供電電源切換存在的問題

傳統(tǒng)輪胎式集裝箱門式起重機（以下簡稱輪胎吊）使用柴油發(fā)電機組作為供電系統(tǒng)，在堆場內(nèi)作業(yè)時不受場地限制，可以自由轉(zhuǎn)場作業(yè)。為確保輪胎吊能夠自由轉(zhuǎn)場作業(yè)，在確定輪胎吊“油改電”改造方案時，綜合分析各種方案優(yōu)缺點后選取低架式滑觸線改造方案。

“油改電”輪胎吊攜帶的柴油發(fā)電機組功能發(fā)生變化，由改造前的主要動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦脑旌筝喬サ蹀D(zhuǎn)場過街輔助動力系統(tǒng)?！坝透碾姟陛喬サ踉诙褕鰞?nèi)作業(yè)所需的電能由市電電源供應(yīng)，這導(dǎo)致其在作業(yè)過程中需要進行市電電源與柴油發(fā)電機組電源（以下簡稱柴電電源）切換，以保證設(shè)備能夠自由轉(zhuǎn)場作業(yè)。由于系統(tǒng)采用交流上電供電方式，無法直接并網(wǎng)切換電源，傳統(tǒng)做法是通過2個有機械互鎖功能的接觸器實施硬件連鎖控制來實現(xiàn)市電電源與柴電電源的切換。該電源切換方式存在以下問題：

（1）在進行電源切換時，電氣設(shè)備需要斷電重啟，導(dǎo)致電氣設(shè)備經(jīng)歷上電沖擊的次數(shù)增加，使其使用壽命縮短且可靠性降低；

（2）控制電源切換的硬件控制回路復(fù)雜；

（3）由于柴電電源與市電電源切換時存在短暫斷電間隙，需要在司機室虛擬機終端和對講機上安裝不間斷電源，以減少對司機操作的影響，從而導(dǎo)致設(shè)備維護成本增加。

2 “油改電”輪胎吊供電電源無縫切換改造方案

2.1 改造原理

采用HINTYE“油改電”輪胎吊柴電電源與市電電源并聯(lián)控制器替換輪胎吊原有柴油發(fā)電機控制面板，更新控制器的控制參數(shù)，保留柴油發(fā)電機系統(tǒng)原有的發(fā)動機保護功能，拆除系統(tǒng)原有的柴電電源接觸器與市電電源接觸器之間的機械互鎖，使柴電電源接觸器和市電電源接觸器可以同時吸合，以實現(xiàn)柴電電源和市電電源并網(wǎng)供電。HINTYE控制器通過交流互感器傳入的市電電源相位角等信息調(diào)整發(fā)電機的輸出相位角，實現(xiàn)電源切換時市電電源與柴電電源并網(wǎng)供電，并通過提高或降低柴油機的輸出功率，實現(xiàn)供電電源切換（見圖1）?！坝透碾姟陛喬サ豕╇婋娫礋o縫切換系統(tǒng)實現(xiàn)“油改電”輪胎吊換電過程自動化：當“油改電”輪胎吊行駛到換電區(qū)域時，控制器根據(jù)其實時狀態(tài)完成市電電源與柴電電源的切換。

2.2 改造內(nèi)容

（1）安裝HINTYE“油改電”輪胎吊柴電電源與市電電源并聯(lián)控制器以取代設(shè)備上原有的MRS-16控制器，由HINTYE控制器控制市電電源與柴電電源的無縫切換。HINTYE控制器具有MRS-16控制器所有的發(fā)動機保護功能。

（2）在市電電源上電端安裝電流互感器（見圖2），用以檢測市電電源的頻率和相位等信息。HINTYE控制器可以通過采集到的信息同步柴油機發(fā)電，以實現(xiàn)柴電電源與市電電源的無沖擊并網(wǎng)。

（3）修改控制回路（見圖3），實現(xiàn)HINTYE控制器對柴電電源與市電電源切換的控制。

（4）修改可編程邏輯控制器程序，以便HINTYE控制器有效判斷電源切換時機，避免誤動作。

2.3 技術(shù)創(chuàng)新

（1）“油改電”輪胎吊供電電源無縫切換改造解決了輪胎吊“油改電”后供電系統(tǒng)的缺陷，實現(xiàn)柴電電源與市電電源的無縫切換。

（2）與全電能過街系統(tǒng)相比，“油改電”輪胎吊供電電源無縫切換系統(tǒng)的改造費用較低，改造工作量較小，改造周期較短。

（3）保留原輪胎吊系統(tǒng)的柴油發(fā)電機組，柴電電源與市電電源切換的控制原理簡單，功能實現(xiàn)相對比較容易。

3 “油改電”輪胎吊供電電源無縫切換改造效果

（1）實現(xiàn)“油改電”輪胎吊過轉(zhuǎn)場時電源的無縫切換，使電氣設(shè)備在“油改電”輪胎吊切換電源時免受上電沖擊的影響。

（2）在“油改電”輪胎吊切換電源時無須斷電，因此，不需要對設(shè)備進行編碼器清零操作，從而提高設(shè)備的操作效率。

（3）不間斷供電有助于降低司機室虛擬機終端和對講機供電維護成本。

（4）改造成本較低，實用價值較高，有利于促進“油改電”輪胎吊的推廣應(yīng)用。

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2014-02-17）