一種自裝卸移動應急電源的設計

尤曉亮 康雪晶 賈芳麗 謝曉磊

摘 ?要：傳統箱變因體積小、深入負荷中心在城市配電網中得到廣泛使用，但其一旦投入使用，位置即固定，機動性差。文章設計的自裝卸移動應急電源，從架空取電后，可以深入居民負荷中心，同時也可為建筑工地、小型工廠等場所提供臨時供電。移動應急電源配置一套自裝卸系統，可以在無吊車的情況下實現裝置的自裝自卸。同時移動應急電源具有良好的機動性，可以作為應急裝置使用。

關鍵詞：自裝卸;應急電源;電纜盤

中圖分類號：TN86 ? ? ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）01-0100-02

Abstract： The traditional box transformer is widely used in the urban distribution network because of its small size and deep into the load center， but once it is put into use， the position is fixed and the mobility is poor. After taking electricity from the overhead， the self-loading and unloading mobile emergency power supply designed in this paper can not only go deep into the residents' load center， but also provide temporary power supply for construction sites， small factories and other places. The mobile emergency power supply is equipped with a set of self-loading and unloading system， which can realize the self-loading and self-unloading of the device without a crane. At the same time， the mobile emergency power supply has good mobility and can be used as an emergency device.

Keywords： self-loading and unloading; emergency power supply; cable tray

1 概述

隨著市場經濟的發展，國家在城鄉電網建設和改造中，要求高壓直接進入負荷中心，形成高壓受電-變壓器降壓-低壓配電的供電格局，所以供配電要向節地、節電、緊湊型、小型化、安全、無污染、無人值守的方向發展。應急電源車[1-3]是一種能深入負荷中心作為受電和配電的新型成套設備，具有結構先進、安全可靠、方案眾多、組裝靈活、建設周期短、投資少、見效快等優點，但因其10kV側設置出線少，在需要對變電站進行改造或臨時需增加出線時，不能滿足使用需求。同時，應急電源車配置了底盤車及牽引車，大大增加了使用成本。

開展自裝自卸智能移動型應急電源及其快速投運技術研究及應用，實現應急電源自裝自卸可移動，免吊裝等功能，無需將應急電源與車輛集成一體，避免車輛上牌照等復雜手續，解決了臨時應用、時間緊急、不停電運維等問題，將對電網安全穩定運行具有重大意義，具有廣闊的使用場景。

2 研究內容

移動應急電源設計尺寸為8000×3000×3000mm（長×寬×高），主要由抗震性能好的10kV箱式固定柜、0.4kV低壓柜、自裝卸系統、電動電纜盤等，所有設備布置在艙體內，艙體外配置一套自裝卸系統，移動應急電源布置圖如圖1所示。

2.1 移動應急電源技術

移動應急電源分為高低壓隔室，10kV高壓室1進4出，設置1面PT柜，1面站用變柜，配置出線保護及母線測控裝置、計量電度表、間隔層交換機等;0.4kV低壓室設置1面進線柜，1面MNS低壓出線柜，同時配置1面40AH一體化電源屏（從站用變取電，為保護測控裝置、開關柜電動機構、小母線等供電），預留1面后臺監控屏。

10kV側進線采用電纜進線，可從架空線或變電所取電，站用變壓器將10kV來電變為0.4kV，為低壓柜供電，變壓器和低壓開關柜采用電纜連接，所有電纜全部在應急電源艙體電纜夾層走線，在滿足安全和使用需求的前提下，保證整體的美觀。

移動應急電源預留有10kV出線及0.4kV出線，即可為小型工業用戶、建筑工地等負荷供電，又可深入負荷中心，在居民小區檢修或應急供電時保障供電。

2.2 自裝卸技術

移動應急電源設計為移動應急設備，在轉場使用時需考慮便捷裝卸。目前自裝卸技術[4-5]多用于砂石等自裝卸或轉運垃圾車的自裝卸，裝卸方式簡單，前者為直接從拖車上滾落到地面，后者為有大角度傾斜滑落至地面，均不適用于電力設備的自裝卸。

設計一種固定于應急電源艙體四角的升降機構，可在現場無吊車環境下實現應急電源從運輸車輛的自裝自卸。升降機構布置在應急電源艙體寬度方向側，如圖示，工作時，升降機構旋轉出，隨著升降桿伸出，可將艙體垂直托起，高于運輸車輛，此時車輛可駛入或駛離移動應急電源下方，收回伸縮桿，應急電源落至運輸車輛或地面，升降機構復位，應急電源進行簡單接線或拆線即可開始工作或運輸至下一使用地點。

固定式電動方艙升降機構是固定于應急電源艙體四角的隨艙移動的升降機構。它主要由固定套桿、升降桿、減速電機與活動支承架等結構組成。升降運動采用絲桿傳動方式。工作時，集成控制系統根據要求可進行自動和人工兩種操作界面模式的切換，以達到升降機構工作的所需狀態。

升降機構由減速電機輸出力矩帶動傳動桿，再由傳動桿帶動頂部齒輪箱齒輪并將力矩傳動給絲桿，使升降桿垂直上下伸縮，達到方艙的升降目的。方艙在升降過程中，四角獨立的升降機構可自動進行動態平衡調整，始終保持應急電源的平衡姿態，達到安全、穩定、可靠的作業要求。

該自裝卸系統特點是傳動效率高、重量輕。升降機構利用方艙角件孔、聯接座等構件與方艙構成了一個穩固的結構，穩定性好，可安裝在方艙的端面或側面;整體式的齒條立柱結構，提高了該機構的抗風能力和地面坡度的適應性;球型支座底盤也適用于野外地面使用。

自裝卸系統具有單腿支撐重量大，支撐穩定性好，調平速度快，調平精度高，低溫性能好、環境適應能力強等特點，具有單腿點動及多腿自動聯動、一鍵自動調平等功能，無需輔助設備、不受場地限制等特點。本方案是以伺服控制器控制核心，和伺服電機、電動缸、傳感器、為執行單元的機電式四點支撐自動隨動控制系統，能夠實現機電式車載平臺自動升降系統的全自動化、全閉環控制。

自裝卸系統主要特點：（1）可在環境溫度為-40℃～50℃條件下正常可靠工作;（2）具備收起和支撐到位顯示，具備一鍵抬升、一鍵收起和單獨支撐收起的功能;（3）支腿升降時間小于15分鐘;（4）升降支腿底部采用球頭結構，保證在不平的地面支撐情況下無側向力，保證艙體整體的平衡;（5）具備手動升降功能，在掉電狀態下可通過搖把手動升降支撐;（6）設置限位開關控制升降支腿的行程，行程超過限位開關，電機將自動斷電;（7）即可采用控制箱就地控制電機正反轉調節支腿的升起和降落，又可采用遙控手柄遠距離操控支腿動作。

2.3 電纜自動收放技術

移動應急電源外接電源采用柔性電纜接入，該種電纜彎曲半徑小，可反復折疊。為方便現場使用，縮短現場收放電纜時間，研制一種電動電纜盤，可實現現場電纜收放的電動操作，解放人力，提高工作效率。

電動電纜盤主要由繞線輪組件、電動繞線盤骨架、手動聯軸器、手剎裝置、電動機、傳動軸、固定式控制盒、手動換向裝置、控制系統等部件組成。通過電機的正反來完成收、放電纜;在不通電時，也可手動操作，通過手動離合器實現手動收放電纜。

設計的電動電纜盤結構性能：（1）具備手電一體功能。即可電動操作，又可斷電情況下實現手動操作;（2）具備繞線盤鎖緊裝置，在運輸或較大風力時可大面積鎖住繞線盤不讓其轉動，同時鎖緊裝置松緊程度可通過螺紋調節;（3）電動電纜盤可收放單根電纜，也可同時收放多根電纜。

3 結束語

設計的移動應急電源艙體采用集裝箱外殼，防水密封性好，可以適用于多種惡劣天氣或其他復雜環境，配置的自裝自卸系統可以在無起吊裝置的情況下實現應急電源的自裝自卸，可廣泛應用于居民小區等道路狹窄、吊裝機械不易進場或地廣人稀，無吊裝機械等場所。同時移動應急電源接入系統安全、方便、快捷，亦可在應急搶修、臨時供電等場合發揮功能。

參考文獻：

[1]陳佩，李欽龍.移動應急電源車行業發展探析[J].科技創新與應用，2016（26）：81.

[2]張小委，騰增，王月云，等.移動電源車在電力應急預案中的應用及發展前景[J].農業裝備技術，2017，43（4）：50-52.

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[4]吳慶付，王濟虎，王磊，等.整體自裝卸發電放艙設計[J].移動電源與車輛，2015（2）：18-22，27.

[5]趙重年，汪子盛，李紅勛.國外40英尺集裝箱自裝卸運輸車產品及發展趨勢分析[J].專用汽車，2018（9）：63-67.