RTG“油改電”依據供電線路的不同主要分為電纜卷筒、低架滑觸線、高架滑觸線 3 種方式。每一種改造方式都有其自身的要求及技術難點,相互很難替代,相比電纜卷筒及高架滑觸線改造技術,低架滑觸線應用*為廣泛[1 - 2]。目前,電纜卷筒主要應用在招商港務深圳有限公司、上港集團明東、滬東集裝箱碼頭等; 低架滑觸線主要應用在青島港、深圳港、天津港以及廈門港等港口; 高架滑觸線則主要應用在上港集團振東集裝箱碼頭分公司( 外高橋二
期) 等集裝箱港口[3]。依據碼頭規模及設備使用條件,小碼頭較適合用電纜卷筒方案,中小規模的可選用低架滑觸線方案,中大規模的適合用高架滑觸線方案[4]。
“油改電”是目前 RTG *有效的節能減排技術,得到了交通運輸部的大力支持和推廣。隨著“油改電”改造的大面積推廣和產、學、研單位在“油改電”技術方面研究的不斷深入,“油改電”技術也有了較大的發展,特別是在低架滑觸線改造方面,一批新技術、新設備在港口的成功應用取得了良好的經濟效益和社會效益,也為低架滑觸線“油改電”技術的推廣提供了技術支撐。
1 直流供電技術
交流供電技術*早應用于國內的 RTG “油改電”技術改造中,通常采用三相四線制( 部分港口也開始采用五線制) 供電方式將市電經過箱變轉化為450 ± 10 V AC 低壓交流電源,通過端部上電或中間上電方式采用剛性滑觸線供電線路 + 集電小車實現對 ERTG 的移動供電。
直流供電是在交流改造技術基礎上發展起來的一種新型的改造技術,其主要通過將市電經過箱變、整流裝置和電源逆變裝置轉化為 650 ± 10 V DC 直流電源,之后通過雙溝銅滑線 + 自動對位受電弓方式實現對 ERTG 的移動供電( 見圖 1) 。直流供電滑線采用雙溝銅滑線( 裸線) ,端部配置重錘張緊裝置以便控制雙溝銅滑線懸垂在安全供電范圍內,主要布置方式為單側或雙側豎直布置( 見圖 2) 。供電線路一般鋪設在盲道上,雙溝銅滑線設置在 4 m 高的安裝橫桿上。當條件受限時,供電線路也可以鋪設在超車道上,但此種布置方式影響集裝箱堆場的ERTG 作業,需根據堆場情況慎重選擇。
相對于交流供電,直流供電方式更節能、更環保,但是其滑觸線為裸露的雙溝銅滑線,生產過程存在安全隱患,特別是在集卡進出堆場、出現冰凍、強降雨等條件下,容易造成觸電危險。
2 移動集電技術
集電系統對 ERTG 移動供電,是改造工程中的關鍵一環。交、直流供電方式的不同決定了采用的集電設備也具有較大的差異: 直流供電主要采用的是自動對位受電弓,它是專門針對雙溝銅滑線開發的新型集電設備; 交流供電*先應用的是撓性牽引式集電小車,作業過程中需要人工輔助插拔,自動插拔供電系統則是為提高轉場效率發展起來的一種新型集電技術。
自動對位受電弓為連桿機構,采用電力驅動,設置電動推桿,通過彈簧伸縮,達到取電裝置在 ERTG跑偏和場地沉降狀況下的自適應,使取電裝置的隨動性增強( 見圖 1) 。自動插拔供電系統將具有伸縮裝置的小車直接安裝在 ERTG 上,ERTG 進入堆場時,小車自動伸出通過滑觸線端部的自動導引段進入滑觸線線槽,RTG 離場時,小車離開滑觸線軌道,自動縮回( 見圖 3) 。無論是直流自動對位受電弓,還是交流自動插拔供電系統,均無需人工輔助,能夠實現 ERTG 駕駛室的遠程遙控。與傳統的供電系統相比,這兩種集電技術在安全性、操作性以及自動化程度方面都有大幅提升,為實現 ERTG 高效轉場奠定了基礎。
3 電源切換技術
低架滑觸線無論是直流還是交流供電方式均無法實現自動轉場,較為常用的轉場動力為 ERTG 自身的柴油發電機組,也有部分港口開始嘗試采用超級電容或電瓶車等方式為 ERTG 提供轉場動力。但無論采用何種方式,ERTG 轉場時均需要進行電源切換。
由于直流自動受電弓與交流自動插拔供電系統實現了轉場過程中的自動控制,因此 ERTG 的電源自動切換也隨之產生。兩種供電方式的電源切換原理類似,但是直流供電方式需要增加逆變電源裝置,機上改造相對較為復雜。
4 低架滑觸線改造技術綜合分析
新技術的應用大幅提高了低架滑觸線 ERTG 的轉場效率、操作性、安全性,不同的改造方式其技術要求及改造方式差異較大。依據交、直流供電方式、移
動集電技術及電源自動切換技術的差異,針對交流撓性牽引式集電小車、交流自動插拔供電系統、直流自動對位受電弓 3 種改造方式的比較見表 1。
5 結語
隨著“油改電”技術的不斷升級及更新換代,將會有越來越多的新技術在 RTG“油改電”改造中得以應用,ERTG 的作業效率及操作性能將進一步得到提升。低架滑觸線“油改電”技術伴隨新技術、新設備的應用,雖然在一定程度上提升了 ERTG 的作業效率及安全性,但存在的問題———低架滑觸線自動轉場問題、雙溝銅滑線的使用安全性以及直流供電方式的電能回饋機制等,將在很長一段時間內成為制約低架滑觸線技術發展的難題。低架滑觸線“油改電”技術應該在解決 ERTG 跨箱區快速轉場、開發全電動 ERTG、建立并完善電能回饋機制、提高裸露滑觸線的安全使用性能及 ERTG 改造標準化等方面予以深入研究,開發出更高安全性、更好節能性、自動化程度高的新型 ERTG。