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1方案可行性分析
1.1遠程控制分合閘可行性
大多數岸橋采用10kV高壓供電給主、副變壓器,通常主、副變壓器都處于合閘狀態。主變壓器主要供電給各主要機構(俯仰、起升、小車行走、大車行走)變頻器、電機等驅動裝置,副變壓器主要供電給PLC、空調、電梯、燈光、加熱器、制動器等控制、照明與輔助設備。主變壓器的供電線路與副變壓器的供電線路,為2條不同的獨立線路,副變壓器的分合閘狀態不受主變壓器的分合閘影響。岸橋在不作業時間,主變壓器分閘后,副變壓器仍可保持合閘狀態,不影響上述控制、照明與輔助設備的正常使用。遠程控制分合閘主變壓器的實現方法,可通過在司機室操作臺上加裝1個主變壓器遠程控制開關,采用司機室到電氣房或機械房的備用控制電纜將遠程控制開關信號連接到主變壓器分合閘回路,并對部分線路及PLC控制程序進行改造,使得司機在作業后操作此開關遠程分閘岸橋主變壓器,在作業前遠程合閘主變壓器恢復供電。另外,在控制軟件程序中編入保護功能和在硬件上加裝保護裝置,確保岸橋作業時,司機即使誤操作遠程控制開關,主變壓器也將無法分閘,避免了岸橋因此停電而發生事故。
1.2加裝預勵磁裝置可行性
岸橋作業前,主變壓器在合閘瞬間會產生很高的勵磁涌流,一般可達主變壓器額定電流6倍以上。這個瞬間勵磁涌流會造成主變壓器繞組變形和絕緣損壞,如果合閘次數過多會影響主變壓器壽命。因此,為了降低主變壓器合閘瞬間產生的勵磁涌流,保護主變壓器,采用在岸橋主變壓器的接通主回路上加裝1套預勵磁裝置,在合閘前先進行預勵磁。該裝置工作原理是,首先通過裝置中的小容量預勵磁變壓器給供電變壓器(主變)的二次側預勵磁,使供電變壓器的鐵心中產生正常工作電壓的磁通量(即預勵磁);然后再投供電變壓器的一次側(此時主變壓器的鐵心中通過預勵磁建立穩態的交變磁通量)由于內部磁通量的穩定,不會造成供電變壓器系統磁通的突變,勵磁涌流很小;待供電變壓器運行穩定后通過斷路器將該裝置切除。以某洋浦港2號岸橋為例,加裝預勵磁裝置時。預勵磁裝置工作時,斷路器QF3和QF4先閉合,預勵磁變壓器給主變壓器的二次側預勵磁,同時在主變壓器的一次側感應出正常工作高壓,幾秒過后斷路器QF1閉合,主變壓器合閘;斷路器QF1閉合幾秒后,主變壓器運行穩定,斷路器QF3和QF4斷開,停止預勵磁。整個預勵磁合閘過程,主變壓器受勵磁涌流的沖擊非常小。
1.3加裝三相避雷器可行性
岸橋作業后,主變壓器分閘時,主變壓器鐵心中的磁場很快地消失,磁場的迅速變化,將在繞組中產生很高的瞬態電壓,這可能使主變壓器的絕緣薄弱處擊穿。為了避免高壓對變壓器絕緣可能產生的損傷,可采用三相避雷器保護,三相避雷器安裝于主變壓器開關柜的出線側。三相避雷器可釋放變壓器分閘時的過電壓能量,保護主變壓器免受瞬時過電壓危害。
2節能效果
洋浦港曾在2012年對2號岸橋不作業時的能耗做過實際測試,保持副變壓器合閘狀態不變,當主變壓器合閘時岸橋平均每小時電耗為20.82kW•h,當主變壓器分閘時岸橋平均每小時電耗為14.57kW•h,主變壓器分閘時岸橋每小時節約電能6.25kW•h。如果在岸橋不作業時分閘主變壓器,按岸橋作業率20%計算,則每臺岸橋每年可減少電耗6.25×24×365×(1-20%)=43800kW•h,節能效果明顯,且岸橋作業率越低,節能效果就越明顯。
3結束語
岸橋若采用以上節能技術進行改造,通過遠程控制開關對主變壓器進行分合閘,同時配以預勵磁裝置和三相避雷器保護,可實現在確保主變壓器較少甚至避免受到頻繁分合閘損害的基礎上,將岸橋不作業時停止主變壓器運行,有效節約電能。這種節能技術改造適用于岸橋設有主、副變壓器且供電線路各自獨立的情況。
作者:吳永強 單位:海南省洋浦開發建設控股有限公司