塔式起重机加装备用电源自动投入装置（APD）的必要性

张荣平　罗广贤

摘要：塔式起重机具有回转半径大、提升高度高、操作简单、装卸容易、灵活快捷等优点，是普遍使用的起重机械。但是该塔式起重机受工作环境及自身结构的影响，存在临设上空高空坠物、在建建筑物碰撞、已建建筑物碰撞等安全风险。为了消除或减少损失，保证塔式起重机不间断供电，在塔式起重机的控制系统中可增加备用电源自动投入装置。

关键词：塔式起重机；备用电源；自动投入装置；APD；控制系统；不间断供电 文献标识码：A

中图分类号：TM762 文章编号：1009-2374（2015）31-0076-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.31.038

随着我国经济及建筑业、工厂的繁荣发展，塔式起重机拓展了广阔的市场，因为具有回转半径大、提升高度高、操作简单、装卸容易、灵活快捷等优点，是普遍使用的一种起重机械，在很多场合已经是必不可少的重要组成部分。但是由于该塔式起重机的工作环境及自身结构的特殊，存在临设上空高空坠物、在建建筑物碰撞、已建建筑物碰撞、多塔碰撞、塔机顶升作业碰撞等安全风险。从既保证工作进度，又要保证工作安全的角度，应充分考虑塔式起重机作业防碰撞的安全方案，确保塔式起重机作业的安全。

1 现在采取的措施

目前，绝大多数塔式起重机上预备木楔或其他机械装置，遇停电情况利用木楔将回转齿圈与回转小齿轮用木楔楔紧回转制动，防止风力推动或惯性起重臂旋转碰撞其他塔式起重机或建筑物，来电时将吊钩收回后将木楔松脱。但是这一方法存在着不及时性和不可靠性。当供电电源由于某些原因而断开时，正常工作遭到破坏，给生产和生活造成不同程度的损失，甚至造成碰撞事故或人员的伤亡事故。为了消除或减少损失，保证塔式起重机在工作中不间断供电，在塔式起重机的控制系统中可增加备用电源自动投入装置。备用电源自动投入装置是指当工作电源因故障被断开以后，能迅速自动地将备用电源投入或将用电设备自动切换到备用电源上去，使用户不至于停电的一种自动装置，简称备自投或APD装置。生产使用过程中，由于过电流、短路或负载过大跳闸、线路故障等造成塔式起重机的突然停电，使得正在回转或起吊在半空中的塔式起重机出现危险；一旦发生失电，塔式起重机将失去控制，在惯性作用下，风力推动起重臂旋转碰撞其他塔机或建筑物、障碍物，塔式起重机将会发生不可预期的事故、吊运中的重物也将无法安全地卸下，因此常设置两组或两组以上的独立电源供电，一组供电回路工作，另一组供电回路备用，或互为备用。当工作电源消失时，用APD装置备用电源的投入，中断供电时间只是自动装置的动作时间，时间很短，只有几秒，对生产无明显影响，故APD装置可大大提高塔式起重机工作供电的可靠性和安全性，塔式起重机在工作供电状况时对其进行充电。工作中突然停电，吊钩未提升到位时或回转还在惯性作用下旋转，应使用APD装置供电进行回转制动，使塔式起重机防止与其他障碍发生碰撞，运行至安全位置停止或者卸除载荷，消除不安全隐患。APD装置可以大大提高供电的可靠性和连续性，使塔式起重机的作业安全性有了进一步保障。

2 APD装置的特点和组成

第一，APD装置结构简单，费用低，可以大大提高供电的可靠性和连续性，广泛应用于发电厂的厂用电系统和厂矿企业的变、配电所的所用电系统中。

第二，为满足运行要求，APD装置应由低电压启动部分和自动合闸部分两部分组成：低压启动部分作用是监视工作母线失压和备用电源是否正常，并兼作电压互感器的熔断器熔断时闭锁APD装置之用。当工作母线因各种原因失去电压时，断开工作电源，并在备用电源正常时使APD装置启动；自动合闸部分是在工作电源的断路器断开后，经过一定延时将备用电源的断路器自动投入。

第三，为使APD装置能可靠运行，对启动过程中的主要元器件的动作参数必须进行整定，使APD装置既不误动，又不拒动。

由于自然条件、设备质量、运行维护等方面的因素，电力系统中的各种设备，如发电机、变压器、电容器、输电线路等，可能会发生短路故障或异常运行状况。APD装置在保证系统安全、稳定和经济运行等方面都起着积极的作用。APD装置还通过判断目前设备的运行状态，自动地使系统快速供电，不至于使设备失控，使危害范围减至最小，并保证快速恢复无故障部分的正常运行。在设计和研制APD装置的时候，还应充分考虑到提高可靠性的各种措施。

在图1中，APD装置装设在备用电源进线断路器QF2上。在正常情况下，断路器QF1闭合，QF2断开，负荷由工作电源供电。当工作电源故障时，APD装置动作，将QF1断开，切除故障电源，然后将QF2闭合，使备用电源投入工作，恢复供电，此时全部负荷均由备用电源供电。

APD装置应满足以下基本条件要求：（1）备自投必须在具有备用电源的工作母线因任何原因失去电压时动作；（2）备自投应该保证停电的时间最短，使电动机启动得容易一些；（3）备自投只应动作一次，以免当在母线或引出线上发生持续性故障时，备用电源被多次投入到故障元件上去，造成更严重的事故；（4）备自投动作于永久性故障的设备上应加速跳闸；（5）当电压互感器的熔断器熔断时，备自投不应动作；（6）当备用电源无电压时，备自投不应动作，因为动作时没有效果；（7）备自投应在确定工作电源已断开后，再将备用电源投入。其目的在于，在工作电源发生故障的情况下，不致在备用电源投入后，由备用电源经过母线来供给故障点电流以及其他一些电网所禁止的特殊运行方式。

3 APD装置的工作原理

工作电源断电→失压保护动作→QF1跳闸→触点QF1 3-4断开→KT断电、触点延时断开→触点QF1 1-2闭合（延时触点还未打开）→KO通电动作→YC通电→QF2合闸→备用电源投入、供电恢复。若备用电源合于故障回路上，则保护动作、使其立即跳闸后，触点QF2 1-2闭合，但KT触点延时后已经断开，保证QF2不会重新

合闸。

4 结语

随着社会经济和科学技术的迅速发展，电力系统的规模在不断扩大，系统的运行方式也越来越复杂，而且各个行业对供电质量和供电可靠性的要求越来越高，特别是一些重要的用电单位具有用电容量大、工艺要求严格及自动化水平高等特点。只要突然停电，即使停电时间只有几分钟，都可能使整个生产线停产，而重新恢复生产要经过很长时间且操作复杂；一次突然停电还会给企业带来很大的经济损失，给人民生活造成极大的困难，从而使经济蒙受损失或产生不控制的安全事故。备用电源自动投入装置能在经济发展中发挥着重要的作用，不仅实现的原理简单、价格比较低，它主要是能有效地提高供电的可靠性，所以能在各个领域得到广泛

应用。

随着我国起重机械制造水平的不断提高，塔式起重机的效率和可靠性也在持续提高，保障塔式起重机运行安全成为当下刻不容缓的问题，但塔式起重机械在实际运用中出现故障的情况、不安全因素仍较多，完善系统设计、增加保护装置是提高塔式起重机械安全性、可靠性的关键，针对不同的故障采用针对性的方法能减少事故及提高工作效率，从而也进一步防止塔式起重机安全事故的发生。所以，在电力系统发生故障时，塔式起重机加装APD装置有效的措施，对于提高供电可靠性、进一步增强设备的安全可控性来说具有重要的意义。

参考文献

[1] 张英，赵芳.电力系统自动装置[M].北京：中国电力出版社，2012.

[2] 李宪彬.电力系统自动化[M].北京：中国电力出版社，2004.

[3] 备用电源自动投入装置技术条件（DL/T 526-2013）[S].

作者简介：张荣平（1978-），男，供职于楚雄州质量技术监督综合检测中心，研究方向：机电类特种设备检测技术；罗广贤（1984-），男，供职于楚雄州质量技术监督综合检测中心，研究方向：机电类特种设备检测技术。

（责任编辑：秦逊玉）endprint