岸桥搬迁过程中的电气系统改造工作研究

徐力，王琛

（上海振华重工（集团）股份有限公司，上海 200125）

岸桥搬迁是涉及诸多技术实践应用方面内容的，除传统的轨距、轮压机械改造内容方面，还应该尝试对其整机供电情况进行分析和改造，做好多方面技术考量，正确解决电气系统改造问题，以保证搬迁后的设备到岸改造后可以正常使用。

1 岸桥搬迁电气系统改造的案例项目概述

上海振华目前拥有一岸桥搬迁电气系统改造案例项目，其搬迁的是3 台美国岸桥设备，其中包含了1998年由上海振华设计的直流型岸桥。该岸桥设备所采用的是4160V、60Hz 中压滑触线供电装置。考虑到岸桥类型性质，因此，还需要在改造工程中采用到起升、大车驱动设备，以及小车、俯仰驱动设备，其中都会采用到GE 的直流驱动器，可直接对应岸桥搬迁中所采用到的诸多设备如起升电机、小车电机、大车电机以及GE 直流电机等等。

2 上海振华岸桥搬迁电气系统改造技术要点分析

2.1 供电技术要点分析

由于此次工程中采用到了GE 直流电机，因此，在供电方面主要由地面供电展开，而岸桥上的电源部分应该利用滑触线供电模式，该模式分别负责了主变压器以及开关柜，另外，还有辅助变压器以及开关柜，前者能够负责控制超升、大小车变频器以及俯仰变频器。另外，辅助变压器及其开关柜则主要控制PLC 控制回路以及辅助控制回路。

上海振华岸桥搬迁改造电气系统改造技术应用的实际搬迁目的地是瓜达尔港（巴基斯坦），瓜达尔港所采用的全部为高压柴油机进行供电，其供电电压在11kV，50Hz。而从美国长滩（始发地）实施岸桥搬迁过程中，需要保证整机供电有所改变，其改变主要体现在以下三点。

（1）要求供电方式有所改变，从原有的滑触线改为卷盘供电模式。

（2）供电电压等级有所提升，供电电压从原有的4.16kV直接提升到11kV。

（3）供电等级有所下降，从原有的60Hz 改变50Hz。

参考结合上述改动方案，需要实际考虑瓜达尔港的供电工程方式以及预算内容改善，并基于此对供电状况作出详细改造方案如下：

（1）继续改变供电模式，直接换掉滑触线部分，同时，增加大车电缆卷盘系统。

（2）要适当提高输电电压，在施工改造方案中，主动更换了主变压器以及辅助变压器部分。在更换变压器的基础上调整了输入层的电压等级，进而可保证二次侧电压始终保持恒定稳定状态。

（3）要对输入频率进行改变，具体讲，它还需要结合实际状况，作出详尽的更改改造方案。

2.2 供电方式改造方案技术要点

该工程项目中采用到了岸桥搬迁，施工中决定在瓜达尔港施工采用传统的高压卷盘方式供电技术。因此，在现场施工中，需要特别去除滑触线部分，并增加高压卷盘系统。此次工程施工中的高压卷盘系统包含了卷盘本体、卷盘电机、卷盘控制系统、滑环箱以及支架等等辅助设备。另外，系统中还包含了PLC 以及驱动器控制单元（布置于电气房中）。如上文所述，3 台岸桥设备均为20 世纪90年代产品，其产品中均采用的是GE Genius 通讯模式，而此次工程改造作业的一大技术两点就是选用了DP 模块进行桥接，而卷盘部分则采用到了FuJi 系统，并专门增加DP 模块与原有的GE PLC通讯模块进行通讯连接。在进行GE 编程过程中，还适当增加了卷盘通讯部分，如此可有效解决旧有的PLC 系统对卷盘控制系统的额外调控部分问题。

卷盘控制系统与岸桥搬迁PLC DP 通讯模块相互衔接，基于此，可实现对变压器技术内容的更改。考虑到变压器能够实现一次侧电压提升，从原有的4.16kV直接提高到11kV，因此，它所设计的改变主要涉及两点内容，即辅助变压器以及开关柜。在改造方案中要持续提高电压，保证在高压输入的电流后才能下降，并确认高压电缆耐压等级达到12kV以上。此时还需要对电缆部分作出相应改动，为变压器一次侧分档，可根据实际情况分3 档：首先，第一档明确作业输入电压在11kV左右，深度考察卷盘控制系统与岸桥搬迁的一次侧电压档位调整状况，可建立正负各二档操作，保证每档电压差在2.5%额定电压左右，必要时，要对变压器容量进行分量调整，改造过程中考虑空间问题，便于最终顺利安装设备。简而言之，就要将主变压器与辅助变压器捆绑在一个绕组上，具体根据变压器调整高压开关柜选型。

2.3 电源频率改造方案技术要点

上海振华在该项目中实施了电源频率改造，针对频率改变美方专门采用了60Hz 标准型采购模式。例如，在主变改造方面尝试提升起升/大车直流变频器，改造过程中，保持供电频率不改变，这对驱动器本身而言非常有好处，它的计算公式应该如下：P=UI·cosα

在计算公式中，输出功率是保持不变的，而系统到变频器的散热系统改良，则采用到散热风扇，散热风扇的转速应该如下：n=60f/p。

如上文公式，散热风扇转速与与频率是正比例关系的，将原有频率从60Hz 降低到50Hz 为最佳，而驱动器的散热风扇转速则要调整到原来速度的83%为最佳水平。简而言之，在电源频率改造后，其岸桥搬迁项目中的驱动器最大通风量应该为额定通风量的83%左右。为了有效规避驱动器在额定状态下过热，需要对小车俯仰、起升状态进行分析，同时，做好大车降速处理。保证在频率等级下降的过程中对机构速度、额定速度进行调整，确保降低到80%以下为最佳水平。

2.4 辅助变压器改造方案技术要点

在考量辅助变压器改造方面，需要结合电源供给明确辅助机构应用效能，同时，对它的PLC 控制回路进行分析，优化空调系统、机构制动器系统以及灯具、空调等。在改变辅助变压器频率过程中，需要分析其辅助机构所受到的影响，应该对辅助机构进行相应更改，甚至有必要直接更换岸桥设备中的某些主要辅助设备，例如，制动器、辅助电机以及空调等等。在该过程中，需要调低灯具设备应用频率，或者直接增加变频电源也能实现改造优化。基于变频器辅助电源可组建频率变化电源，深度考量码头柴油机组供电的应用状况，同时，对滤波60Hz 以上的电源杂波进行调整，争取为供电系统提供一个相对洁净的用电环境空间。在改造50Hz 电源时，需要对其变频电源与60Hz 输出电源功率进行改造，建立专门的辅助系统，确保辅助系统稳定运行到位，它的具体设计应该如图1。

图1 岸桥搬迁项目辅助系统设计示意图

3 结语

由美国搬迁至巴基斯坦瓜达尔港的岸桥搬迁项目在供电方面作出了技术改造后，例如，它的供电方式、电压等级以及供电频率都实现了改造，同时，为了考虑辅助机构的适用性，还增加了辅助的变频机构，保证了60Hz 灯具、制动器等设备正常使用。因此，在项目改造完成后，就直接进行了设备功能测试以及耐久实验，确保其电气系统能够正常、安全、稳定运行。这对岸桥搬迁项目更快适应瓜达尔港现场条件非常有利，也保证了电气系统的可靠运行。