一種自裝卸移動(dòng)應(yīng)急電源的設(shè)計(jì)

尤曉亮 康雪晶 賈芳麗 謝曉磊

摘 ?要：傳統(tǒng)箱變因體積小、深入負(fù)荷中心在城市配電網(wǎng)中得到廣泛使用，但其一旦投入使用，位置即固定，機(jī)動(dòng)性差。文章設(shè)計(jì)的自裝卸移動(dòng)應(yīng)急電源，從架空取電后，可以深入居民負(fù)荷中心，同時(shí)也可為建筑工地、小型工廠等場(chǎng)所提供臨時(shí)供電。移動(dòng)應(yīng)急電源配置一套自裝卸系統(tǒng)，可以在無(wú)吊車(chē)的情況下實(shí)現(xiàn)裝置的自裝自卸。同時(shí)移動(dòng)應(yīng)急電源具有良好的機(jī)動(dòng)性，可以作為應(yīng)急裝置使用。

關(guān)鍵詞：自裝卸;應(yīng)急電源;電纜盤(pán)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN86 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：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(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)家在城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)和改造中，要求高壓直接進(jìn)入負(fù)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(jié)地、節(jié)電、緊湊型、小型化、安全、無(wú)污染、無(wú)人值守的方向發(fā)展。應(yīng)急電源車(chē)[1-3]是一種能深入負(fù)荷中心作為受電和配電的新型成套設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)先進(jìn)、安全可靠、方案眾多、組裝靈活、建設(shè)周期短、投資少、見(jiàn)效快等優(yōu)點(diǎn)，但因其10kV側(cè)設(shè)置出線少，在需要對(duì)變電站進(jìn)行改造或臨時(shí)需增加出線時(shí)，不能滿(mǎn)足使用需求。同時(shí)，應(yīng)急電源車(chē)配置了底盤(pán)車(chē)及牽引車(chē)，大大增加了使用成本。

開(kāi)展自裝自卸智能移動(dòng)型應(yīng)急電源及其快速投運(yùn)技術(shù)研究及應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急電源自裝自卸可移動(dòng)，免吊裝等功能，無(wú)需將應(yīng)急電源與車(chē)輛集成一體，避免車(chē)輛上牌照等復(fù)雜手續(xù)，解決了臨時(shí)應(yīng)用、時(shí)間緊急、不停電運(yùn)維等問(wèn)題，將對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大意義，具有廣闊的使用場(chǎng)景。

2 研究?jī)?nèi)容

移動(dòng)應(yīng)急電源設(shè)計(jì)尺寸為8000×3000×3000mm（長(zhǎng)×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(tǒng)、電動(dòng)電纜盤(pán)等，所有設(shè)備布置在艙體內(nèi)，艙體外配置一套自裝卸系統(tǒng)，移動(dòng)應(yīng)急電源布置圖如圖1所示。

2.1 移動(dòng)應(yīng)急電源技術(shù)

移動(dòng)應(yīng)急電源分為高低壓隔室，10kV高壓室1進(jìn)4出，設(shè)置1面PT柜，1面站用變柜，配置出線保護(hù)及母線測(cè)控裝置、計(jì)量電度表、間隔層交換機(jī)等;0.4kV低壓室設(shè)置1面進(jìn)線柜，1面MNS低壓出線柜，同時(shí)配置1面40AH一體化電源屏（從站用變?nèi)‰姡瑸楸Ｗo(hù)測(cè)控裝置、開(kāi)關(guān)柜電動(dòng)機(jī)構(gòu)、小母線等供電），預(yù)留1面后臺(tái)監(jiān)控屏。

10kV側(cè)進(jìn)線采用電纜進(jìn)線，可從架空線或變電所取電，站用變壓器將10kV來(lái)電變?yōu)?.4kV，為低壓柜供電，變壓器和低壓開(kāi)關(guān)柜采用電纜連接，所有電纜全部在應(yīng)急電源艙體電纜夾層走線，在滿(mǎn)足安全和使用需求的前提下，保證整體的美觀。

移動(dòng)應(yīng)急電源預(yù)留有10kV出線及0.4kV出線，即可為小型工業(yè)用戶(hù)、建筑工地等負(fù)荷供電，又可深入負(fù)荷中心，在居民小區(qū)檢修或應(yīng)急供電時(shí)保障供電。

2.2 自裝卸技術(shù)

移動(dòng)應(yīng)急電源設(shè)計(jì)為移動(dòng)應(yīng)急設(shè)備，在轉(zhuǎn)場(chǎng)使用時(shí)需考慮便捷裝卸。目前自裝卸技術(shù)[4-5]多用于砂石等自裝卸或轉(zhuǎn)運(yùn)垃圾車(chē)的自裝卸，裝卸方式簡(jiǎn)單，前者為直接從拖車(chē)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(shè)備的自裝卸。

設(shè)計(jì)一種固定于應(yīng)急電源艙體四角的升降機(jī)構(gòu)，可在現(xiàn)場(chǎng)無(wú)吊車(chē)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)應(yīng)急電源從運(yùn)輸車(chē)輛的自裝自卸。升降機(jī)構(gòu)布置在應(yīng)急電源艙體寬度方向側(cè)，如圖示，工作時(shí)，升降機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)出，隨著升降桿伸出，可將艙體垂直托起，高于運(yùn)輸車(chē)輛，此時(shí)車(chē)輛可駛?cè)牖蝰傠x移動(dòng)應(yīng)急電源下方，收回伸縮桿，應(yīng)急電源落至運(yùn)輸車(chē)輛或地面，升降機(jī)構(gòu)復(fù)位，應(yīng)急電源進(jìn)行簡(jiǎn)單接線或拆線即可開(kāi)始工作或運(yùn)輸至下一使用地點(diǎn)。

固定式電動(dòng)方艙升降機(jī)構(gòu)是固定于應(yīng)急電源艙體四角的隨艙移動(dòng)的升降機(jī)構(gòu)。它主要由固定套桿、升降桿、減速電機(jī)與活動(dòng)支承架等結(jié)構(gòu)組成。升降運(yùn)動(dòng)采用絲桿傳動(dòng)方式。工作時(shí)，集成控制系統(tǒng)根據(jù)要求可進(jìn)行自動(dòng)和人工兩種操作界面模式的切換，以達(dá)到升降機(jī)構(gòu)工作的所需狀態(tài)。

升降機(jī)構(gòu)由減速電機(jī)輸出力矩帶動(dòng)傳動(dòng)桿，再由傳動(dòng)桿帶動(dòng)頂部齒輪箱齒輪并將力矩傳動(dòng)給絲桿，使升降桿垂直上下伸縮，達(dá)到方艙的升降目的。方艙在升降過(guò)程中，四角獨(dú)立的升降機(jī)構(gòu)可自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)平衡調(diào)整，始終保持應(yīng)急電源的平衡姿態(tài)，達(dá)到安全、穩(wěn)定、可靠的作業(yè)要求。

該自裝卸系統(tǒng)特點(diǎn)是傳動(dòng)效率高、重量輕。升降機(jī)構(gòu)利用方艙角件孔、聯(lián)接座等構(gòu)件與方艙構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性好，可安裝在方艙的端面或側(cè)面;整體式的齒條立柱結(jié)構(gòu)，提高了該機(jī)構(gòu)的抗風(fēng)能力和地面坡度的適應(yīng)性;球型支座底盤(pán)也適用于野外地面使用。

自裝卸系統(tǒng)具有單腿支撐重量大，支撐穩(wěn)定性好，調(diào)平速度快，調(diào)平精度高，低溫性能好、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，具有單腿點(diǎn)動(dòng)及多腿自動(dòng)聯(lián)動(dòng)、一鍵自動(dòng)調(diào)平等功能，無(wú)需輔助設(shè)備、不受場(chǎng)地限制等特點(diǎn)。本方案是以伺服控制器控制核心，和伺服電機(jī)、電動(dòng)缸、傳感器、為執(zhí)行單元的機(jī)電式四點(diǎn)支撐自動(dòng)隨動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)電式車(chē)載平臺(tái)自動(dòng)升降系統(tǒng)的全自動(dòng)化、全閉環(huán)控制。

自裝卸系統(tǒng)主要特點(diǎn)：（1）可在環(huán)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(dú)支撐收起的功能;（3）支腿升降時(shí)間小于15分鐘;（4）升降支腿底部采用球頭結(jié)構(gòu)，保證在不平的地面支撐情況下無(wú)側(cè)向力，保證艙體整體的平衡;（5）具備手動(dòng)升降功能，在掉電狀態(tài)下可通過(guò)搖把手動(dòng)升降支撐;（6）設(shè)置限位開(kāi)關(guān)控制升降支腿的行程，行程超過(guò)限位開(kāi)關(guān)，電機(jī)將自動(dòng)斷電;（7）即可采用控制箱就地控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)支腿的升起和降落，又可采用遙控手柄遠(yuǎn)距離操控支腿動(dòng)作。

2.3 電纜自動(dòng)收放技術(shù)

移動(dòng)應(yīng)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(fù)折疊。為方便現(xiàn)場(chǎng)使用，縮短現(xiàn)場(chǎng)收放電纜時(shí)間，研制一種電動(dòng)電纜盤(pán)，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)電纜收放的電動(dòng)操作，解放人力，提高工作效率。

電動(dòng)電纜盤(pán)主要由繞線輪組件、電動(dòng)繞線盤(pán)骨架、手動(dòng)聯(lián)軸器、手剎裝置、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸、固定式控制盒、手動(dòng)換向裝置、控制系統(tǒng)等部件組成。通過(guò)電機(jī)的正反來(lái)完成收、放電纜;在不通電時(shí)，也可手動(dòng)操作，通過(guò)手動(dòng)離合器實(shí)現(xiàn)手動(dòng)收放電纜。

設(shè)計(jì)的電動(dòng)電纜盤(pán)結(jié)構(gòu)性能：（1）具備手電一體功能。即可電動(dòng)操作，又可斷電情況下實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作;（2）具備繞線盤(pán)鎖緊裝置，在運(yùn)輸或較大風(fēng)力時(shí)可大面積鎖住繞線盤(pán)不讓其轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)鎖緊裝置松緊程度可通過(guò)螺紋調(diào)節(jié);（3）電動(dòng)電纜盤(pán)可收放單根電纜，也可同時(shí)收放多根電纜。

3 結(jié)束語(yǔ)

設(shè)計(jì)的移動(dòng)應(yīng)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(fù)雜環(huán)境，配置的自裝自卸系統(tǒng)可以在無(wú)起吊裝置的情況下實(shí)現(xiàn)應(yīng)急電源的自裝自卸，可廣泛應(yīng)用于居民小區(qū)等道路狹窄、吊裝機(jī)械不易進(jìn)場(chǎng)或地廣人稀，無(wú)吊裝機(jī)械等場(chǎng)所。同時(shí)移動(dòng)應(yīng)急電源接入系統(tǒng)安全、方便、快捷，亦可在應(yīng)急搶修、臨時(shí)供電等場(chǎng)合發(fā)揮功能。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳佩，李欽龍.移動(dòng)應(yīng)急電源車(chē)行業(yè)發(fā)展探析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（26）：81.

[2]張小委，騰增，王月云，等.移動(dòng)電源車(chē)在電力應(yīng)急預(yù)案中的應(yīng)用及發(fā)展前景[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)，2017，43（4）：50-52.

[3]劉曉亮，李永香.多功能應(yīng)急電源設(shè)備設(shè)計(jì)[J].移動(dòng)電源與車(chē)輛，2010（3）：13-14，17.

[4]吳慶付，王濟(jì)虎，王磊，等.整體自裝卸發(fā)電放艙設(shè)計(jì)[J].移動(dòng)電源與車(chē)輛，2015（2）：18-22，27.

[5]趙重年，汪子盛，李紅勛.國(guó)外40英尺集裝箱自裝卸運(yùn)輸車(chē)產(chǎn)品及發(fā)展趨勢(shì)分析[J].專(zhuān)用汽車(chē)，2018（9）：63-67.