集装箱码头大型设备移动供电系统设计与优化

集装箱码头大型设备移动供电系统设计与优化

陆玉仁

无锡市永大滑导电器有限公司  江苏无锡   214000

摘 要：集装箱码头大型设备移动供电系统是保证码头作业效率和安全必要条件，本文针对集装箱码头大型设备移动供电系统的设计与优化进行了研究，分析了移动供电系统的基本原理、技术方案和优化方法，并探讨了其应用效果。

关键词：集装箱码头；大型设备；移动供电系统；设计；优化

引言

    集装箱码头是现代物流运输的重要枢纽，大型设备如桥吊、门式起重机、正面吊等在码头作业中发挥着关键作用。为了满足这些设备的移动供电需求，需要设计并构建可靠、高效的移动供电系统。

1集装箱码头大型设备移动供电系统设计原理与技术

1.1工作原理和基本组成

    移动供电系统的工作原理是通过电缆或滑触线将电能传输给移动设备，保证其在移动过程中也能持续工作。供电电源为变压器、发电机或其他电源装置，为移动供电系统提供电能，电缆或滑触线用于传输电能，电缆适用于短距离移动，而滑触线适用于长距离移动。控制系统用于控制电能的传输和分配，由开关、接触器、继电器等电气元件，以及PLC、DCS等控制装置构成。供电电源将电能提供给控制系统，控制系统根据指令控制电能的传输和分配，电能通过电缆或滑触线传输给移动设备，移动设备利用电能进行工作，安全装置对系统进行监测，确保安全运行。

1.2供电技术及应用

电缆供电技术适用短距离移动设备，如桥吊、门式起重机等，采用电缆连接供电电源和移动设备，结构简单，成本低，电缆需满足移动设备的功率和电压要求，并具有良好的柔韧性，需定期检查和维护电缆，确保安全运行。滑触线供电技术适用于长距离移动设备，如正面吊、轨道吊等，采用滑触线将电能传输给移动设备，可实现长距离供电，滑触线需与移动设备上的受电器匹配，确保可靠接触。无线供电技术适用特殊场合，如对供电安全性要求高或无法使用电缆/滑触线的场景，利用无线电波或磁场传输电能，无需电缆或滑触线连接，安全性高，传输距离和效率受限，成本较高。桥吊和门式起重机是集装箱码头重要的装卸设备，桥吊和门式起重机是集装箱码头重要的装卸设备，电缆供电结构简单，成本低，易于维护，可以直接连接到设备，无需额外的安装和维护设施，适用于移动范围相对较小的桥吊和门式起重机，滑触线供电可实现长距离供电，适用于移动范围较大的桥吊和门式起重机，具有较高的供电可靠性，降低停机时间，提高作业效率，可以减少电缆的使用，降低成本。正面吊、轨道吊这类设备移动范围较大，通常采用滑触线供电，滑触线可安装在轨道上，也可安装在设备上，需与设备上的受电器匹配，确保可靠接触，滑触线供电方式可实现长距离供电，但需定期检查和维护，确保接触良好和运行安全。AGV、自动导引车等，移动范围灵活，对供电安全性要求高，可采用无线供电技术，无线供电技术无需电缆或滑触线连接，安全性高，但传输距离和效率受限，成本较高。

2集装箱码头大型设备移动供电系统设计与优化方法

2.1移动供电系统的关键参数与技术

桥吊和门式起重机移动供电要确定移动范围，然后确定采用多少长度的电缆度或滑触线，并确定其安装方式，根据设备功率确定额定电压和电流，决定采用电缆供电或滑触线供电，提出防护等级、接地措施等安全要求。采用合适规格型号的柔性电缆进行供电，选择合适的滑触线和受电器。AGV和自动导引车要确定无线供电功率和传输距离，再确定额定电压和电流，采用无线供电方式，要防止出现电磁干扰、过热等，采用感应式或谐振式无线供电技术。对上述供电需求确定以后进行综合考虑，不同设备的供电系统可相互连接，实现统一管理，采用智能化设计移动供电技术，实时监测供电系统状态，及时发现故障隐患。

智能化移动供电技术是指利用物联网、人工智能、大数据等技术，对移动供电系统进行实时监测、分析和控制，实现供电系统的智能化管理。采用传感器采集供电系统的电压、电流、环境温度、环境湿度等参数，利用无线通信技术将采集的数据传输到数据中心，数据中心对数据进行实时监测和分析，及时发现异常情况。利用人工智能技术对数据进行分析，建立供电系统的故障模型，利用大数据技术对历史数据进行分析，预测故障发生的可能性。控制系统根据分析结果，对供电系统进行控制，调整供电参数，发出告警提示，并自动隔离故障区域，及时消除故障隐患。

2.2提高能源利用效率和可靠性的方法研究

采用高效率的供电设备，选择可靠性高的电缆、滑触线、变压器等设备，减少材料和设备的损耗，优化电缆截面积、滑触线长度等参数，降低供电系统的阻抗，利用智能控制技术，根据设备的实际需求调整供电功率，减少能源浪费。定期检查和维护电缆、滑触线、变压器等设备，及时消除故障隐患，在关键部位设置冗余设备，提高供电系统的可靠性，合理采用防雷、防爆等措施，提高供电系统的安全性。建立移动供电系统数据库，采用设备数据、运行数据、维护数据等信息，采用Oracle数据库管理系统，建立数据库表，存储不同类型的数据，并建立数据索引，提高数据查询效率。采用机器学习技术对数据进行收集、整理、分析和解释，收集设备电压、电流、温度、压力等参数，解数据的中心趋势、离散程度等特征，找出与正常数据明显不同的数据，可能是故障的征兆，预测设备未来运行状况。开展供电系统仿真研究，利用PowerFactory软件用于对移动供电系统用于稳态和暂态仿真，根据供电系统的实际情况，对主体设备、控制装置和负载进行仿真，分稳态、斩态和动态的运行情况，模拟短路故障、过电压故障、负载突然变化等故障场景，研究故障发生时供电系统的运行情况，找出故障的原因和影响。建立专家知识库，包括故障诊断方法、故障处理方法、规程和标准。将收集到的专家经验和知识进行整理和存储，仿真软件模拟供电系统的运行情况，建立专家知识库积累专家经验和知识，用于故障诊断和处理。

3集装箱码头大型设备移动供电系统设计应用效果分析

某集装箱码头拥有大量桥吊、门式起重机等大型设备，传统的电缆供电方式电缆易损，需频繁维护更换，成本高，影响生产效率。电缆移动范围有限，制约设备作业灵活性，供电可靠性差，易发生故障，影响码头运营安全。采用智能供电技术，为集装箱码头大型设备提供移动供电解决方案，采用谐振式无线供电技术，实现设备与供电电源之间的非接触式能量传输，实时监测供电系统运行状况，及时发现并处理故障，对供电系统数据进行分析，优化供电方案，提高供电效率，具体应用效果见表1所示。

表1 应用效果统计表

从上表的统计数据中可以看出，采用智能供电技术后，集装箱码头大型设备的故障率大幅下降，设备维护成本降低，货物流转效率提高，设备作业灵活性增强，供电可靠性大幅提升，取得了显著的经济效益和社会效益。智能供电技术在集装箱码头大型设备中的应用，有效解决了传统供电方式存在的诸多问题，提高了设备运行效率和安全性，为集装箱码头智能化转型提供了有力支撑。

4结束语

    本文针对移动供电系统进行了深入研究，从技术方案、优化策略、应用案例和效果分析等方面进行了详细分析与研究，智能化移动供电技术是未来发展方向，能够有效提高供电系统的效率和可靠性，建立移动供电系统数据库、开展供电系统仿真研究、建立专家知识库等措施，可以为提高供电系统的效率和可靠性提供有力支撑，智能供电技术在集装箱码头大型设备中的应用取得了显著成效，具有广阔的应用前景。

参考文献：

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[2]于涛,陆文涛.储能集装箱应急电源系统在煤矿副立井提升机上的应用[J].中国煤炭,2023,49(09):57-65.