塔式起重機加裝備用電源自動投入裝置（APD）的必要性

張榮平　羅廣賢

摘要：塔式起重機具有回轉半徑大、提升高度高、操作簡單、裝卸容易、靈活快捷等優點，是普遍使用的起重機械。但是該塔式起重機受工作環境及自身結構的影響，存在臨設上空高空墜物、在建建筑物碰撞、已建建筑物碰撞等安全風險。為了消除或減少損失，保證塔式起重機不間斷供電，在塔式起重機的控制系統中可增加備用電源自動投入裝置。

關鍵詞：塔式起重機；備用電源；自動投入裝置；APD；控制系統；不間斷供電 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM762 文章編號：1009-2374（2015）31-0076-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.31.038

隨著我國經濟及建筑業、工廠的繁榮發展，塔式起重機拓展了廣闊的市場，因為具有回轉半徑大、提升高度高、操作簡單、裝卸容易、靈活快捷等優點，是普遍使用的一種起重機械，在很多場合已經是必不可少的重要組成部分。但是由于該塔式起重機的工作環境及自身結構的特殊，存在臨設上空高空墜物、在建建筑物碰撞、已建建筑物碰撞、多塔碰撞、塔機頂升作業碰撞等安全風險。從既保證工作進度，又要保證工作安全的角度，應充分考慮塔式起重機作業防碰撞的安全方案，確保塔式起重機作業的安全。

1 現在采取的措施

目前，絕大多數塔式起重機上預備木楔或其他機械裝置，遇停電情況利用木楔將回轉齒圈與回轉小齒輪用木楔楔緊回轉制動，防止風力推動或慣性起重臂旋轉碰撞其他塔式起重機或建筑物，來電時將吊鉤收回后將木楔松脫。但是這一方法存在著不及時性和不可靠性。當供電電源由于某些原因而斷開時，正常工作遭到破壞，給生產和生活造成不同程度的損失，甚至造成碰撞事故或人員的傷亡事故。為了消除或減少損失，保證塔式起重機在工作中不間斷供電，在塔式起重機的控制系統中可增加備用電源自動投入裝置。備用電源自動投入裝置是指當工作電源因故障被斷開以后，能迅速自動地將備用電源投入或將用電設備自動切換到備用電源上去，使用戶不至于停電的一種自動裝置，簡稱備自投或APD裝置。生產使用過程中，由于過電流、短路或負載過大跳閘、線路故障等造成塔式起重機的突然停電，使得正在回轉或起吊在半空中的塔式起重機出現危險；一旦發生失電，塔式起重機將失去控制，在慣性作用下，風力推動起重臂旋轉碰撞其他塔機或建筑物、障礙物，塔式起重機將會發生不可預期的事故、吊運中的重物也將無法安全地卸下，因此常設置兩組或兩組以上的獨立電源供電，一組供電回路工作，另一組供電回路備用，或互為備用。當工作電源消失時，用APD裝置備用電源的投入，中斷供電時間只是自動裝置的動作時間，時間很短，只有幾秒，對生產無明顯影響，故APD裝置可大大提高塔式起重機工作供電的可靠性和安全性，塔式起重機在工作供電狀況時對其進行充電。工作中突然停電，吊鉤未提升到位時或回轉還在慣性作用下旋轉，應使用APD裝置供電進行回轉制動，使塔式起重機防止與其他障礙發生碰撞，運行至安全位置停止或者卸除載荷，消除不安全隱患。APD裝置可以大大提高供電的可靠性和連續性，使塔式起重機的作業安全性有了進一步保障。

2 APD裝置的特點和組成

第一，APD裝置結構簡單，費用低，可以大大提高供電的可靠性和連續性，廣泛應用于發電廠的廠用電系統和廠礦企業的變、配電所的所用電系統中。

第二，為滿足運行要求，APD裝置應由低電壓啟動部分和自動合閘部分兩部分組成：低壓啟動部分作用是監視工作母線失壓和備用電源是否正常，并兼作電壓互感器的熔斷器熔斷時閉鎖APD裝置之用。當工作母線因各種原因失去電壓時，斷開工作電源，并在備用電源正常時使APD裝置啟動；自動合閘部分是在工作電源的斷路器斷開后，經過一定延時將備用電源的斷路器自動投入。

第三，為使APD裝置能可靠運行，對啟動過程中的主要元器件的動作參數必須進行整定，使APD裝置既不誤動，又不拒動。

由于自然條件、設備質量、運行維護等方面的因素，電力系統中的各種設備，如發電機、變壓器、電容器、輸電線路等，可能會發生短路故障或異常運行狀況。APD裝置在保證系統安全、穩定和經濟運行等方面都起著積極的作用。APD裝置還通過判斷目前設備的運行狀態，自動地使系統快速供電，不至于使設備失控，使危害范圍減至最小，并保證快速恢復無故障部分的正常運行。在設計和研制APD裝置的時候，還應充分考慮到提高可靠性的各種措施。

在圖1中，APD裝置裝設在備用電源進線斷路器QF2上。在正常情況下，斷路器QF1閉合，QF2斷開，負荷由工作電源供電。當工作電源故障時，APD裝置動作，將QF1斷開，切除故障電源，然后將QF2閉合，使備用電源投入工作，恢復供電，此時全部負荷均由備用電源供電。

APD裝置應滿足以下基本條件要求：（1）備自投必須在具有備用電源的工作母線因任何原因失去電壓時動作；（2）備自投應該保證停電的時間最短，使電動機啟動得容易一些；（3）備自投只應動作一次，以免當在母線或引出線上發生持續性故障時，備用電源被多次投入到故障元件上去，造成更嚴重的事故；（4）備自投動作于永久性故障的設備上應加速跳閘；（5）當電壓互感器的熔斷器熔斷時，備自投不應動作；（6）當備用電源無電壓時，備自投不應動作，因為動作時沒有效果；（7）備自投應在確定工作電源已斷開后，再將備用電源投入。其目的在于，在工作電源發生故障的情況下，不致在備用電源投入后，由備用電源經過母線來供給故障點電流以及其他一些電網所禁止的特殊運行方式。

3 APD裝置的工作原理

工作電源斷電→失壓保護動作→QF1跳閘→觸點QF1 3-4斷開→KT斷電、觸點延時斷開→觸點QF1 1-2閉合（延時觸點還未打開）→KO通電動作→YC通電→QF2合閘→備用電源投入、供電恢復。若備用電源合于故障回路上，則保護動作、使其立即跳閘后，觸點QF2 1-2閉合，但KT觸點延時后已經斷開，保證QF2不會重新

合閘。

4 結語

隨著社會經濟和科學技術的迅速發展，電力系統的規模在不斷擴大，系統的運行方式也越來越復雜，而且各個行業對供電質量和供電可靠性的要求越來越高，特別是一些重要的用電單位具有用電容量大、工藝要求嚴格及自動化水平高等特點。只要突然停電，即使停電時間只有幾分鐘，都可能使整個生產線停產，而重新恢復生產要經過很長時間且操作復雜；一次突然停電還會給企業帶來很大的經濟損失，給人民生活造成極大的困難，從而使經濟蒙受損失或產生不控制的安全事故。備用電源自動投入裝置能在經濟發展中發揮著重要的作用，不僅實現的原理簡單、價格比較低，它主要是能有效地提高供電的可靠性，所以能在各個領域得到廣泛

應用。

隨著我國起重機械制造水平的不斷提高，塔式起重機的效率和可靠性也在持續提高，保障塔式起重機運行安全成為當下刻不容緩的問題，但塔式起重機械在實際運用中出現故障的情況、不安全因素仍較多，完善系統設計、增加保護裝置是提高塔式起重機械安全性、可靠性的關鍵，針對不同的故障采用針對性的方法能減少事故及提高工作效率，從而也進一步防止塔式起重機安全事故的發生。所以，在電力系統發生故障時，塔式起重機加裝APD裝置有效的措施，對于提高供電可靠性、進一步增強設備的安全可控性來說具有重要的意義。

參考文獻

[1] 張英，趙芳.電力系統自動裝置[M].北京：中國電力出版社，2012.

[2] 李憲彬.電力系統自動化[M].北京：中國電力出版社，2004.

[3] 備用電源自動投入裝置技術條件（DL/T 526-2013）[S].

作者簡介：張榮平（1978-），男，供職于楚雄州質量技術監督綜合檢測中心，研究方向：機電類特種設備檢測技術；羅廣賢（1984-），男，供職于楚雄州質量技術監督綜合檢測中心，研究方向：機電類特種設備檢測技術。

（責任編輯：秦遜玉）endprint