Ръководство за избор на трансформатор за летище: захранване на осветлението на пистата, товарите в терминалите и зареждането на електрическото наземно поддържащо оборудване

Оператор на наземно обслужване в Югоизточна Азия замени 24 дизелови трактора за багаж с електрически единици и ги свърза към група за зареждане, захранвана от перонната подстанция. Един сезон по-късно 1000 kVA трансформатор за летище в тази подстанция работеше по-горещ нощем, когато терминалът почти не функционираше, отколкото някога през утринния пиков период. Нищо не беше повредено. Спектърът на зарядния ток никога не беше в спецификацията.

Този модел се наблюдава при повечето запитвания за електрификация, които цитираме. Една трансформатор за летище не е единична натовареност с една функция. Тя е част от три различни електрически системи, които се държат напълно по различен начин: мрежа за осветление на летището, изградена върху последователни вериги; терминал, пълен с охладителни агрегати, транспортни ленти и системи за сигурност; и перон, претъпкан с оборудване, захранвано от батерии, което трябва да се зарежда в рамките на времето за преобзаване.

 

 

 

Три семейства натоварвания, три различни решения за трансформатор на летище

Започнете с летищната зона, където практиката на летищата се различава от обичайната индустриална дейност. FAA поддържа публичния референтен набор в своята страница за стандарти за проектиране и инженерство на летища , като голяма част от тях се отнася до осветлението: писти, рулежни пътеки, знаци, маяци и управляващото оборудване зад тях – всичко това работи в последователни вериги, захранвани от регулатори на постоянен ток.

Втората група натоварвания е комерсиална. IATA оценява, че електрическото наземно обслужващо оборудване (GSE) произвежда с 35 до 52 % по-малко CO2 и с 5,5 до 8,3 dB по-малко шум на преобзаване в сравнение с дизеловото оборудване, и публикува страница за програма за електрическо GSE за оператори, които планират прехода. Аеропортова акредитация за въглерод списък с повече от 650 сертифицирани аеропорта, като по-високите нива изискват документирани действия от трети страни, включително и наземни обработчици.

Третото семейство е самият терминал: охладители и вентилационни системи, системи за обработка на багаж, системи за сигурност, асансьори, пасажни мостове и стаи за ИТ и телекомуникации – всичко останало зависи от тях. Ако се поставят и трите в една таблица, лесно става ясно защо една-единствена спецификация постоянно не изпълнява изискванията на място.

Семейство натоварвания	Това, което определя класацията	Това, което обикновено се пропуска
Осветление на летището (серийни вериги с регулаторно захранване)	Режим на работа на регулатора при всяка стъпка на затемняне, плюс концентрация в еднофазен режим	Допустимо хармонично натоварване в целия диапазон на затемняне, вентилация на складови помещения, ограничение на шума
Крайни и багажни системи	Съвпадащи нужди от чилъри, конвейери и ИТ с резервност N+1	Клас на нагряване при навиване в ограничено помещение, координация на повреди между генератор и източник
Зареждане на перона и наземното обслужващо оборудване (GSE)	Съвпадащи нужди от зарядни устройства след управление на натоварването	Спектър на тока на зарядните устройства, схема за управление на натоварването, маржа за изкривяване

 

Осветление на летището: Защо трансформаторът за захранване заслужава отделен анализ

Осветлението на пистата и рулежните пътеки не е обобщено натоварване. Всеки участък представлява серийна верига, задвижвана от регулатор с постоянен ток при номинален ток 6,6 А; за някои високоинтензивни приложения се използват вериги от 20 А. Всеки светлинен фитинг е разположен зад собствен изолационен трансформатор от серия към серия, така че една верига може да пренася стотици малки трансформатори вместо един-единствен голям. Федералната авиационна администрация (FAA) регулира изолационните трансформатори в AC 150/5345-47, а регулаторите — в AC 150/5345-10.

Никой от тези компоненти не е проблем за трансформатора. Проблемът на трансформатора е как изглежда регулаторът от страна на първичната намотка, а три негови характеристики трябва да се включат в спецификацията.

• Дименето променя формата на вълната, а не само нейната амплитуда. Регулаторите с фазово управление генерират изкривен първичен ток, чийто хармоничен състав е най-лош при нисък изходен сигнал; затова един агрегат, специфициран само въз основа на данни при пълна яркост, е недостатъчно специфициран за часовете, прекарани при 10 процента яркост.
• Един регулатор — една фаза. Регулатор с мощност десетки киловати е свързан към една-единствена фаза; следователно трансформаторът, захранващ няколко регулатора, може да пренася силно неуравновесена товарна мощност, а последвалото отрицателно-последователностно загряване остава невидимо за термометър, поставен в горната част на маслото.
• Регулаторът следва референтния сигнал. Регулирането на напрежението от първичната страна се отразява директно върху точността, с която регулаторът поддържа зададената стойност; затова осветителната кладенец обикновено заслужава отделно захранване, а не отклонение от агрегат, обслужващ смесен товар.

Стъпката на димене, която повечето спецификации пропускат

Поискайте хармоничните данни за входния ток на регулатора при минимален, среден и пълен изход, след което посочете коефициент K или документирано разрешение за загуби от хармоници спрямо най-лошия от трите случая. Трансформаторите за вградени инсталации обикновено се монтират в малки помещения с ограничена циркулация на въздух, затова проект с повишаване на температурата на намотките до средно 55 °C плюс план за вентилация обикновено струва по-малко от увеличаване на размера на корпуса.

Шумът е другото ограничение, което често създава проблеми при проекти за летища. Когато вградената инсталация споделя стена с терминал, оперативна сграда или кула за управление, граничната стойност в децибели трябва да бъде включена в поръчката, а не да се посочва като оплакване след пускането в експлоатация. Проектът с ниско ниво на шум се уточнява още на етапа на цитиране и не може да бъде добавен по-късно.

 

 

 

Определяне на размерите на площадката за зареждане на електрическото наземно поддържащо оборудване

Наземното поддържащо оборудване е частта от товара на летището с най-бързо изменение. Тракторите за багаж и товарните ленти обикновено се зареждат от AC-устройства с мощност между 20 и 43 kW, докато тракторите за изтегляне и по-тежкото електрическо наземно поддържащо оборудване преминете към постояннотокови зарядни устройства с мощност от 60 kW нагоре. Числото, което определя трансформатора, не е сумата от номиналните мощности на зарядните устройства; то е съвпадащата (едновременна) мощност след управление на натоварването.

Вземете депо с 12 постояннотокови зарядни устройства с номинална мощност по 60 kW всяко, т.е. общо свързана мощност 720 kW. При схема за управление на натоварването, която ограничава групата до 400 kW, изчислението е: 400 kW ÷ 0,92 коефициент на мощност ≈ 435 kVA, плюс 25-процентов резерв за входно изкривяване на зарядните устройства и неефективност при частично натоварване, което дава стойност около 545 kVA. Трансформатор с мощност 630 kVA е достатъчен. Ако обаче се избере размерност въз основа на сумата от номиналните мощности, за същото депо ще бъде предложена единица от 1000 kVA — почти двойно повече мед, желязо и загуби при празен ход за връхова мощност, която контролерът за зареждане вече предотвратява. терминалният разпределителен трансформатор , контролерът за зареждане и графикът на смяните в летището трябва да се определят заедно, тъй като управлението на натоварването работи само ако графикът за зареждане съответства на начина, по който функционира перонът.

Зарядните устройства с преден вход представляват нелинейни натоварвания. Шестоимпулсният вход без филтриране изтегля токов спектър, доминиран от пети и седми хармоници, които нагряват намотките и стоманата на резервоара по начин, който моделът при 60 Hz пропуска. Изчисляването на коефициента K е същото, използвано за всеки натоварен с инвертори режим: числото K е сумата, по хармонични редове, от квадрата на относителния хармоничен ток, умножен по квадрата на неговия ред; така например 25-процентов пети хармоник допринася с 0,25² × 5² = 6,25 относителни единици вихрови загуби само по себе си. Активният вход почти напълно избягва този проблем, затова изискваме техническия паспорт на зарядното устройство, а не само табелката му.

Един детайл на предната плоча определя корпуса, а не kVA. Зарядните точки обикновено са външни киоскови или наземни монтирани единици, а в района на Залива или Сахел това означава проектирана околна температура от 50 °C, радиантно топлинно въздействие от бетона и пренасяния от вятъра прах. Трансформатори, специфицирани за горещи и прашни обекти следват различни правила в сравнение с единица, разположена в климатизирано електроразпределително помещение.

 

Крайни подстанции: сертифициране, ефективност и срок до 2029 г.

Крайните електрически помещения обикновено функционират като двустранни подстанции с двойно захранване, автобусна връзка и резервност N+1 или 2N за щитовете за филтриране, ИТ и телекомуникации. Вътрешните единици обикновено са сухи типове с леяна смола, което изключва необходимостта от съдържание на масло, уплътнителни прегради и пожарозащитни прегради в проекта.

За проекти в Северна Америка въпросът за ефективността сега има определена дата. Министерството на енергетиката на САЩ програма за стандарти за разпределителни трансформатори точно дефинира класа продукти: входно напрежение 34,5 kV или по-малко, изходно напрежение 600 V или по-малко, работа при честота 60 Hz и мощност 10–2500 kVA за течностно охлаждани единици или 15–2500 kVA за сухи типове. Неговите изменени стандарти се прилагат за единици, произведени на или след 23 април 2029 г., така че спецификация, съставена през 2026 г. с по-старите стойности за загуби, ще изисква ново цитиране преди доставка през 2029 г.

Общата основа за изискванията към течностно охлажданите единици е IEEE C57.12.00-2021 , който се отнася за трансформатори с най-високо напрежение на намотката от 601 V и по-високо и, също толкова полезно, посочва какви трансформатори изключва: инструментални, изправителни, за дъгови пещи, специални, за заземяване, мобилни и минни трансформатори не попадат в неговото приложение. Маркировката за сертифициране и стандартът за проектиране са отделни доказателства, които компетентният орган ще поиска.

Един детайл относно терминала, който постоянно води до допълнителни разходи за проектите, е резервното генериране. Един терминалният разпределителен трансформатор координиран спрямо източник на електроенергия от електроснабдителната компания се държи по различен начин, когато генераторът поема товара, тъй като наличният ток при късо съединение е значително по-нисък. Настройките на защитата и способността за преминаване на ток при късо съединение трябва да бъдат прегледани спрямо по-слабия източник.

 

Какво трябва да се включи в заявката за оферта

Това са елементите, които нашите инженери проверяват първи при пакет за летище, подредени по групи товари. Повечето забавяния се дължат на получаването на един от тях след подаването на поръчката.

Артикул	Хранене на осветлението на летищната площ	Хранене за зареждане на стоянката	Терминален модул
Основа за номинално напрежение	Разписание на регулатора с хармонични данни	Обща мощност в kW на групата управляеми зарядни устройства	Съвпадащо търсене плюс N+1
Хармонично допустимо отклонение	Документирано за всяка стъпка на затемняване	К-фактор или намаляване на мощността според техническия паспорт на зарядното устройство	От спектъра на чилъра и двигателя на конвейера
Клас на повишението на температурата на намотките	55 °C за инсталация в подземно помещение	65 °C, сенчеста открита площадка	55 °C в затворено помещение
Ниво на звука	С ниско ниво на шум при разположение близо до терминал или кула	Стандартно	Поръчка с ниско ниво на шум
Сертификация	UL/cULus или CSA плюс местен маркировъчен знак	Същия	Същото, плюс изявление за ефективност за 2029 г.
Тестови доказателства	Съотношение, загуби, импеданс, ниво на шума	Плюс изчисление на хармоничните загуби	Плюс SFRA-отпечатък преди изпращане

 

Как произвеждаме и тестваме уредите за работа в аерогарата

Ryan Electric произвежда трансформатори от 2007 г. от завода си в Цзянсу, чиято площ е 120 000 м², като разполага с повече от 180 комплекта производствено и изпитателно оборудване и 37 патента; продуктите му са сертифицирани според стандарти UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS и CE. За аерогарата доставяме както лити трансформатори със смолено изолиране, така и VPI-сухи трансформатори за терминални помещения и кабинети, както и течностно охлаждани или наземно монтирани трансформатори за подстанции на перона.

Първият документ, който нашите инженери по приложения поискват, не е графикът на трансформаторите. Това са данните за хармониците на регулатора и настройките за управление на натоварването на зарядния контролер, защото тези два документа определят kVA и допустимото изкривяване, преди да започне какъвто и да било спор относно цената. Аерогарен трансформатор се доставя с:

• Рутинни изпитания — съотношение, полярност, съпротива на намотката, загуби при празен ход, загуби при натоварване, импеданс, приложено и индуцирано напрежение за всяка единица.
• Доказателства от типови изпитания — повишаване на температурата, гръмотевични импулси и устойчивост при късо съединение, проследими до проекта, който се доставя.
• Изчисление на хармоничните загуби — когато в спецификацията е предвидена допустима дисторсия, проверката на проекта се документира, а не се приема по подразбиране.
• Измерване на нивото на шума — когато в поръчката е посочена граница в децибели, изпитанието се извършва в собствената ни изпитателна зала, а не се цитира от каталог.
• SFRA-отпечатък преди изпращане — за да се установи транспортното повреждане чрез сравнение на място, а не чрез спорове.
• Снимки на табелката и референтен номер на сертификационния файл — Електротехникът, отговарящ за пускането в експлоатация, прави снимка на табелката преди подаване на напрежение, а инспекторът чете същите данни.

Опаковката получава същото внимание като изпитанията. Обикновено апрановата трансформаторна подстанция изминава път по път или по железопътна линия от пристанището, затова по-мощните модели се транспортират запечатани, изолаторите се карат отделно в дървени каси, когато маршрутът го изисква, а с единицата пътува и уред за запис на ударните натоварвания.

 

Изпратете трите графика, преди да изпратите поръчката

Три документа превръщат заявката за аеродрумно осветление в цитирана спецификация: графикът на регулатора за аеродрумно осветление с данните за входния ток при всяка стъпка на затемняване; списъкът на апрановите зарядни устройства със схемата за управление на натоварването и техническите характеристики на зарядните устройства; и еднолинейната схема на терминала с изискванията за резервиране, околна температура на обекта и целевия сертификационен стандарт за пазара на дестинацията. Добавете датата, от която изчислявате обратно, тъй като пускането в експлоатация на подстанцията е фиксирано според предаването на терминала.

Изпратете тези графици на нашия екип по приложно инженерство и ние ще върнем оценки, класове за повишаване, хармонични допуски и дата на доставка по вашите собствени номера. Можете също да се свържете с екипа на [email protected] или +86-15371760308.

Стойността на изключването на хармоничните данни от едно трансформатор за летище запитване не изчезва. Тя се проявява два години по-късно като единица, която работи при висока температура в 3 часа сутринта на почти празен аеродрум.

За автора: Това ръководство е подготвено от екипа по приложна инженерна работа в Jiangsu Ryan Electric Co., Ltd. (Ryan Transformers), който проектира и произвежда трансформатори с маслено охлаждане и сухи трансформатори за проекти в областта на електроенергийните мрежи, центровете за обработка на данни, промишлеността и транспортната инфраструктура от 2007 г. насам. Въпросите, специфични за конкретен проект, относно захранването на осветлението на пистите, зарядните подстанции и сертифицирането за пазарите в Северна Америка и IEC, се отговарят директно от инженерния екип на [email protected].