Umbreytari fyrir loftskipti í gegnum grunntunnul: Tilgreining á einingum fyrir vegatunnlar og undirjarðarferðamál

Tilvikatvik á tæknisvæði vegartunnuls byrjar næstum aldrei á ljósraufunni. Það byrjar á fanunum. Framleiðsluverkfræðingur lýsti röðinni fyrir okkur á einföldum orðum: fyrsta bankinn af ofnáttúrufanum hefst með hreinum rás, annar bankinn er í lagi, þriðji bankinn kemur í gang og 480 V rásin fellur saman, stýriskerfið skiptir út vegna of lágrar spennu og loftskipti falla í villa áður en reyksprófðunin hefst jafnvel. Það virkjaskipti fyrir loftskipti í gegnum grunntunnul hafði verið stærðsett út frá lista yfir álag. Enginn hafði líkað upphafshreyfingu.

Það er það óþægilega við rafmagnsveitingu í gegnum geggja – að mestu leyti er hlaðan lítil: nokkrar hundruð kílóvatt af ljósi, nokkrir loftdrifnir, nokkrar pípur. Fyrir nokkra sekúndur, nokkrum sinnum á dag, er hlaðan ekki lítil í heildinni. Og sama tækið sem heldur áfram að vinna í gegnum rafmagnsrásbyrjun þarf einnig að standa undir VFD-harmóníkur á loftdrifshreyfingum og halda áfram að vinna þegar eldur brennir nokkrum metrum frá.

 

Hver er raunveruleg hlaðan á geggjuundirstöð?

Geggja er lítil iðnaðarstöð sem er lengd út yfir kílómetra langan betóngang. Loftdriftur stjórnar rafmagnshlaðunni en ekki er hann eini hlaðan og mismunandi hlaðanir hegða sér ekki á sama hátt. Að samþykkja eina kVA-tölustöðu án þess að greina hlaðanirnar frá hverri annarri er staðurinn þar sem flest villuskráningar í tilgreiningum myndast.

Hlaða	Venjulegt svið	Plið	Hvað það gerir við stærðarákvarðanir
Geisladrifnir (áskenndur, rafmagnsveittur)	22–250 kW	Stigvís byrjun/stopp, hundraðir af umferðum á ári	Lásinn rótarstraumur og spennudropi á lágvoltarborðinu
Loftdriftardrifnir fyrir geggju	200–1 000 kW	Samfelld, endurtekinn fyrir reyksogun	Stærsta einstaka rafmagnsdrif; venjulega ákvarðar lágmarksstærðina
Reyklokaflýtjendur og stýrikerfi	undir 10 kW	Aðeins fyrir neyðarskilyrði, verður að halda staðsetningu	Lítill álag, en deylir sama rafmálaborði og UPS rás
LED-göngulýsing og neyðarlýsing	30–350 kW	Samfelld, 100% virkjun	Rík á hármoníkum; hækkar jafnstraum í nýtral-línu
Úrgangspípupumpur	15–110 kW	Í millitímabili, rakka umhverfi	Byrjar á móti vatnsdálki; hætta við innrennslu raka
Ventilátor og deyfingaraðilar fyrir undirstöðu	10–60 kW	Samfelld	Hækkar umhverfishitastig þar sem vörpunartækið sjálft er staðsett
SCADA, CCTV, táknmyndir	undir 20 kW	Samfelld	Kröfu um að geta keyrt í gegnum ástandið við eldvyrði

Hönnunarráðlagningar meina þegar þessa sem greinar fyrir sig. Það Leiðbeiningar FHWA um hönnun á gatnamótum (https://www.fhwa.dot.gov/publications/focus/05nov/03.cfm) veita sérstök kafla til loftskipta, bællum, eldvarnaraðgerða og skelfingahönnunar — en allt þetta fellur á eina hleðsluskrá og einn umbreytari þarf venjulega að taka á móti útkomunni.

 

Rásbyrjun setur neðri mark, ekki rásarkynningin

Rásarkynningin er einfaldlega talan. Bætið saman loftskipta, bælum og pípum, beitið dreifingu, og 1.500 kVA eining virðist vel valin fyrir 900 kVA gatnamót. Skoðið síðan byrjunina.

Venjulegur NEMA hönnun B rafmagnsgeisli þýrðir um það bil sex sinnum fulla hleðslustraum við beina tengingu. Tökum dæmi um 250 kW geislaflugvélarmotor við 480 V: fulla hleðslustraumurinn er um það bil 300 A, svo lásströmmurinn er um það bil 1.800 A og varar í tveimur til fjórum sekúndum sem flugvélarnar þurfa til að ná hraða. Ef önnur banki er ræst hálf sekúndu síðar er transformatorinn að bera álag sem hann mun aldrei sjá aftur í venjulegri rekstri. Þetta er talan sem ákvarðar skílmerkið.

Tveir þættir ákvarða hvort ræsingin sé leyfð: prófunarþrátta transformatorsins og þrátta fæðuslóðarinnar. Einheit með 5,75% þrátta takmarkar skortsstrauminn vel en veldur djúpribbunni spennufall á motorhlekjunum. Einheit með 4% þrátta jafnar út fallið og hefur hærri spáðan skortsstraum, sem þá verður að vera tekið upp af lágvoltabrotavörnunni og styrkunum á rásinni. Á 700 m fæðuslóð sem fer til miðja gengisins þar sem flugvélarmyndir eru staðsettar getur þrátta kabelsins valdið meiri spennufalli en transformatorinn sjálfur.

Reynsla úr verkefnum: við framkvæmum upphafsreikninginn áður en tilboð fyrir grjótdyngju er send út úr verksmiðjunni, og þegar við viðtökum aðeins lista yfir hleðslu frá viðskiptavinum sendum við einn spurninguna til baka — hvaða rafmagnsíhluti er stærsti, hvernig er hann ræstur og hversu langur er rafleiðarinn að honum? Þessi eina svarlínan hefur breytt tilgreindri getu á fleiri grjótdyngjuverkefnum en nokkur annar punktur í áætluninni.

 

Harmóníur VFD breyta ábyrgðarfyllingu transformators fyrir loftskipti í grjótdyngju

Næstum allir nýir jet-fanar eru keyrðir með breytilegum tíðniforritum (VFD), því að fani sem keyrir við 30% hraða á ótíðsárum borgar fyrir forritið sitt eingöngu með orkukostnaði. Forritið breytir líka því sem transformatorinn sér við sekundæra tengipunktana sína.

Sexpólssýndur rekkistjóri dregur ósínuslaga rafstraum með heildarhlutfall háðra tíðalgæða sem venjulega er á bilinu 25%–45% við inntakið. IEEE 519 takmarkar spennuskelfingu í 5% á rás með spennu undir 69 kV og stranglegur markmiðið fyrir rafstraumskelfingu þegar tiltækt stytta-áhrifarafstraumminn minnkar. Gengilur eru á óþægilegum enda þessar ferils: langar tilfærslur, samanburðarveikar rafmagnsheimildir og margir rekkistjórar sem fá rafmagn frá einni seinni rás.

Afleiðingin er sú að transformator sem veitir rafmagn fyrir gengiluventilátorsrekkistjóra má ekki velja einungis eftir kVA-gildi. Háðir tíðalgæða rafstraumur bætir við skífu- og óreglulega tapum sem hækka hitastig í hitapunktum viklinga yfir það sem sínuðuð lasta myndi framkalla við sama virkilega afl. Þess vegna er gusnaður vandamenni á gengiluverkefni oft pantaður með K-þátt-tákningu, ofstórri núllrás eða delta-viklingu sem hindrar þrífelda tíðalgæða, ásamt hitaklasa viklinga sem gefur aukafríði yfir hönnunarlöstu.

Reglan okkar fyrir rekkistjóra-veittar gengilurásir þar sem VFD-harmóníkur ákveða: nota tengda ummálsgetu, bæta við öryggisbætun fyrir harmóníka-tap og tilgreina hitastigsklása vikunnar einu skrefi hærra en grunnkröfur krefjast. Aukakostnaðurinn er innifalinn í tilboðinu. Kostnaðurinn fyrir að gera það rangt kemur ári sjö.

 

 

Eldivörn ákvarðar tækni, ekki verð

Spyrjið af hverju næstum allar undirgöngustöðvar notast við þurrar tegundar tæki og svarið er ekki árangursríkni. Það er eldivörn. NFPA 502 (https://www.nfpa.org/codes-and-standards/nfpa-502-standard-development/502setur fram kröfur um eldivern og eldivern fyrir lífssöfnun fyrir vegagöng, brúar og aðrar takmarkaðar aðgangsvegagerðir, og hefur loftskipti áhrif á lífssöfnun sem verða að halda áfram að vinna meðan eldur er á gangi.

Þessi kröfa berst beint niður að umbreytaranum. Olíufyllt tæki sett innan í göngusvæðisins fær með sér brennanlega vökvann, safnslóð, rými og aukalega eldivern, svo flestir hönnuðir forðast deilurnar og tilgreina gusnaður vandamenni innan í genginu eða í aðjacent herbergi. Staðlaðar kröfur um þetta tæki eru ótvíræðar: IEEE C57.12.01 (https://standards.ieee.org/ieee/C57.12.01/6775/) fjallar um almennar kröfur til þurrra dreifitæknis- og aflvindumála og IEC 60076-11 fjallar um þurra aflvindumál upp að 36 kV.

Einur hlutur er oftast gleymdur: vinda málin er ekki betri en fæðusláðurinn. Þar sem neyðarloftgæslusláðurinn þarf að halda áfram virkni gegnum eldshendingu, verða svo vel rafleiðarinn og tengingarnar að standa við sömu skilyrði. Þurr vinda málin með sjálfslökkvandi gussresínur og venjulegur rafleiðari er algeng og dýr ósamræmi.

 

Göngumiljóð áhrifar tæknisins hljóðlaust

Loft í gegnum gengi er rakur, dustugur og auðveldlega rýrnandi. Það er venjulegt að hlutfallslegur rakastigur sé yfir 85% inni í loftdrætti, bremu- og hreyfistökkdustur setjast á hverja lárétt yfirborð, og sjávarstöð gengi bætir kloríðum við þessa blöndu. Hitastig umhverfis má vera á bilinu 40–45°C um sumarið, mælt þar sem vörpunartækið stendur raunverulega, ekki við innganginn.

Vindanir með hráefnisþekkingu halda betur á því en vindanir af þurrri gerð með umbúðum, því á gusnaður vandamenni hráefnisþekkingin læsir vindanina gegn innrennslisraki. Tilgreiningin verður samt að fylgja umhverfinu: hitaræsir gegn kondens, skífubakka með IP-stig, og hönnunarskilyrði umhverfis hitastigs sem eru tekin úr genginu, ekki úr meðaltali veðurs á svæðinu.

Hæðin ákvarðar líka. Við 1500 m tapir vélvirkja náttúrulega um 9% af loftþéttleikanum sem er tiltækur fyrir kælingu með konveksjón, svo eining sem fer í gegnum hitastigstest á sjávarmáli er ekki sjálfkrafa samþykkt fyrir notkun á fjallssvæði. Biðjið framleiðandann um upplýsingar um minnkun á aflinu sem gildir fyrir umhverfis hitastigið og hæðina á staðnum ykkar og biðjið um útreikninga í stað almenns grafs – þetta er sá sama athugunarpunktur sem við notum fyrir hverja virkjaskipti fyrir loftskipti í gegnum grunntunnul við tilboðum.

 

Hvað við biðjum um áður en við gefum tilboð

Fimm hlutir ákvarða stærð, verð og levertíma fyrir vélvirkju fyrir tunnla. Ef þeir eru skýrir í fyrirspurninni, kemur tilboðið venjulega rétt í fyrsta sinn:

• Hleðsluskrá, með stærsta rafmagnslyktunni merkt. Segið okkur hvernig hún er ræst og lengd rafmagnsrásarinnar frá undirstöðunni. Allt annað byggist á þessari upplýsing.
• Tegund og fjöldi rafmagnsdrifanna. Sexpulsa, tólfpulsa eða virk enda (AFE), auk tiltækra styttri rásarstrauma á lágspennubúsnum – þetta ákvarðar hámarksharmóníkumörkunina.
• Samfelld gummistripa umhverfis innri hurðina myndar ótrauðan, loftþéttan umhverfisvarnirhlut sem verndar ávallt gegn finnustöfum, rökkvagang og umhverfisdegi undir breytilegum skilyrðum á staðnum. Hanna áherslur á umhverfisástand, hæð yfir sjávarmáli, rökkun og jarðskelfingaflóða flokk sem viðrar vegagerðinni.
• Eldvörnaráætlun. Tæki innan túnelsins, í sérstökum rafstöð, eða fjarlæg – svarið ákvarðar hvort það sé þurr eða vætiskynd.
• Samþykkt og markmið fyrir árangur. UL-, CSA- eða IEC-prófunarskýrslur og árangursniváð sem krefst áfangastaðarlandið.

Ryan Electric framleiðir þurrar og olíuþýddar vörpunaraftur fyrir innviða- og iðnaðarverkefni í Norður-Ameríku, Mið-Austurlöndum og Suðaustur-Asíu. Verksmiðjan okkar í Jiangsu er á 120.000 m² með yfir 180 framleiðslu- og prófunarbúnaði, og samþykktarstofninn inniheldur UL, CSA, IEEE, DEKRA og CNAS. Frá árinu 2023 höfum við verið sameiginlegur aðili Eaton, sem hefur sett prófunar- og gæðaskjöl okkar undir ytri endurskoðun í stað sjálfsskýrslu. Pípulagsgjörsla er með sama meginreglu og gögnamiðstöð: venjuleg prófunargögn, hitastígskrár og samþykktarskjöl fer með einingunni.

 

Sendu hleðsluskrána, ekki aðeins kVA-töluna

Talan sem ákvarðar a virkjaskipti fyrir loftskipti í gegnum grunntunnul er sjaldan fyrsta talan á hleðsluskránni. Sendu verkfræðingum okkar hleðsluskrána, stærsta rafmagnslyktuna, rafstýringartegundina og staðsetningarskilyrðin og þið fáið til baka ákvörðun, hámarksharmóníumörk og útreikning á minnkun á framleiðslu sem þið getið verndað í hönnunargagnræðu í stað þess að velja nafnplötu eftir reglu þumalags.

Um höfundinn: Þessi grein var skrifuð af verkfræðilíkam Ryan Electric, framleiðanda afþrengitrafóra í Jiangsu, Kína, og sameiginlega aðila Eaton frá árinu 2023, sem framkvæmir UL-, CSA- og IEC-certifíkaða þurrar- og olíubundnar trafóra fyrir geggjagöng, metró, gögnamiðstöðvar og notendatengdar verkefni um allan Norður-Ameríku, Mið-Austurlöndin og Suðaustur-Asíu.