בחירת מְהַשֵּׁב כוח חוף: הגדרת אספקת 'קריאת ברזל קרה' למספנות של 6.6 קילו-וולט ו-11 קילו-וולט

 

 

המכרז הגיע כעשרים עמודים של עבודות אזרחיות ושורה אחת של תחום חשמל: אספקת והתקנת מתח חוף 6.6 קילו וולט. שאלנו את המהנדס החשמלי של הנמל באיזו תדר פועלות האוניות המבקרות. היה השהייה, ואז התשובה: כל מה שסטנדרטי. השאלה הלא מעונה הזו קובעת את דרגת ה המשנה לחשמל חוף , האם לרציף יש צורך בכלל בממיר תדר סטטי, והאם אוניית סיור יכולה באמת להתחבר כאשר היא מגיעה.

הפעלת 'ברזל קר' עברה מפריט בפרויקט ניסיוני לתנאי רישיון במספר גובר של נמלים, והחבילה החשמלית היא בדרך כלל החלק שכתוב אחרון ומבוקר פחות. מדריך זה עוסק במה ש המשנה לחשמל חוף המשנה לחשמל חוף

היא עומדת על עומס לא של בניין

ספינה שנמצאת במרינה מכבה את מנועיה המשניים ומקבלת את כל הצריכה שלה מהחוף: עומס המלון, קירורים, משאבות, מנופים על ספינות שמתפרקות עצמאית, ועל ספינת סיור – את כל עומס מערכות ה-VAC והמטבח. הביקוש השיא הוא גבוה והוא עולה בבת אחת. לרוב מתכננים מרינה גדולה לספינות סיור סביב 7.2 MVA ב-6.6 kV, כלומר בערך 630 A של זרם משני, בעוד שמרינה לכוליות עם מדפי קירור נמצאת בדרך כלל בין 1.5 ל-3 MVA.

המשימה היא גם שחזורית באופיה, באופן שלא יראה אף טרנספורמטור הפצה. בכל חיבור של ספינה, הטרנספורמטור ניזון, ולאחר מכן גם הטרנספורמטור של הספינה עצמה, ולכן תופעת הזרם ההתחלתי מתרחשת מספר פעמים ביום, ולפעמים עם כבל באורך 200–400 מטרים בין קופסת המרינה לספינה. נוספו לכך טמפרטורת סביבה של 45° צלזיוס בנמל בחוף המפרץ, לחות יחסית של 90%, ותקופת חיים מעצבנת של 20–30 שנה, והשוליים התרמיים שנראו généreux בדפי הנתונים מתחילים להראות צרים.

 

מתח, תדר והחלטת המומר

חיבור חוף במתח גבוה סטנדרטי ב- IEC/IEEE 80005-1 והתוקף של שנת 2021 לתקן זה קיים בעיקר בשל בעיות שגרמו סיבוב הפאזות בנקודת המגע בין הספינה לנמל. המסקנה המעשית לקונה של טרנספורמטור היא מצומצמת יותר: הנמל חייב לספק את המתח והתדר שאותם צופה הספינה, והטרנספורמטור הוא רק אחד הקישורים באותה שרשרת.

שלושה תצורות מכסות את רוב ההזמנות, וכולן דורשות مواפיינים שונים של טרנספורמטורים.

 

תצורת הנמל	משימת הטרנספורמטור	מה משתנה בمواصفות
רשת בתדר 60 הרץ, צי בספינות בתדר 60 הרץ	ירידה בלבד במתח, למשל מ־33 קילוולט ל־6.6 קילוולט	הכי קרובה ליחידת התפלגות רגילה: אימפדנס סטנדרטי, קירור מסוג ONAN או ONAF, צבע C5-M לסביבה ימית
רשת בתדר 50 הרץ, צי בספינות בתדר 60 הרץ	מזין ממיר תדר סטטי, או מחובר ליציאת הממיר	זרם עשיר בהרמוניות, היסט זרם ישר ביציאת המומר, אובדן מערבולת ואובדן פיזור גבוה יותר, ציוד עזר של מקררים ומשאבות בצד המומר
רשת בתדר 50 הרץ, ציוד נייד בתדר 50 הרץ (ספינות נוסעים, ספינות רולו)	השראת מתח למטה בלבד, למשל מ־11 קילו וולט ל־6.6 קילו וולט	יחס המתח והטווח של הסניפים מתוכננים עבור הציוד הקיים, לא עבור ציוד עתידי

 

כאשר התדרים תואמים, א המשנה לחשמל חוף הוא טרנספורמטור הפצה או טרנספורמטור כוח קונבנציונלי עם דרישה בלתי רגילה לסיבולת לקורוזיה. כאשר התדרים אינם תואמים, הטרנספורמטור נמצא במורד הזרם מהמומר ויורש את צורת הגל שלו. המקרה השני הוא זה שבו שוכן רוב הסיכון ההנדסי, ובו הערכת האובדן הסטנדרטית הופכת באופן שקט לטעות.

 

היכן שההרמוניות פוגעות בטרנספורמטור

המֻפְרָקִים הַיְשָׁרִים שֶׁל הַסַּפִּינָה הֵם הַמָּקוֹר. סִדּוּר שֶׁל שֵׁשׁ מַחְזוֹרוֹת יִצְרֹךְ הַרְמוֹנִיּוֹת אֲפִילוּתִּיּוֹת אֲחָרוֹנוֹת — חֲמִישִׁית וְשְׁבִיעִית; סִדּוּר שֶׁל שְׁנֵים־עָשָׂר מַחְזוֹרוֹת דּוֹחֶה אֶת הַהַרְמוֹנִיּוֹת הַמְּדוֹמְנוֹת לַאֲחֵרוֹנוֹת — אַחַד־עָשָׂר וּשְׁלֹשָׁה־עָשָׂר. הַזְּרֵמוֹת הָאֵלֶּה עוֹבְרִים דֶּרֶךְ הַמַּחְשֵׁב, וְהָאֲבֵדוֹת הַמְּסֻבָּבוֹת בַּלִּפּוּף עֲלוֹת בְּעֵרֶךְ רִבּוּעִי שֶׁל סִדּוּר הַהַרְמוֹנִיָּה, כָּךְ שֶׁהָאַחַד־עָשָׂר וְהַשְׁלֹשָׁה־עָשָׂר גוֹרְמִים חִמּוּם רַב יוֹתֵר לְכָל אַמְפֶּר מִן הַתַּחֲנוּת.

שְׁנֵי מִסְפָּרִים צְרִיכִים לִהְיוֹת בַּמְּדִידָה. הָרִאשׁוֹן הוּא רִשְׁיוֹן אֲבֵדוֹת הַהַרְמוֹנִיּוֹת, שֶׁנִּתָּן לְהַצִּיג אוֹ כְּגַרְעוֹן K אוֹ כְּטֶרֶף הַהַרְמוֹנִיּוֹת הַמְּצוּיָן שֶׁהַיְחִידָה צְרִיכָה לְהַעֲבִיר בְּזֶרֶם הַמְּרֻשָּׁה בְּלִי לַעֲבֹר אֶת עֲלִיַּת הַחַמָּה שֶׁלָּהּ. הַשֵּׁנִי הוּא גְּבֻל הַהִתְפַּלְּגוּת הַמַּחְשֵׁב בְּנְקֻדַּת הַחִבּוּר הַמְּשֻׁתֶּפֶת, בְּאֵיזוֹ גְּבֻלֵי הַהַרְמוֹנִיּוֹת שֶׁל IEEE 519 מַקְבִּיעִים שִׁעוּר פְּרִיקָה הַרְמוֹנִית כְּלוּלִית שֶׁל 5% לִמְעָרְכוֹת בֵּין 1 ק״ו ל־69 ק״ו. נְקֻדַּת חִבּוּר שֶׁל 6.6 ק״ו נִמְצֵאת בְּתוֹךְ טוּחַ זֶה בְּאֹפֶן מַמָּשׁ.

הנה החלק שרוב مواصفות המניעים מפספסות. הגבהת התנגדות הטרנספורמטור כדי לשלוט בזרם תקלה גם מגבירה את עיוות המתח עבור אותו זרם הרמוני, מאחר שיותר מהעיוות מופיע על הטרנספורמטור עצמו. יש לבחור יחד: התנגדות, מספר הפולסים של הממיר ועיצוב המסנן. כאשר מתקבל בקשה לרציף עם התנגדות של 8% וממיר דו־פולסי של שתים־עשרה פולסים ללא מסנן, אנו מזהירים מראש מפני השילוב הזה לפני שהצעת המחיר נשלחת.

 

מלח, לחות והסביבה של הרציף

רציף הוא אתר חוף באטמוספירה אגרסיבית במיוחד: ערפל מלח, לחות גאותית, פליטת דיזל וניקוי באמצעות צינור קשיח בסמוך לבניין הטרמינל. עבור התקנה חיצונית על הרציף, מערכת הצבע חייבת לעמוד בדרישות C5-M של הסטנדרט ISO 12944, עם ניקל-כרום 316 למחברים הגלויים ולבסיס הטנק, אשר לא יחליד בנקודות העוגנים. מסגרות בסיס מזונקות בחמה נפוצות, ואנו מבקשים לציין את עובי השכבה במיקרומטרים ולא בשם הצבע.

הכיסוי והקירור נובעים מהמיקום. יחידות שמתניעות בשמן מתאימות למגש חיצוני ליד המ dok; יחידות יבשות מסוג רזין מוזרמים מתאימות לבניין הטרמינל הפנימי, שם עומס השריפה ונתיבי הכבלים מעדיפים יחידה ללא נוזלים. בשני המקרים יש לספק דרגת הגנה מינימלית IP54, מחממים נגד קondenציה בתא ה-LV, ודרגת עליית טמפרטורה שתקף גם בטמפרטורת הסביבה באתר, ולא רק בטמפרטורה הסטנדרטית של 40° צלזיוס שמתוארת בקטלוג.

פרטי אחד שאנו מעירים עליו מוקדם, מכיוון שבסופו של דבר הוא יקר: כשל מפוח. יחידה מסוג ONAF שמתוכננת להעמסה מלאה של המ dok עם המפוחים פועלים תאבד 25–30% מהקיבולת שלה כאשר מנוע מפוח נתקע באוגוסט. יש לבחור באחת משתי האפשרויות: לאפיין התראה על כשל קבוצת מפוחים המחוברת למערכת הניטור של הנמל, או לתכנן את הקיבולת של ה-ONAN בהתאם לעומס הרציף הריאלי, ולראות בשלב הקירור המופעל כרזרבה לעומס השיא של המלון.

 

 

 

מה לשים בתוך המשנה לחשמל חוף תובנות טכניות

הטבלה שלהלן היא קבוצת הנתונים המינימלית שדרושה לפני שניתן יהיה לספק הצעת מחיר מדויקת למוקף נחיתה. שורות חסרות יוחזרו כהנחות, וההנחות יוחזרו כהזמנות לשינוי.

 

פרמטר	דרישת מוקף טיפוסית	למה זה חשוב
העוצמה המşıיימת	7.2 MVA למוקף ספינות סיור; 1.5 עד 3 MVA למוקף מכוליות	מגדירה את כל העיצוב התרמי וקוטר הכבל מהקופסה במוקף
יחס מתח	מתח ראשי של 33 kV או 11 kV למתח משני של 6.6 kV או 11 kV	חייב להתאים ללוח החיבורים של הספינה, לא לרשת הנמל
תדירות	60 Hz עבור צי שעובד ב־60 Hz, 50 Hz עבור צי שעובד ב־50 Hz, ממיר כאשר יש הפרש	מחליט אם ממיר, וספקטרום ההרמוניות שלו, נכנס לתכנון
אימפדנס	6 עד 8% טיפוסי, מתואם עם רמת הפגיעות	נמוך מדי – לוח החיבורים של הספינה מקבל זרם פגיעה מוגזם; גבוה מדי – עיוות המתח עולה
מטען הרמוני	הספקטרום הצויין או K-factor, THDv של 5% ב-PCC	מונע נקודות חמות בסלילים שאף בדיקת אובדן סטנדרטית לא תגלה
קירור	ONAN עם שלב ONAF, התראת מאוורר ל-SCADA של הנמל	שומר את הרציף בתפקוד כאשר מאוורר נכשל
תסיסה	צבע C5-M לפי ISO 12944, מחברים מפלדת אל חלודה 316, IP54	15 שנים של אוויר מלח הן בדיקת הקבלה האמיתית
בדיקות	בדיקות שגרה, בדיקת עלית טמפרטורה, מדידת PD לרזין יצוק	נותן לנמל משהו להשוואה מול המכרז הבא

 

 

איך ריאן מתמודד עם בקשת רציף

בונים יחידות משוחקות נוזליות ורזין יצוק במפעל של 120,000 מ"ר עם יותר מ-180 מערכות ציוד ייצור ובדיקה, נתמכים ב-37 פטנטים, ומאז 2023 פועלנו כשותף ביוזמה משותפת עם Eaton. זה פחות חשוב מהשיחה ההנדסית, אך זה כן אומר שביקוש לרציף מגיע לאנשים שהתווכחו בעבר על אימפדנס.

לכלי רכב עם פלטפורמה מעורבת, האופציה המועילה היא מתח משני כפול עם בחירת קישור מחוץ למעגל, כך שעיצוב אחד משרת ספינות של 6.6 קילו-וולט ו-11 קילו-וולט ללא צורך באחד נוסף כחלופה באתר. קישורים לקסם מחוץ למעגל הם גם הדרך הזולה ביותר להסתגל למתח רשת שמתנודד מהערך שצוין בתוכנית. כל יחידה יוצאת לאחר ביצוע מבחנים רוטיניים, אשר נרשמים כערכים שנמדדו, ריצה לבדיקת עליית הטמפרטורה תחת זרם נומינלי, וצילום של הלוחית השם לפני אריזת היחידה, מאחר שלוחית השם היא הדבר הראשון שבודק הנמל קורא upon הגעתו.

ממשק החיבור לזרם המתח הגבוה ביציאה הוא המקום בו מתרחשים רוב הוויכוחים, ובעיקר בין שלושה צדדים שלא נפגשים אף פעם: יועץ החשמל של הנמל, המנהל הטכני של הספינה והספק הטרנספורמטורים. אנו מבקשים את תרשים הקו היחיד של הספינה כבר בשלב מוקדם. ממיר דו-פולסי של 12 פולסים על הספינה משנה את עומס ההרמוניות על הליפוף שלנו, וספינה עם לוח חלוקה של 6.6 קילו-וולט ומחולל של 60 הרץ לא תוכל להתחבר לרציף של 50 הרץ ללא ממיר, גם אם דירוג הטרנספורמטור נראה נדיב מאוד במסמך.

אם אתם כותבים כעת את مواصفות הרציף, שלחו לנו את הרכב האוניות, מתח הרשת והתדר, ורמת הפגיעות בקופסת הרציף. שלושת הפרטים האלה קובעים יותר מאשר כל עמוד אחר בתיק ההצעה, ובהחלט הם בדרך כלל מגיעים מאוחר ביותר. המשנה לחשמל חוף המהנדסים שלנו יחזירו לכם את הדירוג, המלצת האימפדנס וההנחת ההרמוניות בכתב, כדי שניתן יהיה לבדוק את החבילה החשמלית לפני שמתבצעים העבודות האזרחיות.

על הסופר : מאמר זה נערך על ידי צוות ההנדסה של Ryan Electric (Jiangsu Ryan Electric Co., Ltd.), יצרנית טרנספורמטורים שהוקמה בשנת 2007 והייתה שותפה בתאגיד משותף עם Eaton מאז 2023. הצוות מעצב טרנספורמטורים שומניים, מוצקי רזין ומותקנים על בסיס לפרויקטים נמליים, מרכזי נתונים, שירותי תועלת ותעשייתיים, ותומך בלקוחות באמצעות בחינת מפרטים לפני מכרז. לשאלות על מפרזים, יש ליצור קשר בכתובת [email protected].