Цемент зауытының трансформаторын таңдау бойынша нұсқаулық: Дәлелдеу, гармоникалар және тозаң

Батыс Африкадағы бір ұнтақтау орны бізден өткен ширекте 8 МВА қондырғысын қайта есептеуді сұрады. Алғашқы цемент зауыты трансформаторы цехтың жұмыс жүктемесі бойынша тапсырыс берілген болатын, ал он бір ай бойы әрбір қосылатын шикізат ұнтақтағышта шина кернеуін қолдау үшін қажетті деңгейден төмендетіп, ұнтақтағыштың іске қосқышы қосылып тұра алмай қалған. Ешкім бастапқы кВА-ны өлшеген емес. Барлығы трансформатордың мәселелі екенін немесе одан да жаманы — оның мәселелі емес екенін қарапайым қабылдаған.

Цемент — электрлік жүктемесі бірнеше өте ірі, жүктемеде іске қосылатын, айлар бойы жұмыс істейтін және шынымен демалмайтын қозғалтқыштарға негізделген сирек кездесетін өндірістердің бірі. Осындай жағдайдағы цемент зауыты трансформаторы трансформатор

 

 

 

Стандарттық техникалық талаптарға қандай әсер етеді

Қазіргі заманғы цемент зауыты бір тонна цемент өндіру үшін шамамен 110–120 кВт·сағ электр энергиясын тұтынады, ал электр қозғалтқыштар осы көрсеткіштің үлкен бөлігін құрайды — салалық бағалаулар бойынша қозғалтқыштардың жүктемесі зауыттағы электр энергиясының 65–75 пайызын құрайды. Осы жүктеменің ауыр бөлігі дробленуге (ұнтақтауға) тиесілі: шикізат ұнтақтағыш, цемент ұнтақтағыш және соңғы жылдардағы жолдарда роликті пресс — әрқайсысы 3–6 МВт класындағы негізгі қозғалтқышпен жетек беріледі.

Сұраныс жағы да осыған қосылады. Энергетикалық Департаменттің (АҚШ) цемент зауытындағы электр энергиясының тұтынуы туралы зерттеуі үлкен ұнтақтағыштарды алаңдағы ең ірі жеке электр жүктемелері ретінде анықтайды және бұл зауыттардың тоқтатылмай, айлар бойы үздіксіз жұмыс істейтінін атап өтеді. Бұл екі көрсеткіш де техникалық сипаттамаға әсер етеді: күндік жүктеме циклы жоқ зауыт ұзақ уақыт бойы номиналды қуаттың 0,8–0,9 бөлігін жүктеме коэффициенті ретінде тасымалдайды, бұл күндіз екі рет пикке жететін өнеркәсіптік зауыттан термиялық тұрғыдан өзгеше жағдай. Секторлық контекст IEA цемент секторы бетінде бақыланады , ал құрылыс өндірісінің деректері LBNL/DOE цемент өндірісі зерттеуінен келеді .

Цемент жобаларында үш сипаттама мәні басқаларға қарағанда жиірек анықталмаған болады: электр қозғалтқыштардың іске қосылу кВА-сы, дробилкалардың қозғалтқыштарынан шығатын гармоникалық құрам және объектідегі нақты ауа райы мен тозаңдылық жағдайлары. Бұл нұсқаудың қалған бөлігі олардың әрқайсысын әдетте қиындық туғызатын ретпен қарастырады.

 

Қозғалтқыштардың іске қосылуына қарай, емес, жұмыс істеп тұрған кВт-ке қарай өлшемдеу

Әдеттегі сұраныс хатында қосылған жүктеме кВт-пен беріледі және «сәйкес трансформатор» сұранысы келтіріледі. Бұл трансформаторды өлшемдеу үшін жеткіліксіз ақпарат. цемент зауыты трансформаторы іске қосылу кВА-сы кернеу төмендеуін анықтайды, ал іске қосылу кВА-сы қозғалтқыштың қозғалмайтын роторы арқылы өтетін токқа, яғни жұмыс істеп тұрған қуатқа тәуелді.

Толық жүктеме тогынан алты есе көп құлыпталған ротор тогы, 0,94 ПӘК және 0,90 қуат коэффициенті бар 4 МВт, 6,6 кВ құрғақ ұнтақтағыш двигателін алыңыз. Двигательдің номиналды кВА мәні шамамен 4,7 МВА құрайды, сондықтан іске қосу кВА мәні шамамен 28 МВА болады — яғни двигательдің номиналды көрінерлік қуатының шамамен алты еселігі. Одан кейінгі шина төмендеуін (басқаша айтқанда, кернеу төмендеуін) мына формуламен жуықтап есептеуге болады: (іске қосу кВА × трансформатордың импедансы, %) ÷ трансформатордың номиналды қуаты. Қоректендіру импедансын елемеу — бұл тек қатаң электр желісінде ғана дұрыс, сондықтан есептеу мынадай болады:

Трансформатордың номиналды қуаты	Импеданстық кедергі	28 МВА ұнтақтағыш двигателін іске қосқандағы шина кернеуінің жуықтап алынған төмендеуі	Практикалық оқылу
6 МВА	7.5%	35%	Ұнтақтағыш іске қосқышы іске қосылмайды; двигательді қорғау құрылғысы іске қосылады
10 МВА	7.5%	21%	Шекаралық — кернеуді төмендететін немесе жұмсақ іске қосу құрылғысы қажет
16 МВА	8.0%	14%	Бекітілген көзден жұмыс істеуге болады; жоғары деңгейдегі апаттық ток деңгейін тексеріңіз
20 MVA	8.0%	11%	Ыңғайлы басталу, бірақ қысқа тұйықталуға төзімділікті растау

 

Цемент алаңындағы трансформатордың өлшемі сондықтан жалпы қосылған жүктеме емес, электр қозғалтқыштар тізімінен басталады. Осы көрсеткіштер электр қозғалтқышының ғана іске қосылуын және көздең әлсіз болмауын ұсынады. Шын мәнінде әлсіз қуат көзі кез келген өлшемдегі трансформатор болса да, кернеу төмендеуін шектейді, сондықтан шешім ретінде жұмсақ іске қосқыш, айнымалы жиілікті қозғалтқыш немесе электр қозғалтқышын іске қосу бойынша зерттеу қажет болады, ал трансформатордың өлшемін ұлғайту емес мұнайға батыру трансформаторы .Электр қозғалтқышын іске қосқандағы кернеу төмендеуі, қозғалтқыштың блокталған роторының тогы және импедансы бұлар толығырақ электр қозғалтқышын іске қосу бойынша бағыттаушыда талданған.

 

Гармоникалар: Неге қозғалтқышқа ыңғайлы техникалық сипаттама әдетте жартылай тоқтайды

Соңғы он жылда салынған немесе жаңартылған көптеген цементтік желілерде дәнді тартқыштар мен желдеткіштер айнымалы жиілікті басқару құрылғылары арқылы жұмыс істейді; ал алты импульсті басқару құрылғысы фильтрлеуден кейін бесінші және жетінші гармоникалардан тұратын ток толқынын тартады. Бұл токтар екі нәрсе істейді: өндірістік шинасын бұрмалау және трансформатор орамдарының ішінде қосымша айналмалы токтың жоғалтуын туғызу, олар май термометрінің көрсететін температура көтерілуі ретінде емес, жергілікті ыстық дақтар ретінде байқалады. Салдары ретінде цемент зауыты трансформаторы орамның ыстық дағы, емес жоғарғы май температурасы шектеуші фактор болып табылады.

IEEE 519 стандарты ортақ қосылу нүктесінде өлшенетін гармоникалық ток шектерін белгілейді; өндірістік шинасында әдетте кездесетін қысқа тұйықталу қатынастары үшін жалпы сұраныс бұрмалау шегі біртаңбалы сандар аралығында орналасады — сондықтан пайдаланушы қосылуын тексерген кезде K-рейтингісінің жарияланған мәні емес, өлшенген сәйкестік талап етіледі. айнымалы жиілікті басқару құрылғыларының гармоникалары сондықтан техникалық талаптарға енгізілетін параметр болып табылады, ал бұл төменгі деңгейдегі проблема емес.

K-koefitsienttï transformerler däsläktä oсы yükleu kerekli boladï, jäne olar bul oqylar bar jerlerde standart sheshim bolïp tabïladi. айнымалы жиілікті басқару құрылғыларының гармоникалары k-koefitsient sänïsï garmónikalyq retter boyïnsha kvadratlanqan birliktegi garmónikalyq toqqa käshirgän kvadraty: 25 patsenttïk besinshi garmónika özi 0.25² × 5² = 6.25 birliktegi vortyq ziyandïlyqqa äser etedi. K-4, K-9 jäne K-13 birlikteri bu spektrda ortaqlïq jäne örlek ziyandïlyqy dizayn dybyzdylyqynda qalatïnday etip jasaladï, jäne belgileu UL quru típtegi transformer standartynda anyqtaladï.

Ülken мұнайға батыру трансформаторы birlikter üshin tek K-reytingi jeta bermeidi. Jylylyq mäselesi äsiliy garmónikalyq spektr boyïnsha birlikti azaytylyp (derating) sheshiledi, bul IEEE C57.110 ta qarastyryladï, jäne tazhïrymshydan atqylyq belgisi emes, garmónikalyq ziyandïlyq esebi körsetilüi talap etiledi. Spektr aqyrï qattï bolqanda, täsirli tekhnika jylylyqqa qarama-qarshy äsemeydi: on eki pulstïq konfiguratsiya, aktivtïq aldyñq ïshtegi (active front end), ya da privodnyq avtobusqa detünirlengen süzgish bankï.

 

Тозақ, жылу және салқындату: Қорғаныс құрылғысын анықтайтын орта жағдайлар

Трансформатордың температуралық көтерілуі әдеттегі IEC 60076 негізінде ең жоғары қоршаған ортаның температурасы 40°C болғанда белгіленеді. Орта теңізі, Сахель және Оңтүстік Азияның кейбір аймақтарындағы цемент зауыттары көлеңкелі температура бойынша тұрақты түрде 45–50°C-та орналасады, ал пеш қабырғалары мен алдын-ала қыздыру башняларынан шығатын сәулелік жылу жергілікті жылу жүктемесін арттырады. Сілтеме температурасынан жоғары болғанда құрылғының қуатын төмендету керек немесе төменірек жобалық градиентпен тапсырыс беру керек — сол қуат деңгейі қарапайым түрде ыстығырақ жұмыс істеп, тезірек ескіреді.

Тозақ мәселесінің екінші жартысы болып табылады және бұл алдымен тазалық мәселесі емес, салқындату мәселесі. Цемент пен шикі ұнтақ тозағы өте ұсақ, сілтілі және ылғал сіңіргеннен кейін жеңіл өткізгіш болады, сондықтан ол изоляциялық қорғағыштар мен терминалдық қораптардың бойындағы қашықтықтарды қысқартады. Сонымен қатар ол толқынды резервуар қабырғалары мен радиаторлық пластинкалардың арасындағы саңылауларды толтырады, мұнда үлкен мұнайға батыру трансформаторы көп бөлігі жылуын жоғалтады. Тұтынуы төмендетілген сүзгілері бар мәжбүрлі суытылатын құрылғы мәжбүрлі бағалауды толығымен жоғалтады және өндіріс орны ең күшті жұмыс істеп тұрған сәтте өзіндік суыту бағалауына қайта оралады.

Бұл техникалық сипаттама кезеңінде мыналарды білдіреді: құрғақ аймақтарда қосымша кеңістік берілген көрсеткіштер немесе радиаторлар, IP54 немесе одан да жоғары деңгейдегі аяқталу қораптары, сілтілі тозаңға төзімді орнатылған салондар мен салондар, сонымен қатар мәжбүрлі суытылатын банктің кез келген уақытта айырмашылық қысымын көрсететін индикаторы — бұл қызмет көрсету тобы фильтрдің толуын қуаттың төмендеуіне әкелмей тұрып-ақ бақылай алады. Құрғақ типтегі трансформатор МСС бөлмесінде ішкі орналасқан жағдайда, қорапты таңдау осындай логикаға негізделеді — фильтр, салон және тазарту аралығын жоспарлау. Ыстық және тозаңды аймақтар үшін анықталған трансформаторлар ұқсас ережелер жиынына бағынады.

 

Заводтық қабылдау сынағында талап етілетін сертификаттау және сынақ деректері

Солтүстік Америкадағы цементтік жобалар үшін сертификаттау сұрағы өнімнің сапасы бойынша сұрақтан бұрын шешіледі, себебі инспектор тізіммен келеді. Сұйықпен толтырылған және құрғақ типтегі қондырғылар өздерінің санатына сай тізімде болуы керек; Қанадағы объектілерде CSA белгілері немесе мойындалған теңдестірілген белгілер болуы керек; ал IEC нарығы IEC 60076 стандартымен қамтылады, мұнда құрғақ типтегі қондырғылар үшін IEC 60076-11 қолданылады. Сұйықпен суланған қондырғылар үшін жалпы талаптар мен сынақ әдістері IEEE C57.12.00 және IEEE C57.12.90 стандарттарында белгіленген.

Белгіден тыс, зауыттық қабылдау сынағы — бұл цементтік жобаның іске қосылу кестесін алуы немесе жоғалтуы анықталатын орын. Типтік сынақтар ретінде: қатынас, полярлық, орам кедергісі, жүктемесіз жұмыс кезіндегі шығын, жүктемелі жұмыс кезіндегі шығын, импеданстық, қолданылған және индукцияланған потенциал, сондай-ақ температураның көтерілуі мен импульс қолданылады. Сынау бөлмесінде қосымша бір күн өткізу үшін екі қосымша ұсынылады: жалпы 40°C деген жалпылама тұжырым емес, ал нақты құрылыс алаңындағы ауа температурасына негізделген өлшенген температураның көтерілуі туралы есеп; сонымен қатар көлікте кездесуі мүмкін зақымдануды алаңда салыстыру арқылы анықтауға болатындай, жеткізу алдында алынатын жиілікке тәуелді реакцияның саусақ іздері.

 

Цементтік жұмыстар үшін біз құрылғыларды қалай жасаймыз және сынағанымыз

Ryan Electric 2007 жылдан бері 120 000 м² аумақтағы өндірістік базадан, 180-нен астам өндірістік және сынау жабдықтарынан және 37 патенттен тұратын тарату мен күштік трансформаторларды шығарады; 2023 жылдан бастап Eaton компаниясымен бірлескен кәсіпорын құрып, әрекет жасайды. Цементтік жұмыстарға арналған құрылғылар электр желілері мен деректер орталықтары үшін дайындалатын құрылғылармен бірдей жолдардан шығады, әрі екеуі де мұнайға батыру трансформаторы және құрғақ түрдегі құрылыс.

 

 

Цементтік жобалар бойынша біз әрбір қондырғының жоғары кернеу режиміндегі және жүктемелі жоғалтуын өлшейміз, ал есептелген мәндерді айтып өтпейміз; сонымен қатар гармоникалық жоғалтуға арналған резервті есептеу әрбір жоба бойынша жеке орындалады және ол тұтынушының қозғалтқыштарды пайдалану кестесіне негізделеді. Қолданбалы инженерлердің алғашқы сұрататын құжаты — трансформатордың техникалық сипаттамасы емес, әрі қозғалтқыштар тізімі: қанша қозғалтқыш, олардың импульс саны қандай, сондай-ақ дөңгелекті пресс қосылған ба — өйткені осы құжат K-коэффициентін, импеданстар класын және салқындатуды реттейді, осы ретпен.

Тағы бір дағды — құрылыс уақытын ондаған күнге қысқартатын қаптау. Цемент зауыты әдетте ішкі аймақта орналасқан, яғни порттан кейін жол немесе темір жол арқылы жеткізіледі, сондықтан қондырғылар жер бетіндегі соққыға төзімді болып бекітіледі, үлкен қуатты қондырғылар үшін май герметикалық барабандарда жеткізіледі, ал SFRA саусақ іздері сынақ есебімен бірге жіберіледі, сондықтан құрылыс алаңындағы топ өзіне салыстыру үшін негізгі көрсеткішті алады.

 

Пештің тоқтатылу терезесіне сай тапсырыс беру

Цемент зауыты трансформаторға тоқтамайды. Ол тоқтайды — тоқтату кезінде, ал тоқтату күні пеш кампаниясымен белгіленеді; сондықтан сатып алу уақытын есептеу осы күннен кейін емес, осы күннен бастап кері бағытта жүргізілуі керек. трансформатордың өлшемін анықтау және жеткізу мерзімін жоспарлау — екеуі де осы сағатқа жатады.

Бізге бір қатарлы схеманы, қозғалтқыштар тізімін, объектінің айналасындағы орта шарттарын және тоқтату күнін жіберіңіз — содан кейін біз сізге қуаттылық, импеданстық класы, салқындату орны және келісілген күнді хабарлаймыз. Қолданбалы инженерлік тобымызбен байланысыңыз [email protected] немесе +86-15371760308 нөмірі арқылы, содан кейін біз сіздің нақты қозғалтқыштар тізіміңіз бойынша қосу және гармоникалық көрсеткіштерді есептейміз.

Автор туралы: Бұл нұсқаулық 2007 жылдан бері өнеркәсіптік, электр энергиясын қамтамасыз ету және деректер орталығының тұтынушылары үшін майға батырылған және құрғақ типтегі трансформаторларды жобалаған және шығарған Цзянсу Райан Электрик Ко. Лтд. (Райан Трансформерлер) компаниясының қолданбалы инженерлік тобы құрған. Милл іске қосу, гармоникалық қуаттың төмендеуі немесе аймақтағы орташа температураға байланысты қуаттың төмендеуі бойынша жобаға арналған сұрақтарға инженерлік топ [email protected] электрондық поштасы арқылы тікелей жауап береді.