Қозғалтқышты іске қосу үшін трансформатордың өлшемін анықтау: кернеудің төмендеуі, блокталған ротор тогы және импеданстың түсіндірмесі

Қозғалтқышты іске қосу үшін трансформатордың өлшемін анықтау: кернеудің төмендеуі, блокталған ротор тогы және импеданстың түсіндірмесі

 

Бір аймақтағы тамақ өңдеу зауыты бізге өткен ширекте үш 200 а.к. қозғалтқышы бар, бір 1 000 кВА трансформаторының бір жолдық схемасын жіберді; барлық қозғалтқыштар тікелей желіге қосылды. Трансформатор жұмыс істеп тұрған жүктемеге сәйкес келді және оған қосымша қуат қалды. Авария күндің бірінші қосылуында пайда болды: 480 В шинасы қаншалықты төмендеді, соншалықты жолақтық контактормен қосылатын тізбек ашылды, қозғалтқыш ешқашан толық айналу жиілігіне жетпеді, ал зауыт электрикке күтіп отырды. Ештеңе бұзылмады. Бұл қозғалтқышты іске қосу үшін трансформатордың өлшемін анықтау ешқашан есептелмеген еді.

Бұл кемшілік қалыпты, бірақ қымбат тұрады. Қозғалтқыштың техникалық паспортында атқарылатын қуат пен толық жүктемелік ток көрсетілген. Алайда, ротор үдеу кезінде трансформатордың секундтар бойы беруі тиіс кВА мәні көрсетілмеген — ал бұл мән, жұмыс істеп тұрған жүктеме емес, әдетте шинаның тұрақтылығын шешетін негізгі фактор болып табылады.

 

 

 

Неге қозғалтқышты іске қосу — бұл трансформатор мәселесі

 

Жұмыс істеп тұрған қозғалтқыш пен бастапқы қозғалтқыш — бірдей тақияқта жазылған екі әртүрлі жүктеме. Жылдамдықта айнымалы токтың индукциялық қозғалтқышы толық жүктемелі токты шамамен 0,85–0,9 қуат коэффициентінде тартады, ал жүктеме негізінен нақты қуаттан тұрады. Тыныштық кезінде ротордың импедансы құлайды, ток НЕМА Design B қозғалтқышы үшін толық жүктемелі токтың шамамен алты есе артады, ал қуат коэффициенті 0,15–0,3 аралығына дейін төмендейді.

Бастапқы қозғалтқыш таза реактивті токты тартады. Трансформатор мен шина үшін ол бірден қосылатын үлкен индуктивтілік ретінде көрінеді, ал реактивті ток дәл трансформатордың импедансы бойынша кернеу төмендеуін туғызады.

Сатып алушылардың көпшілігі өткізетін бөлім: бұл қозғалтқыштың ақауы емес және оның жақсартылған изоляциялық класы арқылы қозғалтқыш құрылғысын өңдеуге болмайды. Кернеудің төмендеуі — жүйенің қасиеті. Ол қозғалтқыштың бастапқы кВА-сы мен трансформатордың қысқа тұйықталу қабілетінің қатынасына байланысты, сондықтан қозғалтқышты іске қосу үшін трансформатордың өлшемін анықтау бұл сызбаның трансформатор жағында қабылданатын техникалық сипаттама шешімі.

Бірдей физикалық оқиға екі жақтың да жұмыс істеуіне негіз болатын стандартты қалыптастырады. NEMA MG 1 әрбір электрқозғалтқышқа блокталған ротордың кВА коды әріптерін тағайындайды және пайдаланушылар сенуге болатын бастапқы жұмыс көрсеткіштерін анықтайды — бұл қосымша сұрақ құжаттық келісімге айналған кезде пайдалы бағыт береді. NEMA Электрқозғалтқыштар мен генераторлар стандарттары бағдарламасы осы құжатты жариялайды.

 

Электрқозғалтқыштың техникалық паспортынан бастапқы жүктемені оқу

 

Код әріптері — электрқозғалтқыштың техникалық паспортынан блокталған ротордың кВА мәнін электрқозғалтқыштың деректер парағынсыз анықтаудың ең тез әдісі.

Ол ат қуатын тікелей блокталған ротордың кВА мәніне айналдырады және әрбір NEMA электрқозғалтқышының техникалық паспортында көрсетіледі.

 

Код әріптері	Әрбір ат қуатына келетін блокталған ротордың кВА мәні
E	4,5 – 4,99
F	5,0 – 5,59
G	5,6 – 6,29
Сағ	6,3 – 7,09
Ж	7,1 – 7,99
К	8,0 – 8,99

 

Koýylym A-dan V-ge shekemgi bar, äri ärip biräde koýylymды kóteredi, sónnan kódı F bolǵan motorǵa qaraǵanda kódı K bolǵan motor ozińıñ eyni quátındaǵy transformatorǵa shamamen 60% artıq júk saladı. Kódı F bolǵan 200 aǵ. k. birliktiń baslap islew ushın qajetli quátı 1 000 – 1 118 kVA aralıǵında; ozińıñ 200 aǵ. k. quátındaǵy kódı K bolǵan birliktiń baslap islew ushın qajetli quátı 1 600 – 1 798 kVA aralıǵında. Kód belgisin katalogtan emes, birliktiń ataq tablasińan oqıńız, sebebi ol tek bir san, biraq oziǵa berilgen quátı anıqlawda ózine tayansa boladı.

Oǵan qosımsha úsh taǵylyq da qoyylady:

• Saғatına neşe baslap islewedir. Äri baslap islewe motor menen transformator oramy üshin jılıqlyq oqıǵı bolıp tabıladı. Motor óndirushileri saǵatına neşe baslap islewedir dep qabıl etiletugın qisqasha grafikti beredi, al transformator da osy júkti túrǵıza aluı kerek.
• Жүктеме моментінің сипаттамасы. Центріфугалдық сорғы жүктемесіз басталады; жүктемелі конвейер, оң-ығысу компрессоры немесе инерциясы жоғары желдеткіш үдеу аймағында маңызды уақыт бойы тұрады.
• Бастау әдісі. Тікелей желіге қосу, автотрансформатор, жұлдыз-үшбұрыш, жұмсақ бастағыш және айнымалы жиілікті жетек — барлығы трансформаторға әртүрлі ток профилін береді.

 

Қозғалтқышты бастау үшін трансформатордың өлшемін анықтау: Әрбір RFQ-да көрсетілуі тиіс есептеу

 

Сыртқы есептеу қолмен орындалатындай қысқа. Трансформатордың қысқа тұйықталу қуаты — оның кВА мәнін пайыздық кедергіге бөлгенге тең; бастау кВА-сын осы қуатқа бөліп, пайызбен өрнектегенде шамамен кернеу төмендеуін анықтайды:

%Кернеу төмендеуі ≈ (Қозғалтқыштың бастау кВА-сы × Трансформатордың %Z) ÷ Трансформатордың кВА-сы

5,75% кедергісі бар сорғы станциясы мысалында есептелді: бір 200 а.к. код F қозғалтқышы басталған кезде басқа екеуі жұмыс істеп тұр.

 

Трансформатор	Қысқа тұйықталу қабілеті	Бастапқы кВА	Есептелген төмендеу
500 КВА	8 696 кВА	1,060 кВА	12.2%
750 кВА	13 043 кВА	1,060 кВА	8.1%
1 000 кВА	17 391 кВА	1,060 кВА	6.1%

 

Үш нүкте ерекше назар аударады. Біріншіден, трансформатордың кВА мәніне қатысты төмендеу шамасы шамамен сызықтық тәуелділік бойынша өзгереді, сондықтан өлшем таңдау шешімі — бұл төмендеу шамасын анықтау шешімі болып табылады. Екіншіден, импеданстің өзіне тән әсері бар: 500 кВА кезінде импедансты 5,75%–тен 4,0%–ке дейін төмендету трансформатордың өлшемін ұлғайтпай-ақ төмендеуді шамамен 8,5%–ке дейін азайтады. Үшіншіден, бұл — тек алғашқы бағалау, жалпы зерттеуге ауысуға болмайды. Ол қуат көзінің импедансы мен шинаға қосылған жұмыс істеп тұрған электрқозғалтқыштарын ескермейді; ал осы екі фактор нақты төмендеуді көбейтеді — сондықтан нәтижеге қосымша қор қалдырыңыз, оны соңғы сан деп қабылдамаңыз.

Завод толық жүктемеде істеп тұрған кезде қосылуы мүмкін әрбір электрқозғалтқыш үшін осы есептеуді қайталаңыз, содан кейін ең ықтимал ең нашар комбинация үшін қайтадан орындаңыз. Қуат беруші компаниялар мен кеңесшілер толық зерттеуді жүргізеді; ал бұл бағалауды қайталауға қабілетсіз трансформатор жеткізушісі кВА мәнін, яғни жүйені емес, ұсынады.

 

Қандай төмендеу қабылданатын және не істейді — нақты қосылыс

 

Көптеген өнеркәсіптік жобаларда қолданылатын алғашқы бағалау мақсаты — кернеу төмендеуі басталған кезде қозғалтқыштың шығыстарында 10% немесе одан аз төмендеу. Ешқандай сезімтал жабдық бірлескен шинаға қосылмаған арнайы қоректендіру желісінде 15% төмендеу кейде қабылданады, бірақ оны зауыттың электр инженері жазбаша шешуі керек, ал оны іске қосу кезінде анықтауға болмайды.

Шектің қозғалтқышқа қажетті деңгейден қаттырау болуының себебі — қозғалтқыш әдетте алғашқы шағындықтардың бірінен шағындық тудырмайды:

• Контакторлар әдетте орам кернеуінің шамамен 85%-на дейін ұстай алады, сондықтан 15% төмендеу қозғалтқыш өзі төтеп бергенімен, бастағышты ашып тастай алады.
• Айнымалы жиілікті жеткізу құрылғылары мен қоректендіру көздері тек өзінің тұрақты ток шинасының ұстау уақытына ғана төмендеудің әсерінен қорғанады.
• Басқа жабдықтарды төмен кернеуден қорғайтын реле көбінесе 20% төмендеуден жоғары орнатылады, сондықтан басталу өндірістік апатқа айналуы мүмкін.
• Қолданыстағы жарықтың тербеліс шектері қызмет көрсету ортақ болған жағдайда қайталанатын басталуларды шектей алады, мұнда объектідегі барлық жүктемелер төмендеудің әсерін төтеп береді.

Басталу кезіндегі қозғалтқышты қорғау өзіндік тақырып болып табылады, ал саладағы негізгі құжат — IEEE 3004.8 стандарты, Өнеркәсіптік және коммерциялық электр энергиясы жүйелерінде қозғалтқыштарды қорғау бойынша ұсынылатын тәжірибе , ол контакторлық және қосқыштық бастағыштар үшін қосу, шиналарды ауыстыру және кернеудің төмендеуінен қорғауды қамтиды.

 

Төмендеуін шынымен жоюға мүмкіндік беретін сипаттамаларды таңдау

 

Бір рет сандар кестеге енгізілген соң, нұсқалар өзін-өзі құны мен жанама әсерлері бойынша сұрыпталады.

• Киловольт-амперді көбейтіңіз. Тікелей пропорционал, қарапайым және бұл сонымен қатар апаттық токтың жеткілікті деңгейін көтереді, бұл төменгі деңгейдегі жабдықтардың сипаттамаларын қайта қарауды талап етуі мүмкін.
• Төменгі импедансты көрсетіңіз. Тиімді, бірақ төменгі %Z апаттық токтың жоғарылауын және қысқа тұйықталған кезде орамдарға әсер ететін механикалық күштердің жоғарылауын білдіреді. Оны тілектен гөрі мақсат ретінде, белгіленген дәлдікпен көрсетіңіз.
• Үлкен қозғалтқыш үшін жеке трансформатор беріңіз. Изоляция жиі бірлескен қондырғының өлшемін арттырудан арзан болады және су сорғысын іске қосу процесстік желінің жұмысына кедергі келтірмейді.
• Басталу әдісін саналы түрде таңдаңыз. 65% ұшқышы бар автотрансформаторлық бастағыш кернеудің квадратына пропорционал болғандықтан, момент пен желілік токты тікелей желіге қосуға қарағанда шамамен 42%-ға дейін азайтады. Жұлдыз-үшбұрыш қосылуы тікелей желіге қосуға қарағанда шамамен үштен бірін құрайды. Жұмсақ бастағыш немесе жетек ең жұмсақ қисықты береді, бірақ трансформаторға өзіндік гармоникалық және қорғаныс ескертулерін қосады.
• Тек кернеу төмендеуін емес, сонымен қатар жылулық жүктемені де тексеріңіз. Қайталанатын басталу орамдарды қыздырады. Бір реттік басталу есебін өткізетін трансформатор әлі де толық айналадағы ортада сағатына алты рет басталуға арналған талаптарды қанағаттандырмауы мүмкін.
• Қозғалтқыштың пайдалы әрекет коэффициентінің көмегіне сенбеңіз. NEMA Premium қозғалтқышы жұмыс істеу кезіндегі шығындарды азайтады — Америка Құрама Штаттары Энергетикалық Департаменті осы бағдарламаны ұстап тұрған негіз. Қозғалтқыш жүйелерінің ресурстық бағдарламасын — бірақ ол блокталған ротордың кВА мәнін басталу сипаттамасын азайтпайды. Басталу сипаттамасы мен жұмыс істеу пайдалы әрекет коэффициенті — бұл ажыратылған паспортық сипаттамалар.

Energization inrush-тан айырмашылығын ескеріңіз. Жүктемесіз трансформаторды қосқан кезде автоматтық құрылғының жұмыс істеуіне әкелетін реакторлық ток — бұл өзіндік сипаттамалары бар бөлек құбылыс, ол біздің « трансформатордың ішкі ток өсуі » бағдарламасында қарастырылған. Екеуі де бірдей жобада пайда болады; біреуі екіншісін шешпейді.

 

Ryan Electric моторлық жүктемелі жобаларға қалай тәсілді тәсілмен қарайды

 

Ryan Electric (Jiangsu Ryan Electric Co., Ltd.) 2007 жылдан бері трансформаторларды шығарады және 2023 жылдан бері Eaton компаниясының ресми қосымша кәсіпорны болып табылады. Моторлық жүктемелі өнеркәсіптік жобалар әдетте « трансформатор токы » немесе тарату трансформаторы талабы ретінде келеді, оған белгілі импеданстық мақсат пен бастапқы жұмыс режимі тіркелген, және бұл — біздің инженерлеріміз бағалау кезінде уақыттарын жұмсайтын саты.

Жұмыстың көпшілігі алдыңғы сатыда орындалады. Біз кВА бағасын бермес бұрын моторлық кестені — ат күшін, код әріптерін, кернеуді және бастапқы әдісті — сұраймыз, өйткені импедансты таңдау мен орамдардың конструкциясы осыдан шығады. қозғалтқышты іске қосу үшін трансформатордың өлшемін анықтау есептеу, каталог бетінен емес. Жобаның нақты импеданстық диапазонын, ерекше тап диапазонын немесе екі кернеулі екіншілік орамасын қажет ететін жағдайда осы дизайн да түзеткіш пен пеш қызметі үшін қолданылатын сол қосымша инженерлік процеске салынады. Сертификаттау қамтылуы UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS және CE стандарттарын қамтиды, әрбір құрылғы рутиндық сынақ деректерімен жіберіледі — коэффициент, орам кедергісі, импедансы, жүктемесіз жұмыс кезіндегі шығын, жүктемелі жұмыс кезіндегі шығын және диэлектрлік сынақтар, сондықтан іске қосу тобы жобалау кезінде негізделген импедансты жеткізілген импеданспен тексере алады.

 

 

 

RFQ-ға не енгізу керек

 

Белгісіз сұранысты бағаланатын трансформатордың техникалық сипаттамасына айналдыратын бес элемент:

• Қозғалтқыш кестесі: ат күші, NEMA кодының әрпі, кернеу және қозғалтқыштың дизайнының әрпі немесе IEC бастапқы класы.
• Бастапқы әдіс және оның нәтижесінде пайда болатын желілік ток профилі.
• Сағатына қажетті іске қосулар саны және мақсатты орта температурасы.
• Қабылданатын кернеу төмендеуі және қозғалтқышты іске қосу бойынша зерттеу әлі жасалған ба.
• Birinshi derebedegi qolayly avariya togyzdygy, sondan keyin impedansiya menen kesush reytıngteri birge koordinatsiyalanyady.

Soly otdyrynyz, sondan keyin transformator haqqynda satyp alu ushyn taklif koshirme salystyrma baqyty bolmaydy. Eger sizde motorlar jadvaly menen birizbek diagrammasy bar bolsa, olardy bizge jiberinyz біздің байланыс бетіміз арқылы jane bizdyn inzhenerlik tобы kVA menen impedansiya boiynsha usynystar beredi, sonynshemen de kishireyis esebi korsyetiledi.

Автор туралы — Bul nusqau Jiangsu Ryan Electric Co., Ltd. orta kernekti transformator inzhenerlik tобы tarafynan hazirlanghan. Bul Nantong qalasynyn ishinde ornalasan quru tip, mayly, pad-mounted jane kompakt substation onimderinin ishpaary. 2023-jyldan beri Eaton menen rasmiy ortaq jumys etedi. Top industrial, utility jane infrastruktura jumystaryna tek spetsifikatsiya tekseruisinen bashtap zavodta qabyl etu syynyn testine shekem qollanys beredi, jane 10 kV-den 110 kV-dyng klassyna shekemgi transformator dizaynyn isleydi.