Су ағынын тазарту қондырғыларының трансформаторлары: сораптарды іске қосуға, айнымалы жиілікті инверторлардың гармоникаларына және коррозиялық ауаға өлшемдеу

Неге су өндіретін зауыт трансформаторға зиянды болады

Біз өткен жылы бағасын анықтаған бір зауыттағы аэрациялық сорғыштар тоғыз ай бойы қалыпты жұмыс істеді, сосын кешкісін әрдайым бірдей автоматтық қосқыштың жұмысы бұзыла бастады. Сорғыштар — ешқандай ақаулықтың себебі емес еді. Драйвтер де емес. су өңдеу зауытының трансформаторы зауыттың қалыпты жұмыс істейтін жүктемесіне — 1250 кВА-лық сорғыштар мен сорғыштарға — негізделіп тапсырылған еді; бірақ драйвтердің оған қайтарып беретін гармоникалық тогына және бір шинаға қосылған үш 250 а.к.-дық қозғалтқыштың қайта іске қосылуына ешқандай резерв қарастырылмаған.

Су мен өндірістік суларды тазарту зауыттары — дүниежүзіндегі трансформаторды орналастыруға ең қатал талап қоятын орындардың бірі. Жүктеме циклдік, индукциялық қозғалтқыштармен қозғалтылады, оның жартысы айнымалы жиілікті драйвтердің артында орналасқан, ал ауа ылғалды, хлорланған немесе сутегі сульфидімен толы. Осы үш фактордың кез келгенін дұрыс етпесеңіз, ақаулық әдетте қажетсіз қосқыштардың жұмысын бұзу, қызған орам немесе екінші жылы тексеруден өте алмайтын коррозияланған корпус түрінде көрінеді.

 

КВА рейтингін анықтайтын жүктеме сипаттамалары

Міндеттің үш сипаттамасы талаптарды анықтайды, олар әртүрлі бағыттарға тартылады.

• Жүктеме профилі екі модалды. Тазарту қондырғысы — бұл тұрақты процестік жүктемені қамтамасыз ететін зауыт емес. Ол түнде базалық жүктемеде жұмыс істейді, кейін күндіз шыңда тұрады, ал кейін жаңбырлы ауа райынан кейін келетін су ағысы екі есе көбейгенде сорғыларды қайта іске қосады. Жылдық орташа мән бойынша өлшенген трансформаторлар жылдың үлкен бөлігінде орташа мәннен айтарлықтай жоғары жүктемеге ұшырайды.
• Сан алуан нәрселер — бұл электр қозғалтқыштар. Сорғылар, желдеткіштер, араластырғыштар, шаң қабықтарын жинағыштар, стерженьді торлар. Қозғалтқыштар іске қосылғанда құтырған ротор тогын тартады, ал трансформатор оған сәйкес келетін кернеу төмендеуін сезеді — бұл қондырғы үшін жұмсақ іске қосу, контактормен дірілдеу немесе PLC-ның қайта іске қосылуы ретінде байқалады.
• Жүктеменің жартысы сызықты емес. Аэрациялық сорғылар, біріншілік сорғылар және химиялық реагенттерді дозалау барлығы да электр қозғалтқыштарда жұмыс істейді. Тұрақты жылдамдықта жұмыс істеуге арналған қондырғыны айнымалы жиілікті қозғалтқыштар (ВЧҚ) басқаруына ауыстырған кезде — бұл біздің баға ұсыныстарымыздағы көпшілік жаңарту жұмыстары — трансформатордың өлшемі өзгермейді, ал гармоникалық ток өседі.

Құрылғы бөлмесіне хлор, ылғал және сутегі сульфидін қосқаннан кейін жалпы мақсаттағы трансформатор анық шешім болып қала алмайды. Келесісі — біз су немесе өндірістік су қондырғысы үшін кВА мәнін белгілеуге дейін тексеретін нәрселер; бұл қондырғы сыртқы орналасқан немесе МКҚ бөлмесіндегі құрғақ типті қондырғы болса да қолданылады. трансформаторлық қондырғы сыртқы орналасқан немесе МКҚ бөлмесіндегі құрғақ типті қондырғы.

 

Сорғыларды іске қосу үшін өлшемдеу: «Алтыдан Жетіге Дейін» Ережесі

Сорғыны іске қосу кВА-ны тұрақты жүктемеге қарағанда көбірек анықтайды. Сыртқы торапты индукциялық қозғалтқыш роторы блокталған кезде толық жүктемелік тогының шамамен алтыдан жетіге дейін есе артық тогын тартады. , ал қазіргі ток пен станцияның кернеуі арасындағы жалғыз нәрсе — трансформатордың импедансы мен жоғарғы деңгейлі желі. Станция осы нәтижені тікелей сезеді: жарықтар әлсірейді, қозғалтқыштар төмен кернеуден сөнеді, қайта іске қосу реті блокталады.

Солтүстік Америкадағы практикадағы жұмыс ережесі — ең үлкен қозғалтқышты іске қосқан кезде мотордың ұштарындағы кернеу төмендеуі 10-15 пайыздан аспауын қамтамасыз ету. бұл көрсеткіш — бір-ақ стандартты талап емес, бірақ консультанттар мен электр энергиясын берушілердің нұсқаулықтарында қайталанатын жобалау әдеті; оны біз RFQ-да сұраймыз. Бізге қозғалтқыштардың тізімін — ат қуаты, код әрпі, NEMA жобалау әрпі, іске қосу әдісі — беріңіз; содан кейін трансформатордың импедансы каталогтағы беттен емес, кернеу төмендеу шегінен шығады.

Екі практикалық нүкте уақытша зерттеудің сіз шынымен салатын станцияға сәйкес келетінін немесе келмейтінін шешеді.

• Іске қосу әдісі жауапты өзгертеді. 300 ат күшіндегі желдеткішті тікелей қосу кіші кәсіпорын үшін стандартты 5,75% импеданстық бірлікті пайдалануды болдырмауы мүмкін; жұмсартылған қосқыш немесе ток шегі бар жетек осы трансформатордың өтуіне мүмкіндік береді. Қосу әдісі трансформатордың деректер парағында көрсетілуі тиіс, тек қозғалтқыштардың кестесінде емес.
• Генератор есептеуге кіреді. Резервті генератор электр желісінің қорытқысынан айырылған кезде кәсіпорынды қамтамасыз еткен кезде, тиімді көз импедансы өте көп артады және желіден таза қосылатын желдеткіш генераторды тоқтатуы мүмкін. Авария кезінде толық тазарту процесін жалғастыруы қажет кәсіпорындар қосу кезіндегі екі машина да бірдей жағдайға сәйкес есептелуі тиіс.

Егер сіздің кәсіпорыныңыз әлі жобалануда болса және қозғалтқыштардың кестесі әлі қайта қаралып жатса, бізге қазіргі ат күші тізімін және ең нашар бір уақытта қосылатын комбинацияны жіберіңіз. Біздің инженерлеріміз сіздің көшу зерттеуіңізбен бірдей жорамалдар негізінде таңдалған екі немесе үш кВА қадамы бойынша кернеу төмендеуін тексереді.

 

VFD жүктемелері мен VFD гармоникалары: Қосымша жылу қайдан пайда болады

Алты импульсті жетекте ток синусоидалық толқын емес, қысқа импульстер түрінде тартылады, ал осы токта трансформатордың номиналына есептелмеген гармоникалық құраушылар бар. Олар туғызатын жоғалтулар олардың орынбасқан негізгі токқа пропорционал емес. Гармоникалық құраушылардан пайда болған шашыраңқы магнит ағыны орамдарды, өзек кламптарын, резервуар қабырғалары мен нейтралды қыздырады; ал 80 пайызына дейін жүктелген трансформаторда бұл алдымен жоғарылатылған май температурасы түрінде, содан кейін жылулық қосылғыштың іске қосылуы түрінде байқалады.

Бұған шығу жолын көрсетудің үш тәсілі бар, бірақ олар бірдей тиімді емес.

• Стандартты құрылғының қуатын төмендету. Тікелей әдіс: жетектің жүктемесіне қарағанда 15–25 пайызға үлкейтіп есептеу және зауыттың барлық жұмыс уақытында қосымша ток жоқ жағдайдағы жоғалтуларды қабылдау. Бұл әдіс жұмыс істейді және жиі бастапқы құны ең арзан болады.
• Гармоникалық жүктемеге есептелген құрылғыны көрсету. K-рейтингі немесе жұмыс режиміне арналған конструкцияда қосымша токтар мен шашыраңқы жоғалтуларды өткізуге арналған өзек пен орам қолданылады, ал бірфазалы жүктемелер болған кезде үш еселі гармоникалар үшін нейтраль өлшемі белгіленеді. Жүктеме негізін жазбаша сұраңыз, себебі көрсетілмеген K-коэффициенті мен жүктеме профилімен берілген K-рейтинг — бұл конструкция емес, тек белгі.
• Гармоникаларды көздің жоғарғы жағында түзетіңіз. Жол реакторлары, пассивті сүзгілер немесе активті сүзгілер трансформаторға жететін гармоникалардың деңгейін төмендетеді; олар қондырғы ортақ қосылу нүктесіндегі бұрмалауды есепке алуға мәжбүр болған кезде дұрыс шешім болып табылады. IEEE Std 519-2022 — бұл қолданылатын қолданыстағы стандарт, ал көптеген Солтүстік Америка электр желілері практикалық түрде 69 кВ-қа дейінгі жүйелер үшін осы стандартта белгіленген 5% жалпы кернеу бұрмалау шегін қолданады.

Қандай бағытты таңдасаңыз да, бұрмалау көрсеткіші техникалық тапсырмаға енгізілуі керек. A VFD гармоникалары «IEEE 519-ға сай келу» деп айтылатын тармақ және басқа ештеңе трансформатордың тағайындаушысына олар қосымша мыс сатып алу ма, әлде сіз фильтр сатып алу ма деген сұрақ қояды.

 

Коррозиялық ауа: H2S, хлор және қорғағыш қабықшаны таңдау

Тазарту қондырғысындағы жабық құрылыс — қолайсыз орта, сонымен қатар оның қолайсыздығын бағалау қиын. Басты құрылыстар, су қабылдағыш құдықтар мен шіру аймақтарында иісі сезілмейтін концентрацияда болса да, басқару сымдарындағы мыс, күміс пен қолданылатын қалайы қосылыстарына әсер ететін сутегі сульфиді болады. Хлорлау мен гипохлорит бөлмелері екінші коррозиялық жолды қосады. Су буының шамамен қаныққан деңгейін қосқанда, проблема беттік қабықшаның бұзылуы емес — бірнеше жылдан кейін қосылулардың бұзылуы.

Үш техникалық талап қабылдау шешімі ең көп қауіптілікті туғызады.

• Қорғағыш қабықшаның дәрежесі. Су ағысын тазартатын ортадағы процестік аймақтар үшін қала электрлік жобалау нұсқаулықтарында жұмыс істеу минимумы — бұл NEMA 4X қорғағыш қабықша (коррозияға төзімді, тек су өтпейтін емес), ал әдеттегі сыртқы тарату трансформаторы үшін NEMA 3R қолданылады. Бұл — шойын болаттан немесе дұрыс боялған қабықшадан, тығыздалған есіктерден және коррозияға төзімді фурнитурадан тұратынын білдіреді; боялған табақша металл қорап емес.
• Бояу жүйесі. Су айдыны жағалауы мен химиялық әсер ету әдетте бояу түсі ретінде емес, ISO 12944 коррозиялық санаты ретінде көрсетіледі; жоғары коррозиялық, теңіздік сынып үшін сілтеме — C5-M. Біз осы сыныпқа сәйкес өнімдерді жасаған кезде бояу қабатының тұрақтылығы тұз шашырату сынағымен расталады, ал жабылу кестесі зауыттың әдетті параметрі емес, тапсырысқа енгізілетін дербес құжат.
• Сұйықтықты сақтау және қол жеткізу. Маймен батырылған құрылғыларда майды сақтау жүйесі мен резервуардың тығыздалуы бес жылдан аса уақыт ішінде ылғалдың енуін анықтайды, ал сынама алу кранының орналасуы техникалық қызмет көрсету тобының қорапты ашпай-ақ сынама алуы мүмкін болатынын немесе болмайтынын анықтайды. Кран қайда орналасқанын сұраңыз; егер жауап «ішінде, есіктің артында» болса, онда сынаманың ешқашан алынбайтынын күтіңіз.

Ашық алаңда орналастыру трансформаторлық қондырғы бөлме мәселесін шешеді, бірақ коррозия мәселесін шешпейді. Көтергіш станциясында орналасқан тақтаға орнатылған құрылғы өзімен қоректендіретін сораптар сияқты хлорланған, ылғалды ауада орналасады, сондықтан қораптың сыртқы жабыны мен салынған резеңке сақинасының сапасы орналасу орнынан гөрі маңыздырақ.

 

Резервтілік пен резервті қуат: Конфигурация сұрағы

Тазарту қондырғылары әдетте электр желісінің өшіп қалуы кезінде да тазарту процесін жалғастыруға тиіс, ал бұл талап генераторға қарағанда трансформатордың орналасуына да әсер етеді.

Жалпы конфигурация — бұл негізгі-байланыс-негізгі екі жақты орналасу, мұнда байланыс әдетте ашық тұрады: екі трансформатор, екі коммутациялық панель және бір байланыс өшіргіш. Әрбір трансформатор өзіне тиесілі зауыттың жартысын қамтиды, ал байланыс бір трансформатор қызметтен шыққан кезде екіншісінің қажетті жүктемелерді қабылдауына мүмкіндік береді. Алайда, бұл импеданстың азаюына әкеледі. Параллель немесе байланыс жабық жағдайда жұмыс істеу үшін импеданстар сәйкес келуі және реттеу таптарының орындары сәйкес келуі қажет; әйтпесе екі құрылғы жеке сызықтық схемада қабылданған жүктемені бөліспейді. Сондықтан біз жұпты бағалауға дейін, бағалаудан кейін емес, импеданстық диапазонды сұраймыз.

Бір трансформатор өндірістік орынды қоректендірген кезде резервті жағдай әдетте мынадай болады: қызмет кірісінде генератор, ауысу құрылғысы және қай жүктемелердің автоматты түрде қайта іске қосылуына рұқсат етілетіні туралы шешім. Сорғыштар мен жетек механизмдері — бұл проблема. Ұзақ уақытқа созылатын жетек механизмдері тікелей желіге қосылумен қайта іске қосылғандағыдан генераторға кем тиеді, ал электр желісі үшін төмен импедансты таңдалған трансформатор генератор жағдайын нашарлата алады. Екі жағдайды да бірдей электр қозғалтқыштарының кестесі бойынша тексеру керек.

 

Техникалық тапсырмаға не енгізу керек

Жеткізілетін құрылғының жобалау мақсатына сәйкес келетінін анықтайтын техникалық тапсырма тармақтары:

Техникалық сипаттама	Нені көрсету керегі	Сұрау керек
Электр қозғалтқыштарының кестесі	Қозғалтқыштың құтылу кВА мәні, код әрпі, NEMA жобалау әрпі, іске қосу әдісі	Кернеу төмендеу шегін сұраңыз: Солтүстік Америкадағы практикада қолданылатын жұмыс қағидасы — 10–15%
Бір уақытта іске қосылу	Өндірістік орын нақты жүретін ең нашар комбинация	Жаңбырлы ауа райынан кейінгі қайта іске қосылу — үш сорғыш пен шамот насосы бір уақытта іске қосылса, бұл бір насос қадамымен іске қосылған трансформатордан өзгеше трансформатор болады
Жетек жүктемесі	Жалпы VFD ат қуаты және сүзгі немесе реактор берілетіні	Ортақ қосылу нүктесіндегі бұрмалау мақсатын көрсетіңіз; пайдаланушыңыз қолданатын сілтеме — IEEE Std 519-2022
Импеданстық диапазон	Пайыздық импедансы мен дәлдік шегі, ол өтпелі зерттеуден алынған	Қозғалтқыш іске қосылу жағдайы үшін және екі бағытты орналастыру кезінде жүктемені бөлу үшін қажет
Корпус және жабылу	Өндірістік аймақтар үшін NEMA 4X; ISO 12944 коррозиялық санаты	Бояу түсін сипаттау орнына санатты (жоғары коррозияға төзімді теңіз деңгейі үшін C5-M) атаңыз
Резервті конфигурация	Негізгі-байланыс-негізгі, генератормен қорғалған немесе бір бағытты	Генераторлық қорап қолданыс жағдайына қарағанда басқаша импеданстық талаптар орнатады
Сынақ аясы	Әрбір бірлік бойынша рутинды сынақтар; дизайны бойынша типтік сынақтар; құрғақ типтегі дербес разряд	Қандай сынақ стандарты қолданылатынын сұраңыз және сертификаттаушы агенттік қатысуы көзделген бе

 

Сынақтар туралы айтып өту маңызды. Рутинды сынақтар әрбір бірлік бойынша жүргізіледі және құрылыс бойынша сынақ кодына сәйкес келеді: IEEE C57.12.90 солтүстік Америкадағы сұйық-батырылған бірліктер үшін және жалпы талаптар: IEC 60076-1 iEC жобалары үшін, ал құрғақ типтегі дизайны үшін: IEC 60076-11 . Типтік сынақтар — температураның көтерілуі, импульс және қысқа тұйықталуға төзімділік — дизайның бөлігі болып табылады және жеткізілетін бірлікке іздеуге болатындай болуы керек. Зауыт жиілік тіркемелеріне ауысуда болса, гармоникалық шығындарды тексеруді жазбаша сұраңыз, себебі осы есептеу бірліктің салқын немесе ыстық жұмыс істеуін шешеді.

 

Біз су мен өндірістік сорғылар жобалары үшін қалай жасаймыз

Ryan Electric 2007 жылдан бастап Цзянсу провинциясындағы ауданы 120 000 м² болатын зауытта трансформаторлар шығарады; онда 180-нен астам өндіріс пен сынақ жабдықтары және 37 патент бар. 2023 жылдан бастап біз Eaton компаниясының ресми қосымша кәсіпорны болып әрекет етеміз. Бірліктер UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS және CE сертификаттарымен жеткізіледі — бұл сертификаттар салынатын нарықтың талаптарына сәйкес келеді; бұл қала жұмыстарында маңызды, өйткені инспектор электр берілгенге дейін тақтайшадағы атауын оқиды. UL шешімдері солтүстік Америкаға арналған тіркеулер үшін.

Су жобаларындағы инженерлік айырмашылық — біз бағасын есептеуге дейін қойылатын сұрақтар. Қозғалтқыш кестесі (код әріптерімен), қосу әдісі, бір уақытта қосу жағдайы, жетек қуаты және фильтр берілетіні немесе берілмейтіні, технологиялық аймақ үшін корпус классификациясы, коррозия санаты және резервті конфигурация. Осы деректер бірге келгенде, трансформаторлық қондырғы немесе құрғақ типті агрегат, ол зауыттың жұмыс істеу жағдайына қарағанда, жалпы қосылған ат күші көрсеткішіне қарағанда өлшенеді.

Бізге қозғалтқыштардың тізімін, объектінің орналасуын және зауыт немесе көтергіш станциясы үшін қорғау қабықшасының талаптарын жіберіңіз. Содан кейін біздің инженерлеріміз басталу жағдайы мен гармоникалық жүктемеге қатысты өлшемді тексереді, сонымен қатар қаптау жүйесі мен сынақ көлемі әрбір жолы бойынша тізіледі. Техникалық жауап 48 сағат ішінде беріледі.

Автор туралы: Бұл нұсқаулық 2007 жылы құрылған, 2023 жылдан бастап Eaton компаниясымен ресми қосымша кәсіпорын болып табылатын, электр энергиясын тарату, өнеркәсіптік, деректер орталығы мен инфрақұрылым жобалары үшін құрғақ типті, майлы, жерге орнатылатын және компактты трансформаторлық подстанциялар өндіретін Jiangsu Ryan Electric Co., Ltd. компаниясының инженерлік және экспорттық тобы құрастырған. Бұл топ қала және өнеркәсіптік су жобаларын техникалық талаптарды қарастырудан бастап зауыттағы сынаққа дейін қолдайды.