Суу иштетүү станциясынын трансформаторлору: насос старттары үчүн өлчөмдөө, VFD гармоникалары жана коррозиялык аба

Неге суу иштетүүчү станция трансформаторго катаал таасир этет

Биз өткөн жылы баалаган бир станциядагы аэрациялык шамалдаткычтар башында тогуз ай бою жакшы иштеген, андан соң күндүзгү саатта бирок ошол эле автоматтык ток кескичи туураланып турган. Шамалдаткычтар маселенин себеби эмес. Драйв да эмес. суу иштетүүчү станциянын трансформатору станциянын иштеп турган жүктөмүнөн — 1250 кВА насос жана шамалдаткычтар — тартибизге драйвлардын ага кайтарып берген гармоникалык тогу үчүн жана бир гана шинага кошулган үч 250 ат күчүлүү мотордун кайрадан ишке киргизилүүсү үчүн чоңдукка жол берилбей, буйрууланган.

Суу жана канализациялык станциялар дүйнөдөгү трансформаторлорго эң катаал таасир этүүчү жерлердин бири. Жүктөм циклдүү, индукциялык моторлор менен иштетилет, анын жарымы вариативдуу жыштыктык драйвлардын аркысында, ал эми аба нымдуу, хлорланган же сутек сульфиди менен толгон. Бул үч фактордун бири дагы туура эмес болсо, трансформатордун бузулушу көп учурда ток кескичинин туураланышы, катуу ысыган орам же экинчи жылы текшерүүдөн өтпөгөн коррозияланган корпус түрүндө көрүнөт.

 

КВА рейтингин чечүүчү жүктөмдүн өзгөчөлүктөрү

Үч өзгөчөлүк милдетти аныктайт жана алар ар түрлүү багыттарга тартат.

• Жүктөм профили бимодалдык. Аралаштыруу станциясы туруктуу технологиялык процесстин жүктөмүн иштетип турган завод эмес. Ал түнкүсүн негизги жүктөмдү иштетет, андан соң күндүз чоң жүктөмгө көчөт, андан соң жамгырдан кийин кирүүчү суу көлөмү эки эсе көбөйгөндө насосторду кайрадан иштетет. Жылдык орточо боюнча өлчөнгөн трансформаторлор жылдын чоң бөлүгүндө орточо жүктөмдөн жогору жүктөлөт.
• Аягында баарыбыз мотор. Насостор, шамалдаткычтар, аралаштыргычтар, чополорду тазалоочулар, таякчалуу сүзгүчтөр. Моторлор иштөгөндө блоктолгон ротордун токун тартат жана трансформатор токтун төмөндөшүн сезет — бул станция үчүн жумшак иштөө, контрактордун чылгынып тургандай таасири же PLC-дин кайра иштөөсү болуп саналат.
• Жүктөмдүн жарымы сызыктуу эмес. Аэрация үчүн шамалдаткычтар, биринчи чыгыштагы насостор жана химиялык дозалоо бардыгы да жүрөт. Туруктуу тездикте иштөөгө арналган станцияны VFD контролго которгондо — бул биздин баалоолордун көпчүлүгү — трансформатордын өлчөмү өзгөрбөй, бирок гармоникалык ток өсөт.

Хлорду, нымду жана сутек сульфидди жабдуу бөлмөсүнө кошуңуз, анда жалпы максаттуу трансформатордын изилдөөгө жооп берүүсү токтойт. Андан кийин биз суу же канализациялык долбоорго кВА санын коюудан мурда текшеребиз, жана бул бирдик сыртта же МСС бөлмөсүндө кургак типтеги бирдик болсун, баарына таасир этет. трансформатор колонкасы сыртта же МСС бөлмөсүндө кургак типтеги бирдик.

 

Насос старты үчүн өлчөмдөө: Алтыдан Жетиге Чейинки Эреже

Мотордун старты кВАны түзүүдө туруктуу жүктөмгө караганда көп учурда чечет. Кыска токтогон индукциялык мотор ротору блоктолгон учурда толук жүктөм тогунун алтыдан жетиге чейинки эсе тартат , жана бул токтун өсүшү менен станциянын кернеосу ортосунда трансформатордун импедансы жана жогорку деңгээлдеги тармак гана турат. Станция натыйжаны туруктуу сезет: чырактардын жарыгы азаят, электр жабдуулары төмөн кернео үчүн иштебей калат, жана кайра ишке киргизүү ыкмасы блоктолот.

Север Америкада колдонулган иштешүү эрежеси — эң чоң мотордун ишке киргизилген учурда кернеонун төмөндөшү мотордун терминалдарында 10–15 проценттен артык болбосун деп өлчөмдөө. Бул сан — бир гана стандартдык талап эмес, башкача айтканда, консультанттардын жана электр тармагынын көрсөтмөлөрүндө кайталанып турган долбоорлоо келишими, жана биз RFQ-да ушул санды сурабыз. Мотордун тизмесин бергили — ат күчү, код тамгасы, NEMA долбоорлоо тамгасы, ишке киргизүү ыкмасы — андан кийин трансформатордун импедансы каталогдун башкы башынан эмес, кернеонун төмөндөшүнүн чегинен чыгат.

Эки практикалык нюанс станциянын сиз түзгөн реалдуу вариантына өтүштүн изилдөөсүнүн дал келүүсүн чечет.

• Ишке киргизүү ыкмасы жоопту өзгөртөт. 300 ат күчүндөгү шамалдаткычтын туруктуу ток менен иштетиши 5,75% импеданстагы стандартдык бирдикти кичине завод үчүн колдонууга жарамсыз кылат; жумшак иштеткич же ток чектөөчү курал менен ошол эле трансформаторду колдонууга болот. Иштетүү ыкмасы трансформатордун техникалык сапатына, мотордун тизмесине гана эмес, киргизилүүгө тиешелүү.
• Генератор эсептөөнүн бир бөлүгү. Резервдеги генератор электр тармагынын өчүшү учурунда заводду камсыз кылганда, эффективдүү баштапкы импеданс күчтүү өсөт, жана электр тармагында таза иштеген шамалдаткыч генераторду токтотушу мүмкүн. Авария учурунда толук иштетүүнү талап кылган заводдор иштетүү учурларында ики машина да бирдей өлчөмдө болушу керек.

Эгер сиздин заводунуздун долбоору ортосунда жана мотордун тизмеси дагы түзөтүлүп жатса, бизге азыркы ат күчүнүн тизмесин жана эң начар бир убакта иштетилүүчү комбинацияны жөнөтүңүз. Биздин инженерлер сиздин өтүштүк изилдөөсүңүздө колдонулган ошол эле жоромолдорго ылайык кВАнын эки же үч чебегине керне төмөндөшүн текшерип, жообу берет.

 

VFD жүктөмдөр жана VFD гармоникалар: Кошумча жылуулук кайдан келет

Алты импульстуу кыймылдаткыч токту синус толкуну түрүндө эмес, кыска импульстарда чагылдырат, жана бул токтун гармоникалык компоненттери трансформатордун өлчөмүнө ылайык келбейт. Алардын тудурган жоготулуштары алардын ордуна келген негизги токко пропорционал эмес. Гармоникалык мазмундун тараптан чачыраган магнит агымы орамдарды, өзөк кламптарын, резервуардын кабыргаларын жана нейтралды жылытат, жана аталган кубатынын 80% ине чейин жүктөлгөн трансформатордо натыйжа башында жогорку май температурасы түрүндө, андан соң термалдык трип түрүндө пайда болот.

Бул маселени чечүү үчүн үч усул бар, бирок алар барабар тиимдүү эмес.

• Стандарттык бирдикти төмөндөтүү. Түз ыкма: кыймылдаткыч жүктөмүнө карата 15–25% га чоңойтуу жана заводдун бардык иштөө мөөнөтү боюнча кошумча жүктөмсүз жоготулуштарды кабыл алуу. Бул иштейт жана көпчүлүк учурда баштапкы чыгымы эң арзан.
• Гармоникалык рейтингдүү бирдикти белгилөө. K-деңгээли же иштөө үчүн арналган конструкцияда токтун кошумча вихревый жана чачыранган жоготулуштарын ташууга ылайык кылып жасалган орто жана орам колдонулат, ал эми нейтралдык өткөргүчтүн чоңдугу бир фазалуу жүктөмдөр болгондо трипленин гармоникаларын ташууга ылайык кылып белгиленет. Жүктөмдүн негизин жазуу түрүндө сураңыз, анткени белгиленип берилген K-деңгээли, бирок K-фактору жана жүктөмдүн профили көрсөтүлбөгөн учурда бул — конструкция эмес, тек белги гана.
• Гармоникаларды жогоруда түзөңүз. Сызыктык реакторлор, пассивдик фильтрлер же активдик фильтрлер трансформаторга жетип келген гармоникаларды азайтат, жана алар заводдун жалпы байланыш чекитинде (PCC) бузулуштарды долбоорлошуу талап кылынган учурда туура чечим болуп саналат. IEEE Std 519-2022 — бул силалык компаниянын колдонуп жүргөн эталон, жана практикада түзүлгөн маани — Север Америкадагы көпчүлүк силалык компаниялар талап кылган 69 кВ чейинки системалар үчүн стандартта белгиленген жалпы кернеэ бузулушунун 5% чеги.

Кайсы жолду тандасаңыз да, бузулуштардын мааниси техникалык талаптарга кирүү керек. Б ОЗК гармоникалары «IEEE 519-га ылайык келүү» деп жазылган шарт, башка эч нерсе жазылбаганда, трансформатордун поставщиктери өзүнчө кошумча мис сатып алышыбы, же сиз фильтр сатып алып жатышыбы деген суроолорго жооп берэ албайт.

 

Коррозиялык аба: H2S, хлор жана корпус тандоосу

Суу тазалоо станциясындагы жабдуулар бөлмөсү — бул кылымында төзүмдүү орто чөйрө, жана бул орто чөйрөнүн кылымында төзүмдүүлүгүн баалоо көпчүлүк учурда аз бааланат. Башкы бөлмөлөр, суу толгон көлөкөлөр жана ашыкчылык зоналарында водород сульфиди бар, ал концентрациясы адамдын илгиринде сезилбей турган деңгээлде да башкаруу сымдарындагы мис, күмүш жана лактырманы талкалаганын айтылат. Хлорлоо жана гипохлорит бөлмөлөрү коррозиянын экинчи жолун кошот. Терең токойлордун толгондугу менен бирге механизм — бул каптама бузулушу эмес, бул бир нече жылдан кийин (эки же үч жылдан кийин) байланыш бузулушу.

Үч спецификациялык чечим көпчүлүк рисктин жообун ташыйт.

• Корпус рейтинги. Суу тазалоо борборлорунд иштеген аймактар үчүн шаардык электрдик долбоорлоо жолдомолорунда иштеген минимум деңгээл — бул NEMA 4X коробка, башкача айтканда, коррозияга каршы, жөнөкөй сууга турган эмес; ал эми адатта сырткы көчөдөгү таратуу трансформаторлорунда колдонулган NEMA 3R коробка эмес. Бул ошондой коррозияга каршы болгон нержиссаяк же туура жагылган коробка, резинадан жасалган жабык капактар жана коррозияга каршы металл буюмдарды талап кылат, бирок боёлгон металл коробка эмес.
• Боёлгуч системасы. Деңиз жээктери жана химиялык агенттерге дуушар болуу адатта боёлгучтун түсү эмес, ISO 12944 коррозия категориясы катары белгиленет; жогорку коррозияга чыдамдуулук жана деңизде колдонулуучу сапат үчүн эталон C5-M болуп саналат. Биз бул класс үчүн түзүлгөндө боёлгучтун топтолушу тузулган туздуу суу менен сыналат, жана жыйынтыктын техникалык талаптары заказго кирет, фабрикада жөнөкөй үнөмдүү талаптар эмес.
• Суюктук менен сактоо жана кирүү. Май менен толтурулган агрегаттарда майдын сакталыш системасы жана резервуардын тыгыздалышы 5 жылдан кийин нымдын ичине кирип калышын аныктайт, ошондой эле үлгү алуу клапанынын орну техникалык кызматтын корпусту ачпай үлгү алууга мүмкүндүк берет. Клапан кайда орнолгонун сураңыз; эгер жооп «эчилген ичинде, эсиктин арткасында» болсо, анда үлгү алынбай калачы дегенди билдирет.

Тышкы жайгаштыруу трансформатор колонкасы бөлмө маселесин чечет, бирок коррозия маселесин чечпейт. Көтөрүү станциясындагы таянычта турган агрегат өзүнө багытталган насосдордой эле хлорланган, нымдуу атмосферада турат, ошондуктан корпусдун сырткы жабдыгы жана манжеттин сапаты жайгашуу ордуна караганда маанилүүрөк.

 

Резервдөө жана резервдик электр энергиясы: Конфигурация маселеси

Аралаштыруу станциялары адатта электр энергиясынын үзүлүшү учурунда да иштеп туршу талап кылынат, бул талап генераторго караганда трансформатордун орнотулушуна да тийиштүү.

Жалпы конфигурация – баштапкы-байланыш-баштапкы эки учулу жайгашуу, нормалдуу ачык байланыш менен: эки трансформатор, эки коммутациялык тақта, бир байланыштык чекит. Ар бир трансформатор өзүнүн заводдун жарымын камтыйт, ал эми байланыш трансформаторлордун бири кызматтан чыкканда негизги жүктөрдү башка трансформаторго ташып берет. Алайда, импеданстагы компромисс бар. Параллель же байланыштык токтун түзүлүшүндө импеданстардын жана токтун тармактарынын ордуна туура келүүсү талап кылынат; антпесе, эки бирдик бирликтин сызмасында көрсөтүлгөндөй жүктөрдү бөлүштүрбөйт. Ошондуктан, биз жуптун баасын белгилөө үчүн импеданстын диапазонун суроого албай, алгачтан сурообуз.

Бир трансформатор бардык заводду камсыз кылган учурда, резервдеги вариант ошондой болот: кызмат кирешиндеги генератор, которуучу переключатель жана кайсы жүктөрдүн автоматтык түрдө кайра ишке киргизилерин чечүү. Түтүн тартуучулар жана жетектер маселе тудурат. Узун убакытка созулган жетектер туруктуу ток менен баштаганда генераторго аздап таасир этет, ал эми электр тармагы үчүн төмөн импеданстуу трансформатор тандалган учурда генератордун иштешүүсүнө таасир этет. Эки учур да бирдей мотордун расписаниясына ылайык текшерилет.

 

Техникалык шарттарга кандай нерселерди киргизүү керек

Жеткирилген бирдиктин долбоордогу максатка ылайык келүүнү чечүүчү техникалык шарттар:

Техникалык мүнөзүнө ээ болгон пункт	Негизги мааниге ээ болгон нерселер	Неге сураш керек
Мотордун расписаниясы	Кылып турган ротордун кВА, код тамгасы, NEMA долбоорунын тамгасы, баштапкы ыкма	Кернеэниң төмөндөшүнүн чегин сураңыз: Север Америкада иштеп жаткан келишүү боюнча бул 10–15% болот
Бир убакта баштап куюу	Заводдун чындыкта иштегенде эң жаман комбинация	Жамгырлуу аба үчүн кайра баштап куюу — үч түтүн тартуучу жана чополуу насос бирге иштеген учурда башка трансформатор керек, ал эми насосторду бирден иштетүү үчүн башка трансформатор керек
Жетектин жүктөрү	Жалпы VFD ат күчү жана фильтр же реактор берилгени же жоктугу	Жалпы байланыш чекитинде тажрыйбалык максатты көрсөтүңүз; IEEE Std 519-2022 — бул силердин коммуналдык кызматынын колдоногон эталону
Импеданстар диапазону	Перемен токтун өтүшүндөгү импеданстын пайызы жана чеги, бул өтүштүн изилдөөсүнөн алынган	Баштапкы учур үчүн жана эки тараптуу иретте жүктү бөлүштүрүү үчүн керек
Корпус жана жөнөтүү	НЭМА 4X процесс аймактары үчүн; ISO 12944 коррозия категориясы	Боялган түс түшүндүрүлбөй, түс түшүндүрүлбөй, бирок (C5-M жогорку коррозияга чыдамдуу деңиз тиби) категориясы аталат
Резервдик ирет	Негизги-байланыш-негизги, генератор менен камсыз кылынган же бир тараптуу	Генератордун корпусу утилиталык корпусго караганда башка импеданстарды талап кылат
Сыноо аймагы	Ар бир бирдик үчүн кадимки сыноолор; дизайн үчүн типтеги сыноолор; кургак типтеги изоляциянын жарымдай чыгарылышы	Кайсы сыноо стандарты колдонулганын жана тизмедеги агенттикти көзөмөлдөгөнүн киргизилген иштердин бар-жоктугун сураңыз

 

Сыноолорго байланыштуу бөлүштүрүүнү айтып берүү маанилүү. Кадимки сыноолор ар бир бирдик үчүн өткөрүлөт жана конструкция үчүн сыноо кодуна ылайык иштейт: IEEE C57.12.90 север Америкада суюктук менен батырылган бирдиктер үчүн жана жалпы талаптар IEC 60076-1 iEC долбоорлору үчүн, кургак типтеги конструкциялар IEC 60076-11 . Типтеги сыноолор — температуранын көтөрүлүшү, импульс жана кыска түйүштүн төзүмдүүлүгү — дизайнга тиешелүү жана тапшырылып жаткан бирдикке кайрылууга мүмкүнчүлүк берүү керек. Завод жетектерге өтүп жатса, гармоникалык жоготуулардын текшерүүсүн жазуу формасында сураңыз, анткени бул эсептөө бирдиктин салкын же ысык иштеп турганын чечет.

 

Биз суу жана канализация долбоорлору үчүн кандай куруп жатабыз

Ryan Electric 2007-жылдан баштап Жянсу провинциясындагы 120 000 м² аянтта трансформаторлорду өндүрүп келет; анда 180-ден ашык өндүрүш жана сыноо жабдыктары бар жана 37 патент бар. 2023-жылдан баштап биз Eaton компаниясынын расмий жалпы иштешүүчүсү болуп иштейбиз. Бирдиктер UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS жана CE сертификаттары менен жеткирилет — бул сертификаттар жеткирүүгө тааныш рынок талап кылганында гана колдонулат; бул муниципалдык иштерде маанилүү, анткени инспектор электр тогу берилгенге чейин табличканын атын окуйт. UL Solutions север Америка үчүн тизмеге алынуу үчүн.

Суу иштериндеги инженердик айырмачылык — бул баалоо берилгенге чейин биз койгон суроолор. Мотордун графиктиги коддук тамгалар менен, иштөө ыкмасы, бир убакта иштөө учурлары, караңгылыктын күчү жана фильтрдин берилүүсү, технологиялык аймак үчүн корпустанын классификациясы, коррозия категориясы жана резервдеги конфигурация. Бул маалыматтар бирге келгенде, трансформатор колонкасы же иштеп турган станцияга ылайык келген же жалпы бириктирилген ат күчүнүн санына ылайык келген коробка.

Мотордун тизмесин, объекттин орну жана станцияңыз же көтөрүүчү станцияңыз үчүн коробканын талаптарын жөнөтүңүз, анда инженерлеребиз старттагы учур жана гармоникалык жүктөмгө карата өлчөмдү текшерип, сырлау системасын жана сыноо диапазонун тизмеде айтып берет. Техникалык жооп 48 саат ичинде берилет.

Автор тууралуу: Бул колдонмо Жянсу Райан Электрик Ко., Лтд. компаниясынын инженердик жана экспорт тобу тарабынан даярдалган. Бул компания 2007-жылы негизделген трансформаторларды өндүрүүчү компания, 2023-жылдан баштап Eaton менен расмий жарым-жарым иштешүүчү партнер, утилиталар, өнөрөс, маалыматтык борборлор жана инфраструктура долбоорлору үчүн кургак типтеги, май менен толтурулган, жерге орнотулган жана компакттук подстанциялардын продукттарын түзүүчү поставщик. Топ шаардык жана өнөрөстүк суу долбоорлорунун техникалык талаптарын карап чыгуудан баштап заводдогу сыноого чейин колдоо көрсөтөт.