EN
Praeitą pavasarį Monterėjyje esanti metalo dengimo įmonė išsiuntė mums užklausą dėl „500 kVA“ tiesininkas transformatorius ir daugiau nieko. Po dviejų savaičių jų energijos tiekėjo inžinierius paskambino telefonu: naujojoje gamybos linijoje naudojamas 6-pulsų tiesioginės srovės keitiklis taške, kuriame jungiamasi prie bendrosios elektros tinklo sistemos, sukėlė bendrą srovės harmonikų iškraipymą virš 30 %, o jų elektros tiekimo sutartyje numatytos baudos nuostatos jau pradėjo galioti. Transformatorius nebuvo problema. Problema buvo techninėse charakteristikose.
Ką tiesioginės srovės keitiklio transformatorius daro, ko negali įprastas transformatorius
A tiesininkas transformatorius maitina nuolatinės srovės (DC) apkrovas – elektrolizės elementus, metalo dengimo vonias, nuolatinės srovės variklius, traukos transformatorines pastotis, krosnių maitinimo įrenginius – per diodų ar tiristorių tiltelį. Tai skamba paprastai, tačiau visiškai pakeičia projektavimo taisykles.
Standartinis skirstomasis transformatorius suprojektuotas sinusoidinei, pastoviai apkrovai. Transformatorius, skirtas tiesininkas transformatorius nuolatinės srovės aplikacijoms, turi išlaikyti didelę antrinę srovę žemoje įtampoje, netinkamas sinusoidines srovės bangos formas ir darbo režimus, kurie dažnai trunka 24 valandas per parą. Elektrolizėje viena linija gali imti dešimtis tūkstančių amperų kelio šimtų voltų nuolatinės srovės įtampoje. Antrinės apvijos srovės tankis, autobusų jungtys ir korpuso ekranavimas turi būti suprojektuoti remiantis šia realybe, o ne įprasta 480 V maitinimo linija.
Štai dalis, kurią dažniausiai praleidžia pirkėjai. Transformatoriaus techninės charakteristikos lentelėje nurodyta kVA reikšmė tiesininkas transformatorius yra tik viena dalis istorijos. Tikrieji konstrukciniai veiksniai – tai proceso nuolatinės srovės įtampa ir srovė, lygintuvo impulsų skaičius bei harmonikos, kurias apkrova grąžina į kintamosios srovės tinklą. Pakeiskite bet kurį iš šių parametrų – ir jūs nurodysite kitokio transformatoriaus specifikacijas.
Kodėl 12-impulsų konstrukcija pakeitė žaidimo taisykles
Harmonikos yra priežastis 12-impulsų lygintuvo transformatorius konfigūracijos egzistuoja. 6-impulsų lygintuvas sukuria charakteringas harmonikas, kurių eilė yra 6k±1 – didžiausios yra penktoji ir septintoji – o įėjimo srovės bendroji harmoniniai iškraipymai (THD) dažniausiai svyruoja nuo 25 % iki 35 % pilnos apkrovos režimu. Silpnoje tinklo sistemoje toks harmoniniai iškraipymai lygis sukelia kondensatorių bankų gedimus, neutralinės grandinės pernagrinęs sroves ir tiekėjo taikomas baudas.
12 impulsų išdėstymas naudoja du 6 impulsų tiltus, kurie maitinami iš transformatoriaus su dviem antrinėmis apvijomis, pasuktomis viena kitos atžvilgiu 30 elektrinių laipsnių — viena sujungta trikampiu, kita žvaigžde. Penktosios ir septintosios harmonikos srovės kompensuojamos prie transformatoriaus galų, o likusios dominuojančios harmonikos yra vienuoliktosios ir tryliktosios; bendroji harmonikų iškraipymo koeficiento (THD) reikšmė sumažėja iki maždaug 10–15 %. Giliausiam THD sumažinimui 24 impulsų konstrukcijos su 15 laipsnių posūkiu gali sumažinti šią reikšmę iki vienaženklio skaičiaus.
Kompromisai yra tikri, ir jie dokumentuoti. 2021 metais MDPI paskelbto tyrimo rezultatai palygino įprastus 12 impulsų transformatorių blokus su autotransformatorių versijomis ir parodė, kaip magnetinio projekto pasirinkimas keičia įrenginio matmenis, nuostolius ir filtravimo reikalavimus — šį tyrimą verta perskaityti prieš nusprendžiant galutinę topologiją. Senesnis, bet vis dar dažnai cituojamas IEEE straipsnis atlieka tą patį palyginimą 12- ir 24 impulsų lygintuvų transformatoriams traukos povertėse. Abiejuose straipsniuose pateikiama ta pati išvada: impulsų skaičius yra sisteminis sprendimas, o ne papildomas elementas.
Techniniai parametrai, kurie iš tikrųjų svarbūs
Kai rašysite kitą RFQ, sudarykite techninių duomenų lentelę remdamiesi šiais parametrais:
| Parametras | Ką nurodyti | Kodėl tai svarbu |
| Vardinė galia (kVA/MVA) | Apskaičiuokite iš nuolatinės srovės įtampos × nuolatinės srovės stiprio ÷ naudingumo koeficientas, o ne iš kintamosios srovės įprastos praktikos | Nuolatinės srovės apkrovos galios koeficientas ir formos koeficientas labai skiriasi nuo 1,0 |
| Antrinė įtampa / srovė | Proceso vardinė nuolatinė įtampa ir srovė | Variklių apvijų srovės tankis ir magistralinio laidininko projektavimas |
| Varža | Įprastai 5–8 % | Apriboja trumpojo jungimo srovę; per žema įtampa apkrauna lygintuvą |
| Karščio padidėjimas | 65 K viršutinio alyvos sluoksnio temperatūra alyva panardintiems vienetams | DC sunkios apkrovos profiliai padidina šalutines nuostolas |
| Apvijos ir izoliacija | Varis prieš aliuminį, izoliacijos klasė | Tolydžios perapkrovos sąlygomis numatytas tarnavimo laikas |
| Tapsų keitiklis | Beapkrovinė arba su apkrova (OLTC) | Elektrolizės elementams reikia tikslaus DC įtampos reguliavimo |
| Harmonikų reikalavimai | Tikslinė bendroji harmonikų iškraipymo norma (THD) arba K-faktorius pagal IEEE 519 standartą | Nustato, ar reikia 6-, 12- ar 24-pulsų transformatoriaus |
Vienas skaičius, kurį verta prisiminti: naudojant alyvą panardinant elektrolizės transformatorius veikiant nuolatine kintamosios srovės apkrova, pilnoje apkrovoje aukščiausiojo aliejaus temperatūros pakilimas iki 65 K palieka beveik jokį šiluminį rezervą harmonikoms. Jei procesas ilgesniam laikui verčia įrenginį veikti virš 80 % nominalios galios, reikalaukite iš dizaino ataskaitos skaičiavimo papildomų nuostolių dėl išsisklaidymo. Dauguma lauke stebimų gedimų kyla ne dėl kVA, o dėl nenurodytų harmonikų.
Kur pirkėjai klysta
Po penkiolikos metų šių įrenginių kainų siuntimo klaidos kartojasi vėl ir vėl:
- Nurodant parametrus pagal kintamosios srovės nominalųjį žymėjimą. 1000 kVA skirstomųjų transformatorių įprastinis naudojimas pritaikomas nuolatinės srovės procesui, kuriam, įvertinus harmonikas ir formos koeficientą, reikia 1400 kVA transformatoriaus galios.
- Nepaisant tiekėjo leistinos bendros harmonikų iškraipymo (THD) ribos. Bendra jungties taško (PCC) sąlyga nulemia impulsų skaičių. Jei tinklo taisyklėse nustatyta 5 % įtampos THD riba, o jūs įsigyjate 6-impulsinį įrenginį, problema bus išspręsta jūsų sąskaita, o ne tiekėjo.
- Pamirštant laidų ir autobusų ilgį. Ilgi nuolatinės srovės laidai tarp transformatoriaus ir lygintuvo sukelia papildomą induktyvumą ir įtampos kritimą, kurio nei vienas transformatorius negali kompensuoti.
- Laikyti bandymų ataskaitą popieriniais dokumentais. Temperatūros kilimo bandymas su tikruoju apkrovos profiliu, o ne tik garantuotomis vertėmis, yra vienintelis dokumentas, įrodantis, kad įrenginys išgyvens jūsų eksploatacijos sąlygas.
Štai tikras pavyzdys iš mūsų gamyklos. Pietryčių Azijoje veikiantis klientas, kuris eksploatuoja elektrolizės liniją, pradžioje užsakė 6 impulsų įrenginį 45 kA nuolatinės srovės režimu. Projektavimo peržiūros metu mes nurodėme numatomą harmonikų iškraipymo koeficientą (THD), todėl užsakymas buvo pakeistas į 12-impulsų lygintuvo transformatorius su 30° fazės poslinkiu susietomis antrinėmis apvyniojimų poromis. Naudojimo įmonės priėmimo bandymas pirmą kartą buvo sėkmingai baigtas. 12 impulsų konfigūracijos papildoma kaina buvo atgauta dėl išvengtų baudų dar prieš pirmąją techninės priežiūros ciklo atlikimą.
Ką turėtų teikti rimtas gamintojas
A tiesininkas transformatorius yra specialus produktas. Rimtas tiekėjas turėtų galėti nedelsdamas, be trijų pakartotinių prašymų, pateikti jums: projektavimo skaičiavimų ataskaitą, temperatūros kilimo bandymo įrašą su jūsų apkrovos profiliumi, dalinės išlytos bandymo duomenis, harmonikų tyrimo įvesties duomenis bei sertifikavimo dokumentus – UL, CSA arba IEC, priklausomai nuo jūsų rinkos reikalavimų.
Ryan Electric įmonėje mes gaminame oležiuje esantis transformatorius vienetus iki 200 MVA ir sausosios tipo vienetus savo 120 000 m² gamykloje, kurioje vyniojimo ir ekranavimo projektavimui priklauso 37 patentai. Kaip nuo 2023 m. veikiantis bendradarbiavimo partneris, turime tiesioginį prieigą prie Eaton komponentų ir apsaugos inžinerijos sprendimų, o mūsų bandymų laboratorijoje prieš kiekvieno vieneto išsiuntimą atliekami temperatūros kilimo, dalinės išlydžio ir trumpojo jungimo patikrinimai. Šiaurės Amerikos projektams pateikiamos UL ir CSA sertifikuotos parinktys; elektrolizei ir nuolatinės srovės varikliams skirtiems taikymams dažnai tiekiame 12- ir 24-dančius konfigūracijų variantus su dokumentuotais netikėtų nuostolių duomenimis. Eaton bendradarbiavimo partneris nuo 2023 m., mes turime tiesioginę prieigą prie Eaton komponentų ir apsaugos inžinerijos sprendimų, o mūsų bandymų laboratorijoje prieš kiekvieno vieneto išsiuntimą atliekami temperatūros kilimo, dalinės išlydžio ir trumpojo jungimo patikrinimai. Šiaurės Amerikos projektams pateikiamos UL ir CSA sertifikuotos parinktys; elektrolizei ir nuolatinės srovės varikliams skirtiems taikymams dažnai tiekiame 12- ir 24-dančius konfigūracijų variantus su dokumentuotais netikėtų nuostolių duomenimis.
Išsiųskite mums savo nuolatinės srovės apkrovos profilį
Tiksliausią pasiūlymą gausite greičiausiai išsiuntę nuolatinės srovės apkrovos profilį, o ne transformatoriaus technines charakteristikas, kurias manote reikalingas: nominalią nuolatinės srovės įtampą ir srovę, darbo ciklą (valandos per parą, apkrovos koeficientas), lygintuvo dantų skaičių ar harmonikų tikslą, aplinkos temperatūrą ir tinklo kodą, kuriam turi atitikti jūsų objektas. Ar tai būtų elektrolizės transformatorius kai kuriam lydymo įrenginiui arba kompaktiškam tiesos srovės keitiklio blokui elektrinio nusodinimo linijoje šios žinios yra pakankamos mūsų inžinieriams sukurti apvijos projektą, numatyti temperatūros kilimą ir parengti realistišką terminų grafiką.
Siųskite parametrus per ryan-transformers.com ir mes per penkias darbo dienas pateiksime techninį pasiūlymą – įskaitant klausimus, kuriuos pamiršote užduoti.
Apie autorių: Šį straipsnį parašė Ryan Electric inžinerijos komanda – Eaton bendradarbiavimo partneris bei UL/CSA sertifikuotas transformatorių gamintojas Džiansu provincijoje, Kinijoje; įmonė aptarnauja elektrolizės, elektrinio nusodinimo, traukos ir nuolatinės srovės variklių projektus Šiaurės Amerikoje, Lotynų Amerikoje, Pietryčių Azijoje ir Artimuosiuose Rytuose.