EN
Licitația a sosit sub forma a douăzeci de pagini privind lucrările civile și a unei singure linii privind domeniul electric: furnizarea și instalarea alimentării electrice de la mal, la 6,6 kV. Am întrebat inginerul electric al portului pe ce frecvență funcționează flota care efectuează escală. A urmat o pauză, apoi răspunsul: orice frecvență este standard. Această întrebare rămasă fără răspuns determină clasa transformatorului de transformatorul pentru alimentarea de la mal , dacă cheul necesită sau nu un convertizor static de frecvență și dacă o navă de croazieră se poate conecta efectiv la rețea la sosire.
Alimentarea electrică de la mal (cold ironing) a trecut de la un element de proiect pilot la o condiție obligatorie pentru acordarea autorizației într-un număr tot mai mare de porturi, iar pachetul electric este, de obicei, cel scris ultimul și cel mai puțin revizuit. Acest ghid acoperă ceea ce un transformatorul pentru alimentarea de la mal transformator de alimentare electrică de la mal
Nu este o sarcină specifică clădirilor
O navă la doc își oprește motoarele auxiliare și preia întreaga sarcină de la uscat: sarcina hotelieră, containerele refrigerate, pompele, macaralele de pe navele cu descărcare autonomă și, în cazul unei nave de croazieră, întreaga sarcină HVAC și cea a bucătăriei. Cererea de vârf este ridicată și apare brusc, într-o singură etapă. Un doc pentru nave de croazieră de mare capacitate este de obicei proiectat pentru o putere de aproximativ 7,2 MVA la 6,6 kV, ceea ce corespunde aproximativ unui curent secundar de 630 A, în timp ce un doc pentru containere cu instalații pentru containere refrigerate are o putere de aproximativ 1,5–3 MVA.
Regimul de funcționare este, de asemenea, repetitiv într-un mod pe care un transformator de distribuție nu îl întâlnește niciodată. La fiecare racordare a unei nave, transformatorul este alimentat, iar apoi și transformatorul navei propriu-zise, astfel că fenomenul de curent de pornire apare de mai multe ori pe zi, uneori cu un cablu de 200–400 m între cutia de racordare de la doc și navă. Adăugând o temperatură ambientală de 45 °C într-un port din Golful Persic, o umiditate relativă de 90 % și o durată de viață proiectată de 20–30 de ani, marja termică care părea generoasă în fișa tehnică începe să pară insuficientă.
Tensiunea, frecvența și decizia privind convertorul
Conexiunea de înaltă tensiune la uscat este standardizată în IEC/IEEE 80005-1 , iar amendamentul din 2021 adus acestei norme există în mare parte pentru că rotația fazelor la interfața navă–doc a cauzat probleme în exploatare. Concluzia practică pentru un cumpărător de transformatoare este mai restrânsă: docul trebuie să furnizeze tensiunea și frecvența pe care le așteaptă nava, iar transformatorul reprezintă doar o componentă a acestei lanțuri.
Trei configurații acoperă majoritatea licitațiilor și necesită trei specificații diferite pentru transformatoare.
| Configurația docului | Regimul de funcționare al transformatorului | Ce se modifică în specificație |
| rețea de 60 Hz, flotă de 60 Hz | Doar coborâre de tensiune, de exemplu, de la 33 kV la 6,6 kV | Cea mai apropiată de o unitate normală de distribuție: impedanță standard, răcire ONAN sau ONAF, vopsea C5-M pentru mediu marin |
| rețea de 50 Hz, flotă de 60 Hz | Alimentează un convertizor static de frecvență sau este conectat la ieșirea convertizorului | Curent bogat în armonici, componentă continuă la ieșirea convertorului, pierderi mai mari prin curenți parazitari și pierderi dispersate, auxiliare pentru ventilatoare și pompe pe partea convertorului |
| rețea de 50 Hz, flotă de 50 Hz (feriboturi, nave RoRo) | Doar coborâre de tensiune, de exemplu de la 11 kV la 6,6 kV | Raportul de tensiune și domeniul de reglaj al prizelor sunt dimensionate pentru flota reală, nu pentru una viitoare |
Unde frecvențele se potrivesc, un transformatorul pentru alimentarea de la mal este un transformator convențional de distribuție sau de putere, cu o specificație neobișnuită privind coroziunea. Unde frecvențele nu se potrivesc, transformatorul este amplasat în aval de un convertor și preia forma de undă a acestuia. Acest al doilea caz conține cea mai mare parte a riscului ingineresc și este acela în care o evaluare standard a pierderilor devine în mod tăcut incorectă.
Unde armonicile afectează transformatorul
Front-endurile redresoare ale navelor sunt sursa. O configurație cu șase impulsuri generează armonici caracteristice de ordinul 5 și 7; o configurație cu douăsprezece impulsuri deplasează ordinele dominante la 11 și 13. Aceste curenți trec prin transformator, iar pierderile parazitare în înfășurări cresc aproximativ cu pătratul ordinului armonic, astfel încât armonicile de ordinul 11 și 13 produc mult mai multă căldură pe amper decât componenta fundamentală.
În specificație trebuie incluse două valori. Prima este o toleranță pentru pierderile armonice, exprimată fie ca factor K, fie ca un spectru armonic declarat pe care unitatea trebuie să-l suporte la curentul nominal fără a depăși creșterea de temperatură admisă. A doua este limita de distorsiune a tensiunii în punctul de cuplare comună, unde Limitele armonice IEEE 519 stabilesc o distorsiune armonică totală de 5 % pentru sistemele cuprinse între 1 kV și 69 kV. Un racord de 6,6 kV se încadrează perfect în această gamă.
Aceasta este partea pe care o omit frecvent specificațiile portuare. Creșterea impedanței transformatorului pentru a controla curentul de defect determină, de asemenea, creșterea distorsiunii de tensiune pentru același curent armonic, deoarece o parte mai mare din distorsiune apare chiar pe transformator. Impedanța, numărul de impulsuri al convertorului și proiectarea filtrului trebuie alese împreună. Când primim o cerere de doc cu impedanță de 8 %, un convertor în douăsprezece impulsuri și fără filtru, identificăm imediat această combinație înainte de a emite o ofertă.
Sare, umiditate și mediul docului
Un doc este un situs litoral cu o atmosferă neobișnuit de agresivă: ceață salină, umiditate de maree, gaze de eșapament diesel și curățare prin spălare cu jet în apropierea clădirii terminalului. Pentru instalația în aer liber pe cheu, sistemul de vopsire trebuie specificat conform clasei C5-M din standardul ISO 12944, cu oțel inoxidabil 316 pentru elementele de fixare expuse și cu o bază de rezervor care să nu se corodeze complet în punctele de ancorare. Cadrele de bază zincate prin scufundare la cald sunt frecvent utilizate, iar noi solicităm grosimea stratului de acoperire exprimată în micrometri, nu denumirea culorii.
Învelișul și răcirea rezultă din amplasament. Unitățile imersate în ulei sunt potrivite pentru o platformă exterioară lângă cheu; unitățile uscate cu rășină turnată sunt potrivite pentru clădirea terminalului interior, unde sarcina de incendiu și traseele cablurilor favorizează o unitate fără lichid. În ambele cazuri, specificați cel puțin gradul de protecție IP54, încălzitoare anti-condens în compartimentul de joasă tensiune și o clasă de creștere a temperaturii care să rămână valabilă la temperatura ambientală de pe amplasament, nu la temperatura standard de 40 °C din cataloage.
Un detaliu pe care îl ridicăm devreme, deoarece implică costuri mari ulterior: defectarea ventilatorului. O unitate ONAF, a cărei putere nominală este calculată pentru sarcina completă a cheului cu ventilatoarele în funcțiune, își pierde 25–30 % din capacitate atunci când un motor de ventilator se blochează în luna august. Specificați fie un sistem de alarmă pentru grupul de ventilatoare conectat la sistemul de monitorizare al portului, fie dimensionați puterea nominală ONAN pentru sarcina continuă realistă și tratați etapa de răcire forțată ca rezervă pentru sarcina de vârf a hotelului.
Ce să includeți în Transformatorul pentru alimentarea de la mal Specificație
Tabelul de mai jos reprezintă setul minim de date de care avem nevoie înainte ca o ofertă pentru un loc de acostare să poată fi cotată corect. Lipsa unor informații duce la presupuneri, iar presupunerile se transformă în comenzi de modificare. În cazul în care o linie apare și în standardul IEC/IEEE 80005-1, indicați lângă aceasta articolul corespunzător din standard, astfel încât furnizorul și inspectorul portuar să interpreteze aceeași cerință.
| Parametru | Cerință tipică pentru un loc de acostare | De ce este important |
| Putere nominală | 7,2 MVA pe loc de acostare pentru nave de croazieră; 1,5–3 MVA pe loc de acostare pentru containere | Stabilește întreaga proiectare termică și dimensiunea cablurilor de la cutia de racordare a locului de acostare |
| Raport de tensiune | tensiune primară de 33 kV sau 11 kV, tensiune secundară de 6,6 kV sau 11 kV | Trebuie să corespundă tabloului de distribuție al navei, nu rețelei electrice portuare |
| Frecvență | 60 Hz pentru flotele care funcționează la 60 Hz, 50 Hz pentru flotele care funcționează la 50 Hz; convertizor în cazul diferențelor | Determină dacă un convertizor, precum și spectrul său armonic, este inclus în proiectare |
| Impedanță | în mod tipic, 6–8 %, coordonat cu nivelul de scurtcircuit | Valoarea prea mică determină apariția unui curent de scurtcircuit excesiv în tabloul de distribuție al navei; valoarea prea mare duce la creșterea distorsiunii tensiunii |
| Regimul armonic | Spectrul declarat sau factorul K, distorsiune armonică totală de tensiune (THDv) de 5 % la punctul de cuplare cu rețeaua (PCC) | Previne apariția zonelor supraincălzite în înfășurări, care nu pot fi evidențiate prin niciun test standard de pierderi |
| Răcire | Răcire ONAN cu etapă ONAF, alarmă pentru ventilator către sistemul portuar SCADA | Menține cheul în funcțiune chiar și în cazul defectării unui ventilator |
| Coroziune | Vopsire C5-M conform ISO 12944, elemente de fixare din oțel inoxidabil 316, grad de protecție IP54 | Cincisprezece ani de expunere la aer sărat reprezintă testul real de acceptare |
| Teste | Încercări de rutină, încercare de creștere a temperaturii, măsurare a descărcărilor parazite (PD) pentru unitățile cu rășină turnată | Oferă portului un referențial pentru comparație în cadrul următorului proces de licitație |
Cum abordează Ryan o cerere privind un cheu
Producem transformatoare cu răcire în ulei și cu rășină turnată într-o fabrică de 120.000 m², dotată cu peste 180 de seturi de echipamente pentru producție și testare, sprijinită de 37 de brevete; din 2023, operăm ca partener într-o întreprindere mixtă cu Eaton. Acest fapt are o importanță mai mică decât conversația tehnică, dar înseamnă că o cerere privind un cheu ajunge la persoane care au discutat deja anterior despre impedanță.
Pentru o flotă mixtă, opțiunea utilă este o tensiune secundară dublă cu selecție a legăturilor în afara circuitului, astfel încât un singur model să servească navele de 6,6 kV și 11 kV, fără a fi necesar un al doilea unitate de rezervă pe loc. Legăturile de reglaj în afara circuitului sunt, de asemenea, cea mai ieftină metodă de acoperire a unei tensiuni de rețea care se abate de la valoarea proiectată. Fiecare unitate părăsește fabrica cu înregistrarea testelor de rutină sub formă de valori măsurate, cu un test de creștere a temperaturii efectuat la curentul nominal și cu o fotografie a plăcuței indicatoare realizată înainte de ambalare, deoarece plăcuța indicatoare este primul element pe care îl citește un inspector portuar la sosire.
Interfața de conectare la rețeaua înaltă tensiune este locul unde au loc cele mai multe dezacorduri, iar acestea apar, de obicei, între trei părți care nu se întâlnesc niciodată: consultantul electric al portului, managerul tehnic al navei și furnizorul de transformatoare. Cerem diagrama unifilară a navei cât mai devreme. Un convertor cu douăsprezece impulsuri de bord modifică sarcina armonică pe înfășurarea noastră, iar o navă cu tablou de distribuție de 6,6 kV și un generator de 60 Hz nu poate fi alimentată de o docă de 50 Hz fără un convertor, oricât de generoasă ar părea pe hârtie puterea nominală a transformatorului.
Dacă redactați acum specificația unei docă, trimiteți-ne compoziția flotei, tensiunea și frecvența rețelei electrice și nivelul de curent de scurtcircuit la cutia docă. Aceste trei date influențează mai mult decât orice altă pagină din caietul de sarcini, iar, de obicei, sunt tocmai cele trei elemente care sosesc ultimele. transformatorul pentru alimentarea de la mal inginerii noștri vor răspunde cu o valoare nominală, o recomandare privind impedanța și o limită admisibilă pentru armonici, în scris, astfel încât pachetul electric să poată fi revizuit înainte de executarea lucrărilor civile.
Despre autor : Acest articol a fost pregătit de echipa de inginerie de la Ryan Electric (Jiangsu Ryan Electric Co., Ltd.), un producător de transformatoare înființat în 2007 și partener de joint venture al Eaton din 2023. Echipa proiectează transformatoare cu ulei, cu rășină turnată și montate pe platformă pentru proiecte portuare, centre de date, rețele electrice și industriale, oferind, de asemenea, suport clienților în etapa de revizuire a specificațiilor înainte de lansarea licitației. Pentru întrebări legate de docuri, contactați [email protected].