Sement zavodi transformatorlarini tanlash qo'llanmasi: Dastlabki ishga tushirish, garmoniklar va chang uchun o'lchovlar

G'arb Afrikada joylashgan bir grindingsiz stansiyasi o'tgan chorakda 8 MVA li qurilma uchun qayta taklif berishni so'radi. Dastlabki sement zavodi transformatori zavodning ishlayotgan yuklanishiga mos ravishda buyurtma qilingan edi va o'n bir oy davomida har bir xom ashyo milli ishga tushganda bus kuchlanishini shunchalik pasaytirib yuborardi-ki, mill boshqaruv qurilmasi ishlashni to'xtatardi. Hech kim boshlang'ich kVA ni o'lchamagan. Hamma ham transformator muammo ekanligini yoki yomonroq holda, uning muammo emasligini taxmin qilgan edi.

Sement — elektr yuklanishi bir nechta juda katta, yuk ostida ishga tushadigan, oylik davom etadigan va hech qachon haqiqatan ham dam olmaydigan dvigatellarga tayanadigan kam sonli sanoat turlaridan biridir. Bunday vazifada ishlatiladigan sement zavodi transformatori transformator ikkita vazifani bir vaqtda bajaradi: u doimiy, butun kun davomida ishlaydigan yuklanishni o'tkazadi va boshlang'ich apparent quvvati o'z reytingidan bir necha marta ortiq bo'lgan mexanizmlarning kirish oqimini so'radi. Bu tenglamaning istalgan qismini noto'g'ri hisoblasangiz, avariya zavodda sinov o'tkazilayotganda emas, balki komissiya qilish jarayonida namoyon bo'ladi.

 

 

 

Sement zavodi yuklanish profilining standart spetsifikatsiyaga ta'siri

Zamonaviy sement zavodi bir tonna sement uchun taxminan 110 dan 120 gacha kVt/soat elektr energiyasidan foydalanadi va elektr dvigatellari shu raqamning katta qismini tashkil qiladi — sanoat baholashlariga ko'ra, dvigatellarga to'g'ri keladigan yuklama zavodning elektr energiyasidan foydalanishining 65 dan 75 foizigacha tashkil qiladi. Shu yuklamaning eng yuqori qismi maydalashda joylashgan: xom ashyo maydalagichi, sement maydalagichi va so'nggi chiziqda — g'ildirakli press, ulardan har biri 3 dan 6 MW gacha quvvatga ega asosiy dvigatel bilan boshqariladi.

Talab tomoni ham shu fikrga qo'shiladi. AQSH Energetika vazirligining sement zavodlarida elektr energiyasidan foydalanish bo'yicha tadqiqoti maydalash maydalagichlarini ob'ektdagi eng katta yagona elektr yuklamasi sifatida aniqlaydi va bu zavodlarning odatda to'xtatishlar orasida oylik davom etadigan uzluksiz ishlashini ta'kidlamoqda. Bu ikkala raqam ham texnikaviy xususiyatlarga ta'sir qiladi: kunlik yuklama tsikliga ega bo'lmagan zavod uzun muddat davomida pasport quvvatining 0,8 dan 0,9 gacha qismi bilan ishlaydi, bu esa kuniga ikki marta pik yuklamaga erishadigan sanoat zavodidan termik jihatdan farq qiladi. Sohani darajasidagi kontekst IEA sement sohasi sahifasida kuzatiladi , va asosiy o'simlik ma'lumotlari LBNL/DOE sement sanoati tadqiqotidan .

Sement loyihalarida uchta texnik talab miqdori boshqa barchasidan ko'ra tez-tez yetarli darajada belgilanmaydi: dvigatelni ishga tushirish kVA qiymati, g'ildiraklar harakatini boshqaruvchi qurilmalardan keladigan garmonik tarkib va ob'ektdagi haqiqiy atrof-muhit va chang sharoitlari. Qolgan qismi ushbu qo'llanma har birini odatda muammoga sabab bo'ladigan tartibda ko'rib chiqadi.

 

Dvigatelni ishga tushirish uchun transformatorni moslashtirish, ishlayotgan kVt uchun emas

Odatda so'rovnomasi keladi: ulangan yuk kVt da berilgan va "mos keladigan transformator" so'ralgan. Buning uchun transformatorni o'lchash uchun bu yetarli ma'lumot emas. sement zavodi transformatori ishga tushirish kVA qiymati kuchlanish pasayishini belgilaydi va ishga tushirish kVA qiymati qo'zg'atilgan tok (locked-rotor current) bilan belgilanadi, ishlayotgan quvvat bilan emas.

To'rt megavattlik, 6,6 kV li g'ovakli mill dvigateli (qulflangan rotor toki to'liq yukdagi tokdan olti marta yuqori, foydali ishchi koeffitsiyenti 0,94 va quvvat omili 0,90) oling. Dvigatelning reyting kVA qiymati taxminan 4,7 MVA, shuning uchun ishga tushirish kVA qiymati 28 MVA yaqinida bo'ladi — bu dvigatelning reyting apparent quvvatidan taxminan olti marta ko'p. Keyingi bus pasayishi (bus dip) quyidagicha taxmin qilinishi mumkin: (ishga tushirish kVA × transformatorning impedans foizi) ÷ transformator reytingi. Faqat qattiq elektr ta'minoti manbasida amal qiladigan ta'minot impedansi hisobga olinmaydi, shuning uchun arifmetik hisoblash quyidagicha bo'ladi:

Transformator reytingi	Impedantlik	28 MVA li millni ishga tushirishda taxminiy bus pasayishi	Amaliy o'qish
6 MVA	7.5%	35%	Mill ishga tushiruvchisi qo'zg'atilmaydi; dvigatelni himoya qiluvchi qurilma ishga tushadi
10 MVA	7.5%	21%	Chegaraviy — kamaytirilgan kuchlanishli yoki yumshoq ishga tushirish kerak
16 MVA	8.0%	14%	Mustahkam manbadan foydalanganda ishlatish mumkin; yuqori darajadagi avariya darajasini tekshiring
20 MVA	8.0%	11%	Qulay boshlanish, lekin qisqa tutashuvga chidamlilikni tasdiqlang

 

Sement maydonida transformator o'lchami shuning uchun dvigatellar ro'yxatidan, ulangan yuklar yig'indisidan emas, boshlanadi. Bu raqamlar g'ildirak faqat katta dvigatel sifatida ishlayotganini va manba etarlicha kuchli ekanligini, shu sababli e'tiborga olinmasligini taxmin qiladi. Amaliyotda esa, zaif foydalanuvchi ta'minoti qandaydir kattalikda transformator o'lchamiga qaramasdan, pasayishni cheklaydi va javob yumshoq ishga tushirish qurilmasi, VFD yoki dvigatel ishga tushirish bo'yicha tadqiqot bo'ladi, kattaroq transformator emas neftga Botirilgan Transformer .Dvigatel ishga tushirish paytidagi kuchlanish pasayishi, qulflangan rotor toklari va qarshilik ular bizning dvigatel ishga tushirish qo'llanmasida batafsil ko'rilgan.

 

Garmoniklar: Nima uchun 'Drayvga mos' spetsifikatsiya odatda yarmida to'xtaydi

O'tgan o'n yil ichida qurilgan yoki yangilangan beton zavodlarining aksariyati o'z millari va ventilyatorlarini o'zgaruvchan chastotali elektr uzatish qurilmalari (VFD) orqali boshqaradi; shu bilan birga, oltita impulsli VFD har qanday filtrdan avval to'rtinchi va yettinchi garmoniklarga boy tok to'lqinini oladi. Bu toklar ikkita narsa qiladi: ular zavodning elektr tarmog'ini buzadi va transformator o'ramlarining ichida qo'shimcha vorteks tok yo'qotishlarini hosil qiladi, bu esa moy termometri ko'rsatadigan temperaturaning ko'tarilishiga emas, balki mahalliy issiq nuqtalarga sabab bo'ladi. Natijada sement zavodi transformatori transformator o'ramining issiq nuqtasi, yuqori qismidagi moyning temperaturasi emas, cheklovchi omilga aylanadi.

IEEE 519 standarti umumiy ulanish nuqtasida o'lchangan garmonik tok chegaralarini belgilaydi; shuningdek, zavod elektr tarmog'ida odatda uchraydigan qisqa tutashuv nisbati uchun umumiy talab etiladigan garmoniklar chegarasi bitta raqamli sonlarda joylashadi — shuning uchun foydalanuvchi tarmog'iga ulanishni tekshirishda VFD ning e'lon qilingan K-baho emas, balki o'lchangan moslik darajasi so'raladi. o'zgaruvchan chastotali elektr uzatish qurilmalari garmonikalari shu sababli texnik shartnoma kirish ma'lumoti hisoblanadi, ya'ni bu muammo keyingi bosqichda paydo bo'ladigan narsa emas.

K-faktorli transformatorlar aynan shu yuklanish uchun mavjud bo'lib, ular miqdori jihatidan ko'p bo'lganda standart yechimdir. o'zgaruvchan chastotali elektr uzatish qurilmalari garmonikalari k-faktor soni garmomik tartiblar bo'yicha kvadratlangan birlikdagi garmomik tokning o'z tartibining kvadratiga ko'paytirilgan qiymatlari yig'indisidir: 25 foizlik beshinchi garmomika faqat o'zini o'zgartirishda 0,25² × 5² = 6,25 birlikli vortik yo'qotishga sabab bo'ladi. K-4, K-9 va K-13 birliklari shunday ishlab chiqilgan ki, ularning chulg'am va yurak yo'qotishlari shu spektr ostida loyiha gradienti ichida qoladi va belgilash UL quruq turdagi transformator standartida belgilangan.

Katta neftga Botirilgan Transformer birliklar uchun faqatgina K-baho yetarli emas. Issiqlik masalasi haqiqiy garmomik spektr uchun birlikni quvvatdan tushirish orqali hal qilinadi — bu IEEE C57.110 da tasvirlangan holda — hamda etkazib beruvchidan noma'lum belgi bilan emas, balki garmomik yo'qotish hisob-kitoblari taqdim etish so'raladi. Spektr og'ir bo'lganda, tezroq muhandislik yechimi ko'pincha yuqori darajadadir: o'nta impulsga ega konfiguratsiya, faol old tomon yoki dvigatel avtobusida sozlangan filtrlar banki.

 

Chang, Issiqlilik va Sovutish: Uyqorni Aniqlaydigan Maydon Sharoitlari

Transformatorning issiqlik ko'tarilishi odatda IEC 60076 asosida maksimal atrof-muhit harorati 40°C ga nisbatan belgilanadi. G'ulf mintaqasi, Sahel va Janubiy Osiyoning ba'zi qismlaridagi sement zavodlari doimiy ravishda soyada 45–50°C haroratda ishlaydi; pech g'ildiraklari va oldindan isitish minoralaridan chiqadigan nurlanuvchi issiqlik mahalliy yukni yanada orttiradi. Referens atrof-muhit haroratidan yuqori sharoitlarda qurilma quvvati pasaytirilishi kerak yoki pastroq loyiha gradienti bilan buyurtma berilishi kerak — aynan shu quvvatda ishlaganda qurilma oddiygina issiqroq ishlaydi va tezroq eskiradi.

Chang muammoning ikkinchi qismi bo'lib, u avvalo sovutish muammosidir, keyinroq tozalik muammosidir. Sement va xom massaning changi juda mayda, ishqoriy va namlanganda biroz o'tkazuvchan bo'ladi, shuning uchun u bushinglar va terminal qutilarining atrofidagi yuzaki uzunliklarni qoplab qo'yadi. Bundan tashqari, u burmali rezervuar devorlaridagi va radiatsiya plastinkalaridagi bo'shliqlarga zich joylashadi, bu yerda katta neftga Botirilgan Transformer ko'pchilik issiqlikni yo'qotadi. To'g'ri sovutiladigan qurilma filtrilari to'lib qolganida, u majburiy sovutish darajasini butunlay yo'qotadi va zavod eng kuchli ishlayotgan paytda o'zini sovutish darajasiga qaytadi.

Bu texnik xususiyatlarga mos keladigan talablarga aylanadi: changli joylarda radiatsiya yoki qanotlar orasidagi masofani kengaytirish, IP54 yoki undan yuqori darajadagi tarmoq ulanish qutilari, alkalik changga chidamli germetiklik va gasketlar, shuningdek, majburiy sovutish banki uchun differensial bosim ko'rsatkichi — bu texnik xizmat xodimlari filtr yuklanishini quvvat pasayishiga sabab bo'lguncha aniqlashi mumkin. Quruq turdagi transformator MCC xonasida ichki joyda ishlatilsa, qutining tanlovi shu mantiqqa amal qiladi — filtr, germetiklik va tozalash muddatini rejalashtirish. Issiq va changli joylar uchun belgilangan transformatorlar shu o'xshash qoidalar to'plamiga amal qiladi.

 

FATda talab qilinadigan sertifikatlar va sinov dalillari

Shimoliy Amerika sement loyihalari uchun sertifikatlash savoli ishlash savolidan oldin hal qilinadi, chunki inspektor ro'yxat bilan keladi. Suyuqlik bilan to'ldirilgan va quruq turdagi transformatorlar o'z toifalariga mos ro'yxatga olingan bo'lishi kerak; Kanada ob'ektlari CSA belgilarini yoki tan olingan teng kuchli belgilarni talab qiladi; IEC bozorlari esa IEC 60076 standartiga mos keladi, bu yerda quruq turdagi transformatorlar uchun IEC 60076-11 qo'llaniladi. Suyuqlikda botirilgan transformatorlar uchun umumiy talablar va sinov usullari IEEE C57.12.00 va IEEE C57.12.90 da belgilangan.

Belgilangan me'yordan tashqari, zavodda qabul qilish sinovlari sement loyihasi uchun ishga tushirish jadvalini qo'lga kiritish yoki yo'qotish nuqtasi hisoblanadi. Nisbat, qutblilik, chulg'am qarshiligi, yuklanmagan holda yo'qotish, yuklanganda yo'qotish, impedans, qo'llanilgan va induktsiyalangan potentsial, shuningdek, tur sinovlari sifatida harorat ko'tarilishi va impuls — bu asosiy parametrlar. Sinov maydonida bir kun qo'shimcha sarflash arziydi: umumiy 40°C ko'rsatkichiga emas, balki ob'ektdagi atrof-muhit haroratiga mos keladigan o'lchangan harorat ko'tarilishi hisoboti hamda transportda zarar yetkazilishini ob'ektda solishtirish orqali aniqlash (va undan keyin bahslashish emas) uchun jo'natishdan oldin olingan chastotalarni so'zib chiqish orqali javob beruvchi tahlil (SFRA) 'barmoq izi'.

 

Sement ishlari uchun qurilmalarni qanday quramiz va sinovdan o'tkazamiz

Ryan Electric 2007-yildan beri 120 000 m² maydonli ishlab chiqarish bazasida, 180 dan ortiq ishlab chiqarish va sinov uskunalari to'plami hamda 37 ta patentga ega bo'lib, tarqatish va kuch transformatorlarini ishlab chiqaradi; shuningdek, 2023-yildan beri Eaton bilan birgalikdagi korxona hamda sheriklikni amalga oshiradi. Sement ishlari uchun mo'ljallangan qurilmalar foydalanish va ma'lumotlar markazlari uchun ishlab chiqariladigan qurilmalar bilan bir xil liniyalarda ishlab chiqariladi, ikkalasida ham neftga Botirilgan Transformer va quruq turdagi qurilish.

 

 

Sement loyihalarida biz dizayn qiymatlarini keltirish o'rniga har bir birligda yuklanmagan va yuklangan holatdagi yo'qotishlarni o'lchaymiz, shuningdek, garmonik yo'qotishlar uchun qo'shimcha imkoniyatni mijozning dvigatel ish jadvaliga qarab har bir loyiha uchun alohida hisoblaymiz. Dastlabki hujjat, ilovani muhandislari sizdan so'raydigan narsa — transformator spetsifikatsiyasi emas, balki dvigatellar ro'yxati: nechta dvigatel, ularning impuls soni qancha va do'kon pressi tarmoqqa ulanganmi — chunki bu hujjat K-faktorini, impedans sinfini va sovutishni shu tartibda aniqlaydi.

Boshqa bir odat — komissionerlik muddatini haftalab qisqartiradi — bu qadoqlash. Sement zavodi odatda dengizdan uzoqda joylashgan, ya'ni portdan keyin yo'l yoki temir yo'l orqali yetkazib beriladi; shuning uchun birlar quruqlikda yuzaga keladigan zarbalarga chidamli qilib mustahkamlanadi, kattaroq quvvatlarda moy germetik barrellarda yetkaziladi va SFRA identifikatsiya belgisi test hisoboti bilan birga jo'natiladi, shunda ob'ektdagi jamoa solishtirish uchun asosiy ma'lumotga ega bo'ladi.

 

Peshona to'xtatish oynasi atrofida buyurtma berish

Sement zavodi transformator uchun to'xtamaydi. U to'xtash uchun to'xtaydi, va to'xtash sanasi pech kampaniyasi bilan belgilanadi, shuning uchun sotib olish muddati ushbu sanadan orqaga qarab hisoblanishi kerak, buyurtma berilganidan oldinga qarab emas. transformator o'lchamlarini belgilash va yetkazib berish muddatini rejalashtirish ham shu soatga tegishli.

Bizga bir qatorli sxemani, dvigatellar ro'yxatini, ob'ektdagi atrof-muhit sharoitlarini va to'xtash sanasini yuboring, biz esa sizga quvvat darajasini, impedans sinfini, sovutish usulini va sanani taqdim etamiz. Ilova muhandislik jamoamiz bilan bog'laning [email protected] yoki +86-15371760308 raqamiga qo'ng'iroq qiling, biz sizning haqiqiy dvigatellar ro'yxatingiz asosida ishga tushirish va garmonik ko'rsatkichlarini hisoblab chiqamiz.

Muallif haqida: Ushbu qo'llanma 2007-yildan beri sanoat, elektr tarmoqlari va ma'lumotlar markazlari uchun moyli va quruq turdagi transformatorlarni loyihalash va ishlab chiqarish bilan shug'ullanayotgan Jiansu Rayan Elektrik Kompaniyasi (Rayan Transformatorlar) ilg'or muhandislik guruhining mutaxassislari tomonidan tayyorlangan. Zavodni ishga tushirish, garmonik kuchlanishning pasaytirilishi yoki ob-havo sharoitiga moslashtirilgan kuchlanish kabi loyiha xususiyatlari bo'yicha savollarga muhandislik guruhining mutaxassislari bevosita [email protected] manziliga javob beradi.