Elektrodvigatellarni ishga tushirish uchun transformator o'lchamini belgilash: Kuchlanish tushishi, qulflangan rotor toklari va impedans tushuntirilgan

Elektrodvigatellarni ishga tushirish uchun transformator o'lchamini belgilash: Kuchlanish tushishi, qulflangan rotor toklari va impedans tushuntirilgan

 

Gulfdagi bir oziq-ovqat qayta ishlash zavodi o'tgan chorakda bizga uchta 200 hp li dvigatelni bitta 1000 kVA lik transformatorga ulagan bir qator sxemasini yubordi; barcha dvigatellar to'g'ridan-to'g'ri ulanish usulida ishga tushirilgan. Transformator ishlayotgan yukni yetarli darajada qamrab olgan, lekin bu holatda ortiqcha quvvat ham mavjud edi. Avariya kun boshida birinchi ishga tushirishda ro'y berdi: 480 V li shina shunchalik pasaydi ki, chiziq kontaktorlari ochilib ketadi, dvigatel hech qachon to'liq aylanish tezligiga erisha olmaydi va korxona elektrikchi kelishini kutib turadi. Hech narsa buzilmagan. dvigatellarni ishga tushirish uchun transformatorning quvvatini tanlash odatda hisoblanmagan.

Bu kamchilik oddiy hodisa bo'lib, u qimmatga turadi. Dvigatel yorlig'ida faqat ot kuchi va to'liq yukdagi amperlar ko'rsatilgan. Lekin yorliq dvigatel rotorining tezlanish davrida transformatorning necha kVA quvvat yetkazishi kerakligini aytmaydi — va bu son, ishlayotgan yuk emas, odatda shina barqarorligini aniqlaydi.

 

 

 

Nima uchun dvigatellarni ishga tushirish transformator muammosi?

 

Harakatdagi dvigatel va ishga tushirish dvigateli bir xil nom yorlig‘iga ega bo‘lsada, ular ikkita turli xil yukdir. Tezlikda induksion dvigatel to‘liq yukdagi tokni 0,85 dan 0,9 gacha quvvat omilida iste’mol qiladi va yuk asosan haqiqiy quvvatdan iboratdir. Qo‘yilgan holda rotor qarshiligi pasayadi, NEMA Design B dvigatelida tok to‘liq yukdagi tokdan taxminan olti barobar ortadi va quvvat omili 0,15 dan 0,3 gacha pasayadi.

Ishga tushirish dvigateli deyarli sof reaktiv tokni tortadi. Transformator va shinalarga nisbatan bu bir bosqichda ulangan katta induktivlik singari ko‘rinadi va reaktiv tok aynan transformator qarshiligida kuchlanish tushishini hosil qiladi.

Ko‘pchilik sotib oluvchilar e’tibor bermaydigan qism: bu dvigatel nuqsoni emas va dvigatel ta'minotchisi uni yaxshiroq izolyatsiya sinfi bilan hal qila olmaydi. Bu tushish tizim xususiyatidir. U dvigatelning ishga tushirish kVA qiymati bilan transformatorning qisqa tutashuv quvvati o‘rtasidagi nisbarga bog‘liq, shu sababli dvigatellarni ishga tushirish uchun transformatorning quvvatini tanlash bu chizmadagi transformator tomonida qabul qilinadigan texnik talablarga oid qaror hisoblanadi.

Bir xil jismoniy hodisa ikkala tomon ham ishlatadigan standartni shakllantiradi. NEMA MG 1 har bir dvigatelga qulflangan rotor kVA kod harfini tayinlaydi va foydalanuvchilar ishonchli bo'lishi mumkin bo'lgan boshlanish ishlashini belgilaydi — bu etkazib beruvchi haqida savol shartnomaga aylanganda foydali referensdir. NEMA Dvigatel va generator standartlari dasturi hujjatni nashr etadi.

 

Dvigatel nomteplasidagi boshlanish yukini o'qish

 

Kod harfi — bu qulflangan rotor kVA ni dvigatel ma'lumotlar varaqasiz tezda aniqlashning eng tez usuli.

U ot kuchini bevosita qulflangan rotor kVA ga aylantiradi va har bir NEMA dvigatelining nomteplasida ko'rinadi.

 

Kod harfi	Har bir ot kuchiga to'g'ri keladigan qulflangan rotor kVA
E	4,5 – 4,99
F	5,0 – 5,59
G	5,6 – 6,29
H	6,3 – 7,09
J	7,1 – 7,99
K	8,0 – 8,99

 

Shkala A dan V gacha boradi va har bir harf bilan ko‘tariladi, shu sababli bir xil quvvatdagi F kodi dvigateldan farqli o‘laroq, K kodi dvigatel transformatorga taxminan 60% ortiq yuk qo‘yadi. F kodi bilan belgilangan 200 hp li qurilma boshlang‘ich talabda 1000 dan 1118 kVA gacha joy oladi; shu 200 hp li qurilma K kodi bilan belgilansa, boshlang‘ich talab 1600 dan 1798 kVA gacha yetadi. Kod harfini katalogdan emas, balki haqiqiy yorliqdan o‘qing, chunki bu — o‘ziga xos o‘lchov natijasini mustaqil ravishda o‘zgartiradigan yagona raqam.

Unga qo‘shimcha uchta tafsilot kerak:

• Soatlik ishga tushirishlar soni. Har bir ishga tushirish dvigatel va transformator chulg‘amida issiqlik hodisasi hisoblanadi. Dvigatel ishlab chiqaruvchilari soatlik ishga tushirishlar soni uchun ruxsat etilgan egri chiziqni e’lon qiladi va transformator ham shu yukni bardosh bera olishi kerak.
• Yuk momenti xarakteristikasi. Markazdan qochma nasos deyarli yuklanmagan holda ishga tushadi; yuklangan konveyer, pozitsion silindrli kompressor yoki yuqori inertsiyalı ventilyator tezlanish zonasida ahamiyatli vaqt davomida qolishi mumkin.
• Ishga tushirish usuli. To'g'ridan-to'g'ri ulanish, avtotransformator, yulduz-uchburchak, yumshoq ishga tushirish qurilmasi va o'zgaruvchan chastotali elektr quvvati boshqaruv qurilmasi (VFD) har biri transformatorga turli xil tok profilini ta'sir qiladi.

 

Motorlarni ishga tushirish uchun transformator hajmini hisoblash: Har bir RFQda keltirilishi kerak bo'lgan hisoblash

 

Soddalashtirilgan hisoblash qo'l bilan ham bajariladigan darajada qisqa. Transformatorning qisqa tutashuv quvvati uning kVA qiymatini birlikdagi impedansga bo'linishidan hosil bo'ladi; ishga tushirish kVA qiymatini shu quvvatga bo'lib, foizda ifodalasa, taxminiy kuchlanish pasayishini beradi:

%Kuchlanish pasayishi ≈ (Motor ishga tushirish kVA × Transformator %Z) ÷ Transformator kVA

5,75% impedansli nasos stansiyasi misolida, bitta 200 hp kod F motor ishga tushayotganda, boshqa ikkitasi ishlayotgan holda hisoblangan:

 

Transformator	Qisqa tutashuv quvvati	Boshlang'ich kVA	Hisoblangan pasayish
500 kVA	8696 kVA	1,060 kVA	12.2%
750 kVA	13,043 kVA	1,060 kVA	8.1%
1,000 kVA	17,391 kVA	1,060 kVA	6.1%

 

Uchta nuqta ajralib turadi. Birinchidan, pasayish transformatorning kVA qiymati bilan deyarli chiziqli ravishda o'zgaradi, shu sababli transformator hajmini tanlash — bu pasayishni boshqarishdir. Ikkinchidan, qarshilik alohida boshqaruv vositasidir: 500 kVA da qarshilikni 5,75% dan 4,0% gacha kamaytirish pasayishni taxminan 8,5% gacha qaytaradi va kattaroq transformator sotib olishni talab qilmaydi. Uchinchidan, bu — tahlil o'rniga faqat dastlabki tekshiruvdir. U foydalanuvchi manba qarshiligini va avvaldan ishlayotgan dvigatellarni e'tiborga olmaydi; ikkalasi ham haqiqiy pasayishni orttiradi — shu sababli natijaga xavfsizlik marjini qo'shing, uni oxirgi raqam sifatida qabul qilmaslik kerak.

Zavod to'liq yukda ishlayotganda boshlanishi mumkin bo'lgan har bir dvigatel uchun shu arifmetikani hisoblang, so'ngra eng yomon ehtimolli kombinatsiya uchun qaytadan hisoblang. Elektr ta'minoti kompaniyalari va maslahatchilar to'liq tahlilni o'tkazadi; bu tekshiruvni takrorlay olmaydigan transformator etkazib beruvchi faqat kVA ni taklif qilmoqda, sistema emas.

 

Qanchalik katta pasayish qabul qilinadi va nima haqiqatan ham ishlashni to'xtatadi

 

Ko'pchilik sanoat loyihalarida dastlabki tekshiruv uchun qo'llaniladigan maqsad kuchlanish pasayishi ishga tushirish paytida dvigatel terminalarida 10% yoki undan kam. Hech qanday nozik jihoz ulanmagan maxsus o'zakda ba'zida 15% qabul qilinadi, lekin bu qarorni elektr muhandisi komissiya qilish jarayonida emas, balki yozma ravishda oldindan qilishi kerak.

Cheklov dvigatelning o'ziga kerakli darajadan qat'iyroq qo'yilganligining sababi shundaki, dvigatel odatda dastlabki shikoyat qiluvchi bo'lmaydi:

• Kontaktorlar odatda o'z g'altaklarining 85% gacha bo'lgan kuchlanishida ushlab turish uchun mo'ljallangan, shu sababli 15% pasayish dvigatel o'zi saqlanib qolganida ham ishga tushiruvchini ochib qo'yishi mumkin.
• O'zgaruvchan chastotali uzatmalar va quvvat manbalari faqat o'z DC avtobuslarining saqlash vaqtida kuchlanish pasayishini boshdan kechiradi.
• Boshqa jihozlarni past kuchlanishdan himoya qiluvchi relelar ko'pincha 20% dan yuqori pasayishda ishlash uchun sozlanadi, bu esa ishga tushirishni butun zavod bo'ylab avtomatik uzilishga aylantiradi.
• Ta'minot tarmog'idagi yorug'lik tebranishlari chegaralari takroriy ishga tushirishlarga ta'sir qilishi mumkin, hatto ob'ektdagi barcha yuklar pasayishni bardosh beradigan bo'lsa ham.

Ishga tushirish paytida dvigatelni himoya qilish — alohida mavzu bo'lib, sanoat standarti IEEE 3004.8 hisoblanadi, Sanoat va tijorat quvvat tizimlarida dvigatellar himoyasini ta'minlash bo'yicha tavsiya etilgan amaliyot , bu kontaktdor va avtomatik qo'zg'atgichlarda ishlatiladigan boshqaruvni, shuningdek, past kuchlanishdan himoyani o'z ichiga oladi.

 

Kamayishni haqiqatan ham bartaraf qiladigan texnik yechimlar

 

Raqamlar jadvalga kiritilgandan so'ng, variantlar narx va tomonlama ta'sirlarga qarab avtomatik tartiblanadi.

• KVA ni ko'proq sotib oling. To'g'ridan-to'g'ri proporsional, oddiy va bu shuningdek, qisqa tutashuvda mavjud avariya tokini oshiradi, bu esa quvvat uzatish tizimidagi keyingi qurilmalarning reytinglarini qayta ko'rib chiqishni talab qilishi mumkin.
• Past impedansni belgilang. Samarali, lekin past %Z qiymati avariya tokini va qisqa tutashuv paytida g'altaklarga ta'sir qiladigan mexanik kuchlarni oshiradi. Uni maqsad sifatida, lekin cheklovlari bilan belgilang, xohish sifatida emas.
• Katta dvigatel uchun alohida transformator ajratib bering. Alohidalik ko'pincha umumiy qurilmani kengaytirishdan arzonroq bo'ladi va nasosni ishga tushirish jarayon chizig'ini buzmaydi.
• Boshlanish usulini ehtiyotkorlik bilan tanlang. Avtotransformatorli boshlangʻich qurilma 65% chiqishida chiziq tokini toʻgʻridan-toʻgʻri ulashga nisbatan taxminan 42% gacha kamaytiradi, chunki moment ham, chiziq tok ham qoʻllanilgan kuchlanishning kvadratiga mos keladi. Yulduz-uchburchak ulanish toʻgʻridan-toʻgʻri ulashdagi tokning taxminan uchdan bir qismini beradi. Yumshoq boshlangʻich qurilma yoki dvigatel boshqaruv qurilmasi eng silliq ishlash profilini taqdim etadi, lekin transformatorga oʻzining garmonik va himoya talablari bilan qoʻshimcha yuklama qoʻshadi.
• Issiqlik ish rejimini tekshiring, faqat kuchlanish pasayishini emas. Koʻp marta boshlanish oʻramlarni isitadi. Bir martalik boshlanish hisobi boʻyicha oʻtadigan transformator hali ham soatiga oltita boshlanishni talab qiladigan va toʻliq atrof-muhit haroratida ishlaydigan texnik shartnomani bajara olmasligi mumkin.
• Dvigatel samaradorligidan yordam kutmang. NEMA Premium dvigateli ishlayotganda yoʻqotishlarni kamaytiradi — bu AQSH Energetika vazirligining Dvigatel tizimlari manba dasturini saqlab turish sababi — lekin u qulflangan rotor kVA ni kamaytirmaydi. Boshlanish xususiyatlari va ishlayotganda samaradorlik alohida nominal belgilangan parametrlardir.

Energiyani ulash paytida vujudga keladigan oqimdan farqini e'tiborga oling. Yuklanmagan transformatorni ulaganda avtomatik qurilmani uzuvchi reaktor-tashlaydigan oqim — boshqa hodisa bo'lib, u o'ziga xos texnik talablarga ega va bu haqida bizning transformatorning kirish oqimi qo'llanmasida batafsil bayon etilgan. Ikkalasi ham bir xil loyihada uchraydi; ularning har biri boshqasini hal qilmaydi.

 

Ryan Electric motor yuklamali loyihalarga qanday yondashadi

 

Ryan Electric (Jiangsu Ryan Electric Co., Ltd.) 2007-yildan beri transformatorlar ishlab chiqaradi va 2023-yildan beri Eaton bilan rasmiy birgalikdagi korxona sifatida faoliyat yuritadi. Motorlarga asoslangan sanoat loyihalari odatda quvvat transformatori yoki taqsimot transformatori talabi sifatida keladi, bunda impedans maqsadi va ishga tushirish vazifasi ko'rsatilgan bo'ladi va aynan shu qismga taklif berishda muhandislarimiz vaqt sarflaydi.

Asosiy ish boshlang'ich bosqichda amalga oshiriladi. Biz kVA qiymatini taklif qilishdan oldin motor jadvalini — ot kuchi, kod harfi, kuchlanish va ishga tushirish usulini — so'raymiz, chunki impedans tanlovi va chulg'am dizayni dvigatellarni ishga tushirish uchun transformatorning quvvatini tanlash hisoblash, katalog sahifasidan emas. Agar loyihaga maxsus impedans diapazoni, noyob chiqish oraliq qismi yoki ikki kuchlanishli ikkinchi darajali chiqish kerak bo'lsa, shu loyiha ham to'g'ri tokli va pechga mo'ljallangan transformatorlar uchun ishlatiladigan maxsus muhandislik jarayonidan o'tadi. Sertifikatlash qamrovi UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS va CE ni o'z ichiga oladi va har bir birligiga odatiy sinov ma'lumotlari — kuchlanish nisbati, g'altaklarning qarshiligi, impedans, yuklanmagan holatdagi yo'qotishlar, yuklanganda yo'qotishlar va dielektrik sinovlari — birga yetkaziladi, shunda sozlash jamoasi yetkazilgan impedansni tadqiqotda asos qilinadigan raqam bilan tekshirib ko'rishi mumkin.

 

 

 

So'rovnomaga nimalarni kiritish kerak

 

Besh ta element noaniq so'rovni taklif berish mumkin bo'lgan transformator spetsifikatsiyasiga aylantiradi:

• Dvigatel jadvali: ot kuchi, NEMA kod harfi, kuchlanish va dizayn harfi yoki IEC ishga tushirish sinfi.
• Ishga tushirish usuli va natijada hosil bo'ladigan chiziq tokining profilini.
• Soatlik ruxsat etilgan ishga tushirishlar soni va atrof-muhitning loyihalash harorati.
• Qabul qilinadigan kuchlanish pasayishi va dvigatelni ishga tushirish bo'yicha tadqiqot allaqachon mavjudmi.
• Qisqarish tokining boshlang'ich tomonidagi qiymati, shu sababli qarshilik va uzuvchi reytinglar birgalikda moslanadi.

Shu besh ta hujjatni yuboring, shunda transformator taklifining narxlarni solishtirish asosida berilishi to'xtaydi. Agar sizda elektr dvigatellari jadvali va bitta chiziqli sxema mavjud bo'lsa, ularni quyidagilarga yuboring: bizning aloqa sahifamiz orqali va bizning muhandislik jamoamiz kVA va qarshilik tavsiyasini, shuningdek, tushish hisoblashini ko'rsatib, qaytaradi.

Muallif haqida — Ushbu qo'llanma Jiangsu Ryan Electric Co., Ltd. (Nantong shahrida joylashgan quruq turdagi, moyli, poydevor ustidagi va kompakt transformatorlar ishlab chiqaruvchi korxona) o'rta kuchlanishli transformatorlar muhandislik jamoasi tomonidan tayyorlangan. Kompaniya 2023-yildan beri Eaton bilan rasmiy birgalikda ishlaydigan hamkor. Jamoa sanoat, kommunal xizmatlar va infratuzilma loyihalarini texnik talablarga mosligini tekshirishdan zavodda qabul qilish sinovlarigacha qo'llab-quvvatlaydi va 10 kV dan 110 kV gacha bo'lgan transformatorlar loyihasini ishlab chiqadi.