Два трансформатора могат да напуснат една и съща фабрика с идентични табели с имена и идентични отчети за топлинна работа и само един ще може да се използва пет години по-късно. Разликата рядко е в качеството на изработката. Важно е дали спецификацията описва мина - или склад с чакълена алея.
Дежурството в мината е най-трудното задължение, което разпределителен трансформатор вижда извън цех за топене на стомана. Натоварванията се люлеят със смяната, задвижванията изтласкват хармоничен ток в намотките, прахът се утаява върху всяка охлаждаща повърхност и модулът стои в течение, което никой не може да достигне с мотокар. Тези решения се вземат преди поръчката за покупка, а не след въвеждане в експлоатация.
Какво всъщност изисква мината
A минен трансформаторне е разпределителен трансформатор с по-тежка кутия, закрепена с болтове. Пет работни условия разделят двете и всяко променя номер в информационния лист.
- Циклично натоварване, а не стабилно натоварване.Подемник, лопата или трошачка не черпят номинален ток с часове. Той издърпва 150% до 200% от номиналния за секунди, след което не работи. Дизайнът трябва да следва работния цикъл, а не средната месечна стойност.
- Ток, богат на хармоници.Подемници, конвейери, помпи за тор и вентилационни вентилатори вече работят с променливи честотни задвижвания. Хармоничният ток загрява намотките, неутралите и корпусите по различен начин от базата от 60 Hz, върху която е изчислена табелката.
- Ограничено пространство, ограничен достъп.Подземната подстанция е изрезка в скала зад огнеупорна врата. Ако модулът не се побере през дрейфа по пътя, проектът спира.
- Прах, влага и топлина.Въздухът от мините носи абразивен прах и често е близо до насищане. И двете атакуват изолационните повърхности и всеки охлаждащ път, който сте оставили отворен.
- Регламент.В Съединените щати подземните мини за метали и неметали попадат под правилата на MSHA30 CFR, част 57. Част 57 поставя изисквания за противопожарна защита на подземните трансформаторни станции (§57.4262) и третира влачещите се кабели като отделна категория (§57.4057).
Тази последна точка води до повече решения за спецификации, отколкото повечето купувачи очакват. Минералното масло е запалима течност и ограниченията на част 57 за течности под земята са голяма част от причинатасухи трансформатори от лята смоладоминират дрейфовите подстанции в метални и неметални мини в САЩ. Над земята икономичните флип и потопените в масло агрегати печелят от цената на kVA. Наземната подстанция и дрейфовата подстанция са различни проблеми и едната спецификация никога не трябва да се копира върху другата.
Оразмеряване на минен трансформатор за работния цикъл, а не за средния
Най-честата грешка при оразмеряване на минни проекти е списък с товари, събрани от свързани kVA. Свързаният kVA казва какво може да работи. Не се казва какво работи по едно и също време или за колко време - и изобщо нищо за топлинната маса, която решава дали намотката оцелява след промяна на превключването.
Подемникът прави това бетон. Вземете двуминутен цикъл на голям минен подемник: около 25 секунди ускоряване при 180% от номиналния ток на двигателя, 45 секунди близо до номиналния и остатъка на празен ход. Средноквадратичният ток през цикъла - не пикът - е това, което вижда намотката, и той пада доста под номиналния ток на двигателя. Размер на върха и купувате повече рамка, отколкото мито изисква. Размер на средната и готвите намотката.
Падането на напрежението е вторият двигател и при дълги захранващи устройства обикновено задава крайния kVA. Задържането на спада на напрежението на клемата на двигателя до около 3% на 2400 m захранващо устройство изисква повече мед и повече kVA, отколкото предполага само изчислението на натоварването. Ние работим, че търговията изрично на всекиминен трансформаторзапитване, тъй като агрегат, който е електрически адекватен и топлинно маргинален, е най-лошият резултат за една мина.
В центрове на натоварване на мините от около 1000 до 2500 kVA виждаме импеданси, посочени между приблизително 5% и 6%. Пуснете го по-ниско, за да коригирате проблем с напрежението, и токът на дъгова повреда в края на 2400 m влачен кабел се покачва с него - точно повредата, около която са написани подземните правила. Корекцията принадлежи на размера на проводника или на преместването на центъра на натоварване по-близо до лицето, а не на намаляването на импеданса от спецификацията.
Хармоници и K-фактор за мини VFD натоварвания
Шест импулсно задвижване без мрежов реактор инжектира 5-ти, 7-ми, 11-ти и 13-ти хармоничен ток и мината рядко спира на едно задвижване. Хармоничният ток не загрява намотката по начина, по който основният ток го прави: той се концентрира във външните слоеве на намотката, загубите от вихрови вълни нарастват по-бързо от квадрата на хармоничния ред и единица, комфортна при 60 Hz, може да бъде термично претоварена върху изкривена форма на вълната при същия RMS ток.
Два инструмента за спецификация се справят с него. Първият е фактор за хармоничен рейтинг: UL 1561 определяК-фактороценки K-4, K-9, K-13 и K-20, всяка от които описва трансформатор, създаден да понася определен хармоничен спектър, без да надвишава неговите температурни граници. При смесено натоварване на мина - подемни механизми, конвейери, помпи и натоварване на линеен двигател - спецификацията обикновено е между K-9 и K-13.
Вторият инструмент е намаляване на стойността наIEEE C57.110, който преобразува измерения хармоничен спектър в намален използваем kVA. Когато мината може да предостави проучване за качеството на електроенергията, ние се отклоняваме от реалния спектър. Където не може, ние се отклоняваме от консервативно предположение и го казваме в цитата.
Неутралните заслужават своя собствена позиция. Тройните хармоници добавят, вместо да отменят, така че неутралният размер на 100% от фазовия ток може да носи доста над този на платка, захранваща еднофазни задвижвания, осветление и контролни консумативи. ВсекиК-фактор трансформаторние изграждаме за работа в мина, получава отделна термична проверка на неутралната шина.
Падане на напрежението, импеданс и координация на кабела
Импедансът върши две задачи едновременно в една мина и те дърпат в противоположни посоки. Ниският импеданс осигурява по-добро регулиране на напрежението в далечния край на дълго захранващо устройство. По-високият импеданс ограничава тока на повреда, което прави координацията със защитата на кабела практична.
Защитата на теглещия кабел е мястото, където се срещат регулаторната и инженерната страна. Част 57 посвещава специален подраздел на влачещи се кабели и на разпоредбите за заземяване и проверка на земята, които вървят с мобилното оборудване, и това не е кутия, която доставчикът може да отбележи вместо вас. За основните режими на повреда,Програма за копаене на NIOSHпубликува десетилетия изследвания за предотвратяване на удари, пожари и експлозии в метални и неметални мини.
Топлинният цикъл, който доказва термичната страна, не е формалност.IEEE Std C57.12.90определя как се извършва тестът и си струва да попитате за измерените покачвания на горното масло и намотките на предлагания модул, а не за проектно ограничение.
Прах, надморска височина и заграждение: Трите елемента Мините се грешат
Три екологични полета в спецификация на мина се попълват грешно по-често от всички останали и трите са евтини за коригиране на етапа на запитване.
- Заграждение.IP44 е практическият минимум за вътрешна дрейфова подстанция; IP54 е точно там, където има суспензия или промиване. На място с абразивен прах, вентилирана камера с нефилтрирани жалузи работи като помпа за прах, а изолацията на намотката събира резултата.
- Надморска височина.Надморската височина променя допустимото повишаване на температурата, а не kVA на табелката с данни. Над 1000 мIEEE C57.12.01основата вече не се прилага пасивно и проектът трябва да бъде коригиран - работната цифра в нашето проектантско бюро е 1 K намаление на допустимото издигане за всеки допълнителни 500 m. Височинните мини в Чили, Перу и Централна Азия постоянно страдат от това.
- Околна среда и клас на изолация.Дизайнът на околната среда се пише като 40 градуса по навик, а мината в Пилбара не се интересува от навика. Намотките от лята смола обикновено са от клас F (155 градуса) или клас H (180 градуса), с допустими повишения от 80 K, 100 K или 115 K в зависимост от класа и размера, който купувачът ще търгува за термичен марж.
Охлаждането е елементът, за който спорим най-много с минните консултанти. Запечатаните и невентилирани модули са привлекателни под земята, защото прахът не може да проникне вътре - и те също са модулите, които работят най-горещо при същите kVA. Тази търговия е законна, но трябва да се пресметне и от двете страни.
| Спецификация елемент | Стандартна дистрибуторска практика | Упражнения по мина |
| Основа на натоварване | Свързани kVA с фактор на разнообразие | RMS ток на работен цикъл за задвижвано оборудване |
| Хармонична основа | Предполагаемо линейно натоварване | K-фактор рейтинг K-9 до K-13 плюс IEEE C57.110 намаляване |
| Заграждение | NEMA 1 вътрешен, вентилиран | IP44 до IP54, филтрирана вентилация, ако има такава |
| Неутрален | Оразмерен по фазов ток | Отделна термична проверка за тройни хармоници |
| Падане на напрежението | Проверено на таблото | Проверени на моторни терминали, около 3% над 2400 m |
| Изолация и повдигане | 80 K или 100 K лята смола | Клас H 180 градуса с покачване от 115 K, където размерът има значение |
| Съответствие | Местен електрически код | 30 CFR, част 57 под земята плюс местен код |
Какво да поставим в RFQ и какво изграждаме
Добавете пет артикула към запитване за минен трансформатор и офертите, които получавате, най-накрая ще бъдат сравними една с друга:
- Таблица на работния цикъл за задвижван товар.Не свързан общ kVA. Пик, продължителност и време на престой в секунди е достатъчно за термично изследване.
- Хармоничен спектър, измерен или оценен.С K-фактора или основата за понижаване на IEEE C57.110, която искате да се приложи, посочено изрично.
- Граница на падане на напрежението на клемите на двигателя.Плюс дължината на захранващия или задния кабел и размера на проводника, тъй като тази комбинация обикновено определя рамката.
- Надморска височина на обекта, дизайн на околната среда и рейтинг на заграждението.Дайте сезонния максимум, а не средната годишна стойност.
- Нормативен режим.Част 57, ако подстанцията е под земята в Съединените щати, плюс всеки щат или специфичен за мината код, който се прилага.
Ryan Electric изгражда тези агрегати в Haian, Jiangsu, на площадка от 120 000 m² с 180+ комплекта производствено и тестово оборудване и 37 патента зад дизайна на намотките и охлаждането. Поръчките за мина изпълняват същата тестова последователност като комуналната работа - съотношение и полярност, импеданс, загуба на празен ход и натоварване, повишаване на температурата, приложено и индуцирано напрежение и частичен разряд - с доклади, издадени спрямо процедурите на IEEE и IEC. От 2023 г. ние сме anПартньор в съвместно предприятие на Eaton, който стои зад сертификатите UL и CSA, които носят нашите сух тип и монтирани на подложки линии.
Една поръчка, която остана в екипа: тринадесетсухи трансформатори от лята смола, 1500 kVA, 6,6 kV до 0,6 kV, в корпуси IP44, за мина в Канада. Това, което го направи ясно, не беше рейтингът. Клиентът изпрати размери на отклонение и сезонен профил на околната среда със запитването, така че дълбочината на корпуса и охлаждането бяха уредени преди проектирането на намотката.
Ако вашият проект вече има таблица на работния цикъл и график на захранващото устройство, изпратете и двете на нашия инженерен екипryan-transformers.comс надморската височина на обекта и дизайнерската среда. Ще се върнем с kVA, импеданс и - когато приложението го изисква - K-фактор, и ще ви кажем кой от трите движи цената на вашияминен трансформатор.
За автора:Тази статия е написана от инженерния екип на Ryan Electric, производител на трансформатори в Дзянсу, Китай и партньор в съвместно предприятие на Eaton, произвеждащ потопени в масло, сухи трансформатори и монтирани на подложки трансформатори за комунални, индустриални, минни и центрове за данни в Северна Америка, Югоизточна Азия, Близкия изток и Африка. Фабричните тестове следват процедурите на IEEE и IEC, с налични сертификати UL, CSA и DEKRA.
