Dva transformatora mogu izaći iz iste tvornice s identičnim natpisnim pločicama i identičnim izvješćima o radu topline, a samo će jedan biti upotrebljiv pet godina kasnije. Razlika je rijetko u kvaliteti izrade. To je da li je specifikacija opisala rudnik - ili skladište sa šljunčanim prilazom.
Dužnost u rudniku je najteža dužnost koju distribucijski transformator vidi izvan tvornice za taljenje čelika. Opterećenja se njišu s pomakom, pogoni guraju harmonijsku struju u namote, prašina se taloži na svakoj površini za hlađenje, a jedinica stoji u zanosu koji nitko ne može dosegnuti viličarom. Te se odluke donose prije narudžbenice, a ne nakon puštanja u pogon.
Što rudnička dužnost zapravo zahtijeva
A rudarski transformatornije distribucijski transformator s težim kućištem pričvršćenim vijcima. Pet radnih uvjeta razdvaja ova dva, a svaki mijenja broj na podatkovnoj tablici.
- Cikličko opterećenje, a ne stalno opterećenje.Dizalo, lopata ili drobilica ne povlače nazivnu struju satima. Povlači 150% do 200% nominalnog na sekunde, a zatim miruje. Dizajn mora slijediti radni ciklus, a ne mjesečni prosjek.
- Struja bogata harmonicima.Dizala, transporteri, pumpe za gnojnicu i ventilacijski ventilatori sada rade na pogonima promjenjive frekvencije. Harmonijska struja grije namote, neutrale i kućišta različito od baze od 60 Hz na kojoj je izračunata natpisna pločica.
- Ograničen prostor, ograničen pristup.Podzemna trafostanica je izrez u stijeni iza protupožarnih vrata. Ako jedinica ne stane kroz nanos na putu unutra, projekt se zaustavlja.
- Prašina, vlaga i toplina.Zrak iz rudnika nosi abrazivnu prašinu i često je blizu zasićenja. Oba napadaju izolacijske površine i svaki rashladni put koji ste ostavili otvorenim.
- Regulacija.U Sjedinjenim Državama podzemni rudnici metala i nemetala potpadaju pod MSHA pravila30 CFR dio 57. Dio 57 postavlja zahtjeve za zaštitu od požara na podzemne transformatorske stanice (§57.4262) i tretira vučne kabele kao posebnu kategoriju (§57.4057).
Ta zadnja točka donosi više odluka o specifikacijama nego što većina kupaca očekuje. Mineralno ulje je zapaljiva tekućina, a ograničenja Dijela 57 za podzemne tekućine uvelike su razlog zaštosuhi transformatori od lijevane smoledominiraju drift podstanicama u američkim rudnicima metala i nemetala. Nadzemne jedinice s ekonomičnim preokretom i uljnim jedinicama pobjeđuju na cijeni po kVA. Površinska trafostanica i lebdeća trafostanica su različiti problemi i jedna specifikacija se nikada ne smije kopirati na drugu.
Dimenzioniranje rudarskog transformatora za radni ciklus, a ne za prosjek
Najčešća pogreška dimenzioniranja na projektima rudnika je lista opterećenja zbrojena u priključenim kVA. Povezani kVA govori što bi moglo raditi. Ne kaže se što radi u isto vrijeme ili koliko dugo - i ništa o toplinskoj masi koja odlučuje hoće li namot preživjeti promjenu stupnja prijenosa.
Dužnost dizalice čini ovo betonskim. Uzmite dvominutni ciklus na velikoj rudničkoj dizalici: oko 25 sekundi ubrzavanja na 180% nazivne struje motora, 45 sekundi blizu nazivne, a ostatak u praznom hodu. RMS struja tijekom ciklusa - a ne vršna vrijednost - je ono što vidi namot, a pada znatno ispod nazivne struje motora. Veličina je na vrhuncu i kupujete više okvira nego što carina zahtijeva. Veličina u prosjeku i kuhate navijanje.
Pad napona je drugi pokretač, a na dugim vodovima obično postavlja konačni kVA. Održavanje pada napona na terminalu motora na oko 3% na dovodu od 2400 m zahtijeva više bakra i više kVA nego što sugerira sam izračun opterećenja. Mi radimo tu trgovinu izričito na svakomrudarski transformatorupit, jer je jedinica koja je električni primjerena i termički marginalna najgori ishod za rudnik.
Na centrima opterećenja rudnika od oko 1000 do 2500 kVA vidimo impedancije specificirane između otprilike 5% i 6%. Spustite ga niže kako biste riješili problem s naponom, a struja krivog luka na kraju kabela dugog 2400 m raste s njim - upravo kvar oko kojeg su zapisana podzemna pravila. Popravak pripada veličini vodiča ili pomicanju centra opterećenja bliže licu, a ne smanjenju impedancije od specifikacije.
Harmonici i K-faktor za rudnička VFD opterećenja
Pogon sa šest impulsa bez linijskog reaktora ubrizgava struju 5., 7., 11. i 13. harmonika, a mina se rijetko zaustavlja na jednom pogonu. Harmonijska struja ne zagrijava namot na način na koji to radi osnovna struja: ona se koncentrira u vanjskim slojevima namota, vrtložni gubici rastu brže od kvadrata harmonijskog reda, a jedinica koja je udobna na 60 Hz može biti toplinski preopterećena na iskrivljenom valnom obliku pri istoj RMS struji.
Dva alata za specifikaciju to rješavaju. Prvi je faktor harmoničke ocjene: UL 1561 definiraK-faktorocjene K-4, K-9, K-13 i K-20, a svaka opisuje transformator napravljen da tolerira definirani harmonijski spektar bez prekoračenja njegovih temperaturnih ograničenja. Kod mješovitog opterećenja rudnika - pogoni dizalice, transporteri, pumpe i opterećenje linearnog motora - specifikacija se obično nalazi između K-9 i K-13.
Drugi alat je deratizacija poIEEE C57.110, koji pretvara izmjereni harmonijski spektar u smanjeni iskoristivi kVA. Tamo gdje rudnik može dostaviti studiju kvalitete električne energije, odstupamo od stvarnog spektra. Tamo gdje ne može, odstupamo od konzervativne pretpostavke i to navodimo u citatu.
Neutralni zaslužuju vlastitu stavku. Trostruki harmonici se zbrajaju, a ne poništavaju, tako da neutralna veličina na 100% fazne struje može nositi znatno više od one na ploči koja napaja jednofazne pogone, rasvjetu i upravljačke izvore. SvakiTransformator K-faktorakoju izrađujemo za rudnike dobiva odvojenu toplinsku provjeru na neutralnoj sabirnici.
Pad napona, impedancija i koordinacija pratećeg kabela
Impedancija radi dva posla odjednom na mini, a oni vuku u suprotnim smjerovima. Niska impedancija daje bolju regulaciju napona na udaljenom kraju dugog dovoda. Veća impedancija ograničava struju kvara, što čini koordinaciju s pratećom zaštitom kabela praktičnom.
Zaštita vučnog kabela je mjesto gdje se susreću regulatorna i inženjerska strana. Dio 57 posvećuje namjenski pododjeljak vučnim kabelima i odredbama o uzemljenju i provjeri uzemljenja koje idu uz mobilnu opremu i to nije okvir koji dobavljač može označiti umjesto vas. Za temeljne načine kvara,NIOSH rudarski programobjavio je desetljeća istraživanja o prevenciji udara, požara i eksplozija u rudnicima metala i nemetala.
Toplinska vožnja koja dokazuje toplinsku stranu nije formalnost.IEEE Std C57.12.90definira kako se test izvodi, i vrijedi tražiti izmjereni porast ulja na vrhu i namota ponuđene jedinice, a ne granicu dizajna.
Prašina, nadmorska visina i zatvorenost: tri stavke rudnici su pogrešni
Tri ekološka polja u specifikaciji rudnika popunjavaju se krivo češće nego bilo koja druga, a sva tri je jeftino popraviti u fazi upita.
- Kućište.IP44 je praktični minimum za unutarnju drift trafostanicu; IP54 je upravo tamo gdje je prisutan sprej za gnojnicu ili sredstvo za ispiranje. Na mjestu s abrazivnom prašinom, ventilirano kućište s nefiltriranim žaluzinama radi kao pumpa za prašinu, a izolacija namota prikuplja rezultat.
- Nadmorska visina.Nadmorska visina mijenja dopušteni porast temperature, a ne kVA na natpisnoj pločici. Iznad 1.000 mIEEE C57.12.01osnova više ne vrijedi pasivno i projekt se mora ispraviti - radna brojka u našem uredu za projektiranje je smanjenje dopuštenog uspona za 1 K za svakih dodatnih 500 m. Rudnici na velikim nadmorskim visinama u Čileu, Peruu i središnjoj Aziji stalno pogađaju ovo.
- Klasa ambijenta i izolacije.Dizajn ambijenta se iz navike piše kao 40 stupnjeva, a rudnik u Pilbari ne mari za naviku. Namoti od lijevane smole obično su klase F (155 stupnjeva) ili klase H (180 stupnjeva), s dopuštenim porastom od 80 K, 100 K ili 115 K, ovisno o klasi i veličini koju će kupac mijenjati za toplinsku marginu.
Hlađenje je stavka o kojoj se najviše raspravljamo s rudarskim konzultantima. Zatvorene i neventilirane jedinice privlačne su pod zemljom jer prašina ne može ući unutra - a također su jedinice koje se najviše zagrijavaju pri istom kVA. Ta trgovina je legitimna, ali mora biti uračunata s obje strane.
| Stavka specifikacije | Standardna distribucijska praksa | Praksa minske dužnosti |
| Osnova opterećenja | Povezani kVA s faktorom raznolikosti | RMS struja radnog ciklusa po pogonskoj opremi |
| Harmonijska osnova | Pretpostavljeno linearno opterećenje | K-faktor ocjena K-9 do K-13 plus IEEE C57.110 smanjenje |
| Kućište | NEMA 1 unutarnja, ventilirana | IP44 do IP54, filtrirana ventilacija ako postoji |
| Neutralan | Dimenzionirana na faznu struju | Odvojena toplinska provjera za trostruke harmonike |
| Pad napona | Provjereno na centrali | Provjereno na terminalima motora, oko 3% preko 2400 m |
| Izolacija i uspon | 80 K ili 100 K lijevana smola | Klasa H 180 stupnjeva s porastom od 115 K gdje je veličina bitna |
| Usklađenost | Lokalni električni kodeks | 30 CFR Dio 57 pod zemljom plus lokalni kodeks |
Što staviti u Zahtjev za ponudu i što gradimo
Dodajte pet stavki upitu o rudarskom transformatoru i ponude koje dobijete konačno će biti međusobno usporedive:
- Tablica radnog ciklusa po pogonskom opterećenju.Nije povezan ukupni kVA. Vrhunac, trajanje i vrijeme mirovanja u sekundama dovoljno je za toplinsku studiju.
- Harmonijski spektar, izmjeren ili procijenjen.S eksplicitno navedenim K-faktorom ili osnovom smanjenja vrijednosti IEEE C57.110 koju želite primijeniti.
- Granica pada napona na stezaljkama motora.Plus duljina dovodnog ili pratećeg kabela i veličina vodiča, jer ta kombinacija obično odlučuje o okviru.
- Nadmorska visina mjesta, dizajn ambijenta i ocjena kućišta.Navedite sezonski maksimum, a ne godišnji prosjek.
- Regulatorni režim.Dio 57 ako je trafostanica pod zemljom u Sjedinjenim Američkim Državama, plus bilo koji primjenjivi kodeks za državu ili rudnik.
Ryan Electric gradi ove jedinice u Haianu, Jiangsu, na lokaciji od 120.000 m² s 180+ kompletima opreme za proizvodnju i testiranje i 37 patenata koji stoje iza dizajna namotaja i hlađenja. Rudarski nalozi pokreću isti testni slijed kao i komunalni rad - omjer i polaritet, impedancija, prazan hod i gubitak opterećenja, porast temperature, primijenjeni i inducirani napon i djelomično pražnjenje - s izvješćima izdanim prema IEEE i IEC procedurama. Od 2023. smo anEatonov partner u zajedničkom ulaganju, koji stoji iza UL i CSA certifikata koje nose naši konopi suhog tipa i montirani na jastučiće.
Jedna narudžba koja je ostala u timu: trinaestsuhi transformatori od lijevane smole, 1500 kVA, 6,6 kV do 0,6 kV, u IP44 kućištima, za rudnik u Kanadi. Ono što ga je učinilo jasnim nije ocjena. Kupac je s upitom poslao dimenzije pomaka i sezonski ambijentalni profil, tako da su dubina kućišta i hlađenje određeni prije projektiranja namota.
Ako vaš projekt već ima tablicu radnog ciklusa i raspored dodavanja, pošaljite oboje našem inženjerskom timuryan-transformers.coms nadmorskom visinom mjesta i dizajnom ambijenta. Vratit ćemo se s kVA, impedancijom i - gdje aplikacija to traži - K-faktorom, i reći ćemo vam koji od ta tri utječe na cijenu vašegrudarski transformator.
O autoru:Ovaj je članak napisao inženjerski tim u Ryan Electricu, proizvođaču transformatora u Jiangsuu, Kina i Eatonov partner u zajedničkom ulaganju, koji proizvodi transformatore uronjene u ulje, suhe i montirane na podloške za komunalne, industrijske, rudarske i podatkovne centre diljem Sjeverne Amerike, jugoistočne Azije, Bliskog istoka i Afrike. Tvorničko testiranje slijedi IEEE i IEC postupke, s dostupnim certifikatima UL, CSA i DEKRA.
