Một kỹ sư nhà máy ở Đông Nam Á đã gửi cho chúng tôi một tin nhắn dài hai dòng vào tháng trước: máy biến áp đầu vào chính đang chạy nóng hơn 12 độ so với điểm nóng thiết kế của nó và không có một lộ xuất tuyến nào bị quá tải. Câu trả lời phải mất một giờ để tìm ra và nó không có trong thiết bị chuyển mạch. Bốn động cơ tinh chế dẫn động đã được bổ sung vào dây chuyền trong hơn ba năm và phổ hài mà chúng tạo ra làm nóng cuộn dây trong khi ampe kế nằm thoải mái bên dưới bảng tên. Không có gì vấp ngã. Việc cuộn dây chỉ đơn giản là nấu ăn.
Đó là nguyên nhân gây ra hầu hết các lỗi máy biến áp đầu tiên trong ngành này và đó là lý do tại saomáy biến áp nhà máy giấy và bột giấyviệc lựa chọn hầu như không liên quan gì đến việc chọn kVA từ danh mục. Nhà máy không phải là trung tâm dữ liệu và nó không phải là trạm biến áp tiện ích. Tải trọng của nó là sự kết hợp của các động cơ khởi động rất lớn, các sóng hài truyền động liên tục và hoạt động suốt ngày đêm trong không khí luôn ẩm ướt. Làm sai một trong ba điều đó và thiết bị vẫn sẽ vượt qua các bài kiểm tra tại nhà máy - nó sẽ thất bại sớm ba năm.
Điều gì tạo nên sự khác biệt cho một nhà máy giấy
Ba đặc điểm phân biệt một nhà máy với một nhà máy công nghiệp thông thường. Đầu tiên là kích thước động cơ: các máy tinh chế, máy nghiền và các bộ phận của máy giấy được định mức bằng megawatt, và ở nhiều nhà máy được xây dựng trước năm 2005, chúng vẫn bắt đầu hoạt động trực tuyến. Thứ hai là nội dung ổ đĩa: một đường dây hiện đại có thể chạy 60 đến 80 ổ đĩa tần số thay đổi từ cùng một bus, biến sóng hình sin 50 hoặc 60 Hz sạch thành thứ mà máy biến áp chưa bao giờ được thử nghiệm tăng nhiệt độ. Thứ ba là bầu không khí - hơi nước, nước trắng, bụi bột giấy và hơi hóa chất, dùng chung phòng với thiết bị.
Trọng lượng điện của những tải đó là lý do tại sao các phòng thí nghiệm quốc gia tiếp tục nghiên cứu lĩnh vực này. cácNghiên cứu băng thông của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ về sản xuất giấy và bột giấyđặt mức tiêu thụ năng lượng tại chỗ trên toàn ngành ở mức 2.110 TBtu mỗi năm, với cơ hội tiết kiệm hiện tại là 465 TBtu mỗi năm. Sấy giấy (111 TBtu) và đầu ướt của máy giấy (67 TBtu) là hai hạng mục ở cấp quy trình lớn nhất trong cơ hội đó - và về cốt lõi, cả hai đều là tải động cơ và truyền động được cấp qua máy biến áp phân phối của bạn.
Không điều nào trong số đó làm thay đổi tính chất vật lý của máy biến áp. Nó thay đổi các giả định mà bạn được phép đưa ra khi bạn chỉ định một giả định.
Nhà máy lọc dầu bắt đầu: Nơi máy biến áp được định cỡ, không được chọn
Đây là phần mà hầu hết các kỹ sư nhà máy đều biết nhưng hiếm khi ghi vào thông số kỹ thuật: động cơ cảm ứng Nema Design B tiêu thụ dòng điện đầy tải gấp khoảng sáu lần khi rôto bị khóa. Mở rộng quy mô đó thành động cơ tinh chế 4 MW ở 4,16 kV và máy biến áp ngược dòng phải thực hiện khởi động khởi động trong vài giây mà không kéo điện áp thanh cái xuống đủ xa để làm ngừng hoạt động của động cơ mà nó đang cấp nguồn - hoặc làm xáo trộn mọi ổ đĩa khác được nối với cùng một thanh cái.
Trở kháng phần trăm quyết định kết quả đó. Trở kháng thấpmáy biến áp ba pha tùy chỉnhtạo ra mức sụt áp nhỏ hơn trong quá trình khởi động, nhưng nó cũng cho dòng điện ngắn mạch cao hơn đi qua, khiến thiết bị đóng cắt và các thiết lập bảo vệ sau đó phải tồn tại. Bộ trở kháng cao bảo vệ thiết bị đóng cắt và làm cho việc khởi động trở nên tồi tệ hơn. Bạn không thể cải thiện một mặt mà không trả tiền cho mặt kia và xếp hạng thiết bị đóng cắt hiện tại của nhà máy thường cố định mức trần.
Quy tắc làm việc của chúng tôi đối với các yêu cầu về nhà máy rất đơn giản. Tính toán độ sụt tại các cực của động cơ bằng phương pháp khởi động thực tế và giữ nó trong khoảng 10–15 %. Khi con số trở lại tệ hơn thế, cách khắc phục thường là khởi động mềm, khởi động điện áp giảm trên bộ lọc hoặc một vòi khác - không phải máy biến áp lớn hơn. Mua một thiết bị lớn hơn là cách tốn kém nhất để giải quyết vấn đề ban đầu.
Sóng hài VFD: Nơi công suất lặng lẽ biến mất
Một máy biến áp đã vượt qua thử nghiệm độ tăng nhiệt độ trên tải tuyến tính không được tự động xếp hạng cho bus truyền động. Dòng điện hài làm tăng tổn thất dòng điện xoáy trong cuộn dây gần bằng bình phương bậc hài, do đó nhiệt tập trung bên trong cuộn dây thay vì lan truyền qua lõi và bề mặt làm mát. Bảng tên kVA không mô tả những gì còn lại sau đó.
Tiêu chuẩn định lượng nó làIEEE C57.110-2018, áp dụng hệ số tổn thất hài cho thành phần tổn thất xoáy và tính ra dòng điện tối đa cho phép dưới định mức tải tuyến tính. Kết quả của phép tính đó hiếm khi giống 100% bảng tên.
Sau đây là hai hệ quả thực tế. Hoặc chỉ định thiết bị xếp hạng K cho bus truyền động hoặc kích thước máy biến áp quá lớn và chấp nhận tổn thất không tải đi kèm với bàn ủi bổ sung. Sau đó nhìn ngược dòng: bộ điều khiển 18 xung, bộ giao diện hoạt động hoặc bộ lọc thụ động sẽ thay đổi phổ hài hòa mà máy biến áp nhìn thấy. Thêm bộ lọc để khắc phục sự cố động cơ và bỏ qua câu hỏi về máy biến áp là một sai lầm phổ biến và tốn kém.
Mọimáy biến áp nhà máy giấy và bột giấychúng tôi báo giá cho dòng ổ đĩa nặng bắt đầu từ danh sách ổ đĩa thay vì danh sách tải. Chúng tôi yêu cầu số lượng ổ đĩa, số xung và độ méo dòng điện dự kiến trước khi bất kỳ ai thảo luận về kVA.
Không khí ăn mòn, nước và bụi: Lựa chọn cuộn dây và vỏ bọc
Trong phòng điện ướt, độ ẩm ở mức trên 80% trong hầu hết thời gian trong năm, đường dẫn hơi nước nhỏ giọt và quá trình rửa trôi diễn ra theo lịch trình. Đó là môi trường mà mộtmáy biến áp nhà máy giấy và bột giấythường chết sớm - không phải do quá tải mà do hơi ẩm đọng lại trên lớp cách nhiệt và sự ăn mòn trên cấu trúc kẹp lõi.
Việc kết hợp công trình xây dựng với vị trí có giá trị cao hơn bất kỳ chi tiết đơn hàng nào trong thông số kỹ thuật:
| Vị trí trong nhà máy | Xây dựng chúng tôi chỉ định | Tại sao nó quan trọng |
| Đầu ướt và sảnh máy (ẩm, rửa trôi) | Nhựa đúc hoặc loại khô VPI, vỏ IP54, bộ sưởi chống ngưng tụ | Chống ẩm và bụi bột giấy mà không chứa chất lỏng |
| Nhà máy bột giấy và khu vực thu hồi (hơi ăn mòn) | Nhựa đúc loại khô, cách điện loại H, cuộn dây kín | Không có dầu để lấy mẫu hoặc rò rỉ; cuộn dây được bảo vệ khỏi hơi nước |
| Sân ngoài trời và trạm biến áp | Bể ngâm trong dầu, chống ăn mòn, được làm kín hoặc bảo quản bằng dầu | Xếp hạng cao hơn và tản nhiệt tốt hơn ngoài trời |
| Dây nối tiện ích và bậc thang chính (trên 10 MVA) | Dầu ngâm với OLTC, giám sát điểm nóng | Điều chỉnh điện áp trên tải máy nghiền dao động cả ngày |
A máy biến áp nhựa đúclà mặc định cho các vị trí máy nghiền trong nhà có công suất lên tới khoảng 5 MVA, vì cuộn dây không có lớp cách điện bằng giấy hút ẩm để khô. Ngoài ra, các thiết bị ngâm trong dầu vẫn là sự lựa chọn thiết thực cho bước hạ cấp chính - nhưng lớp phủ bể chứa và hệ thống bảo quản dầu mới là những yếu tố quyết định liệu thiết bị có tồn tại được mười năm hay hai mươi lăm năm hay không.
Đang tải, Điểm nóng và Phụ tùng bạn sẽ cần
Một máy giấy không dừng lại để thuận tiện. Một nhà máy chạy suốt ngày đêm với kế hoạch ngừng hoạt động từ 12 đến 24 tháng một lần, do đó máy biến áp phải duy trì tải trong môi trường xung quanh có thể có nhiệt độ 40–45 độ bên trong sảnh máy. Đó là nơi hướng dẫn tải kiếm được lợi nhuận:IEEE C57.91-2011xác định một đơn vị dầu khoáng có thể mang bao nhiêu trên bảng tên, trong bao lâu, dựa trên nhiệt độ điểm nóng thay vì một con số cố định trên tấm.
Hai con số quyết định tuổi thọ của thiết bị. Một là sự gia tăng điểm nóng được nhà cung cấp đảm bảo; cái còn lại là môi trường xung quanh bạn thực sự đo lường. Nguyên tắc chung lâu đời - tuổi thọ cách điện giảm một nửa đối với mỗi 6–8 K nhiệt độ điểm nóng tăng thêm - vẫn đúng, đó là lý do tại sao máy biến áp chạy thiết kế trên 12 độ là không "ổn vì nó chưa hỏng". Nó đã thất bại sớm, theo kế hoạch trả góp.
Sau đó lên kế hoạch dự phòng trước khi bạn cần. Trong thị trường cung ứng hiện tại, điều đó có nghĩa là phải giữ một thiết bị dự phòng hoặc ít nhất là một vị trí sản xuất dành riêng, thay vì cho rằng có thể tìm nguồn thay thế bên trong thời gian ngừng hoạt động. Đối với một nhà máy chỉ có một máy biến áp chính giảm áp, đây là loại bảo hiểm rẻ nhất tại chỗ.
Cách chúng tôi chế tạo máy biến áp Mill
Chúng tôi chế tạo cả thiết bị ngâm dầu và loại khô cho tải công nghiệp từ một cơ sở rộng 120.000 m2 ở Giang Tô với 180+ bộ thiết bị sản xuất và thử nghiệm cùng 37 bằng sáng chế đã đăng ký. Ryan Electric là đối tác liên doanh của Eaton từ năm 2023 và danh mục chứng nhận bao gồm UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS và CE.
Đối với các dự án nhà máy, cuộc trò chuyện bắt đầu bằng danh sách ổ đĩa và phương pháp khởi động, không phải kVA. Các bộ nhựa đúc dành cho phòng ẩm ướt được kiểm tra định kỳ bao gồm đo phóng điện cục bộ và mỗi đơn hàng đều có dữ liệu về độ tăng nhiệt độ, bản vẽ và báo cáo thử nghiệm trong một gói - tài liệu mà nhóm dự án phải giao cho công ty bảo hiểm và công ty điện lực của họ.
A máy biến áp nhựa đúcđặt hàng cho một căn phòng ẩm ướt và mộtmáy biến áp ba pha tùy chỉnhđược chế tạo cho xe buýt lọc dầu 4,16 kV rời khỏi cùng một nhà máy và chúng có chung một mục thông số kỹ thuật chính xác: nhiệt độ môi trường. Mọi thứ khác về họ đều khác nhau. Đó là toàn bộ nội dung của việc quy định thuế nhà máy thay vì mua bằng kVA.
Gửi cho chúng tôi danh sách ổ đĩa của bạn trước
Nếu bạn đang chỉ định mộtmáy biến áp nhà máy giấy và bột giấyđối với dây chuyền mới, xây dựng lại hoặc thay thế, bốn tài liệu đưa ra câu trả lời nhanh hơn bất kỳ danh mục nào: danh sách ổ đĩa với số xung, phương pháp khởi động và dòng điện rôto bị khóa cho từng động cơ lớn, môi trường xung quanh và độ ẩm đo được trong phòng, và mục tiêu dự phòng của bạn so với lịch trình tắt máy. Gửi chúng quaryan-transformers.comvà các kỹ sư của chúng tôi sẽ quay lại với một đề nghị có quy mô, đã được kiểm tra và ghi lại thay vì một bảng giá.
Về tác giả:Bài viết này được viết bởi nhóm kỹ thuật tại Ryan Electric, một đối tác liên doanh của Eaton và nhà sản xuất máy biến áp được chứng nhận UL/CSA ở Giang Tô, Trung Quốc, phục vụ các khách hàng về giấy và bột giấy, khai thác mỏ, tiện ích và trung tâm dữ liệu trên khắp Bắc Mỹ, Mỹ Latinh, Đông Nam Á và Trung Đông.
