Выбор трансформаторов для горнодобывающих проектов в Перу: высота над уровнем моря, системы с частотой 60 Гц и логистика на объекте
Закупка трансформаторов для горнодобывающего предприятия редко сводится к простому сравнению значений kVA, коэффициента трансформации и цены. Проект может включать высокогорные подстанции, крупные электродвигатели, частотно-регулируемые приводы, длинные кабельные фидеры, неблагоприятные условия электросети и ограниченные транспортные маршруты. Если эти факторы не будут учтены при определении четких требований к трансформаторам, оборудование может на бумаге соответствовать электрическим требованиям, но на месте эксплуатации работать неэффективно.
Подходы компании «Zisheng Electric» подбор трансформаторов для горнодобывающих проектов в Перу в рамках комплексного анализа энергосистемы, технологических нагрузок, высоты над уровнем моря, условий окружающей среды и логистики. Объединенная энергосистема Перу работает на частоте 60 Гц, как указано в официальной проектной документации COES, однако одна только частота не определяет характеристики трансформатора. Фактические уровни напряжения, требования к изоляции и эксплуатационные пределы должны быть установлены на основе утвержденной однолинейной схемы, технических требований энергокомпании или владельца, а также результатов измерений на объекте.
Почему выбор трансформатора для горнодобывающей промышленности начинается с анализа технологического процесса
Потребность шахты в электроэнергии зависит от объема добычи. Дробилки, мельницы, конвейеры, насосы, вентиляционные системы и водоотводные установки запускаются и работают по-разному. Некоторые нагрузки характеризуются высоким пусковым током. Некоторые управляются частотно-регулируемыми приводами. Некоторые являются критически важными, поскольку отключение питания может привести к остановке дренажа, вентиляции или транспортировки руды. Поэтому номинальные характеристики и импеданс трансформатора необходимо проверять с учетом конкретных режимов работы, а не исходя из общей суммы подключенной нагрузки.
Начните с составления списка нагрузок, в котором следует выделить непрерывные, периодические, резервные и будущие нагрузки. Определите самый мощный двигатель, способ его пуска, частоту пуска и допустимое падение напряжения. Зафиксируйте конфигурацию импульсов частотно-регулируемого привода (VFD), данные о гармониках и оборудование для коррекции коэффициента мощности. Если генераторы или местный возобновляемый источник энергии могут работать параллельно с сетью, включите эти режимы в исследование.
Рабочие случаи, которые необходимо рассчитать
- Нормальное производство при ожидаемом разнообразии и условиях окружающей среды.
- Запуск самого мощного двигателя при работающих других важных нагрузках.
- Перезапуск после перебоя напряжения или отключения по технологическим причинам.
- Работа при сниженной мощности подключения к сети или с использованием локальных источников генерации.
- Один трансформатор выведен из эксплуатации в системе с параллельно работающими агрегатами.
- Планируемое расширение с учётом подтверждённого графика нагрузки на будущее.
Основные исходные данные для подбора трансформаторов для горнодобывающих проектов в Перу
| Входные данные проекта | Техническое решение | Почему это важно | Типичный риск, связанный с закупками |
|---|---|---|---|
| Высота установки | Обзор внешней изоляции, зазоров, систем охлаждения и корпуса | Более низкая плотность воздуха влияет на диэлектрические и тепловые характеристики | Используется стандартная конструкция без поправки на высоту над уровнем моря |
| Системное напряжение и рабочий цикл 60 Гц | Конструкция обмотки, степень изоляции, диапазон отводов и принадлежности | Трансформатор должен соответствовать утвержденным номинальным параметрам сети и оборудования | Номинальное напряжение путают с максимальным напряжением оборудования |
| Запуск двигателя | Оценка пропускной способности, импеданса и падения напряжения | Большой пусковой ток может вызвать сбои в работе технологической шины | Рабочая нагрузка проверяется, но пусковые характеристики — нет |
| Гармонические нагрузки | Тепловая резервная мощность, конструкция обмотки и обработка нейтрали | Гармоники могут увеличить вихревые и паразитные потери | Процентная доля VFD указана без учета спектра гармоник |
| Пыль и погодные условия | Система охлаждения, уплотнения, антикоррозионная защита и доступ для технического обслуживания | Наслоения могут препятствовать охлаждению и влиять на эффективность наружной теплоизоляции | Общий язык описания корпуса заменяет спецификацию условий эксплуатации |
| Маршрут транспортировки | Габаритные размеры, съемные детали и схема монтажа на месте | Горные дороги и ограничения по грузоподъёмности могут влиять на размер поставляемой продукции | Проект электрооборудования завершается до проверки логистики |
Высокая высота над уровнем моря представляет собой как диэлектрическую, так и тепловую проблему
Многие горнодобывающие районы в Андах расположены на высоте значительно превышающей 1 000 м. Точная высота над уровнем моря должна быть определена по результатам геодезических измерений, проведенных в рамках проекта. На больших высотах пониженная плотность воздуха влияет на наружные зазоры и эффективность охлаждения поверхностей, охлаждаемых воздухом. Стандарт МЭК 60137 определяет процедуру поправки на высоту над уровнем моря для проушин трансформаторов на высоте свыше 1 000 м, а согласование изоляции должно осуществляться в соответствии с утвержденными требованиями стандартов МЭК 60071 и МЭК 60076 или альтернативными требованиями, указанными заказчиком.
Недостаточно просто указать в техническом паспорте “подходит для эксплуатации на больших высотах”. Поставщик должен пояснить, какие элементы были проверены: изоляция вводов, зазоры между фазами и между фазой и землей, согласованность работы устройств защиты от перенапряжений, мощность радиатора, производительность вентилятора, запас по повышению температуры и номинальные параметры вспомогательного оборудования. Установки сухого типа также требуют проверки корпуса и системы вентиляции, поскольку ограниченный воздушный поток может нивелировать ожидаемые преимущества установки в помещении.
Для подстанций, расположенных на открытом воздухе, необходимо запросить общий план с указанием размеров, на котором должны быть показаны близлежащие заземленные конструкции, а также кабельные и шинные соединения. Для оборудования, размещенного в закрытых помещениях, необходимо уточнить температуру в помещении, режим вентиляции, систему фильтрации пыли и отвод тепла. Поправка на высоту над уровнем моря, примененная к одному компоненту, не является доказательством того, что вся установка в целом подходит для эксплуатации.
Подтвердите данные о системе 60 Гц и фактическом напряжении
В официальной документации по проектам COES используется система с частотой 60 Гц. Однако группа по закупкам ни в коем случае не должна выбирать трансформатор, руководствуясь исключительно данными о национальной частоте. Горнодобывающие проекты могут подключаться к сетям на разных уровнях — передаче, подпередаче или распределении, а вторичное напряжение установки зависит от технологической схемы. В техническом задании на закупку должны быть указаны номинальное напряжение, максимальное рабочее напряжение, максимальное напряжение для оборудования, основные требования к изоляции и схема заземления для каждой обмотки.
Диапазон отводов и шаг переключения должны определяться по результатам расчета нагрузочного тока и напряжения. Если входное напряжение стабильно и регулировки производятся нечасто, может быть достаточно отключаемого переключателя отводов. Использование переключателя отводов под нагрузкой может быть оправдано в тех случаях, когда необходимо регулировать колебания рабочего напряжения без остановки производства. Это решение влияет на затраты, техническое обслуживание, системы управления, защиту и план запасных частей.
Если на шахте предусмотрено локальное энергогенерирование, необходимо проверить все режимы работы. В трансформаторе может наблюдаться поток мощности в обоих направлениях, различные уровни неисправностей или иная точка отсчета нейтрали. Параметры защиты, коэффициенты трансформации токовых трансформаторов и принципы регулирования напряжения должны быть согласованы до утверждения технического паспорта.
Запуск двигателя, импеданс и стабильность напряжения
Импеданс короткого замыкания влияет как на ток замыкания, так и на падение напряжения. Более высокий импеданс может ограничить ток замыкания, но приводит к увеличению падения напряжения при пуске двигателей большой мощности. Более низкий импеданс может улучшить пусковое напряжение, но может увеличить нагрузку на распределительное устройство и шины. Универсально правильного значения не существует; его необходимо определять с учётом мощности источника, импеданса кабеля, метода пуска двигателя и схемы защиты.
Запросите расчеты для наиболее нагрузочного пуска. Если дробилка или мельница использует пуск напряжением сети, в расчете должны быть указаны пусковой ток, время разгона и напряжение на клеммах двигателя. Мягкие пускатели и частотно-регулируемые приводы (ЧРП) снижают или регулируют пусковой ток, но при этом создают свои собственные проблемы, связанные с нагревом и гармониками. В случаях, когда повторный запуск производства может затрагивать несколько двигателей, необходимо определить последовательность автоматического повторного запуска, чтобы трансформатор рассчитывался не только на одну изолированную нагрузку.
Гармоники и нелинейные нагрузки
Частотно-регулируемые приводы, выпрямители, зарядные устройства и источники бесперебойного питания потребляют нелинейный ток. Содержание гармоник в этом токе может привести к увеличению вихревых потерь в обмотках, структурных паразитных потерь и тока в нейтрали. Для расчёта недостаточно указать лишь процентную долю “нагрузки привода частотного преобразования”. Необходимо предоставить информацию о топологии привода, количестве импульсов, входных дросселях или фильтрах, ожидаемом спектре гармоник и характере нагрузки.
Затем поставщик трансформатора может проверить расчетные параметры проводников, схему обмоток, плотность магнитного потока, экранирование и запас по нагреву. Системный инженер должен отдельно проверить резонанс с батареями конденсаторов и убедиться в соблюдении пределов гармоник в точке подключения. Не следует заявлять о способности трансформатора выдерживать гармоники без определения базовой нагрузки и метода приемки.
Пыль, температура, влажность и коррозия
В условиях горнодобывающей промышленности могут сочетаться абразивная пыль, значительные суточные перепады температуры, интенсивное солнечное излучение и сезонная влажность. В проекте следует указать состав и концентрацию пыли (если эти данные имеются), максимальную и минимальную температуру окружающей среды, уровень солнечной радиации, количество осадков, влажность и категорию коррозионной активности. Важное значение имеют также возможности доступа для технического обслуживания и периодичность очистки.
Для агрегатов с масляным охлаждением следует сравнить герметичные конструкции и конструкции с консерватором с учетом мощности, класса напряжения и стратегии технического обслуживания. Необходимо указать расстояние между радиаторами, доступ к вентиляторам, материалы прокладок, систему окраски и меры защиты шкафов управления. Для сухих агрегатов определите степень защиты корпуса от проникновения посторонних предметов, систему вентиляции и план очистки от пыли. Высокий класс защиты IP не заменяет теплового расчета; ограничение воздушного потока может привести к повышению внутренней температуры.
Логистика может влиять на конструкцию трансформатора
В отдаленных горных районах могут встречаться ограничения по пропускной способности мостов, крутые повороты, крутые уклоны, узкие туннели и ограниченная грузоподъемность кранов. Анализ условий транспортировки следует начинать до того, как будет окончательно утвержден габарит резервуара. Необходимо подтвердить максимальную транспортную массу, нагрузки на оси, габаритные размеры при транспортировке, допущения по обследованию маршрута, точки подъема, опорные площадки для домкратов и доступную площадь для монтажа.
Крупные комплектующие, возможно, потребуется демонтировать для отгрузки. В контракте должно быть указано, какие втулки, радиаторы, детали консерватора, вентиляторы и кабельные коробки будут отгружаться отдельно; как будут загерметизированы отверстия; а также какие работы необходимо выполнить на месте. Необходимо определить, будет ли основной резервуар отгружаться заполненным нефтью, частично заполненным или под слоем сухого газа, с учетом утвержденного проекта и способа транспортировки. Процедуры очистки нефти на объекте, вакуумного наполнения и проверки герметичности должны быть отражены в методическом описании и матрице ответственности.
Гипотетический пример закупки
Гипотетический пример — не относится к конкретному проекту: Горнодобывающее предприятие планирует построить новую линию дробления на глубине 4 200 м. Предварительный перечень оборудования включает один двигатель для крупной дробилки, несколько приводов конвейеров и будущую линию измельчения. Частота входящей сети составляет 60 Гц, однако в тендерных условиях указаны только мощность трансформатора и номинальное напряжение.
Перед сравнением предложений заказчик должен предоставить данные о высоте над уровнем моря, утвержденные значения напряжения, уровень короткого замыкания источника питания, данные о пуске двигателя, информацию о гармониках частотно-регулируемого привода (VFD), условия окружающей среды, график расширения, ограничения по транспортировке и требуемую политику отключений. Только после этого предложения по трансформаторам можно будет сравнивать на единой технической основе. Без этих данных один участник тендера может включить в предложение поправку на высоту над уровнем моря и логистические условия, в то время как другой рассчитает цену исходя из стандартной конструкции, что сделает коммерческое сравнение неверным.
Контрольный список по закупке горнодобывающих трансформаторов
В технически сопоставимой таблице предложений должны быть указаны предполагаемая температура окружающей среды, высота установки, профиль нагрузки, импедансная основа, диапазон отводов, мощность охлаждения, комплект поставки, объем испытаний и ограничения по транспортировке. Без этой общей основы более низкая цена может просто отражать отсутствие определенных технических требований, а не более конкурентоспособность трансформатора.
- Утвержденная однолинейная схема и принципы эксплуатации.
- Частота 60 Гц и полные данные о напряжении в первичной, вторичной и третичной цепях.
- Максимальное напряжение для оборудования и требуемые уровни изоляции.
- Данные о высоте установки и условиях эксплуатации.
- Список нагрузок, коэффициенты нагрузки, самый мощный двигатель и способ пуска.
- График работы частотно-регулируемого привода и нелинейной нагрузки с информацией о гармониках.
- Уровень неисправности системы, требуемое сопротивление и входные данные для согласования средств защиты.
- Способ заземления, векторная группа и нагрузка на нейтраль.
- Метод оценки убытков и капитализация гарантированных убытков (если применимо).
- Обследование маршрута, максимальные габариты груза и грузоподъемность.
- Объем работ по FAT, график предоставления документации, обеспечение сохранности документации и ответственность за ввод объекта в эксплуатацию.
- Потребности в запасных частях, специальном инструменте, обучении и удаленной технической поддержке.
Соответствующие региональные и горнодобывающие рекомендации
К соответствующим ресурсам по планированию относится руководство по закупка трансформаторов для горнодобывающих проектов с нестабильными электросетями, контрольный список для замена трансформаторов на действующих промышленных объектах, а также обзор оценка поставщиков для южноамериканских проектов EPC. В этих статьях рассматриваются соответствующие решения, однако они не должны заменять расчёты, проводимые конкретно для данного проекта.
Варианты оборудования, предназначенные для различных шахтных подстанций, включают: Силовой трансформатор с масляным наполнителем мощностью 10 МВА, 33/11 кВ, а Силовой трансформатор на 35 кВ или 46 кВ, и Сухой трансформатор SC(B) для внутренних распределительных сетей. На этих страницах представлены доступные серии продукции; окончательные номинальные параметры должны быть рассчитаны на основе утвержденной спецификации для горнодобывающей промышленности.
Подход к окончательному отбору
Надежной подбор трансформаторов для горнодобывающих проектов в Перу требуется документально подтвержденная взаимосвязь между нагрузкой на технологический процесс, сетью 60 Гц, высотой над уровнем моря, воздействием окружающей среды и маршрутом транспортировки. При принятии решения о закупке следует сравнивать проверенные технические характеристики, а не только заявленную мощность и сроки поставки. Наиболее полезный тендерный пакет — это тот, который позволяет каждому участнику тендера рассчитать одни и те же эксплуатационные сценарии и определить одни и те же интерфейсы.
Отправьте компании «Zisheng Electric» однолинейную схему, перечень нагрузок, технические характеристики двигателей, результаты анализа гармоник, данные о высоте над уровнем моря на объекте, условия эксплуатации, ограничения по трассе и техническое задание. Наша инженерная команда рассмотрит ваши требования и ответит на запросы по проекту в течение 24 часов.
О компании ZISHENG ELECTRICAL
Жишэнг является профессиональным производителем с более чем 19-летним опытом масляных трансформаторов, Компактная подстанция, Трансформаторы в пневматических установках, полевые трансформаторы и Сухие трансформаторы. У нас есть сертификаты ISO/CE/IEC 60076 и TUV Rheinland.
Трансформаторы проходят строгие испытания FAT и аттестацию типа, поддерживают настройку напряжения/емкости. Добро пожаловать на консультацию по Каталог и Продукт. вы можете связаться с нами по электронной почте [email protected].
