Dua trafo dapat meninggalkan pabrik yang sama dengan papan nama yang sama dan laporan pengoperasian panas yang sama, dan hanya satu yang masih dapat digunakan lima tahun kemudian. Perbedaannya jarang terletak pada kualitas bangunan. Apakah spesifikasinya menggambarkan tambang - atau gudang dengan jalan masuk berkerikil.
Tugas tambang adalah tugas tersulit yang dilakukan trafo distribusi di luar bengkel peleburan baja. Beban berayun seiring dengan perpindahan, penggerak mendorong arus harmonik ke dalam belitan, debu mengendap di setiap permukaan pendingin, dan unit berada dalam posisi melayang yang tidak dapat dijangkau oleh forklift. Keputusan tersebut dibuat sebelum pesanan pembelian, bukan setelah commissioning.
Apa yang Sebenarnya Dituntut dari Tugas Tambang
A transformator pertambanganbukan trafo distribusi dengan penutup yang lebih berat terpasang. Lima kondisi tugas memisahkan keduanya, dan masing-masing mengubah nomor pada lembar data.
- Beban siklik, bukan beban tetap.Kerekan, sekop, atau penghancur tidak menarik arus pengenal selama berjam-jam. Ini menarik 150% hingga 200% dari nilai selama beberapa detik, lalu menganggur. Desain harus mengikuti siklus kerja, bukan rata-rata bulanan.
- Arus kaya harmonik.Kerekan, konveyor, pompa lumpur, dan kipas ventilasi kini dijalankan dengan penggerak frekuensi variabel. Arus harmonik memanaskan belitan, netral, dan selungkup secara berbeda dari basis 60 Hz yang dihitung pada papan nama.
- Ruang terbatas, akses terbatas.Gardu induk bawah tanah adalah potongan batu di belakang pintu tahan api. Jika unit tidak dapat melewati arus saat masuk, proyek akan terhenti.
- Debu, kelembapan, dan panas.Udara tambang membawa debu yang bersifat abrasif dan sering kali mendekati titik jenuh. Keduanya menyerang permukaan isolasi dan setiap jalur pendinginan yang Anda biarkan terbuka.
- Peraturan.Di Amerika Serikat, tambang logam dan non-logam bawah tanah berada di bawah peraturan MSHA30 CFR Bagian 57. Bagian 57 menetapkan persyaratan proteksi kebakaran pada stasiun trafo bawah tanah (§57.4262) dan memperlakukan kabel tambahan sebagai kategorinya sendiri (§57.4057).
Poin terakhir ini mendorong lebih banyak keputusan spesifikasi daripada yang diharapkan sebagian besar pembeli. Minyak mineral adalah cairan yang mudah terbakar, dan batasan cairan bawah tanah pada Pasal 57 adalah sebagian besar alasannyatransformator tipe kering resin cormendominasi gardu induk arus di tambang logam dan nonlogam AS. Di atas tanah, kemerosotan ekonomi dan unit-unit yang direndam dalam minyak menang dalam hal biaya per kVA. Gardu permukaan dan gardu arus adalah masalah yang berbeda, dan satu spesifikasi tidak boleh disalin ke spesifikasi lainnya.
Mengukur Transformator Penambangan untuk Siklus Kerja, Bukan Rata-Rata
Kesalahan pengukuran yang paling umum pada proyek tambang adalah daftar beban yang dijumlahkan berdasarkan kVA yang terhubung. KVA yang terhubung menunjukkan apa yang bisa berjalan. Ia tidak mengatakan apa yang berjalan pada saat yang sama, atau untuk berapa lama - dan tidak ada sama sekali tentang massa termal yang menentukan apakah belitan dapat bertahan terhadap perubahan pergeseran.
Tugas hoist menjadikan hal ini nyata. Ambil siklus dua menit pada kerekan tambang besar: sekitar 25 detik berakselerasi pada 180% arus pengenal motor, 45 detik mendekati arus pengenal, dan sisanya dalam keadaan diam. Arus RMS selama siklus - bukan puncak - adalah apa yang dilihat belitan, dan arus tersebut mendarat jauh di bawah arus pengenal motor. Ukurannya berada di puncak dan Anda membeli lebih banyak bingkai daripada yang dibutuhkan. Ukurannya rata-rata dan Anda memasak belitannya.
Penurunan tegangan adalah penggerak kedua, dan pada penyulang panjang biasanya menentukan kVA akhir. Menahan penurunan tegangan terminal motor hingga sekitar 3% pada penyulang 2.400 m membutuhkan lebih banyak tembaga dan kVA lebih banyak daripada yang disarankan oleh perhitungan beban saja. Kami mengerjakan perdagangan itu secara eksplisit pada setiap haltransformator pertambanganpenyelidikan, karena unit yang memiliki daya listrik memadai dan suhu marginal adalah hasil terburuk bagi sebuah tambang.
Pada pusat beban tambang dengan kapasitas sekitar 1.000 hingga 2.500 kVA, kami melihat impedansi ditentukan antara sekitar 5% dan 6%. Jatuhkan lebih rendah untuk memperbaiki masalah tegangan dan arus gangguan busur listrik di ujung kabel belakang sepanjang 2.400 m ikut naik - persis seperti kesalahan yang ditulis dalam peraturan bawah tanah. Perbaikannya termasuk dalam ukuran konduktor atau dalam memindahkan pusat beban lebih dekat ke permukaan, bukan dalam mengurangi impedansi dari spesifikasi.
Harmonisa dan Faktor K untuk Beban VFD Tambang
Penggerak enam pulsa tanpa reaktor saluran menyuntikkan arus harmonik ke-5, ke-7, ke-11 dan ke-13, dan tambang jarang berhenti pada satu penggerak. Arus harmonik tidak memanaskan belitan seperti halnya arus fundamental: ia terkonsentrasi di lapisan luar belitan, rugi-rugi eddy meningkat lebih cepat daripada kuadrat tatanan harmonik, dan unit yang nyaman pada 60 Hz dapat diberi beban berlebih secara termal pada bentuk gelombang terdistorsi pada arus RMS yang sama.
Dua alat spesifikasi menanganinya. Yang pertama adalah faktor peringkat harmonis: UL 1561 mendefinisikanfaktor Kperingkat K-4, K-9, K-13 dan K-20, masing-masing menggambarkan transformator yang dibangun untuk mentolerir spektrum harmonik tertentu tanpa melebihi batas suhunya. Pada beban tambang campuran - penggerak kerekan, konveyor, pompa, dan beban motor linier - spesifikasi biasanya berada di antara K-9 dan K-13.
Alat kedua adalah derating perIEEE C57.110, yang mengubah spektrum harmonik terukur menjadi kVA tereduksi yang dapat digunakan. Jika tambang dapat menyediakan studi kualitas daya, kami melakukan penurunan dari spektrum sebenarnya. Jika tidak bisa, kami meremehkan asumsi konservatif dan mengatakannya dalam kutipan.
Netral berhak mendapatkan item barisnya sendiri. Harmonisa triplen menambah daripada membatalkan, sehingga netral berukuran 100% arus fasa dapat mengalir jauh di atas itu pada papan yang memberi makan penggerak satu fasa, penerangan dan pasokan kontrol. SetiapTransformator faktor Kkami membangun untuk tugas tambang mendapat pemeriksaan termal terpisah pada busbar netral.
Penurunan Tegangan, Impedansi dan Koordinasi Kabel Trailing
Impedansi melakukan dua pekerjaan sekaligus pada sebuah tambang, dan keduanya menarik ke arah yang berlawanan. Impedansi rendah memberikan pengaturan tegangan yang lebih baik di ujung pengumpan panjang. Impedansi yang lebih tinggi membatasi arus gangguan, sehingga koordinasi dengan proteksi kabel trailing menjadi praktis.
Perlindungan kabel trailing adalah tempat bertemunya sisi regulasi dan teknis. Bagian 57 menyediakan sub-bagian khusus untuk kabel tambahan dan ketentuan grounding dan ground-check yang disertakan dengan peralatan bergerak, dan ini bukanlah kotak yang dapat dicentang oleh pemasok untuk Anda. Untuk mode kegagalan yang mendasarinya,Program Penambangan NIOSHtelah menerbitkan penelitian selama puluhan tahun mengenai pencegahan guncangan, kebakaran, dan ledakan di tambang logam dan nonlogam.
Proses pemanasan yang membuktikan sisi termal bukanlah formalitas.IEEE Std C57.12.90mendefinisikan bagaimana pengujian dilakukan, dan ada baiknya menanyakan pengukuran oli atas dan kenaikan belitan unit yang ditawarkan daripada batas desain.
Debu, Ketinggian, dan Kandang: Tiga Item Tambang Menjadi Salah
Tiga kolom lingkungan hidup pada spesifikasi tambang lebih sering salah diisi dibandingkan kolom lainnya, dan ketiga kolom tersebut mudah untuk diperbaiki pada tahap penyelidikan.
- Lampiran.IP44 adalah nilai minimum praktis untuk gardu induk arus dalam ruangan; IP54 tepat di mana terdapat semprotan atau pencucian slurry. Di lokasi dengan debu abrasif, penutup berventilasi dengan kisi-kisi tanpa filter berfungsi sebagai pompa debu, dan insulasi belitan mengumpulkan hasilnya.
- Ketinggian.Ketinggian mengubah kenaikan suhu yang diijinkan, bukan kVA pada papan nama. Di atas 1.000 mIEEE C57.12.01dasar tidak lagi berlaku secara pasif dan desain harus diperbaiki - angka kerja di kantor desain kami adalah pengurangan kenaikan yang diijinkan sebesar 1 K untuk setiap tambahan 500 m. Lokasi tambang di dataran tinggi di Chili, Peru, dan Asia Tengah terus-menerus mengalami hal ini.
- Kelas ambien dan isolasi.Desain ambien ditulis 40 derajat di luar kebiasaan, dan sebuah tambang di Pilbara tidak peduli dengan kebiasaan. Gulungan resin cor biasanya Kelas F (155 derajat ) atau Kelas H (180 derajat ), dengan kenaikan yang diperbolehkan sebesar 80 K, 100 K atau 115 K tergantung pada kelas dan seberapa besar ukuran yang akan diperdagangkan pembeli untuk margin termal.
Pendinginan adalah hal yang paling sering kami perdebatkan dengan konsultan tambang. Unit yang tertutup dan tidak berventilasi menarik di bawah tanah karena debu tidak dapat masuk - dan juga merupakan unit yang memiliki suhu terpanas pada kVA yang sama. Perdagangan itu sah, tapi harus diperhitungkan kedua belah pihak.
| Barang spesifikasi | Praktik distribusi standar | Praktek tugas tambang |
| Dasar beban | KVA terhubung dengan faktor keragaman | Arus RMS siklus kerja per peralatan yang digerakkan |
| Dasar harmonik | Asumsi beban linier | Peringkat faktor K K-9 hingga K-13 ditambah penurunan peringkat IEEE C57.110 |
| Lampiran | NEMA 1 dalam ruangan, berventilasi | IP44 hingga IP54, ventilasi terfilter jika ada |
| Netral | Berukuran pada arus fasa | Pemeriksaan termal terpisah untuk harmonisa tripel |
| Penurunan tegangan | Diperiksa di switchboard | Diperiksa di terminal motor, sekitar 3% sepanjang 2.400 m |
| Isolasi dan bangkit | resin cor 80 K atau 100 K | Kelas H 180 derajat dengan kenaikan 115 K yang mengutamakan ukuran |
| Kepatuhan | Kode kelistrikan lokal | 30 CFR Bagian 57 bawah tanah ditambah kode lokal |
Apa yang Harus Dimasukkan ke dalam RFQ, dan Apa yang Kami Bangun
Tambahkan lima item ke pertanyaan transformator tambang dan kutipan yang Anda dapatkan pada akhirnya akan dapat dibandingkan satu sama lain:
- Tabel siklus kerja per beban yang digerakkan.Bukan total kVA terkoneksi. Puncak, durasi dan waktu idle dalam hitungan detik sudah cukup untuk studi termal.
- Spektrum harmonik, diukur atau diperkirakan.Dengan faktor K atau basis penurunan peringkat IEEE C57.110 yang ingin Anda terapkan, dinyatakan secara eksplisit.
- Batas jatuh tegangan pada terminal motor.Ditambah panjang kabel feeder atau trailing dan ukuran konduktor, karena kombinasi tersebut biasanya menentukan rangka.
- Ketinggian lokasi, desain ambien, dan rating enklosur.Berikan nilai maksimum musiman, bukan rata-rata tahunan.
- Rezim regulasi.Bagian 57 jika gardu induk berada di bawah tanah di Amerika Serikat, ditambah kode khusus negara bagian atau tambang yang berlaku.
Ryan Electric membangun unit ini di Haian, Jiangsu, di lokasi seluas 120.000 m² dengan 180+ set peralatan produksi dan pengujian serta 37 paten di balik desain belitan dan pendingin. Pesanan tambang menjalankan urutan pengujian yang sama seperti pekerjaan utilitas - rasio dan polaritas, impedansi, tanpa beban dan kehilangan beban, kenaikan suhu, tegangan yang diterapkan dan diinduksi serta pelepasan sebagian - dengan laporan yang dikeluarkan berdasarkan prosedur IEEE dan IEC. Sejak tahun 2023 kami telah menjadiMitra usaha patungan Eaton, yang berada di belakang sertifikasi UL dan CSA yang dimiliki oleh lini tipe kering dan pemasangan bantalan kami.
Satu pesanan yang tetap ada pada tim: tiga belastransformator tipe kering resin cor, 1.500 kVA, 6,6 kV hingga 0,6 kV, dalam wadah IP44, untuk lokasi tambang di Kanada. Yang membuatnya mudah dimengerti bukanlah ratingnya. Pelanggan mengirimkan dimensi penyimpangan dan profil lingkungan musiman dengan permintaan tersebut, sehingga kedalaman penutup dan pendinginan diselesaikan sebelum belitan dirancang.
Jika proyek Anda sudah memiliki tabel siklus tugas dan jadwal pengumpan, kirimkan keduanya ke tim teknis kami melaluiryan-transformers.comdengan ketinggian lokasi dan ambien desain. Kami akan kembali dengan kVA, impedansi dan - jika aplikasi memerlukannya - faktor K, dan memberi tahu Anda yang mana di antara ketiganya yang mendorong harga pada Andatransformator pertambangan.
Tentang Penulis:Artikel ini ditulis oleh tim teknik di Ryan Electric, produsen trafo di Jiangsu, Tiongkok dan mitra usaha patungan Eaton, yang memproduksi trafo terendam minyak, tipe kering, dan dipasang di bantalan untuk proyek utilitas, industri, pertambangan, dan pusat data di seluruh Amerika Utara, Asia Tenggara, Timur Tengah, dan Afrika. Pengujian pabrik mengikuti prosedur IEEE dan IEC, dengan sertifikasi UL, CSA, dan DEKRA tersedia.
