محولات الرياح البحرية: تحديد وحدات التصدير للهواء المالح ووزن المنصة وشحن الكابلات

وصلت ورقة بيانات إلى مكتبنا الشهر الماضي بجهد 220 كيلو فولت على الملف عالي الجهد ومعيار IEC 60076-16 في عمود المعايير. ولا يمكن أن يكون كلاهما على حق في وقت واحد. تتوقف المواصفة القياسية IEC 60076-16 عند أعلى جهد يبلغ 72.5 كيلو فولت، ويشير نطاقها بوضوح إلى أنها لا تغطي المحول الذي يربط عدة توربينات بالشبكة. ما تم نقله هو وحدة تصدير، بثلاثة أضعاف هذا الجهد وأضعاف الكتلة.

الفجوة ليست أكاديمية. ترث وحدة 220 كيلو فولت المصممة وفقًا للجزء الخطأ من المعيار تنسيق العزل الخاطئ، وقائمة الاختبار الخاطئة، وافتراضات المعاوقة الخاطئة، وعادةً ما يظهر الخطأ عند FAT المشهود، قبل ثلاثة أشهر من الإبحار. أصبحت الرياح البحرية الآن كبيرة بما يكفي لأهمية هذه الحزم:GWECتم حساب 92.5 جيجاوات متصلة بالشبكة في جميع أنحاء العالم في نهاية عام 2025، تمت إضافة 9.3 جيجاوات منها في ذلك العام، مع متوسط ​​​​التوربينات الجديدة 10.3 ميجاوات.

آلتان، مزرعة رياح واحدة

يشترك المحول التوربيني ومحول التصدير في المصنع ولا شيء آخر تقريبًا. تعمل الوحدة التوربينية عند 0.69 كيلو فولت أو 1.1 كيلو فولت على جانب المولد و33 كيلو فولت أو 66 كيلو فولت على جانب التجميع، وتحمل توافقيات المحول وملف تعريف الحمل الذي يتحرك مع كل عاصفة، وتناسب ميزانية وزن الكنة. هذا هو الواجب الذي تمت كتابة المعيار IEC/IEEE 60076-16 من أجله.

المحطة الفرعية البحرية هي المكان الذي تتحول فيه مزرعة الرياح إلى محطة طاقة. تصل العشرات من مغذيات المصفوفة إلى جهد 66 كيلو فولت، ومحول الرياح البحريةهناك خطوات إجمالية تصل إلى 132 كيلو فولت أو 220 كيلو فولت لكابل التصدير، أو أعلى حيث تبرر المسافة والخسائر ذلك. تعد الوحدات من 300 ميجا فولت أمبير إلى 450 ميجا فولت أمبير أمرًا طبيعيًا في المصفوفات الكبيرة، ويمكن أن يزيد وزن الخزان والزيت والمشعات معًا عن وزن مبنى المفاتيح الكهربائية المجاور لهم.

هذه هي محولات الطاقة العادية في عائلة IEC 60076-1، وتم اختبار العزل الكهربائي وفقًا للمعيار 60076-3 وتم إثبات حدوث ماس كهربائي وفقًا للمعيار 60076-5. لا شيء في هذه العائلة يفترض تحميلًا دوريًا مدفوعًا بالهبوب، ولا شيء في 60076-16 يفترض مستوى نبضات 220 كيلو فولت. النطاق IEC/IEEE 60076-16-2018هو واضح بشأن هذه الحدود، وهذا هو السبب في أن الحصول على حق الأسرة هو القرار الأول في المواصفات.

الوزن هو معلمة كهربائية على منصة

على الأرض، المحول الأثقل يكلف الشحن. في الخارج يكلف الفولاذ وقدرة الرافعة وأحيانًا المشروع. يتم حمل كل طن على الجانب العلوي بواسطة الغلاف، ويتم رفعه بواسطة رافعة تم تثبيت مخطط حملها قبل أشهر من تجميد تصميم المحول، ويتم تقييده خلال رحلة بحرية تضع الضغط على القلب والبطانات والخزان في اتجاهات لا تغطيها حالة الزلازل.

لقد التقينا بهذا على حزمة 132 كيلو فولت العام الماضي. حدد مخطط ساحة التصنيع الرفع الفردي بـ 180 طنًا، وجاء ترتيبنا القياسي بقدرة 120 ميجا فولت أمبير في حوالي 9 أطنان بمجرد حساب دعامات النقل. كان من الممكن أن يؤدي ترقق جدار الخزان لاستعادة 3 أطنان إلى تآكل هامش الدائرة القصيرة، لذلك قمنا بنقل مجموعة الرادياتير إلى مزلاقها الخاص، وأعدنا توجيه أنابيب الزيت وأعدنا تشغيل تحليل النقل. تم إغلاق المصعد مع وجود 6 أطنان احتياطية.

عادةً ما تقرر ثلاث رافعات ما إذا كانت الوحدة مناسبة أم لا: كثافة التدفق الأساسي، ووضع الرادياتير، والحفاظ على الزيت. تضيف كثافة التدفق المنخفضة الكتلة الأساسية ولكنها تقلل من فقدان عدم التحميل والطاقة الصوتية، وغالبًا ما تكون التجارة الصحيحة حيث يكون إنتاج الطاقة هو المنتج. يؤدي فصل المشعات من الخزان إلى توزيع الحمل ولكنه يضيف حجم الزيت والمفاصل التي يجب اختبارها ضد التسرب كنظام واحد.

التثبيت البحري يحتاج إلى حساب خاص به، وليس ملاحظة على الترتيب العام. سيطلب ماسح الضمان البحري تسارع النقل بالجرام، المطبق عموديًا وأفقيًا، والضغط الناتج في الخزان والمشابك الأساسية ومنصات الجلبة. عادةً ما يتم نقل البطانات التي تزيد عن 145 كيلو فولت في صندوق وتذهب إلى الخارج، كما أن مسجل الصدمات الذي يتم قراءته على الرصيف هو أرخص تأمين في الحزمة.

الهواء المالح: حيث يتم تحديد الحماية من التآكل لمحولات الرياح البحرية

المحول الذي يقضي 30 عامًا لمسافة 60 كيلومترًا في البحر هو نموذج تآكل به ملفات بداخله.إسو 12944-9تم كتابته خصيصًا لهذه البيئة: فهو يغطي أنظمة الطلاء الواقية للصلب المعرض للتآكل من فئة CX (في الخارج) وفئة الغمر Im4، ويحدد الاختبارات المعملية، بما في ذلك الشيخوخة الدورية ورذاذ الملح، التي يجب أن يظل النظام على قيد الحياة قبل أن يصدق أي شخص ورقة البيانات.

في ورشة الطلاء لدينا، يغير العمل الخارجي العملية قبل وقت طويل من تغيير اللون. يتم تفجير اللوحة والمقاطع الجانبية إلى Sa 2 1/2، وتحصل الحواف واللحامات على طبقة مخططة لأن الطلاء يسحب بشكل رقيق فوق زاوية حادة، ويتم قياس سمك الفيلم الجاف على شبكة ثابتة عبر كل خزان وغطاء وبنك الرادياتير. السحابات مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L أو مجلفنة بالغمس الساخن؛ الزنك المطلي ليس له مكان على المنصة.

تقرر المشعات عروض أسعار أكثر مما تفعله الدبابات. تتميز زعانف التبريد بأنها رفيعة من حيث وظيفتها، ومرنة أثناء النقل، والزعنفة المثقبة عبارة عن مسار للتسرب ولا يوجد طلاء ينقذه. نقوم بضبط سماكة مخزون الزعانف ونسبة التآكل بشكل منفصل عن مواصفات الخزان، ونقوم باختبار التسرب قبل الطلاء وليس بعده.

الحفاظ على النفط هو النصف الآخر منحماية التآكل المحولات. يقوم جهاز الحفظ المزود بجهاز تنفس من هلام السيليكا بسحب الهواء الرطب المحمل بالملح إلى الخزان في كل مرة يتحرك فيها حجم الزيت. يزيل الخزان المغلق ببطانية النيتروجين مسار التنفس ويزيل الاستراحة من قائمة الصيانة التي تحتاج إلى سفينة للخدمة.

يؤدي شحن الكابل إلى تغيير المعاوقة ونطاق النقر

كابل التصدير عبارة عن مكثف به موصل بداخله. يحمل كابل XLPE بجهد 220 كيلو فولت سعة كافية لكل كيلومتر بحيث يصبح تيار الشحن لمسافة تزيد عن 60 كم أو 80 كم جزءًا حقيقيًا من التيار المقنن. عند الحمل الخفيف، تنتج المزرعة 15% في ليلة هادئة، ويؤدي هذا التيار إلى رفع الجهد الكهربائي عند الطرف البحري، ويجب أن يمتصه نطاق الصنبور دون دفع المحطة الفرعية البرية خارج الحدود.

لهذا السبب أمحول التصديرعلى مجموعة كبيرة غالبًا ما تهبط على نطاق صنبور خارج الدائرة يبلغ +/- 8 × 1.25% بدلاً من +/- 2 × 2.5% المنسوخة من قالب النبات. ولهذا السبب أيضًا يحمل الطرف البري عادةً مفاعلًا تحويليًا: يكون امتصاص الشحن Mvar أرخص عندما يكون هناك أشخاص لصيانة المعدات.

تقوم المعاوقة بوظيفتين في وقت واحد. يحد %Z الأعلى من تيار خطأ الجهد المنخفض ويحمي مجموعة المفاتيح الكهربائية وكابلات الصفيف بقدرة 66 كيلو فولت؛ يحافظ %Z الأدنى على التنظيم ويخفض الاستهلاك التفاعلي. في وحدة في نطاق 12-16%، تحدد دراسة الخطأ الرقم ويقوم فحص المعاوقة التوافقية بفحصه. تشكل سعة الكابل ومحاثة التسرب رنينًا متوازيًا، وإذا كان يقع بالقرب من محول توافقي، فإن تصميم المرشح يتغير على الرغم من أن المحول لا يتغير.

الاختبارات التي تستحق المشاهدة قبل أن تبحر الوحدة

شهد FAT علىمحول الرياح البحرية300 ميجا فولت أمبير تكفي لمدة يومين في منطقة الاختبار وأسبوع من السفر. العطل الموجود على المنصة هو سفينة ورافعة ونافذة للطقس. إن الأمور الاقتصادية ليست متقاربة، ومع ذلك فإن قائمة الشهود هي المكان الذي يحاول فيه المشترون توفير المال.

تتبع الاختبارات الروتينية واختبارات النوع IEC 60076-1 و60076-3: مقاومة اللف، والنسبة ومجموعة المتجهات، وعدم التحميل وفقدان الحمل، وجهد المعاوقة، ومقاومة العزل، وتحمل تردد الطاقة، ونبض البرق، والتفريغ الجزئي، وارتفاع درجة الحرارة وقوة الصوت. اثنان يستحقان الاهتمام. يتم الحكم على التفريغ الجزئي على أساس الاتجاه خلال مدة الاختبار الكاملة، وليس على رقم نجاح واحد. ارتفاع درجة الحرارة يعني فقط شيئًا مع الإعلان عن مرحلة التبريد، لأنه لا يمكن بيع نتائج ONAN كقدرة ONAF.

بعيدًا عن الاختبارات الكهربائية، اطلب سجل الطلاء: النظام، وشبكة السمك، والالتصاق، ورذاذ الملح الناتج من نفس الدفعة. اطلب حساب تثبيت البحر وخطة الرفع وسجلات اللحام NDT على الخزان. يصبح اللحام ذو الثقب البحري بعيدًا عن الشاطئ بمثابة لمعان زيتي وإخطار وسؤال لشركة التأمين.

ما الذي يجب أن يثبته مصنع المحولات المغمورة بالزيت

يتم منح الحزم الخارجية بناءً على الأدلة، وليس لغة الكتيب. عندما يقوم المشتري بتدقيقمصنع المحولات المغمورة بالزيتبالنسبة للعمل الساحلي أو البحري، يخبرك خليج الاختبار في ساعة واحدة أكثر مما يقوله الكتالوج في أسبوع، وتخبرك الأوراق ما إذا كان خليج الاختبار يقول الحقيقة.

ما يجب أن يكون مرئيًا: مولد نبضات بحجم يناسب BIL للوحدة، ومختبر تفريغ جزئي محمي بخلفية أقل من حد القبول، وإمكانية ارتفاع درجة الحرارة عند التصنيف الكامل، وخط طلاء يمكنه حمل نظام CX بسمك موثق. ثم الأدلة الباهتة: سجل المعايرة، وسجل عدم المطابقة مع عمليات الإغلاق، واللحامين المؤهلين وفقًا لمعايير معترف بها.

تدير شركة Ryan Electric مساحة تصنيع تبلغ 120,000 متر مربع مع أكثر من 180 مجموعة من معدات الإنتاج والاختبار و37 براءة اختراع، كما أنها حاصلة على اعتراف UL وCSA وIEEE وDEKRA وCNAS. منذ عام 2023، أصبحنا شريكًا في مشروع إيتون المشترك. تغطي خطوط محولات الطاقة بقدرة 66 كيلو فولت و110 كيلو فولت و161 كيلو فولت الفئات التي تستخدمها أنظمة التجميع والتصدير هذه، ويتم شحن كل وحدة بسجل اختبار بدلاً من ملخص.

تقويم المشتريات وأربعة أخطاء باهظة الثمن

يوجد محول تصدير على المسار الحرج لكل مشروع خارجي. يحتاج تجميد التصميم إلى بيانات الكابلات ودراسة مستوى الخطأ ورسومات الواجهة العلوية، ونادرًا ما تصل هذه الثلاثة في نفس الشهر. تعد نافذة الطلب حتى التسليم من 12 إلى 18 شهرًا أمرًا واقعيًا بالنسبة لوحدة كبيرة، ويجب أن يكون تاريخ FAT معلقًا على جدول التكامل العلوي بدلاً من توقيع العقد.

• نقلا عن وحدة تصدير 220 كيلو فولت مقابل IEC 60076-16.
• تحديد C5-M، وهي فئة تم استبدالها بمراجعة ISO 12944 لعام 2017، بدلاً من CX وIm4.
• ترك نقاط التثبيت والرفع البحرية إلى الشركة المصنعة بعد تجميد تصميم الخزان.
• الشراء بسعر MVA وتجاهل خسارة عدم التحميل.

هذا الأخير لديه رقم مرفق. إن الفرق بمقدار 100 كيلووات في فقدان عدم التحميل، على وحدة تشهد 4200 ساعة تحميل كاملة مكافئة سنويًا، هو 420 ميجاوات في الساعة سنويًا وحوالي 12.6 جيجاوات في الساعة على مدى 30 عامًا. بسعر 90 دولارًا أمريكيًا/ ميجاوات في الساعة، أي ما يقرب من 1.1 مليون دولار أمريكي قبل أي سعر للكربون، وهو أكثر من الفارق بين معظم العطاءات المتنافسة.

إذا كانت الحزمة البحرية أو الساحلية لا تزال على لوحة الرسم، أرسل لنا مخططًا أحادي الخط، وجهد التصدير وحدود النقل. سنقوم بإرجاع مظروف الوحدة وتقدير الخسارة وخطة الاختبار التي يمكن إرسالها مباشرة إلى مساح الضمان البحري. اكتب إلى Ryancustomerinquiry@redq.cc أو استخدم نموذج الاتصال على ryan-transformers.com.

نبذة عن الكاتب: المؤلف هو أحد كبار مهندسي التطبيقات في شركة Ryan Electric، ويعمل على محولات الطاقة المغمورة بالزيت لمشاريع المرافق العامة والمتجددة والصناعية. وهو يدعم حزم المحطات الفرعية البحرية والساحلية من خلال مراجعة المواصفات، وتجميد التصميم واختبار المصنع، ويكتب عن التفاصيل التي تقرر ما إذا كانت الوحدة تعمل بشكل نظيف أو تصبح مطالبة.