أرسل إلينا أحد مهندسي المطاحن في جنوب شرق آسيا رسالة من سطرين الشهر الماضي: كان المحول الرئيسي الوارد يعمل بدرجة حرارة أعلى بمقدار 12 درجة من النقطة الساخنة التصميمية، ولم يتم تحميل أي وحدة تغذية بشكل زائد. استغرق الجواب ساعة للعثور عليه، ولم يكن في المفاتيح الكهربائية. تمت إضافة أربعة محركات تكرير مغذية إلى الخط على مدى ثلاث سنوات، وكان الطيف التوافقي الذي أنتجته يسخن الملف بينما يجلس مقياس التيار بشكل مريح أسفل لوحة الاسم. لم يتعثر شيء. كان اللف ببساطة يطبخ.
هذا هو النمط وراء معظم حالات فشل المحولات المبكرة في هذه الصناعة، وهذا هو السببمحول مطحنة اللب والورقلا علاقة للاختيار تقريبًا باختيار كيلو فولت أمبير من الكتالوج. الطاحونة ليست مركز بيانات وليست محطة فرعية للمرافق. حمولته عبارة عن مزيج من عمليات تشغيل المحرك الكبيرة جدًا وتوافقيات القيادة المستمرة والعمل على مدار الساعة في الهواء الرطب دائمًا. إذا أخطأت في أحد هذه الأخطاء الثلاثة، فستستمر الوحدة في اجتياز اختبارات المصنع، وستفشل قبل ثلاث سنوات.
ما الذي يجعل حمل مصنع الورق مختلفًا؟
ثلاث خصائص تفصل المطحنة عن المنشأة الصناعية المتوسطة. الأول هو حجم المحرك: يتم تصنيف المصافي وآلات تقطيع الورق وأقسام آلات الورق بالميغاواط، وفي الكثير من المطاحن التي تم بناؤها قبل عام 2005، لا تزال تبدأ العمل مباشرة عبر الإنترنت. والثاني هو محتوى المحرك: يمكن للخط الحديث تشغيل 60 إلى 80 محركًا متغير التردد من نفس الناقل، مما يحول موجة جيبية نظيفة تبلغ 50 أو 60 هرتز إلى شيء لم يتم اختبار ارتفاع درجة الحرارة عليه مطلقًا. والثالث هو الغلاف الجوي - البخار، والمياه البيضاء، وغبار اللب، والبخار الكيميائي، الذي يتقاسم الغرفة مع المعدات.
إن الوزن الكهربائي لتلك الأحمال هو السبب وراء استمرار المختبرات الوطنية في دراسة هذا القطاع. الدراسة عرض النطاق الترددي لوزارة الطاقة الأمريكية حول صناعة اللب والورقيضع استهلاك الطاقة في الموقع على مستوى القطاع عند 2,110 تيرابايت سنويًا، مع فرصة توفير حالية تبلغ 465 تيرابايت سنويًا. يعد تجفيف الورق (111 تيرابايت) والنهاية الرطبة لآلة الورق (67 تيرابايت) أكبر عنصرين على مستوى العملية في هذه الفرصة - وكلاهما، في جوهرهما، يتم تغذية أحمال المحرك والمحرك من خلال محولات التوزيع الخاصة بك.
لا شيء من هذا يغير فيزياء المحول. إنه يغير الافتراضات المسموح لك بالقيام بها عند تحديد واحدة.
بدء تشغيل المصفاة: حيث يتم تحديد حجم المحول، وليس اختياره
هذا هو الجزء الذي يعرفه معظم مهندسي المطاحن ولكن نادرًا ما يكتبونه في المواصفات: يسحب المحرك التعريفي NEMA Design B ما يقرب من ستة أضعاف تيار الحمل الكامل عند الدوار المغلق. قم بقياس ذلك إلى محرك تكرير بقدرة 4 ميجاوات عند 4.16 كيلو فولت، ويجب على المحول المنبع أن يحمل تدفق البداية لعدة ثوانٍ دون سحب جهد الناقل إلى أسفل بما يكفي لإيقاف المحرك الذي يغذيه - أو إزعاج كل محرك آخر متصل بنفس الناقل.
المعاوقة المئوية تقرر تلك النتيجة. مقاومة منخفضةمحول ثلاثي الطور مخصصينتج انخفاضًا أصغر في الجهد أثناء البداية، ولكنه يسمح أيضًا بمرور تيار دائرة قصر أعلى، والذي يجب على المفاتيح الكهربائية وإعدادات الحماية البقاء عليه. تعمل الوحدة ذات المعاوقة العالية على حماية مجموعة المفاتيح الكهربائية وتجعل البداية أسوأ. لا يمكنك تحسين جانب واحد دون الدفع على الجانب الآخر، وعادة ما يؤدي تصنيف المفاتيح الكهربائية الموجودة في المصنع إلى إصلاح السقف.
إن قاعدة العمل الخاصة بنا فيما يتعلق باستفسارات المطاحن بسيطة. احسب الانخفاض عند أطراف المحرك باستخدام طريقة البدء الفعلية، واحتفظ به في حدود 10-15%. عندما يعود الرقم أسوأ من ذلك، يكون الإصلاح عادةً عبارة عن بداية بسيطة، أو بداية جهد منخفض على المصفاة، أو صنبور مختلف - وليس محولًا أكبر. يعد شراء وحدة أكبر هو الطريقة الأكثر تكلفة لحل مشكلة البداية.
توافقيات VFD: حيث تختفي السعة بهدوء
لا يتم تصنيف المحول الذي اجتاز اختبار ارتفاع درجة الحرارة على حمل خطي تلقائيًا لحافلة يتم تغذيتها بمحرك الأقراص. تعمل التيارات التوافقية على زيادة فقدان التيار الدوامي في اللفات تقريبًا مع مربع الترتيب التوافقي، وبالتالي تتركز الحرارة داخل الملف بدلاً من الانتشار عبر القلب وأسطح التبريد. لا تصف لوحة الاسم kVA ما تبقى بعد ذلك.
المعيار الذي يحدد ذلك هومعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات C57.110-2018، الذي يطبق عامل الخسارة التوافقية على مكون خسارة الدوامة ويستمد الحد الأقصى للتيار المسموح به تحت تصنيف الحمل الخطي. نادرًا ما يكون ناتج هذا الحساب 100% من اللوحة.
يتبع ذلك نتيجتان عمليتان. قم إما بتحديد وحدة ذات تصنيف K لحافلة القيادة، أو زيادة حجم المحول وقبول خسارة عدم التحميل التي تأتي مع الحديد الإضافي. ثم انظر إلى المنبع: محرك ذو 18 نبضة، أو واجهة أمامية نشطة أو بنك مرشح سلبي يغير الطيف التوافقي الذي يراه المحول. إضافة فلتر لإصلاح مشكلة حركية وتخطي سؤال المحول خطأ شائع ومكلف.
كلمحول مطحنة اللب والورقنقتبس خطًا ثقيلًا لمحرك الأقراص يبدأ من قائمة محركات الأقراص بدلاً من قائمة التحميل. نسأل عن عدد محركات الأقراص ورقم النبض والتشوه الحالي المتوقع قبل أن يناقش أي شخص كيلو فولت أمبير.
الهواء والماء والغبار المسببة للتآكل: خيارات التعبئة والتغليف
في الغرفة الكهربائية الرطبة، تصل نسبة الرطوبة إلى أكثر من 80% معظم أيام السنة، وتتساقط خطوط البخار، ويتم الغسيل وفقًا لجدول زمني. تلك هي البيئة التي يعيش فيها أمحول مطحنة اللب والورقعادةً ما يموت مبكرًا - ليس بسبب الحمل الزائد، ولكن بسبب تتبع الرطوبة عبر العزل والتآكل في هيكل التثبيت الأساسي.
إن مطابقة البناء بالموقع تستحق أكثر من أي بند منفرد في المواصفات:
| الموقع في المطحنة | البناء الذي نحدده | لماذا يهم |
| النهاية الرطبة وقاعة الآلات (الرطبة والمغسلة) | الراتنج المصبوب أو النوع الجاف VPI، غلاف IP54، سخانات مضادة للتكثيف | مقاومة للرطوبة وغبار اللب مع عدم احتواء السائل |
| مطحنة اللب ومنطقة الاسترداد (البخار المتآكل) | النوع الجاف من الراتنج المصبوب، عزل من الفئة H، ملفات محكمة الغلق | لا يوجد زيت لعينة أو تسرب. لف محمية من البخار |
| ساحة خارجية ومحطة فرعية | خزان مغمور بالزيت، محمي ضد التآكل، محكم الغلق أو حافظ | تقييمات أعلى ورفض أفضل للحرارة في الهواء الطلق |
| ربطة المرافق وأداة التنحي الرئيسية (أعلى من 10 ميجا فولت أمبير) | زيت مغمور بـ OLTC، نقطة ساخنة مراقبة | تنظيم الجهد عبر حمولة طاحونة تتأرجح طوال اليوم |
A محول الراتنج المصبوبهو الوضع الافتراضي لمواقع المطاحن الداخلية حتى 5 ميجا فولت أمبير تقريبًا، نظرًا لأن اللف لا يحتوي على ورق عازل استرطابي حتى يجف. علاوة على ذلك، تظل الوحدات المغمورة بالزيت هي الخيار العملي لعملية التنحي الرئيسية - ولكن طلاء الخزان ونظام الحفاظ على الزيت هما اللذان يحددان ما إذا كانت الوحدة ستبقى على قيد الحياة لمدة عشر سنوات أو خمسة وعشرين عامًا.
جاري التحميل ونقاط الاتصال والقطع الاحتياطية التي ستحتاج إليها
ماكينة الورق لا تتوقف من أجل الراحة. تعمل الطاحونة على مدار الساعة مع إغلاق مخطط له كل 12 إلى 24 شهرًا، لذلك يجب على المحول أن يحتفظ بتحميله في بيئة قد تصل إلى 40-45 درجة داخل قاعة الآلة. هذا هو المكان الذي يكتسب فيه دليل التحميل مكانته:معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات C57.91-2011يحدد المقدار الذي يمكن لوحدة الزيوت المعدنية أن تحمله فوق لوحة الاسم، ولأي مدة، بناءً على درجة حرارة النقطة الساخنة بدلاً من رقم ثابت على اللوحة.
شخصيتان تقرران عمر الوحدة. الأول هو الارتفاع الكبير الذي يضمنه المورد؛ والآخر هو المحيط الذي تقيسه بالفعل. القاعدة الأساسية طويلة الأمد - عمر العزل ينخفض إلى النصف لكل 6-8 كلفن من درجة حرارة النقطة الساخنة الإضافية - لا تزال سارية، وهذا هو السبب في أن المحول الذي يعمل بمقدار 12 درجة فوق التصميم ليس "جيدًا لأنه لم يتعطل بعد". لقد فشلت في وقت مبكر، على خطة التقسيط.
ثم خطط للقطعة الاحتياطية قبل أن تحتاج إليها. في سوق العرض الحالي، يعني ذلك الاحتفاظ بوحدة احتياطية، أو على الأقل فتحة إنتاج محجوزة، بدلاً من افتراض أنه يمكن الحصول على مصدر بديل داخل نافذة إيقاف التشغيل. بالنسبة للمطحنة التي تحتوي على محول رئيسي واحد، فإن هذا هو أرخص تأمين في الموقع.
كيف نبني محولات الطاحونة
نقوم ببناء وحدات من النوع الجاف والمغمورة بالزيت للأحمال الصناعية من منشأة تبلغ مساحتها 120,000 متر مربع في جيانغسو مع 180+ مجموعات من معدات الإنتاج والاختبار و37 براءة اختراع مسجلة. تعتبر Ryan Electric شريكًا في مشروع Eaton المشترك منذ عام 2023، وتغطي محفظة الشهادات UL وCSA وIEEE وDEKRA وCNAS وCE.
بالنسبة لمشاريع المطاحن، تبدأ المحادثة بقائمة محركات الأقراص وطريقة البدء، وليس كيلو فولت أمبير. يتم اختبار وحدات الراتنج المصبوب المخصصة للغرف الرطبة بشكل روتيني بما في ذلك قياس التفريغ الجزئي، ويترك كل طلب مع بيانات ارتفاع درجة الحرارة والرسومات وتقرير الاختبار في حزمة واحدة - الوثائق التي يجب على فريق المشروع تسليمها إلى شركة التأمين الخاصة به وفائدتها.
A محول الراتنج المصبوبأمرت لغرفة رطبة ومحول ثلاثي الطور مخصصتم تصميمها لحافلة تكرير بقدرة 4.16 كيلو فولت، وتغادر نفس المصنع، وتشترك في عنصر واحد بالضبط من المواصفات: درجة الحرارة المحيطة. كل شيء آخر عنهم مختلف. هذا هو الهدف الأساسي من تحديد واجبات المطحنة بدلاً من الشراء بواسطة كيلو فولت أمبير.
أرسل لنا قائمة محركات الأقراص الخاصة بك أولاً
إذا كنت تحدد أمحول مطحنة اللب والورقبالنسبة لخط جديد أو إعادة البناء أو الاستبدال، أربع وثائق تحسم الإجابة بشكل أسرع من أي كتالوج: قائمة محركات الأقراص مع أرقام النبض، وطريقة البدء وتيار الدوار المقفل لكل محرك كبير، والبيئة المحيطة والرطوبة المقاسة في الغرفة، وهدف التكرار الخاص بك مقابل جدول إيقاف التشغيل. إرسال تلك من خلالريان-transformers.comوسيعود مهندسونا بعرض كبير ومختبر وموثق بدلاً من قائمة الأسعار.
عن المؤلف:تمت كتابة هذا المقال بواسطة الفريق الهندسي في Ryan Electric، أحد شركاء مشروع Eaton المشترك والشركة المصنعة للمحولات المعتمدة من UL/CSA في جيانغسو، الصين، والتي تخدم عملاء اللب والورق والتعدين والمرافق ومراكز البيانات في جميع أنحاء أمريكا الشمالية وأمريكا اللاتينية وجنوب شرق آسيا والشرق الأوسط.
