水処理プラント用変圧器: 選択、サイジング、および用途

水処理プラント停電に関しては、まったく寛容ではありません。パンプス走り続けなければならない、送風機通気を維持する必要がある、濾過システムオンライン状態を維持する必要があり、制御装置プロセス全体を動かし続けなければなりません。このすべての電気機器の背後には、通常、重要なインフラストラクチャが 1 つあります。浄水場用変圧器アプリケーション。

適切な変圧器を選択することは、単に合計 kVA を見て次に利用可能なサイズを選択するだけの問題ではありません。上下水道施設には電気に関する独自の課題があります。大型モーターは高い始動電流を消費する可能性があり、VFD は高調波を導入する可能性があり、動作環境は湿気、埃、または化学的に攻撃的である可能性があります。これらの条件を考慮して変圧器を選択する必要があります。

EPC 請負業者、電気技術者、プラント所有者、および調達チームにとって、最初に変圧器の仕様を正しく把握しておくことで、後で多くの問題を回避できます。

浄水場用変圧器とは何ですか?

A 浄水場の変圧器入力電圧をプラントの配電システムおよび機器に適したレベルに変更するために使用されます。

典型的な電源配置は次のようになります。

商用電源 → 高圧開閉装置 → 変圧器 → 低圧開閉装置 → MCC/PCC → ポンプ、ブロワー、モーターおよび補助機器

商用電源の電圧は国やプロジェクトによって異なる場合があります。一般的な中電圧レベルには、11 kV、22 kV、33 kV などがあります。-次に、変圧器はこの電圧を 400 V、415 V、480 V などの使用可能な低電圧レベルに降圧します。{6}

もちろん、実際の電圧比は常に公共施設の電源とプロジェクトの設備要件に基づく必要があります。

変圧器の主な仕事は単純明快で、安定した信頼性の高い電力供給を提供することです。しかし、処理工場では、それ以上のことが行われます。

どの変圧器タイプが適していますか?

ここには普遍的な答えはありません。最適な変圧器は、プラントの規模、電圧レベル、場所、環境条件、負荷プロファイルによって異なります。

モーター負荷が大きい大規模な処理プラントの場合、油入変圧器-特に屋外の変電所では実用的な選択肢となります。これらの変圧器は効果的な冷却を提供し、幅広い容量で入手可能です。

屋内電気室の場合、乾式変圧器-多くの場合、より便利です。変圧器油を管理する必要がなく、部屋が適切に設計されていれば、発電所の低電圧配電設備の近くに設置できます。-

耐湿性と屋内での動作が重要な場合には、鋳造樹脂変圧器も選択肢となります。

水処理プラントの変圧器のサイズを決める方法

変圧器のサイジングには細心の注意が必要です。すべてのモーターおよび電気機器の銘板定格を単に合計するだけでは、通常、非常に単純すぎる答えが得られます。

水処理プラントは、必ずしもすべての負荷を同時にフル稼働で稼働させる必要はありません。ポンプは水の需要に応じて動作し、ブロワーは VFD によって制御され、一部の処理装置は断続的に動作する場合があります。

同時に、変圧器の選択に大きな影響を与える可能性のある負荷がいくつかあります。

単純化した計算は次のように記述できます。

変圧器 kVA=最大需要 (kW) ÷ 力率

たとえば、プラントの最大需要が 1,000 kW、力率が 0.90 の場合、次のようになります。

1,000 ÷ 0.90=約 1,111 kVA

これは、プロジェクトが 1,111 kVA の変圧器を自動的に注文する必要があるという意味ではありません。最終的な定格を選択する前に、標準変圧器定格、設計マージン、モータ始動、高調波、周囲温度、将来の拡張性、および冗長性をすべて考慮する必要があります。

言い換えれば、計算は出発点であり、設計全体ではありません。

モーターの始動と大きなポンプ負荷

大型ポンプとブロワー変圧器のサイズ設定が少し難しくなる可能性があります。

大型モータがラインを介して直接始動すると、その始動電流は通常の動作電流よりも数倍大きくなる可能性があります。複数の大型モーターが同時に始動すると、一時的な需要が大きくなり、電圧降下が発生する可能性があります。

これが、モーターを選択するときに-モーターの始動条件を検討する必要がある理由の 1 つです。浄水場用変圧器プロジェクト。

多くの最新の施設ではソフトスターターまたはVFDモーター制御を改善し、始動ストレスを軽減します。これらのデバイスにより、電気システムの始動プロセスがはるかに簡単になります。しかし、彼らは高調波という別の考慮事項を導入しています。

VFD と高調波

VFD は水処理施設でますます一般的になっています。これにより、ポンプとブロワーを常に全速力で動作させるのではなく、実際に必要な速度で動作させることができます。これにより、有意義なエネルギー節約が可能になります。

トレードオフは、VFD が非線形負荷であり、高調波電流を生成する可能性があることです。

高調波が過剰になると、トランスのさらなる加熱、損失の増加、電圧歪み、および敏感な電気機器の問題を引き起こす可能性があります。

したがって、多数の VFD を備えた施設の場合、エンジニアは次のことを考慮する必要があります。K-定格の変圧器, 高調波-緩和変圧器、高調波フィルタ、またはその他の電力品質ソリューション-。

ただし、すべての VFD アプリケーションに対して特別なトランスフォーマーを自動的に指定する必要はありません。決定は、実際の電気システムと測定または計算された高調波成分に基づいて行う必要があります。

屋内および屋外への設置

変圧器の周囲の環境は、見た目よりも重要です。

屋外の水処理施設では、電気機器が雨、湿気、温度変化、粉塵、腐食物質にさらされる可能性があります。したがって、変圧器の筐体、表面保護、換気、および冷却の配置は、実際の現場の条件に応じて選択する必要があります。

屋内設置には独自の要件があります。変圧器室には、十分な換気、適切な隙間、適切な周囲条件、および検査とメンテナンスのための適切なアクセスが必要です。

処理プラントが海岸に近い場合、または腐食性化学物質を含む雰囲気で稼働している場合は、腐食防止に特別な注意を払う必要があります。これは、調達時には些細なことのように見えても、後で修正すると高額な費用がかかる可能性がある詳細の 1 つです。

信頼性、冗長性、保護

重要な水道インフラでは、変圧器の冗長性を検討する価値があります。プラントでは、1 つのユニットがオフラインになった場合でも重要な負荷が動作し続けることができるように、2 つ以上の変圧器を使用する場合があります。

電気システムでは、変圧器と予備発電機および自動転送システムを組み合わせる場合もあります。繰り返しになりますが、適切なアプローチは工場のプロセス要件と地域の規制によって異なります。

変圧器の保護も同様に重要です。変圧器のタイプと電圧レベルに応じて、システムには過電流保護、短絡保護、温度監視、サージ保護、差動保護、その他の保護装置が含まれる場合があります。-

変圧器を独立した機器として扱うべきではありません。その保護は、上流および下流の開閉装置と適切に調整する必要があります。

規格と変圧器の仕様

国際的な水処理プロジェクトが一般的に参照されているIEC 60076変圧器の要件については、北米のプロジェクトでは関連するものを使用する場合があります。IEEE C57規格。

変圧器の最終仕様には、定格電力、電圧比、絶縁レベル、温度上昇、インピーダンス、短絡耐量、冷却方法、騒音レベル、効率、タップ切換器の要件、筐体保護、テストが含まれる場合があります。{0}

重要な点は、実際のプロジェクトに基づいて仕様を構築することです。一般的な変圧器のデータシートが複雑な処理施設に十分であることはほとんどありません。

水処理用途向け Yawei 変圧器

江蘇亜威変圧器株式会社.電力を供給し、産業およびインフラプロジェクト向けの配電変圧器ソリューション。

のために浄水場用変圧器、変圧器は、プロジェクトの電圧レベル、容量、負荷特性、設置環境、および適用される規格に基づいて設計できます。用途に応じて、これには油浸式または乾式変圧器ソリューションが含まれる場合があります。-

EPC 請負業者やプラント所有者にとって、変圧器メーカーとの早めのコミュニケーションにより、調達プロセスがよりスムーズになります。負荷リスト、電圧要件、モーター情報、VFD の割合、設置条件、将来の拡張計画を共有することで、メーカーは変圧器を選択するためのより良い基準を得ることができます。

結論

A 浄水場用変圧器アプリケーションにはかなり要求の厳しい仕事が伴います。ポンプ、ブロワー、モーター、制御システム、その他の機器に確実に供給する必要があり、多くの場合、ダウンタイムをほとんど許容せずに長期間にわたって供給する必要があります。

したがって、適切な変圧器は、基本的な kVA 容量以外にも目を向けて選択されます。モーターの始動、VFD 高調波、力率、設置条件、将来の拡張、冗長性、冷却、保護がすべて重要です。

都市の水処理プラント、廃水施設、ポンプ場、および工業用水プロジェクトでは、適切に設計された変圧器が、プラントの安定的かつ効率的な動作のための電気基盤を提供します。また、変圧器が最初から正しく指定されていれば、残りの電気システムの管理がはるかに簡単になる傾向があります。

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