?

Σύνοψη. Η επιλογή ενός ενεργού φίλτρου αρμονικών για εξόρυξη είναι μια απόφαση αξιοπιστίας πριν από μια απόφαση ποιότητας ισχύος. Οι εκσκαφείς, οι γερανοί, οι μεταφορικές ταινίες, οι θραυστές και οι χώροι συγκόλλησης παράγουν φορτία κρούσης, ενδιάρμονικες και σοβαρό τρεμόπαιγμα σε δίκτυα που είναι συχνά αδύναμα, υποστηριζόμενα από γεννήτριες και ηλεκτρικά απομακρυσμένα. Αυτός ο οδηγός εξηγεί πώς τα βαριά βιομηχανικά φορτία παράγουν παραμόρφωση που διαφέρει από τα σταθερά φορτία κίνησης, γιατί υπάρχουν οι περιβλήματα κλάσης 690 V και IP54, πώς να υπολογίσετε την αντιστάθμιση για κυκλική λειτουργία αντί για μέση ζήτηση, και τι να καθορίσετε όταν ο χώρος λειτουργεί με γεννήτριες για μέρος του έτους. Ολοκληρώνεται με έναν πίνακα επιλογής για τυπικά φορτία εξόρυξης και βαριάς επεξεργασίας και ένα πρόγραμμα συντήρησης που διατηρεί ένα φίλτρο σε λειτουργία σε σκόνη, ζέστη και δονήσεις.

Τι κάνει τα προβλήματα αρμονικών βαριάς βιομηχανίας διαφορετικά;

Ένα σταθερό φορτίο κίνησης παράγει ένα σταθερό φάσμα: 5ης και 7ης τάξης, περίπου ανάλογο με το φορτίο, που μεταβάλλεται αργά. Ένα φορτίο εξόρυξης ή βαριάς επεξεργασίας παράγει το αντίθετο. Ένας εκσκαφέας ή γερανός αντλεί ρεύμα σε παύσεις, ένας θραυστής ξεκινά υπό φορτίο, ένας χώρος συγκόλλησης πυροδοτείται αρκετές φορές το λεπτό, και ένας φούρνος τόξου παράγει ένα συνεχώς μεταβαλλόμενο φάσμα με ενδιάρμονικες μεταξύ των ακέραιων τάξεων. Το υλικό αντιστάθμισης πρέπει να ακολουθεί αυτές τις αλλαγές, γι' αυτό ο χρόνος απόκρισης και η ικανότητα υπερφόρτωσης έχουν μεγαλύτερη σημασία σε αυτόν τον τομέα από ό,τι στα εμπορικά κτίρια.

Το επίπεδο τάσης είναι η δεύτερη διαφορά. Πολλά δίκτυα εξόρυξης διανέμουν στα 690 V για να μειώσουν το ρεύμα και το μέγεθος των καλωδίων, και ο εξοπλισμός πρέπει να κατασκευαστεί για αυτήν την τάση με κατάλληλες αποστάσεις, αποστάσεις διαρροής και μόνωση. Τα συστήματα στα 690 V τείνουν επίσης να έχουν μακρούς τροφοδότες και σχετικά χαμηλά επίπεδα σφάλματος, οπότε το αρμονικό ρεύμα παράγει μεγαλύτερη παραμόρφωση τάσης από ό,τι σε έναν άκαμπτο πίνακα 400 V.

Η τρίτη διαφορά είναι το περιβάλλον. Τα φίλτρα που εγκαθίστανται σε χώρους επεξεργασίας αντιμετωπίζουν σκόνη, υγρασία, δονήσεις, ευρείες διακυμάνσεις θερμοκρασίας περιβάλλοντος και, συχνά, ένα περίβλημα που πρέπει να πλένεται. Αυτό οδηγεί σε προστασία IP54, σφραγισμένες εισόδους καλωδίων, φιλτραρισμένο εξαερισμό ή εναλλάκτες θερμότητας, και θερμικό σχεδιασμό που υποθέτει βρώμικο ψυγείο αντί για καθαρό.

Η τέταρτη διαφορά είναι λειτουργική: τα παράθυρα συντήρησης είναι σύντομα και απομακρυσμένα. Ένα φίλτρο που απαιτεί επίσκεψη ειδικού για κάθε βλάβη δεν θα συντηρηθεί. Η αρθρωτή κατασκευή, η πρόσβαση από μπροστά, η σαφής διάγνωση και τα τοπικά αποθηκευμένα ανταλλακτικά καθορίζουν αν η συσκευή εξακολουθεί να λειτουργεί τρία χρόνια μετά την έναρξη λειτουργίας.

Οι ενδιάρμονικες είναι το δύσκολο κομμάτι. Μεταξύ των ακέραιων τάξεων βρίσκονται στοιχεία που παράγονται από κυκλομετατροπείς, μεταβλητής συχνότητας γερανούς και διαδικασίες τόξου. Δεν καλύπτονται από τον πίνακα τάξης αρμονικών, οπότε η αποτελεσματικότητα ενός φίλτρου εξαρτάται από το εύρος ζώνης του ελεγκτή αντί για την επιλογή τάξης. Η μέτρηση είναι επίσης δυσκολότερη: οι τυπικοί αναλυτές αρμονικών τις συγκεντρώνουν ασυνεπώς, οπότε δύο έρευνες μπορεί να διαφέρουν. Όπου υποπτεύονται ενδιάρμονικες, καταγράψτε ακατέργαστα κυματομορφόγραμμα και αναθεωρήστε τα με έναν ειδικό πριν καθορίσετε την προδιαγραφή.

Γιατί η βαριά βιομηχανία χρειάζεται εξειδικευμένη αντιστάθμιση

1. Τα φορτία κρούσης καταστρέφουν την αργή αντιστάθμιση. Ένα φίλτρο που χρειάζεται 40 ms για να αντιδράσει δεν μπορεί να βοηθήσει ένα φορτίο που κάνει άλμα σε 10 ms. Η τάξη 690V 200A για εξόρυξη AHF υπάρχει ακριβώς για κυκλική λειτουργία, όπου η ανίχνευση υπο-κύκλου είναι η διαφορά μεταξύ ενός μετρήσιμου αποτελέσματος και μιας συσκευής που απλώς υποδεικνύει ότι λειτουργεί.

2. Το τρεμόπαιγμα είναι θέμα άδειας λειτουργίας. Οι εργασίες εξόρυξης κρίνονται συχνά από γειτονικούς πελάτες και από την εταιρεία ηλεκτρισμού ως προς τη σοβαρότητα του τρεμοπαίγματος. Η γρήγορη αντιδραστική και αρμονική αντιστάθμιση μειώνει το ορατό αποτέλεσμα των φορτίων κρούσης, προστατεύοντας την άδεια λειτουργίας σε περιοχές όπου τα παράπονα οδηγούν σε επιβολή.

3. Η λειτουργία γεννήτριας πρέπει να είναι σταθερή. Χώροι χωρίς άκαμπτο δίκτυο λειτουργούν με γεννήτριες μέρος του έτους, και η αντίσταση πηγής της γεννήτριας είναι υψηλή. Το φίλτρο χρειάζεται σύνολα παραμέτρων και για τις δύο λειτουργίες, και η εναλλαγή πρέπει να είναι αυτόματη και επαληθευμένη κατά την έναρξη λειτουργίας.

4. Η προστασία του εξοπλισμού έχει άμεσο όφελος κόστους. Το αρμονικό ρεύμα υπερθερμαίνει κινητήρες, μετασχηματιστές και καλώδια, μειώνει τη διάρκεια ζωής των πυκνωτών και προκαλεί ψευδείς ενεργοποιήσεις οδηγών. Ένα ενεργό φίλτρο ισχύος που προστατεύει τον ηλεκτρικό εξοπλισμό από ζημιές λόγω αρμονικών αποδίδει μέσω αποφυγής διακοπών λειτουργίας, η οποία στην εξόρυξη μετριέται σε τόνους αντί για κιλοβατώρες.

5. Απελευθερώνεται χωρητικότητα καλωδίων και μετασχηματιστών. Απομακρυσμένοι χώροι συχνά περιορίζονται από τη χωρητικότητα του μετασχηματιστή αντί για την παραγωγή. Η μείωση του αρμονικού ρεύματος απελευθερώνει χωρητικότητα χωρίς αναβάθμιση κεφαλαίου στον υποσταθμό.

6. Η αντοχή στη σκόνη και τη ζέστη παρατείνει τη διάρκεια ζωής. Μια σωστά προστατευμένη μονάδα σε σφραγισμένο περίβλημα με εναλλάκτη θερμότητας λειτουργεί ψυχρότερα από ένα τυπικό περίβλημα με αφιλτράριστο εξαερισμό, και η διάρκεια ζωής των πυκνωτών της διπλασιάζεται περίπου για κάθε δέκα βαθμούς μείωσης της θερμοκρασίας.

7. Τα ανταλλακτικά και η υποστήριξη μειώνουν τον κίνδυνο παραγωγής. Ένα αρθρωτό πλαίσιο με τοπικά αποθηκευμένα ανταλλακτικά στοιχεία μετατρέπει μια πιθανή διακοπή πολλαπλών ημερών σε μια ανταλλαγή μιας ώρας. Για ένα ορυχείο που παράγει συνεχώς, αυτό είναι το ισχυρότερο επιχείρημα σε ολόκληρη την εμπορική υπόθεση.

8. Η αντιδραστική υποστήριξη και η εξισορρόπηση συχνά συνοδεύουν την αρμονική λειτουργία. Οι γερανοί, οι εκσκαφείς και οι διαδικασίες τόξου αντλούν μη ισορροπημένο αντιδραστικό ρεύμα καθώς και αρμονικές. Μια συσκευή με αντιδραστική ικανότητα και ικανότητα εξισορρόπησης μπορεί να σταθεροποιήσει την τάση κατά τη διάρκεια μιας ανύψωσης ή μιας τήξης φούρνου, η οποία μειώνει το τρεμόπαιγμα που παρατηρούν οι γείτονες και βελτιώνει τις συνθήκες εργασίας για άλλα φορτία στον ίδιο υποσταθμό.

Πώς να καθορίσετε την αντιστάθμιση για φορτία εξόρυξης και βαριάς επεξεργασίας

Βήμα 1 — Καταγράψτε τον κύκλο λειτουργίας, όχι μόνο τον μέσο όρο. Καταγράψτε τουλάχιστον μία εβδομάδα, συμπεριλαμβανομένου ενός πλήρους κύκλου παραγωγής, και σημειώστε το μοτίβο παύσεων των κυρίαρχων φορτίων. Ένα φίλτρο που υπολογίζεται με βάση τον ημερήσιο μέσο όρο θα είναι ανεπαρκές για την απογευματινή αιχμή που καθορίζει τη μέτρηση συμμόρφωσης.

Βήμα 2 — Επιβεβαιώστε την κλάση τάσης και το επίπεδο προστασίας. Τα συστήματα 690 V χρειάζονται εξοπλισμό δηλωμένο για αυτήν την τάση, και οι χώροι επεξεργασίας χρειάζονται τουλάχιστον IP54. Ελέγξτε την είσοδο καλωδίων, τη σφράγιση της πόρτας και τη μέθοδο ψύξης σε σχέση με τη διαδικασία πλυσίματος του χώρου.

Βήμα 3 — Υπολογίστε με βάση τη βραχυπρόθεσμη λειτουργία καθώς και τη συνεχή. Χρησιμοποιήστε την τιμή RMS σε ένα παράθυρο 200 ms στο μέγιστο ρυθμό παραγωγής, στη συνέχεια επιβεβαιώστε ότι η βραχυπρόθεσμη ικανότητα υπερφόρτωσης της μονάδας καλύπτει την αιχμή της παύσης. Η υπερβολική διάσταση μόνο για τις αιχμές σπαταλά κεφάλαιο· η αγνόηση των αιχμών προκαλεί διακοπές.

Βήμα 4 — Σχεδιάστε για λειτουργία γεννήτριας. Λάβετε την υπομεταβατική αντίσταση της γεννήτριας και επιβεβαιώστε ότι τα όρια κέρδους του φίλτρου είναι κατάλληλα. Πολλοί χώροι απαιτούν ξεχωριστό αρχείο παραμέτρων που επιλέγεται αυτόματα όταν κλείνει ο διακόπτης της γεννήτριας.

Βήμα 5 — Σχεδιάστε την εγκατάσταση για το περιβάλλον. Τοποθετήστε το περίβλημα μακριά από άμεσο πλύσιμο, παρέχετε σκιά όπου είναι δυνατόν, και δρομολογήστε τις εισόδους καλωδίων για να αποτρέψετε την είσοδο νερού. Ένα επιδαπέδιο περίβλημα 75A με εναλλάκτη θερμότητας είναι μια κοινή λύση σε κτίρια επεξεργασίας· κατανεμημένες μονάδες 30A ταιριάζουν σε υποσταθμούς και αίθουσες ελέγχου όπου το περιβάλλον είναι ηπιότερο.

Βήμα 6 — Θέστε σε λειτουργία με ένα βήμα φορτίου σε ρυθμό παραγωγής. Επαληθεύστε την απόκριση, την κατανομή μεταξύ των μονάδων και τη σταθερότητα με την εκκίνηση του μεγαλύτερου κινητήρα. Καταγράψτε την ιχνηλασία και επαναλάβετε τη δοκιμή σε τροφοδοσία γεννήτριας εάν ο χώρος χρησιμοποιεί μία.

Όπου το ορυχείο λειτουργεί επίσης μια μονάδα επεξεργασίας με πιο σταθερά φορτία, χωρίστε την αντιστάθμιση: μια μονάδα βαρέως τύπου στον υποσταθμό του λάκκου ή του γερανού για κυκλική λειτουργία, και τυπικά πλαίσια στους πίνακες της μονάδας. Περιηγηθείτε στη σειρά AHF για να αντιστοιχίσετε τα πλαίσια σε κάθε υποσταθμό, και επιβεβαιώστε τη διαθεσιμότητα ανταλλακτικών μονάδων πριν ο εξοπλισμός φύγει από το εργοστάσιο — οι απομακρυσμένοι χώροι δεν μπορούν να αντέξουν οικονομικά να περιμένουν μια αποστολή να περάσει από το τελωνείο κατά τη διάρκεια μιας εκστρατείας παραγωγής.

Θέση σε λειτουργία σε ζωντανό χώρο. Η παραγωγή σπάνια σταματά για τη θέση σε λειτουργία, οπότε σχεδιάστε δοκιμές γύρω από τις αλλαγές βάρδιας και την προγραμματισμένη συντήρηση. Η Φάση 1 μπορεί να επαληθεύσει τη μονάδα σε μια προσωρινή τράπεζα φορτίου· η Φάση 2 στη συνέχεια επιβεβαιώνει την απόδοση με την πραγματική διαδικασία σε λειτουργία. Ο διαχωρισμός της εργασίας με αυτόν τον τρόπο μειώνει τον αντίκτυπο στην παραγωγή και αφήνει ακόμα ένα τεκμηριωμένο αποτέλεσμα, το οποίο είναι σημαντικό όταν ο χώρος ελέγχεται από μια εταιρική ομάδα μηχανικών εβδομάδες αργότερα.

Ανάπτυξη φορτίου και διάρκεια ζωής ορυχείου. Τα περιουσιακά στοιχεία εξόρυξης αλλάζουν κατά τη διάρκεια της ζωής τους: ένας νέος λάκκος, ένας πρόσθετος μεταφορέας ή μια μονάδα πάστας μπορεί να αλλάξει σημαντικά το φάσμα. Ένα αρθρωτό πλαίσιο με εφεδρική χωρητικότητα, συν μια τεκμηριωμένη διαδικασία για την προσθήκη μιας μονάδας, αξίζει περισσότερο από μια ονομαστικά φθηνότερη μοναδική μονάδα που πρέπει να αντικατασταθεί όταν αυξάνεται το φορτίο.

Έλεγχοι μετασχηματιστή και διακοπτών πριν από την αγορά. Σε έναν υποσταθμό ορυχείου, ο μετασχηματιστής μπορεί ήδη να λειτουργεί πάνω από την αρμονική του ονομαστική τιμή, και ο διακόπτης μπορεί να έχει χαμηλότερη συνεχή ονομαστική τιμή ρεύματος από ό,τι υποδηλώνει η πινακίδα όταν το φορτίο είναι παραμορφωμένο. Ελέγξτε τα αρχεία θερμοκρασίας και τις ρυθμίσεις προστασίας πριν από τον υπολογισμό του φίλτρου, επειδή η αντιστάθμιση μπορεί να καλύψει ένα πρόβλημα υπερφόρτωσης που εξακολουθεί να χρειάζεται φυσική αναβάθμιση.

Τεκμηρίωση του κύκλου λειτουργίας για τον προμηθευτή. Παρέχετε το μοτίβο παύσεων, το ρεύμα εκκίνησης του μεγαλύτερου κινητήρα, την υπομεταβατική αντίσταση της γεννήτριας και τις συνθήκες περιβάλλοντος. Ένας προμηθευτής που βλέπει μόνο μια μέση τιμή φορτίου θα προτείνει ένα πλαίσιο που αποδίδει αποδεκτά στα χαρτιά και απογοητεύει στην παραγωγή. Η επιπλέον σελίδα δεδομένων αξίζει περισσότερο από μια έκπτωση.

Κριτήρια αποδοχής χώρου. Συμφωνήστε εκ των προτέρων τι συνιστά επιτυχία: THDi σε ένα καθορισμένο σημείο υπό φορτίο παραγωγής, μείωση τρεμοπαίγματος μετρημένη κατά τη διάρκεια μιας βάρδιας, ή περιθώριο χωρητικότητας βραχυκυκλώματος στον υποσταθμό. Τα έργα εξόρυξης συχνά καθορίζουν πολλά κριτήρια ταυτόχρονα, και ένα φίλτρο που ικανοποιεί ένα μπορεί να υστερεί σε άλλο. Η σύνταξη του πίνακα αποδοχής στην εντολή αγοράς πριν από την αποστολή του εξοπλισμού αποφεύγει την κατάσταση όπου η συσκευή λειτουργεί όπως σχεδιάστηκε, αλλά το έργο κρίνεται αποτυχημένο.

Ενσωμάτωση με την υπάρχουσα αντιστάθμιση. Πολλά ορυχεία λειτουργούν ήδη τράπεζες πυκνωτών ή κλάδους αντιδραστήρων αποσυντονισμού. Η προσθήκη ενός ενεργού φίλτρου χωρίς αναθεώρηση αυτών των εγκαταστάσεων κινδυνεύει συντονισμό και, στη χειρότερη περίπτωση, αστοχία πυκνωτών εντός εβδομάδων. Αναθεωρήστε τα υπάρχοντα kVAr, τον παράγοντα συντονισμού και τη λογική μεταγωγής, στη συνέχεια αποφασίστε αν θα διατηρήσετε, θα επανασυντονίσετε ή θα αφαιρέσετε τον παθητικό εξοπλισμό ως μέρος του ίδιου έργου.

Συχνές Ερωτήσεις

Γιατί τα 690 V είναι κοινά στην εξόρυξη;

Η υψηλότερη τάση μειώνει το ρεύμα για την ίδια ισχύ, γεγονός που επιτρέπει μικρότερα καλώδια σε μεγάλες αποστάσεις και χαμηλότερες απώλειες. Ο εξοπλισμός πρέπει να σχεδιαστεί και να δηλωθεί για 690 V, με αποστάσεις και μόνωση για να ταιριάζει, αντί να προσαρμόζεται από μια πλατφόρμα 400 V.

Μπορεί να εγκατασταθεί ένα τυπικό AHF σε χώρο επεξεργασίας;

Μόνο με την κατάλληλη προστασία. Η σκόνη, η υγρασία και το πλύσιμο απαιτούν IP54 ή καλύτερο, σφραγισμένες εισόδους και μέθοδο ψύξης που δεν εισάγει μολυσμένο αέρα. Τα τυπικά περιβλήματα με αφιλτράριστο εξαερισμό αποτυγχάνουν νωρίς σε αυτό το περιβάλλον.

Πώς υπολογίζω για φορτία κρούσης;

Χρησιμοποιήστε το ρεύμα RMS σε ένα παράθυρο 200 ms στο μέγιστο ρυθμό παραγωγής αντί για τον ημερήσιο μέσο όρο, στη συνέχεια ελέγξτε την ονομαστική τιμή βραχυπρόθεσμης υπερφόρτωσης της μονάδας. Προσθέστε περιθώριο για τη θερμοκρασία περιβάλλοντος και για μελλοντικές προσθήκες φορτίου.

Τι αλλάζει όταν ο χώρος λειτουργεί με γεννήτριες;

Η αντίσταση πηγής της γεννήτριας είναι πολύ υψηλότερη, οπότε οι αρμονικές δημιουργούν μεγαλύτερη παραμόρφωση τάσης και οι βρόχοι ελέγχου μπορεί να γίνουν ασταθείς. Το φίλτρο χρειάζεται ένα ειδικό σύνολο παραμέτρων και αυτόματη επιλογή όταν αλλάζει η τροφοδοσία.

Βοηθάει ένα AHF στην υπερθέρμανση κινητήρων;

Ναι. Η μείωση του αρμονικού ρεύματος μειώνει τις πρόσθετες απώλειες του κινητήρα και τη θερμοκρασία περιέλιξης, η οποία παρατείνει τη διάρκεια ζωής της μόνωσης. Δεν διορθώνει τη μηχανική υπερφόρτωση, αλλά αφαιρεί τη συμβολή των αρμονικών στην υπερθέρμανση.

Πώς πρέπει να οργανωθεί η συντήρηση σε απομακρυσμένο χώρο;

Κρατήστε μία εφεδρική μονάδα τοπικά, εκπαιδεύστε τους ηλεκτρολόγους του χώρου να την αντικαταστήσουν, και παρακολουθήστε τη θερμοκρασία και την κατάσταση της μονάδας απομακρυσμένα. Η προγραμματισμένη επιθεώρηση φίλτρων και ανεμιστήρων δύο φορές το χρόνο αποτρέπει τις περισσότερες βλάβες σε σκονισμένα περιβάλλοντα.

Συμπέρασμα

Τα φορτία εξόρυξης και βαριάς επεξεργασίας τιμωρούν τον εξοπλισμό που σχεδιάστηκε για σταθερή, καθαρή λειτουργία. Καθορίστε την κλάση 690 V όπου το δίκτυο το απαιτεί, επιμείνετε στην προστασία IP54 και σε θερμικό σχεδιασμό που υποθέτει σκόνη, υπολογίστε με βάση τη βραχυπρόθεσμη λειτουργία καθώς και τη συνεχή ζήτηση, και σχεδιάστε για λειτουργία γεννήτριας από την αρχή. Προσθέστε αρθρωτή κατασκευή και τοπικά ανταλλακτικά, και το φίλτρο γίνεται περιουσιακό στοιχείο αξιοπιστίας αντί για άλλη μια συσκευή προς συντήρηση.

Καθορίζετε αντιστάθμιση για ορυχείο ή βαριά εγκατάσταση;Στείλτε μας το μονογραμμικό διάγραμμα, τον κύκλο λειτουργίας του φορτίου και τα δεδομένα της γεννήτριας, και θα προτείνουμε ένα πλαίσιο με τη σωστή κλάση προστασίας, περιθώριο υπερφόρτωσης και σύνολα παραμέτρων για λειτουργία δικτύου και γεννήτριας. Επικοινωνήστε με την ομάδα βαριάς βιομηχανίας μας.