Maden layihələri üçün transformatorun seçilməsi: Şəbəkədən kənar və şəbəkəyə qoşulmuş sahələr üçün əsas nəzərə alınmalı məqamlar

Mədən elektrik təchizatının etibarlılığı birbaşa istehsalat təhlükəsizliyini və iş səmərəliliyini təsir edir. Güc çevrilməsi üçün əsas avadanlıq kimi transformatorun seçimi, bütün mədən elektrik sisteminin sabit işləyib-işləməməsini müəyyən edir. Bununla belə, şəbəkədən kənar və şəbəkəyə qoşulmuş mədənlər güc mənbəyi strukturu və iş rejimi baxımından fundamental fərqlənirlər; buna görə də transformator seçiminin diqqət mərkəzi də fərqli olur. Bu məqalə hər iki ssenari üçün transformator seçiminin əsas məqayisələrini izah edir.

Şəbəkədən kənar mədən tamamilə öz güc mənbələrinə (dizel generatorlar, günəş enerjisi ilə işləyən fotovoltaik sistemlər, enerji saxlama sistemləri və s.) söykənir və xarici elektrik şəbəkəsinə qoşulmur. Sistem özü üçün güc generasiyası və istehlakı arasında real vaxtda balans yaratmalıdır. Bu, güc mənbəyi dalğalanmalarının (məsələn, günəş enerjisi ilə işləyən fotovoltaik sistemlərin periodik xarakteri) enerji saxlama sistemləri və ehtiyat generatorlar tərəfindən udulması deməkdir ki, bu da təchizatın davamlılığına daha yüksək tələblər irəli sürür.

Şəbəkəyə qoşulmuş mədən xarici şəbəkəyə qoşulur; bu, əsas və ya ehtiyat enerji mənbəyi kimi xidmət edir və sabit gərginlik və tezlik dəstəyi təmin edir. Mədən şəbəkədən elektrik enerjisi ala bilər və şərait icazə verərsə, bəzi bərpa olunan enerji qaynaqları ilə özünü qismən təmin edə bilər. Sistem nisbətən daha sadədir.

Mədən layihəsi üçün transformatorun seçimi əvvəlcə quraşdırma yerinin təhlükəsizlik səviyyəsindən asılıdır.

Yağla doldurulmuş transformatorlar soyutma və izolyasiya mühiti kimi izolyasiya yağlarından istifadə edirlər. Onların yüklənməyə davamlılığı yüksəkdir və istilik daşınması yaxşıdır; buna görə də onlar səth altı transformator stansiyaları, açıq quyular və digər aşağı riskli, yüksək yük altında işləyən sahələr üçün uyğundur. Onların alış qiyməti daha aşağıdır, texnologiyası yetişmişdir və yüksək gücü təmin edən şəraitdə yaxşı dəyər təklif edirlər. Lakin izolyasiya yağları sızıntı və yanğın riskini daşıyır və yağın keyfiyyəti müntəzəm olaraq yoxlanmalıdır.

Yağsız transformatorlar izolyasiya üçün epoksi rezin tökməsindən istifadə edin. Onlar yağsız, alov geciktirici və yanğın dayanıqlıdır; bu da onları yüksək qaz konsentrasiyası olan və ya məhdud sahələr olan yeraltı tunellər və iş sahələri üçün uyğun edir. Onlar kompakt, toz- və rütubətkeçirməzdir və sadə gündəlik texniki xidmət tələb edir. Dezavantajları isə daha yüksək alış qiyməti və nisbətən məhdud aşırı yüklənmə tutumudur.

Qısa şəkildə: yüksək riskli yeraltı sahələrdə əvvəlcə quru tipi seçin; səth və aşağı riskli ssenarilərdə yağla soyudulan tiplər üstün tutula bilər.

Tətbiq sahəsinin müqayisəsi

1. Elektrik mənbəyi dalğalanmalarına uyğunlaşma. Şəbəkədən kənar sistemlər tez-tez "dizel generator + günəş PV + enerji saxlama" qarışıq konfiqurasiyasından istifadə edir. PV çıxışı dalğalanmaları və dizel generatorun işə salınması/dayandırılması hər ikisi gərginlik və tezlik dəyişikliklərinə səbəb olur. Transformatorun yaxşı gərginlik tənzimləmə qabiliyyətinə ehtiyac var; gərginlik tənzimlənməsi üçün yüklə işləyən tap-dəyişdirici modeli, elektrik mənbəyi tərəfində tez-tez baş verən dəyişiklikləri idarə etmək üçün lazım ola bilər.

2. Yüklərin təsirinə dözümlülük qabiliyyəti. Mədənlərdəki böyük avadanlıqlar, məsələn, daşları qırma maşınları və kürə şarlar, nominal dəyərdən bir neçə dəfə çox başlanğıc cərəyanı çəkə bilər. Şəbəkədən kənar sistemlər şəbəkənin güclü dəstəyindən məhrumdur, buna görə də transformatorun motorlar işə salındıqda sistemin gərginliyinin kəskin şəkildə düşməsinin qarşısını almaq üçün kifayət qədər yük artımı rezervi olmalıdır. Güc seçimi faktiki yük əyrilərinə əsaslanmalı və mülayim rezervlərlə aparılmalıdır.

3. Daşınma və quraşdırma şəraiti. Uzaq məsafəli mədən sahələrinə aparılan yollar tez-tez məhdud olur, buna görə də transformatorun daşınma ölçüləri, çəkisi və sahədə montajının mümkünlüyü nəzərə alınmalıdır. Əgər yağla izolyasiyalı transformatorun sahədə yağla doldurulması tələb olunursa, yağın emalı üçün avadanlıq və şərait də mövcud olmalıdır.

1. Qısa qapanma impendansının uyğunlaşdırılması. Şəbəkəyə qoşulmuş iş rejimində transformatorun qısa qapanma impendansı şəbəkənin qısa qapanma tutumuna uyğunlaşdırılmalıdır. Çox aşağı impendans qısa qapanma cərəyanının artmasına səbəb olur və açar aparatlarına yüklənməni artırır; çox yüksək impendans isə gərginlik tənzimləməsinin artmasına səbəb olur. Doğrulama şəbəkə tərəfindən verilən gözlənilən qısa qapanma cərəyanı əsasında aparılmalıdır.

2. Vektor qrupunun seçilməsi. Maden yükləri tezlik çeviriciləri və yumşaq işə salıcılar kimi qeyri-xətti avadanlıqların yüksək payını əhatə edir və harmonik cərəyanlar transformatorun işinə təsir edə bilər. Dyn11 vektor qrupu harmoniklərə davamlılıqda və üçüncü harmoniklərin suppressiyasında Yyn0-dan daha yaxşı performans göstərir; buna görə də şəbəkəyə qoşulmuş mədənlərdə paylayıcı transformatorlar üçün ümumi seçimdir.

3. Güc tutumu konfiqurasiyası və genişlənmə ehtiyatı. Şəbəkəyə qoşulmuş mədənlərdə yük artımı adətən nisbətən sabitdir. Transformatorun gücü "faktiki yük × 1,1–1,2" olaraq təyin edilə bilər; genişlənmə sahəsi mədənin ömrü planına əsasən nəzərdə tutulur. Güc tutumunun artıq ölçülü seçiləsi yalnız boş yük itkilərini artırır, həmçinin güc əmsalını aşağı salır.

O'zbekistondagi Nishbash kömür mədəni layihəsi üçün biz üç ədəd 3150 kVA, 10/0.4 kV şəbəkəyə qoşulan avropalı üslubda hazırlanmış transformator stansiyaları təchiz etdik. Bu transformator stansiyalarının daxilindəki yüksək gərginlikli açar cihazları, aşağı gərginlikli açar cihazları və transformatorlar hamısı bizim tərəfimizdən istehsal olunub. Bu layihə üçün biz mədənin öz xüsusiyyətlərinə əsaslanaraq, həmçinin yüksəklik, temperatur və nisbi rütubət kimi digər amillərə görə ən uyğun avadanlığı seçdik.

Xüsusilə transformatorun seçilməsi zamanı biz şəbəkəyə qoşulma tələblərini tamamilə nəzərə aldık. Nəticədə biz Dyn11 vektor qrupuna və 5,5% qısa qapanma impendansına malik yağla soyudulan transformator seçdik.

Q1. Mədən transformatorları mütləq mədən üçün nəzərdə tutulmuş modellər olmalıdır?

Yeraltı sahələr və partlayış təhlükəsi olan sahələr üçün mədən standartlarına uyğun transformatorlardan (ümumi tip və ya partlayışa davamlı tip) istifadə edilməlidir. Səthi transformator stansiyaları və açıq mədən sahələrində isə standart sənaye transformatorlarından istifadə edilə bilər, lakin onlar müqavimət dərəcəsi və korroziyaya qarşı müqavimət tələblərini ödəməlidirlər.

Q2. Quru tipli transformatorlar xaricdə istifadə edilə bilərmi?

Bəli, lakin toz və nəm şəraitinə qarşı müqavimət göstərmək üçün adətən IP54 və ya daha yuxarı qoruma dərəcəsi ilə təchiz edilmiş qoruyucu qablaşdırma tələb olunur.

Q3. Şəbəkədən kənar bir mədən standart şəbəkəyə qoşulmuş transformator istifadə edə bilərmi?

Tövsiyə olunmur. Şəbəkədən kənar sistemlərin enerji mənbəyi xüsusiyyətləri və yük təsiri nümunələri şəbəkəyə qoşulmuş sistemlərdəkindən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir. Standart şəbəkəyə qoşulmuş transformator tez-tez baş verən gərginlik dalğalanmalarını və işə salma cərəyanı təsirlərini idarə edə bilməyə bilər.

Şəbəkədən kənar və şəbəkəyə qoşulmuş mədənlər üçün transformator seçimi arasındakı əsas fərq enerji mənbəyi xüsusiyyətlərinin transformator üzərində qoyduğu müxtəlif tələblərdir off-grid senaryolar öz qurulmuş enerji mənbələrinin və yük təsirlərinin dalğalanmalarını idarə etmək üçün daha güclü gərginlik uyğunlaşdırması və yüklənmə marjası tələb edən transformatorlar tələb edir. Şəbəkəyə qoşulmuş senaryolarda isə əsas diqqət impedans uyğunlaşdırmasına, harmoniklərin suppressiyasına və şəbəkə qorunması ilə koordinasiyaya yönəldilir. Hər iki senaryoda təhlükəsizlik səviyyəsi həmişə yağlı və quru tipli transformatorlar arasındakı birinci ayırıcı xətt olaraq qalır — quru tipli transformatorlar yeraltı, yağlılar isə səthdə yerləşdirilir. Bu prinsip mədən off-grid və ya şəbəkəyə qoşulmuş olsun, dəyişmir.