Pemilihan Transformer untuk Projek Perlombongan: Pertimbangan Utama bagi Tapak Tanpa Sambungan Grid dan Tapak Bersambung ke Grid

Kebolehpercayaan bekalan kuasa sebuah lombong secara langsung mempengaruhi keselamatan pengeluaran dan kecekapan operasi. Sebagai peralatan utama untuk penukaran kuasa, pemilihan transformer menentukan sama ada keseluruhan sistem kuasa lombong dapat beroperasi dengan stabil. Namun, lombong tanpa sambungan grid dan lombong bersambung grid berbeza secara asas dari segi struktur sumber kuasa dan mod operasi, jadi tumpuan dalam pemilihan transformer juga berbeza. Artikel ini menerangkan titik-titik utama dalam pemilihan transformer bagi kedua-dua senario tersebut.

Lombong tanpa sambungan grid bergantung sepenuhnya kepada sumber kuasa sendiri (penjana diesel, fotovoltaik suria, penyimpanan tenaga, dll.) dan tidak bersambung dengan grid luaran. Sistem ini mesti menyeimbangkan penjanaan dan penggunaan kuasa secara masa nyata secara sendiri. Ini bermakna turun naik sumber kuasa (seperti sifat terputus-putus fotovoltaik suria) mesti diserap oleh sistem penyimpanan tenaga dan penjana cadangan, yang menuntut kesinambungan bekalan kuasa pada tahap yang lebih tinggi.

Loji perlombongan yang bersambung ke grid dilinkkan kepada grid luaran, yang berfungsi sebagai sumber kuasa utama atau cadangan serta menyediakan sokongan voltan dan frekuensi yang stabil. Loji tersebut boleh membeli kuasa daripada grid dan, di mana keadaan membenarkan, sebahagian kuasa disediakan sendiri melalui penjanaan tenaga boleh baharu. Sistem ini relatifnya kurang kompleks.

Pilihan transformator bagi projek perlombongan bergantung terlebih dahulu kepada tahap keselamatan tapak pemasangan.

Penyelaras direndam minyak menggunakan minyak penebat sebagai medium penyejukan dan penebatan. Ia mempunyai kapasiti beban lebih yang kuat dan pembuangan haba yang baik, menjadikannya sesuai untuk substasi permukaan, kawasan kuari terbuka, dan senario berisiko rendah lain dengan beban berat. Kos pembeliannya lebih rendah, teknologinya matang, dan memberikan nilai baik dalam keadaan bekalan kuasa berkapasiti tinggi. Namun, minyak penebat membawa risiko kebocoran dan kebakaran, serta kualiti minyak perlu diuji secara berkala.

Penstabil jenis kering gunakan pengecoran resin epoksi untuk penebatan. Ia bebas minyak, tahan nyala dan rintang api, menjadikannya sesuai untuk terowong bawah tanah dan permukaan kerja dengan kepekatan gas tinggi atau ruang terhad. Ia ringkas, kalis habuk dan kalis lembap, dengan penyelenggaraan rutin yang mudah. Kelemahannya ialah kos pembelian yang lebih tinggi dan kapasiti beban lebih yang agak terhad.

Dalam kata singkat: pilih jenis kering terlebih dahulu untuk kawasan bawah tanah berisiko tinggi; jenis berminyak boleh diutamakan untuk tapak permukaan dan senario berisiko rendah.

Perbandingan Senario Aplikasi

1. Penyesuaian terhadap ketidakstabilan sumber kuasa. Sistem tanpa sambungan ke grid kerap menggunakan susunan hibrid "penjana diesel + fotovoltaik suria + penyimpanan tenaga." Ketidakstabilan output PV dan permulaan/hentian penjana diesel menyebabkan perubahan voltan dan frekuensi. Transformer perlu mempunyai keupayaan pengawalan voltan yang baik; model dengan pengubah tap beban (on-load tap-changing) mungkin diperlukan untuk menguruskan perubahan kerap di pihak sumber kuasa.

2. Keupayaan menahan kesan beban. Peralatan besar seperti penghancur dan kilang bola dalam lombong boleh menarik arus permulaan beberapa kali nilai kadarannya. Sistem tanpa sambungan ke grid tidak mempunyai sokongan kuat daripada grid, jadi transformer perlu mempunyai marjin lebihbeban yang mencukupi untuk mengelakkan penurunan mendadak voltan sistem semasa motor bermula. Pemilihan kapasiti harus berdasarkan lengkung beban sebenar dengan keluwesan yang munasabah.

3. Keadaan pengangkutan dan pemasangan. Jalan ke tapak perlombongan terpencil sering kali terhad. Oleh itu, dimensi pengangkutan transformer, beratnya, dan kebolehlaksanaan pemasangan di tapak mesti dipertimbangkan. Jika transformer berminyak memerlukan pengisian minyak di tapak, peralatan rawatan minyak dan syarat-syarat yang diperlukan juga mesti tersedia.

1. Penyesuaian impedans litar pintas. Semasa operasi bersambung ke grid, impedans litar pintas transformer mesti diselaraskan dengan kapasiti litar pintas grid. Impedans yang terlalu rendah menyebabkan arus litar pintas berlebihan, meningkatkan beban pada peralatan suis; manakala impedans yang terlalu tinggi menyebabkan pengawalan voltan berlebihan. Pengesahan harus berasaskan arus litar pintas yang dijangka yang dibekalkan oleh grid.

2. Pemilihan kumpulan vektor. Beban perlombongan termasuk peralatan bukan linear dalam kadar tinggi, seperti penukar frekuensi dan pemula lembut, dan arus harmonik boleh menjejaskan operasi transformer. Kumpulan vektor Dyn11 memberikan prestasi yang lebih baik berbanding Yyn0 dalam menahan harmonik dan menekan harmonik ketiga, menjadikannya pilihan biasa untuk transformer agihan di lombong yang bersambung ke grid.

3. Konfigurasi kapasiti dan rizab pengembangan. Pertumbuhan beban di lombong yang bersambung ke grid biasanya agak stabil. Kapasiti transformer boleh ditetapkan pada "beban sebenar × 1.1–1.2", dengan ruang pengembangan dikesan berdasarkan pelan kitar hidup lombong. Kapasiti yang terlalu besar tidak hanya meningkatkan kehilangan tanpa beban tetapi juga menurunkan faktor kuasa.

Bagi projek tambang arang batu Nishbash di Uzbekistan, kami membekalkan tiga buah sub-stesen pra-terpasang bergaya Eropah bersambung ke grid berkuasa 3150 kVA, 10/0.4 kV. Peralatan suis tekanan tinggi, suis tekanan rendah, dan transformer di dalam sub-stesen ini semuanya dikeluarkan oleh kami. Bagi projek ini, kami menyesuaikan peralatan yang paling sesuai berdasarkan ciri-ciri khas tambang tersebut, serta faktor-faktor lain seperti altitud, suhu, dan kelembapan.

Secara khusus, ketika memilih transformer, kami memberikan pertimbangan penuh terhadap keperluan sambungan ke grid. Akhirnya, kami memilih transformer jenis minyak dengan kumpulan vektor Dyn11 dan impedans litar pintas 5.5%.

Q1. Adakah transformer untuk perlombongan mesti menggunakan model khas perlombongan?

Bagi kawasan bawah tanah dan kawasan berisiko letupan, transformer yang memenuhi piawaian perlombongan (jenis umum atau jenis anti-letupan) mesti digunakan. Sub-stesen permukaan dan kawasan kuari terbuka boleh menggunakan transformer industri biasa, tetapi mesti memenuhi keperluan kadar perlindungan dan rintangan kakisan.

Q2. Bolehkah transformer jenis kering digunakan di luar rumah?

Ya, tetapi sebuah kandang pelindung diperlukan, biasanya dengan kadar perlindungan IP54 atau lebih tinggi, untuk mengendalikan habuk dan keadaan lembap.

Q3. Bolehkah sebuah lombong tanpa sambungan grid menggunakan transformer bersambung grid piawai?

Tidak digalakkan. Ciri-ciri sumber kuasa dan corak impak beban bagi sistem tanpa sambungan grid berbeza secara ketara daripada sistem bersambung grid. Transformer bersambung grid piawai mungkin tidak mampu mengendali ayunan voltan kerap dan impak arus permulaan.

Perbezaan utama dalam pemilihan transformer bagi lombong tanpa sambungan grid dan lombong bersambung grid terletak pada tuntutan berbeza yang dikenakan oleh ciri-ciri sumber kuasa ke atas transformer . Senario lepas-grid memerlukan transformer dengan penyesuaian voltan yang lebih kuat dan margin beban lebih tinggi untuk mengendalikan ketidakstabilan sumber kuasa binaan sendiri dan kesan beban. Senario bersambung-grid lebih menekankan penyesuaian impedans, penekanan harmonik, dan koordinasi dengan perlindungan grid. Dalam kedua-dua senario, tahap keselamatan sentiasa menjadi garis sempadan utama antara transformer jenis minyak-ren-dam dan jenis kering — jenis kering dipasang di bawah tanah, manakala jenis minyak-ren-dam dipasang di permukaan. Prinsip ini tidak berubah sama ada lombong beroperasi dalam mod lepas-grid atau bersambung-grid.