Máy biến áp cho nhà máy xử lý nước: Lựa chọn, định cỡ và ứng dụng

Nhà máy xử lý nướckhông thực sự tha thứ khi bị gián đoạn nguồn điện.Máy bơmphải tiếp tục chạy,máy thổicần duy trì sục khí,hệ thống lọcphải ở lại trực tuyến, vàthiết bị điều khiểnphải giữ cho toàn bộ quá trình diễn ra. Đằng sau tất cả các thiết bị điện này thường có một cơ sở hạ tầng quan trọng:máy biến áp cho nhà máy xử lý nướcứng dụng.

Chọn máy biến áp phù hợp không chỉ đơn giản là xem xét tổng kVA và chọn kích thước sẵn có tiếp theo. Các cơ sở cấp nước và xử lý nước thải có những thách thức riêng về điện. Động cơ lớn có thể tạo ra dòng điện khởi động cao, VFD có thể tạo ra sóng hài và môi trường hoạt động có thể ẩm ướt, bụi bặm hoặc có tính ăn mòn về mặt hóa học. Một máy biến áp cần phải được lựa chọn có tính đến các điều kiện này.

Đối với các nhà thầu EPC, kỹ sư điện, chủ nhà máy và nhóm mua sắm, việc có được thông số kỹ thuật của máy biến áp ngay từ đầu có thể tránh được nhiều rắc rối sau này.

Máy biến áp cho nhà máy xử lý nước là gì?

A máy biến áp nhà máy xử lý nướcdùng để thay đổi điện áp đầu vào đến mức phù hợp với hệ thống phân phối và thiết bị của nhà máy.

Một sự sắp xếp nguồn điện điển hình có thể trông giống như thế này:

Nguồn điện → Thiết bị đóng cắt trung thế → Máy biến áp → Thiết bị đóng cắt hạ thế → MCC/PCC → Máy bơm, máy thổi, động cơ và thiết bị phụ trợ

Điện áp nguồn vào có thể khác nhau tùy theo quốc gia và dự án. Các mức điện áp trung bình{1}}thường gặp bao gồm 11 kV, 22 kV và 33 kV. Sau đó, máy biến áp sẽ giảm điện áp này xuống mức điện áp thấp-có thể sử dụng được chẳng hạn như 400 V, 415 V hoặc 480 V.

Tất nhiên, tỷ số điện áp thực tế phải luôn dựa trên nguồn cung cấp tiện ích và yêu cầu thiết bị của dự án.

Nhiệm vụ chính của máy biến áp rất đơn giản: cung cấp nguồn điện ổn định và đáng tin cậy. Nhưng trong một nhà máy xử lý, còn có nhiều điều hơn thế nữa.

Loại máy biến áp nào phù hợp?

Không có câu trả lời phổ quát ở đây. Máy biến áp tốt nhất phụ thuộc vào quy mô, cấp điện áp, vị trí, điều kiện môi trường và đặc tính phụ tải của nhà máy.

Đối với các nhà máy xử lý lớn hơn với tải trọng động cơ lớn,máy biến áp ngâm dầu-có thể là một lựa chọn thiết thực, đặc biệt cho các trạm biến áp ngoài trời. Những máy biến áp này cung cấp khả năng làm mát hiệu quả và có nhiều loại công suất.

Đối với các phòng điện trong nhà,máy biến áp loại khôthường thuận tiện hơn. Không cần quản lý dầu máy biến áp và chúng có thể được lắp đặt gần thiết bị phân phối điện áp thấp-của nhà máy khi căn phòng được thiết kế phù hợp.

Máy biến áp nhựa đúc là một lựa chọn khác trong đó khả năng chống ẩm và vận hành trong nhà rất quan trọng.

Cách xác định kích thước máy biến áp cho nhà máy xử lý nước

Kích thước máy biến áp xứng đáng được chú ý cẩn thận. Chỉ cần cộng các xếp hạng trên bảng tên của mọi động cơ và thiết bị điện thường sẽ đưa ra câu trả lời quá đơn giản.

Một nhà máy xử lý nước không nhất thiết phải chạy hết công suất mọi tải cùng một lúc. Máy bơm có thể hoạt động theo nhu cầu nước, máy thổi có thể được điều khiển bằng VFD và một số thiết bị xử lý có thể hoạt động không liên tục.

Đồng thời, có một số tải có thể có tác động đáng kể đến việc lựa chọn máy biến áp.

Một phép tính đơn giản có thể được viết là:

Máy biến áp kVA=Nhu cầu tối đa (kW) `Hệ số công suất

Ví dụ: nếu nhu cầu tối đa của nhà máy là 1.000 kW và hệ số công suất là 0,90:

1.000 ÷ 0.90=khoảng 1.111 kVA

Điều đó không có nghĩa là dự án sẽ tự động đặt mua máy biến áp 1.111 kVA. Xếp hạng máy biến áp tiêu chuẩn, biên thiết kế, khởi động động cơ, sóng hài, nhiệt độ môi trường, độ giãn nở trong tương lai và độ dự phòng đều cần được xem xét trước khi chọn xếp hạng cuối cùng.

Nói cách khác, việc tính toán là điểm khởi đầu chứ không phải toàn bộ thiết kế.

Khởi động động cơ và tải bơm lớn

Máy bơm và máy thổi lớncó thể làm cho việc định cỡ máy biến áp trở nên khó khăn một chút.

Khi một động cơ lớn khởi động trực tiếp qua đường dây, dòng điện khởi động của nó có thể cao hơn vài lần so với dòng điện chạy bình thường. Nếu nhiều động cơ lớn khởi động cùng lúc, nhu cầu tạm thời có thể trở nên đáng kể và có thể gây sụt áp.

Đây là một lý do khiến điều kiện khởi động-động cơ cần được xem xét khi chọnmáy biến áp cho nhà máy xử lý nướcdự án.

Nhiều cơ sở hiện đại sử dụng bộ khởi động mềm hoặcVFDđể cải thiện khả năng điều khiển động cơ và giảm căng thẳng khi khởi động. Những thiết bị này có thể làm cho quá trình khởi động hệ thống điện trở nên dễ dàng hơn nhiều. Nhưng họ đưa ra một vấn đề cần cân nhắc khác: hài âm.

VFD và sóng hài

VFD ngày càng phổ biến trong các cơ sở xử lý nước. Chúng cho phép máy bơm và máy thổi hoạt động ở tốc độ thực sự cần thiết thay vì chỉ chạy ở tốc độ tối đa mọi lúc. Điều này có thể dẫn đến tiết kiệm năng lượng có ý nghĩa.

Sự cân bằng-là VFD là tải phi tuyến và có thể tạo ra dòng điện hài.

Nếu sóng hài trở nên quá mức, chúng có thể góp phần làm nóng thêm máy biến áp, tăng tổn thất, méo điện áp và các sự cố với thiết bị điện nhạy cảm.

Do đó, đối với các cơ sở có số lượng VFD lớn, các kỹ sư có thể xem xétMáy biến áp định mức K{0}}, máy biến áp điều hòa-giảm nhẹ, bộ lọc sóng hài hoặc các giải pháp-chất lượng điện năng khác.

Tuy nhiên, không cần phải tự động chỉ định một máy biến áp đặc biệt cho mọi ứng dụng VFD. Quyết định phải dựa trên hệ thống điện thực tế và hàm lượng sóng hài được đo hoặc tính toán.

Lắp đặt trong nhà và ngoài trời

Môi trường xung quanh máy biến áp quan trọng hơn những gì nó có thể xuất hiện lần đầu tiên.

Các cơ sở xử lý nước ngoài trời có thể khiến thiết bị điện tiếp xúc với mưa, độ ẩm, thay đổi nhiệt độ, bụi và các chất ăn mòn. Do đó, vỏ máy biến áp, cách bố trí bảo vệ bề mặt, thông gió và làm mát phải được lựa chọn theo điều kiện thực tế của địa điểm.

Việc lắp đặt trong nhà có những yêu cầu riêng. Phòng máy biến áp cần có đủ thông gió, khoảng cách thích hợp, điều kiện môi trường xung quanh phù hợp và lối đi thích hợp để kiểm tra và bảo trì.

Nếu nhà máy xử lý gần bờ biển hoặc hoạt động trong môi trường có chứa hóa chất ăn mòn thì việc bảo vệ chống ăn mòn cần được chú ý nhiều hơn. Đó là một trong những chi tiết có vẻ nhỏ nhặt trong quá trình mua sắm nhưng lại trở nên tốn kém khi sửa chữa sau này.

Độ tin cậy, dự phòng và bảo vệ

Đối với cơ sở hạ tầng nước quan trọng, việc dự phòng máy biến áp có thể đáng được xem xét. Một nhà máy có thể sử dụng hai hoặc nhiều máy biến áp để các phụ tải thiết yếu có thể tiếp tục hoạt động nếu một tổ máy bị ngắt điện.

Hệ thống điện cũng có thể kết hợp máy biến áp với máy phát điện dự phòng và hệ thống truyền tải tự động. Một lần nữa, cách tiếp cận phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu quy trình của nhà máy và quy định của địa phương.

Bảo vệ máy biến áp cũng quan trọng không kém. Tùy thuộc vào loại máy biến áp và cấp điện áp, hệ thống có thể bao gồm tính năng bảo vệ quá dòng, bảo vệ-ngắn mạch, giám sát nhiệt độ, bảo vệ chống đột biến điện, bảo vệ vi sai và các thiết bị bảo vệ khác.

Máy biến áp không nên được coi là một thiết bị độc lập. Việc bảo vệ nó cần phải phối hợp hợp lý với các thiết bị đóng cắt thượng nguồn và hạ lưu.

Tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật máy biến áp

Các dự án xử lý nước quốc tế thường được tham khảoIEC 60076cho các yêu cầu về máy biến áp, trong khi các dự án ở Bắc Mỹ có thể sử dụng các yêu cầu liên quanIEEE C57tiêu chuẩn.

Thông số kỹ thuật cuối cùng của máy biến áp có thể bao gồm công suất định mức, tỷ số điện áp, mức cách điện, độ tăng nhiệt, trở kháng, khả năng chịu được ngắn mạch, phương pháp làm mát, độ ồn, hiệu suất, yêu cầu về bộ đổi vòi, bảo vệ vỏ bọc và thử nghiệm.

Điểm quan trọng là xây dựng đặc điểm kỹ thuật xung quanh dự án thực tế. Bảng dữ liệu máy biến áp chung hiếm khi đủ cho một cơ sở xử lý phức tạp.

Máy biến áp Yawei cho các ứng dụng xử lý nước

Công ty TNHH máy biến áp Giang Tô Yawei.cung cấp năng lượng vàgiải pháp máy biến áp phân phối cho các công trình công nghiệp và cơ sở hạ tầng.

Đối với mộtmáy biến áp cho nhà máy xử lý nước, máy biến áp có thể được thiết kế phù hợp với cấp điện áp, công suất, đặc tính tải, môi trường lắp đặt và các tiêu chuẩn áp dụng của dự án. Tùy thuộc vào ứng dụng, điều này có thể bao gồm các giải pháp máy biến áp loại-ngâm hoặc khô-trong dầu.

Đối với các nhà thầu EPC và chủ nhà máy, việc liên lạc sớm với nhà sản xuất máy biến áp có thể giúp quá trình mua sắm diễn ra suôn sẻ hơn nhiều. Việc chia sẻ danh sách tải, yêu cầu điện áp, thông tin động cơ, tỷ lệ phần trăm VFD, điều kiện lắp đặt và kế hoạch mở rộng trong tương lai giúp nhà sản xuất có cơ sở tốt hơn nhiều cho việc lựa chọn máy biến áp.

Phần kết luận

A máy biến áp cho nhà máy xử lý nướccác ứng dụng có một công việc khá khắt khe. Nó cần cung cấp máy bơm, máy thổi, động cơ, hệ thống điều khiển và các thiết bị khác một cách đáng tin cậy, thường trong thời gian dài với khả năng chịu đựng rất ít thời gian ngừng hoạt động.

Do đó, máy biến áp phù hợp được lựa chọn bằng cách xem xét xa hơn công suất kVA cơ bản. Khởi động động cơ, sóng hài VFD, hệ số công suất, điều kiện lắp đặt, mở rộng trong tương lai, dự phòng, làm mát và bảo vệ đều quan trọng.

Đối với các nhà máy xử lý nước đô thị, cơ sở xử lý nước thải, trạm bơm và các dự án nước công nghiệp, máy biến áp được thiết kế phù hợp sẽ cung cấp nền tảng điện cho hoạt động ổn định và hiệu quả của nhà máy. Và khi máy biến áp được xác định chính xác ngay từ đầu, phần còn lại của hệ thống điện sẽ dễ quản lý hơn rất nhiều.

Liên hệ ngay