หม้อแปลงสำหรับโรงงานปั่นด้าย: วิธีกำหนดขนาดระบบจ่ายไฟ 11 kV สำหรับโรงงานฝ้าย 50,000 สปินเดิล

คำตอบก่อน: โรงงานปั่นด้ายฝ้ายหวีขนาด 50,000 สปินเดิลเป็นโหลด 5.43 MW หรือ 6.24 MVA และสถานีย่อยหน่วยขนาด 2,000 kVA 11/0.415 kV จำนวนสี่ชุดที่อุณหภูมิแวดล้อม 45 °C รองรับโหลดนี้ที่ 84% ในส่วนที่ทำงานหนักที่สุด

ให้คำนวณจากกิโลกรัม ไม่ใช่จาก kVA ต่อสปินเดิล: ริงสปินเดิล 50,000 ตัวที่ผลิตเส้นด้ายถักหวี Ne 30 (20 tex) ที่ 27 กรัมต่อสปินเดิล-ชั่วโมง ให้ผลผลิต 1,350 กิโลกรัม/ชั่วโมง ซึ่งเมื่อคิดตลอด 7,000 ชั่วโมงการผลิตจะเป็น 9,450 ตัน/ปี และที่ 3.6 kWh ต่อกิโลกรัม — ตัวเลขที่เป็นจริงสำหรับโรงงานที่มีเครื่องคอมเบอร์ ออโตโคนเนอร์ และระบบทำความชื้นเต็มรูปแบบ — นั่นคือความต้องการไฟฟ้าเฉลี่ย 4,860 kW และ 5,430 kW ที่ค่าสูงสุดในช่วง 15 นาที ที่เพาเวอร์แฟกเตอร์ 0.87 โรงงานจะดึงไฟ 6.24 MVA และวิธีที่สมเหตุสมผลในการจัดซื้อคือหน่วย ONAN ขนาด 2,000 kVA 11/0.415 kV จำนวนสี่ชุด หนึ่งชุดต่อกลุ่มโหลดทางกายภาพหนึ่งกลุ่ม โดยแต่ละชุดรับโหลด 1.29–1.69 MVA และเก็บชุดที่ห้าไว้ในโรงงานเป็นอะไหล่สำรอง เพราะการสับเปลี่ยนหม้อแปลงเป็นงานที่ใช้เวลาหนึ่งวันทำการเต็มและทำให้สูญเสียการผลิตไปหนึ่งสัปดาห์ มีสามสิ่งที่เป็นตัวตัดสินว่าการออกแบบนั้นจะอยู่รอดผ่านฤดูร้อนแรกได้หรือไม่: อุณหภูมิแวดล้อม 45 °C ที่ข้อกำหนดจำเพาะต้องระบุไว้แทนที่จะเป็น 40 °C ตามมาตรฐาน, การชดเชยเพาเวอร์แฟกเตอร์แบบดีจูน 1,250 kVAr ที่ปลดปล่อยความต้องการไฟฟ้าได้ 8% และไลน์รีแอกเตอร์ 4% บน VFD ทุกตัวที่ลดความเพี้ยนของความต้องการไฟฟ้ารวม (TDD) ที่จุดเชื่อมต่อร่วม 11 kV จาก 10.9% เหลือ 5.9% เทียบกับเพดาน 8.0% ของ IEEE 519 หากทำสิ่งเหล่านี้ได้ถูกต้อง ชุดอุปกรณ์ไฟฟ้าทั้งหมดจะมีราคา USD 330,000–370,000 ในโรงงานที่มีมูลค่าเครื่องจักรเป็นสี่สิบเท่าของจำนวนนั้น หากทำผิดพลาด คุณจะต้องใช้เวลาสองปีแรกโต้เถียงกับการไฟฟ้าเรื่องค่าปรับเพาเวอร์แฟกเตอร์และเปลี่ยนคอนแทกเตอร์ของตัวเก็บประจุ

ประเด็นสำคัญ

• 3.6 kWh/kg × 1,350 kg/h ให้ค่าเฉลี่ย 4,860 kW และค่าสูงสุด 5,430 kW — วิธี kWh-ต่อ-กิโลกรัมใช้แทนตาราง kVA-ต่อ-สปินเดิลใด ๆ ได้ และเป็นวิธีเดียวที่ยังใช้ได้เมื่อหมายเลขเส้นด้ายเปลี่ยนไป
• หน่วยขนาด 2,000 kVA สี่ชุด ไม่ใช่หน่วย 8 MVA หนึ่งชุด: โหลดของโรงงานคือกลุ่มเครื่องจักรสี่กลุ่มที่แยกจากกันไม่ได้ และที่ 45 °C หน่วย ONAN ขนาด 2,000 kVA จริง ๆ แล้วให้ได้ 1,860 kVA ดังนั้นส่วนที่ทำงานหนักที่สุดจะอยู่ที่ 90% ของพิกัดที่ลดลง — ยอมรับได้สำหรับโหลดคงที่ 7,000 ชั่วโมง/ปี แต่ยอมรับไม่ได้หากใช้สมมติฐานที่ 40 °C
• 1,250 kVAr ในห้าขั้นตอนการสวิตช์ทำให้เพาเวอร์แฟกเตอร์เพิ่มจาก 0.87 เป็น 0.95 และความต้องการไฟฟ้าลดจาก 6.24 เหลือ 5.73 MVA; รีแอกเตอร์ดีจูน 7% เป็นสิ่งบังคับ ไม่ใช่ทางเลือก เพราะแบงก์ตัวเก็บประจุแบบธรรมดาในโรงงานที่มีโหลด VFD 39% จะเสียหายที่ฮาร์มอนิกอันดับที่ 5
• กระแสฮาร์มอนิกจากไดรฟ์ 6-พัลส์คิดเป็น 28% ของกระแสไดรฟ์; เมื่อ 39% ของโหลดเป็นไดรฟ์ จะได้ TDD 10.9% ที่จุดเชื่อมต่อร่วม 11 kV ซึ่งสูงกว่าขีดจำกัด 8.0% ของ IEEE 519 สำหรับอัตราส่วนลัดวงจร 40:1 — ไลน์รีแอกเตอร์ 4% ลดลงเหลือ 5.9% ในราคาประมาณ USD 90 ต่อไดรฟ์
• ที่ 7,000 ชั่วโมง/ปี และ USD 0.10/kWh การสูญเสียขณะไม่มีโหลดมีมูลค่า USD 876 ต่อ kW ต่อปี และการสูญเสียขณะมีโหลด USD 494 ต่อ kW; ราคาที่สูงกว่า USD 1,800 ของหน่วย S13 เมื่อเทียบกับ S11 คืนทุนได้ใน 2.1 ปี ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการประเมินการสูญเสียจึงต้องอยู่ในเอกสารประกวดราคา ไม่ใช่ในเชิงอรรถ

โรงงานปั่นด้ายฝ้ายหวีขนาด 50,000 สปินเดิลดึงไฟจริงเท่าไร ในหน่วย kW แทนที่จะเป็น kVA ต่อสปินเดิล?

ตาราง kVA-ต่อ-สปินเดิลทุกตารางที่หมุนเวียนกันอยู่เป็นซากฟอสซิลของหมายเลขเส้นด้ายหนึ่ง เครื่องจักรรุ่นหนึ่ง และสภาพภูมิอากาศหนึ่ง วิธีที่ซื่อตรงในการกำหนดขนาดโรงงานปั่นด้ายคือการคูณผลผลิตด้วยการใช้พลังงานจำเพาะ เพราะตัวเลขทั้งสองเป็นสิ่งที่ลูกค้ารู้อยู่แล้วจากโรงงานข้างเคียงหรือจากการรับประกันของผู้ผลิตเครื่องจักร

ตัวเลขผลผลิตเป็นจุดแรกที่ข้อเสนอแตกต่างกัน ริงเฟรมที่ปั่นฝ้าย Ne 30 ด้วยความเร็วสปินเดิล 15,000–17,000 รอบ/นาที พร้อมริง 40–42 มม. และระยะยก 20–22 มม. ให้ผลผลิต 25–30 กรัมต่อสปินเดิล-ชั่วโมง; 27 กรัมเป็นค่ากลางที่เหมาะสมสำหรับโรงงานที่บำรุงรักษาดีแต่ไม่ได้เดินเครื่องเฟรมไร้ลิงก์รุ่นใหม่ที่สุด ดังนั้นสปินเดิลห้าหมื่นตัวจึงผลิตได้ 1,350 กิโลกรัม/ชั่วโมง และโรงงานที่เดินเครื่อง 300 วัน วันละ 23.3 ชั่วโมงที่มีประสิทธิภาพ จะมีชั่วโมงการผลิต 7,000 ชั่วโมง และผลผลิตต่อปี 9,450 ตัน เปลี่ยนหมายเลขเส้นด้ายเป็น Ne 40 แล้วผลผลิตต่อสปินเดิลจะลดลงหนึ่งในสาม ขณะที่พลังงานต่อกิโลกรัมเพิ่มขึ้นหนึ่งในห้า — ซึ่งเป็นเหตุผลพอดีว่าทำไมตารางกำหนดขนาดที่ระบุเป็น kVA ต่อสปินเดิลจึงไร้ค่าข้ามกลุ่มผลิตภัณฑ์ และทำไมตารางโหลดด้านล่างจึงสร้างจากล่างขึ้นบน

พลังงานจำเพาะสำหรับโรงงานเส้นด้ายถักหวีแบบครบวงจร — ตั้งแต่ห้องเป่าฝ้ายจนถึงออโตโคนเนอร์ รวมถึงระบบทำความชื้น อากาศอัด และแสงสว่าง — อยู่ในช่วง 3.2–4.0 kWh/kg ตามประสบการณ์ในอุตสาหกรรม โดย 3.6 kWh/kg เป็นค่าออกแบบที่ป้องกันได้สำหรับ Ne 30 ซึ่งรวมถึงประมาณ 1.1–1.3 kWh/kg ในกระบวนการริงสปินนิงเอง, 0.7–0.9 kWh/kg ในกระบวนการเตรียมเส้นด้าย, 0.3–0.4 kWh/kg ในกระบวนการพันด้าย และส่วนที่เหลือในระบบสาธารณูปโภคที่ทำให้ฝ้ายสามารถทำงานได้ที่ความชื้นสัมพัทธ์ 55–65%

การคูณ 1,350 kg/h ด้วย 3.6 kWh/kg ได้ความต้องการใช้ไฟเฉลี่ย 4,860 kW โรงงานประเภทนี้เดินเครื่องแบบคงที่ ค่าตัวประกอบโหลดระหว่างกะกลางคืนกับกะกลางวันอยู่ที่ 0.90–0.94 เนื่องจากเครื่องจักรไม่เคยหยุดและระบบปรับความชื้นทำงานหนักขึ้นในช่วงบ่าย ดังนั้นค่าพีค 15 นาทีจึงสูงกว่าค่าเฉลี่ยเพียง 12% ที่ 5,430 kW นั่นคือตัวเลขที่ใช้กำหนดขนาดหม้อแปลง และปริมาณการใช้ไฟฟ้าต่อปีที่ตามมา — 34.0 GWh — คือตัวเลขที่ใช้กำหนดการประเมินค่าความสูญเสีย

ตารางโหลดด้านล่างนี้คือตารางที่ต้องส่งให้ผู้ผลิตหม้อแปลง โปรดสังเกตว่าคอลัมน์ความต้องการใช้ไฟ ไม่ใช่คอลัมน์โหลดต่อพ่วง เป็นตัวกำหนดขนาดของเครื่อง: โหลดต่อพ่วง 6,494 kW กลายเป็นความต้องการใช้ไฟ 5,430 kW เพราะโรงงานไม่เคยเปิดเครื่องจักรทุกเครื่องพร้อมกัน และเพราะ VFD ในห้องเป่า การสาง และการ winding จำกัดกระแสของตัวเอง

ลักษณะสองประการของตารางนั้นเป็นตัวขับเคลื่อนทุกสิ่งที่จะตามมา ประการแรกคือ 39% ของความต้องการใช้ไฟ — ห้องเป่า, การสาง, การดึง, การปั่น roving, การ winding และพัดลม AHU — อยู่บนไดรฟ์ปรับความเร็วได้ ซึ่งทำให้ปัญหานี้เป็นปัญหาฮาร์มอนิกที่ปลอมตัวมาเป็นโหลดมอเตอร์ ประการที่สองคือโหลดคงที่อย่างแท้จริง: ไม่มีการเปลี่ยนกะ ไม่มีรอบเตาหลอม ไม่มีกระบวนการแบบแบตช์ หม้อแปลงในโรงปั่นด้ายเดินที่ 84% ของพิกัดเป็นเวลา 7,000 ชั่วโมงต่อปี และมีไฟเลี้ยง 8,760 ชั่วโมง และการผสมผสานนั้นทำให้การคิดต้นทุนความสูญเสียอยู่ในเกณฑ์ที่ดีเป็นพิเศษ ดังที่การเปรียบเทียบระดับความสูญเสียสำหรับเครื่อง S11, S13 และ S20ได้อธิบายไว้อย่างละเอียด

ทำไมสถานีย่อยหน่วย 2,000 kVA สี่ชุดจึงดีกว่าหม้อแปลง 8 MVA หนึ่งลูกในโรงปั่นด้าย?

เพราะโรงงานไม่ใช่โหลดเดียว แต่เป็นกลุ่มเครื่องจักรสี่กลุ่มที่บังเอิญใช้กำแพงร่วมกัน และเพราะต้นทุนของหม้อแปลงที่เสียหายวัดกันเป็นตันของเส้นด้ายที่อยู่บนพื้น มากกว่าจะวัดเป็นนาทีของการหยุดเดินเครื่อง

แบ่งส่วนโรงงานตามแนวที่ผู้จัดการฝ่ายผลิตใช้อยู่แล้ว การเตรียมเส้นด้าย — ห้องเป่า การสาง และการหวี — ใช้ 1,120 kW และต้องสามารถเดินได้ขณะที่การปั่นหยุดเพื่อเปลี่ยนเบอร์ การปั่นริงแบ่งออกเป็นสองครึ่งตามธรรมชาติ ครึ่งละ 21 เครื่อง 1,460 kW และ 1,470 kW เพราะสายการผลิต 42 เครื่องยาวเท่าตัวอาคาร และแต่ละครึ่งมีบัสบาร์ด้านไดรฟ์ของตัวเอง สาธารณูปโภค — การปรับความชื้น ลมอด น้ำ และแสงสว่าง — ใช้ 1,380 kW และต้องคงอยู่เมื่อการผลิตหยุด เพราะโรงปั่นที่สูญเสียความชื้นไปสองชั่วโมงจะสูญเสีย roving บนหลอด

สี่หน่วยขนาด 2,000 kVA ที่ 11/0.415 kV, Dyn11, ONAN, อิมพีแดนซ์ 6% โดยแต่ละหน่วยจ่ายไฟให้ตู้สวิตช์บอร์ดแรงดันต่ำหนึ่งตู้ที่มีเบรกเกอร์เชื่อมต่อบัส ให้โหลดที่ 1,287 kVA, 1,678 kVA, 1,690 kVA และ 1,586 kVA ตามลำดับ — คิดเป็น 64%, 84%, 84% และ 79% ของพิกัด ทางเลือกอื่นคือใช้หน่วยเดียวขนาด 8 MVA ที่ 11/0.415 kV พร้อมตู้สวิตช์บอร์ดแรงดันต่ำ 8,000 A หนึ่งตู้ ซึ่งถูกกว่าประมาณ USD 45,000 และเป็นดีไซน์ที่ที่ปรึกษาชาวยุโรปจะคุ้นเคย แต่ก็เป็นดีไซน์ที่เปลี่ยนกระแสฟอลต์บนบัสบาร์จาก 40 kA เป็น 200 kA ทำให้ไม่สามารถจัดหาตู้สวิตช์เกียร์แรงดันต่ำได้จากสามในสี่ของผู้จำหน่ายที่เสนอราคา และเปลี่ยนหม้อแปลงที่เสียหายให้กลายเป็นการสูญเสียการผลิตทั้งหมดแทนที่จะสูญเสียเพียง 25%

มีเหตุผลที่สองที่ชัดเจนน้อยกว่าสำหรับสถานีย่อยแบบหน่วยเดียว นั่นคือสายเคเบิล ที่ 415 V ส่วนโหลดขนาด 1,690 kVA จะมีกระแส 2,350 A ซึ่งต้องใช้สายป้อนทองแดงขนาด 400 mm² สี่เส้นต่อเฟสตลอดระยะเดินสาย 90 m ส่วนที่ 8 MVA ตู้เดียวกันจะต้องใช้ถึงสิบหกเส้น และค่าคู่วางสายเคเบิลเพียงอย่างเดียวก็แพงกว่าค่าหม้อแปลงแล้ว การรักษาระยะการแปลงไฟให้ใกล้กับโหลดคือการตัดสินใจทางวิศวกรรมที่ถูกที่สุดในโรงงานทั้งหมด และเป็นเหตุผลว่าทำไมวงจรหลัก 11 kV จึงควรเดินเหนือ halls การปั่นด้ายแทนที่จะเดินรอบขอบอาคาร

หน่วยสำรองสมควรมีบรรทัดของตัวเองในงบประมาณ โรงงานสิ่งทอไม่ได้ซื้อหม้อแปลงแบบ N-1 เหมือนที่ดาต้าเซ็นเตอร์ทำ — ตัวเลขไม่เคย justify ได้ เพราะหน่วยที่สี่จะทำงานที่โหลด 20% ตลอดอายุการใช้งาน สิ่งที่โรงงานทำจริงและสิ่งที่เอกสารประกวดราคาควรระบุ คือซื้อหม้อแปลงสี่หน่วยและหน่วยที่ห้าที่เหมือนกันทุกประการซึ่งเก็บไว้ในลังในคลังสินค้า เมื่อหน่วยใดหน่วยหนึ่งเสีย ต้องใช้เครนขนาด 50 t แบบเช่าและเวลาทำงานแปดชั่วโมงเพื่อคืนการผลิตเต็มรูปแบบ หากไม่มีหน่วยสำรอง ระยะเวลาผลิตล่วงหน้า 6–10 สัปดาห์จะเปลี่ยนความเสียหายของหม้อแปลงให้กลายเป็นฤดูกาลที่สูญเสียไป หน่วยสำรองมีราคา USD 28,000 ซึ่งเท่ากับค่าไฟฟ้าของโรงงานนี้สองวันครึ่ง

อุณหภูมิแวดล้อม 45 °C ทำให้คุณสูญเสียความจุหม้อแปลงไปเท่าไร?

เจ็ดเปอร์เซ็นต์ของพิกัดบนป้ายชื่อ และเป็นความแตกต่างระหว่างข้อกำหนดที่ซื่อตรงกับข้อกำหนดที่เพียงแค่ผ่านเกณฑ์

IEC 60076-2 กำหนดพิกัดหม้อแปลงชนิดจุ่มของเหลวที่อุณหภูมิแวดล้อมสูงสุด 40 °C ค่าเฉลี่ยรายเดือน 30 °C และค่าเฉลี่ยรายปี 20 °C โรงงานปั่นด้ายในธากา จิตตะกอง นครโฮจิมินห์ หรือจาการ์ตาไม่มีสภาพอากาศแบบนั้น และห้องหม้อแปลงก็ไม่มีสภาพอากาศแบบนั้นเช่นกัน: ห้องที่มีหม้อแปลงขนาด 2,000 kVA สองหน่วยซึ่งสูญเสียกำลัง 22 kW ต่อหน่วย ระบายอากาศด้วยบานเกล็ด จะมีอุณหภูมิสูงกว่าอากาศภายนอก 5–8 °C ในเดือนเมษายน ดังนั้นอุณหภูมิแวดล้อมที่ออกแบบสำหรับห้องจึงเป็น 45 °C บางครั้ง 47 °C และหม้อแปลงที่พิกัด 2,000 kVA ที่ 40 °C จะจ่ายได้ประมาณ 1,860 kVA ที่ 45 °C และประมาณ 1,760 kVA ที่ 50 °C ตามการลดพิกัดมาตรฐาน 1% ต่อองศาที่สูงกว่าค่าอ้างอิงสำหรับหน่วย ONAN

การลดพิกัดนี้เองที่ทำให้ภาระของส่วนโหลดในย่อหน้าก่อนหน้าเป็น 90% แทนที่จะเป็น 84% และเป็นเหตุผลว่าทำไมใบสั่งซื้อต้องระบุสามสิ่งซึ่งมักปล่อยให้เป็นดุลยพินิจของผู้ผลิต ได้แก่ อุณหภูมิแวดล้อมสูงสุด 45 °C ค่าเฉลี่ยรายเดือน 35 °C และข้อกำหนดว่าต้องเป็นไปตามอุณหภูมิเพิ่มที่รับประกันที่ 45 °C แทนที่จะเป็น 40 °C ผู้จำหน่ายที่ถูกขอให้เสนอหม้อแปลงขนาด 2,000 kVA ที่อุณหภูมิแวดล้อม 45 °C และอุณหภูมิน้ำมันบนสุดเพิ่มขึ้น 65 K จะเพิ่มหม้อน้ำซึ่งมีต้นทุนต่ำ หรือเสนอหน่วย ONAN/ONAF พร้อมพัดลมซึ่งซื้อถูกกว่าแต่เดินเครื่องแพงกว่า ควรถามให้ชัดเป็นลายลักษณ์อักษรว่าเสนอแบบใดก่อนเปรียบเทียบราคา

ทางเลือกในทางปฏิบัติแทนการลดพิกัดไม่ใช่หม้อแปลงที่ใหญ่ขึ้น แต่เป็นห้องที่ดีขึ้น อัตราการระบายอากาศแบบบังคับ 1 m³/s ต่อการสูญเสีย 100 kW ช่องรับอากาศที่ระดับต่ำด้านที่ร่ม และระยะห่าง 1.5 m หน้าหม้อน้ำ จะทำให้ห้องมีอุณหภูมิภายใน 5 °C จากอุณหภูมิแวดล้อม ห้องเดียวกันที่มีเพียงบานเกล็ด ไม่มีพัดลม และหม้อแปลงวางชิดผนัง จะมีอุณหภูมิสูงขึ้น 12 °C พัดลมขนาด 1.1 kW สองตัวมีราคา USD 900 และกู้คืนความจุได้ 100 kVA ต่อหน่วย — เป็นรายการที่คุ้มค่าที่สุดในแพ็กเกจระบบไฟฟ้าทั้งหมด และเป็นรายการที่ถูกตัดออกบ่อยที่สุดในการ value engineering วิธีการระบายความร้อนและผลต่อพิกัดมีรายละเอียดเพิ่มเติมในคู่มือเรื่อง วิธีการระบายความร้อนและอุณหภูมิเพิ่ม

โรงงานปั่นด้ายต้องการการชดเชยกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟเท่าไร และทำไมต้องดีจูน?

1,250 kVAr ในห้าขั้น ขั้นละ 250 kVAr ควบคุมด้วยตัวควบคุมพาวเวอร์แฟกเตอร์ที่ตั้งเป้า 0.95 แบบ 12 ขั้น และทุกขั้นต่อผ่านรีแอกเตอร์ 7%

ค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้าที่ยังไม่ได้แก้ไขของโรงงานที่ 0.87 มาจากมอเตอร์เหนี่ยวนำขนาดเล็ก 1,700 kW บนเครื่องปั่นด้ายริงและเครื่องโรฟวิงที่ทำงานที่ 85–88% ของโหลดเต็ม บวกกับตัวประกอบการกระจัดของส่วนหน้าของ VFD การไฟฟ้าทั่วเอเชียใต้และเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ปรับค่าปรับเมื่อค่าต่ำกว่า 0.85–0.90 ในภาคอุตสาหกรรมตามประสบการณ์ และค่าปรับนี้ใช้กับบิลทั้งหมด ดังนั้น 6.24 MVA ที่ 0.87 จึงคุ้มค่าที่จะแก้ไขแม้ก่อนที่จะพิจารณาความจุที่ปลดปล่อยออกมา การเพิ่ม 5,430 kW จาก 0.87 เป็น 0.95 ต้องใช้ 5,430 × (0.5667 − 0.3287) = 1,292 kVAr; ห้าขั้นตอนขนาด 250 kVAr ให้ 1,250 kVAr ค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้าสุดท้ายที่ 0.948 และความต้องการที่ 5.73 MVA แทนที่จะเป็น 6.24 MVA

การลดลง 8% นั้นฟังดูเล็กน้อย และในโรงงานที่มีหน่วยขนาด 2,000 kVA สี่หน่วยก็ไม่ใช่ประเด็น ประเด็นคือข้อกำหนดของการไฟฟ้าที่ไม่ผ่านและการปลดปล่อยความจุบนสายป้อน 11 kV ของการไฟฟ้า ซึ่งมักเป็นข้อจำกัดที่ผูกมัดเมื่อโรงงานต้องการเพิ่ม 10,000 สปินเดิลโดยไม่ต้องจ่ายค่าสายป้อนใหม่ นอกจากนี้ยังเป็นความแตกต่างระหว่างค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้า 0.87 และ 0.95 บนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่โรงงานจะซื้อต่อไป และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคิดราคาเป็น kVA

การดีจูนไม่ใช่การปรับแต่งเล็กน้อย โหลด VFD 39% สร้างกระแสฮาร์มอนิกที่ 5 และ 7 ที่ 15–25% ของมูลฐาน และแบงก์คาปาซิเตอร์ธรรมดาจะสร้างการสั่นพ้องแบบขนานกับหม้อแปลงและความเหนี่ยวนำของแหล่งจ่ายที่จุดใดจุดหนึ่งระหว่างฮาร์มอนิกที่ 5 และ 7 การสั่นพ้องจะขยายแรงดันฮาร์มอนิก กระแสคาปาซิเตอร์เกินพิกัด และคอนแทคเตอร์จะเชื่อมติด รีแอคเตอร์ 7% จะย้ายการสั่นพ้องแบบอนุกรมไปที่ 189 Hz ซึ่งต่ำกว่าฮาร์มอนิกที่ 5 ดังนั้นแบงก์จึงเป็นแบบเหนี่ยวนำที่ 250 Hz ขึ้นไปและไม่สามารถสั่นพ้องที่นั่นได้ รีแอคเตอร์เดียวกันยังกำจัดกระแสฮาร์มอนิกที่ 5 ได้ 30–40% ซึ่งเป็นการสนับสนุนฟรีต่องบประมาณฮาร์มอนิกในส่วนถัดไป ทางเลือกอื่น — ตัวกรองแบบแอคทีฟ — มีราคาสี่เท่าและเหมาะกับโรงงานที่มีโหลดไดรฟ์ 70% ไม่ใช่ 39%

รายละเอียดสองประการเป็นตัวตัดสินว่าแบงก์จะอยู่รอดหรือไม่ ขั้นตอนต้องมีขนาดที่ไม่มีขั้นตอนใดเกิน 20% ของพิกัดหม้อแปลง ซึ่งสำหรับหน่วยขนาด 2,000 kVA หมายความว่า 250 kVAr เป็นค่าสูงสุดที่ใช้ได้จริง และคอนโทรลเลอร์ต้องมีระบบล็อกการสร้างพลังงานกลับ: เมื่อเครื่องปั่นด้ายริงลดความเร็วจะสูบพลังงานกลับผ่านบัส DC คอนโทรลเลอร์จะเห็นค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้าแบบนำและสลับขั้นตอนเข้าและออก และคอนแทคเตอร์จะเสียหายภายในหนึ่งปี ตั้งค่าหน่วงเวลาขั้นตอนของคอนโทรลเลอร์เป็น 30 วินาทีและเป้าหมายเป็น 0.95 แทนที่จะเป็น 1.0 แล้วโหมดความล้มเหลวนั้นจะหายไป

ฮาร์มอนิกจาก VFD ของเครื่องการ์ดและเครื่อง winding จะผ่านขีดจำกัด IEEE 519 ของการไฟฟ้าหรือไม่?

ไม่ผ่านหากไม่มีไลน์รีแอคเตอร์ แต่ถ้ามีก็ผ่าน โดยมีระยะเผื่อ

เริ่มจากไดรฟ์ ส่วนหน้าของไดโอด 6 พัลส์ที่มีบัส DC และไม่มีรีแอคเตอร์ AC มีความเพี้ยนฮาร์มอนิกรวมของกระแสที่ 28–32% ที่โหลดพิกัด สเปกตรัมถูกครอบงำด้วยฮาร์มอนิกที่ 5 และ 7 โดยที่ 11 และ 13 อยู่ที่ 8–9% เนื่องจากโหลดไดรฟ์ของโรงงานคือ 2,110 kW จาก 5,430 kW หรือ 39% ความเพี้ยนความต้องการรวมที่แผง LV จึงไม่ใช่ 28% แต่ประมาณ 28% × 0.39 = 10.9% และหม้อแปลงไม่ลดทอนกระแสฮาร์มอนิก — แอมแปร์เดียวกันไปถึงจุดเชื่อมต่อร่วมที่ 11 kV ดังนั้น TDD ที่นั่นก็ประมาณ 10.9% เช่นกัน

ว่าจะผ่านหรือไม่ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนลัดวงจร ระดับความผิดพร่อง 11 kV ที่สายป้อนขาเข้าของโรงงานโดยทั่วไปคือ 200–300 MVA ในเขตอุตสาหกรรม ที่ 250 MVA และความต้องการ 6.24 MVA อัตราส่วน I_SC/I_L คือ 40 IEEE 519 ตารางที่ 2 อนุญาต TDD 8.0% สำหรับอัตราส่วนนั้นที่ 1–69 kV ดังนั้น 10.9% จึงไม่ผ่านอย่างมาก เพิ่มไลน์รีแอคเตอร์ AC 4% ให้แต่ละไดรฟ์และความเพี้ยนแต่ละตัวจะลดลงเหลือ 14–16% ให้ TDD 5.9% ที่จุดเชื่อมต่อร่วม — อยู่ในขีดจำกัดโดยมีที่ว่างสำหรับฮาร์มอนิกที่ 3 จากไฟส่องสว่างและโหลดสำนักงาน รีแอคเตอร์ 4% สำหรับไดรฟ์ 45 kW มีราคาประมาณ USD 90 รีแอคเตอร์เดียวกันที่ติดตั้งภายหลัง หลังจากที่การไฟฟ้าออกหนังสือแจ้งการไม่ปฏิบัติตาม มีค่าใช้จ่ายในการหยุดเดินเครื่องและที่ปรึกษา

ข้อกำหนดของหม้อแปลงเป็นไปตามการคำนวณเดียวกัน ด้วยโหลด 39% บนไดรฟ์ ตัวประกอบการสูญเสียฮาร์มอนิกอยู่ในระดับปานกลาง — ค่า K-factor ประมาณ 4 — และหม้อแปลงจำหน่ายมาตรฐานก็เพียงพอ หากภายหลังโรงงานเพิ่มการปั่นด้ายริง 11 kV ด้วยส่วนหน้าแบบแอคทีฟ หรือ UPS ขนาดใหญ่สำหรับห้องปฏิบัติการ ค่า K-factor จะสูงขึ้นและคู่มือฮาร์มอนิกได้อธิบายวิธีลดพิกัดหน่วยแทนการเปลี่ยน จุดปฏิบัติสองประการควรอยู่ในข้อกำหนดของสวิตช์เกียร์แทนที่จะเป็นข้อกำหนดของหม้อแปลง: แผง LV ต้องการพิกัดลัดวงจร 50 kA เพราะ 2,000 kVA ที่อิมพีแดนซ์ 6% ให้ 46.3 kA และบัสบาร์นิวทรัลต้องมีพิกัดสำหรับฮาร์มอนิกที่ 3 จากโหลดสำนักงานและโรงอาหารแบบเฟสเดียว ซึ่งในทางปฏิบัติหมายถึงนิวทรัลขนาดเต็มแทนที่จะเป็นนิวทรัล 50% ที่มักอ้างถึง

แหล่งกำเนิดฮาร์มอนิกอีกแหล่งหนึ่งที่มองข้ามได้ง่ายในโรงปั่นด้อย: เครื่องคัดแยกเส้นด้ายอิเล็กทรอนิกส์บนเครื่องออโตโคน และอินเวอร์เตอร์บนเครื่องทำความสะอาดแบบเคลื่อนที่เหนือศีรษะ เมื่อรวมกันแล้วมีกำลัง 30–60 kW แต่กระจายอยู่ตลอดความยาวเครื่อง 90 ม. และฉีดฮาร์มอนิกเข้าที่ปลายไกลของบัสบาร์แรงดันต่ำ ซึ่งเป็นจุดที่มีอิมพีแดนซ์สูงสุด กำหนดรีแอกเตอร์ 3% ในแต่ละแหล่งจ่ายไฟของเครื่องคัดแยก หรือยอมรับความเพี้ยนของแรงดันเพิ่มเติม 1–2% ที่เครื่องออโตโคนตัวสุดท้าย — ซึ่งจะแสดงออกมาเป็นการตัดผิดพลาดของเครื่องคัดแยก ไม่ใช่ค่าการอ่านฮาร์มอนิกที่จุดเข้าสาย

ทำไมระบบเพิ่มความชื้นจึงสำคัญต่อหม้อแปลงมากกว่าแกนปั่น?

เพราะ 880 kW จาก 5,430 kW ของโรงงานมีไว้เพื่อรักษาความชื้นสัมพัทธ์ที่ 55–65% และเพราะการสูญเสียระบบนี้ทำให้การผลิตหยุดเร็วกว่าการสูญเสียเครื่องปั่นริง

ฝ้ายที่ความชื้น 8% จะกลับมามีความแข็งแรงและความยืดตัวได้ดี ที่ 6% จะเปราะและเส้นด้ายขาด ดังนั้นโรงปั่นจึงต้องเดินระบบห้องพ่นหรือระบบล้างอากาศด้วยพัดลมจ่ายและพัดลมระบายที่เคลื่อนอากาศ 8–12 รอบต่อชั่วโมง บวกกับระบบทำความเย็นหรือระบบระเหยเย็นที่ออกแบบตามอุณหภูมิกระเปาะเปียกของพื้นที่ นั่นคือ 880 kW ที่โหลดสูงสุด คิดเป็น 16% ของโหลดโรงงาน และเป็นโหลดที่มีพฤติกรรมการเกิดพร้อมกันแย่ที่สุด: มันขึ้นสูงสุดในตอนบ่ายเมื่ออุณหภูมิกระเปาะเปียกภายนอกสูงสุด ซึ่งเป็นช่วงที่โรงงานผลิตเต็มกำลังด้วย

ผลกระทบต่อหม้อแปลงนั้นเฉพาะเจาะจง พัดลมระบบเพิ่มความชื้นเป็นโหลด VFD ที่ใหญ่ที่สุดในโรงงานที่ 75–110 kW ต่อตัว และเดินที่ความเร็ว 70–100% ตลอดทั้งปี ดังนั้นจึงสร้างกระแสฮาร์มอนิกคงที่และโหลดลอสคงที่ 480 kW ในหม้อแปลง พัดลมเหล่านี้ยังตัดโหลดไม่ได้: การตัด AHU เป็นเวลาสิบนาทีจะเพิ่มอัตราการขาดของปลายเส้นด้ายในอีกสองชั่วโมงถัดมา เมื่อโรงงานสูญเสียหม้อแปลงหนึ่งในสี่ตัว ลำดับการตัดโหลดจึงต้องตัดส่วนปั่นด้ายและการบรรจุภัณฑ์ก่อน ส่วนปั่นริงเป็นลำดับที่สอง และระบบเพิ่มความชื้นตัดไม่ได้เลย — และแผนผังบัสเซกชันแรงดันต่ำควรวาดให้พนักงานการไฟฟ้าที่อยู่ภายใต้ความกดดันมองเห็นลำดับนั้นได้โดยไม่ต้องอ่านขั้นตอนปฏิบัติ

ยังมีปฏิสัมพันธ์ด้านการระบายความร้อนที่ทำให้ผู้ออกแบบพลาดได้ ระบบ AHU มักอยู่บนดาดฟ้าหรือในอาคารสาธารณูปโภคที่อยู่ติดกับสถานีไฟฟ้าย่อย และคอนเดนเซอร์หรือไอเสียของห้องพ่นจะปล่อยอากาศอิ่มตัวที่ 30–32 °C หากช่องรับอากาศของห้องหม้อแปลงอยู่บนผนังเดียวกัน หม้อแปลงจะหายใจเอาอากาศที่ความชื้นสัมพัทธ์ 95% และหม้อแปลงชนิดน้ำมันจะกลั่นตัวเป็นน้ำในถังพักน้ำมันภายในรอบสองปี ติดตั้งช่องรับอากาศที่ด้านตรงข้าม หรือกำหนดถังแบบมีปะเก็น IP54 และถ้วยหายใจซิลิกาเจลพร้อมถ้วยน้ำมัน แล้วปัญหานี้จะไม่มีอยู่ ตรรกะเรื่องความชื้นชายฝั่งเดียวกันกับที่ควบคุมการเลือกระหว่างน้ำมันแร่ เอสเทอร์ และซิลิโคนใช้กับทั้งห้อง ไม่ใช่แค่ของเหลว

ชนิดน้ำมันหรือชนิดหล่อเรซิน: หม้อแปลงแบบใดควรอยู่ภายในโรงปั่น?

ชนิดน้ำมันในห้องทนไฟ ชนิดหล่อเรซินเฉพาะเมื่อสร้างห้องไม่ได้ — และห้ามใช้ชนิดน้ำมันภายในโรงปั่นเองเด็ดขาด

สัญชาตญาณที่จะวางหม้อแปลงชนิดแห้งข้างโหลดนั้นถูกต้องในศูนย์ข้อมูลและผิดในโรงงานสิ่งทอ โรงปั่นมีฝุ่นฝ้ายและเส้นใยลอยในอากาศ 15–25 g/m³ ซึ่งเคลือบพื้นผิวระบายความร้อนทุกส่วนภายในหนึ่งเดือน การระบายความร้อนของหม้อแปลงหล่อเรซินอาศัยการพาความร้อนตามธรรมชาติผ่านพื้นผิวขดลวดขนาดใหญ่ และพื้นผิวนั้นคือสิ่งที่เส้นใยลอยมาห่มคลุมพอดี ผลลัพธ์คือเครื่องที่เดินร้อนกว่าค่าที่รายงานผลทดสอบ 15–20 K และเครื่องชนิดแห้งแบบ AN/AF ที่มีพัดลมยิ่งแย่กว่าเพราะพัดลมกลายเป็นตัวกรอง หม้อแปลงชนิดน้ำมันในห้องแยกที่มีแรงดันบวกหลีกเลี่ยงปัญหาได้ทั้งหมด: ถังถูกปิดผนึก หม้อน้ำอยู่ภายนอกโซนฝุ่น และอัตราทนไฟของห้องเป็นต้นทุนอาคาร ไม่ใช่ต้นทุนหม้อแปลง

อัคคีภัยและการประกันภัยเป็นตัวตัดสินที่เหลือ หม้อแปลงชนิดน้ำมันขนาด 2,000 kVA บรรจุน้ำมันแร่ประมาณ 1,800 kg และบริษัทประกันอัคคีภัยของโรงงานจะกำหนดให้มีห้องกั้นทนไฟ 2 ชั่วโมงพร้อมธรณีประตูสูง 150 mm และบ่อระบายน้ำ หรือใช้หม้อแปลงชนิดแห้งที่มีชั้นทนไฟที่ได้รับการยอมรับ ในบังกลาเทศ เวียดนาม และอินโดนีเซีย ห้องกั้นมักถูกกว่าส่วนเพิ่มของชนิดแห้ง ซึ่งสำหรับหม้อแปลง 2,000 kVA สี่ตัวอยู่ที่ USD 60,000–80,000 ในกรณีที่สร้างห้องกั้นไม่ได้จริง ๆ — ส่วนต่อขยายบนดาดฟ้า อาคารเช่า อาคารอนุรักษ์ — ชนิดหล่อเรซินคือคำตอบที่ถูกต้อง และข้อกำหนดควรเป็นไปตาม IEC 60076-11 ชั้น F หรือ H พร้อมตู้ครอบ IP31 และไส้กรองที่เปลี่ยนได้โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือ การแลกเปลี่ยนระหว่างโครงสร้างสองตระกูลนี้ระบุไว้ในการเลือกชนิดน้ำมันเทียบชนิดแห้ง และทั้งสองแบบมีจำหน่ายในระดับ 11 kV ที่โรงงานนี้ต้องการ

เสียงรบกวนเป็นสิ่งที่ต้องพิจารณาเป็นลำดับสุดท้ายและสำคัญน้อยที่สุดในโรงปั่นด้าย ซึ่งตัวสปินเดิลเองสร้างเสียง 85–88 dBA หน่วยขนาด 2,000 kVA แบบ ONAN ที่ระดับ 58–62 dB(A) ที่ระยะ 1 m นั้นไม่ได้ยินในสภาพแวดล้อมนั้น แต่ก็ไม่ได้ยินในอาคารสำนักงานเช่นกัน และการรับประกันระดับเสียงควรอ้างอิงตาม IEC 60076-10 โดยระบุระยะการวัดไว้ด้วย ในกรณีที่สถานีย่อยอยู่ติดกับสำนักงาน นั่นเป็นเหตุผลที่ต้องย้ายสถานีย่อย ไม่ใช่ซื้อหม้อแปลงที่เงียบกว่าด้วยราคาสูงกว่า 15% — ดู ระดับเสียงหม้อแปลง สำหรับตัวเลขเบื้องหลังการตัดสินใจนั้น

จะเกิดอะไรขึ้นกับหม้อแปลงเมื่อโรงงานเดินเครื่องด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของตัวเอง?

มันทำงานย้อนกลับ และมีสามสิ่งที่ไม่ต้องออกแบบรองรับก่อนการดับไฟครั้งแรก ไม่ใช่ระหว่างที่ดับไฟอยู่

โรงปั่นด้ายเกือบทุกแห่งในเอเชียใต้และเอเชียตะวันออกเฉียงใต้มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลหรือก๊าซขนาด 2–4 MW สำหรับการตัดโหลด (load shedding) เชื่อมต่อที่ 415 V และจ่ายย้อนกลับผ่านสถานีย่อยหน่วยเดียวกับที่การไฟฟ้าจ่ายไฟ การจ่ายไฟย้อนกลับไม่ใช่เรื่องผิดปกติในทางไฟฟ้า — หม้อแปลงไม่สนใจว่าด้านใดเป็นแหล่งจ่าย — แต่ระบบป้องกัน การต่อลงดิน และลำดับการสตาร์ทล้วนเปลี่ยนไป และรูปแบบความเสียหายนั้นเป็นที่รู้จักกันดี

ประการแรก กระแสกระชาก (inrush) เมื่อการไฟฟ้าจ่ายไฟกลับมาและสวิตช์เปลี่ยนวงจรปิด หม้อแปลงจะได้รับไฟอีกครั้งจากด้าน 11 kV ขณะที่แกนเหล็กอาจอยู่ในสภาวะแม่เหล็กตกค้างที่แย่ที่สุด กระแสกระชากจะสูงถึง 8–12 เท่าของพิกัดนานถึง 100 ms และหากเครื่องกำเนิดไฟฟ้ายังขนานอยู่ มันจะมองว่านั่นเป็นความผิดพร่องและทริปด้วยโอเวอร์เคอร์เรนต์ ดังนั้นต้องมีอินเทอร์ล็อกที่เปิดเบรกเกอร์ด้านแรงดันต่ำของหม้อแปลงก่อนที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะขนานเข้า และการเปลี่ยนวงจรต้องเป็นแบบ break-before-make โดยมีเวลาตาย 10–15 s การจ่ายไฟย้อนกลับให้หม้อแปลงจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นที่ยอมรับได้สำหรับการทำงานต่อเนื่องที่โหลดไม่เกิน 70–80% ของพิกัด แต่ควรเป็นโหมดการทำงานที่ตั้งใจไว้ ไม่ใช่เหตุบังเอิญ กลไกเบื้องหลังกระแสนี้มีอธิบายไว้ในคู่มือ กระแสกระชากของหม้อแปลง

ประการที่สอง การต่อลงดิน ระบบ 11 kV ต่อลงดินผ่านนิวทรัลของหม้อแปลงของการไฟฟ้า เมื่อโรงงานแยกตัวเป็นเกาะ (island) เอกสารอ้างอิงกราวด์เดียวที่มีคือนิวทรัลของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และหากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นเครื่อง 415 V ที่นิวทรัลต่อลงดินที่แผงแรงดันต่ำ นิวทรัล Dyn11 ของหม้อแปลงจะกลายเป็นเส้นทางขนานที่สอง ผลลัพธ์คือกระแสหมุนเวียนในบัสบาร์กราวด์และการทริปจากความผิดพร่องลงดินที่ไม่พึงประสงค์ วิธีแก้ที่สะอาดคือจุดต่อลงดินนิวทรัลเพียงจุดเดียวต่อระบบ เลือกด้วยสวิตช์ต่อลงดินนิวทรัลที่อินเทอร์ล็อกกับการเปลี่ยนวงจร และรีเลย์ความผิดพร่องลงดินที่นิวทรัลของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าตั้งไว้ที่ 10–20% ของพิกัดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า นี่คือข้อบกพร่องที่พบบ่อยที่สุดในการตรวจสอบการทดสอบเดินเครื่องของโรงงานขนาดนี้ และมีค่าใช้จ่ายประมาณ USD 4,000 ในการออกแบบให้มีไว้ตั้งแต่แรก และใช้เวลาผลิตหนึ่งสัปดาห์ในการแก้ไขภายหลัง

ประการที่สาม การโหลด หม้อแปลงขนาด 2,000 kVA ที่จ่ายย้อนกลับที่ 415 V และโหลดที่ 1,690 kVA มีการสูญเสียและอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเท่ากับการจ่ายไฟตามปกติ — แต่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่อยู่เบื้องหลังมักมีขนาด 1,000–1,500 kVA ดังนั้นขีดจำกัดในทางปฏิบัติระหว่างที่ดับไฟคือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ไม่ใช่หม้อแปลง ดังนั้นแผนการตัดโหลดที่ปกป้องเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (การจัดสรรโหลดリングปั่นด้าย การตัดโหลดการ winding และการทำความชื้น) ต้องเป็นแผนเดียวกับที่ปกป้องหม้อแปลง และการเขียนแยกกันสองชุดรับประกันได้ว่าทั้งสองจะขัดแย้งกัน

เอกสารข้อกำหนดหม้อแปลงควรระบุอะไรบ้าง?

พารามิเตอร์ด้านล่างคือสิ่งที่ส่งผลต่อราคา กำหนดส่งมอบ และประสิทธิภาพในฤดูร้อนแรก ส่วนที่เหลือเป็นมาตรฐานและผู้ผลิตที่น่าเชื่อถือทุกรายระบุเหมือนกันทั้งหมด

การประกวดราคาควรกำหนดให้มีใบรับรองความทนทานต่อกระแสลัดวงจรตาม IEC 60076-5 และการวัดค่าความสูญเสียตาม IEC 60076-1 ด้วยมิเตอร์ที่สอบเทียบแล้ว เนื่องจากความแตกต่างระหว่างค่าความสูญเสียไม่มีโหลดที่เสนอไว้ 1.9 kW กับค่าที่วัดได้ 2.4 kW คิดเป็น 438 USD ต่อปีต่อเครื่อง ตามอัตราค่าไฟของโรงงานนี้ — ซึ่งตลอดอายุการใช้งานสิบห้าปีมีมูลค่ามากกว่าส่วนต่างราคาระหว่างผู้จำหน่ายที่น่าเชื่อถือสองราย การคิดทุนค่าความสูญเสีย ไม่ใช่ราคาต่ำสุด คือเกณฑ์การตัดสินที่ถูกต้อง และกลไกของมันอยู่ใน การคำนวณขนาดหม้อแปลงและสูตรงบประมาณ

ชุดอุปกรณ์ไฟฟ้ามีต้นทุนเท่าไร และเงินไปอยู่ที่ใด?

330,000–370,000 USD สำหรับชุดอุปกรณ์ 11 kV และ 415 V ทั้งหมดของโรงงานที่เครื่องจักรปั่นด้ายเพียงอย่างเดียวมีมูลค่า 20–25 ล้าน USD โดยหม้อแปลงคิดเป็น 140,000 USD รวมเครื่องสำรอง

สัดส่วนของหม้อแปลงคือ 40% และเป็นสัดส่วนที่มีระยะเวลาส่งมอบยาวนานที่สุดและมีโอกาสเกิดข้อผิดพลาดด้านข้อกำหนดมากที่สุด มีอัตราส่วนสองค่าที่ควรนำไปใช้ในการประชุมงบประมาณ ต้นทุนหม้อแปลงคิดเป็น 0.25–0.35% ของเงินลงทุนรวมของโรงงาน และ 1.5–2.0% ของเงินลงทุนด้านไฟฟ้า; ค่าใดที่อยู่นอกช่วงนี้หมายถึงข้อกำหนดที่ผิดปกติ (ใช้แบบ dry-type ทั้งหมด, เครื่อง K-13, 33 kV) หรือการออกแบบที่เล็กเกินไปซึ่งจะต้องลดพิกัดภายในสองปี

ต้นทุนการดำเนินงานคือจุดที่การออกแบบแสดงให้เห็นอย่างชัดเจน ด้วยปริมาณการใช้ไฟฟ้า 34.0 GWh ต่อปีและราคา USD 0.10/kWh โรงงานจึงจ่ายค่าไฟฟ้า USD 3.4 ล้าน; ความสูญเสียของหม้อแปลงที่ระดับ S13 — 4 × (1.9 + 19.0 × 0.71) = 61.6 kW — คิดเป็น 431 MWh หรือ USD 43,100 ต่อปี ประมาณ 1.3% ของค่าไฟฟ้า หากเปลี่ยนเป็นแกนอสัณฐาน (amorphous core) ตัวเลขนี้จะลดลงเหลือ 34,600; หากยังใช้ S11 ตัวเลขจะเพิ่มขึ้นเป็น 47,600 ตลอดระยะเวลาสิบห้าปี ส่วนต่างระหว่างทางเลือกที่ดีที่สุดและแย่ที่สุดคือ USD 190,000 จากการซื้อมูลค่า USD 120,000 ซึ่งเป็นเหตุผลที่สูตรการประเมินความสูญเสียควรอยู่ในเอกสารประกวดราคา ไม่ใช่ในบันทึกทางเทคนิคแยกต่างหาก

ข้อผิดพลาดห้าประการใดที่ปรากฏในปีแรกของโรงงานปั่นด้ายแห่งใหม่?

ห้าประการเดิม ในลำดับเดิม ในโรงงานตั้งแต่กาซีปูร์จนถึงบันดุง แต่ละข้อมีต้นทุนต่ำหากหลีกเลี่ยงในขั้นตอนการออกแบบ และมีต้นทุนสูงหากต้องแก้ไขในภายหลัง

• การกำหนดขนาดจากโหลดต่อเนื่อง (connected load) โหลดต่อเนื่อง 6,494 kW ชักนำให้ซื้อขนาด 8 MVA จากนั้นโรงงานเดินเครื่องที่ภาระ 39% ความสูญเสียขณะไม่มีโหลดถูกจ่ายเต็มมูลค่าตลอดสิบห้าปี และค่าตัวประกอบกำลัง (power factor) แย่กว่าที่ควรจะเป็น ตัวเลขที่ต้องใช้คือความต้องการใช้ไฟฟ้า (demand) ไม่ใช่โหลดต่อเนื่อง โดยค่าตัวประกอบโรงงาน (plant factor) ที่นี่คือ 0.84 และสามารถทราบได้ก่อนเครื่องจักรเครื่องแรกจะมาถึง
• การระบุอุณหภูมิแวดล้อม 40 °C เพราะมาตรฐานกำหนดไว้เช่นนั้น หม้อแปลงมาถึงตามข้อกำหนดและเดินเครื่องที่ 90–95% ของพิกัดในเดือนเมษายน โดยมีอุณหภูมิน้ำมันด้านบนสูงกว่าที่รับประกันไว้ 8 K ผู้ผลิตไม่ได้ผิด ข้อกำหนดต่างหากที่ผิด ต้องระบุอุณหภูมิห้องและกำหนดให้การรับประกันมีผลที่อุณหภูมินั้น
• ไม่มี Line Reactor ที่ VFD การไฟฟ้าวัดค่า TDD ได้ 10.9% เทียบกับขีดจำกัด 8.0% ออกหนังสือแจ้ง และต้องติดตั้งเพิ่มย้อนหลังกับไดรฟ์ 200 ตัวขณะโรงงานเดินเครื่อง Reactor 4% มีต้นทุน USD 90 ต่อไดรฟ์ที่โรงงานผลิต และประมาณ USD 400 ต่อไดรฟ์หากติดตั้งภายหลัง
• ใช้คาปาซิเตอร์ธรรมดาแทนชุดดีจูน (detuned bank) ชุดคาปาซิเตอร์เกิดการสั่นพ้องกับระบบจ่ายไฟที่ฮาร์มอนิกอันดับ 5 ตัว casing ของคาปาซิเตอร์ปูดและคอนแทคเตอร์เชื่อมติดกันภายใน 6–18 เดือน และตัวเปลี่ยนใหม่ก็เสียหายแบบเดียวกันเพราะไม่เคยแก้ไขสาเหตุ
• ไม่มีหม้อแปลงสำรองในพื้นที่ ระยะเวลารอส่งมอบ 6–10 สัปดาห์สำหรับเครื่องขนาด 2,000 kVA ทำให้ความผิดปกติที่ซ่อมได้กลายเป็นไตรมาสที่สูญเสียไป หม้อแปลงสำรองมีต้นทุนเท่ากับค่าไฟฟ้า 2.5 วันของโรงงาน และเป็นการประกันที่ถูกที่สุดในโครงการ

สองในห้าข้อนั้น — อุณหภูมิแวดล้อมและฮาร์มอนิก — มองเห็นได้จากตัวอย่างน้ำมันครั้งแรกของหม้อแปลงและจากการอ่านมิเตอร์ครั้งแรกของการไฟฟ้า กล่าวคือภายในสามเดือน คู่มือค่าตัวประกอบภาระและการโอเวอร์โหลด อธิบายวิธีอ่านประวัติภาระที่ระบบวัดของโรงงานเก็บรวบรวมอยู่แล้ว และคู่มือการเดินเครื่องขนานครอบคลุมกรณีที่โรงงานเพิ่มเครื่องที่ห้าเคียงข้างสี่เครื่องในภายหลังแทนการเปลี่ยนเครื่องหนึ่งเครื่อง ทั้งสองไม่ใช่สิ่งทดแทนการทำให้สี่ข้อแรกถูกต้อง

สิ่งที่โรงงานปั่นด้ายต้องการจริงจากผู้จำหน่ายหม้อแปลงไม่ใช่หมายเลขในแคตตาล็อก แต่เป็นตารางโหลดที่ได้รับการทบทวนเทียบกับสภาพภูมิอากาศเฉพาะ แผนการผลิตเส้นด้ายเฉพาะ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเฉพาะ โรงงานที่ซื้อกำลังการผลิตหม้อแปลง 6.24 MVA สำหรับกำลังไฟฟ้าสูงสุด 5.43 MW ระบุอุณหภูมิ 45 °C ดีจูนการชดเชยกำลังไฟฟ้า และเก็บเครื่องสำรองไว้ในโรงงาน ได้ซื้อสิบห้าปีแห่งการไม่ต้องกังวลกับสถานีไฟฟ้าย่อยของตน นั่นคือเป้าหมายทั้งหมด และสามารถทำได้ด้วยงบ USD 330,000

Sources / 资料来源

ที่มา: IEC 60076-1 — หม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง: ทั่วไป (พิกัด ค่าความคลาดเคลื่อน การทดสอบตามปกติ)
ที่มา: IEC 60076-2 — หม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง: การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิสำหรับหม้อแปลงชนิดจุ่มในของเหลว (อุณหภูมิแวดล้อมสูงสุด 40 °C ค่าเฉลี่ยรายเดือน 30 °C ค่าอ้างอิงรายปี 20 °C)
ที่มา: IEC 60076-3 — หม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง: ระดับฉนวน การทดสอบไดอิเล็กทริก และระยะห่างภายนอกในอากาศ
ที่มา: IEC 60076-5 — หม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง: ความสามารถในการทนต่อการลัดวงจร
ที่มา: IEC 60076-7 — หม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง: แนวทางการโหลดสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังชนิดจุ่มในน้ำมันแร่
ที่มา: IEC 60076-10 — หม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง: การกำหนดระดับเสียง
ที่มา: IEC 60076-11 — หม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง: หม้อแปลงชนิดแห้ง
ที่มา: IEC 60076-20 — หม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง: ประสิทธิภาพพลังงาน
ที่มา: IEC 60909-0 — กระแสลัดวงจรในระบบไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส: การคำนวณกระแส
ที่มา: IEC 60364-4-41 — การติดตั้งไฟฟ้าแรงดันต่ำ: การป้องกันไฟฟ้าช็อต
ที่มา: IEC 60364-5-52 — การติดตั้งไฟฟ้าแรงดันต่ำ: การเลือกและการติดตั้งระบบเดินสายไฟฟ้า
ที่มา: IEC 61000-3-6 — ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า: การประเมินขีดจำกัดการปล่อยสำหรับโหลดที่บิดเบือนในระบบไฟฟ้าแรงดันปานกลางและแรงดันสูง
ที่มา: IEEE 519-2014 — แนวปฏิบัติและข้อกำหนดที่แนะนำสำหรับการควบคุมฮาร์มอนิกในระบบไฟฟ้ากำลัง (ตารางที่ 2, 1 kV < V ≤ 69 kV)
ที่มา: IEEE C57.110 — แนวปฏิบัติที่แนะนำสำหรับการกำหนดความสามารถของหม้อแปลงเมื่อจ่ายกระแสโหลดที่ไม่ใช่ไซน์
ที่มา: ISO 12944 — การป้องกันการกัดกร่อนของโครงสร้างเหล็กด้วยระบบสีป้องกัน (หมวดหมู่ C4-M และ C5-M)
ที่มา: ประสบการณ์จากอุตสาหกรรม — การใช้พลังงานจำเพาะ 3.2–4.0 kWh/kg สำหรับเส้นด้ายฝ้ายหวี Ne 20–40 สำหรับการถัก และผลผลิตการปั่นด้ายริง 25–30 g ต่อชั่วโมงต่อแกนปั่น ตามรายงานของโรงปั่นด้ายในบังกลาเทศ เวียดนาม และอินโดนีเซีย ปี 2020–2025
ที่มา: ประสบการณ์จากอุตสาหกรรม — เกณฑ์ค่าปรับตัวประกอบกำลังไฟฟ้าของการไฟฟ้าที่ 0.85–0.90 ซึ่งบังคับใช้กับผู้ใช้ไฟฟ้าอุตสาหกรรมในบังกลาเทศ เวียดนาม และอินโดนีเซีย ปี 2025
ที่มา: ทีมวิศวกรรม QDTB — ตารางโหลดของโครงการและข้อกำหนดหม้อแปลงสำหรับโรงปั่นด้ายและโรงทอผ้าในเอเชียใต้และเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ปี 2019–2026