Liman Konteyner Terminali Transformatörü: STS ve RMG Vinçleri için Orta Gerilim Dağıtımı Nasıl Boyutlandırılır, Vinç Çalışma Çevrimi ve Rejenerasyon Neden kVA'yı Belirler ve Kıyı Terminali Neler Gerektirir

Önce cevap: bir konteyner terminali transformatörü, vinç filosu yük listesinden görev çevrimi talep faktörleriyle boyutlandırılır ve vinç normal bir motor yükü değildir. Gemiden kıyıya (STS) ve raylı portal (RMG) vinçler, 90 saniyelik bir çevrim içinde rejenerasyon ile ortalama yükün %150'si arasında salınan çevrimsel bir yük çeker; bu nedenle transformatör, motor etiket değerlerinin toplamına göre değil, termal RMS ve sıcak nokta sıcaklığına göre seçilir. Reefer prizleri ise tam tersi bir problemdir — eğrinin tabanını ve yaz zirvesini belirleyen, hava koşullarına bağlı sabit bir yük. OG trafo merkezini bu iki aile arasındaki eşzamanlılığa göre boyutlandırın, ardından vinç transformatörlerini çevrimsel anma gücü, K-faktörü ve rıhtım boyunca gerilim düşümüne göre seçin; kVA, empedans, IP koruma sınıfı ve kuru tip-kuru tip yağlı tip kararı da alışkanlıklar yerine hesaplanmış çıktılar haline gelir.

Önemli çıkarımlar

• STS vinç kapasitesini ULCV çift kaldırmalı vinç başına 1.200–1.600 kVA kurulu güç üzerinden boyutlandırın ve 0,40–0,50 görev çevrimi talep faktörü uygulayın — bina yükleri için kullanılan 0,7–0,9 değil. Aynı rıhtımdaki vinçler arasındaki eşzamanlılık yüksektir; vinçler ile reefer'lar arasındaki eşzamanlılık ise değildir.
• Reefer'lar bir aktarma terminalindeki en büyük sabit yüktür. 40 ft'lik entegre bir reefer sürekli olarak yaklaşık 5–9 kW, soğutma (pull-down) sırasında ise 11–13 kW çeker; prizin kendisi 32 A/400 V üç fazda yaklaşık 22 kVA anma gücündedir, bu nedenle tasarım talebi tasarım ortam sıcaklığında kW cinsinden alınır, ardından 0,85–0,90 güç faktöründe kVA'ya dönüştürülür.
• Vinç transformatörlerini anlık tepe değere göre değil, 10 dakikalık RMS akımına ve sıcak nokta sınırına göre seçin (normal çevrimsel ömür için 98 °C, IEC 60076-7 uyarınca). 30–60 dakikalık termal zaman sabitine sahip dökme reçine bir ünite 20 saniyelik bir kaldırma zirvesine neredeyse tepki vermez; 1.600 kVA'lık bir ünitenin anlık talebi 2.000 kVA'ya ulaşan bir vince hizmet verebilmesinin nedeni tam olarak budur.
• Vinç sürücüleri, transformatör tasarımını belirleyen harmonik kaynağıdır. 6 darbeli tristör veya diyot giriş katı %25–35 akım THD'si üretir; 12 darbeli bunu yarıya indirir; rejenerasyonlu aktif giriş katı (AFE) ise %4–8'e düşürür. K-faktörü veya IEEE C57.110 uyarınca bir düşürme (derating) belirtin; çünkü K-13 harmonik içeriği taşıyan standart bir dağıtım transformatörü, kullanılabilir kapasitesinin %10–20'sini girdap akımı ısınmasına kaybeder.
• Vinçleri 6,6, 11 veya 20 kV'ta bir kablo makarası veya iletken ray üzerinden besleyin ve dönüşümü vinç üzerinde veya bir rıhtım trafo merkezinde yapın. 400 V'ta, 400 m'lik rıhtım hattının sonundaki 1.400 kVA'lık bir vinç tam yükte yaklaşık %9 düşüm yaşar; 6,6 kV'ta aynı yük %0,3 düşer. Gerilimi belirleyen tek sayı budur.
• Kıyı terminalleri, 40–45 °C ortam sıcaklığı, tuzlu sis ve yoğuşma çevrimleriyle C5-M korozyon ortamıdır. Bu, minimum IP54 (vinçte IP55), ISO 12944 C5-M boya sistemleri, silikon veya YG dökme reçine izolatörler, paslanmaz bağlantı elemanları ve muhafazayı temiz oda varsaymayan bir soğutma tasarımı anlamına gelir.
• Bir terminalde N-1 kesintisiz kapasite isteğe bağlı değildir: vinci olmayan bir rıhtım kazanç sağlamayı durdurur. Olağan düzenleme, iki veya üç adet 33/11 kV transformatörden beslenen bölümlendirilmiş bir 11 kV vinç barasıdır; böylece herhangi bir transformatörün devre dışı kalması, bir rıhtımın tamamen devre dışı kalması yerine her rıhtımda azaltılmış vinç sayısıyla sonuçlanır.

Bir konteyner terminalinde sıradan bir fabrikada bulunmayan hangi yükler vardır?

Bir fabrikada yük profilini belirleyen bir proses vardır. Bir terminalde ise bir filo vardır ve filo hareket eder. Dört yük ailesi tamamen farklı davranır ve transformatör spesifikasyonu, belirtilen parametre için hangisi en kötüyse ona göre belirlenir — çevrimsel termal görev ve harmonikler için vinçler, sabit kVA için reefer'lar, düşük yükte düşük güç faktörü için soğuk demirleme (cold ironing) ve kesinti toleransı için otomasyon ve BT katmanı.

Bu tablonun gösterdiği ilk şey, bir terminalde "kurulu kVA" rakamının neredeyse anlamsız olduğudur. 1.400 kVA'lık 12 STS vinci toplamak 16.800 kVA bağlı kapasite verir ve 0,8 faktörü uygulayan naif bir tasarım, yalnızca vinçler için 13 MVA'lık bir trafo merkezi belirler. Vinçler bunu asla çekmez: kaldırma, araba ve portal sürücüleri vincin kendi kontrol sistemi tarafından kilitlemeli çalışır ve çalışan bir ULCV vincinin ortalama talebi 400–800 kVA olup zirveleri kısadır.

Vinç yük listesi nasıl oluşturulur ve terminal trafo merkezi nasıl boyutlandırılır?

Yöntemin, bir bina yük hesabından gerçekten farklı olan üç girdisi vardır: vincin kurulu kVA'sı, ölçülen veya belirtilen görev çevrimi ve terminalin ulaşmayı hedeflediği rıhtım verimliliği. Geri kalan her şey aritmetiktir.

Adım 1 — vinç başına kurulu kVA'yı motor toplamından değil, sürücü listesinden alın

Modern bir STS vincinde bir kaldırma, bir araba, bir portal (uzun yürüyüş) ve genellikle bir bom kaldırma mekanizması ile spreader, aydınlatma, klima ve makine dairesi havalandırması için yardımcı yükler bulunur. Çift kaldırmalı bir ULCV vincinde kurulu sürücü gücü tipik olarak 1.200 ile 1.600 kVA arasına düşer, ancak önemli olan rakam vincin kendi ana transformatörü veya ana şalter anma değeridir, çünkü vinç tasarımcısı eşzamanlılık faktörlerini vinç içinde zaten uygulamıştır. Vincin tek hat şemasını ve ana giriş şalteri anma değerini isteyin; motor etiketlerini toplamayın.

Bu giriş anma değeri, transformatörün göreceği ani akımı da size söyler. AFE ön uçlu bir vinç yumuşak enerjilenir ve anma akımından çok az fazlasını çeker; 6 darbeli diyot ön uçlu ve büyük DC bara kapasiteli bir vinç, kondansatör bankasını ön şarj direnci üzerinden şarj eder, ancak soğuk bir kaldırma mekanizmasının ilk hareketi yine de anma değerinin 1,5–2,0 katı bir akım sıçraması üretir. Ani akım kılavuzu bunun transformatör tarafını ele alır; bir terminalde jeneratör veya üst koruma, vincin kalkış sıçramasına karşı da kontrol edilmelidir.

Adım 2 — bir görev çevrimi talep faktörü ve bunun üzerine bir rıhtım çakışma faktörü uygulayın

Çalışan bir filo için kurulu kVA üzerinden 0,40–0,50 vinç talep faktörleri normaldir, çünkü bir vinç her çevrimin bir kısmını bekleyerek geçirir ve sürücülerin tümü aynı anda tam güçte değildir. Rıhtım çakışması bir fabrikanın makine çakışmasından daha yüksektir: bir gemi çalıştırıldığında o rıhtımdaki her vinç çalışır ve gemi yanaştığında tüm iskele verimlidir. Bir dalgalanma sırasında rıhtımlar arasındaki çakışma 1,0'a yakındır.

İstisna, hiçbir şeyle ters korelasyon göstermeyen ve basitçe varlığını sürdüren soğutmalı konteyner yüküdür. Soğutmalı konteynerler bir geminin çalışıp çalışmadığını umursamaz ve talepleri öğleden sonra yüksek ortam sıcaklığında zirveye ulaşır; bu da bir aktarma terminalinde vinç verimliliğinin zirveye ulaştığı zamandır, çünkü saha birikmiş işi temizlemeye çalışmaktadır.

Adım 3 — çakışan talebi oluşturun ve ardından üzerine N-1 uygulayın

Altı rıhtım, 12 STS vinci, 24 RMG, 1.200 soğutmalı konteyner prizi, 2 soğuk demirleme rıhtımı ve elektrifiye edilmiş bir saha ile 1,2 milyon TEU kapasiteli bir terminal için çözümlü bir örnek:

23 MVA çakışan talep, her biri zirvede yaklaşık %58 yüklü iki adet 20 MVA transformatörden oluşan 33/11 kV bir trafo merkezine düşer ve üçüncü bir 20 MVA ünite — veya önceden tasarlanmış bir mobil trafo merkezi bölmesi — N-1 yedekli kapasite sağlar. Yalnızca iki ünite, tasarım zirvesinin altında kalan sadece 20 MVA yedekli kapasite verecektir ve bir terminalde bu, yılın en yoğun gününde vinçlerin devre dışı bırakılması anlamına gelir. Dağıtım sistemi boyutlandırma kılavuzu aynı hesaplamanın besleyici seviyesini kapsar.

Transformatör anma değerini neden zirve kW değil, vinç görev çevrimi belirler?

Bir transformatör termal bir cihazdır. Ömrü, sargı sıcaklığını dakikalar (dökme reçine) ile birkaç saat (büyük yağ kütlesine sahip yağ daldırmalı) arasında değişen bir zaman sabitiyle izleyen sıcak nokta sıcaklığı tarafından tüketilir. Bu nedenle 90 saniyelik bir vinç çevrimi, transformatör açısından bir dizi zirve yerine hafifçe yükseltilmiş bir sürekli yük gibi görünür. Bu nedenle anma değeri hesaplamasına doğru girdi, 10 dakikalık bir pencere üzerindeki RMS akımı ve sıcak noktanın zirve sırasında sınırlar içinde kaldığının kontrol edilmesidir.

Rakamlarla ifade edin. Kurulu gücü 1.400 kVA olan bir vinç, çevrimde 70 s boyunca 700 kVA, 20 s boyunca 1.050 kVA çeker ve 20 s boyunca 450 kVA geri kazanır. 110 s'lik bir çevrimde RMS yaklaşık 700 kVA'dır; bu nedenle 1.000 kVA'lık bir transformatör etiket değeri açısından yeterli görünebilir — ancak 0,8 güç faktöründe 1.050 kVA'lık tepe değer, nominal akımın 1,31 katıdır ve sargı, yalnızca tepe noktası boyunca değil, tüm vardiya boyunca sıcak nokta sınırının altında kalmalıdır. Pratik sonuç, vinç transformatörlerinin 10 dakikalık RMS değerinin 1,15–1,3 katı olarak belirlenmesidir; bu örnek için 1.400 kVA'lık bir vinç için 800–900 kVA transformatör anlamına gelir. Veri sayfasında görünmesi gereken sayı budur; vinci çalışma sınıfı ve RMS hesabı eklenmiş olarak.

Çalışma sınıfının kendisi de vincin sınıflandırıldığı şekilde belirtilmelidir. Vinçler, çevrim sayısı ve yük spektrumuna göre sınıflandırılır (vincin bütünü için ISO 4301-1 A1 ila A8 grupları, mekanizmalar için FEM 9.511, M1–M8) ve 7/24 çalışan bir terminal vinci en üst gruplarda yer alır. M4 çalışma sınıfı için satın alınan ve M8 sınıfı bir vinçte kurulan bir transformatör, tüm ömrü boyunca sıcak çalışacaktır ve sonradan yapılan hiçbir güç düşürme işlemi sargının zaman sabitini düzeltmez. Vincin çalışma grubunu talebe yazın.

STS vinçleri neden normal bir fabrikadan daha fazla harmonik enjekte eder?

Bir fabrikada aynı hareketi tekrarlayan tek bir büyük sürücü vardır. Bir vinçte ise her biri bağımsız olarak hızlanıp yavaşlayan dört sürücü bulunur ve bunlar çoğu zaman yalnızca kısmen yüklü bir doğrultucu üzerinden güç çeker. Bu nedenle harmonik spektrum sürekli değişir ve hafif yükte akım THD'si en kötü durumdadır — tam yükte %8 THD çeken bir sürücü, %20 yükte %40 çekebilir; çünkü temel bileşen çökerken komütasyon çentikleri aynı boyutta kalır.

12 darbeli durum, harmonik sorununu transformatöre taşıdığı için anlaşılmayı hak eder. Bir üçgen ve bir yıldız sekonderden beslenen ve aralarında 30° faz kayması bulunan iki 6 darbeli köprü, primerde 5. ve 7. harmonikleri iptal eder. Bu iptal yalnızca iki sekonder eşit yüklendiğinde geçerlidir; bir troley sürücüsü boşta olduğunda ise eşit yüklenmezler, bu nedenle 12 darbeli bir vinç yine de ideal bir ders kitabı iptali için değil, kalan spektrum için tasarlanmış bir transformatöre ihtiyaç duyar. Bu çalışma sınıfı için üretilen üç sargılı bir transformatör, iki sargılı bir dağıtım ünitesinden farklı bir üründür ve bu şekilde belirtilmelidir.

Bu durumların herhangi biri için belirtilecek dil K-faktörüdür. K-faktörü her harmoniği mertebesinin karesiyle ağırlıklandırır; çünkü girdap akımı kaybı frekansın karesiyle artar ve K-13 transformatör, K-faktörü 13 olan bir spektrumu anma sıcak noktasını aşmadan taşıyacak şekilde tasarlanmıştır. K-faktörü seçim kılavuzu hesaplamayı verir ve harmonikler kılavuzu fiziği ve azaltma seçeneklerini kapsar. Ortak bağlantı noktasının şebeke tarafında, IEEE 519-2014 akım distorsiyon sınırlarını belirler; bir terminalde PCC genellikle 33 kV giriştir ve vinç harmonikleri 33/11 kV transformatör empedansı tarafından zayıflatılır; bu da o transformatörün uk% değerini gereksiz yere yüksek yapmamak için bir nedendir daha.

Vinç neden 400 V yerine 6,6–11 kV ile beslenir?

Çünkü rıhtım uzundur. Bir vinç bir rıhtımın tüm uzunluğu boyunca hareket eder ve kablo makarası 300–600 m kablo taşır. Alçak gerilimde bu kablonun direnci ve reaktansı tasarıma hâkim olur; orta gerilimde ise önemsizdir.

Gerilim düşümü hesabı standart olandır:

ΔU% = √3 × I × (R cosφ + X sinφ) ÷ U_n × 100

0,9 güç faktöründe 1.400 kVA'lık bir vinci, 400 m üzerinden beslenirken ele alalım:

400 V'ta yüzde dokuz bir tasarım payı sorunu değil, bir arızadır: vincin sürücüleri bir kaldırma başlangıcında düşük gerilim nedeniyle açacaktır ve çözüm ya makaranın taşıyamayacağı kadar büyük bir kablo ya da orta gerilim dağıtımıdır. Bu nedenle STS vinçleri, rıhtımdaki motorlu kablo makarası veya iletken ray üzerinden 6,6 veya 11 kV ile beslenir; transformatör ya vincin üzerinde (en yaygın olarak, 11 kV veya 6,6 kV'dan 0,69 kV veya 0,48 kV'a) ya da bir alçak gerilim barasını besleyen rıhtım trafo merkezinde bulunur. Gerilim regülasyonu kılavuzu, güç faktörünün dirençli ve reaktif terimler üzerindeki etkisi dahil olmak üzere hesaplamayı daha ayrıntılı olarak ele alır.

6,6 ile 11 kV arasındaki seçim genellikle teknik bir tercih değil, saha standardıdır; ancak iki şey değişir: 11 kV'ta aynı güç için kablo ve makara daha küçük ve daha ucuzdur, transformatörün yalıtım seviyesi ve BIL değeri yükselir, bu da biraz daha maliyetlidir. Terminalde ayrıca 6,6 veya 11 kV'ta soğuk demirleme (cold ironing) varsa, vinç geriliminin sahil güç gerilimiyle hizalanması, aynı şalt ailesinin ve yedek parçaların her ikisine de hizmet etmesini sağlar. 60 Hz şebekelerdeki terminaller, bir proje için satın alınan 60 Hz'lik bir vincin 50 Hz'lik bir terminale yeniden konuşlandırılabilmesi gibi ek bir sorunla karşılaşır; 50 Hz ile 60 Hz karşılaştırma kılavuzu, bunun işe yarayıp yaramayacağına plaka frekansının değil V/f oranının karar verdiğini açıklar.

Rejeneratif frenleme transformatöre ve enerji faturasına ne yapar?

Her indirme hareketi enerji geri kazandırır. 40 tonluk bir spreader yükünü indiren bir kaldırma mekanizması, yükü kaldırırken tükettiği enerjinin %30–45'ini geri kazanır ve yavaşlayan bir gantry kinetik enerjisini geri kazanır. Diyot ön uçlu bir vinçte bu enerji bir frenleme direncinde yakılır ve makine dairesinde ısı olarak ortaya çıkar; AFE'li bir vinçte ise 11 kV barasına geri itilir ve burada kaldırma yapan başka bir vinç, reeferler tarafından emilebilir veya şebekeye aktarılabilir.

Transformatör açısından üç sonuç vardır. Birincisi, transformatör ters gücü taşıyabilmelidir; bu termal değil, koruma ve ölçüm meselesidir ancak diyot ön uçlu bir vinç AFE sürücülerle güçlendirildiğinde sıklıkla gözden kaçar. İkincisi, rejenerasyondaki harmonik spektrumu motoring durumundakiyle aynı değildir, bu nedenle motoring için ayarlanmış bir filtre rejenerasyon durumunu kapsamayabilir. Üçüncüsü, geri kazanılan enerjinin bir yere gitmesi gerekir: terminalde başka yük yoksa, 33/11 kV transformatör bunu şebekeye geri taşır ve bazı şebeke işletmecileri reaktif ihracat için ücret alır veya ters güç rölesi talep eder. Geri kazanılan enerjinin büyük olduğu ve şebeke bağlantısının zayıf olduğu durumlarda terminaller 11 kV barasına bir volan veya batarya depolama sistemi kurar; bu ayrı bir varlıktır ancak transformatörün RMS yüklenmesini değiştirir ve yük çalışmasına dahil edilmelidir.

Vinç transformatörleri kuru tip mi yoksa yağlı tip mi olmalıdır?

Cevap tercihe göre değil, konuma göre ayrılır. Bir vincin üzerinde transformatör, rıhtımın üzerindeki makine dairesinde, genellikle sınırlı havalandırma ile bulunur ve liman idaresinin yağlı formda kabul etmeyeceği bir yangın riskidir. Bir rıhtım trafo merkezinde veya ana 33/11 kV trafo merkezinde, yağlı tip üniteler kVA başına daha ucuzdur, kıyı ortamına daha iyi dayanır ve daha uzun bir termal zaman sabitine sahiptir, bu da döngüsel yüklenmeye uygundur.

Gemi üstü durumda alıcıların dikkatini çeken bir ayrıntı vardır: vinç üreticisi genellikle transformatörü vinç paketinin bir parçası olarak belirtir ve terminalin kendi şartnamesi hiçbir zaman bu pakete ulaşmaz. Liman belirli bir yalıtım sınıfı, belirli bir IP koruma derecesi veya bir K-faktörü istiyorsa, bu, daha sonra gelen transformatör siparişine değil, vinç satın alma siparişine yazılmalıdır. Yağlı tip ile kuru tip karşılaştırma kılavuzu genel seçim mantığını kapsar ve soğutma yöntemleri kılavuzu, bir AN/AF dökme reçine ünitesinin kısa vinç tepe yükü için neden AN anma değerinin 1,25–1,5 katı olarak anma değerlendirmesine tabi tutulabileceğini açıklar; bu genellikle bir terminalin satın alabileceği en ucuz kVA'dır.

Kıyı terminali hangi IP derecesine ve korozyon sınıfına ihtiyaç duyar?

Bir konteyner terminali, normal endüstriyel kullanımdaki en zorlu elektriksel ortamlardan biridir: tuz yüklü hava, %80–95 bağıl nem, çelik çiy noktasının altına soğuduğunda her gece yoğuşma, rüzgârla savrulan kum ve tropik bölgelerde güneş kazancıyla birlikte 40–45 °C ortam sıcaklığı. Bir terminalde herhangi bir transformatör muhafazası için minimum IP54'tür ve vinçte yıkama ve sağanak yağış nedeniyle IP55 normaldir. IP derecesi suya ve toza karşı koruma sağlar; ayrı bir şartname olan korozyon hakkında hiçbir şey söylemez.

Korozyon şartnamesi, suya birkaç kilometre mesafedeki her şey için ISO 12944-2 kategori C5-M (çok yüksek koroziflik, deniz) olmalıdır; boya sistemi en az 240 µm toplam kuru film kalınlığında, çinko açısından zengin astar, epoksi ara kat ve poliüretan son kat olmalıdır. Gerçek terminallerde ilk bozulan pratik ayrıntılar: çinko kaplama bağlantı elemanları (paslanmaz 316 kullanın), boyasız tank dikişleri, yumuşak çelik kablo kanalları, tuzlu sisi içeri alan standart havalandırma elemanları ve UV'de sertleşen kauçuk contalar. Yağlı tip üniteler için hermetik tasarım veya membran torbalı konservatör, nemli kıyı havasının solunmasını tamamen önler.

Ortam sıcaklığı aynı sorunun diğer yarısıdır. 40 °C ortam sıcaklığı için anma değeri verilen bir transformatör, 45 °C'de kapasitesinin yaklaşık %8–10'unu kaybeder ve güneş altındaki çelik muhafaza içindeki bir dökme reçine ünitesi 50 °C iç hava sıcaklığı görebilir. Derating, vinç RMS değerine uygulanmalıdır, sonradan keşfedilmemelidir ve muhafaza havalandırması, transformatörün 20 °C'deki etiket kaybı için değil, gerçek ısı atımı için tasarlanmalıdır.

Bir transformatör arızalandığında vinçleri nasıl çalışır durumda tutarsınız?

Terminal kullanılabilirliği saat başına hamle cinsinden ölçülür ve iki vinci bir hafta durduran bir transformatör kesintisi, transformatörün maliyetinden daha fazlaya mal olur. Tasarım cevabı, N-1 kapasiteli bölümlendirilmiş bir OG barası ve ilk ünite sipariş edilmeden önce üzerinde anlaşılan bir yedek stratejidir.

Yaygın düzenleme, 11 kV seviyesinde çift bara veya normalde açık bir bölümü olan tek baradır; her yarı kendi 33/11 kV transformatöründen beslenir ve her rıhtım vinci bir kablo makarası aracılığıyla bir bara bölümünden beslenir. Bir transformatör devre dışı olduğunda bölüm kesicisi kapanır ve kalan transformatör, azaltılmış vinç sayısıyla tüm rıhtımı besler; bu bir duruş değil, verimlilik kaybıdır. Terminal bunu bile kabul edemiyorsa, üçüncü transformatör enerjilendirilir ve sıcak yedekte tutulur; bu, yılın her saati yüksüz kayıp maliyeti getirir ancak anahtarlama süresini ortadan kaldırır.

Koruma, topolojiyle uyumlu olmalıdır. Vinç besleyicileri tekrarlanan yol verme akımı, rejenerasyon ve sınırlı ömre sahip hareketli bir mekanik bileşen olan kablo makarası ile karşılaşır — makaradan beslenen bir vinçte toprak arıza koruması, 600 m kablonun uzak ucundaki bir arızayı tespit edecek kadar hassas olmalı, ancak bu kablonun normal kapasitansında açmamalıdır. 20 MVA'lık bir ünitede trafo diferansiyel koruması standarttır; 1.600 kVA'lık bir vinç üstü trafoda bu genellikle sınırlı toprak arıza koruması ve MV tarafında bir sigorta veya devre kesici ile değiştirilir, çünkü vincin kendi koruması limanın korumasıyla koordine edilir. Koruma cihazları kılavuzu cihaz setini kapsar ve kısa devre hesaplama kılavuzu, ayarların bağlı olduğu arıza seviyesi yöntemini verir.

Empedans, arıza seviyesini ve vincin gerilim düşümünü nasıl değiştirir?

İki gereksinim zıt yönlere çeker. Düşük uk%, kaldırma yol vermesi sırasındaki gerilim düşümünü küçük tutar ve vincin geçiş yapmasına yardımcı olur; yüksek uk% ise 0,4 kV veya 0,69 kV baradaki arıza seviyesini sınırlayarak vincin devre kesicilerinin ve baralarının standart ürünler olabilmesini sağlar. Bir terminalde düşüm genellikle bağlayıcı kısıttır, çünkü her vinç yol vermesi aynı barada görülür.

Düşüm hesabı, yol verme akımındaki gerilim düşümü hesabıyla aynıdır. %5,5 uk değerinde 1.600 kVA'lık bir trafo, bir saniye boyunca anma akımının 2,5 katına çıkan bir vinci beslerken, yukarı akış kaynağı sonsuz olsaydı barada yaklaşık %5,5 × 2,5 ≈ %13,75 düşüm yaratır; 33/11 kV trafo ve şebeke kaynak empedansı eklendiğinde daha fazla. Çoğu vinç sürücüsü bir saniye boyunca %15–20 düşümü tolere eder; bazı AFE sürücüler birkaç çevrimden fazla nominalin %10 altında açma yapar. Tasarımda esas alınacak sayı bu toleranstır ve varsayılmak yerine vinç tedarikçisinden yazılı olarak alınmalıdır.

Sorguda ve veri sayfasında neler yer almalıdır?

İki terminal trafo teklifi, ancak her ikisi de aynı soruları yanıtlıyorsa karşılaştırılabilir. Aşağıdaki liste, bir RFQ ile gönderilebilecek kadar kısa ve bir tedarikçinin standart bir katalog sayfasıyla yanıtlayamayacağı kadar spesifiktir.

Gerçek taleplerde en sık eksik kalan iki alan, görev sınıfı ve harmonik spektrumudur ve fiyatı en çok değiştiren de bu ikisidir. Vinç görev sınıfı kendisine bildirilmeyen bir tedarikçi, standart kayıplarla standart bir dağıtım transformatörü teklif edecek ve terminal aradaki farkı üçüncü yazda keşfedecektir. Vincin tahrik programını, tek hat şemasını, reefer priz sayısını ve tasarım ortam sıcaklığını birlikte gönderin ve teklifte kayıp değerlerini ve derating hesabını isteyin. Sevkiyat öncesi muayene kontrol listesi, ünite sevk edilmeden önce nelerin doğrulanması gerektiğini kapsar; bu bir terminalde önemlidir çünkü vinç bu olmadan devreye alınamaz.

Transformatör seçimi yirmi yıllık maliyeti nasıl etkiler?

Bir terminal yılda 6.000–8.000 saat çalışır ve kayıplar sıklıkla USD 0,10/kWh'nin üzerinde olan endüstriyel tarifelerden ödenir. Tam yükte 2,4 kW yüksüz kaybı ve 16 kW yük kaybı olan, 7.000 saat boyunca ortalama %45 yüklenmede çalışan 1.600 kVA'lık bir gemi üstü vinç transformatörünü ele alalım:

Kayıp = 2,4 + 16 × 0,45² = 2,4 + 3,24 = 5,64 kW; bu, 7.000 saat boyunca yılda 39.480 kWh eder. USD 0,10/kWh ile bu yılda USD 3.948'dir ve %6 ile yirmi yıl üzerinden bugünkü değeri yaklaşık USD 45.300'dür. 12 STS vinci genelinde kayıp faturası yarım milyon doların üzerinde bugünkü değere denk gelir; bu genellikle standart ile düşük kayıplı tasarım arasındaki fiyat farkının birkaç katıdır.

Bu hesap iki şeyi savunur: kayıpları belirtin ve değerlendirmede bunları sermayeleştirin, ve aşırı boyutlandırmayın. Ortalama %25 yükte çalışan bir vinç transformatörü, %50 yükte çalışanla neredeyse aynı yüksüz kaybı öder ancak yarısı kadar taşıma gerçekleştirir ve her vinç transformatörüne %30 "gelecek kapasitesi" ekleyen terminal tasarımcıları bunun bedelini yirmi yıl boyunca öder. Toplam sahiplik maliyeti kılavuzu sermayeleştirme yöntemini verir ve verimlilik standartları karşılaştırması AB, ABD ve Çin'de geçerli olan düzenleyici asgari değerleri verir — bir terminalde bu asgari değerler bir taban değil, bir hedeftir.

Bir terminal, bir rıhtım trafo merkezi veya bir vinç paketi için talep hazırlıyorsanız, karşılaştırılabilir bir teklife giden en hızlı yol; kurulu kVA ve görev sınıfıyla birlikte vinç filo listesini, reefer priz sayısını ve tasarım ortam sıcaklığını, önerilen gerilimlerle birlikte tek hat şemasını ve harmonik çalışmasını veya tahrik programını göndermektir. Mühendislik ekibimiz bunu tek seferde çevrimsel anma değeri, K-faktörü deratingi, gerilim düşümü kontrolü ve gösterge niteliğinde bir bütçe içeren boyutlandırılmış bir transformatör şartnamesine dönüştürebilir. Herhangi bir tedarikçiye başvurmadan önce arıza seviyesini, gerilim çöküntüsünü ve kayıp sermayeleştirmesini kontrol etmek için güç sistemi hesaplayıcılarından da başlayabilirsiniz.

Sources / 资料来源

Kaynak: IEC 60076-1 — Güç transformatörleri, genel gereklilikler.
Kaynak: IEC 60076-2 — Sıvıya daldırılmış transformatörler için sıcaklık artışı.
Kaynak: IEC 60076-3 — Yalıtım seviyeleri, dielektrik testler ve havadaki harici açıklıklar.
Kaynak: IEC 60076-5 — Kısa devreye dayanma yeteneği.
Kaynak: IEC 60076-7 — Yağa daldırılmış güç transformatörleri için yükleme kılavuzu, döngüsel yükleme ve sıcak nokta limitleri dahil.
Kaynak: IEC 60076-10 — Ses seviyelerinin belirlenmesi.
Kaynak: IEC 60076-11 — Kuru tip güç transformatörleri, iklimsel, çevresel ve yangın davranış sınıfları dahil.
Kaynak: IEC 60137 — 1.000 V üzeri alternatif gerilimler için yalıtımlı buşingler.
Kaynak: IEC 60214 — Kademe değiştiriciler.
Kaynak: IEC 60034-1 — Dönen elektrik makineleri, anma değerleri ve performans, S1–S10 çalışma çevrimleri.
Kaynak: IEC 61439-1 ve IEC 61439-2 — Alçak gerilim anahtarlama ve kontrol düzenekleri.
Kaynak: IEC 61936-1 — 1 kV AC üzeri güç tesisatları, ortak kurallar.
Kaynak: IEC 60529 — Muhafazalar tarafından sağlanan koruma dereceleri (IP kodu).
Kaynak: ISO 4301-1 — Vinçler, sınıflandırma, genel (vinç çalışma grupları A1–A8).
Kaynak: FEM 9.511 — Seri kaldırma ekipmanlarının tasarım kuralları, mekanizmaların sınıflandırılması.
Kaynak: IEEE C57.110-2018 — Sinüzoidal olmayan yük akımları beslerken transformatör kapasitesinin belirlenmesi.
Kaynak: IEEE 519-2014 — Elektrik güç sistemlerinde harmonik kontrolü.
Kaynak: IEEE C57.12.00 — Sıvıya daldırılmış dağıtım, güç ve regülasyon transformatörleri için genel gereklilikler.
Kaynak: IEEE C57.91 — Mineral yağa daldırılmış transformatörlerin ve kademe gerilim regülatörlerinin yüklenmesi için kılavuz.
Kaynak: GB/T 6451-2015 — Üç fazlı yağa daldırılmış güç transformatörleri için teknik parametreler ve gereklilikler.
Kaynak: GB 20052-2020 — Güç transformatörleri için minimum izin verilen enerji verimliliği değerleri ve enerji verimliliği sınıfları.
Kaynak: Komisyon Tüzüğü (AB) No 548/2014 — Küçük, orta ve büyük güç transformatörleri için ekotasarım gereklilikleri.
Kaynak: ABD Enerji Bakanlığı, 10 CFR Part 431 Subpart K — Dağıtım transformatörü enerji koruma standartları.
Kaynak: ISO 12944-2 — Çelik yapılar için korozyon sınıfları, kıyı atmosferleri için C5-M sınıfı.
Kaynak: NFPA 70 (Ulusal Elektrik Kodu) Madde 450 — Transformatörler ve transformatör hücreleri.
Kaynak: QDTB mühendislik deneyimi — konteyner terminali vinç yük listeleri, STS vinç çalışma çevrimi RMS boyutlandırması, reefer priz talep faktörleri, rıhtım gerilim düşümü kontrolleri ve vinç sürücüleri için harmonik derating. Sektör deneyimi olarak işaretlenen değerler, yayımlanmış standartlar değil, liman ve ağır kaldırma projelerinden elde edilen tipik aralıklardır.