Offshore-tuulimuuntajat: vientiyksiköiden määrittäminen suolailmalle, alustan painolle ja kaapelin lataukselle

Työpöydällemme saapui viime kuussa datalehti, jossa oli 220 kV HV-käämissä ja IEC 60076-16 standardisarakkeessa. Molemmat eivät voi olla oikeassa kerralla. IEC 60076-16 pysähtyy korkeimpaan 72,5 kV jännitteeseen, ja sen soveltamisala sanoo selvästi, että se ei kata useita turbiineja verkkoon yhdistävää muuntajaa. Se, mitä noteerattiin, oli vientiyksikkö, kolminkertainen jännite ja monta kertaa massa.

Ero ei ole akateeminen. Väärää standardin osaa vastaan ​​suunniteltu 220 kV:n yksikkö perii väärän eristyskoordinoinnin, väärän testilistan ja väärät impedanssioletukset, ja virhe tulee yleensä esiin havaitussa FAT:ssa kolme kuukautta ennen lähtöä. Merituuli on nyt tarpeeksi suuri, jotta näillä paketeilla on merkitystä:GWEC92,5 GW verkkoon kytkettynä maailmanlaajuisesti vuoden 2025 lopussa, 9,3 GW siitä lisättiin samana vuonna, ja keskimääräinen uusi turbiini oli 10,3 MW.

Kaksi konetta, yksi tuulipuisto

Turbiinimuuntajalla ja vientimuuntajalla on yhteinen tehdas eikä juuri mitään muuta. Turbiiniyksikkö toimii 0,69 kV tai 1,1 kV jännitteellä generaattorin puolella ja 33 kV tai 66 kV keräyspuolella, kuljettaa muuntimen harmonisia ja joka puuskissa liikkuvaa kuormitusprofiilia ja mahtuu koneen painobudjettiin. Sitä varten IEC/IEEE 60076-16 on kirjoitettu.

Offshore-sähköasema on paikka, jossa tuulipuistosta tulee voimalaitos. Kymmenet joukkosyöttölaitteet saapuvat 66 kV:iin, jaoffshore tuulimuuntajasiellä aggregaattia nostetaan 132 kV:iin tai 220 kV:iin vientikaapelille tai korkeammalle, jos etäisyys ja häviöt sen oikeuttavat. 300 MVA - 450 MVA yksiköt ovat normaaleja suurissa ryhmissä, ja säiliö, öljy ja patterit voivat yhdessä painaa enemmän kuin niiden vieressä oleva kojeistorakennus.

Nämä ovat tavallisia IEC 60076-1 -perheen tehomuuntajia, jotka on testattu dielektrisesti standardin 60076-3 mukaisesti ja oikosulkutestattu standardin 60076-5 mukaan. Mikään tässä perheessä ei oleta puuskittaista syklistä kuormitusta, eikä mikään 60076-16:ssa oleta 220 kV:n impulssitasoa. TheIEC/IEEE 60076-16-2018 soveltamisalaon selkeä tästä rajasta, minkä vuoksi perheen saaminen oikeaan on ensimmäinen päätös eritelmässä.

Paino on sähköinen parametri alustalla

Maalla raskaampi muuntaja maksaa rahtia. Offshore maksaa terästä, nosturikapasiteettia ja joskus projektin. Jokaista yläpuolella olevaa tonnia kantaa vaippa nosturilla, jonka kuormakaavio on kiinteä kuukausia ennen muuntajan suunnittelun jäätymistä, ja hillitsee merimatkan, joka rasittaa ytimeen, holkkeihin ja säiliöön suuntiin, jotka eivät peitä seismiset kotelot.

Tapasimme tämän viime vuonna 132 kV paketissa. Valmistuspihakaavio rajasi yksittäisen nostimen 180 tonniin, ja standardi 120 MVA:n järjestelymme oli noin 9 tonnia enemmän kun kuljetustuet laskettiin. Säiliön seinämän harventaminen 3 t talteen saamiseksi olisi syönyt oikosulkumarginaalin, joten siirsimme jäähdytinpankin omalle luistolleen, reititimme öljyputket ja suoritimme kuljetusanalyysin uudelleen. Hissi suljettiin 6 t varalla.

Yleensä kolme vipua päättävät, sopiiko yksikkö: sydänvuon tiheys, jäähdyttimen sijoitus ja öljyn säilytys. Pienempi vuontiheys lisää ydinmassaa, mutta vähentää tyhjäkäyntihäviöitä ja äänitehoa, usein oikeaa kauppaa, jossa energian tuotto on tuote. Pattereiden jakaminen säiliöstä levittää kuormaa, mutta lisää öljymäärää ja liitoksia, jotka on testattava yhtenä järjestelmänä.

Merikiinnitys vaatii oman laskelman, ei huomautusta yleisestä järjestelystä. Merenkulun takuun tarkastaja kysyy kuljetuskiihtyvyyttä g:ssä pysty- ja sivusuunnassa sekä niistä aiheutuvaa rasitusta säiliössä, hylsypuristimissa ja holkkityynyissä. Yli 145 kV luokan läpiviennit kuljetetaan yleensä laatikossa ja menevät offshoreen, ja laiturilla luettava törmäystallennin on paketin halvin vakuutus.

Suolailma: missä offshore-tuulimuuntajan korroosiosuojaus on päätetty

Muuntaja, joka viettää 30 vuotta 60 km merellä, on korroosionäyte, jonka sisällä on käämit.ISO 12944-9on kirjoitettu tätä ympäristöä varten: se kattaa suojamaalijärjestelmät teräkselle, joka on alttiina rasitusluokille CX (offshore) ja upotuskategorialle Im4, ja määrittelee laboratoriotestit, mukaan lukien syklinen vanheneminen ja suolaruiskutus, jotka järjestelmän on kestettävä ennen kuin kukaan uskoo tietolehteä.

Maalaamossamme offshore-työ muuttaa prosessia kauan ennen kuin se muuttaa väriä. Levy ja profiilit puhalletaan Sa 2 1/2:een, reunat ja hitsit saavat raitapinnoitteen, koska maali ohenee terävän kulman yli ja kuivakalvon paksuus mitataan kiinteästä ristikosta jokaisen säiliön, kannen ja patteripankin poikki. Kiinnikkeet ovat 316L ruostumatonta tai kuumasinkittyä; galvanoidulla sinkillä ei ole paikkaa alustalla.

Jäähdyttimet tekevät enemmän tarjouksia kuin säiliöt. Jäähdytysrivat ovat toiminnaltaan ohuita, taipuvia kuljetuksen aikana, ja rei'itetty ripa on vuotoreitti, jota pinnoite ei pelasta. Asetamme ripavaraston paksuuden ja korroosiovaran erikseen säiliön spesifikaatiosta ja teemme vuototestin ennen maalausta eikä sen jälkeen.

Öljyn säilöntä on toinen puolimuuntajan korroosiosuojaus. Silikageelillä varustettu paisuntasäiliö vetää kosteaa, suolapitoista ilmaa säiliöön aina, kun öljymäärä liikkuu. Suljettu säiliö, jossa on typpipeite, poistaa hengitystien ja poistaa huollon huoltoluettelosta, joka tarvitsee huollettavan astian.

Kaapelilataus muuttaa impedanssia ja kosketusaluetta

Vientikaapeli on kondensaattori, jonka sisällä on johdin. 220 kV XLPE-kaapeli kantaa tarpeeksi kapasitanssia kilometriä kohden, että yli 60 km tai 80 km latausvirrasta tulee todellinen murto-osa nimellisvirrasta. Kevyellä kuormituksella 15 % tyynellä yöllä tuottava maatila tuo virta nostaa jännitettä offshore-päässä, ja hanaalueen on otettava se vastaan ​​ilman, että maasähköasema työntyy rajojen ulkopuolelle.

Siksi anvientimuuntajasuuressa joukossa usein laskeutuu piirin ulkopuoliselle väliottoalueelle +/-8 x 1,25 % laitoksen mallista kopioitujen +/-2 x 2,5 % sijaan. Tästä syystä maapäässä on yleensä shunttireaktori: absorboiva lataus Mvar on halvempaa siellä, missä on ihmisiä huoltamaan laitteita.

Impedanssi tekee kaksi työtä kerralla. Korkeampi %Z rajoittaa LV-vikavirtaa ja suojaa 66 kV kojeiston ja ryhmäkaapeleita; alempi %Z pitää säädön ja vähentää reaktiivista kulutusta. Laitteessa, joka on alueella 12-16 %, vikatutkimus asettaa numeron ja harmoninen impedanssiskannaus tarkistaa sen. Kaapelin kapasitanssi ja vuotoinduktanssi muodostavat rinnakkaisresonanssin, ja jos se on lähellä muuntimen harmonista, suodattimen rakenne muuttuu, vaikka muuntaja ei.

Testejä, jotka kannattaa todistaa ennen kuin yksikkö purjehtii

Todistaja FAT onoffshore tuulimuuntaja300 MVA on kaksi päivää koepaikalla ja viikko matkaa. Lavalla löydetty vika on alus, nosturi ja sääikkuna. Taloustiede ei ole lähellä, mutta todistajalistalla ostajat yrittävät säästää rahaa.

Rutiini- ja tyyppitestit noudattavat standardeja IEC 60076-1 ja 60076-3: käämivastus, suhde ja vektoriryhmä, tyhjäkäynti ja kuormitushäviö, impedanssijännite, eristysvastus, tehon taajuuden kesto, salamaimpulssi, osapurkaus, lämpötilan nousu ja ääniteho. Kaksi ansaitsee huomion. Osittainen purkautuminen arvioidaan trendin perusteella koko testin keston aikana, ei yhden läpäisynumeron perusteella. Lämpötilan nousu tarkoittaa vain jotain, kun jäähdytysaste on ilmoitettu, koska ONAN-tuloksia ei voida myydä ONAF-ominaisuuksina.

Sähkötestien lisäksi pyydä pinnoitetta: järjestelmä, paksuusristikko, tarttuvuus ja suolasuihkutulos samasta erästä. Pyydä merikiinnityslaskelma, nostosuunnitelma ja hitsaa säiliön NDT-tietueet. Neulanreikähitsauksesta offshoressa tulee öljyn kiilto, ilmoitus ja vakuutuskysymys.

Mitä öljyupotettavan muuntajatehtaan pitäisi todistaa

Offshore-paketit myönnetään todisteiden, ei esitteiden kielen perusteella. Kun ostaja tarkastaaöljyupotettu muuntajatehdasrannikko- tai offshore-töitä varten testipaikka kertoo enemmän tunnissa kuin luettelo viikossa, ja paperityöt kertovat, puhuuko testipaikka totta.

Mitä pitäisi olla näkyvissä: yksikön BIL-kokoinen impulssigeneraattori, suojattu osapurkauslaboratorio, jonka tausta on alle hyväksymisrajan, lämpötilan nousukyky täydellä teholla ja maalilinja, johon mahtuu dokumentoidun paksuus CX-järjestelmä. Sitten tylsä ​​todiste: kalibrointirekisteri, poikkeamaloki sulkimilla ja tunnustetun standardin mukaan pätevät hitsaajat.

Ryan Electricillä on 120 000 m2 tuotantotilaa, jossa on yli 180 sarjaa tuotanto- ja testauslaitteita ja 37 patenttia, ja sillä on UL-, CSA-, IEEE-, DEKRA- ja CNAS-tunnustukset. Vuodesta 2023 lähtien olemme olleet Eatonin yhteisyrityskumppani. 66 kV, 110 kV ja 161 kV voimamuuntajalinjamme kattavat näiden keräys- ja vientijärjestelmien käyttämät luokat, ja jokaisen yksikön mukana toimitetaan testitietue yhteenvedon sijaan.

Hankintakalenteri ja neljä kallista virhettä

Vientimuuntaja on jokaisen offshore-projektin kriittisellä tiellä. Suunnittelun jäädytys tarvitsee kaapelidataa, vikatason tutkimusta ja yläpuolen rajapintapiirroksia, ja ne kolme saapuvat harvoin samassa kuukaudessa. 12–18 kuukauden tilaus-toimitusikkuna on realistinen suurelle yksikölle, ja FAT-päivämäärän tulisi riippua yläpuolen integrointiaikataulusta sopimuksen allekirjoituksen sijaan.

• Lainataan 220 kV vientiyksikköä IEC 60076-16:n mukaan.
• Määritetään C5-M, luokka, jonka ISO 12944 2017 -versio korvasi CX:n ja Im4:n sijaan.
• Merikiinnitys- ja nostopisteiden jättäminen valmistajalle tankin suunnittelun jäätymisen jälkeen.
• Ostaminen MVA-hinnalla ja tyhjäkäyntihäviö huomioimatta.

Tuossa viimeisessä on numero liitteenä. 100 kW:n ero tyhjäkäyntihäviössä, kun yksikkö käyttää 4 200 ekvivalenttia täyskuormitettua tuntia vuodessa, on 420 MWh vuodessa ja noin 12,6 GWh 30 vuoden käyttöiän aikana. 90 USD/MWh, mikä on noin 1,1 miljoonaa USD ennen hiilidioksidin hintaa, mikä on enemmän kuin useimpien kilpailevien tarjousten välinen ero.

Jos offshore- tai rannikkopaketti on vielä piirustuspöydällä, lähetä meille yksirivinen kaavio, vientijännite ja kuljetusrajat. Palautamme yksikkökuoren, vahinkoarvion ja testisuunnitelman, joka voi mennä suoraan merenkulun takuukatsastajalle. Kirjoita osoitteeseen Ryancustomerinquiry@redq.cc tai käytä yhteydenottolomaketta osoitteessa ryan-transformers.com.

Tietoja kirjoittajasta: Kirjoittaja on Ryan Electricin vanhempi sovellusinsinööri, joka työskentelee öljy-upotettujen tehomuuntajien parissa hyödyllisyys-, uusiutuviin ja teollisiin projekteihin. Hän tukee offshore- ja rannikon sähköasemapaketteja teknisen tarkastelun, suunnittelun jäädyttämisen ja tehdastestausten kautta sekä kirjoittaa yksityiskohdista, jotka ratkaisevat, otetaanko yksikkö käyttöön puhtaasti vai tuleeko siitä vaatimus.