關(guān)于降低攪拌樓 HZS180 用變壓器及主電纜選型容量的研究與應(yīng)用

章躍，高貴濤，章弘威，郝玉峰

（徐州徐工施維英機(jī)械有限公司，江蘇 徐州 221007）

關(guān)于降低攪拌樓 HZS180 用變壓器及主電纜選型容量的研究與應(yīng)用

章躍，高貴濤，章弘威，郝玉峰

（徐州徐工施維英機(jī)械有限公司，江蘇 徐州 221007）

通過攪拌站生產(chǎn)工藝的分析，得出 HZS180 在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)，分時(shí)投入的額定功率曲線；然后再利用自制的攪拌站用智能功率采集器，對(duì) HZS180 整機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)地?cái)?shù)據(jù)采集，分析及處理，最終得出降低 HZS180 用變壓器及主電纜選型容量的結(jié)論。

HZS180；周期性；智能功率采集器；變壓器及主電纜

HZS180 是一種周期式強(qiáng)制攪拌設(shè)備，能夠?qū)⒉煌?guī)格的骨料、水泥、粉煤灰、水以及外加劑按規(guī)定比例分別計(jì)量后，送入攪拌器進(jìn)行混合攪拌，生產(chǎn)出滿足要求的勻質(zhì)混凝土。它的裝機(jī)容量是 270kW，目前我們并不知道 HZS180 實(shí)際運(yùn)行的功率及電流。所以在進(jìn)行變壓器及主電纜選型的時(shí)候，依據(jù)的只是所有的用電設(shè)備的額定功率。其實(shí)在 HZS180的一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)并不是所有的電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)、同時(shí)工作、同時(shí)停止，即使在某個(gè)電機(jī)工作的時(shí)候，它也并不是在額定的狀態(tài)工作。因此，只有對(duì) HZS180 實(shí)際運(yùn)行參數(shù)有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)，才有可能進(jìn)行變壓器及主電纜的合理化選型。

1 HZS180 的生產(chǎn)工藝及分系統(tǒng)介紹各個(gè)系統(tǒng)在一個(gè)周期投入的額定功率

圖 1 是 HZS180 的生產(chǎn)工藝示意圖。圖 1 中 A、B、C、D 分別是液體系統(tǒng)、骨料系統(tǒng)、摻合料及水泥系統(tǒng)。除此之外，還有攪拌系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)以及氣路系統(tǒng)。

1.1 骨料系統(tǒng)及周期投入功率分析

圖 2 是骨料配料系統(tǒng)的示意圖。骨料緩存斗對(duì)攪拌主機(jī)投料完畢后，系統(tǒng)得到骨料緩存斗的關(guān)門信號(hào)后，骨料計(jì)量斗對(duì)平皮帶進(jìn)行投料，經(jīng)傾斜皮帶機(jī)，輸送至骨料緩存斗。在得到投料指令后將骨料投入攪拌主機(jī)。在一個(gè)生產(chǎn)周期中，平皮帶和斜皮帶是一直在工作的，這部分投入的額定功率主要為：平皮帶及斜皮帶機(jī)，共 11+45=56kW。

圖 1 HZS180 生產(chǎn)工藝示意圖

圖 2 HZS180 骨料系統(tǒng)

1.2 液體系統(tǒng)周期投入功率分析

液體包括水和外加劑，圖 3 是液體配料系統(tǒng)的示意圖。

圖 3 液體系統(tǒng)

在水及外加劑向攪拌主機(jī)投料完畢，系統(tǒng)得到計(jì)量斗的關(guān)到位信號(hào)后，水進(jìn)行配料，待水計(jì)量完成后，外加劑投入到水計(jì)量斗內(nèi)，得到投料信號(hào)后將液體投入到攪拌主機(jī)內(nèi)。在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)，僅僅在水及外加劑配料的過程中，水配料泵和外加劑配料泵，才投入使用，而且外加劑配料泵及水配料泵在同一個(gè)時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)在工作，所以這部分在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)投入的最大額定功率為水泵的額定功率 7.5kW，而且只有在水的配料的過程中，才投入使用大概 14s。

1.3 粉料系統(tǒng)周期投入功率分析

粉料配料系統(tǒng)包括：摻合料及水泥，圖 4 是粉料配料系統(tǒng)的示意圖。

圖 4 粉料系統(tǒng)

在水泥和摻合料計(jì)量斗對(duì)攪拌主機(jī)投料完畢，系統(tǒng)得到關(guān)門信號(hào)后，粉料開始配料，通過螺旋輸送機(jī)將粉料輸送至粉料計(jì)量斗內(nèi)，待得到投料命令后，對(duì)攪拌主機(jī)進(jìn)行投料。在標(biāo)準(zhǔn)中，同一時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)水泥螺旋不允許同時(shí)配料，兩個(gè)摻合料不允許同時(shí)配料。所以在一個(gè)周期內(nèi)，粉料部分僅僅在配料的時(shí)候，螺旋才投入使用，投入的功率為22+15=37(kW)。

1.4 攪拌系統(tǒng)周期投入功率分析

攪拌系統(tǒng)（如圖 5 所示）包括 2 臺(tái)攪拌主機(jī)以及液壓油泵，在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)，投入的額定功率為 110kW。

圖 5 HZS180 攪拌系統(tǒng)

1.5 除塵系統(tǒng)周期投入功率分析

HZS180 采用的是強(qiáng)制除塵，如圖 6 為除塵系統(tǒng)的示意圖。

在一個(gè)周期內(nèi)，除塵系統(tǒng)是一直在工作的，投入的額定功率為除塵電機(jī)額定功率 4kW。

1.6 氣路系統(tǒng)周期投入功率分析

HZS180 采用的是由一個(gè)空壓機(jī)集中供氣方式，在達(dá)到地域氣壓設(shè)定值時(shí)，空壓機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)。在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)，可以把它看成始終在工作的，這部分投入的額定功率為11kW。圖 7 為 HZS180 氣路系統(tǒng)示意圖。

圖 6 HZS180 除塵系統(tǒng)

圖 7 HZS180 氣路系統(tǒng)示意圖

在一個(gè)周期內(nèi)，始終都投入使用的有平皮帶、斜皮帶、攪拌主機(jī)以及除塵電機(jī)，額定功率共 177kW。

2 根據(jù) HZS180 的生產(chǎn)時(shí)序圖繪制一個(gè)周期內(nèi)分時(shí)投入的額定功率曲線圖

圖 8 為 HZS180 的生產(chǎn)時(shí)序圖，根據(jù)生產(chǎn)時(shí)序圖及上一節(jié)的分析，繪制出 HZS180 一個(gè)周期分時(shí)投入的額定功率的曲線圖如圖 9。由圖 9 可以看出，HZS180 瞬時(shí)投入的最大額定功率為220kW。

圖 8 HZS180 生產(chǎn)時(shí)序圖

圖 9 HZS180 一個(gè)周期內(nèi)分時(shí)投入額定功率曲線

3 HZS180整機(jī)實(shí)際運(yùn)行功率測(cè)試及分析

2012.08.01 在徐州同鑄攪拌站，利用自主研制的攪拌站用智能功率采集器，對(duì) HZS180 整機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集，圖 10、11 是整站的電流及功率、及功率因數(shù)曲線圖。

由測(cè)試圖 10、11 可以看出：HZS180 整機(jī)實(shí)時(shí)電流、功率及功率因數(shù)所具有的周期性及設(shè)備的分時(shí)投入性，單站工作時(shí)候的最大有功功率是 110kw 左右，功率因數(shù)是 0.5，平均工作電流為 200A。

圖 10 HZS180 整機(jī)電流及功率實(shí)時(shí)曲線圖

圖 11 HZS180 整機(jī)實(shí)時(shí)功率因數(shù)曲線圖

4 結(jié)論

根據(jù) HZS180 的生產(chǎn)工藝，分別分析各個(gè)系統(tǒng)在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)分時(shí)投入的額定功率，結(jié)合攪拌站的生產(chǎn)時(shí)序，可以畫出 HZS180 在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)大致的一個(gè)額定功率曲線，由這個(gè)功率曲線可以得出：投入的瞬時(shí)最大額定功率為220kW。

通過在徐州同鑄攪拌站，對(duì) HZS180 整機(jī)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)地?cái)?shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)，得出 HZS180 整機(jī)運(yùn)行的實(shí)際功率、電流及功率因數(shù)曲線。從曲線中我們可以看出實(shí)時(shí)電流、功率及功率因數(shù)的周期性，及設(shè)備的分時(shí)投入性，它的最大有功功率在 110kW 左右，平均功率因數(shù)為 0.5 左右，平均工作電流在 200A 左右。

綜合上述的分析及實(shí)測(cè)考證和安全系數(shù)后，可以將HZS180 變壓器由原來的 315kVA 降至 250kVA，主電纜由原來的 VV 3×185＋1×95 降至 VV 3×150＋1×70。經(jīng)過HZS180 變壓器及主電纜的降容，單臺(tái) HZS180 可以減少約 5萬元的建站成本。

［通訊地址］徐州徐工施維英機(jī)械有限公司（221007）

Research and application on reducing the transformer and cable selection capacity of HZS180 mixing building

Zhang Yue, Gao Guitao, Zhang Hongwei, Hao Yufeng
(XCMG SCHWING Machinery Co., Ltd., Jiangsu Xuzhou 221007 )

Through the analysis of mixing process, we obtained the rated power curve of HZS180 in one production period, then using the intelligent power collector to carry on the real-time data acquisition during the operation of the HZS180 machine. We analyzed and processed these data, finally obtained the conclusion that reduced the HZS180 transformer and cable selection capacity.

HZS180; periodic; intelligent power collector; transformer and cable

章躍，男，徐工建機(jī)攪拌機(jī)械研究所所長。