關于降低攪拌樓 HZS180 用變壓器及主電纜選型容量的研究與應用

章躍，高貴濤，章弘威，郝玉峰

（徐州徐工施維英機械有限公司，江蘇 徐州 221007）

關于降低攪拌樓 HZS180 用變壓器及主電纜選型容量的研究與應用

章躍，高貴濤，章弘威，郝玉峰

（徐州徐工施維英機械有限公司，江蘇 徐州 221007）

通過攪拌站生產工藝的分析，得出 HZS180 在一個生產周期內，分時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 HZS180 整機的運行情況進行實時地數(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 是一種周期式強制攪拌設備，能夠將不同規(guī)格的骨料、水泥、粉煤灰、水以及外加劑按規(guī)定比例分別計量后，送入攪拌器進行混合攪拌，生產出滿足要求的勻質混凝土。它的裝機容量是 270kW，目前我們并不知道 HZS180 實際運行的功率及電流。所以在進行變壓器及主電纜選型的時候，依據(jù)的只是所有的用電設備的額定功率。其實在 HZS180的一個生產周期內并不是所有的電機同時啟動、同時工作、同時停止，即使在某個電機工作的時候，它也并不是在額定的狀態(tài)工作。因此，只有對 HZS180 實際運行參數(shù)有一個清楚的認識，才有可能進行變壓器及主電纜的合理化選型。

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

圖 1 是 HZS180 的生產工藝示意圖。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。骨料緩存斗對攪拌主機投料完畢后，系統(tǒng)得到骨料緩存斗的關門信號后，骨料計量斗對平皮帶進行投料，經傾斜皮帶機，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。在一個生產周期中，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，共 11+45=56kW。

圖 1 HZS180 生產工藝示意圖

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投料完畢，系統(tǒng)得到計量斗的關到位信號后，水進行配料，待水計量完成后，外加劑投入到水計量斗內，得到投料信號后將液體投入到攪拌主機內。在一個生產周期內，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時間內只有一個在工作，所以這部分在一個生產周期內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)

在水泥和摻合料計量斗對攪拌主機投料完畢，系統(tǒng)得到關門信號后，粉料開始配料，通過螺旋輸送機將粉料輸送至粉料計量斗內，待得到投料命令后，對攪拌主機進行投料。在標準中，同一時間內，兩個水泥螺旋不允許同時配料，兩個摻合料不允許同時配料。所以在一個周期內，粉料部分僅僅在配料的時候，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 臺攪拌主機以及液壓油泵，在一個生產周期內，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 采用的是強制除塵，如圖 6 為除塵系統(tǒng)的示意圖。

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

1.6 氣路系統(tǒng)周期投入功率分析

HZS180 采用的是由一個空壓機集中供氣方式，在達到地域氣壓設定值時，空壓機自動啟動。在一個生產周期內，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

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

2 根據(jù) HZS180 的生產時序圖繪制一個周期內分時投入的額定功率曲線圖

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

圖 8 HZS180 生產時序圖

圖 9 HZS180 一個周期內分時投入額定功率曲線

3 HZS180整機實際運行功率測試及分析

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 HZS180 整機進行實時的數(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。

由測試圖 10、11 可以看出：HZS180 整機實時電流、功率及功率因數(shù)所具有的周期性及設備的分時投入性，單站工作時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 整機電流及功率實時曲線圖

圖 11 HZS180 整機實時功率因數(shù)曲線圖

4 結論

根據(jù) HZS180 的生產工藝，分別分析各個系統(tǒng)在一個生產周期內分時投入的額定功率，結合攪拌站的生產時序，可以畫出 HZS180 在一個生產周期內大致的一個額定功率曲線，由這個功率曲線可以得出：投入的瞬時最大額定功率為220kW。

通過在徐州同鑄攪拌站，對 HZS180 整機運行參數(shù)進行實時地數(shù)據(jù)采集、存儲，得出 HZS180 整機運行的實際功率、電流及功率因數(shù)曲線。從曲線中我們可以看出實時電流、功率及功率因數(shù)的周期性，及設備的分時投入性，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測考證和安全系數(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。經過HZS180 變壓器及主電纜的降容，單臺 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，徐工建機攪拌機械研究所所長。