关于降低搅拌楼 HZS180 用变压器及主电缆选型容量的研究与应用

章跃，高贵涛，章弘威，郝玉峰

（徐州徐工施维英机械有限公司，江苏 徐州 221007）

关于降低搅拌楼 HZS180 用变压器及主电缆选型容量的研究与应用

章跃，高贵涛，章弘威，郝玉峰

（徐州徐工施维英机械有限公司，江苏 徐州 221007）

通过搅拌站生产工艺的分析，得出 HZS180 在一个生产周期内，分时投入的额定功率曲线；然后再利用自制的搅拌站用智能功率采集器，对 HZS180 整机的运行情况进行实时地数据采集，分析及处理，最终得出降低 HZS180 用变压器及主电缆选型容量的结论。

HZS180；周期性；智能功率采集器；变压器及主电缆

HZS180 是一种周期式强制搅拌设备，能够将不同规格的骨料、水泥、粉煤灰、水以及外加剂按规定比例分别计量后，送入搅拌器进行混合搅拌，生产出满足要求的匀质混凝土。它的装机容量是 270kW，目前我们并不知道 HZS180 实际运行的功率及电流。所以在进行变压器及主电缆选型的时候，依据的只是所有的用电设备的额定功率。其实在 HZS180的一个生产周期内并不是所有的电机同时启动、同时工作、同时停止，即使在某个电机工作的时候，它也并不是在额定的状态工作。因此，只有对 HZS180 实际运行参数有一个清楚的认识，才有可能进行变压器及主电缆的合理化选型。

1 HZS180 的生产工艺及分系统介绍各个系统在一个周期投入的额定功率

图 1 是 HZS180 的生产工艺示意图。图 1 中 A、B、C、D 分别是液体系统、骨料系统、掺合料及水泥系统。除此之外，还有搅拌系统、除尘系统以及气路系统。

1.1 骨料系统及周期投入功率分析

图 2 是骨料配料系统的示意图。骨料缓存斗对搅拌主机投料完毕后，系统得到骨料缓存斗的关门信号后，骨料计量斗对平皮带进行投料，经倾斜皮带机，输送至骨料缓存斗。在得到投料指令后将骨料投入搅拌主机。在一个生产周期中，平皮带和斜皮带是一直在工作的，这部分投入的额定功率主要为：平皮带及斜皮带机，共 11+45=56kW。

图 1 HZS180 生产工艺示意图

图 2 HZS180 骨料系统

1.2 液体系统周期投入功率分析

液体包括水和外加剂，图 3 是液体配料系统的示意图。

图 3 液体系统

在水及外加剂向搅拌主机投料完毕，系统得到计量斗的关到位信号后，水进行配料，待水计量完成后，外加剂投入到水计量斗内，得到投料信号后将液体投入到搅拌主机内。在一个生产周期内，仅仅在水及外加剂配料的过程中，水配料泵和外加剂配料泵，才投入使用，而且外加剂配料泵及水配料泵在同一个时间内只有一个在工作，所以这部分在一个生产周期内投入的最大额定功率为水泵的额定功率 7.5kW，而且只有在水的配料的过程中，才投入使用大概 14s。

1.3 粉料系统周期投入功率分析

粉料配料系统包括：掺合料及水泥，图 4 是粉料配料系统的示意图。

图 4 粉料系统

在水泥和掺合料计量斗对搅拌主机投料完毕，系统得到关门信号后，粉料开始配料，通过螺旋输送机将粉料输送至粉料计量斗内，待得到投料命令后，对搅拌主机进行投料。在标准中，同一时间内，两个水泥螺旋不允许同时配料，两个掺合料不允许同时配料。所以在一个周期内，粉料部分仅仅在配料的时候，螺旋才投入使用，投入的功率为22+15=37(kW)。

1.4 搅拌系统周期投入功率分析

搅拌系统（如图 5 所示）包括 2 台搅拌主机以及液压油泵，在一个生产周期内，投入的额定功率为 110kW。

图 5 HZS180 搅拌系统

1.5 除尘系统周期投入功率分析

HZS180 采用的是强制除尘，如图 6 为除尘系统的示意图。

在一个周期内，除尘系统是一直在工作的，投入的额定功率为除尘电机额定功率 4kW。

1.6 气路系统周期投入功率分析

HZS180 采用的是由一个空压机集中供气方式，在达到地域气压设定值时，空压机自动启动。在一个生产周期内，可以把它看成始终在工作的，这部分投入的额定功率为11kW。图 7 为 HZS180 气路系统示意图。

图 6 HZS180 除尘系统

图 7 HZS180 气路系统示意图

在一个周期内，始终都投入使用的有平皮带、斜皮带、搅拌主机以及除尘电机，额定功率共 177kW。

2 根据 HZS180 的生产时序图绘制一个周期内分时投入的额定功率曲线图

图 8 为 HZS180 的生产时序图，根据生产时序图及上一节的分析，绘制出 HZS180 一个周期分时投入的额定功率的曲线图如图 9。由图 9 可以看出，HZS180 瞬时投入的最大额定功率为220kW。

图 8 HZS180 生产时序图

图 9 HZS180 一个周期内分时投入额定功率曲线

3 HZS180整机实际运行功率测试及分析

2012.08.01 在徐州同铸搅拌站，利用自主研制的搅拌站用智能功率采集器，对 HZS180 整机进行实时的数据采集，图 10、11 是整站的电流及功率、及功率因数曲线图。

由测试图 10、11 可以看出：HZS180 整机实时电流、功率及功率因数所具有的周期性及设备的分时投入性，单站工作时候的最大有功功率是 110kw 左右，功率因数是 0.5，平均工作电流为 200A。

图 10 HZS180 整机电流及功率实时曲线图

图 11 HZS180 整机实时功率因数曲线图

4 结论

根据 HZS180 的生产工艺，分别分析各个系统在一个生产周期内分时投入的额定功率，结合搅拌站的生产时序，可以画出 HZS180 在一个生产周期内大致的一个额定功率曲线，由这个功率曲线可以得出：投入的瞬时最大额定功率为220kW。

通过在徐州同铸搅拌站，对 HZS180 整机运行参数进行实时地数据采集、存储，得出 HZS180 整机运行的实际功率、电流及功率因数曲线。从曲线中我们可以看出实时电流、功率及功率因数的周期性，及设备的分时投入性，它的最大有功功率在 110kW 左右，平均功率因数为 0.5 左右，平均工作电流在 200A 左右。

综合上述的分析及实测考证和安全系数后，可以将HZS180 变压器由原来的 315kVA 降至 250kVA，主电缆由原来的 VV 3×185＋1×95 降至 VV 3×150＋1×70。经过HZS180 变压器及主电缆的降容，单台 HZS180 可以减少约 5万元的建站成本。

［通讯地址］徐州徐工施维英机械有限公司（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

章跃，男，徐工建机搅拌机械研究所所长。