Transformador trifásico de montaje en pedestal para minería de bitcoin en California
Transformadores trifásicos de alta eficiencia Tengyi para minería Bitcoin: Alimentación de criptogranjas en California y más allá
La minería de bitcoins es un sector que consume mucha energía y cuya rentabilidad depende de la eficiencia energética y la fiabilidad operativa. En regiones como California, donde los costes de la electricidad son elevados y las normativas medioambientales estrictas, los mineros se enfrentan a una doble presión: reducir el gasto energético y mantener las 24 horas del día los 7 días de la semana sus equipos ASIC.
Transformadores de pedestal trifásicos Tengyise han convertido en una solución fundamental para salvar la brecha entre las redes eléctricas de alto voltaje y las demandas de bajo voltaje del hardware minero. Como exportador líder de transformadores especializados para minería.Tengyi ha demostrado recientemente su experiencia despliegue de más de 40 unidades (de 1250kVA a 5000kVA) para una instalación de minería de Bitcoin a gran escala en California.
Resumen del proyecto
Ubicación
Ubicación remota en el desierto de California (altas temperaturas, exposición al polvo).
Parámetros
- Tengyi suministró más de 40 unidades, incluidos transformadores de 2600kVA, 3000kVA y 5000kVA.
- Relaciones de tensión: 12,47kV/0,415kV (interfaz de red primaria) y 13,8kV/0,415kV (reserva).
Aquí mostraremos cómo los transformadores Tengyiabordan los retos únicos de la minería de criptomonedas a la vez que optimizan el retorno de la inversión.
Para un rendimiento óptimo en regiones americanas, Tengyi Especificaciones técnicas de los transformadores para minería de bitcoin
Ajuste de capacidades
- Las explotaciones mineras requieren soluciones escalables. Las explotaciones más pequeñas pueden utilizarTransformadores de 1250 kVA de Tengyimientras que las operaciones de alta densidad desplieganUnidades de 5000kVApara dar soporte a miles de mineros ASIC.
- Ejemplo: Una instalación con 10.000 equipos Antminer S19 (3.250 W cada uno) necesita ~32,5 MW, lo que puede conseguirse con varios equipos Antminer S19.Transformadores Tengyi de 3000kVA o 5000kVA.
Relaciones de tensión personalizadas
- La red de California funciona a menudo a12,47 kV o 13,8 kVque requieren configuraciones de reducción como12,47 kV/0,415 kVo35kV/0.415kV.
- Ajustes de grifo a medida de Tengyigarantizan la compatibilidad con tensiones de red no estándar, evitando tiempos de inactividad durante los picos de carga.
Normas de eficiencia
- Transformadores Tengyi con certificación DOE Tier 3 achieve 98%+ eficaciareduciendo las pérdidas de energía y ahorrando a los mineros hasta 1.000 millones de euros.$500.000 anualesen operaciones a gran escala.
Certificaciones reglamentarias
- Los transformadores Tengyi cumplen las normas energéticas del Título 20/24 de California y disponen de certificaciones UL/cUL de seguridad en entornos de alto riesgo.
Resiliencia medioambiental
- Cajas con grado de protección IP55y los revestimientos resistentes a la corrosión protegen contra el polvo, la humedad y las temperaturas extremas del clima desértico de California.
¿Qué es un transformador trifásico de pedestal?
Un transformador trifásico de montaje en pedestal es un dispositivo eléctrico estático diseñado para transferir energía eléctrica de un circuito a otro mediante inducción electromagnética. Este proceso permite subir (aumentar) o bajar (disminuir) la tensión sin cambiar la frecuencia. La función básica de un transformador implica dos o más bobinas de alambre, conocidas como devanados, que están aisladas eléctricamente pero unidas magnéticamente. Cuando una corriente alterna (CA) circula por un devanado (el devanado primario), crea un campo magnético. Este campo magnético induce una tensión en el otro bobinado (el secundario), transfiriendo así energía eléctrica.
Los transformadores son esenciales en los sistemas de energía eléctrica porque permiten una transmisión y distribución eficaces de la electricidad. La transmisión de alta tensión reduce la corriente, minimizando la pérdida de energía debida a la resistencia de los cables. A continuación, los transformadores reducen la tensión a niveles adecuados para uso industrial, comercial y residencial.
Componentes del transformador trifásico de montaje en pedestal
Estos son los componentes clave de un transformador de montaje en pedestal:
Núcleo:
El núcleo suele ser de acero al silicio laminado, que proporciona un camino para el flujo magnético. Está diseñado para minimizar las pérdidas de energía debidas a la histéresis y las corrientes de Foucault.
Bobinados:
Los transformadores tienen dos devanados: el primario (conectado al lado de alta tensión) y el secundario (conectado al lado de baja tensión). Estos devanados son de cobre o aluminio y están cuidadosamente aislados para evitar cortocircuitos.
Aislamiento:
Los materiales aislantes, como el aceite, el papel o el epoxi, se utilizan para aislar eléctricamente los devanados y el núcleo. Un aislamiento adecuado es fundamental para evitar averías y garantizar el funcionamiento seguro del transformador.
Sistema de refrigeración:
Los transformadores generan calor debido a las pérdidas de energía en el núcleo y los devanados. Los sistemas de refrigeración, que pueden incluir depósitos llenos de aceite con radiadores o diseños refrigerados por aire de tipo seco, se utilizan para disipar este calor y evitar el sobrecalentamiento.
Tanque y caja:
La cuba aloja el núcleo y los devanados, proporcionando protección física y conteniendo el líquido aislante (si procede). La envolvente está diseñada a prueba de manipulaciones y resistente a la intemperie, lo que garantiza la seguridad y fiabilidad del transformador.
Bujes:
Los pasatapas de alta tensión conectan los cables de alta tensión al transformador.
Compartimento de baja tensión:
Contiene las conexiones de salida para distribuir la energía de baja tensión.
Cambiadores de grifos:
Permiten ajustar la relación de transformación de la tensión.
Ventajas específicas del uso de transformadores trifásicos de montaje en pedestal para la minería de Bitcoin
Los transformadores trifásicos de montaje en pedestal ofrecen ventajas específicas para las operaciones de minería de Bitcoin:
Alta capacidad de potencia:
Las operaciones de minería de bitcoins requieren grandes cantidades de energía eléctrica. Los transformadores trifásicos de montaje en pedestal pueden gestionar las elevadas demandas de potencia de las granjas mineras de forma más eficiente que los transformadores monofásicos.
Fuente de alimentación estable:
El suministro eléctrico estable y constante de un sistema trifásico es crucial para el funcionamiento continuo de los equipos mineros. Las fluctuaciones de tensión pueden dañar componentes electrónicos sensibles y reducir la eficiencia minera.
Escalabilidad:
A medida que crecen las explotaciones mineras, aumentan las necesidades de energía. Los transformadores trifásicos de montaje en pedestal proporcionan la escalabilidad necesaria para dar soporte a explotaciones mineras en expansión sin necesidad de realizar cambios significativos en la infraestructura.
Reducción del tiempo de inactividad:
La fiabilidad de los transformadores trifásicos de montaje en pedestal minimiza el tiempo de inactividad, garantizando que las operaciones de minería puedan funcionar de forma continua. Esto es fundamental para maximizar los ingresos en el competitivo sector de la minería de Bitcoin.
Rentabilidad:
Aunque la inversión inicial en un sistema trifásico puede ser superior a la de un sistema monofásico, el ahorro de costes a largo plazo debido al aumento de la eficiencia, la reducción del tiempo de inactividad y la escalabilidad lo convierten en una solución rentable para la minería de Bitcoin.
Seguridad:
Los transformadores montados en pedestal están cerrados y diseñados para ser seguros para el acceso público, lo que reduce el riesgo de peligros eléctricos.
Características principales y especificaciones de la elección de transformadores para la minería de Bitcoin
Regulación de la tensión: Importancia de mantener una tensión estable
La regulación de tensión se refiere a la capacidad de un transformador para mantener una tensión de salida estable en condiciones de carga variables. Es un factor crítico en la minería de Bitcoin porque los equipos de minería, como los ASIC (Circuitos Integrados de Aplicación Específica), son sensibles a las fluctuaciones de voltaje. Un voltaje inestable puede provocar:
- Eficiencia reducida: Los equipos de minería pueden funcionar con menos eficiencia, lo que se traduce en una menor tasa de hachís y una menor rentabilidad.
- Daños en el equipo: Los picos o caídas de tensión pueden dañar componentes electrónicos sensibles y provocar costosas reparaciones y tiempos de inactividad.
- Corrupción de datos: La inestabilidad de la energía puede provocar la corrupción de los datos, con los consiguientes errores en las operaciones mineras.
Una buena regulación de la tensión garantiza que el equipo de minería reciba una fuente de alimentación constante y fiable, lo que maximiza el rendimiento y prolonga la vida útil del hardware. Los transformadores con una regulación de tensión de ±1% a ±3% suelen recomendarse para aplicaciones de minería de Bitcoin.
Potencia en KVA: Cómo determinar el tamaño adecuado para una explotación minera
El valor nominal en KVA (kilovoltios-amperios) de un transformador indica su capacidad de potencia aparente, que es la potencia total que puede suministrar el transformador. Determinar el valor nominal de KVA adecuado es esencial para garantizar que el transformador pueda hacer frente a las demandas de potencia de la explotación minera sin sobrecargarse. A continuación se explica cómo determinar el tamaño adecuado:
- Calcular el consumo total de energía: Sume el consumo de energía (en vatios) de todo el equipo de minería, incluidos los ASIC, los sistemas de refrigeración y otros dispositivos eléctricos.
- Convierte vatios a KVA: Divida el consumo total de potencia en vatios por 1000 para convertirlo en kilovatios (KW). A continuación, divida el valor de KW por el factor de potencia (PF) del equipo de minería para obtener los KVA. (KVA = KW / PF). El factor de potencia suele rondar entre 0,8 y 0,9 para los equipos de minería.
- Añade un margen de seguridad: Es aconsejable añadir un margen de seguridad de 20% a 25% a los KVA calculados para tener en cuenta futuras ampliaciones y aumentos inesperados de la carga.
- Seleccione el Transformador: Elija un transformador con una potencia en KVA que cumpla o supere los KVA calculados con el margen de seguridad.
Por ejemplo, si una explotación minera tiene un consumo total de 500 KW y un factor de potencia de 0,8, el KVA sería de 625 KVA. Si se añade un margen de seguridad de 20%, la potencia nominal en KVA del transformador recomendada sería de aproximadamente 750 KVA.
Eficiencia: Por qué una alta eficiencia es crucial para ahorrar costes
La eficiencia de un transformador es la relación entre la potencia de salida y la potencia de entrada, expresada en porcentaje. Una alta eficiencia es crucial para la minería de Bitcoin debido a la naturaleza continua y de alto consumo energético de las operaciones. Incluso pequeñas mejoras en la eficiencia pueden suponer un importante ahorro de costes a lo largo del tiempo.
- Reducción de las pérdidas de energía: Los transformadores de alta eficiencia minimizan las pérdidas de energía en forma de calor, lo que reduce la cantidad de electricidad desperdiciada.
- Facturas de electricidad más bajas: Al reducir las pérdidas de energía, los transformadores de alta eficiencia disminuyen el consumo total de electricidad, lo que se traduce en facturas mensuales más bajas.
- Reducción de la huella de carbono: Los transformadores eficientes contribuyen a reducir la huella de carbono al disminuir la cantidad de electricidad que necesitan las centrales eléctricas.
Los transformadores utilizados en la minería de Bitcoin deberían tener un índice de eficiencia de 97% o superior. El mayor coste inicial de un transformador de alta eficiencia suele compensarse con el ahorro a largo plazo en las facturas de electricidad.
Métodos de refrigeración: Tipos de sistemas de refrigeración (en aceite, en seco) y su idoneidad
Los transformadores generan calor debido a las pérdidas de energía en el núcleo y los devanados, por lo que una refrigeración eficaz es esencial para evitar el sobrecalentamiento y garantizar un funcionamiento fiable. Los dos tipos principales de sistemas de refrigeración son:
- Transformadores de aceite: Estos transformadores utilizan aceite como medio aislante y refrigerante. El aceite circula por el transformador, absorbiendo el calor y disipándolo a través de radiadores.
- Idoneidad: Los transformadores rellenos de aceite son adecuados para aplicaciones de alta potencia y ofrecen un excelente rendimiento de refrigeración. Sin embargo, requieren un muestreo y mantenimiento periódicos del aceite para garantizar que no contenga contaminantes. También existe el riesgo de que se produzcan fugas de aceite, lo que puede suponer un peligro para el medio ambiente.
- Transformadores secos: Estos transformadores utilizan aire como medio de refrigeración primario. Suelen refrigerarse por convección natural o aire forzado.
- Idoneidad: Los transformadores de tipo seco son adecuados para aplicaciones de interior y entornos en los que las fugas de aceite son un problema. Requieren menos mantenimiento que los transformadores rellenos de aceite, pero pueden tener una capacidad de refrigeración menor, lo que los hace menos adecuados para aplicaciones de muy alta potencia o entornos con temperaturas ambiente elevadas.
Para la minería de Bitcoin, la elección entre transformadores llenos de aceite o de tipo seco depende de los requisitos específicos de la operación minera, incluidas las demandas de potencia, las condiciones ambientales y las capacidades de mantenimiento.
Funciones de seguridad: Protección contra sobrecargas, cortocircuitos y otras medidas de seguridad
Las características de seguridad son esenciales para proteger el transformador y el equipo de minería de posibles daños y garantizar la seguridad del personal. Entre las principales características de seguridad se incluyen:
- Protección contra sobrecargas: Esta función protege al transformador del sobrecalentamiento debido a una carga excesiva. Normalmente se trata de disyuntores o fusibles que se activan cuando la carga supera la capacidad del transformador.
- Protección contra cortocircuitos: Esta característica protege al transformador de los daños causados por los cortocircuitos. También incluye disyuntores o fusibles que interrumpen rápidamente el flujo de corriente en caso de cortocircuito.
- Toma de tierra: Una conexión a tierra adecuada es esencial para evitar descargas eléctricas y garantizar la disipación segura de las corrientes de fallo.
- Control de la temperatura: Los sensores de temperatura pueden utilizarse para controlar la temperatura del núcleo y los devanados del transformador. Si la temperatura supera un nivel seguro, se activa una alarma y el transformador puede desconectarse automáticamente.
- Válvulas de alivio de presión: Los transformadores llenos de aceite están equipados con válvulas de alivio de presión que liberan el exceso de presión en caso de fallo interno, evitando así la rotura del depósito.
Al incorporar estas características de seguridad, las operaciones de minería de Bitcoin pueden minimizar el riesgo de accidentes eléctricos y daños en los equipos, garantizando un suministro de energía seguro y fiable.
Instalación y mantenimiento de transformadores trifásicos de pedestal para la minería de bitcoins
Consideraciones sobre el emplazamiento
La correcta ubicación de un transformador trifásico de montaje en pedestal es crucial para garantizar su funcionamiento eficaz y seguro. Hay que tener en cuenta varios factores a la hora de seleccionar la ubicación óptima:
- Ubicación óptima para la colocación de transformadores:
- Proximidad a la carga: El transformador debe situarse lo más cerca posible de la explotación minera de Bitcoin para minimizar la caída de tensión y las pérdidas de energía en los cables de distribución.
- Accesibilidad: Asegúrese de que la ubicación sea fácilmente accesible para el mantenimiento, la inspección y la sustitución. Esto incluye dejar espacio suficiente para que los vehículos y equipos de servicio puedan maniobrar.
- Despejado: Mantenga un espacio libre adecuado alrededor del transformador para permitir una ventilación adecuada y evitar obstrucciones que puedan impedir la refrigeración o el acceso. Siga los códigos y reglamentos eléctricos locales para conocer los requisitos mínimos de espacio libre.
- Seguridad: La ubicación debe ser segura para evitar el acceso no autorizado y proteger el transformador del vandalismo o el robo. Considere la posibilidad de instalar vallas, iluminación y sistemas de vigilancia.
- Estabilidad del suelo: La plataforma de hormigón sobre la que se instale el transformador debe ser estable y estar nivelada para evitar que se desplace o se incline, lo que podría dañar el transformador.
- Factores medioambientales a tener en cuenta:
- Temperatura: Los transformadores están diseñados para funcionar dentro de un rango de temperaturas específico. Las temperaturas ambiente elevadas pueden reducir la capacidad y la vida útil del transformador. Considere la posibilidad de proporcionar sombra o ventilación para mitigar los efectos de las altas temperaturas.
- Humedad: La humedad elevada puede acelerar la corrosión y la degradación de los componentes del transformador. Asegúrese de que la caja del transformador está correctamente sellada y considere el uso de materiales resistentes a la corrosión.
- Altitud: A mayor altitud, el aire es más fino, lo que puede reducir la eficacia de refrigeración del transformador. Puede ser necesario reducir la capacidad del transformador a grandes altitudes.
- Exposición a los elementos: Proteja el transformador de la exposición directa a la luz solar, la lluvia, la nieve y otros elementos que puedan causar daños o acelerar el desgaste.
- Contaminantes: Evite los lugares con altos niveles de polvo, suciedad o sustancias corrosivas en el aire, ya que pueden contaminar el aislamiento y el sistema de refrigeración del transformador.
Proceso de instalación
La instalación de un transformador trifásico de montaje en pedestal debe ser realizada por electricistas cualificados y experimentados de acuerdo con los códigos y reglamentos eléctricos locales. A continuación se ofrece una guía general paso a paso:
- Preparación:
- Asegúrese de que la plataforma de hormigón tiene el tamaño adecuado, está nivelada y es capaz de soportar el peso del transformador.
- Compruebe que se han obtenido todos los permisos y autorizaciones necesarios.
- Reúna todas las herramientas, equipos y materiales necesarios.
- Colocación:
- Coloque con cuidado el transformador en la plataforma de hormigón, asegurándose de que esté correctamente alineado y centrado.
- Utilice un equipo de elevación adecuado para evitar dañar el transformador.
- Conexiones:
- Conecte los cables de alta tensión a los pasatapas primarios del transformador, siguiendo las instrucciones del fabricante y los códigos eléctricos locales.
- Conecte los cables de baja tensión a los bornes secundarios del transformador.
- Asegúrese de que todas las conexiones estén bien apretadas y aisladas.
- Toma de tierra:
- Conecte el terminal de tierra del transformador a un sistema de tierra adecuado.
- Verifique que el sistema de puesta a tierra cumple todos los códigos y normas aplicables.
- Pruebas:
- Realice pruebas de resistencia de aislamiento para asegurarse de que los devanados del transformador están correctamente aislados.
- Verifique la tensión y la rotación de fase de la salida secundaria.
- Realice una prueba en vacío para comprobar si hay alguna anomalía.
- Inspección final:
- Inspeccione todas las conexiones, el cableado y los componentes para asegurarse de que están correctamente instalados y asegurados.
- Compruebe que todos los dispositivos de seguridad, como disyuntores y fusibles, funcionan correctamente.
- Precauciones de seguridad durante la instalación:
- Desenergizar todos los circuitos antes de trabajar en equipos eléctricos.
- Utilizar equipos de protección individual (EPI) adecuadoscomo guantes, gafas de seguridad y ropa de protección contra el arco eléctrico.
- Siga los procedimientos de bloqueo y etiquetado para evitar la activación accidental de los circuitos.
- Trabajar con un electricista cualificado y con experiencia que esté familiarizado con los procedimientos de instalación de transformadores.
- Cumpla todos los códigos y reglamentos eléctricos aplicables.
- Mantener despejada la zona de trabajo de obstáculos y peligros.
Buenas prácticas de mantenimiento
El mantenimiento regular es esencial para garantizar la fiabilidad y el rendimiento a largo plazo de los transformadores trifásicos de montaje en pedestal. Las prácticas de mantenimiento clave incluyen:
- Inspección y pruebas periódicas:
- Inspección visual: Realice inspecciones visuales periódicas del transformador para detectar signos de daños, corrosión, fugas o sobrecalentamiento.
- Exploración por infrarrojos: Utilice un escáner de infrarrojos para detectar puntos calientes, que podrían indicar conexiones sueltas, rotura del aislamiento u otros problemas.
- Pruebas eléctricas: Realice pruebas eléctricas periódicas, como pruebas de resistencia de aislamiento, pruebas de relación de vueltas y pruebas de resistencia de devanados, para evaluar el estado de los devanados y el aislamiento del transformador.
- Control de la carga: Supervise la carga del transformador para asegurarse de que funciona dentro de su capacidad nominal.
- Muestreo y análisis de aceite (para transformadores llenos de aceite):
- Muestreo regular: Tome muestras periódicas de aceite y envíelas a un laboratorio cualificado para su análisis.
- Análisis del aceite: El análisis del aceite puede detectar contaminantes, humedad y otros problemas que podrían degradar las propiedades aislantes del aceite y dañar el transformador.
- Tratamiento o sustitución del aceite: Si el análisis del aceite revela una contaminación o degradación significativa, el aceite debe tratarse o sustituirse.
- Mantenimiento preventivo para prolongar la vida útil de los transformadores:
- Limpieza: Mantenga la caja del transformador limpia y libre de polvo, suciedad y residuos.
- Conexiones de apriete: Apriete regularmente todas las conexiones eléctricas para evitar conexiones sueltas, que pueden causar sobrecalentamiento y caídas de tensión.
- Sustitución de componentes desgastados: Sustituya rápidamente cualquier componente desgastado o dañado, como casquillos, fusibles y disyuntores.
- Control de la vegetación: Mantenga la vegetación recortada alrededor del transformador para evitar que interfiera con la ventilación o provoque un riesgo de incendio.
- Mantenimiento programado: Siga un programa de mantenimiento basado en las recomendaciones del fabricante y las mejores prácticas del sector.
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