A les regions mineres extremadament fredes del nord, com ara Mohe, on les temperatures hivernals baixen habitualment a -40 graus , els equips elèctrics desplegats a l'aire lliure s'enfronten a reptes extrems- durant tot l'any, com ara la formació de gel, la congelació, la fragilitat a baixa-temperatura i l'embussos mecànics. En entorns de temperatura ultra-baixa-, els aparells de commutació estàndard són molt propensos a errors com ara embussos mecànics, fallades d'aïllament, enduriment del segell i solidificació del lubricant, cosa que impedeix el tancament i la posada en marxa normals. Això condueix directament al temps d'inactivitat dels-equips de mineria a cel obert i a la paràlisi dels sistemes de distribució d'energia. Molts enginyers assumeixen que els errors d'engegada i-baixa temperatura són la norma al sector, quan en realitat, l'equip simplement no té adaptacions de disseny especialitzades per al fred extrem. Aquest aparell de commutació especialitzat,-dissenyat a mida per a les condicions de funcionament extremes de la mina-a cel obert de Mohe, supera les limitacions de baixa-temperatura dels equips convencionals i aconsegueix un tancament d'un sol-intent, fins i tot en condicions extremes de congelació sota zero. Entre els diversostipus d'aparells de commutacióadaptat per a escenaris industrials i miners, aquest equip-dissenyat a mida per al fred extrem ha redefinit els estàndards operatius per a la distribució d'energia-a cel obert a les regions del nord. Tant elAparament de commutació de 24 kVper a la font d'alimentació principal de la mina i els aparells-aïllats d'aire (AIS) que s'utilitzen habitualment a l'aire lliure han sofert actualitzacions especialitzades a baixa-temperatura, cosa que els converteix en l'opció preferida per a la distribució d'energia a les zones mineres extremadament fredes.
La gran majoria d'aparells-de propòsit general estan dissenyats per suportar temperatures que oscil·len només entre -20 graus i +40 graus , la qual cosa els fa totalment inadequats per a les condicions exteriors extremes de Mohe. El fred extrem pot comprometre la protecció dels equips convencionals en múltiples dimensions-incloent-hi l'estructura mecànica, el rendiment d'aïllament, els circuits elèctrics i els materials de segellat-, provocant errors en l'inici. Basant-se en un projecte-del món real en una mina-a cel obert de Mohe, aquest article analitzarà la lògica tècnica bàsica que hi ha darrere del tancament reeixit-primera vegada d'un aparell-de fred extrem, compararà les diferències en l'adaptació a-temperatura baixa entre diversos tipus d'aparells i detallarà les solucions d'interruptor d'aïllament i modificació de claus (AIS4) en condicions de fred extrem.
1. -40 grau Condicions de fred extrem: quatre causes bàsiques de fallada en el tancament d'aparells de commutació convencionals
La mina a cel obert-Mohe representa un entorn exterior sense abric i amb un fred extrem, on les baixes temperatures nocturnes combinades amb el vent, la neu i les gelades fan que les capes primes de gel i gel es formin fàcilment tant a la superfície exterior com a l'interior dels armaris de commutació. En aquestes condicions, els aparells de commutació convencionals solen funcionar malament i no es poden tancar correctament. Les causes arrel es concentren en quatre aspectes clau-debilitats comuns compartides per tots els estàndardstipus d'aparells de commutacióen entorns de baixa-temperatura.
En primer lloc, els components mecànics es congelen i encallen. A -40 graus, els lubricants utilitzats en molles mecàniques, barres de transmissió i mecanismes de funcionament típics es solidifiquen completament, perdent la seva funció lubricant. Això augmenta dràsticament la resistència mecànica i redueix el parell necessari per a les operacions d'obertura i tancament, donant lloc directament a mecanismes de tancament enganxats i fallades operatives.
En segon lloc, els materials de segellat es tornen trencadissos a baixes temperatures. Els segells de goma normals s'endureixen i s'esquerden en fred extrem, permetent que el vent, la neu i la humitat penetrin a l'armari i formen una acumulació interna de gel, que interfereix amb el funcionament de l'interruptor.
En tercer lloc, el rendiment de l'aïllament es deteriora. Els materials aïllants estàndard es tornen més fràgils i menys resistents a temperatures ultra-baixes, cosa que els fa propensos a micro-esquerdes i redueixen significativament els marges d'aïllament.
En quart lloc, la deriva elèctrica es produeix als circuits secundaris. Les baixes temperatures provoquen canvis de paràmetre en els relés i els dispositius de protecció, provocant una lògica de tancament incorrecta i activant mecanismes de bloqueig.
Aquests problemes col·lectivament donen lloc a un fort augment de les taxes de fallada de l'estàndardaparell-aïllat d'aire (AIS)en entorns de mineria{0}}a cel obert i freds extrems. Fins i tot convencionalAparament de commutació de 24 kV, si no està dissenyat especialment per a operacions a baixa-temperatura, sovint patirà errors de tancament i la negativa de l'equip a funcionar, sense satisfer completament les demandes de subministrament d'energia de la producció minera contínua-oberta.
2. Selecció i adaptació d'equips per al fred extrem: variacions en la tolerància a la baixa -temperatura entre els diferents tipus d'aparells de commutació
Entre els diferents tipus d'aparells de commutació que s'utilitzen habitualment en la distribució d'energia industrial i minera, els equips amb diferents estructures i mètodes d'aïllament presenten diferències significatives en l'adaptabilitat al clima-fred. Aquestes diferències fan que la selecció universal sigui poc pràctica; en canvi, és essencial una personalització precisa segons les-condicions d'explotació de la mina a cel obert.
L'aparell-aïllat a l'aire (AIS), que es basa en l'aïllament de l'aire i un disseny de ventilació oberta, presenta una estructura senzilla i una excel·lent dissipació de la calor. No obstant això, té poca resistència a les temperatures de congelació. Les unitats AIS convencionals no tenen aïllament tèrmic segellat ni mecanismes de desglaç actius, cosa que les fa molt susceptibles a la formació interna de gel sota un fred extrem. L'acumulació de gel i gel a les superfícies aïllants pot provocar un seguiment de la superfície, descàrregues i embussos mecànics. Com a resultat, els equips AIS estàndard només poden funcionar de manera fiable en entorns interiors amb temperatura ambient-. Per funcionar amb eficàcia en les dures condicions de fred de les mines-a cel obert de Mohe, calen modificacions especialitzades.
Com a nucli del sistema de distribució d'energia principal de la zona minera, l'aparell de commutació de 24 kV subministra electricitat a tots els equips implicats en les operacions de mineria, transport i drenatge en mines a cel obert-, i exigeixen una fiabilitat extremadament alta en les operacions de tancament i estabilitat operativa. Els aparells de commutació estàndard de 24 kV solen presentar dissenys mecànics complexos i nombrosos components de precisió, que són propensos a un parell de torsió insuficient i a una deriva de paràmetres en entorns de baixa-temperatura. Això fa que aquests equips siguin un focus clau per a l'adaptació al clima fred-i també el model personalitzat principal d'aquest projecte de Mohe.
3. Solució tècnica bàsica: cinc dissenys personalitzats per aconseguir un tancament d'un sol-pol a -40 graus en condicions de gel
En resposta a les condicions de funcionament extremes de la-mina a cel obert- de Mohe, incloses temperatures tan baixes com -40 graus , superfícies cobertes de gel- i forts vents i neu-, l'equip del projecte va dur a terme una personalització i actualitzacions integrals de baixa-temperatura a l'equip de distribució d'energia principal. En abordar cinc dimensions clau-estructura, materials, control de temperatura, lògica i protecció-, l'equip va resoldre completament els reptes del tancament a baixa-temperatura, permetent l'aparell-dissenyat a mida de 24 kV i l'aparell d'aire-aïllat d'aire (AIS) adaptat per aconseguir tancament fins i tot{114}en un sol intent de tancament. condicions cobertes de gel.
1. Sistema mecànic de baixa-temperatura especialitzat per evitar la congelació i l'apoderament dels mecanismes operatius
Tots els mecanismes de funcionament es van substituir per lubricants especialitzats d'amortiment resistents a temperatures ultra-baixes, que permeten el funcionament en un ampli rang de temperatures de -45 graus a +55 graus i eliminant completament el risc de solidificació a baixa-temperatura; Els paràmetres de torsió dels mecanismes d'emmagatzematge-d'energia- de la molla s'han optimitzat amb-redundància de resistència a baixa-temperatura incorporada per compensar l'augment de la resistència mecànica en entorns extremadament freds, assegurant una potència suficient per a les operacions de tancament i obertura i eliminant els embussos de tancament i els errors de funcionament{{9} a l'origen. Aquesta solució és simultàniament compatible amb les estructures mecàniques de tot tipus d'aparells del projecte.
2. Sistema de gel-de-temperatura constant actiu: eliminació dels perills relacionats amb el gel-dins de l'armari
L'armari està equipat amb un-sistema intel·ligent de calefacció i deshumidificació a temperatura constant-que controla la temperatura i la humitat internes en temps real. Activa automàticament la calefacció a baixes temperatures i la deshumidificació a alts nivells d'humitat, evitant la condensació, la formació de gel i l'acumulació de gelades a l'interior de l'armari. Per abordar les limitacions de disseny de l'estructura oberta aaparell-aïllat d'aire (AIS)S'instal·len components tancats, controlables, d'aïllament tèrmic i a prova{0}}de pols. Aquests components equilibren la ventilació i la dissipació de calor amb la protecció contra la congelació a baixes temperatures, evitant l'entrada de vent i neu i provocant la congelació de l'equip.
3. Materials resistents a -baixa temperatura i fràgils-actualitzats per garantir un aïllament i un segellat estables
Tots els segells de l'armari s'han substituït per cautxú de silicona resistent a les baixes-temperatura-, mantenint un segellat flexible fins i tot a -40 graus sense esquerdes ni fuites d'aire. Els components d'aïllament estan fets de resina epoxi de baixa-temperatura modificada, eliminant problemes com ara la fragilitat a baixa temperatura i la degradació de l'aïllament. Això garanteix un rendiment d'aïllament estable perAparament de commutació de 24 kVen condicions de temperatura-extremadament baixes, sense risc de fuga o avaria.
4. Disseny de baixa-temperatura anti-vibració per a circuits secundaris, que garanteix una lògica de tancament estable
Els dispositius de protecció, els relés i els components secundaris són equips de grau industrial-classificats per a un ampli rang de temperatures, adequats per funcionar a temperatures ultra-baixes de -40 graus , evitant així problemes com ara la deriva de paràmetres i la mala interpretació del senyal a temperatures baixes; la lògica d'enclavament de tancament s'ha optimitzat i s'ha afegit un programa d'auto-prova per a condicions de baixa-temperatura; les ordres de tancament només s'executen després que l'estat de l'equip compleixi els estàndards requerits, eliminant el risc de mal funcionament o fallada de funcionament.
5. Estructura d'armari a prova de congelació a l'aire lliure-optimitzada
S'adopta una estructura d'armari aïllat de doble-paret, amb la capa intercalada plena de material aïllant i ignífug-per millorar la resistència a la congelació i les capacitats d'aïllament tèrmic de l'armari. S'instal·len estructures de prevenció de neu- i gel-a la part superior i als laterals de l'armari per evitar que l'acumulació de neu i gel pesi l'equip, garantint una adaptació integral a les condicions de fred extrem de les mines-a cel obert sense refugi.
4.-Proves de camp al lloc: prova pràctica del tancament d'un cicle-únic en condicions gelades
En un escenari de proves de camp de-temperatura extremadament baixa a Mohe durant l'hivern, l'equip es va deixar parat durant 72 hores consecutives a -40 graus en condicions de congelació. La gelada es va formar a l'exterior de l'armari de commutació i el gel prim va cobrir certes zones, simulant les condicions d'aturada més severes en una zona minera. Després de l'especialment personalitzatAparament de commutació de 24 kVi el modificataparell-aïllat d'aire (AIS)van iniciar els seus procediments d'auto-prova, el sistema-controlat de temperatura va fondre ràpidament la mínima acumulació de gelades. El parell d'operació, els paràmetres d'aïllament i els senyals del circuit complien els estàndards requerits i l'operació de tancament es va completar correctament al primer intent-sense cap embussos, fallada de funcionament o alarmes. Els paràmetres de funcionament de l'equip compleixen totalment els estàndards de distribució d'energia industrial i minera.
Les proves de camp demostren que la fiabilitat-de posada en marxa dels aparells de commutació en fred extrem no és mai una qüestió de sort, sinó el resultat d'un disseny personalitzat sistemàtic i de baixa-temperatura. Els errors de baixa-temperatura dels equips estàndard es poden evitar completament mitjançant modificacions tècniques, que permetentipus d'aparells de commutacióper adaptar-se al fred extrem dels ambients exteriors del nord.
Conclusió
Des del fracàs freqüent dels equips convencionals per funcionar a temperatures baixes fins al tancament reeixit per primera vegada d'equips personalitzats de-fred-extrem a -40 graus en condicions de gel, les actualitzacions tecnològiques han superat completament els reptes de distribució d'energia a les zones mineres del nord amb un fred extrem. Tant si es tracta d'un aparell de distribució de 24 kV per a la distribució d'energia principal com d'un aparell de distribució aïllat d'aire-aire exterior-de propòsit general (AIS), el funcionament estable de tots els tipus d'aparells en condicions extremes depèn d'adaptacions de disseny específiques a condicions de funcionament específiques. La lògica bàsica de la distribució d'energia en fred extrem no és només obligar l'equip a adaptar-se a temperatures baixes, sinó reconstruir de manera integral el rendiment de l'equip en totes les dimensions-inclosos els materials, l'estructura, el control de temperatura i la lògica operativa, per crear una línia de defensa de subministrament d'energia fiable per a una producció segura en zones mineres exteriors extremadament fredes, com ara Mohe.
Sobre nosaltres
Des del 2018, Zhejiang Lvma Electric Co., Ltd. s'ha basat en 17 anys d'experiència pràctica-en el sector elèctric. Com a empresa certificada -ISO 9001:2015, destaquem en la fabricació de sistemes de commutació intel·ligents i transformadors de distribució de tipus sec i submergits d'oli-fiables, exportant a Europa, Orient Mitjà, Amèrica del Sud, el sud-est asiàtic i Àfrica.
Amb el suport de més de 40 patents, la nostra força de R+D impulsa la nostra evolució cap a una distribució d'energia intel·ligent i respectuosa amb el medi ambient. Mitjançant operacions digitalitzades i monitorització intel·ligent, oferim constantment productes que combinen innovació, seguretat i durabilitat-a llarg termini.