У надзвичайно холодних гірських регіонах на півночі, таких як Мохе, де температура взимку зазвичай падає до -40 градусів, електричне обладнання, яке розміщується на відкритому повітрі, стикається з надзвичайними труднощами цілий рік-, зокрема обмерзанням, замерзанням, низько-температурною крихкістю та механічним заклинюванням. У наднизько-температурних-температурних середовищах стандартні розподільні пристрої дуже схильні до таких несправностей, як механічне заклинювання, руйнування ізоляції, зміцнення ущільнення та твердіння мастила, що перешкоджає нормальному замиканню та запуску. Це безпосередньо призводить до простою-гірничодобувного обладнання та паралічу систем розподілу електроенергії. Багато інженерів припускають, що-вимкнення та запуск при низькій температурі є нормою в галузі, тоді як насправді обладнання просто не має спеціальної адаптації конструкції для екстремальних холодів. Цей спеціалізований розподільчий пристрій,-розроблений спеціально для екстремальних умов експлуатації відкритого-шахту Мохе, долає низькі-температурні обмеження звичайного обладнання та забезпечує надійне-закриття за єдиної{15}}спроби навіть за екстремальних умов замерзання нижче нуля. Серед різноманітнихтипи розподільних пристроївадаптоване для промислових і гірничодобувних сценаріїв, це спеціальне-розроблене обладнання для екстремальних холодів змінило робочі стандарти для відкритих{1}}розподілу електроенергії в північних регіонах. ОбидваРозподільний пристрій 24 кВдля основного джерела живлення шахти та розподільних пристроїв з повітро-ізоляцією (AIS), які зазвичай використовуються поза приміщеннями, пройшли спеціалізовані низькотемпературні-модернізації, що робить їх кращим вибором для розподілу електроенергії в надзвичайно холодних шахтах.
Переважна більшість розподільних пристроїв загального -призначення розроблена таким чином, щоб витримувати температури лише від -20 градусів до +40 градусів, що робить їх абсолютно непридатними для екстремальних зовнішніх умов Мохе. Сильний холод може поставити під загрозу захист звичайного обладнання в багатьох вимірах-включно з механічною конструкцією, характеристиками ізоляції, електричними ланцюгами та ущільнювальними матеріалами-, що призводить до збоїв у запуску. Спираючись на реальний-проект на відкритому-шахті в Мохе, у цій статті буде розібрано основну технічну логіку успішного першого-закриття-холодного розподільного пристрою, порівняння відмінностей у-пристосуванні до низьких{13}}температур між різними типами розподільних пристроїв і детально описано ключові рішення для модифікації розподільних пристроїв 24 кВ і розподільні пристрої з повітряною ізоляцією (AIS) в екстремальних холодних умовах.
1. -40 градус Екстремально холодні умови: чотири основні причини несправності в звичайному замиканні розподільних пристроїв
Кар’єр -Mohe є незахищеним відкритим середовищем із сильним холодом, де нічні низькі температури в поєднанні з вітром, снігом і морозом спричиняють легке утворення тонких шарів льоду та інею як на зовнішніх, так і на внутрішніх поверхнях розподільних пристроїв. За таких умов звичайний розподільний пристрій часто виходить з ладу і не може правильно закритися. Основні причини зосереджені в чотирьох ключових аспектах-загальних слабких місцях, спільних для всіх стандартівтипи розподільних пристроїву середовищі з низькою{0}}температурою.
По-перше, механічні компоненти замерзають і заклинюють. При температурі -40 градусів мастильні матеріали, які використовуються в типових механічних пружинах, трансмісійних стрижнях і робочих механізмах, повністю твердіють, втрачаючи свою мастильну функцію. Це різко підвищує механічний опір і зменшує крутний момент, необхідний для операцій відкривання та закривання, що безпосередньо призводить до застрягання закриваючих механізмів і збою в роботі.
По-друге, ущільнювальні матеріали стають крихкими при низьких температурах. Звичайні гумові ущільнювачі твердіють і тріскаються при сильному морозі, дозволяючи вітру, снігу та волозі проникати всередину корпусу та утворювати внутрішні нарости льоду, що заважає роботі вимикача.
По-третє, погіршуються теплоізоляційні характеристики. Стандартні ізоляційні матеріали стають більш крихкими та менш еластичними за над-низьких температур, що робить їх схильними до мікро-тріщин і значно зменшує запаси ізоляції.
По-четверте, електричний дрейф виникає у вторинних колах. Низькі температури викликають зсув параметрів реле та захисних пристроїв, що призводить до неправильної логіки замикання та спрацьовування механізмів блокування.
У сукупності ці проблеми призводять до різкого збільшення рівня відмов для стандартурозподільні пристрої з-повітряною ізоляцією (AIS)у дуже холодних умовах відкритого-видобутку. Навіть звичайнийРозподільний пристрій 24 кВ, якщо він не розроблений спеціально для роботи при низьких-температурах, часто страждатиме від збоїв у закритті та відмові обладнання працювати, повністю не задовольняючи вимог до електропостачання безперервного відкритого-виробництва.
2. Вибір обладнання та адаптація до екстремальних холодів: відмінності в низькій{1}}температурній толерантності між різними типами розподільних пристроїв
Серед різних типів розподільних пристроїв, які зазвичай використовуються в промислових і шахтних системах розподілу електроенергії, обладнання з різними структурами та методами ізоляції демонструє значні відмінності в адаптованості до холодної -погоди. Ці відмінності роблять універсальний відбір непрактичним; натомість необхідна точна настройка відповідно до-умов експлуатації шахти.
Розподільні пристрої з повітряною{0}}ізоляцією (AIS), які ґрунтуються на повітряній ізоляції та конструкції відкритої вентиляції, мають просту конструкцію та чудове розсіювання тепла. Однак він погано стійкий до морозу. Звичайні блоки AIS не мають герметичної теплоізоляції та активних механізмів проти-охолодження, що робить їх дуже сприйнятливими до внутрішнього утворення льоду під час сильного холоду. Накопичення інею та льоду на ізоляційних поверхнях може призвести до відстеження поверхні, розрядів і механічного заклинювання. Як результат, стандартне обладнання AIS може надійно працювати лише в приміщенні з -температурою навколишнього середовища. Для ефективної роботи в суворих холодних умовах відкритих-шахт Mohe потрібні спеціальні модифікації.
Будучи ядром основної системи розподілу електроенергії в гірничому районі, розподільний пристрій 24 кВ постачає електроенергію до всього обладнання, задіяного у видобутку, транспортуванні та дренажних роботах у відкритих-шахтах, що вимагає надзвичайно високої надійності під час закриття та стабільності роботи. Стандартний розподільчий пристрій 24 кВ зазвичай має складну механічну конструкцію та численні прецизійні компоненти, які схильні до недостатнього крутного моменту та дрейфу параметрів у низьких-температурних середовищах. Це робить таке обладнання ключовим для адаптації-до холодної погоди, а також основною індивідуальною моделлю в цьому проекті Mohe.
3. Основне технічне рішення: п’ять налаштованих конструкцій для досягнення єдиного-закриття стовпа за температури -40 градусів у крижаних умовах
У відповідь на екстремальні умови роботи на відкритому-шахті Мохе-, включаючи низьку температуру до -40 градусів,-покриті льодом-поверхні, а також сильний вітер і сніг-команда проекту здійснила всебічне налаштування низьких{7}}температур і модернізацію основного обладнання розподілу електроенергії. Звернувшись до п’яти ключових параметрів-структури, матеріалів, контролю температури, логіки та захисту-команда повністю вирішила проблеми низько{10}}температурного замикання, уможлививши-розроблений на замовлення розподільний пристрій 24 кВ і модернізований розподільний пристрій із-повітряною{13}}ізоляцією (AIS) для досягнення точного замикання-з однієї спроби навіть в умовах льоду.
1. Спеціалізована низько{1}}температурна механічна система для запобігання замерзанню та блокуванню робочих механізмів
Усі робочі механізми замінено спеціальними амортизуючими мастилами, стійкими до над-низьких температур, що дозволяє працювати в широкому температурному діапазоні від -45 градусів до +55 градусів і повністю усуває ризик затвердіння при низьких-температурах; Параметри крутного моменту пружинних-енергетичних-механізмів накопичення були оптимізовані за допомогою вбудованої-надлишковості-температурного опору, щоб компенсувати підвищений механічний опір у надзвичайно холодних середовищах, забезпечуючи достатню потужність для операцій закривання та відкривання та усуваючи блокування при закриванні та-несправності-в роботі з їхнього джерела. Це рішення одночасно сумісне з механічними конструкціями всіх типів розподільних пристроїв у проекті.
2. Активна{1}}температурна-система захисту від льоду: усунення небезпек,-пов’язаних із льодом, усередині шафи
Шафа обладнана вбудованою-інтелектуальною-температурною системою нагріву та осушення, яка відстежує внутрішню температуру та вологість у режимі реального часу. Він автоматично активує нагрівання при низьких температурах і осушення при високих рівнях вологості, запобігаючи конденсату, утворенню льоду та накопиченню інею всередині шафи. Для усунення обмежень конструкції відкритої конструкції врозподільні пристрої з-повітряною ізоляцією (AIS), встановлено регульовані закриті теплоізоляційні та пил{0}}компоненти. Ці компоненти збалансовують вентиляцію та розсіювання тепла із захистом від замерзання при низьких температурах, запобігаючи проникненню вітру та снігу та спричиненню замерзання обладнання.
3. Оновлені низько{1}}температурні, крихкі-матеріали для забезпечення стабільної ізоляції та герметизації
Усі ущільнювачі корпусу замінено силіконовою гумою, стійкою до низьких{0}}температур-, яка зберігає гнучке ущільнення навіть за -40 градусів без розтріскування чи витоку повітря. Компоненти ізоляції виготовлені з модифікованої низькотемпературної епоксидної смоли, що усуває такі проблеми, як крихкість при низьких температурах і погіршення ізоляції. Це забезпечує стабільну теплоізоляціюРозподільний пристрій 24 кВза екстремально низьких{0}}температурних умов, без ризику повзучості або поломки.
4. Низько{1}}анті{2}}вібраційна конструкція для вторинних кіл, що забезпечує стабільну логіку замикання
Захисні пристрої, реле та вторинні компоненти — це обладнання промислового-класу, розраховане на широкий температурний діапазон, придатне для роботи за наднизьких-температур -40 градусів, що дозволяє уникнути таких проблем, як дрейф параметрів і неправильне тлумачення сигналу за низьких температур; логіку блокування закриття було оптимізовано, а також додано програму само-перевірки для низьких{5}}температурних умов — команди закриття виконуються лише після того, як стан обладнання відповідає необхідним стандартам, усуваючи ризик неправильної роботи або збою в роботі.
5. Оптимізована структура шафи-захищеної від замерзання
Використовується конструкція ізольованої шафи з подвійними-стінками, а проміжний шар заповнений ізоляційним і вогнестійким-матеріалом для підвищення морозостійкості та теплоізоляційних можливостей шафи. Конструкції для запобігання снігу та льоду- встановлені зверху та з боків шафи, щоб запобігти накопиченню снігу та льоду від навантаження на обладнання, забезпечуючи повну адаптацію до екстремальних холодних умов відкритих-шахт без укриття.
4. Польове-тестування на місці: практичне випробування одного-циклу закриття в ожеледі
У сценарії польових випробувань із надзвичайно низькою-температурою в Мохе взимку обладнання було залишено нерухомим протягом 72 годин поспіль при температурі -40 градусів і морозі. Іній утворився на зовнішній частині шафи розподільчого пристрою, і тонкий лід вкрив певні ділянки, імітуючи найсуворіші умови зупинки в зоні видобутку. Після спеціально налаштованогоРозподільний пристрій 24 кВі модифікованийрозподільні пристрої з-повітряною ізоляцією (AIS)ініціювали процедури само-тестування, система-контрольованої температури швидко розтопила мінімальне накопичення інею. Робочий крутний момент, параметри ізоляції та сигнали ланцюга відповідали необхідним стандартам, а операцію замикання було успішно завершено з першої спроби-без будь-яких заклинювання, збою в роботі чи сигналів тривоги. Параметри роботи обладнання повністю відповідали промисловим і гірничим нормам розподілу електроенергії.
Польові випробування доводять, що надійність-запуску розподільних пристроїв за сильного холоду ніколи не є справою удачі, а скоріше результатом систематичного низько{1}}температурного індивідуального проектування. Низько{3}}температурних збоїв у стандартному обладнанні можна повністю уникнути за допомогою технічних модифікацій, що дозволяють усітипи розподільних пристроївадаптуватися до екстремального холоду північних зовнішніх середовищ.
Висновок
Від частої відмови звичайного обладнання працювати за низьких температур до успішного першого-закриття-холодного-спеціального обладнання за -40 градусів у крижаних умовах, технологічні оновлення повністю подолали проблеми розподілу електроенергії в північних районах видобутку з екстремальним холодом. Незалежно від того, чи йдеться про розподільний пристрій 24 кВ для основного розподілу електроенергії чи-розподільний пристрій-зовнішнього призначення (AIS), стабільна робота всіх типів розподільчого обладнання в екстремальних умовах залежить від цілеспрямованої адаптації конструкції до конкретних умов експлуатації. Основна логіка розподілу електроенергії в умовах сильного холоду полягає не лише в тому, щоб змусити обладнання адаптуватися до низьких температур, а й у комплексній реконструкції продуктивності обладнання за всіма параметрами-включно з матеріалами, структурою, контролем температури та операційною логікою, щоб побудувати надійну лінію захисту джерела живлення для безпечного виробництва в екстремально холодних відкритих шахтах, таких як Мохе.
Про нас
З 2018 року компанія Zhejiang Lvma Electric Co., Ltd. має 17-річний практичний-досвід роботи в електротехнічному секторі. Як підприємство, яке має сертифікат ISO 9001:2015-, ми досягаємо успіхів у виробництві інтелектуальних систем розподільних пристроїв і надійних масляних-занурених і сухих розподільних трансформаторів, експортуючи їх до Європи, Близького Сходу, Південної Америки, Південно-Східної Азії та Африки.
Підкріплена більш ніж 40 патентами, наші науково-дослідні та дослідницькі розробки спонукають нашу еволюцію до інтелектуального та екологічно чистого розподілу електроенергії. Завдяки оцифрованим операціям і інтелектуальному моніторингу ми постійно постачаємо продукти, які поєднують інновації, безпеку та -тривалу довговічність.