În regiunile miniere extrem de reci din nord, cum ar fi Mohe, unde temperaturile de iarnă scad în mod obișnuit la -40 de grade , echipamentele electrice instalate în aer liber se confruntă cu provocări extreme-pe tot parcursul anului, inclusiv înghețare, îngheț, fragilizare la temperatură scăzută-și blocaj mecanic. În medii cu temperatură ultra-scăzută-, aparatele de comutare standard sunt foarte predispuse la defecțiuni, cum ar fi blocarea mecanică, defectarea izolației, întărirea etanșării și solidificarea lubrifiantului, împiedicând închiderea și pornirea normală. Acest lucru duce direct la timpi de nefuncționare pentru echipamentele miniere-deschise și la paralizia sistemelor de distribuție a energiei. Mulți ingineri presupun că declanșarea-la temperaturi scăzute și defecțiunile de pornire sunt norma în industrie, când, în realitate, echipamentului pur și simplu nu are adaptări de design specializate pentru frigul extrem. Această instalație de comutație specializată,-concepută la comandă pentru condițiile extreme de funcționare a minei-mohe, depășește limitele de-temperatură scăzută ale echipamentelor convenționale și realizează o închidere fiabilă, cu o singură{15}}cercare, chiar și în condiții extreme de îngheț sub zero. Printre diversetipuri de aparate de comutareadaptat pentru scenarii industriale și miniere, acest echipament proiectat-personalizat pentru frig extrem a redefinit standardele operaționale pentru distribuția de energie-pentru cariere deschise în regiunile nordice. Atât celeAparatură de distribuție 24 kVpentru sursa de alimentare principală a minei și aparatele de comutare izolate cu aer (AIS) utilizate în mod obișnuit în aer liber au suferit upgrade-uri specializate la temperaturi scăzute-, făcându-le alegerea preferată pentru distribuția de energie în zonele miniere extrem de reci.
Marea majoritate a aparatelor de comutație de uz general- este proiectată să reziste la temperaturi cuprinse numai între -20 de grade și +40 grade , ceea ce le face complet nepotrivite pentru condițiile extreme de exterior ale lui Mohe. Frigul extrem poate compromite protecția echipamentelor convenționale în mai multe dimensiuni-inclusiv structura mecanică, performanța izolației, circuitele electrice și materialele de etanșare-ducând la defecțiuni la pornire. Bazându-se pe un proiect-lumea reală la o mină-deschisă din Mohe, acest articol va diseca logica tehnică de bază din spatele închiderii reușite pentru prima-dată a instalațiilor de comutație la rece-extremă, va compara diferențele de adaptare la-temperatură scăzută între diferite tipuri de aparate de comutație și va detalia soluțiile de modificare a comutatorului cu cheie și izolare a comutatorului (AIS4) în condiții de frig extrem.
1. -40 grade Condiții de frig extrem: patru cauze principale ale defecțiunii în închiderea aparatului de comutare convențional
Mina cu cariera deschisă-Mohe reprezintă un mediu în aer liber neadăpostit, cu frig extrem, în care temperaturile scăzute din timpul nopții combinate cu vântul, zăpada și înghețul fac ca straturile subțiri de gheață și îngheț să se formeze cu ușurință atât pe suprafața exterioară, cât și pe cea interioară a dulapurilor de comutație. În aceste condiții, aparatele de comutare convenționale funcționează frecvent și nu se pot închide corect. Cauzele fundamentale sunt concentrate în patru aspecte cheie-deficiențe comune împărtășite de toate standardeletipuri de aparate de comutareîn medii cu temperatură scăzută{0}.
În primul rând, componentele mecanice îngheață și se blochează. La -40 de grade, lubrifianții utilizați în arcurile mecanice tipice, tijele de transmisie și mecanismele de acționare se solidifică complet, pierzându-și funcția de lubrifiere. Acest lucru crește dramatic rezistența mecanică și reduce cuplul necesar pentru operațiunile de deschidere și închidere, ducând direct la blocarea mecanismelor de închidere și la defecțiuni operaționale.
În al doilea rând, materialele de etanșare devin fragile la temperaturi scăzute. Garniturile obișnuite de cauciuc se întăresc și se crăpă la frig extrem, permițând vântului, zăpezii și umezelii să pătrundă în carcasă și să formeze gheață internă, care interferează cu funcționarea comutatorului.
În al treilea rând, performanța izolației se deteriorează. Materialele izolante standard devin mai fragile și mai puțin rezistente la temperaturi ultra-scăzute, făcându-le predispuse la micro-fisuri și reducând semnificativ marjele de izolație.
În al patrulea rând, deriva electrică are loc în circuitele secundare. Temperaturile scăzute provoacă modificări ale parametrilor releelor și dispozitivelor de protecție, ducând la o logică incorectă de închidere și declanșând mecanisme de blocare.
Aceste probleme duc în mod colectiv la o creștere bruscă a ratelor de eșec pentru standardaparate de comutație cu izolare{0}aer (AIS)în medii de minerit-deschise, cu frig extrem. Chiar și convenționalAparatură de distribuție 24 kV, dacă nu este special conceput pentru funcționarea la temperatură joasă-, va suferi frecvent defecțiuni de închidere și refuzul echipamentului de a funcționa, nereușind să satisfacă în totalitate cerințele de alimentare cu energie ale producției miniere continue-deschise.
2. Selectarea și adaptarea echipamentului pentru frig extrem: variații ale toleranței la temperatură scăzută-între diferitele tipuri de aparate de comutare
Printre diferitele tipuri de aparate de comutare utilizate în mod obișnuit în distribuția de energie industrială și minieră, echipamentele cu structuri și metode de izolare diferite prezintă diferențe semnificative în ceea ce privește adaptabilitatea la vreme rece-. Aceste diferențe fac selecția universală nepractică; în schimb, este esențială personalizarea precisă în funcție de-condițiile de exploatare a minei.
Aparatul de comutare cu izolare cu aer-(AIS), care se bazează pe izolarea aerului și un design de ventilație deschisă, prezintă o structură simplă și o disipare excelentă a căldurii. Cu toate acestea, are o rezistență slabă la temperaturi de îngheț. Unitățile AIS convenționale nu au izolație termică etanșă și mecanisme active de dezghețare-, ceea ce le face foarte susceptibile la formarea internă a gheții în condiții de frig extrem. Acumularea de îngheț și gheață pe suprafețele izolante poate duce la urmărirea suprafeței, descărcări și blocaje mecanice. Ca rezultat, echipamentul AIS standard poate funcționa în mod fiabil numai în medii interioare, cu temperatură ambientală-. Pentru a funcționa eficient în condițiile de frig aspre ale minelor-deschise ale lui Mohe, sunt necesare modificări de specialitate.
Fiind nucleul sistemului principal de distribuție a energiei din zona minieră, instalația de comutare de 24 kV furnizează energie electrică tuturor echipamentelor implicate în operațiunile miniere, transport și drenaj în minele-deschise, cerând fiabilitate extrem de ridicată în operațiunile de închidere și stabilitate operațională. Aparatul de comutare standard de 24 kV prezintă în mod obișnuit modele mecanice complexe și numeroase componente de precizie, care sunt predispuse la un cuplu insuficient și la deviația parametrilor în medii cu temperatură joasă-. Acest lucru face ca astfel de echipamente să devină un obiectiv esențial pentru adaptarea-la vreme rece și, de asemenea, modelul personalizat principal în acest proiect Mohe.
3. Soluție tehnică de bază: cinci modele personalizate pentru realizarea unui singur-stâlp închidere la -40 de grade în condiții de gheață
Ca răspuns la condițiile extreme de funcționare de la-mina deschisă-Mohe, inclusiv temperaturi de până la -40 de grade , suprafețe acoperite cu gheață-și vânt puternic și zăpadă-echipa de proiect a efectuat personalizare cuprinzătoare de temperatură joasă-și modernizări la echipamentul central de distribuție a energiei. Prin abordarea a cinci dimensiuni-cheie-structurii, materialelor, controlului temperaturii, logicii și protecției-echipa a rezolvat complet provocările de închidere-la temperatură scăzută, permițând echipamentul de comutație de 24 kV proiectat-personalizat și echipamentul de comutație-izolat cu aer (AIS) pentru a realiza o singură încercare de{114}închidere. condiții acoperite cu gheață.
1. Sistem mecanic specializat cu temperatură joasă-pentru a preveni înghețarea și blocarea mecanismelor de operare
Toate mecanismele de operare au fost înlocuite cu lubrifianți specializați de amortizare, rezistenți la temperaturi ultra-scăzute, permițând funcționarea într-un interval larg de temperatură de la -45 la +55 grade și eliminând complet riscul de solidificare la-temperatura scăzută; Parametrii de cuplu ai mecanismelor de stocare-energiei-arcurilor au fost optimizați cu-redundanța de rezistență la temperatură scăzută-încorporată pentru a compensa rezistența mecanică crescută în medii extrem de reci, asigurând o putere suficientă pentru operațiunile de închidere și deschidere și eliminând blocajele de închidere și defecțiunile{9} de funcționare la sursă. Această soluție este compatibilă simultan cu structurile mecanice ale tuturor tipurilor de aparate de comutare din proiect.
2. Sistem activ de dezghețare cu-temperatura constantă-: eliminarea gheții-pericole asociate din interiorul dulapului
Dulapul este echipat cu un sistem inteligent de încălzire și dezumidificare cu temperatură constantă-încorporat-care monitorizează temperatura și umiditatea interioară în timp real. Activează automat încălzirea la temperaturi scăzute și dezumidificarea la niveluri ridicate de umiditate, prevenind condensul, formarea gheții și acumularea de îngheț în interiorul dulapului. Pentru a aborda limitările de proiectare ale structurii deschise înaparate de comutație cu izolare{0}aer (AIS), sunt instalate componente controlabile, izolate termice și rezistente la praf{0}}. Aceste componente echilibrează ventilația și disiparea căldurii cu protecția împotriva înghețului la temperaturi scăzute, împiedicând pătrunderea vântului și zăpezii și provocând înghețarea echipamentelor.
3. Materiale îmbunătățite la temperatură joasă, fragile- pentru a asigura izolație și etanșare stabilă
Toate garniturile dulapului au fost înlocuite cu cauciuc siliconic rezistent la -temperatură-scăzută, menținând etanșarea flexibilă chiar și la -40 de grade, fără fisuri sau scurgeri de aer. Componentele de izolație sunt realizate din rășină epoxidica-modificată la temperatură joasă, eliminând probleme precum fragilitatea la temperatură joasă și degradarea izolației. Acest lucru asigură o performanță stabilă de izolare ptAparatură de distribuție 24 kVîn condiții extrem de scăzute-de temperatură, fără risc de scurgere sau defecțiune.
4. Design anti-vibrații cu -temperatura scăzută-pentru circuite secundare, asigurând o logică de închidere stabilă
Dispozitivele de protecție, releele și componentele secundare sunt toate echipamente de grad industrial-evaluate pentru o gamă largă de temperaturi, potrivite pentru funcționare la temperaturi ultra-joase de -40 de grade, evitând astfel probleme precum deviația parametrilor și interpretarea greșită a semnalului la temperaturi scăzute; logica de interblocare a închiderii a fost optimizată și a fost adăugat un program de auto-testare pentru condiții de temperatură scăzută--comenzile de închidere sunt executate numai după ce starea echipamentului îndeplinește standardele cerute, eliminând riscul de funcționare greșită sau nefuncționare.
5. Structură optimizată a dulapului în aer liber împotriva înghețului-
Este adoptată o structură de dulap izolată cu pereți dubli-, cu stratul intermediar umplut cu material izolator și ignifug-, pentru a spori rezistența la îngheț și capacitățile de izolare termică ale dulapului. Structurile de prevenire a zăpezii- și a gheții-sunt instalate pe partea superioară și pe părțile laterale ale dulapului pentru a preveni îngreunarea zăpezii și a gheții asupra echipamentului, asigurând o adaptare completă la condițiile de frig extrem ale minelor-deschise fără adăpost.
4.-Testări pe teren pe site: test practic de închidere cu un singur-ciclu în condiții de gheață
Într-un scenariu de testare pe teren cu temperatură extrem de scăzută-în Mohe în timpul iernii, echipamentul a fost lăsat staționar timp de 72 de ore consecutive la -40 de grade în condiții de îngheț. Înghețul s-a format pe exteriorul dulapului de comutație, iar gheața subțire a acoperit anumite zone, simulând cele mai severe condiții de oprire într-o zonă minieră. După cele special personalizateAparatură de distribuție 24 kViar cele modificateaparate de comutație cu izolare{0}aer (AIS)și-au inițiat procedurile de auto-testare, sistemul-controlat de temperatură a topit rapid acumularea minimă de îngheț. Cuplul de operare, parametrii de izolație și semnalele circuitului au îndeplinit toate standardele cerute, iar operațiunea de închidere a fost finalizată cu succes la prima încercare-fără blocaje, nefuncționare sau alarme. Parametrii de funcționare ai echipamentului au respectat pe deplin standardele de distribuție a energiei industriale și miniere.
Testele pe teren dovedesc că fiabilitatea-la pornire a aparatelor de comutare în condiții de frig extrem nu este niciodată o chestiune de noroc, ci mai degrabă rezultatul unui design personalizat sistematic, la temperatură joasă-. Defecțiunile-de temperatură scăzută în echipamentele standard pot fi complet evitate prin modificări tehnice, permițând toatetipuri de aparate de comutarepentru a se adapta la frigul extrem al mediilor exterioare nordice.
Concluzie
De la eșecul frecvent al echipamentelor convenționale de a funcționa la temperaturi scăzute până la prima-închidere cu succes a echipamentelor personalizate la -40 de grade-40 de grade în condiții de gheață, pentru prima dată cu succes, actualizările tehnologice au depășit complet provocările de distribuție a energiei în zonele miniere din nord, cu frig extrem. Fie că este vorba de un aparat de comutație de 24 kV pentru distribuția principală a energiei sau de un aparat de comutație izolat cu aer exterior{{9}(AIS) pentru uz general, funcționarea stabilă a tuturor tipurilor de aparate de comutare în condiții extreme se bazează pe adaptări specifice ale designului la condițiile de operare specifice. Logica de bază a distribuției de energie în condiții de frig extrem nu este doar de a forța echipamentul să se adapteze la temperaturi scăzute, ci de a reconstrui în mod cuprinzător performanța echipamentului în toate dimensiunile-inclusiv materiale, structură, controlul temperaturii și logica operațională - pentru a construi o linie de apărare fiabilă a sursei de alimentare pentru producție sigură în zonele miniere extrem de reci, cum ar fi Mohe.
Despre noi
Din 2018, Zhejiang Lvma Electric Co., Ltd. s-a bazat pe 17 ani de experiență practică-în sectorul electric. În calitate de întreprindere certificată ISO 9001:2015-, excelăm în fabricarea de sisteme de comutație inteligente și transformatoare de distribuție de tip uscat și immerse în ulei-fiabile, exportând în Europa, Orientul Mijlociu, America de Sud, Asia de Sud-Est și Africa.
Susținut de peste 40 de brevete, puterea noastră în cercetare și dezvoltare ne determină evoluția către distribuția de energie inteligentă și ecologică. Prin operațiuni digitalizate și monitorizare inteligentă, oferim în mod constant produse care combină inovația, siguranța și durabilitatea-pe termen lung.