U ekstremno hladnim rudarskim regijama na sjeveru, kao što je Mohe, gdje zimske temperature rutinski padaju na -40 stupnjeva, električna oprema postavljena na otvorenom suočava se s ekstremnim izazovima-cijele godine, uključujući zaleđivanje, smrzavanje, krtost-na niskim-temperaturama i mehaničko ometanje. U okruženjima s ultra-niskom-temperaturom, standardna sklopna oprema vrlo je sklona kvarovima kao što su mehaničko ometanje, kvar izolacije, otvrdnjavanje brtve i skrućivanje maziva, sprječavajući normalno zatvaranje i pokretanje. To izravno dovodi do zastoja opreme-za površinsko rudarstvo i paralize sustava distribucije električne energije. Mnogi inženjeri pretpostavljaju da su-okidanje i kvarovi pri pokretanju norma u industriji, dok u stvarnosti opremi jednostavno nedostaju specijalizirane prilagodbe dizajna za ekstremnu hladnoću. Ovaj specijalizirani rasklopni uređaj, posebno-dizajniran za ekstremne radne uvjete otvorenog-rudnika Mohe, nadilazi ograničenja niske-temperature konvencionalne opreme i postiže pouzdano,-pokušaj zatvaranja čak i pod ekstremnim uvjetima smrzavanja ispod nule. Među raznimvrste sklopnih uređajaprilagođena industrijskim i rudarskim scenarijima, ova posebno-dizajnirana oprema za ekstremnu hladnoću redefinirala je operativne standarde za-distribuciju električne energije na otvorenom u sjevernim regijama. Oba24 kV rasklopni uređajza glavno napajanje rudnika i zračno{0}}izolirani sklopni uređaj (AIS) koji se obično koristi na otvorenom prošao je specijaliziranu nadogradnju-temperature, što ih čini preferiranim izborom za distribuciju električne energije u ekstremno hladnim rudarskim područjima.
Velika većina-razvodnih uređaja za opću namjenu dizajnirana je da izdrži temperature u rasponu od samo -20 stupnjeva do +40 stupnjeva, što ih čini potpuno neprikladnima za Moheove ekstremne vanjske uvjete. Ekstremna hladnoća može ugroziti zaštitu konvencionalne opreme u više dimenzija-uključujući mehaničku strukturu, performanse izolacije, električne krugove i materijale za brtvljenje-što dovodi do kvarova pri pokretanju. Oslanjajući se na-projekt iz stvarnog-svijeta u otvorenom-rudniku u Moheu, ovaj će članak rastaviti temeljnu tehničku logiku koja stoji iza uspješnog prvog-zatvaranja ekstremno-hladnog rasklopnog uređaja, usporediti razlike u prilagodbi-temperaturama među različitim vrstama rasklopnog uređaja i detaljno opisati ključna modifikacijska rješenja za 24 kV rasklopno postrojenje i razvodni uređaj izoliran zrakom (AIS) u ekstremno hladnim uvjetima.
1. -40 stupnjeva Ekstremno hladni uvjeti: Četiri ključna uzroka kvara u konvencionalnom zatvaranju rasklopnih uređaja
Površinski-rudnik Mohe predstavlja nezaštićeno vanjsko okruženje s ekstremnom hladnoćom, gdje niske noćne temperature u kombinaciji s vjetrom, snijegom i mrazom uzrokuju lako stvaranje tankih slojeva leda i inja na vanjskim i unutarnjim površinama razvodnih ormara. Pod tim uvjetima, konvencionalni razvodni uređaji često kvare i ne mogu se pravilno zatvoriti. Temeljni uzroci koncentrirani su u četiri ključna aspekta-zajedničke slabosti koje dijele svi standardnivrste sklopnih uređajau okruženjima niske-temperature.
Prvo, mehaničke komponente se smrzavaju i zaglavljuju. Na -40 stupnjeva, maziva koja se koriste u tipičnim mehaničkim oprugama, prijenosnim polugama i radnim mehanizmima potpuno se skrućuju, gubeći svoju funkciju podmazivanja. Ovo dramatično povećava mehanički otpor i smanjuje okretni moment potreban za operacije otvaranja i zatvaranja, što izravno dovodi do zaglavljivanja mehanizama za zatvaranje i kvara u radu.
Drugo, materijali za brtvljenje postaju krti na niskim temperaturama. Obične gumene brtve otvrdnu i popucaju na velikoj hladnoći, dopuštajući vjetru, snijegu i vlazi da prodru u kućište i stvore unutrašnje nakupine leda, što ometa rad prekidača.
Treće, izolacijska izvedba se pogoršava. Standardni izolacijski materijali postaju lomljiviji i manje otporni na ultra-niskim temperaturama, čineći ih sklonijima mikro-pukotinama i značajno smanjujući margine izolacije.
Četvrto, električni pomak se događa u sekundarnim krugovima. Niske temperature uzrokuju pomake parametara u relejima i zaštitnim uređajima, što dovodi do neispravne logike zatvaranja i aktiviranja mehanizama za zaključavanje.
Ovi problemi zajedno rezultiraju naglim povećanjem stopa kvarova za standardrazvodna oprema izolirana-zrakom (AIS)u ekstremno hladnim okruženjima-otvorenog rudarstva. Čak i konvencionalni24 kV rasklopni uređaj, ako nije posebno dizajniran za rad na niskim-temperaturama, često će patiti od kvarova pri zatvaranju i odbijanja rada opreme, ne uspijevajući u potpunosti ispuniti zahtjeve za opskrbom električnom energijom za kontinuiranu-proizvodnju u otvorenom rudniku.
2. Odabir opreme i prilagodba za ekstremnu hladnoću: Varijacije u toleranciji niske-temperature među različitim vrstama sklopnih uređaja
Među različitim vrstama sklopnih uređaja koji se obično koriste u industrijskoj i rudarskoj distribuciji električne energije, oprema s različitim strukturama i metodama izolacije pokazuje značajne razlike u prilagodljivosti-vremenskim uvjetima. Ove razlike čine univerzalni odabir nepraktičnim; umjesto toga, bitna je precizna prilagodba prema-uvjetima rada otvorenog rudnika.
Zračno{0}}izolirani sklopni uređaj (AIS), koji se oslanja na zračnu izolaciju i dizajn otvorene ventilacije, ima jednostavnu strukturu i izvrsnu disipaciju topline. Međutim, slabo je otporan na niske temperature. Konvencionalnim AIS jedinicama nedostaje zatvorena toplinska izolacija i aktivni mehanizmi za-odmrzavanje, što ih čini vrlo osjetljivima na unutarnje stvaranje leda pod ekstremnom hladnoćom. Nakupljanje inja i leda na izolacijskim površinama može dovesti do površinskog traga, pražnjenja i mehaničkog zaglavljivanja. Kao rezultat toga, standardna AIS oprema može pouzdano raditi samo u zatvorenim okruženjima-temperature. Kako bi učinkovito funkcionirao u surovim hladnim uvjetima Moheovih otvorenih-rudnika, potrebne su posebne izmjene.
Kao jezgra glavnog sustava distribucije električne energije rudarskog područja, razvodni uređaj od 24 kV opskrbljuje električnom energijom svu opremu uključenu u operacije rudarenja, transporta i drenaže u otvorenim -rudnicima, zahtijevajući izuzetno visoku pouzdanost u operacijama zatvaranja i radnu stabilnost. Standardni sklopni uređaj od 24 kV obično ima složen mehanički dizajn i brojne precizne komponente, koje su sklone nedovoljnom zakretnom momentu i pomaku parametara u okruženjima niske-temperature. Zbog toga je takva oprema ključni fokus za prilagodbu-na hladno vrijeme i također primarni prilagođeni model u ovom Mohe projektu.
3. Osnovno tehničko rješenje: pet prilagođenih dizajna za postizanje jednog-zatvaranja stupa na -40 stupnjeva u ledenim uvjetima
Kao odgovor na ekstremne radne uvjete u otvorenom-rudniku Mohe-uključujući temperature niske od -40 stupnjeva, ledom-površine te jak vjetar i snijeg-projektni tim proveo je sveobuhvatnu prilagodbu niske-temperature i nadogradnju osnovne opreme za distribuciju električne energije. Baveći se pet ključnih dimenzija-strukturom, materijalima, kontrolom temperature, logikom i zaštitom-tim je u potpunosti riješio izazove zatvaranja-na niskim{10}}temperaturama, omogućivši prilagođeno-dizajniranom 24 kV rasklopnom uređaju i naknadno ugrađenom-zračno izoliranom rasklopnom uređaju (AIS) za postizanje preciznog zatvaranja-iz jednog-pokušaja čak i pod uvjetima prekrivenim ledom.
1. Specijalizirani mehanički sustav za niske-temperature za sprječavanje smrzavanja i blokiranja radnih mehanizama
Svi radni mehanizmi zamijenjeni su posebnim mazivima za prigušivanje otpornim na ultra-niske temperature, omogućujući rad u širokom temperaturnom rasponu od -45 stupnjeva do +55 stupnjeva i potpuno eliminirajući rizik skrućivanja na niskim-temperaturama; Parametri zakretnog momenta mehanizama-pohrane-energije opruge optimizirani su s ugrađenom-redundancijom otpornosti-na niske-temperature kako bi se nadoknadio povećani mehanički otpor u ekstremno hladnim okruženjima, osiguravajući dovoljnu snagu za operacije zatvaranja i otvaranja i eliminirajući ometanje zatvaranja i kvarove-neuspješnog rada na njihovom izvoru. Ovo rješenje je istovremeno kompatibilno s mehaničkim strukturama svih vrsta sklopnih uređaja u projektu.
2. Aktivni sustav odleđivanja s-konstantnom{2}}temperaturom: Uklanjanje opasnosti-povezanih s ledom unutar ormarića
Kabinet je opremljen ugrađenim-inteligentnim-sustavom grijanja i odvlaživanja s konstantnom temperaturom koji prati unutarnju temperaturu i vlažnost u stvarnom vremenu. Automatski aktivira grijanje pri niskim temperaturama i odvlaživanje pri visokim razinama vlažnosti, sprječavajući kondenzaciju, stvaranje leda i nakupljanje leda unutar ormarića. Za rješavanje ograničenja dizajna otvorene strukture urazvodna oprema izolirana-zrakom (AIS)ugrađene su upravljive, zatvorene komponente toplinske izolacije i{0}}otporne na prašinu. Ove komponente uravnotežuju ventilaciju i rasipanje topline sa zaštitom od smrzavanja na niskim temperaturama, sprječavajući ulazak vjetra i snijega i izazivanje smrzavanja opreme.
3. Unaprijeđeni materijali otporni na niske-temperature,-na krhkost kako bi se osigurala stabilna izolacija i brtvljenje
Sve brtve kućišta zamijenjene su silikonskom gumom otpornom-na niske{1}}temperature, održavajući fleksibilno brtvljenje čak i na -40 stupnjeva bez pucanja ili propuštanja zraka. Komponente izolacije izrađene su od modificirane epoksidne smole za niske-temperature, čime se eliminiraju problemi kao što su krtost na niskim temperaturama i degradacija izolacije. To osigurava stabilnu izolacijsku izvedbu za24 kV rasklopni uređaju uvjetima ekstremno niske-temperature, bez opasnosti od puzanja ili kvara.
4. Nisko{1}}anti{2}}vibracijski dizajn za sekundarne krugove, osiguravajući stabilnu logiku zatvaranja
Zaštitni uređaji, releji i sekundarne komponente su sva industrijska-oprema ocijenjena za širok temperaturni raspon, pogodna za rad na ultra-niskim temperaturama od -40 stupnjeva, čime se izbjegavaju problemi kao što su pomicanje parametara i pogrešno tumačenje signala na niskim temperaturama; logika zaključavanja zatvaranja je optimizirana, a dodan je program samo-testiranja za niske-temperaturne uvjete - naredbe za zatvaranje izvršavaju se tek nakon što status opreme zadovolji potrebne standarde, eliminirajući rizik od pogrešnog rada ili kvara.
5. Optimizirana struktura ormara -za otpornost na smrzavanje na otvorenom
Usvojena je dvostruka-stjenka s izoliranom strukturom ormarića, s međuslojem ispunjenim izolacijskim i -materijalom koji usporava plamen kako bi se povećala otpornost ormarića na smrzavanje i toplinska izolacija. Strukture za sprječavanje snijega- i leda-ugrađene su na vrhu i sa strane kućišta kako bi se spriječilo nakupljanje snijega i leda od opterećenja opreme, osiguravajući sveobuhvatnu prilagodbu ekstremno hladnim uvjetima otvorenih-rudnika bez zaklona.
4. Terensko-testiranje na licu mjesta: praktični test zatvaranja jednog-ciklusa pod ledenim uvjetima
U terenskom testnom scenariju-na ekstremno niskim temperaturama u Moheu tijekom zime, oprema je ostavljena nepomična 72 uzastopna sata na -40 stupnjeva u uvjetima smrzavanja. Mraz se stvorio na vanjskoj strani razvodnog ormara, a tanak led je prekrio određena područja, simulirajući najteže uvjete gašenja u rudarskom području. Nakon posebno prilagođenih24 kV rasklopni uređaji modificiranirazvodna oprema izolirana-zrakom (AIS)pokrenuli postupke samo-testiranja, temperaturno-kontrolirani sustav brzo je otopio minimalno nakupljanje leda. Radni zakretni moment, parametri izolacije i signali strujnog kruga zadovoljavaju potrebne standarde, a operacija zatvaranja uspješno je završena u prvom pokušaju-bez ometanja, kvara u radu ili alarma. Radni parametri opreme u potpunosti su u skladu s industrijskim i rudarskim standardima distribucije električne energije.
Terenski testovi dokazuju da pouzdanost-pokretanja rasklopnih uređaja na ekstremnoj hladnoći nikada nije stvar sreće, već rezultat sustavnog, nisko{1}}temperaturnog prilagođenog dizajna. Kvarovi na niskim-temperaturama u standardnoj opremi mogu se potpuno izbjeći tehničkim izmjenama, omogućujući svevrste sklopnih uređajaprilagoditi se ekstremnoj hladnoći sjevernih vanjskih okruženja.
Zaključak
Od čestog kvara konvencionalne opreme da radi na niskim temperaturama do uspješnog prvog-zatvaranja ekstremno-hladno-prilagođene opreme na -40 stupnjeva u ledenim uvjetima, tehnološke nadogradnje u potpunosti su prevladale izazove distribucije električne energije u sjevernim rudarskim područjima s ekstremnom hladnoćom. Bilo da se radi o 24 kV rasklopnom postrojenju za glavnu distribuciju električne energije ili-za-vanjski rasklopni uređaj za opću namjenu (AIS), stabilan rad svih vrsta rasklopnih uređaja u ekstremnim uvjetima oslanja se na ciljane prilagodbe dizajna specifičnim radnim uvjetima. Temeljna logika distribucije energije pri ekstremnoj hladnoći nije samo prisiljavanje opreme da se prilagodi niskim temperaturama, već sveobuhvatna rekonstrukcija performansi opreme u svim dimenzijama-uključujući materijale, strukturu, kontrolu temperature i operativnu logiku - kako bi se izgradila pouzdana obrambena linija napajanja za sigurnu proizvodnju u ekstremno hladnim vanjskim rudarskim područjima kao što je Mohe.
O nama
Od 2018. Zhejiang Lvma Electric Co., Ltd. oslanja se na 17 godina praktičnog-iskustva u sektoru električne energije. Kao ISO 9001:2015-certificirano poduzeće, ističemo se u proizvodnji inteligentnih rasklopnih sustava i pouzdanih uljnih-i suhih distribucijskih transformatora, izvozeći u Europu, Bliski istok, Južnu Ameriku, jugoistočnu Aziju i Afriku.
Potpomognuta s više od 40 patenata, naša snaga istraživanja i razvoja pokreće našu evoluciju prema inteligentnoj i ekološki prihvatljivoj distribuciji energije. Putem digitaliziranih operacija i pametnog nadzora, dosljedno isporučujemo proizvode koji kombiniraju inovaciju, sigurnost i dugoročnu-trajnost.