Kış sıcaklıklarının rutin olarak -40 dereceye düştüğü Mohe gibi kuzeydeki son derece soğuk madencilik bölgelerinde, açık havada kullanılan elektrikli ekipmanlar yıl boyunca- buzlanma, donma, düşük- sıcaklıkta gevrekleşme ve mekanik sıkışma gibi aşırı zorluklarla karşı karşıya kalır. Ultra-düşük{-sıcaklık ortamlarında, standart anahtarlama donanımı mekanik sıkışma, yalıtım arızası, conta sertleşmesi ve yağlayıcının katılaşması gibi arızalara oldukça yatkındır ve normal kapanma ve başlatmayı engeller. Bu, doğrudan açık-madencilik ekipmanının aksamasına ve güç dağıtım sistemlerinin felç olmasına yol açar. Pek çok mühendis,{11}düşük sıcaklık tetiklemelerinin ve başlatma arızalarının sektörde norm olduğunu varsayıyor, oysa gerçekte ekipman aşırı soğuğa karşı özel tasarım uyarlamalarından yoksun. Mohe açık ocak madeninin zorlu çalışma koşulları için özel olarak tasarlanan bu özel şalt cihazı, geleneksel ekipmanların düşük-sıcaklık sınırlamalarının üstesinden gelir ve sıfırın altındaki aşırı donma koşullarında bile güvenilir, tek-denemede kapanmayı başarır. Çeşitli arasındaşalt türleriendüstriyel ve madencilik senaryolarına göre uyarlanan bu özel-tasarımlı ekipman, aşırı soğuklara yönelik-kuzey bölgelerdeki açık ocak enerji dağıtımına yönelik operasyonel standartları yeniden tanımladı. Her ikisi de24 kV şalt sistemimadenin ana güç kaynağı ve açık havada yaygın olarak kullanılan hava-yalıtımlı şalt donanımı (AIS), özel düşük-sıcaklık yükseltmelerinden geçirilmiştir, bu da onları son derece soğuk madencilik alanlarında güç dağıtımı için tercih edilen seçenek haline getirmektedir.
Genel-amaçlı şalt cihazlarının büyük çoğunluğu yalnızca -20 derece ila +40 derece arasındaki sıcaklıklara dayanacak şekilde tasarlanmıştır, bu da onları Mohe'nin zorlu dış mekan koşulları için tamamen uygunsuz hale getirir. Aşırı soğuk, mekanik yapı, izolasyon performansı, elektrik devreleri ve sızdırmazlık malzemeleri de dahil olmak üzere-birden fazla boyutta geleneksel ekipmanın korunmasını tehlikeye atabilir ve başlatma hatalarına yol açabilir-. Mohe'deki bir açık{-ocak madenindeki gerçek-dünya projesinden yararlanan bu makale, aşırı soğuk-şalter donanımının ilk-başarılı kapatılmasının ardındaki temel teknik mantığı inceleyecek, çeşitli şalt donanımı türleri arasındaki düşük-sıcaklık adaptasyonu farklılıklarını karşılaştıracak ve aşırı soğuk koşullarda 24 kV şalt donanımı ve hava yalıtımlı şalt donanımı (AIS) için temel modifikasyon çözümlerini ayrıntılarıyla anlatacaktır.
1. -40 derece Aşırı Soğuk Koşullar: Geleneksel Şalt Tesisatının Kapatılmasında Başarısızlığın Dört Temel Nedeni
Mohe açık-ocak madeni, gece düşük sıcaklıklarının rüzgar, kar ve donla birleştiğinde şalt kabinlerinin hem dış hem de iç yüzeylerinde kolayca ince buz ve don katmanlarının oluşmasına neden olduğu, aşırı soğuğa sahip korunmasız bir dış ortamı temsil eder. Bu koşullar altında, geleneksel şalt cihazları sıklıkla arızalanır ve düzgün şekilde kapanamaz. Temel nedenler, tüm standartların paylaştığı dört temel açıdan-ortak zayıflıklarda yoğunlaşmıştır:şalt türleridüşük-sıcaklıktaki ortamlarda.
İlk olarak mekanik bileşenler donar ve sıkışır. Tipik mekanik yaylarda, transmisyon kollarında ve çalışma mekanizmalarında kullanılan yağlayıcılar -40 derecede tamamen katılaşarak yağlama işlevini kaybeder. Bu, mekanik direnci önemli ölçüde artırır ve açma ve kapama işlemleri için gereken torku azaltır, bu da doğrudan kapanma mekanizmalarının sıkışmasına ve çalışma arızasına neden olur.
İkincisi, sızdırmazlık malzemeleri düşük sıcaklıklarda kırılgan hale gelir. Sıradan kauçuk contalar aşırı soğukta sertleşip çatlayarak rüzgarın, karın ve nemin kabinin içine girmesine ve dahili buz oluşumuna neden olarak anahtarın çalışmasını engeller.
Üçüncüsü yalıtım performansı kötüleşir. Standart yalıtım malzemeleri ultra-düşük sıcaklıklarda daha kırılgan ve daha az esnek hale gelir, bu da onları mikro-çatlaklara yatkın hale getirir ve yalıtım kenar boşluklarını önemli ölçüde azaltır.
Dördüncüsü, ikincil devrelerde elektriksel sürüklenme meydana gelir. Düşük sıcaklıklar, rölelerde ve koruyucu cihazlarda parametre kaymalarına neden olarak yanlış kapanma mantığına ve kilitleme mekanizmalarının tetiklenmesine yol açar.
Bu sorunlar toplu olarak standartların başarısızlık oranlarında keskin bir artışa neden olur.hava-yalıtımlı şalt sistemi (AIS)aşırı soğuk, açık-ocak madenciliği ortamlarında. Hatta geleneksel24 kV şalt sistemi, düşük sıcaklıkta-çalışma için özel olarak tasarlanmamışsa, sık sık kapanma arızaları ve ekipmanın çalışmayı reddetmesi gibi sorunlarla karşılaşacak ve sürekli açık ocak madenciliği üretiminin güç kaynağı taleplerini tamamen karşılayamayacaktır.
2. Aşırı Soğuk için Ekipman Seçimi ve Uyarlama: Farklı Şalt Donanımı Tipleri Arasında Düşük-Sıcaklık Toleransındaki Değişiklikler
Endüstriyel ve madencilik güç dağıtımında yaygın olarak kullanılan çeşitli şalt donanımı türleri arasında, farklı yapılara ve yalıtım yöntemlerine sahip ekipmanlar, soğuk-hava koşullarına uyum sağlama açısından önemli farklılıklar sergiler. Bu farklılıklar evrensel seçilimi uygulanamaz hale getirir; bunun yerine, açık-maden işletme koşullarına göre hassas özelleştirme esastır.
Hava yalıtımına ve açık havalandırma tasarımına dayanan hava{0}yalıtımlı şalt sistemi (AIS), basit bir yapıya ve mükemmel ısı dağıtımına sahiptir. Ancak donma sıcaklıklarına karşı direnci zayıftır. Geleneksel AIS üniteleri, yalıtılmış ısı yalıtımı ve aktif buz çözme mekanizmalarına sahip değildir; bu da onları aşırı soğuk altında iç buz oluşumuna karşı oldukça duyarlı hale getirir. Yalıtım yüzeylerinde don ve buz birikmesi yüzey takibine, deşarjlara ve mekanik sıkışmalara neden olabilir. Sonuç olarak, standart AIS ekipmanı yalnızca iç mekanda, ortam{6}sıcaklığında ortamlarda güvenilir bir şekilde çalışabilir. Mohe'nin açık-madenlerinin zorlu soğuk koşullarında etkili bir şekilde çalışabilmesi için özel modifikasyonlar gereklidir.
Madencilik alanının ana güç dağıtım sisteminin çekirdeği olan 24kV şalt sistemi, açık ocak madenlerinde madencilik, nakliye ve drenaj operasyonlarında yer alan tüm ekipmanlara elektrik sağlar ve kapatma operasyonlarında son derece yüksek güvenilirlik ve operasyonel istikrar gerektirir. Standart 24kV anahtarlama donanımı tipik olarak karmaşık mekanik tasarımlara ve çok sayıda hassas bileşene sahiptir; bunlar düşük-sıcaklıklı ortamlarda yetersiz tork ve parametre sapmasına eğilimlidir. Bu, bu tür ekipmanları soğuk havalara uyum için-ana odak noktası haline getiriyor ve ayrıca bu Mohe projesindeki birincil özelleştirilmiş model haline getiriyor.
3. Temel Teknik Çözüm: Buzlu Koşullarda -40 Derecede Tek-Kutup Kapatmayı Sağlamak için Beş Özelleştirilmiş Tasarım
Mohe açık-ocak madenindeki-aşırı çalışma koşullarına yanıt olarak, -40 dereceye kadar düşük sıcaklıklar, buzla{-kaplı yüzeyler ve şiddetli rüzgar ve kar-dahil olmak üzere proje ekibi, kapsamlı düşük{-sıcaklık özelleştirmeleri ve temel güç dağıtım ekipmanlarında yükseltmeler gerçekleştirdi. Beş temel boyutu ({8}}yapı, malzeme, sıcaklık kontrolü, mantık ve koruma- ele alan ekip, düşük sıcaklıkta kapatmanın zorluklarını tamamen çözerek, özel-tasarlanmış 24 kV şalt cihazının ve sonradan takılan hava{13}}yalıtımlı şalt cihazının (AIS) buzla kaplı koşullar altında bile hassas, tek denemede kapatma elde etmesini sağladı.
1. Çalıştırma Mekanizmalarının Donmasını ve Tutulmasını Önleyen Özel Düşük-Sıcaklık Mekanik Sistemi
Tüm çalıştırma mekanizmaları, ultra-düşük sıcaklıklara dayanıklı özel sönümleme yağlayıcılarıyla değiştirildi; bu, -45 dereceden +55 dereceye kadar geniş bir sıcaklık aralığında çalışmayı mümkün kıldı ve düşük-sıcaklıkta katılaşma riskini tamamen ortadan kaldırdı; Yay-enerji-depolama mekanizmalarının tork parametreleri, son derece soğuk ortamlarda artan mekanik direnci dengelemek için dahili-düşük-sıcaklık direnci yedekliliği ile optimize edilmiştir, böylece kapanma ve açılma işlemleri için yeterli güç sağlanır ve kapanma sıkışması ve çalışmama-arızaları kaynağında ortadan kaldırılır. Bu çözüm, projedeki her türlü şalt cihazının mekanik yapılarıyla eş zamanlı olarak uyumludur.
2. Aktif Sabit-Sıcaklık-Buz Çözme Sistemi: Kabin İçi-İle İlgili Tehlikelerin Ortadan Kaldırılması
Kabin, dahili sıcaklığı ve nemi gerçek zamanlı olarak izleyen, yerleşik-akıllı-sıcaklıkta ısıtma ve nem alma sistemiyle donatılmıştır. Düşük sıcaklıklarda ısıtmayı ve yüksek nem seviyelerinde nem alma işlemini otomatik olarak etkinleştirerek kabin içinde yoğuşmayı, buz oluşumunu ve don oluşumunu önler. Açık yapının tasarım sınırlamalarını ele almak içinhava-yalıtımlı şalt sistemi (AIS), kontrol edilebilir, kapalı ısı yalıtımı ve toza-geçirmez bileşenler kuruludur. Bu bileşenler, düşük sıcaklıklarda donma korumasıyla havalandırma ve ısı dağılımını dengeleyerek rüzgar ve karın içeri girmesini ve ekipmanın donmasına neden olmasını önler.
3. Kararlı Yalıtım ve Sızdırmazlık Sağlamak İçin Yükseltilmiş Düşük-Sıcaklığa, Kırılgan-Dayanıklı Malzemeler
Tüm kabin contaları, düşük-sıcağa-dayanıklı silikon kauçukla değiştirilerek, çatlama veya hava sızıntısı olmadan -40 derecede bile esnek sızdırmazlık sağlanıyor. Yalıtım bileşenleri, düşük sıcaklıkta kırılganlık ve yalıtımın bozulması gibi sorunları ortadan kaldıran, değiştirilmiş düşük-sıcaklık epoksi reçinesinden yapılmıştır. Bu, istikrarlı yalıtım performansı sağlar24 kV şalt sistemiaşırı düşük-sıcaklık koşullarında, sızıntı veya bozulma riski olmadan.
4. İkincil Devreler için Düşük-Sıcaklık Önleyici-Titreşim Tasarımı, Kararlı Kapanma Mantığını Sağlar
Koruma cihazları, röleler ve ikincil bileşenlerin tümü, geniş bir sıcaklık aralığı için derecelendirilmiş endüstriyel-sınıf ekipmanlardır; -40 derecelik ultra-düşük sıcaklıklarda çalışmaya uygundur, böylece düşük sıcaklıklarda parametre kayması ve sinyalin yanlış yorumlanması gibi sorunlardan kaçınılır; kapanma kilidi mantığı optimize edildi ve düşük-sıcaklık koşulları için bir kendi kendini-test programı eklendi; kapatma komutları yalnızca ekipman durumu gerekli standartları karşıladıktan sonra yürütülür, böylece yanlış çalışma veya çalıştırma hatası riski ortadan kaldırılır.
5. Optimize Edilmiş Dış Mekan Donmaya- Dayanıklı Dolap Yapısı
Kabinin donma direncini ve ısı yalıtım özelliklerini geliştirmek için ara katmanın yalıtım ve alev-geciktirici malzemeyle doldurulduğu çift-duvarlı yalıtımlı bir kabin yapısı benimsenmiştir. Kar- ve buz-önleme yapıları, kar ve buz birikiminin ekipman üzerinde ağırlık oluşturmasını önlemek için kabinin üstüne ve yanlarına monte edilmiştir ve barınaksız açık-madenlerin aşırı soğuk koşullarına kapsamlı bir uyum sağlar.
4. Sahada-Saha Testi: Buzlu Koşullar Altında Tek-Döngü Kapanmasının Pratik Testi
Kış aylarında Mohe'de{0}aşırı düşük sıcaklıktaki bir saha testi senaryosunda, ekipman donma koşullarında -40 derecede art arda 72 saat boyunca hareketsiz bırakıldı. Şalt kabininin dış tarafında buz oluştu ve belirli alanlar ince buzla kaplanarak bir maden alanındaki en şiddetli kapatma koşullarını simüle etti. Özel olarak özelleştirildikten sonra24 kV şalt sistemive değiştirilmişhava-yalıtımlı şalt sistemi (AIS)kendi-test prosedürlerini başlattıktan sonra, sıcaklık-kontrollü sistem, minimum don oluşumunu hızla eritti. Çalışma torku, yalıtım parametreleri ve devre sinyallerinin tamamı gerekli standartları karşıladı ve kapatma işlemi herhangi bir sıkışma, çalışma hatası veya alarm olmadan-ilk denemede başarıyla tamamlandı. Ekipmanın çalışma parametreleri, endüstriyel ve madencilik güç dağıtım standartlarına tamamen uygundur.
Saha testleri,{0}aşırı soğukta şalt cihazının başlatma güvenilirliğinin hiçbir zaman bir şans meselesi olmadığını, bunun yerine sistematik, düşük-sıcaklıktaki özel tasarımın sonucu olduğunu kanıtlıyor. Standart ekipmandaki düşük-sıcaklık arızaları, teknik değişikliklerle tamamen önlenebilir;şalt türlerikuzeydeki dış ortamların aşırı soğuğuna uyum sağlamak.
Çözüm
Düşük sıcaklıklarda çalışan geleneksel ekipmanların sık sık arızalanmasından,-aşırı-soğuk-özelleştirilmiş ekipmanın buzlu koşullarda -40 derecede ilk kez başarılı bir şekilde kapatılmasına kadar, teknolojik iyileştirmeler aşırı soğuk olan kuzey madencilik alanlarındaki güç dağıtımı zorluklarının tamamen üstesinden gelmiştir. İster ana güç dağıtımı için 24 kV şalt cihazı, ister genel-amaçlı dış hava{-yalıtımlı şalt cihazı (AIS) olsun, her tür şalt cihazının aşırı koşullar altında istikrarlı çalışması, belirli çalışma koşullarına yönelik hedeflenen tasarım uyarlamalarına dayanır. Aşırı soğukta güç dağıtımının temel mantığı, yalnızca ekipmanı düşük sıcaklıklara uyum sağlamaya zorlamak değil, aynı zamanda ekipman performansını tüm boyutlarda kapsamlı bir şekilde yeniden yapılandırmak (malzemeler, yapı, sıcaklık kontrolü ve operasyonel mantık dahil) Mohe gibi aşırı soğuk açık hava madencilik alanlarında güvenli üretim için güvenilir bir güç kaynağı savunma hattı oluşturmaktır.
Hakkımızda
Zhejiang Lvma Electric Co., Ltd., 2018'den bu yana elektrik sektöründeki 17 yıllık-uygulamalı deneyimden yararlanmaktadır. ISO 9001:2015-sertifikalı bir kuruluş olarak, akıllı şalt sistemleri ve güvenilir yağlı-daldırma ve kuru tip dağıtım transformatörleri üretiminde başarılıyız ve Avrupa, Orta Doğu, Güney Amerika, Güneydoğu Asya ve Afrika'ya ihracat yapıyoruz.
40'tan fazla patentle desteklenen Ar-Ge gücümüz, evrimimizi akıllı ve çevre dostu güç dağıtımına doğru yönlendiriyor. Dijitalleştirilmiş operasyonlar ve akıllı izleme sayesinde sürekli olarak yenilikçiliği, güvenliği ve uzun vadeli dayanıklılığı-birleştiren ürünler sunuyoruz.