Қашықтағы кен орындары үшін микросеттік шешімдер: трансформатор мен коммутациялық құрылғыларды таңдау

Orta Áziya, Ońtústik Amerika jәne basqa torlyq emes aýdaldardyń qashyq kentterindegi qashyq kazyna shahylarynda torlyqqa qosylǵan zavodtarǵa qaraǵanda baska quvvat tarqatysy mәselesi bar: kazyna oziyning kergisini jәne tezlikterini taminlaýy kerek, sondai-ak óndiristiki eń aǵyr yükti qabyl etýi kerek. Úly döndirgish motorlary túzden qosylady, ekskavatorlar menen delgiler belgisiz aralyqta isleydi, al qyrǵyshlar – tezligi ózgerip, garmonikalary mol talyp isleydi; olar jayylysy óte qashyq, jumysy jaxsy ornatylǵan texnikalyq qyzmet bazasynan júzdegen kilometrlerde ornalasqan. Proyekt iyelesherleri úshin, satyp alu kезеңinde tańdalǵan jabyq torlyq (mikrotor) jabyq torlyq ǵylymy jogsyzdyq deńgeyin zhogary dyńy, yaǵni óndiristiki týsqaq bolyp qalady.

1. Qapalı kazyna mikrotorlyǵynda sеніmdіlіk jәne rezervtіk quvvat

Köpірлі шахта микросаяқасында үлкен қозғалтқышты іске қосу — барлық жүйеге әсер ететін оқиға. Іске қосу тогы жергілікті генераторлардан, трансформаторлардан және онлайн болатын кез келген аккумуляторлық энергия сақтау құрылғысынан өтеді, нәтижесінде бір шинаға қосылған барлық қозғалтқыштардың басқару орталығына әсер ететін кернеу төмендеуі пайда болады. Контактордың ажырауы, айнымалы жиілікті драйвердің (VFD) қорғанысқа түсуі және тізбекті процестердің тоқтауы мүмкін. Дизельді генераторлар резервтік және қосымша қуат беру үшін әлі де маңызды, бірақ төмен жүктеме коэффициентінде жиілік пен кернеуді тез қолдау экономикалық тұрғыдан тиімсіз. Бұл тез реакцияны қамтамасыз ету үшін аккумуляторлық энергия сақтау құрылғылары барынша кеңінен қолданылады, ал генераторлар мен трансформаторлар тек тұрақты жүктемеге емес, сонымен қатар ең ауыр, бірақ нақты болуы мүмкін іске қосу сценарийіне сай таңдалуы керек.

Бұл тарату жабдықтарын сипаттау логикасын өзгертеді. Трансформаторлар мен қосқыш құрылғылары кернеу мен токтың уақытша ауытқуларына шыдамды болуы керек, ал қорғаныс параметрлері микросаяқадағы генераторлар, энергия сақтау құрылғылары және қозғалтқыштардың апаттық тогына сәйкес келуі тиіс.

2. Қозғалтқышты іске қосу, соққылы жүктемелер және трансформаторды таңдау

Минералдық шахталардағы тарату трансформаторын таңдауда ең маңызды фактор — қысқа тұйықталу импедансы. Төмен импеданс үлкен қозғалтқышты іске қосқан кезде кернеу төмендеуін азайтады, бірақ екіншілік шығыстардағы ықтимал қысқа тұйықталу тогын көтереді — бұл орташа кернеулі қосқыш қондырғылары, кабельдер мен шиналар үшін төзімділік талаптарын көтереді. Трансформатор бағасы шамалы төмен болуы мүмкін; алайда қосқыш қондырғылары мен кабельдердің бағасы төмендемейді.

Моторлы басқару орталықтарын қоректендіретін майға батырылған тарату трансформаторлары үшін практикалық кедергі ауқымы жиі 5–6 пайыз болады; бұл моторды іске қосу кезіндегі кернеуді қолдау мен төменгі деңгейдегі қосқыш құрылғыларының шығынсыз ұстауы мүмкін қысқа тұйықталу тогын теңестіреді. Трансформатордың өлшемі жұмыс жүктемесі мен бір уақытта іске қосылатын моторлардың іске қосу кВА-сын ескере отырып таңдалуы керек, содан кейін мотордың шығыс ұштары мен көршілес МБО шиналарындағы қабылданатын кернеу төмендеу шегіне тексерілуі керек. Егер АЖИ-ның таралу деңгейі жоғары болса, гармоникалық жүктеме мен қосымша орам қызуын да ескеру қажет.

Майға батырылған трансформаторлар бұл жерде артықшылыққа ие: сұйық суыту ортасы жоғары ауа температурасы мен көп тозаңды ортада құрғақ типті бірліктердің қиындыққа тап болатын жылулық массасы мен асырмалық төзімділігін қамтамасыз етеді — бірақ бұл тек резервуардың герметизациясы мен майды сақтау жүйесінің объектіге сай болуы кезінде ғана.

3. Экологиялық төмендету: биіктік, суық, тозаң және көлік

IEC биіктікке түзету 1000 м-ден жоғары болғанда кеңінен белгілі, бірақ жиі қате қолданылады. Стандарт таза ауа мен -5 °C–+40 °C аралығындағы айналадағы температураны қабылдайды. Биіктік пен өткізгіш ұнтақтың (Орталық Азия мен Анд тауларындағы көмір өндіру орындарында жиі кездесетін) бірігуі кезінде ұнтақ қабаттары басып тұрған беттегі қысқа тұйықталу кернеуін қысым бойынша түзету болжағаннан да төмендетеді. Дұрыс шешім — біріктірілген түзету: биіктікке негізделген изоляциялық компенсация, ұзындығы арттырылған ілгерілеу аралығы, жоғары IP дәрежелері және конденсацияға қарсы шаралар.

Суық климат тағы бір қабат қосады. Солтүстік Қазақстан мен басқа Орталық Азия көмір өндіру аймақтарында суыққа төзімді май құрамы мен суыққа төзімді қосымша құрылғылар трансформаторды -40 °C-та қуаттамасын төмендетпей немесе қосымша жылыту құрылғысын қолданбай іске қосуға және жүктемеге қосуға мүмкіндік береді. Бір уақытта сол құрылғы +40 °C жазғы айналадағы температурада жылу шығаруы керек, сондықтан салыстырмалы жылу шығару режимін таңдау (ONAN немесе ONAF) зауыттағы сілтеме жағдайлары емес, нақты объекттің айналадағы температуралық диапазоны бойынша жүргізілуі керек.

Тозаң да қосқыш қорабының стратегиясын анықтайды. Ауамен изоляцияланған қосқыштар атмосфералық ауаны изоляциялау мен салқындату үшін пайдаланады; тозаңды ашық шахта немесе концентратор ортасында бұл ауа кемшілік болып табылады. Газбен изоляцияланған немесе қорғалған қатты изоляцияланған қосқыштар тірі бөліктерді объект атмосферасымен контакттен босатады және кернеуді төмендетпей, биік таулы аймақтарда қолданылуы мүмкін, сондықтан негізгі ОЖ қосқыш тақтасы мен маңызды МКҚ-лар үшін бұл таңдау тиімдірек.

Көлік шектеулері — үшінші экологиялық айнымалы. Зауыт бағасы қандай болса да, қолжетімді жол немесе теміржол маршрутының салмақ немесе өлшем шегінен асатын трансформатор немесе E-house тиімді емес. Скидті және контейнерлік трансформаторлық подстанциялар алаңдағы цивильды жұмыстар мен іске қосу уақытын азайтады — әдетте тұрақты құрылған подстанциялар үшін 30–60 күн, ал алдын ала интеграцияланған мобильді құрылғылар үшін 5–10 күн; бірақ бұл тек зауыттан кен орнының кірісіне дейінгі нақты көлік коридорына қарай инженерлік есептелген жағдайда ғана.

4. Алыс қашықтықтағы кен орындарындағы тарату үшін жабдықтардың конфигурациясы

Алыс қашықтықтағы кен орындарындағы микроторапқа негізделген тарату жүйесі әдетте үш функционалды қабатқа бөлінеді.

Маймен суытылған тарату трансформаторлары

Бұлар орта кернеудегі кен орындарындағы таратудың негізгі құралы болып қала береді, егер олар орның ауа температурасының диапазонына, биіктігіне және тозаңға ұшырауына сәйкес белгіленсе. Орталық Азиядағы жобалар үшін бұл EAC/GOST сәйкестігін растайтын құжаттаманы, суық ауа райына арналған май мен қосымша жабдықтардың конфигурациясын білдіреді. Чили мен Перуда кен саласының тарихи ұсынысы бойынша ANSI/NEMA қосқыш қондырғыларын қолдану керек, яғни трансформатордың екіншілік кернеуі мен импедансы ANSI стандартымен бағаланған төменгі деңгейдегі жабдықтарға сәйкес келуі керек, мемлекеттік желінің стандарты IEC болса да.

Компактты трансформаторлық подстанциялар мен E-үйлер

Бұлар трансформаторды, орта кернеу қондырғысын, төмен кернеу тарату жабдығын, қорғаныс пен басқаруды зауытта біріктірілген корпусқа орналастырады. Олардың құны — ыңғайлылық емес, біріктіру мен қалыпты сынақтарды сапасын бақылау мүмкіндігі шектеулі құрылыс лагерінен бақыланатын зауыт ортасына ауысуы. Корпус құрылыс алаңындағы тозаңдың ену деңгейіне, конденсацияға қарсы қасиеттеріне және нақты күн сәулесі мен қоршаған ортаның жүктемесі кезіндегі ішкі температураның көтерілуіне сәйкес белгіленуі тиіс.

Орта және төмен кернеу қондырғылары

Қондырғылар келетін трансформаторлар мен жергілікті генерацияны тарату желілеріне қосады, ал MCC-тер контактормен, жұмсақ іске қосқыштармен және айнымалы жиілікті қозғалтқыштармен (VFD) жабдықталған. Қондырғылар қазандық көмір өндірісінің электр энергия жүйесінің капиталдық шығындарының (CAPEX) 30 пайызынан аз, бірақ негізгі тақтадағы жалғыз ақау барлық өндірісті тоқтатуы мүмкін. Техникалық талаптар ішкі доғалы сынақтан өткізілген корпус, толық өзара блоктау және трансформатордың импедансы мен қозғалтқышты іске қосу профилімен үйлесімді қорғаныс болуын қамтиды.

5. Сатып алуға дейінгі техникалық растау тексеру тізімі

Құрылыс алаңы мен жүйенің негізі

• Биіктікті, ең жоғары және ең төменгі ауа температурасын және тозаң немесе басқа ластану деңгейін растаңыз; орынға сәйкес келетін біріктірілген төмендету қажет.
• 50 Гц немесе 60 Гц қоректендіру жиілігін және жергілікті желі кодын немесе қуат желісіне қосылу талаптарын растаңыз.
• Орталық Азия үшін ЕАК/ГОСТ сертификаттауын және төменгі температурадағы май мен қосымша құрылғылардың сипаттамаларын растаңыз; Чили мен Перу үшін ANSI/NEMA қосқыш құрылғыларының стандарттары қолданыла ма, соны растаңыз.

Трансформатордың сипаттамасы

• Бір уақытта іске қосылатын ең үлкен электрқозғалтқыштардың санын, олардың іске қосылу кВА және ток профилін, электрқозғалтқыштың шығысындағы жол берілетін кернеу төмендеуін және көршілес МСС шиналарындағы кернеу төмендеуін көрсетіңіз.
• Трансформатордың ішкі кедергісін оптималды мән ретінде көрсетіңіз, әдеттегі (бастапқы) мән емес; оның төменгі деңгейдегі орташа кернеудегі қосқыш құрылғыларына тұрақсыз қысқа тұйықталу деңгейін тудырмайтынын растаңыз.
• Соған сәйкес орналасқан жердегі ауа температурасына қарай суыту режимін (ONAN немесе ONAF) көрсетіңіз және ең жоғары ауа температурасындағы номинал қуатын күшті суыту қолданбай-ақ растаңыз.
• Майлы субъектілер үшін ең төменгі ауа температурасына сәйкес май түрін, резервуардың герметизация әдісін және майды сақтау жүйесін растаңыз.

Трансмиссиондық және корғау

• Тозаңға ұшырау кезіндегі изоляция стратегиясын таңдаңыз: өткізгіш тозаңды болдырмау үшін корпус пен желдету қолданылған жағдайда тек АЖЖ; көп тозаңды немесе жоғары таулы аймақтардағы негізгі плата үшін ГЖЖ немесе ССЖЖ.
• Негізгі орташа кернеу қосқыш панелі үшін ішкі доғалық классификация мен доғаға төзімді конструкцияны растаңыз.
• Трансформатордың импедансын, электр қозғалтқыштарды іске қосу кезіндегі бастапқы токты және генераторлар мен аккумуляторлық қондырғылардан туындайтын ақаулық үлесін қамтитын қорғаныс координациясы зерттеулерін талап етіңіз.

Қоймаға орналастыру, көлікке салу және растау

• Көлікке салу шегін — салмағын, өлшемдерін, көтеру нүктелерін — нақты жерге жеткізу маршруты бойынша растаңыз; скидті немесе контейнерленген трансформаторлық подстанциялар үшін сатып алу тапсырысын бермес бұрын көлік инженерлік сызбаларын талап етіңіз.
• Заводтық қабылдау сынақтары (ЗҚС) аясын көрсетіңіз: трансформаторлар үшін IEC 60076-1 стандарты бойынша жиілік сынақтары және қосқыш құрылғылары үшін IEC 62271-200 стандарты бойынша жиілік сынақтары; тек жеке құрылғылардың жиілік сертификаттары емес, барлық дизайнерлік отбасы үшін IEC типтік сынақ есептерін сұраңыз.
• Сайттың іске қосылу ауқымын растау және зауыттағы интеграциялық сынақтардың объектіде электрлендіру уақытын қысқартуға мүмкіндік беретінін анықтау.

6. Жабдықтарды жұмыс істеу шегіне сәйкестендіру

Орталық Азиядағы суық және тозаңды аймақтар мен Оңтүстік Америкадағы биік таулы, жер сілкіну аймағындағы кен орындары үшін бірдей каталогтық өнім жоқ. Маймен суытылатын тарату трансформаторлары кен орындарындағы электр қозғалтқыш жүктемелері үшін қажетті жылулық тұрақтылық пен асырмалы жүкке шыдамдылықты қамтамасыз етеді, бірақ олардың май жүйесі, герметизациясы және қосымша құрылғылары суықта іске қосу мен тозаңдың енуіне қатысты нақты шарттарға сәйкес конфигурациялануы керек. Компактты тарату құрылғылары тек қана корпус жылулық және тозаң енуіне қарсы қорғауы нақты ауа райы мен ластану сипаттамасына негізделген кезде ғана объектіге интеграциялау қаупін азайтады. Орташа кернеу қосқыштары жұмыс істеу қолжетімділігін қорғайды, ал олардың изоляция стратегиясы тозаң мен биіктік шарттарына қарсы таңдалуы керек, өйткені бұл шарттар ауамен изоляцияланған жобалардың сапасын төмендетеді.

Jiangsu Unita kompaniyasynyń ónimi - maydalyq otrishtirilǵan tarqatuvshy transformatorlar, shıǵarılǵan qutılı típki elektrik podstansiyalary menen ortasha jәne tómen kergi elektriklik qurılmalary - bu úsh qurılma qatlamyna toǵra keledi, olar Orta Áziya, Ońtústik Amerika jәne basqa qashıq mineýalardyń basqalaryna arnalǵan. Táminatshylarǵa qaramastan, mańyzdy túrdegi satyp alu ğúrylysy: transformator impédansyny motorlardy iške qosu zertteuine nегіzdelu kerek, ósirilgen ólkelerge arnalǵan tuzetulerdi bолжamdau emes, esepke alu kerek, zavodtyq sınaq dálilleri dizayn túrlerine jәne jeralǵan konfiguratsiyaǵa tiyisli bolu kerek.

Qashıq mineýalardyń mikrotorabında katalogtagy başlıqlar boyynsha tanılgan qurılmalarga arnalǵan ešqanday eskerme joq; olarǵa eléktromagnitlik jәne ósirilgen ólkelerge arnalǵan shékterdegi shynayy jágdaylarǵa tiyisli bolu kerek.

7. Qollanys ýagdaylary menen qurılmalardıń sәykeslendírúi

Ósh qurılma qatlamy mineýadan basqa sahalarda da qollanıladı. Tomendegí kесте típik isletu rejimderin spetsifikatsiya nuktelerine sәykeslendirip, ornatalǵan qurılmalardıń isletu kезinde saqtalıp turatuyn anyqtaydı.

Кесте 1: Типтік қолдану сценарийлері, тарату жағынан талаптар және ұсынылатын жабдық конфигурациялары;

8. Жиі қойылатын сұрақтар

Сұрақ 1. Неге трансформатордың қысқа тұйықталу импедансы мининг микросетінде ең маңызды таңдау болып табылады?

Себебі бұл тауарлық айырбас орнатады, ол бүкіл тарату жүйесі арқылы таралады. Төменгі импеданстың арқасында үлкен қозғалтқышты іске қосқан кезде кернеу төмендейді, бірақ екіншілік шығыстардағы ықтимал қысқа тұйықталу тогы көтеріледі, сондықтан орташа кернеудегі қосқыш құрылғылары, кабельдер мен шиналар төменгі бағытта көбірек кедергіге шыдай алуы керек. Трансформатор шамалы арзан болуы мүмкін; алайда қосқыш құрылғылары мен кабельдер — емес.

2-сұрақ. Қозғалтқыштарды басқару орталықтарына қоректендіретін майлы трансформаторлар үшін қандай импеданстар практикалық?

5–6 пайыздық диапазон жалпы жағдайда аралдық қазбалық жүйелерде жарамды, яғни қозғалтқыштарды іске қосқан кездегі кернеуді қолдау мен төменгі бағыттағы қосқыш құрылғыларының құны тиімді тәсілмен шыдай алатын апат деңгейін теңестіреді. Нақты мән қозғалтқыштарды іске қосу бойынша зерттеуге негізделуі керек, каталог бойынша әдеттегі мән ретінде алынбауы керек, сонымен қатар VFD-ның жоғары деңгейінде қайта тексерілуі керек.

3-сұрақ. IEC стандарты бойынша 1000 метрден жоғары биіктікке дейінгі дұрыстама тозаңды қазбалық алаң үшін жеткілікті ме?

Жоқ. Стандарт таза ауа мен -5 °C–+40 °C аралығындағы қоршаған орта температурасын қабылдайды. Биіктік өткізгіш ұнтақпен қосылған жағдайда, шөгінділер басып өту кернеуін қысымдық түзету болжағаннан да көп төмендетеді. Дұрыс сипаттама — біріктірілген түзету: биіктікке негізделген изоляциялық компенсация, ұзығайтылған сырғыма арақашықтығы, жоғары IP дәрежесі және конденсацияға қарсы шаралар.

Сұрақ 4. Дизельді генераторлар жылдам жиілік пен кернеу қолдауын тек өздері ғана қамтамасыз ете ала ма?

Генераторлар резервтік және қосымша қуаттың болуы үшін әлі де маңызды, бірақ төмен жүктеме коэффициентінде олар жылдам жиілік пен кернеу қолдауын экономикалық тұрғыдан қамтамасыз ете алмайды. Батареялық энергия сақтау жүйелері бұл жылдам реакцияны барынша қамтамасыз етеді, ал генераторлар мен трансформаторлар тек орныққан жүктемеге емес, ең нашар ықтимал іске қосылу сценарийіне сәйкес таңдалуы керек.

Сұрақ 5. Компактты тарату құрылғылары алаңдағы қауіпті қалай азайтады және Тапсырыс берілгенге дейін нені растау керек?

Зауыттық интеграция құрылыс лагерінен, сапаны бақылау мүмкіндігі шектеулі орыннан жинақтауды және қалыпты сынақтарды зауытқа, бақыланатын ортаға көшіреді; бұл әдетте құрылыс алаңында салынатын трансформаторлық подстанциялар үшін 30–60 күндік іске қосу мерзімін алдын ала интеграцияланған құрылғылар үшін 5–10 күнге дейін қысқартады. Тапсырыс беру (PO) ресми түрде берілгенге дейін қорғау қабықшасының су өткізбейтіндігі мен ішкі жылулық дизайнын нақты күн сәулесі мен ауа температурасының жүктемесіне сәйкестігін, сонымен қатар көлік өлшемдерін — салмағын, габариттік өлшемдерін және көтеру нүктелерін — зауыттан кен орнының кірісіне дейінгі нақты маршрутқа сәйкестігін растаңыз.

хабарландырмасы