In typischen industriellen Bergbaugebieten in Südafrika ist das Stromverteilungssystem ein zentraler Garant für die Produktionskontinuität und die Betriebssicherheit. Unter komplexen Betriebsbedingungen wie hoher Staubbelastung, großen Temperaturdifferenzen und starken Stoßbelastungen stoßen herkömmliche Verteillösungen jedoch häufig an ihre Grenzen, um die Anforderungen an einen langfristigen stabilen Betrieb zu erfüllen.
Dieses Projekt befasst sich mit der Modernisierung und Renovierung des Verteilungssystems in einem zentralen Bergbaugebiet in Südafrika. Es setzt auf die KYN28 metallgekapselte Innenraum-Auszugsschaltanlage, um die langjährigen Probleme des Betreibers wie geringe Isolationszuverlässigkeit, hoher Geräteverschleiß und unzureichende Wartungseffizienz systematisch zu lösen. Diese Lösung vollzieht nicht nur die Erneuerung der Ausrüstung, sondern bildet auch eine systematische Verteillösung, die für extreme Betriebsbedingungen geeignet ist.
Vor Projektbeginn sah sich das Betriebs- und Wartungsteam der Mine hauptsächlich mit den folgenden drei Kategorien von Problemen konfrontiert, die sich direkt auf die Produktionseffizienz und die Betriebssicherheit auswirkten:
Abbildung 1: KYN28-Schaltanlagenfeld, das eine stabile Unterstützung für das Stromverteilungssystem der Mine bietet.
In der Auswahlsphase führte das Projektteam eine vergleichende Analyse zwischen feststehenden Ringschaltanlagen und der KYN28 metallgekapselten Auszugsschaltanlage durch.
Obwohl die feststehende Lösung geringere anfängliche Beschaffungskosten aufwies, waren ihre Nachteile unter den Betriebsbedingungen mit hoher Staubbelastung, starken Stößen und kontinuierlicher Produktion in südafrikanischen Bergbaugebieten relativ offensichtlich.
Letztendlich wurde die KYN28-Schaltanlage aufgrund ihrer relativ guten Austauschbarkeit, Sicherheit und Wartungsfreundlichkeit gewählt.
| Vergleichsdimension | Traditionelle Lösung mit feststehendem Typ / Ringschaltanlage | KYN28-Lösung mit metallgekapseltem, ausfahrbarem Einschub (in diesem Projekt eingesetzt) | Hauptvorteile |
|---|---|---|---|
| Wartungseffizienz | Leistungsschalter sind fest installiert; die Fehlerbehebung erfordert relativ lange Ausfallzeiten | Ausfahrbare Wagenstruktur; Kernmodule können vollständig herausgefahren werden, was einen schnellen Austausch mit Ersatzwagen ermöglicht | Verkürzt die Ausfallzeit, geeignet für Szenarien mit kontinuierlicher Produktion |
| Sicherheitsvorkehrungen | Relativ einfache Abteilabtrennung; höheres Risiko der Lichtbogenfehlerausbreitung | Metallgekapselte Abtrennung; Sammelschienenfach, Leistungsschalterfach, Kabelanschlussfach und Messgerätefach sind voneinander unabhängig | Reduziert das Risiko der Fehlerausbreitung und erhöht die Sicherheit von Personal und Ausrüstung |
| Ausbaufähigkeit | Erweiterungen und Änderungen sind relativ schwierig und erfordern eine Neuverkabelung | Standardisierte Schnittstellen; relativ gute Austauschbarkeit der Wagen | Erleichtert die nachträgliche Kapazitätserweiterung des Bergbaugebiets |
Für die besonderen Betriebsbedingungen in Bergbaugebieten hat dieses Projekt gezielte Optimierungen in den Phasen der technischen Konfiguration und der Bauausführung durchgeführt. Die Konstruktion und Ausführung werden unter Bezugnahme auf relevante Normen einschließlich IEC 62271-200 umgesetzt.
Der KYN28-Schrank wird aus CNC-bearbeiteten Aluminium-Zink-beschichteten Stahlblechen zusammengebaut, was einen relativ guten Korrosionsschutz bietet. Die Schutzart des Gehäuses ist IP4X und IP2X bei geöffneten Abteilen.
Der Schrank verwendet eine metallgekapselte Abteiltrennung und ist mit einem umfassenden Verriegelungsmechanismus ausgestattet, der Funktionen zum Verhindern des falschen Öffnens/Schließens von Leistungsschaltern, zum Verhindern des Ziehens und Schließens von Trennschaltern unter Last, zum Verhindern des Schließens von Erdungsschaltern unter Spannung und zum Verhindern des Schließens bei angeschlossenen Erdungsleitungen umfasst.
Zudem wird das versehentliche Betreten von stromführenden Abteilen verhindert, wodurch das Eindringen von Staub und das Risiko von Fehlbedienungen verringert werden.
Für Stoßbelastungen wurden in diesem Projekt leistungsstarke Vakuum-Leistungsschalter mit einem Bemessungsstrom von 1250 A und einem Bemessungskurzschlussausschaltstrom von 31,5 kA ausgewählt, die eine relativ hohe mechanische und elektrische Lebensdauer aufweisen und in der Lage sind, sich an Stromstöße anzupassen, die durch häufigen Start-Stopp-Betrieb von Bergbaugeräten verursacht werden.
Abbildung 2: Übersichtliche innere Schrankstruktur, standardisierte sekundäre Verdrahtung und Leistungsschalter mit relativ hoher Stoßbelastbarkeit.
Bei der Konstruktion des Kabelabteils wurden die folgenden Aspekte betont:
Abbildung 3: Standardisierte Herstellung von Kabelabschlüssen und zuverlässige Erdungsverbindung, die Gewähr für die Isolierungssicherheit bieten.
Dieses Projekt ist mit leistungsstarken digitalen Abgangsschutzrelais ausgestattet, die den Kommunikationsstandard IEC 61850 unterstützen und in der Lage sind, Fehlerwellenformen und Ereignisabfolgen aufzuzeichnen. Nach dem Auslösen können die O&M-Mitarbeiter über die Schutzeinrichtungen schnell Fehlertypen wie Überstrom, augenblicklichen Überstrom und Erdschlüsse bestimmen, was die Fehlerortung und -behebung effizienter macht.
Abbildung 4: Schutzrelais zur Aufzeichnung des Betriebszustands des Stromnetzes, die Datenunterstützung für die Fehleranalyse bieten.
Als Reaktion auf die Merkmale der großen Höhe und der großen Temperaturunterschiede in südafrikanischen Bergbaugebieten hat dieses Projekt gezielte Optimierungen durchgeführt:
Für Nutzer von Bergbauunternehmen erfordert die Ausrüstungsauswahl nicht nur die Berücksichtigung der anfänglichen Beschaffungskosten, sondern auch eine umfassende Bewertung von Betrieb und Wartung, Ausfallzeitverlusten, Ersatzteilmanagement und Lebensdauer über den gesamten Lebenszyklus.
Nach der Inbetriebnahme des Projekts verbesserte sich die Betriebsstabilität der Anlagen erheblich, die Anzahl ungeplanter Ausfälle ging zurück, die Effizienz von Wartung und Betrieb stieg, und die gesamten Betriebsergebnisse entsprachen den erwarteten Zielen.
Um den langfristigen stabilen Betrieb der Anlagen zu gewährleisten, bieten wir die folgenden Kundendienstzusagen:
Dieses Projekt zur Modernisierung der Stromverteilung in einem südafrikanischen Bergbaugebiet zeigt, dass die Lösung mit der KYN28-metallgekapselten Schaltanlage unter Betriebsbedingungen wie hoher Staubbelastung und hohen Stoßlasten eine relativ gute Anwendbarkeit aufweist. Während sie die Zuverlässigkeit der Stromversorgung verbessert, reserviert diese Lösung auch Platz für die spätere Kapazitätserweiterung des Bergbaugebiets.
Diese Lösung eignet sich für industrielle Stromverteilungsszenarien wie Bergbau, Zement, Metallurgie und Chemie, die mit hoher Staubbelastung, starken Stoßlasten oder Anforderungen an die kontinuierliche Produktion verbunden sind.
Wenn Ihr Projekt mit ähnlichen Verteilungsproblemen konfrontiert ist, können Sie sich gerne an unsere Ingenieure für eine Beratung zur Auswahl und Bewertung der Lösung wenden.
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