Caso Exitoso del Proyecto de Filtrado y Compensación de Alta Tensión de 11kV para Jiangxi Copper Zambia

01 Resumen del Proyecto

1.1 Antecedentes del Proyecto

Como una importante empresa de desarrollo de recursos de cobre en África, Jiangxi Copper Zambia ha enfrentado durante mucho tiempo desafíos de calidad de energía causados por equipos pesados de alta potencia.

El equipo de producción principal, como trituradoras, molinos de bolas y transportadores de banda, inyecta un gran número de armónicos característicos de 5º, 7º y 11º en la red eléctrica. Esto ocurre durante las operaciones de arranque y parada, así como bajo condiciones de trabajo variables.

Como consecuencia, la red eléctrica sufre una tasa de distorsión de tensión persistente y alta, así como un factor de potencia bajo a largo plazo.

Este problema conduce a varios impactos negativos:

• Aumenta significativamente la pérdida de potencia reactiva en líneas y transformadores.
• Causa con frecuencia el mal funcionamiento de la protección por relés.
• Produce fallos en instrumentos de precisión e incluso interrupciones locales de la producción.

En última instancia, estos problemas afectan seriamente la eficiencia operativa continua de la mina y la vida útil del equipo.

Para resolver este punto crítico y lograr el objetivo de desarrollo de "Producción Verde, Suministro de Energía Eficiente", Jiangxi Copper Zambia lanzó en 2024 un proyecto de actualización y renovación de la red de distribución de energía. El proyecto introduce el Dispositivo de Filtrado y Compensación RW Energy 11kV.

Desarrollada a medida según las características de carga reales de la mina, esta solución filtra con precisión los armónicos característicos y rastrea dinámicamente la demanda de potencia reactiva de la red. Logra tres beneficios principales para la red eléctrica:

• Atenuación precisa de armónicos para eliminar la interferencia de armónicos característicos
• Estabilización efectiva de la tensión de la red para reducir los riesgos de fluctuación de tensión
• Optimización del ahorro de energía y reducción del consumo mediante la mejora del factor de potencia

La solución proporciona un soporte sólido de energía para la producción estable e incrementada de la mina, así como para la operación confiable a largo plazo del equipo.

1.2 Parámetros Técnicos

02 Fabricación y ensamblaje del producto

El dispositivo de filtrado y compensación de alta tensión de la serie RWTBBL de 11 kV cumple estrictamente con las normas pertinentes, incluidas las IEC 60871, IEC 60076 y GB/T 30841.

Su proceso de fabricación central sigue una secuencia rigurosa y normalizada para garantizar un filtrado armónico preciso y una compensación estable, con los siguientes pasos:

• Selección de componentes
• Ensamblaje modular
• Conexión eléctrica
• Puesta en servicio y calibración

El dispositivo está diseñado con tres aspectos técnicos centrales para adaptarse a las complejas condiciones de trabajo minero:

• Ampliación modular para incrementar la capacidad futura
• Protección redundante para evitar puntos únicos de fallo
• Conmutación coordinada entre múltiples ramas para una compensación precisa

Los pasos específicos de fabricación se detallan a continuación.

2.1 Selección y pretratamiento de componentes

De acuerdo con los requisitos del proyecto en cuanto a tensión de 11 kV y potencia reactiva de 2000/1000/750 kvar, los componentes centrales (condensadores de filtrado, reactores, controladores inteligentes y dispositivos de conmutación) son sometidos a una rigurosa selección de calidad, controlándose estrictamente la desviación de precisión para asegurar el rendimiento uniforme de todos los componentes.

Selección in situ de componentes centrales y tratamiento anticorrosivo

2.2 Pretratamiento ambiental y diseño redundante

Los componentes aprobados son sometidos a procesos profesionales de limpieza y tratamiento anticorrosivo, reforzándose los diseños de sellado contra el polvo y antivibración para el entorno minero. Se configuran módulos de protección redundante para los componentes centrales clave con el fin de evitar que un fallo puntual afecte al funcionamiento general del equipo.

2.3 Ensamblaje modular y fijación

El dispositivo adopta un diseño científico de zonificación modular, ensamblando las ramas de filtrado independientemente por grupos para lograr la operación y mantenimiento independientes de cada rama. Las configuraciones estructurales y funcionales clave son las siguientes:

• Los componentes centrales de potencia (condensadores y reactores) están firmemente fijados al bastidor del armario para garantizar estabilidad mecánica
• Los componentes de control están instalados centralmente en el panel de operación para facilitar la operación in situ y el ajuste de parámetros
• Se reservan interfaces de expansión estándar entre los módulos para satisfacer las futuras necesidades de ampliación del equipo cuando la mina incremente su capacidad
• Se configura una estructura dedicada de disipación térmica y ventilación para adaptarse al entorno operativo de la mina, caracterizado por altas temperaturas y alta humedad

Conexión eléctrica in situ y ensayo de aislamiento del equipo

2.4 Puesta en servicio y calibración de parámetros

Se activa el controlador inteligente. Se simula la condición armónica de trabajo de la mina para calibrar la precisión de muestreo y los umbrales de conmutación. Se depura la estrategia de control de conmutación coordinada entre múltiples ramas del filtro. Esto garantiza la precisión de la compensación y la estabilidad de la red eléctrica. Se verifican todas las funciones de protección, tales como sobretensión, subtensión, sobrecorriente y exceso de armónicos.

Puesta en servicio y calibración in situ del dispositivo de filtrado y compensación de alta tensión

03 Ensayos e inspecciones

Se han realizado una serie de ensayos exhaustivos para verificar el rendimiento global del dispositivo y su adaptabilidad ambiental, con criterios de ensayo claros y resultados cuantificados para cada ítem de ensayo.

3.1 Ensayo de elevación de temperatura

La elevación de temperatura de los componentes centrales (condensadores, reactores y barras colectoras) bajo condiciones de trabajo nominales se controla rigurosamente para que no supere el valor límite establecido en la norma IEC 60871 (≤65 K para piezas metálicas). Esto verifica la excelente disipación térmica y estabilidad térmica del dispositivo para su funcionamiento continuo prolongado, adaptándose plenamente a la demanda de producción continua 24/7 de la mina.

3.2 Ensayo de adaptabilidad ambiental

Se realizan ensayos de temperaturas extremas (alta y baja), calor húmedo, protección contra el polvo y protección contra el agua para simular el entorno climático de la mina, caracterizado por altas temperaturas, alta humedad y presencia de polvo. El dispositivo opera de forma estable en todos los entornos de ensayo, cumpliendo los requisitos de grado de protección IP65 (exterior) e IP54 (interior) sin degradación alguna de su rendimiento. Esto verifica la fuerte estabilidad operativa del dispositivo bajo condiciones de trabajo extremas.

3.3 Ensayo de compatibilidad electromagnética (EMC)

La prueba se realiza de acuerdo con las normas de compatibilidad electromagnética IEC 61000 para verificar la alta capacidad de anti-interferencia electromagnética del dispositivo. Esto previene eficazmente las fallas del controlador causadas por armónicos de la red eléctrica e interferencias electromagnéticas externas, y asegura el funcionamiento confiable y continuo de las funciones de filtrado y compensación en el complejo entorno electromagnético de la mina.

3.4 Prueba de Resistencia a Armónicos y Filtrado

El dispositivo opera de manera estable en un entorno rico en armónicos (con una tasa de distorsión armónica total de hasta el 15%) sin daño alguno a sus componentes ni anomalías en su rendimiento, y puede filtrar con precisión las corrientes armónicas objetivo de 5ª, 7ª y 11ª, con una eficiencia de filtrado superior al 95%. Esto verifica el excelente efecto de gobernanza de la rama de filtro y se adapta plenamente al escenario severo de armónicos en la zona minera.

Prueba de Resistencia a Armónicos y Filtrado en Sitio del Equipo

04 Embalaje y Envío

Para abordar el riesgo de vibraciones durante el transporte terrestre a través de miles de kilómetros de condiciones de carretera adversas en zonas mineras africanas, se adoptan diseños de embalaje especiales.

La base del equipo utiliza acero en canal reforzado. Los reactores de filtrado y los bancos de condensadores adoptan una estructura de soporte flexible tridimensional. Estos diseños aseguran que no ocurran aflojamientos o deformaciones estructurales durante el transporte a larga distancia por caminos accidentados en zonas mineras de Zambia, resistiendo eficazmente los golpes y choques continuos.

Todo el equipo utiliza un embalaje pesado específico para exportación. Este embalaje es a prueba de humedad, golpes y polvo. Los componentes eléctricos centrales reciben protección doble contra la humedad.

El exterior del gabinete está equipado con un paquete de madera reforzado y engrosado. Está relleno de materiales de amortiguación de alta densidad en su interior. Esto resiste de manera integral las vibraciones severas, la erosión por polvo y los daños por colisiones causados por el transporte marítimo y terrestre en zonas mineras de Zambia.

Las piezas de repuesto se sellan por separado y se envían junto con los bienes. Todo el equipo y accesorios están claramente marcados con información del proyecto, identificación de transporte y números de instalación. Esto garantiza la trazabilidad de todo el proceso. Se asegura que el equipo llegue al sitio del proyecto de Jiangxi Copper Zambia en África en perfectas condiciones y a tiempo, de acuerdo con los hitos del proyecto.

Embalaje Personalizado en Sitio para Equipos Específicos de Exportación

05 Implementación en Sitio y Resumen

A la luz de las condiciones en el sitio de la mina, RW Energy formuló un plan de implementación personalizado y desplegó un equipo técnico profesional para proporcionar servicios en el sitio de manera completa, asegurando la finalización exitosa de la instalación, puesta en marcha y entrega del equipo.

5.1 Instalación y Implementación en Sitio

RW Energy desplegó un equipo técnico profesional al sitio del proyecto de Jiangxi Copper Zambia para proporcionar servicios de instalación y puesta en marcha de manera completa. El contenido específico del trabajo en el sitio es el siguiente:

• Guía al equipo del proyecto para completar la construcción de la base del equipo y la instalación del sistema de tierra, e instalar vallas galvanizadas en caliente para garantizar la protección de seguridad en el sitio.
• Completar el izado, posicionamiento y fijación del gabinete del dispositivo de filtrado y compensación y del banco de reactores para asegurar la nivelación y estabilidad mecánica del equipo, adaptándose al entorno de la planta minera.
• Realizar la conexión y prueba de aislamiento de los cables de alta tensión y de control, verificar la fiabilidad de la tierra, y completar la conexión eléctrica entre las ramas de filtro y el gabinete.
• Realizar la puesta en marcha en el sitio, configurar los parámetros del controlador, y verificar la lógica de conmutación, la función de compensación de reactiva y las diversas lógicas de protección de las ramas de filtro de 5ª, 7ª y 11ª armónicos.
• Realizar capacitación operativa para el personal local de operación y mantenimiento, entregar manuales de operación y mantenimiento, dibujos de cableado y datos técnicos, y establecer capacidades locales de operación y mantenimiento.

5.2 Retroalimentación de Operación

Después de que el equipo fue puesto en operación, las mediciones en campo y las pruebas de terceros (realizadas por el Bureau of Standards de Zambia (ZABS)) muestran que ha estado operando de manera estable sin registros de paradas por fallos. La prueba se realizó en el Punto de Acoplamiento Común (PCC) de la barra de 11kV de la mina, con un ciclo de prueba continuo de 72 horas, enfocándose en la detección de la distorsión armónica total (THD) de voltaje. Todos los indicadores de prueba cumplen con los requisitos de las normas de calidad de energía IEEE 519-2014 y GB/T 14549-2018.

Se presenta en la siguiente tabla una comparación de los indicadores clave de calidad de energía antes y después de la puesta en marcha:

El proyecto ha pasado la aceptación formal de Jiangxi Copper Zambia y el departamento local de suministro de electricidad, con todos los indicadores de entrega cumpliendo o superando los requisitos del diseño del proyecto. La retroalimentación del cliente indica: "El dispositivo de filtrado y compensación de alta tensión de RW Energy ha resuelto completamente los problemas de armónicos excesivos en la red, fluctuaciones de voltaje y pérdidas de potencia reactiva elevadas en la zona minera. El equipo técnico en el extranjero proporciona servicios profesionales y eficientes, lo que ofrece una garantía sólida de energía para la producción continua de la mina de cobre."

Este resultado de la aceptación del proyecto y el alto reconocimiento del cliente verifican plenamente la fuerte capacidad técnica y las capacidades de servicio profesional de RW Energy en el campo de la gobernanza de la calidad de la energía para la minería en el extranjero en África. Proporciona una solución fiable de filtrado y compensación para el mercado minero africano.

Dispositivo de Filtrado y Compensación de Alta Tensión en Operación Estable en el Sitio del Proyecto de Jiangxi Copper Zambia

06 Servicio de Fiduciaria de Operación y Mantenimiento de Ciclo de Vida Completo

El servicio adopta un modelo de gestión fiduciario de todo el proceso, con responsabilidad de personal dedicado, control de todo el proceso, datos rastreables y gestión en bucle cerrado, cubriendo los siguientes módulos de servicio clave:

• Selección de modelos profesionales y evaluación de adaptabilidad en el sitio antes de la instalación del equipo
• Instalación y puesta en marcha en el sitio con soporte técnico integral
• Operación remota transfronteriza 24/7 y monitoreo de fallos en tiempo real
• Inspección en el sitio trimestral regular y mantenimiento preventivo
• Mantenimiento y reparación profesional para condiciones anormales del equipo
• Respuesta rápida a fallos de emergencia en el extranjero y reparación in situ
• Evaluación regular del estado del equipo y gestión del ciclo de vida
• Orientación profesional para la desmantelación y desecho del equipo

Se formula un plan de operación y mantenimiento personalizado para el entorno de operación de alta temperatura, alta humedad y polvoso de las minas zambianas, con los siguientes servicios complementarios dirigidos:

• Establecer un almacén de repuestos en el extranjero en la Provincia del Cinturón de Cobre, Zambia, para el suministro rápido de repuestos
• Realizar una re-entrenamiento sistemático anual para el personal local de operación y mantenimiento para mejorar las capacidades profesionales

El servicio garantiza de manera integral la operación segura y estable del equipo bajo condiciones de trabajo complejas. Extiende la vida útil del equipo, reduce los costos de operación y mantenimiento transfronterizo de la mina y proporciona a los usuarios servicios de apoyo de energía confiables, eficientes y sin preocupaciones.

Si necesita obtener dibujos, especificaciones del producto, manuales de selección, instrucciones de instalación y otros materiales, comuníquese con nosotros para una comunicación adicional. ¡Le proporcionaremos soluciones personalizadas y servicios de respuesta eficiente!