Caso di Successo del Progetto di Filtraggio e Compensazione Ad Alta Tensione 11kV per Jiangxi Copper Zambia

01 Panoramica del Progetto

1.1 Contesto del Progetto

Come importante impresa di sviluppo delle risorse del rame in Africa, la Jiangxi Copper Zambia ha da tempo affrontato sfide legate alla qualità dell'energia causate dall'uso di attrezzature pesanti ad alta potenza.

L'attrezzatura produttiva principale, come le frantumatrici, i mulini a palle e i nastri trasportatori, inietta una grande quantità di armoniche caratteristiche del 5°, 7° e 11° ordine nella rete elettrica. Questo avviene durante le operazioni di avvio e arresto e nelle condizioni di lavoro variabili.

Conseguentemente, la rete elettrica soffre di un tasso di distorsione del voltaggio della barra costantemente elevato e di un fattore di potenza basso a lungo termine.

Questo problema porta a diversi effetti negativi:

• Aumenta significativamente la perdita di potenza reattiva nelle linee e nei trasformatori.
• Causa frequentemente il malfunzionamento della protezione a relè.
• Provoca guasti agli strumenti di precisione e interruzioni locali della produzione.

In definitiva, questi problemi influiscono seriamente sull'efficienza operativa continua della miniera e sulla durata di vita dell'attrezzatura.

Per risolvere questo punto dolente e implementare l'obiettivo di sviluppo "Produzione Verde, Fornitura Energetica Efficiente", la Jiangxi Copper Zambia ha lanciato un progetto di aggiornamento e riconversione della rete di distribuzione elettrica nel 2024. Il progetto introduce il dispositivo RW Energy 11kV per filtraggio e compensazione.

Sviluppata su misura in base alle caratteristiche reali del carico della miniera, questa soluzione filtra con precisione le armoniche caratteristiche e traccia dinamicamente la domanda di potenza reattiva della rete elettrica. Realizza tre benefici chiave per la rete elettrica:

• Mitigazione precisa delle armoniche per eliminare l'interferenza delle armoniche caratteristiche
• Stabilizzazione efficace del voltaggio della rete per ridurre i rischi di fluttuazione del voltaggio
• Ottimizzazione del risparmio energetico e della riduzione del consumo migliorando il fattore di potenza

La soluzione fornisce un supporto solido di energia per la produzione stabile e aumentata della miniera, nonché per l'operazione affidabile a lungo ciclo dell'attrezzatura.

1.2 Parametri Tecnici

02 Produzione e assemblaggio del prodotto

Il dispositivo ad alta tensione per filtraggio e compensazione della serie RWTBBL da 11 kV è conforme in modo rigoroso alle norme applicabili, tra cui IEC 60871, IEC 60076 e GB/T 30841.

Il processo produttivo principale segue una sequenza rigorosa e standardizzata per garantire un filtraggio armonico preciso e una compensazione stabile, con le seguenti fasi:

• Selezione dei componenti
• Assemblaggio modulare
• Collegamento elettrico
• Messaggio in servizio e taratura

Il dispositivo è progettato con tre caratteristiche tecniche fondamentali per adattarsi alle complesse condizioni operative tipiche delle miniere:

• Espansione modulare per incrementi futuri di capacità
• Protezione ridondante per evitare il guasto di un singolo punto
• Commutazione coordinata su più rami per una compensazione precisa

Le specifiche fasi produttive sono illustrate in dettaglio di seguito.

2.1 Selezione e pretrattamento dei componenti

In conformità ai requisiti del progetto relativi alla tensione di 11 kV e alla capacità di 2000/1000/750 kvar, i componenti principali (condensatori di filtraggio, reattori, controller intelligenti, dispositivi di commutazione) subiscono un rigoroso controllo di qualità, con scostamenti di precisione strettamente controllati per garantire prestazioni coerenti di tutti i componenti.

Selezione in loco dei componenti principali e trattamento anticorrosivo

2.2 Pretrattamento ambientale e progettazione ridondante

I componenti approvati vengono sottoposti a processi professionali di pulizia e trattamento anticorrosivo; sono inoltre potenziate le soluzioni di sigillatura antipolvere e di protezione antivibrante specifiche per l’ambiente minerario. Per i componenti principali critici sono configurati moduli di protezione ridondanti al fine di evitare che il guasto di un singolo punto comprometta il funzionamento complessivo dell’impianto.

2.3 Assemblaggio modulare e fissaggio

Il dispositivo adotta una progettazione scientifica con zonizzazione modulare; i rami di filtraggio sono assemblati indipendentemente in gruppi per consentire l’esercizio e la manutenzione indipendenti di ciascun ramo. Le principali configurazioni strutturali e funzionali sono le seguenti:

• I componenti principali di potenza (condensatori, reattori) sono fissati saldamente al telaio dell’armadio per garantire stabilità meccanica
• I componenti di controllo sono installati centralmente sul pannello operativo per facilitare l’operatività in loco e la regolazione dei parametri
• Tra i moduli sono previste interfacce standard di espansione per soddisfare le future esigenze di ampliamento dell’impianto qualora la miniera incrementi la propria capacità
• È configurata una struttura dedicata per la dissipazione del calore e la ventilazione, per adattarsi all’ambiente operativo della miniera caratterizzato da elevate temperature ed elevata umidità

Collegamento elettrico in loco e prova di isolamento dell’impianto

2.4 Messaggio in servizio e taratura dei parametri

Viene attivato il controller intelligente. Si simula la condizione armonica operativa della miniera per tarare l’accuratezza del campionamento e le soglie di commutazione. Viene effettuato il debug della strategia di controllo della commutazione coordinata su più rami dei rami di filtraggio. Ciò garantisce l’accuratezza della compensazione e la stabilità della rete elettrica. Sono verificate tutte le funzioni di protezione, quali sovratensione, sottotensione, sovracorrente e superamento del limite armonico.

Messaggio in servizio e taratura in loco del dispositivo ad alta tensione per filtraggio e compensazione

03 Prove e ispezioni

È stata eseguita una serie di prove complete per verificare le prestazioni complessive del dispositivo e la sua adattabilità ambientale, con criteri di prova chiaramente definiti e risultati quantificati per ciascuna prova.

3.1 Prova di innalzamento di temperatura

L’innalzamento di temperatura dei componenti principali (condensatori, reattori, sbarre collettore) nelle condizioni di funzionamento nominali è rigorosamente limitato al valore massimo stabilito dalla norma IEC 60871 (≤65 K per le parti metalliche). Ciò verifica l’eccellente capacità di dissipazione del calore e la stabilità termica del dispositivo durante il funzionamento continuo prolungato, assicurandone la piena idoneità alle esigenze di produzione continua 24/7 della miniera.

3.2 Prova di adattabilità ambientale

Sono state condotte prove di temperatura elevata e bassa, di umidità elevata, di protezione contro la polvere e contro l’acqua, per simulare l’ambiente climatico della miniera, caratterizzato da alte temperature, elevata umidità e presenza di polvere. Il dispositivo opera stabilmente in tutti gli ambienti di prova, soddisfacendo i requisiti di grado di protezione IP65 (esterno) e IP54 (interno), senza alcun degrado delle prestazioni. Ciò verifica la notevole stabilità operativa del dispositivo in condizioni estreme di lavoro.

3.3 Prova di compatibilità elettromagnetica (EMC)

Il test viene eseguito in conformità con gli standard di compatibilità elettromagnetica IEC 61000 per verificare l'elevata capacità del dispositivo di resistere alle interferenze elettromagnetiche. Questo prevenzione efficacemente i malfunzionamenti del controller causati da armoniche della rete elettrica e da interferenze elettromagnetiche esterne, garantendo il funzionamento affidabile e continuativo delle funzioni di filtraggio e compensazione in un ambiente elettromagnetico complesso come quello della miniera.

3.4 Test di resistenza agli armonici e di filtraggio

Il dispositivo opera in modo stabile in un ambiente ricco di armoniche (con un tasso di distorsione totale fino al 15%) senza danni ai componenti o anomalie di prestazioni, e può filtrare con precisione le correnti armoniche bersaglio del 5°, 7° e 11° ordine con un'efficienza di filtraggio superiore al 95%. Ciò verifica l'ottimo effetto di governance del ramo filtro e si adatta pienamente allo scenario severo degli armonici nella zona mineraria.

Test di resistenza agli armonici e di filtraggio sul sito

04 Imballaggio e spedizione

Per affrontare il rischio di vibrazioni durante il trasporto su strada attraverso migliaia di chilometri di condizioni stradali difficili nelle aree minerarie africane, vengono adottati design di imballaggio speciali.

La base del dispositivo utilizza acciaio canale rinforzato. I filtri reattivi e le batterie di condensatori adottano una struttura di supporto flessibile tridimensionale. Questi design assicurano che non si verifichino allentamenti o deformazioni strutturali durante il trasporto a lunga distanza su strade accidentate nelle aree minerarie dello Zambia. Essi resistono efficacemente a continui urti e impatti.

L'intero equipaggiamento utilizza un imballaggio pesante specifico per l'esportazione. Questo imballaggio è impermeabile, antivibratorio e polveroso. I componenti elettrici centrali ricevono una doppia protezione sigillata contro l'umidità.

L'esterno dell'armadio è dotato di una cassa di imballaggio in legno rinforzata e spessa. È riempita internamente con materiali buffer ad alta densità. Questo resiste in modo complessivo a forti vibrazioni, erosione da polvere e danni da collisione causati dal trasporto marittimo e su strada nelle aree minerarie dello Zambia.

I pezzi di ricambio sono sigillati separatamente e spediti con la merce. Tutti i dispositivi e accessori sono chiaramente contrassegnati con informazioni sul progetto, identificazione del trasporto e numeri di installazione. Questo garantisce la tracciabilità di tutto il processo. Si assicura che l'equipaggiamento sia consegnato in ottime condizioni e nei tempi previsti al sito del progetto Jiangxi Copper Zambia in Africa, in conformità con i milestone del progetto.

Imballaggio personalizzato sul sito per l'equipaggiamento specifico per l'esportazione

05 Implementazione e riepilogo sul sito

In considerazione delle condizioni sul sito della miniera, RW Energy ha formulato un piano di implementazione su misura e ha dispiegato un team tecnico professionale per fornire servizi sul sito di tutto il processo, garantendo il completamento regolare dell'installazione, messa in funzione e consegna dell'equipaggiamento.

5.1 Installazione e implementazione sul sito

RW Energy ha inviato un team tecnico professionale sul sito del progetto Jiangxi Copper Zambia per fornire servizi di installazione e messa in funzione di tutto il processo. Il contenuto specifico del lavoro sul sito è il seguente:

• Guidare la parte del progetto a completare la costruzione della fondazione dell'equipaggiamento e la posa del sistema di messa a terra, e installare recinzioni in ghisa galvanizzata a caldo per garantire la protezione della sicurezza sul sito.
• Completare l'issaggio, la posizionamento e la fissazione dell'armadio del dispositivo di filtraggio e compensazione e della banca di reattori per garantire la livellatura e la stabilità meccanica dell'equipaggiamento, adattandosi all'ambiente della pianta mineraria.
• Eseguire il cablaggio e il test di isolamento dei cavi ad alta tensione e dei cavi di controllo, verificare l'affidabilità della messa a terra e completare la connessione elettrica tra i rami del filtro e l'armadio.
• Conducere la messa in funzione sul sito, configurare i parametri del controller e verificare la logica di commutazione, la funzione di compensazione reattiva e le varie logiche di protezione dei rami del filtro del 5°, 7° e 11° armonico.
• Fornire formazione operativa al personale locale di manutenzione, consegnare manuali di operazione e manutenzione, disegni di cablaggio e dati tecnici, e stabilire capacità locali di operazione e manutenzione.

5.2 Feedback sull'operatività

Dopo l'entrata in funzione dell'equipaggiamento, le misurazioni sul campo e i test di terze parti (eseguiti dall'Ufficio Standard dello Zambia (ZABS)) mostrano che esso ha operato in modo stabile senza registrazioni di interruzioni dovute a guasti. Il test è stato eseguito al Punto di Collegamento Comune (PCC) della barra di distribuzione 11kV della miniera, con un ciclo di test continuo di 72 ore, concentrandosi sulla rilevazione della distorsione totale armonica (THD) della tensione. Tutti gli indicatori di test soddisfano i requisiti degli standard di qualità dell'energia IEEE 519-2014 e GB/T 14549-2018.

Una comparazione degli indicatori principali di qualità dell'energia prima e dopo la messa in funzione è presentata nella seguente tabella:

Il progetto ha superato l'accettazione formale di Jiangxi Copper Zambia e del dipartimento locale di fornitura elettrica, con tutti gli indicatori di consegna che soddisfano o superano i requisiti di progettazione. Il feedback del cliente afferma: "Il dispositivo di filtraggio e compensazione ad alta tensione di RW Energy ha risolto completamente i problemi di armoniche eccessive della rete, fluttuazioni di tensione e perdite elevate di potenza reattiva nell'area mineraria. Il team tecnico estero fornisce servizi professionali ed efficienti, fornendo una solida garanzia di energia per la produzione continua della miniera di rame."

Questo risultato di accettazione del progetto e il riconoscimento elevato da parte del cliente confermano pienamente la forte competenza tecnica e le capacità di servizio professionale di RW Energy nel campo della governance della qualità dell'energia per le miniere all'estero in Africa. Fornisce una soluzione affidabile di filtraggio e compensazione per il mercato minerario africano.

Dispositivo di Filtraggio e Compensazione Ad Alta Tensione in Funzionamento Stabile sul Sito del Progetto Jiangxi Copper Zambia

06 Servizio di Gestione e Manutenzione a Ciclo Completo

Il servizio adotta un modello di gestione affidata a ciclo completo con responsabilità di personale dedicato, controllo di tutto il processo, dati tracciabili e gestione a ciclo chiuso, coprendo i seguenti moduli di servizio chiave:

• Selezione professionale del modello e valutazione dell'adattabilità sul sito prima dell'installazione dell'equipaggiamento
• Installazione e messa in funzione sul sito con supporto tecnico integrato
• Operazioni transfrontaliere remote 24/7 e monitoraggio in tempo reale dei guasti
• Ispettioni regolari trimestrali sul sito e manutenzione preventiva
• Manutenzione e riparazione professionali per condizioni anomale dell'equipaggiamento
• Risposta rapida a guasti d'emergenza all'estero e riparazione sul sito
• Valutazione regolare delle condizioni dell'equipaggiamento e gestione del ciclo di vita
• Guida professionale per lo smantellamento e lo smaltimento dell'equipaggiamento

Per l'ambiente operativo di miniere zambiane caratterizzato da alte temperature, alta umidità e polvere, è stato formulato un piano di gestione e manutenzione personalizzato, con i seguenti servizi di supporto mirati:

• Creazione di un magazzino di ricambi all'estero nella Provincia del Cinturone del Rame, Zambia, per il rifornimento rapido di ricambi
• Formazione sistemica annuale per il personale locale di gestione e manutenzione per migliorare le capacità professionali

Il servizio garantisce in modo completo il funzionamento sicuro e stabile dell'equipaggiamento in condizioni di lavoro complesse. Prolunga la durata di vita dell'equipaggiamento, riduce i costi di gestione e manutenzione transfrontalieri della miniera e fornisce agli utenti servizi di supporto energetico affidabili, efficienti e senza preoccupazioni.

Se avete bisogno di ottenere disegni, specifiche del prodotto, manuali di selezione, istruzioni di installazione e altri materiali, contattateci per ulteriori comunicazioni. Vi forniremo soluzioni personalizzate e servizi reattivi efficienti!