Caso de Sucesso do Projeto de Filtragem e Compensação de Alta Tensão de 11kV para a Jiangxi Copper Zambia

O Projeto de Qualidade de Energia da Mina de Cobre da Zâmbia foi entregue com sucesso. Após o comissionamento, a estabilidade da rede melhorou significativamente com zero tempo de inatividade dos equipamentos principais, estabelecendo um padrão para a governança da qualidade de energia na mineração africana.

01 Visão Geral do Projeto

1.1 Contexto do Projeto

Como uma importante empresa de desenvolvimento de recursos de cobre na África, a Jiangxi Copper Zambia tem enfrentado há muito tempo desafios de qualidade de energia causados por equipamentos pesados de alta potência.

Os equipamentos principais de produção, como britadores, moinhos de bolas e transportadores de correia, injetam uma grande quantidade de harmônicos característicos de 5ª, 7ª e 11ª ordens na rede elétrica. Isso ocorre durante as operações de partida e parada e durante a operação sob condições de trabalho variáveis.

Consequentemente, a rede elétrica sofre com uma taxa de distorção da tensão da barra persistentemente alta e um baixo fator de potência a longo prazo.

Essa questão leva a vários impactos negativos:

• Aumenta significativamente a perda de potência reativa nas linhas e transformadores.
• Causa frequentemente a operação incorreta da proteção por relé.
• Resulta em falhas em instrumentos de precisão e até mesmo interrupções locais de produção.

Em última análise, esses problemas afetam seriamente a eficiência da operação contínua da mina e a vida útil dos equipamentos.

Para resolver esse ponto crítico e implementar o objetivo de desenvolvimento de "Produção Verde, Fornecimento de Energia Eficiente", a Jiangxi Copper Zambia lançou um projeto de atualização e retrofit da rede de distribuição de energia em 2024. O projeto introduz o Dispositivo de Filtragem e Compensação de 11kV da RW Energy.

Desenvolvida sob medida com base nas características reais de carga da mina, esta solução filtra com precisão os harmônicos característicos e rastreia dinamicamente a demanda de potência reativa da rede elétrica. Ela alcança três benefícios principais para a rede elétrica:

• Mitigação precisa de harmônicos para eliminar a interferência de harmônicos característicos
• Estabilização eficaz da tensão da rede para reduzir os riscos de flutuação de tensão
• Conservação de energia ideal e redução de consumo através da melhoria do fator de potência

A solução fornece um suporte de energia sólido para a produção estável e aumentada da mina, bem como para a operação confiável de equipamentos de longo ciclo.

1.2 Parâmetros Técnicos

02 Fabricação e Montagem do Produto

O Dispositivo de Filtragem e Compensação de Alta Tensão da série RWTBBL 11kV cumpre rigorosamente as normas relevantes, incluindo IEC 60871, IEC 60076, GB/T 30841.

Seu processo central de fabricação segue uma sequência rigorosa e padronizada para garantir a filtragem precisa de harmônicos e a compensação estável, com as etapas a seguir:

• Triagem de Componentes
• Montagem Modular
• Conexão Elétrica
• Comissionamento e Calibração

O dispositivo é projetado com três destaques técnicos centrais para se adaptar às complexas condições de trabalho da mineração:

• Expansão modular para aumento futuro de capacidade
• Proteção redundante para evitar ponto único de falha
• Chaveamento coordenado de múltiplos ramos para compensação precisa

As etapas específicas de fabricação são detalhadas abaixo.

2.1 Triagem e Pré-tratamento de Componentes

Em conformidade com os requisitos de tensão de 11kV e capacidade de 2000/1000/750kvar do projeto, os componentes principais (capacitores de filtro, reatores, controladores inteligentes, dispositivos de chaveamento) passam por uma rigorosa triagem de qualidade, com o desvio de precisão estritamente controlado para garantir o desempenho consistente de todas as peças.

Triagem de Componentes Principais no Local e Tratamento Anticorrosivo

2.2 Pré-tratamento Ambiental e Design de Redundância

Os componentes qualificados são tratados com processos profissionais de limpeza e anticorrosão, com vedação à prova de poeira e designs antivibração reforçados para o cenário de mineração. Módulos de proteção redundante são configurados para componentes principais chave para evitar o impacto de falhas de ponto único na operação geral do equipamento.

2.3 Montagem e Fixação Modular

O dispositivo adota um design científico de zoneamento modular, com ramos de filtro montados independentemente em grupos para realizar a operação e manutenção independentes de cada ramo. As principais configurações estruturais e funcionais são as seguintes:

• Os componentes de energia principais (capacitores, reatores) são firmemente fixados na estrutura do gabinete para garantir a estabilidade mecânica
• Os componentes de controle são instalados centralmente no painel de operação para operação conveniente no local e ajuste de parâmetros
• Interfaces de expansão padrão são reservadas entre os módulos para suportar futuras demandas de expansão de equipamentos quando a mina aumentar sua capacidade
• Uma estrutura dedicada de dissipação de calor e ventilação é configurada para se adaptar ao ambiente operacional de alta temperatura e alta umidade da mina

Conexão Elétrica no Local e Teste de Isolamento do Equipamento

2.4 Comissionamento e Calibração de Parâmetros

O controlador inteligente é ativado. A condição de trabalho harmônica da mina é simulada para calibrar a precisão da amostragem e os limites de chaveamento. A estratégia de controle de chaveamento coordenado de múltiplos ramos dos ramos de filtro é depurada. Isso garante a precisão da compensação e a estabilidade da rede elétrica. As funções de proteção, como sobretensão, subtensão, sobrecorrente e limite excedido de harmônicos, são todas verificadas.

Comissionamento e Calibração no Local do Dispositivo de Filtragem e Compensação de Alta Tensão

03 Testes e Inspeção

Uma série de testes abrangentes foi realizada para verificar o desempenho geral do dispositivo e a adaptabilidade ambiental, com critérios de teste claros e resultados de teste quantificados para cada item de teste.

3.1 Teste de Elevação de Temperatura

A elevação de temperatura dos componentes principais (capacitores, reatores, barras coletoras) sob condições de trabalho nominais é estritamente controlada para não exceder o valor limite padrão da IEC 60871 (≤65K para partes metálicas). Isso verifica a excelente dissipação de calor e estabilidade térmica do dispositivo para operação contínua de longo prazo, e se adapta totalmente à demanda de produção contínua 24/7 da mina.

3.2 Teste de Adaptabilidade Ambiental

São realizados testes que incluem alta e baixa temperatura, calor úmido, à prova de poeira e à prova d'água para simular o ambiente climático de alta temperatura, alta umidade e poeira da mina. O dispositivo opera de forma estável em todos os ambientes de teste, atendendo aos requisitos de classe de proteção IP65 (externo) e IP54 (interno) sem qualquer degradação de desempenho. Isso verifica a forte estabilidade operacional do dispositivo sob condições extremas de trabalho.

3.3 Teste de Compatibilidade Eletromagnética (EMC)

O teste é realizado de acordo com os padrões de compatibilidade eletromagnética IEC 61000 para verificar a alta capacidade anti-interferência eletromagnética do dispositivo. Ele previne efetivamente mau funcionamento do controlador causado por harmônicos da rede elétrica e interferência eletromagnética externa, e garante a operação confiável e contínua das funções de filtragem e compensação no complexo ambiente eletromagnético da mina.

3.4 Teste de Resistência a Harmônicos e Filtragem

O dispositivo opera de forma estável em um ambiente rico em harmônicos (taxa de distorção harmônica total de até 15%) sem qualquer dano aos componentes ou anormalidades de desempenho, e pode filtrar com precisão as correntes harmônicas alvo de 5ª, 7ª e 11ª ordens com uma eficiência de filtragem superior a 95%. Isso verifica o excelente efeito de governança do ramo do filtro e se adapta totalmente ao severo cenário de harmônicos da área de mineração.

Teste de Resistência a Harmônicos e Filtragem no Local do Equipamento

04 Embalagem e Envio

Para lidar com o risco de vibração durante o transporte terrestre por milhares de quilômetros em condições severas de estradas nas áreas de mineração africanas, são adotados designs especiais de embalagem.

A base do equipamento adota aço perfil U espessado. Os reatores de filtragem e os bancos de capacitores adotam uma estrutura de suporte flexível tridimensional. Esses designs garantem que nenhum afrouxamento ou deformação estrutural ocorra durante o transporte de longa distância em estradas acidentadas nas áreas de mineração da Zâmbia. Eles resistem efetivamente a solavancos e impactos contínuos.

Todo o equipamento adota embalagem de alta resistência específica para exportação. Esta embalagem é à prova de umidade, à prova de choque e à prova de poeira. Os componentes elétricos principais recebem proteção dupla camada selada à prova de umidade.

O exterior do gabinete é equipado com uma caixa de embalagem de madeira espessada e reforçada. Ela é preenchida internamente com materiais de amortecimento de alta densidade. Isso resiste de forma abrangente a vibrações severas, erosão por poeira e danos por colisão causados pelo transporte marítimo e rodoviário nas áreas de mineração da Zâmbia.

As peças sobressalentes são seladas separadamente e enviadas com as mercadorias. Todos os equipamentos e acessórios são claramente marcados com informações do projeto, identificação de transporte e números de instalação. Isso garante a rastreabilidade de todo o processo. Garante que o equipamento seja entregue ao canteiro de obras da Jiangxi Copper Zambia na África em boas condições e dentro do cronograma, de acordo com os marcos do projeto.

Embalagem Personalizada no Local para Equipamentos Específicos de Exportação

05 Implementação no Local e Resumo

Tendo em vista as condições no local da mina, a RW Energy formulou um plano de implementação personalizado e destacou uma equipe técnica profissional para fornecer serviços completos no local, garantindo a conclusão tranquila da instalação, comissionamento e entrega do equipamento.

5.1 Instalação e Implementação no Local

A RW Energy enviou uma equipe técnica profissional ao canteiro de obras da Jiangxi Copper Zambia para fornecer serviços completos de instalação e comissionamento. O conteúdo específico do trabalho no local é o seguinte:

• Orientar a parte do projeto a concluir a construção da fundação do equipamento e a instalação do sistema de aterramento, e instalar cercas de suporte galvanizadas a quente para garantir a proteção de segurança no local.
• Concluir o içamento, posicionamento e fixação do gabinete do dispositivo de filtragem e compensação e do banco de reatores para garantir o nivelamento e a estabilidade mecânica do equipamento, adaptando-se ao ambiente da planta da mina.
• Realizar a cablagem e os testes de isolamento de cabos de alta tensão e cabos de controle, verificar a confiabilidade do aterramento e concluir a conexão elétrica entre os ramos do filtro e o gabinete.
• Realizar o comissionamento de energização no local, configurar os parâmetros do controlador e verificar a lógica de comutação, a função de compensação de potência reativa e as várias lógicas de proteção dos ramos do filtro de harmônicos de 5ª, 7ª e 11ª ordens.
• Realizar treinamento de operação para a equipe local de operação e manutenção, entregar manuais de operação e manutenção, diagramas de fiação e dados técnicos, e estabelecer capacidades localizadas de operação e manutenção.

5.2 Feedback de Operação

Após a entrada em operação do equipamento, medições reais em campo e testes de terceiros (realizados pelo Bureau de Normas da Zâmbia (ZABS)) demonstram que o equipamento tem operado de forma estável, sem registros de desligamento por falha. O teste foi realizado no Ponto de Acoplamento Comum (PCC) da barra coletora de 11kV da mina, com um ciclo de teste contínuo de 72 horas, com foco na medição da Distorção Harmônica Total de Tensão (THD). Todos os indicadores de teste atendem aos requisitos das normas de qualidade de energia IEEE 519-2014 e GB/T 14549-2018.

A comparação dos principais indicadores de qualidade de energia antes e após o comissionamento é apresentada na tabela a seguir:

O projeto passou pela aceitação formal da Jiangxi Copper Zambia e do departamento local de fornecimento de energia, com todos os indicadores de entrega atendendo ou superando os requisitos de design do projeto. O feedback do cliente afirma: "O dispositivo de filtragem e compensação de alta tensão da RW Energy resolveu completamente os problemas de harmônicos excessivos da rede, flutuações de tensão e alta perda de potência reativa na área de mineração. A equipe técnica no exterior fornece serviços profissionais e eficientes, o que proporciona uma garantia sólida de energia para a produção contínua da mina de cobre."

O resultado da aceitação deste projeto e o alto reconhecimento do cliente verificam plenamente a forte capacidade técnica e os serviços profissionais da RW Energy no campo de gestão da qualidade da energia para mineração no exterior na África. Fornece uma solução confiável de filtragem e compensação para o mercado de mineração africano.

Dispositivo de Filtragem e Compensação de Alta Tensão em Operação Estável no Canteiro de Obras do Projeto Jiangxi Copper Zambia

06 Serviço de Gestão por Delegação de Operação e Manutenção de Ciclo de Vida Completo

O serviço adota um modelo de gestão por delegação de processo completo com responsabilidade de pessoal dedicado, controle de processo completo, dados rastreáveis e gestão em ciclo fechado, cobrindo os seguintes módulos de serviço principais:

• Seleção profissional de modelos e avaliação de adaptabilidade no local antes da instalação do equipamento
• Instalação e comissionamento no local com suporte técnico completo
• Operação remota transfronteiriça 24 horas por dia, 7 dias por semana, e monitoramento de falhas em tempo real
• Inspeção regular no local e manutenção preventiva trimestral
• Manutenção e reparo profissionais para condições anormais do equipamento
• Resposta rápida a falhas de emergência no exterior e reparo urgente no local
• Avaliação regular da condição do equipamento e gestão do ciclo de vida
• Orientação profissional para descomissionamento e sucateamento de equipamentos

Um plano personalizado de operação e manutenção é formulado para o ambiente operacional de alta temperatura, alta umidade e poeira das minas da Zâmbia, com os seguintes serviços de suporte direcionados:

• Estabelecer um armazém de peças sobressalentes no exterior na Província do Copperbelt, Zâmbia, para fornecimento rápido de peças sobressalentes
• Realizar retreinamento sistemático anual para o pessoal local de operação e manutenção para melhorar as capacidades profissionais

O serviço garante de forma abrangente a operação segura e estável do equipamento sob condições de trabalho complexas. Estende a vida útil do equipamento, reduz os custos de operação e manutenção transfronteiriços da mina e fornece aos usuários serviços de suporte de energia confiáveis, eficientes e sem preocupações.

Se você precisar obter desenhos, especificações do produto, manuais de seleção, instruções de instalação e outros materiais, entre em contato conosco para mais informações. Forneceremos soluções personalizadas e serviços de resposta eficientes!