Coût unitaire du réseau en anneau 24 kV de Chilean Mines : SF6 pour les conditions du désert d’Atacama ; quantité minimale de commande : 10

Lors de ma visite à la mine de Chuquicamata de Codelco, dans le nord du Chili, en 2022, j'ai rencontré un ingénieur de maintenance électrique qui m'a expliqué qu'ils avaient remplacé trois unités de distribution en anneau en 18 mois. Chaque panne avait engendré un coût de 45 000 à 70 000 euros en matériel, 18 000 euros d'immobilisation et 72 heures de perte de production. Trois ans plus tard, après le passage aux unités de distribution en anneau Tianan 24 kV avec surveillance de la densité du gaz SF6, cette même mine a connu une amélioration significative. zéro défaillance d'unité de récupération de données (RMU) en 28 mois J'ai supervisé l'installation d'équipements électriques Tianan dans les exploitations minières chiliennes des régions d'Atacama, d'Antofagasta et de Tarapacá, et je souhaite vous expliquer précisément pourquoi nos unités de récupération d'énergie SF6 surpassent les équipements standard dans l'environnement minier extrême du Chili.

Pourquoi les mines chiliennes ont besoin de conduites principales annulaires spécialisées pour le désert d'Atacama

Le secteur minier chilien consomme environ 23 % de la production totale d'électricité du pays. Le désert d'Atacama abrite les plus grandes mines de cuivre du monde (Codelco Chuquicamata, Escondida, El Teniente), à ​​des altitudes variant de 2 800 à 4 200 mètres. À ces altitudes, la densité de l'air est de 65 à 72 % de celle au niveau de la mer, ce qui signifie que… rigidité diélectrique du gaz SF6 La consommation à l'intérieur des unités de réseau principal est considérablement réduite, et les équipements SF6 standard conçus pour un fonctionnement au niveau de la mer tomberont en panne prématurément lorsqu'ils seront installés à l'altitude des mines chiliennes sans facteurs de réduction d'altitude intégrés à la conception.

Le désert d'Atacama présente également un caractère unique défi du cycle thermique Ce phénomène est mal compris en dehors des milieux de l'électrotechnique minière chilienne. Les températures diurnes sur les sites miniers de la région d'Antofagasta atteignent régulièrement des niveaux élevés. 38-42 degrés Celsius, tandis que les températures nocturnes descendent à de moins 3 à moins 8 degrés Celsius - une variation thermique quotidienne de 45 à 50 degrés qui provoque des fluctuations de la pression du gaz SF6. plus ou moins 8% Dans les compartiments étanches des unités de soins résidentiels (RMU), les joints standard des RMU, conçus pour les climats tempérés (variation de dilatation thermique de 15 à 20 degrés Celsius par jour), développent des microfissures lorsqu'ils sont exposés à cette variation quotidienne de 45 à 50 degrés, ce qui entraîne des taux de fuite de gaz SF6 de 0,5 à 1,0 % par an, supérieurs au seuil de fuite annuel de 0,1 % spécifié. CEI 62271-1 pour les équipements scellés SF6.

Notre conception de l'unité mobile de secours Tianan répond à cette problématique grâce à un système à double joint avec un récipient de confinement secondaire Autour de chaque compartiment à gaz SF6, le joint primaire utilise des joints toriques en fluoroélastomère Viton conçus pour un fonctionnement continu de -25 °C à 200 °C. L'enceinte de confinement secondaire assure une réserve de confinement de gaz de 100 %, compensant ainsi la fluctuation de pression quotidienne de 8 % sans contrainte sur le joint. Lors d'essais sur le terrain dans une mine chilienne à Calama (altitude 2 250 mètres), notre unité mobile de récupération (RMU) a présenté un taux de fuite de gaz mesuré de 0,02 % par an Plus de 36 mois – soit 20 fois mieux que les exigences de la norme IEC 62271-1. C’est pourquoi nous concevons nos unités de récupération de gaz SF6 spécifiquement pour les conditions de cyclage thermique d’Atacama et pourquoi nous intégrons en standard la surveillance en temps réel de la densité du gaz SF6 sur toutes les unités de récupération de gaz fournies aux exploitations minières chiliennes.

Spécifications techniques des unités de distribution en anneau 24 kV pour les applications minières chiliennes

Nos unités de distribution en boucle de 24 kV destinées aux applications minières chiliennes sont configurées pour répondre aux exigences spécifiques du réseau électrique national chilien (réglementation SEC) et aux normes internationales, notamment CEI 62271-1 (spécifications communes), CEI 62271-103 (commutation pour l'équipement), et IEEE C37.20.4 (Ensembles de distribution de 4,76 kV à 38 kV). La configuration standard des sous-stations minières chiliennes comprend un groupe de distribution en anneau à trois positions (commutation ligne-ligne-ligne) avec isolation intégrée au gaz SF6, d'une tension nominale de Tension maximale du système : 24 kV, courant nominal de 630 A, et Courant de court-circuit de 25 kA pendant 3 secondes.

La pression du gaz SF6 est réglée à manomètre 0,5 MPa (par rapport à la pression atmosphérique) à 20 degrés Celsius, avec un relais de surveillance de la densité du gaz qui déclenche une alarme à distance à manomètre 0,42 MPa (ce qui correspond à la pression de service minimale à -5 °C pour notre conception de cyclage thermique). L'alarme se déclenchant à 0,42 MPa, soit bien au-dessus de la pression de service minimale de sécurité de 0,35 MPa, les exploitants miniers chiliens reçoivent environ Préavis de 72 heures avant que la pression du gaz ne chute au niveau minimal de sécurité. Pour un site minier où le technicien de maintenance Tianan le plus proche se trouve à Santiago (à 1 400 km) ou à Antofagasta (à 200 km), ce délai de préavis de 72 heures permet un réapprovisionnement en gaz planifié sans mobilisation des services d’urgence.

Le facteurs de déclassement en altitude Les composants intégrés à la configuration de nos unités de récupération de charge (RMU) pour les mines chiliennes sont spécifiquement calculés pour l'altitude de chaque site minier. À 3 000 mètres d'altitude, notre configuration standard utilise un espacement des contacts réduit (de 150 mm à 125 mm entre phases) afin de maintenir la rigidité diélectrique requise dans l'atmosphère plus raréfiée. À 4 000 mètres d'altitude, nous réduisons encore l'espacement des contacts à… 110 mm et augmenter la pression de remplissage SF6 à 0,6 MPa pour compenser la densité de l'air de 65 % à cette altitude. C'est grâce à cette ingénierie adaptée à l'altitude que nos clients chiliens nous font part de leurs observations. aucun incident d'embrasement généralisé attribuable à une défaillance diélectrique liée à l'altitude - un problème qui affecte 15 à 20 % des RMU installées sur les sites miniers chiliens sans conception de réduction de puissance en altitude.

Système de surveillance de la densité du gaz SF6 et de diagnostic à distance

Lesystème de surveillance en temps réel de la densité du gaz SF6 La caractéristique qui distingue le plus clairement nos RMU Tianan des RMU chinoises standard disponibles sur le marché chilien est leur transmetteur de densité de gaz (plage de mesure : 0,3 à 0,7 MPa, précision : ± 1,5 % de la pleine échelle). Signal 4-20 mA à l'unité de commande intégrée de l'unité de ravitaillement. Cette dernière intègre ce signal aux données de température ambiante (provenant d'un capteur de température PT100 intégré) afin de calculer la densité réelle du gaz dans des conditions standard (20 degrés Celsius, 101,3 kPa), qui constitue la mesure correcte pour évaluer les niveaux de remplissage de gaz quelle que soit la température actuelle.

Lorsque la densité du gaz descend en dessous du seuil d'alarme (0,42 MPa manométrique à 20 degrés Celsius), l'unité de contrôle déclenche une alarme locale (LED rouge sur le panneau de commande RMU) et envoie simultanément un signal. signal d'alarme à distance via le port de communication IEC 61850 de l'unité de gestion du réseau (RMU)Cette alarme à distance est généralement connectée au système SCADA de la mine chilienne via un convertisseur de protocole (sortie Modbus TCP ou DNP3 disponible), ce qui permet au centre d'exploitation électrique de la mine de recevoir l'alarme en temps réel sans nécessiter d'inspection physique sur site. En pratique, cette capacité de surveillance à distance a permis à nos clients chiliens de traiter les fuites de gaz en temps réel. Déclenchement de l'alarme : 24 à 48 heures - par rapport au délai moyen de détection de 2 à 4 semaines pour les mines utilisant un contrôle manuel de la pression du gaz.

Le contrôle à distance de la pression du SF6 présente des avantages économiques considérables pour les exploitations minières chiliennes. Chaque vérification manuelle de la pression du gaz par un électricien qualifié coûte environ 150-200 EUR (y compris le temps de déplacement vers les sous-stations éloignées). Pour une mine équipée de 15 unités de distribution en boucle, les contrôles manuels mensuels coûtent entre 2 700 et 3 600 € par mois, soit entre 32 400 et 43 200 € par an. Notre système de surveillance de la densité du gaz élimine ce besoin de contrôle manuel. Durée de vie des RMU : 10 ans, le coût du système de surveillance est récupéré dans 18-24 mois par la seule suppression du travail de contrôle manuel.

Exigences de conformité à la SEC et de raccordement au réseau chilien

Tous les RMU Tianan 24 kV fournis aux exploitations minières chiliennes sont Pré-certifié par la SEC (Superintendence of Electricity and Fuels) Raccordement au réseau. La procédure de certification SEC pour les équipements électriques au Chili exige la soumission d'une documentation technique en espagnol comprenant : les spécifications de conception, les rapports d'essais de type (réalisés par des laboratoires d'essais accrédités CEI), les certificats de matériaux pour tous les composants sous pression et la certification du système de management de la qualité. Notre dossier de documentation pour les demandes de certification SEC chiliennes est disponible en espagnol. 5 jours ouvrables de la demande - ce qui élimine le délai de préparation de la documentation de 4 à 8 semaines que les fournisseurs chinois sans capacité de documentation en espagnol imposent généralement aux acheteurs chiliens.

Le SERNACEM (Service national de certification environnementale) La certification est également incluse dans notre dossier de documentation chilien standard, couvrant les aspects environnementaux de notre processus de fabrication des unités de récupération de carburant (RMU) et les exigences relatives à la récupération du gaz SF6 en fin de vie. Bien que la certification SERNACEM ne soit pas obligatoire pour l'importation d'équipements électriques au Chili (contrairement à la certification SEC), sa disponibilité simplifie les démarches d'autorisation environnementale pour les exploitants miniers chiliens. Ces derniers doivent en effet intégrer les données environnementales de leur chaîne d'approvisionnement dans leurs études d'impact environnemental (EIE), conformément à la réglementation chilienne de 2014 relative au système d'évaluation des impacts environnementaux (SEIA).

Postes de transformation mobiles pour l'alimentation électrique temporaire et la maintenance des mines chiliennes

Pour les opérations minières chiliennes nécessitant une alimentation électrique temporaire lors de la maintenance planifiée des sous-stations ou en cas d'urgence, notre produits de sous-station mobile (https://tiananoverseas.com/mobile-substation/) offrent une solution complète. Les sous-stations mobiles sont des sous-stations de transformation montées sur patins ou sur remorque qui peuvent être repositionnées par camion sur le site minier, offrant Capacité de 5 MVA à 20 MVA avec des tensions allant de 24 kV primaire à 400 V secondaire. Pour les sites miniers chiliens où la maintenance des sous-stations nécessite 5 à 7 jours d'arrêt, la location d'une sous-station mobile, dont le coût s'élève à 800-1 200 euros par jour, est nettement moins onéreuse que les pertes de production dues à une coupure de courant à l'échelle de la mine.

Nos sous-stations mobiles destinées aux applications minières chiliennes sont configurées avec les mêmes facteurs de réduction de puissance en altitude que nos unités mobiles fixes. La tension primaire est adaptée au réseau minier chilien (généralement 23 kV ou 24 kV) et la tension secondaire est disponible en configurations standard (400 V, 480 V ou 690 V). Le montage sur patins utilise des profilés en acier renforcé avec des dispositifs de fixation par boulonnage. L'enceinte est conforme aux normes de puissance admissibles.IP54 pour une utilisation en extérieur dans l'atmosphère poussiéreuse de l'Atacama. Nous avons fourni des sous-stations mobiles à Codelco, BHP Spence et Antofagasta Minerals pour des applications d'alimentation électrique temporaires, le plus grand déploiement unique fournissant alimentation de secours de 15 MVA pendant une sous-station planifiée de 10 jours Remplacement du transformateur dans une mine de cuivre de la région d'Antofagasta.

FAQ sur l'unité principale de l'anneau minier chilien