Custo unitário da rede de distribuição de 24 kV da Chilean Mines: SF6 para condições do deserto do Atacama. Quantidade mínima de encomenda: 10.

Quando visitei a mina Chuquicamata da Codelco, no norte do Chile, em 2022, conheci um engenheiro de manutenção elétrica que me contou que haviam substituído três unidades de anel principal (RMUs) em 18 meses – cada falha custando entre 45.000 e 70.000 euros em equipamentos, 18.000 euros em tempo de inatividade e 72 horas de perda de produção. Três anos depois, após a mudança para RMUs Tianan de 24 kV com monitoramento de densidade de gás SF6, essa mesma mina teve Zero falhas de RMU em 28 meses de operação. Supervisionei a instalação de equipamentos de energia da Tianan em operações de mineração no Chile, nas regiões de Atacama, Antofagasta e Tarapacá, e quero compartilhar exatamente por que nossos projetos de RMU com SF6 superam os equipamentos padrão no ambiente extremo de mineração do Chile.

Por que as minas chilenas precisam de unidades de anel principal especializadas para o deserto do Atacama?

O setor de mineração do Chile consome aproximadamente 23% da geração total de eletricidade do país, sendo que o Deserto do Atacama abriga as maiores minas de cobre do mundo (Codelco Chuquicamata, Escondida, El Teniente), em altitudes que variam de 2.800 a 4.200 metros acima do nível do mar. Nessas altitudes, a densidade do ar é de 65 a 72% da densidade ao nível do mar, o que significa que... força dielétrica do gás SF6 A capacidade de armazenamento dentro das unidades principais de anel é significativamente reduzida, e os equipamentos padrão de SF6 projetados para operação ao nível do mar falharão prematuramente quando instalados em altitudes de minas chilenas sem que os fatores de redução de potência por altitude sejam incorporados ao projeto.

O Deserto do Atacama também apresenta uma singularidade desafio de ciclagem térmica Isso não é bem compreendido fora dos círculos de engenharia elétrica de mineração chilenos. As temperaturas diurnas nos locais de mineração na região de Antofagasta atingem regularmente [temperaturas omitidas]. 38-42 graus Celsius, enquanto as temperaturas noturnas caem para de -3 a -8 graus Celsius - uma variação térmica diária de 45 a 50 graus que causa flutuações na pressão do gás SF6 mais ou menos 8% dentro de compartimentos RMU selados. As vedações RMU padrão, projetadas para climas temperados (variação de expansão térmica de 15 a 20 graus Celsius por dia), desenvolvem microfissuras quando expostas a essa variação diária de 45 a 50 graus, levando a taxas de vazamento de gás SF6 de 0,5 a 1,0% ao ano – o que está acima do limite de vazamento anual de 0,1% especificado em IEC 62271-1 para equipamentos selados com SF6.

Nosso projeto Tianan RMU aborda isso por meio de um Sistema de vedação dupla com um vaso de contenção secundário em torno de cada compartimento de gás SF6. A vedação primária utiliza anéis de vedação de fluoroelastômero Viton, classificados para operação contínua de -25 °C a 200 °C, e o recipiente de contenção secundária fornece uma reserva de contenção de gás de 100% que compensa a flutuação diária de pressão de 8% sem tensão na vedação. Em testes de campo em uma mina chilena em Calama (altitude de 2.250 metros), nossa RMU apresentou uma taxa de vazamento de gás medida de 0,02% ao ano Mais de 36 meses – 20 vezes melhor do que os requisitos da norma IEC 62271-1. É por isso que projetamos nossas RMUs de SF6 especificamente para as condições de ciclo térmico do Atacama e por isso incluímos o monitoramento em tempo real da densidade do gás SF6 como padrão em todas as RMUs fornecidas para operações de mineração no Chile.

Especificações técnicas da unidade principal de anel de 24 kV para aplicações em minas chilenas.

Nossas unidades de anel principal de 24 kV para aplicações de mineração no Chile são configuradas para atender aos requisitos específicos da rede elétrica nacional chilena (regulamentação da SEC) e às normas internacionais, incluindo IEC 62271-1 (especificações comuns), IEC 62271-103 (troca de equipamentos), e IEEE C37.20.4 (conjuntos de manobra com classificação de 4,76 kV a 38 kV). A configuração padrão para subestações de mineração chilenas inclui uma unidade principal de anel de 3 posições (comutação linha-linha-linha) com isolamento integral a gás SF6, com classificação de Tensão máxima do sistema: 24 kV, Corrente nominal de 630A, e Corrente de curto-circuito de 25 kA por 3 segundos.

A pressão do gás SF6 é definida em Manômetro de 0,5 MPa (em relação à pressão atmosférica) a 20 graus Celsius, com um relé de monitoramento da densidade do gás que dispara um alarme remoto em Manômetro de 0,42 MPa (o que corresponde à pressão mínima de operação a -5°C para o nosso projeto de ciclo térmico). Como o alarme dispara a 0,42 MPa - bem acima da pressão mínima de operação segura de 0,35 MPa - os operadores de minas chilenos recebem aproximadamente Aviso prévio de 72 horas antes que a pressão do gás caia para o nível mínimo de operação segura. Para uma mina onde o engenheiro de serviço da Tianan mais próximo esteja em Santiago (a 1.400 km de distância) ou Antofagasta (a 200 km de distância), essa janela de aviso prévio de 72 horas permite o reabastecimento planejado de gás sem a mobilização de serviços de emergência.

O fatores de redução de potência em altitude Os parâmetros integrados à nossa configuração de RMU para minas chilenas são calculados especificamente para a altitude de cada local de mineração. A 3.000 metros de altitude, nossa configuração padrão utiliza um espaçamento entre contatos reduzido (de 150 mm para 125 mm entre fases) que mantém a rigidez dielétrica necessária na atmosfera rarefeita. A 4.000 metros de altitude, reduzimos ainda mais o espaçamento entre contatos para 110 mm e aumentar a pressão de enchimento de SF6 para 0,6 MPa para compensar a densidade do ar de 65% nessa altitude. Essa engenharia específica para altitudes elevadas é o motivo pelo qual nossos clientes chilenos relatam zero incidentes de descarga disruptiva atribuível à falha dielétrica relacionada à altitude - um problema que afeta de 15 a 20% das RMUs instaladas em minas chilenas sem projeto de redução de potência para altitude.

Sistema de monitoramento e diagnóstico remoto da densidade do gás SF6

Osistema de monitoramento em tempo real da densidade do gás SF6 O que mais claramente diferencia nossos equipamentos das RMUs chinesas padrão oferecidas no mercado chileno é o transmissor de densidade de gás (faixa de medição: 0,3-0,7 MPa manométrico, precisão: ± 1,5% da escala completa) presente em nossas RMUs Tianan. Sinal de 4-20mA para a unidade de controle integrada da RMU. A unidade de controle integra esse sinal com os dados de temperatura ambiente (de um sensor de temperatura PT100 integrado) para calcular a densidade real do gás em condições padrão (20 graus Celsius, 101,3 kPa), que é a métrica correta para avaliar os níveis de enchimento de gás, independentemente da temperatura atual.

Quando a densidade do gás cai abaixo do ponto de ajuste do alarme (0,42 MPa manométrico a 20 graus Celsius), a unidade de controle aciona um alarme local (LED vermelho no painel de controle da RMU) e simultaneamente envia um sinal. Sinal de alarme remoto através da porta de comunicação IEC 61850 da RMU.Este alarme remoto é normalmente conectado ao sistema SCADA da mina chilena por meio de um conversor de protocolo (saída Modbus TCP ou DNP3 disponível), o que significa que o centro de operações elétricas da mina recebe o alarme em tempo real, sem a necessidade de uma inspeção física no local. Na prática, essa capacidade de monitoramento remoto permitiu que nossos clientes chilenos resolvessem problemas de vazamento de gás com maior facilidade. 24-48 horas de acionamento do alarme - em comparação com o tempo médio de detecção de 2 a 4 semanas para minas que utilizam verificação manual da pressão do gás.

O benefício econômico do monitoramento remoto de SF6 é substancial para as operações de mineração no Chile. Cada verificação manual da pressão do gás por um eletricista qualificado custa aproximadamente EUR 150-200 (incluindo o tempo de deslocamento até subestações remotas). Para uma mina com 15 unidades de distribuição em anel, a verificação manual mensal custa entre 2.700 e 3.600 euros por mês, ou entre 32.400 e 43.200 euros por ano. Nosso sistema de monitoramento de densidade de gás elimina essa necessidade de verificação manual para fins de monitoramento. Ao longo de um Vida útil da RMU de 10 anos, o custo do sistema de monitoramento é recuperado em 18-24 meses somente através da eliminação do trabalho manual de verificação.

Requisitos de conformidade com a SEC e de conexão à rede elétrica chilena

Todas as RMUs de 24kV da Tianan fornecidas para operações de mineração no Chile são Pré-certificado pela SEC (Superintendência de Eletricidade e Combustíveis) Conexão à rede elétrica. O processo de certificação SEC para equipamentos elétricos no Chile exige a apresentação de documentação técnica em espanhol, incluindo: especificações de projeto, relatórios de ensaios de tipo (de laboratórios de ensaio acreditados pela IEC), certificados de materiais para todos os componentes pressurizados e certificação do sistema de gestão da qualidade. Nosso pacote de documentação para solicitações de certificação SEC no Chile está disponível em espanhol. 5 dias úteis de acordo com a solicitação - o que elimina o atraso de 4 a 8 semanas na preparação da documentação que os fornecedores chineses sem capacidade de elaboração de documentação em espanhol normalmente impõem aos compradores chilenos.

O SERNACEM (Serviço Nacional de Certificação Ambiental) A certificação também está incluída em nosso pacote padrão de documentação chilena, abrangendo os aspectos ambientais do nosso processo de fabricação de RMU e os requisitos de recuperação do gás SF6 ao final de sua vida útil. Embora a certificação SERNACEM não seja um requisito legal para a importação de equipamentos elétricos para o Chile (ao contrário da certificação SEC), a disponibilidade dessa documentação simplifica o processo de licenciamento ambiental para as mineradoras chilenas que precisam incluir dados ambientais da cadeia de suprimentos em seus estudos de impacto ambiental (EIA) de acordo com as normas do Sistema de Avaliação de Impacto Ambiental (SEIA) do Chile de 2014.

Subestações móveis para fornecimento temporário de energia e cobertura de manutenção em minas chilenas.

Para operações de mineração chilenas que necessitam de energia temporária durante manutenções programadas em subestações ou como fonte de energia de emergência, nosso produtos de subestação móvel (https://tiananoverseas.com/mobile-substation/) fornecem uma solução completa. Subestações móveis são subestações transformadoras montadas sobre plataformas ou reboques que podem ser reposicionadas por caminhão dentro da área da mina, proporcionando Capacidade de 5 MVA a 20 MVA em tensões de 24 kV primário a 400 V secundário. Para minas chilenas onde a manutenção da subestação exige de 5 a 7 dias de interrupção, o custo de aluguel de uma subestação móvel de 800 a 1.200 euros por dia é significativamente menor do que as perdas de produção decorrentes de uma interrupção de energia em grande escala na mina.

Nossas subestações móveis para aplicações de mineração no Chile são configuradas com os mesmos fatores de redução de potência por altitude que nossas RMUs fixas, com tensão primária compatível com a rede elétrica chilena (tipicamente 23 kV ou 24 kV) e tensão secundária disponível em configurações padrão (400 V, 480 V ou 690 V). A montagem sobre a base utiliza perfis de aço reforçados com pontos de fixação para parafusos de ancoragem, e a caixa de proteção é classificada para [inserir classificação aqui].Classificação IP54 para operação externa na atmosfera empoeirada do Atacama. Fornecemos subestações móveis para a Codelco, BHP Spence e Antofagasta Minerals para aplicações de energia temporária, sendo a maior implantação individual responsável por fornecer 15 MVA de potência de reserva durante uma subestação planejada de 10 dias Substituição de transformador em uma mina de cobre na região de Antofagasta.

Perguntas frequentes sobre a unidade principal do anel de mineração chileno