اختيار المحولات لمشاريع التعدين في بيرو: الارتفاع، وأنظمة 60 هرتز، واللوجستيات الميدانية

اختيار المحولات لمشاريع التعدين في بيرو: الارتفاع، وأنظمة 60 هرتز، واللوجستيات الميدانية

نادرًا ما يقتصر شراء المحولات لمنجم ما على مجرد مقارنة بين الكيفا ونسبة الجهد والسعر. فقد يشتمل المشروع على محطات فرعية في مناطق مرتفعة، ومحركات كبيرة، ومحركات ذات تردد متغير، وكابلات تغذية طويلة، وشبكات كهربائية ضعيفة، وطرق نقل محدودة. وإذا لم تُترجم هذه العوامل إلى متطلبات واضحة للمحولات، فقد تكون المعدات متوافقة كهربائيًا على الورق، لكنها تظل تعاني من ضعف الأداء في الموقع.

نهج شركة «زيشينغ إلكتريك» اختيار المحولات لمشاريع التعدين في بيرو كاستعراض منسق لنظام الطاقة، وأحمال العمليات، والارتفاع، والبيئة، واللوجستيات. يعمل نظام الشبكة المترابطة في بيرو بتردد 60 هرتز، كما هو موضح في الوثائق الرسمية لمشروع COES، لكن التردد وحده لا يحدد مواصفات المحول. يجب أن يحدد المخطط أحادي الخط المعتمد، ومواصفات شركة الكهرباء أو المالك، وقياسات الموقع مستويات الجهد الفعلية، ومتطلبات العزل، وحدود التشغيل.

لماذا يبدأ اختيار محولات التعدين بالعملية نفسها

يتناسب الطلب على الطاقة الكهربائية في المنجم مع مستوى الإنتاج. فالكسارات والمطاحن والناقلات والمضخات وأنظمة التهوية ومعدات نزح المياه لا تعمل جميعها بنفس الطريقة. فبعض الأحمال تتطلب تيارًا عاليًا عند بدء التشغيل، وبعضها يتم التحكم فيه بواسطة محركات ذات تردد متغير، وبعضها يعتبر حرجًا لأن انقطاع التيار الكهربائي قد يؤدي إلى توقف عمليات الصرف أو التهوية أو مناولة الخام. ولذلك، يجب التحقق من قدرة المحول ومقاومته الكهربائية استنادًا إلى حالات التشغيل المختلفة، وليس بناءً على إجمالي الحمل المتصل وحده.

ابدأ بقائمة الأحمال التي تفصل بين الأحمال المستمرة والمتقطعة وأحمال الاستعداد والأحمال المستقبلية. حدد أكبر محرك، وطريقة تشغيله، وتردد التشغيل، والانخفاض المسموح به في الجهد. سجل تكوين نبضات محرك التردد المتغير (VFD)، وبيانات التوافقيات، ومعدات تصحيح معامل القدرة. إذا كان بإمكان المولدات أو مصدر الطاقة المتجددة المحلي العمل بالتوازي مع الشبكة، فقم بتضمين تلك الأوضاع في الدراسة.

الحالات التشغيلية التي ينبغي حسابها

• الإنتاج الطبيعي في ظل التنوع والظروف البيئية المتوقعة.
• تشغيل أكبر محرك مع وجود أحمال أساسية أخرى قيد التشغيل.
• إعادة التشغيل بعد انقطاع التيار الكهربائي أو انقطاع العملية.
• التشغيل عند اتصال أضعف بالشبكة أو عند الاعتماد على التوليد المحلي.
• تعطل محول واحد في نظام يستخدم وحدات متوازية.
• التوسعة المخطط لها مع جدول الأحمال المستقبلي المؤكد.

المعطيات الأساسية لاختيار المحولات لمشاريع التعدين في بيرو

يُعد الارتفاع العالي مشكلة عازلة وحرارية في آن واحد

تقع العديد من مناطق التعدين في جبال الأنديز على ارتفاع يتجاوز 1,000 متر بكثير. ويجب الحصول على الارتفاع الدقيق من مسح المشروع. ففي الارتفاعات العالية، يؤثر انخفاض كثافة الهواء على المسافات الآمنة الخارجية وأداء التبريد للأسطح المبردة بالهواء. تحدد المواصفة القياسية IEC 60137 إجراءً لتصحيح الارتفاع بالنسبة لعوازل المحولات التي تقع على ارتفاع يزيد عن 1,000 م، ويجب أن يتبع تنسيق العزل متطلبات المواصفتين القياسيتين IEC 60071 وIEC 60076 المعتمدتين أو البديل الذي يحدده المالك.

لا يكفي كتابة عبارة “مناسبة للارتفاعات العالية” في ورقة البيانات. يجب على المورد توضيح العناصر التي تمت مراجعتها، وهي: عزل البطانات، والمسافات الفاصلة بين الأطوار وبين الأطوار والأرض، وتنسيق مانعات الصواعق، وسعة المبرد، وأداء المروحة، وهامش ارتفاع درجة الحرارة، وتصنيفات الملحقات. كما تحتاج الوحدات من النوع الجاف إلى مراجعة الغلاف والتهوية، لأن تقييد تدفق الهواء قد يقضي على الفائدة المتوقعة من التركيب الداخلي.

بالنسبة للمحطات الفرعية الخارجية، يجب طلب مخطط تخطيطي عام مزود بالأبعاد يوضح الهياكل الموصلة بالأرض المجاورة ووصلات الكابلات أو القنوات المجمعة. أما بالنسبة للمعدات المغلقة، فيجب التأكد من درجة حرارة الغرفة، ومعدل التهوية، وترشيح الغبار، وتبديد الحرارة. ولا يُعد تطبيق تصحيح الارتفاع على مكون واحد دليلاً على أن التركيب بأكمله مناسب.

التحقق من بيانات نظام 60 هرتز والجهد الفعلي

تستخدم السجلات الرسمية لمشروع COES نظامًا قائمًا على تردد 60 هرتز. ومع ذلك، يجب ألا يختار فريق المشتريات محولًا استنادًا إلى بيان التردد الوطني وحده. قد تتصل مشاريع التعدين عبر مستويات مختلفة من شبكات النقل أو النقل الفرعي أو التوزيع، ويعتمد الجهد الثانوي للمحطة على تصميم العملية. يجب أن تحدد مواصفات الشراء الجهد الاسمي، والجهد التشغيلي الأقصى، وأعلى جهد للمعدات، ومتطلبات العزل الأساسية، وترتيبات التأريض لكل ملف.

يجب أن تستند نطاقات التبديل وخطوات التبديل إلى دراسة تدفق الحمل والجهد. قد يكون مبدل التوصيلات غير المشحون كافياً عندما يكون الجهد الوارد مستقراً والتعديلات نادرة. وقد يكون استخدام مبدل التوصيلات أثناء التشغيل مبرراً عندما يتعين إدارة تباين الجهد التشغيلي دون مقاطعة الإنتاج. ويؤثر هذا القرار على التكلفة والصيانة وأنظمة التحكم والحماية وخطة قطع الغيار.

عندما يشتمل المنجم على نظام توليد محلي، يجب التأكد من جميع أوضاع التشغيل. فقد يتعرض المحول لتدفق الطاقة في كلا الاتجاهين، أو لمستويات أعطال مختلفة، أو لمرجع محايد مختلف. وينبغي تنسيق إعدادات الحماية ونسب محولات التيار (CT) ومنهجية تنظيم الجهد قبل الموافقة على ورقة البيانات.

تشغيل المحرك، والمقاومة، واستقرار الجهد الكهربائي

تؤثر مقاومة الدائرة القصيرة على كل من تيار العطل وانخفاض الجهد. فالمقاومة الأعلى يمكن أن تحد من تيار العطل، لكنها تزيد من انخفاض الجهد أثناء بدء تشغيل المحركات الكبيرة. أما المقاومة الأقل فقد تحسن جهد بدء التشغيل، لكنها قد تزيد من الحمل المفروض على أجهزة التبديل والقضبان الموصلة. لا توجد قيمة صحيحة بشكل عام؛ بل يجب تقييمها وفقًا لقوة المصدر، ومقاومة الكابل، وطريقة تشغيل المحرك، وتصميم الحماية.

اطلب إجراء حسابات لأصعب حالات التشغيل. إذا كانت الكسارة أو المطحنة تستخدم طريقة التشغيل المباشر على الخط، فيجب أن توضح الدراسة تيار التشغيل، ووقت التسارع، والجهد عند أطراف المحرك. تعمل أجهزة التشغيل اللين ومحركات التردد المتغير (VFD) على تقليل تيار التشغيل أو التحكم فيه، لكنها تفرض اعتبارات حرارية وتوافقية خاصة بها. وفي الحالات التي قد تتضمن فيها إعادة التشغيل عدة محركات، يجب تحديد تسلسل إعادة التشغيل التلقائي بحيث لا يتم تقييم المحول على أساس حمل واحد معزول فقط.

التوافقيات والأحمال غير الخطية

تستهلك محركات التردد المتغير (VFD) والمقومات وشواحن البطاريات ومصادر الطاقة غير المنقطعة تيارًا غير خطي. ويمكن أن يؤدي المحتوى التوافقي لهذا التيار إلى زيادة خسائر الدوامات في اللفات، والخسائر الهيكلية الشاردة، وتيار النقطة المحايدة. لا تكفي نسبة مئوية من “حمل محرك التردد المتغير” للتصميم. يرجى توفير معلومات حول طوبولوجيا المحرك، وعدد النبضات، ومفاعلات أو مرشحات الدخل، وطيف التوافقيات المتوقع، ونمط التحميل.

يمكن لمورد المحولات بعد ذلك مراجعة أبعاد الموصلات، وترتيب اللفات، وكثافة التدفق المغناطيسي، والتدريع، وهامش ارتفاع درجة الحرارة. ويجب على مهندس النظام أن يتحقق بشكل منفصل من الرنين مع مجموعات المكثفات، وأن يتأكد من حدود التوافقيات عند نقطة التوصيل. ولا يجوز الادعاء بالقدرة على تحمل التوافقيات دون تحديد أساس الحمل وطريقة القبول.

الغبار، ودرجة الحرارة، والرطوبة، والتآكل

قد تتسم بيئات التعدين بوجود غبار كاشط، وتقلبات يومية كبيرة في درجات الحرارة، وتعرض شديد لأشعة الشمس، ورطوبة موسمية. وينبغي أن يصف المشروع تركيبة الغبار وتركيزه (إن توفرت هذه البيانات)، وأقصى وأدنى درجة حرارة محيطة، والإشعاع الشمسي، وهطول الأمطار، والرطوبة، وفئة التآكل. كما أن إمكانية الوصول لأغراض الصيانة وفترات التنظيف تعتبر عوامل مهمة أيضًا.

بالنسبة للوحدات المغمورة بالزيت، قارن بين الترتيبات المُحكمة الإغلاق وترتيبات الحاوية الواقية من حيث السعة وفئة الجهد واستراتيجية الصيانة. حدد المسافة بين المبردات، وإمكانية الوصول إلى المراوح، ومواد الحشوات، ونظام الطلاء، وحماية خزانات التحكم. بالنسبة للوحدات من النوع الجاف، حدد درجة الحماية من دخول العوامل الخارجية للغلاف، والتهوية، وخطة تنظيف الغبار. ولا يُعد تصنيف IP العالي بديلاً عن الدراسة الحرارية؛ حيث إن تقييد تدفق الهواء قد يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة الداخلية.

يمكن أن تؤثر اللوجستيات على تصميم المحولات

قد تتضمن المواقع الجبلية النائية جسورًا ذات قيود، ومنعطفات حادة، ومنحدرات شديدة، وأنفاقًا ضيقة، وقدرة محدودة للرافعات. وينبغي أن تبدأ مراجعة عملية النقل قبل الانتهاء من تحديد مخطط الخزان. ويجب التأكد من الكتلة القصوى للشحن، وأحمال المحاور، والأبعاد الإجمالية للنقل، وافتراضات مسح المسار، ونقاط الرفع، ووسادات الرفع، ومساحة التجميع المتاحة.

قد يتعين إزالة الملحقات الكبيرة من أجل الشحن. يجب أن ينص العقد على البطانات، والمبردات، وأجزاء خزانات الحفاظ، والمراوح، وصناديق الكابلات التي سيتم شحنها بشكل منفصل؛ وكيفية إغلاق الفتحات؛ والمهام التي يجب إنجازها في الموقع. يجب تحديد ما إذا كان الخزان الرئيسي سيُشحن مملوءًا بالزيت، أو مملوءًا جزئيًا، أو تحت الغاز الجاف، وفقًا للتصميم المعتمد وطريقة النقل. ويجب تغطية معالجة الزيت في الموقع، والتعبئة بالفراغ، وفحوصات التسرب من خلال بيان الطريقة ومصفوفة المسؤوليات.

مثال افتراضي على عملية الشراء

مثال افتراضي — ليس مرجعًا لمشروع: تخطط إحدى المناجم لإنشاء خط تكسير جديد على عمق 4,200 متر. وتتضمن قائمة الأحمال الأولية محركًا واحدًا لكسارة كبيرة، وعدة محركات ناقلات، ودائرة طحن مقترحة في المستقبل. وتبلغ تردد شبكة الكهرباء الواردة 60 هرتز، لكن العطاء يقتصر على ذكر سعة المحول والجهد الاسمي فقط.

قبل مقارنة العروض، يجب على المشتري تقديم بيانات الارتفاع التي تم مسحها، وبيانات الجهد المعتمدة، ومستوى الدائرة القصيرة للمصدر، وبيانات تشغيل المحرك، ومعلومات التوافقيات الخاصة بمحرك التردد المتغير (VFD)، والظروف البيئية المحيطة، وجدول التوسع، وقيود النقل، وسياسة الانقطاع المطلوبة. وبذلك يمكن مقارنة عروض أسعار المحولات على أساس تقني موحد. وبدون هذه المدخلات، قد يدرج أحد المزايدين تعديلات الارتفاع وأحكامًا لوجستية، بينما يحدد مزايد آخر سعرًا لتصميم قياسي، مما يجعل المقارنة التجارية مضللة.

قائمة مراجعة لشراء محولات التعدين

يجب أن تتضمن بطاقة عرض الأسعار القابلة للمقارنة من الناحية الفنية درجة الحرارة المحيطة المفترضة، وارتفاع التركيب، وملف الحمل، وأساس المعاوقة، ونطاق التوصيلات، وقدرة التبريد، ونطاق الملحقات، ونطاق الاختبارات، وحدود النقل. وبدون هذا الأساس المشترك، قد يكون السعر الأقل مجرد انعكاس لمتطلبات هندسية تم إغفالها، وليس دليلاً على أن المحول أكثر تنافسية.

1. المخطط أحادي الخط المعتمد وفلسفة التشغيل.
2. تردد 60 هرتز وبيانات الجهد الكاملة للمرحلة الأولى والثانية والثالثة.
3. أعلى جهد كهربائي للمعدات ومستويات العزل المطلوبة.
4. بيانات ارتفاع التركيب والتصميم البيئي.
5. قائمة الأحمال، وعوامل الطلب، وأكبر محرك، وطريقة التشغيل.
6. جدول محركات التردد المتغير (VFD) والأحمال غير الخطية مع معلومات التوافقيات.
7. مستوى عطل النظام، والمقاومة المطلوبة، ومدخلات تنسيق الحماية.
8. طريقة التأريض، ومجموعة المتجهات، وتحميل النقطة المحايدة.
9. طريقة تقييم الخسارة ورسملة الخسارة المضمونة، إن وجدت.
10. مسح المسار، والأبعاد القصوى للمادة المنقولة، وقدرة الرفع.
11. نطاق عمل FAT، وجدول الوثائق، ومسؤولية الحفظ وتشغيل الموقع.
12. احتياجات قطع الغيار، والأدوات الخاصة، والتدريب، والدعم الفني عن بُعد.

الإرشادات الإقليمية والمتعلقة بالتعدين ذات الصلة

تشمل موارد التخطيط ذات الصلة الدليل الخاص بـ شراء المحولات لمشاريع التعدين التي تعاني من ضعف الشبكات الكهربائية, ، قائمة التحقق الخاصة بـ استبدال المحولات في المواقع الصناعية القائمة, ، ومراجعة تقييم الموردين لمشاريع «التصميم والشراء والبناء» (EPC) في أمريكا الجنوبية. تتناول هذه المقالات القرارات ذات الصلة، لكن لا ينبغي أن تحل محل الحسابات الخاصة بكل مشروع على حدة.

تشمل خيارات المنتجات ذات الصلة بمحطات الكهرباء الفرعية المختلفة في المناجم ما يلي: محول طاقة مغمور بالزيت بقدرة 10 ميجا فولت أمبير و33/11 كيلو فولت, ، أ محول طاقة بجهد 35 كيلوفولت أو 46 كيلوفولت, ، و محول من النوع الجاف طراز SC(B) مخصص لأعمال التوزيع الداخلية. تعرض هذه الصفحات مجموعات المنتجات المتاحة؛ ويجب تحديد التصنيفات النهائية بناءً على المواصفات المعتمدة للمناجم.

نهج الاختيار النهائي

موثوقية اختيار المحولات لمشاريع التعدين في بيرو يتطلب وجود صلة موثقة بين حمل العملية، وشبكة 60 هرتز، والارتفاع عن سطح البحر، والتعرض للعوامل البيئية، ومسار النقل. وينبغي أن يستند قرار الشراء إلى مقارنة النطاق الفني الذي تم التحقق منه، وليس فقط السعة المعلنة وموعد التسليم. وتُعد حزمة المناقصة الأكثر فائدة هي تلك التي تتيح لكل مقدم عرض حساب نفس حالات التشغيل وتحديد نفس الواجهات.

يرجى إرسال مخطط الدائرة الأحادية وقائمة الأحمال وبيانات المحرك ودراسة التوافقيات وارتفاع الموقع والجدول الزمني للظروف البيئية وحدود المسار والمواصفات الفنية إلى شركة Zisheng Electric. سيقوم فريقنا الهندسي بمراجعة المتطلبات والرد على استفسارات المشروع في غضون 24 ساعة.

عن شركة ZISHENG ELECTRICAL

زيشينغ هي شركة متخصصة ذات خبرة تمتد لأكثر من 19 عاماً في التصنيع والإنتاج المحوّلات المغمورة بالزيت, المحطات الفرعية المدمجة, المحوّلات المركبة على القواعد, المحوّلات المثبتة على الأعمدة و المحوّلات الجافة. نحن نمتلك شهادات ISO/CE/IEC 60076 وTUV Rheinland.
تخضع المحولات لاختبارات FAT واختبار المواصفات النوعية بشكل صارم، وتدعم تخصيص الجهد/السعة. نرحب باستشارتكم بشأن كتالوج و المنتج. يمكنك الاتصال بنا عبر البريد الإلكتروني [email protected].