Три варианта модернизации: какой лучше?

Модернизация электрической части карьерных экскаваторов с электроприводом может идти по трём схемам:

• «генератор — двигатель» (штатная для многих экскаваторов производства СССР, а затем и СНГ);
• «тиристорный преобразователь — двигатель» или «транзисторный преобразователь — двигатель»;
• «преобразователь частоты — асинхронный электродвигатель».

Последняя схема — наиболее современный вариант электропривода, но широкого распространения она не получила. Причина — высокая стоимость асинхронных электродвигателей. Такие агрегаты для экскаваторов в больших объёмах не выпускаются. Они, как правило, разрабатываются под конкретный проект и используются в новой технике. А ведь горнодобывающей компании нужен дополнительный резерв таких электродвигателей на случай поломки, что увеличивает затраты.

Более широкое распространение на сегодня получила модернизация карьерных экскаваторов по схеме «тиристорный преобразователь — двигатель» («ТП-Д») или «транзисторный преобразователь — двигатель» («ТрП-Д»). Как оптимальный по соотношению затрат и полученного эффекта вариант.

— Схема «ТП-Д» позволяет отказаться от морально устаревших систем управления, повысить энергоэффективность и производительность машины, но при этом избежать дорогостоящей замены всего электропривода (как в случае с системой «преобразователь частоты — асинхронный двигатель»), — пояснили в «Горэнерго». — Такой тип модернизации позволяет не только сохранить часть существующего оборудования экскаватора, но и использовать запас штатных электродвигателей постоянного тока, которые до сих пор хранятся на складах добывающих компаний. Также система «тиристорный преобразователь — двигатель» заметно дешевле системы «транзисторный преобразователь — двигатель» за счёт стоимости силовой элементной базы и последующих затрат на ремонт и ТО.

Старая машина — новые возможности: как модернизация влияет на затраты

Источник фото: gorenergo.by

На практике переход на «ТП-Д» позволяет снизить расход электроэнергии при той же производительности экскаватора

ЗАО «Горэнерго» предлагает НКУ для экскаваторов серий ЭКГ и ЭШ. Они делятся на две группы: одни предназначены для систем электропривода «генератор — двигатель» («Г-Д»), вторые — «тиристорный преобразователь — двигатель».

Первый вариант заказывают тогда, когда требуется работать «здесь и сейчас», но нет возможности инвестировать в обновление парка. Он предполагает замену отслужившей своё электроавтоматики и кабельной продукции, при этом двигатели постоянного тока и главная генераторная группа не меняются. Такое решение обходится примерно 2,5–3 раза дешевле варианта с тиристорным преобразователем.

Вариант модернизации карьерных экскаваторов по системе «ТП-Д» помогает не только продлить жизнь старой машины, но и улучшить экономику добывающих компаний. Именно поэтому он получил большее распространение.

Но на чём тут основана экономия?

Переход к схеме «ТП-Д» имеет ряд эксплуатационных преимуществ, которые влияют на затраты.

Такая модернизация:

• повышает надёжность оборудования за счёт замены главного преобразовательного агрегата и уменьшения «ударных» нагрузок (в сравнении со схемой «генератор — двигатель»);
• сокращает расходы на ТО и ремонт, в том числе «механики» экскаватора;
• позволяет значительно снизить потребление электроэнергии: экономия достигает 50% и более (относительно схемы «Г-Д»).

Энергосбережение по системе «ТП-Д» обеспечивает комплекс факторов: высокий КПД за счёт сокращения потерь при преобразовании электроэнергии, оптимизация работы электроприводов и минимизация энергопотребления во время технологических пауз и простоев. И речь тут не о расчётных или лабораторных показателях.

Своё первое НКУ для системы электропривода «ТП-Д» компания «Горэнерго» разработала много лет назад. Устройство предназначено для одной из самых массовых в горной добыче моделей — гусеничного экскаватора ЭКГ-5А. Экономический эффект данной модернизации был подтверждён показаниями приборов учёта электроэнергии непосредственно во время эксплуатации экскаваторов ЭКГ-5А на одном из предприятий Республики Беларусь. Машины осуществляли погрузку сырья на автотранспорт. При работе со схемой «ТП-Д» расход электроэнергии составил в среднем 0,23 кВт⋅ч на одну тонну отгруженного сырья, тогда как при штатном варианте «Г-Д» этот показатель в тех же условиях равнялся 0,629 кВт⋅ч.

Новые функции и обслуживание — без привязки к производителю

Источник фото: gorenergo.by

Цифровая система управления выводит параметры работы и информацию о неисправностях на панель оператора

Какой бы тип модернизации ни выбрал владелец машины: по системе «генератор — двигатель» или «тиристорный преобразователь — двигатель», — на выходе заказчик «Горэнерго» получает экскаватор с обновлёнными кабельными линиями и полностью цифровым управлением с панели оператора, которая устанавливается в кабине. На панель также выводится информация о возможных неисправностях для их быстрого устранения.

НКУ ЗАО «Горэнерго» изготавливаются на общедоступной компонентной базе, что позволяет заказчикам самостоятельно производить обслуживание и ремонт устройств без привязки к одному поставщику или производителю.

НКУ производства «Горэнерго» имеют модульную конструкцию, что позволяет расширить функции экскаватора. К примеру, добавить:

• функцию автоматического отключения экскаватора (предусмотрена установка датчиков наличия препятствий вокруг машины для исключения аварийных случаев);
• систему учёта времени работы, количества циклов и т. д.;
• полное дистанционное управление экскаватором;
• систему автоматической передачи данных о работе, состоянии и возможных неисправностях экскаватора на удалённый компьютер в реальном времени (телеметрию).

Источник фото: gorenergo.by

Модульная конструкция НКУ позволяет дополнять экскаватор новыми функциями

Не только НКУ: когда малая генераторная группа требует ремонта, а сеть не выдерживает нагрузку

Помимо НКУ, ЗАО «Горэнерго» разработало решения для случаев, когда требуется дорогостоящий ремонт или замена «малой» генераторной группы, а также для эксплуатации мощных машин в условиях «слабых» сетей. Агрегат управления синхронным электродвигателем экскаватора (АУСДЭ) и система плавного пуска синхронного электродвигателя экскаватора (СППСДЭ) — также дополнительный резерв энергосбережения.

АУСДЭ может потребоваться при дорогостоящем ремонте малой генераторной группы или при необходимости её замены. Он берёт на себя функции трёхмашинного преобразовательного агрегата, генератора собственных нужд, а также плавно регулирует ток возбуждения синхронного электродвигателя. АУСДЭ разработки «Горэнерго» имеет полностью цифровое управление, что позволяет реализовывать сложные алгоритмы управления возбуждением для оптимизации энергопотребления.

Опыт эксплуатации данных агрегатов в Республике Беларусь показал экономию в пределах от 5 до 15% от суммарного потребления электроэнергии (в зависимости от режима работы экскаватора) за счёт высокого КПД и отсутствия потерь при преобразовании энергии.

Агрегат также позволяет сократить эксплуатационные расходы благодаря тому, что у него отсутствуют коллекторно-щёточный контакт и подшипниковые узлы — наименее надёжные элементы штатного трёхмашинного преобразовательного агрегата.

Система плавного пуска синхронного электродвигателя экскаватора (СППСДЭ) эффективна в местах со «слабыми» сетями, когда в зависимости от графиков нагрузки приходится ограничивать время работы и запуска синхронных электродвигателей мощных экскаваторов.

СППСДЭ от «Горэнерго» позволяет производить уверенный запуск синхронного электродвигателя экскаватора при сниженном напряжении питающей сети.

По результатам эксплуатации системы плавного пуска в Республике Беларусь на экскаваторе ЭШ-10/70 снижение энергопотребления составило до 5% в год от суммарного потребления электроэнергии данной машиной. Только за счёт этого СППСДЭ окупится заказчику меньше чем за год.

Дополнительный эффект — сокращение эксплуатационных расходов и продление срока службы синхронного электродвигателя за счёт уменьшения пускового тока в 6 раз, отсутствия ударных нагрузок и просадок напряжения питающей сети.

Не списывать, а модернизировать: что ещё влияет на результат

Источник фото: gorenergo.by

Модернизация электрической части позволяет продлить срок эксплуатации карьерных экскаваторов

В своих разработках специалисты «Горэнерго» учли не только показатели, которые наиболее важны для горнодобывающих компаний, но и собственный опыт по ремонту и обслуживанию электрической части карьерных экскаваторов. Именно поэтому для изготовления своих устройств и модернизации экскаваторов компания использует проверенные компоненты европейских, китайских и российских производителей.

Компания обеспечивает полное сопровождение заказа: от подбора оборудования под конкретный экскаватор — до монтажа, наладки и сервисной поддержки, включая обучение специалистов заказчика.

В «Горэнерго» отмечают: даже точечная модернизация электрической части карьерного экскаватора способна дать заметный экономический эффект. Так что старые машины рано списывать со счетов.

Автор: Наталья Счастная