Шведская горнодобывающая компания LKAB знает, что в будущем ей придется добывать железную руду на больших глубинах. Кроме того, компания стремится к 2030 году установить новый стандарт добычи полезных ископаемых, где целью является безопасная шахта будущего, не содержащая углекислого газа, цифровая и автономная.
Чтобы установить этот новый мировой стандарт устойчивой добычи полезных ископаемых на больших глубинах, LKAB инициировала проект промышленного развития в 2018 году. В рамках проекта, на сегодняшний день являющегося одним из крупнейших по объему промышленных инвестиций в Швеции, к LKAB присоединились ведущие мировые компании – ABB, Combitech, Epiroc и Sandvik, – чтобы осуществить необходимые технологические прорывы для горных работ завтрашнего дня – эффективные решения, которые бы обеспечили безопасные горные работы, при этом экономически, экологически и социально устойчивые.
Испытательная шахта Консулн в городе Кируна (Kiruna) на севере Швеции представляет собой настоящую шахтную среду, где тестируются технологии, машины и методы работы. ABB предлагает решения для подземного электроснабжения, а также интегрированную платформу автоматизации и систему управления операциями. В рамках стенда исследуются наилучшие способы построения эффективной автономной производственной системы, не содержащей углекислого газа и обладающей максимально возможным уровнем безопасности. Амбициозная цель состоит в том, чтобы добиться нулевого уровня выбросов углекислого газа, повысить безопасность работников и повысить производительность труда на 50%.
На шаг впереди в области защиты и управления энергосистемой
В условиях испытательного рудника Консулн LKAB также является одной из первых горнодобывающих компаний в мире, которая модернизировала свою систему защиты и управления энергосистемой с помощью цифровой связи на основе стандарта IEC 61850 и обмена сообщениями GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event).
Отключение электроэнергии при подземной добыче означает не только дорогостоящий простой производства; это также может потенциально создать небезопасную ситуацию для людей - могут быть затронуты системы обнаружения и защиты от пожара, кондиционирования воздуха и вентиляции. Горнодобывающие компании обычно имеют средства резервного питания, такие как резервные генераторы. Однако для дальнейшей автоматизации инфраструктуры энергосистемы и значительного повышения надежности и отказоустойчивости устройства с поддержкой IEC 61850 и горизонтальная связь GOOSE позволят сократить время реакции схемы защиты энергосистемы и при этом сохранить селективность защиты электропитания. Это сведет к минимуму количество и продолжительность незапланированных перерывов в работе из-за сбоев в сети.
«Быстрая защита необходима в будущем», — отметил Чарли Бьорк, инженер по исследованиям и разработкам LKAB. – «Сейчас мы изучаем мир GOOSE. Это хорошо согласуется с основными элементами наших стратегических планов: наращиванием цифровизации и политикой нулевого вреда (zero harm)».
В настоящее время установлено и введено в эксплуатацию двенадцать реле защиты ABB Relion® REX640 как часть защиты энергосистемы шахты. Задачей реле защиты является обнаружение проблем в энергосистеме, в идеале как можно раньше, и либо устранение проблем, либо значительное снижение их воздействия, т. е. предотвращение или уменьшение ущерба персоналу и/или оборудованию. При обнаружении короткого замыкания реле защиты, ближайшее к месту неисправности, должно сработать и предотвратить срабатывание других реле в сети с помощью быстрой одноранговой связи GOOSE. В результате достигается малое время работы и хорошая селективность в сети 6 кВ заказчика.
«Одноранговая связь с GOOSE между реле защиты повышает скорость реакции без ущерба для селективности. Это обеспечивает более безопасную рабочую среду и надежное электроснабжение на нашем руднике», — прокомментировал Магнус Эмануэльссон, старший инженер по исследованиям и разработкам компании LKAB.
Relion REX640 предлагает комплексную защиту для передовых приложений по производству и распределению электроэнергии. Полностью модульная конструкция обеспечивает непревзойденную гибкость настройки и модификации, а также простую адаптацию к изменяющимся требованиям защиты на протяжении всего жизненного цикла реле. 
На испытательном руднике Консулн. Реле защиты Relion REX640 установлены в распределительном устройстве среднего напряжения SafePlus компании ABB. Фото предоставлено LKAB. 
На испытательном руднике Консулн. Реле защиты Relion REX640 установлены в распределительном устройстве среднего напряжения SafePlus компании ABB. Фото предоставлено LKAB.
Стандарт IEC 61850 позволяет интегрировать существующее оборудование и системы и взаимодействовать с другими цифровыми объектами, такими как система управления электропитанием (PMS). Кроме того, совместимые со стандартами устройства, поставляемые разными производителями, могут взаимодействовать друг с другом без каких-либо инженерно-емких сложностей в одной и той же энергосистеме.
Благодаря новому решению по распределению электроэнергии компания LKAB повысила надежность энергосистемы, а также сделала важный шаг вперед в своем стремлении к более безопасной и устойчивой эксплуатации шахт.
