Ανάλυση Παρατηρούμενων Αποκλίσεων και Μέτρα Βελτίωσης για Συναγερμούς Αερίου Κατώτερης Τροποποίησης σε 25 MVA Τρανσφόρμαντο Ηλεκτροδυναμικής Φωτοεργασίας

Μια μετατροπέας ηλεκτρικού λαμπτήρα τόξου 25 MVA σε μια συγκεκριμένη εταιρεία είναι εξοπλισμός που εισήχθη από την πρώην Σοβιετική Ένωση. Αποτελείται από τρεις μονοφασικούς μετατροπείς, καθένας με δύναμη 8.333 MVA, με ομάδα σύνδεσης D,d0. Η πρωτογενής τάση είναι 10 kV, ενώ η δευτερογενής τάση είναι μεταξύ 140 και 230.4 V. Η μέθοδος αλλαγής τάξεων είναι αλλαγή υπό φόρτο με 21 βήματα (τα βήματα 11, 12 και 13 ενοποιούνται σε ένα, συνολικά 23 θέσεις). Κάθε φάση μπορεί να ρυθμίζεται ανεξάρτητα, επιτρέποντας την ξεχωριστή προσαρμογή των φάσεων A, B και C κατά την πυρήνωση για τη διατήρηση ισορροπημένης ροής στα τρία φασικά ηλεκτρόδη.

Κατά την κανονική λειτουργία, ο μετατροπέας της φάσης B βίωσε δύο περιπτώσεις ειδοποιήσεων ανεμίας. Μετά την αποβολή αερίων, η ενέργεια επαναφέρθηκε και η λειτουργία επέστρεψε στην κανονικότητα. Παραλλήλως, πήραν δείγματα λάδιου για ανάλυση χρωματογραφίας αερίων, και τα αποτελέσματα δεν έδειξαν ανωμαλίες. Τότε, το πρόβλημα αποδόθηκε κυρίως στην εισόδου αέρα λόγω διαρροής στο τμήμα αρνητικής πίεσης του συστήματος αγωγής λαδιού. Ωστόσο, στις επόμενες ημέρες, οι ειδοποιήσεις ανεμίας συνέχισαν να εμφανίζονται συχνά, φθάνοντας μέχρι 6-7 φορές ανά βάρδια. Σε δεύτερη ανάλυση δειγμάτων λαδιού και χρωματογραφίας αερίων, τα αποτελέσματα ήταν ανώμαλα.

1. Ανάλυση της Ανωμαλίας Ανεμίας στον Μετατροπέα του Λαμπτήρα Τόξου

Η χρωματογραφική ανάλυση βασίζεται στα αέρια που διαλύονται στο λάδι. Όταν η συγκέντρωση υπερβαίνει το όριο διαλυτικότητας του λαδιού, δημιουργείται ελεύθερο αέριο. Η σύνθεση αυτών των αερίων (σε μL/L) είναι στενά συνδεδεμένη με τον τύπο και το βαθμό των εσωτερικών ατυχημάτων. Συνεπώς, αυτή η μέθοδος μπορεί να ανιχνεύσει εσωτερικά ατυχήματα στον μετατροπέα σε πρώιμο στάδιο και να παρακολουθεί συνεχώς την τοποθεσία και την εξέλιξη τέτοιων ατυχημάτων.

Συμπέρασμα ανάλυσης: Οι συνολικές υδρογονανθράκες και οι επίπεδοι ακετυλενίου έχουν υπερβεί τα αποδεκτά όρια. Σύμφωνα με τους κώδικες κανόνων τριπλού λόγου, η συνδυασμένη κωδική σειρά είναι 1-0-1, όπου ο τύπος του ατυχήματος είναι η απολαμπή τόξου.

2. Ευρήματα και Ανάλυση της Έλευσης του Μαγνήτου

2.1 Ευρήματα της Έλευσης του Μαγνήτου

Για την εγκαίρως εξάλειψη κρυμμένων απειλών και την εμποδισμό της εξάπλωσης των ατυχημάτων, έγινε έλευση του μαγνήτου. Η έλευση αποκάλυψε ότι το ατύχημα προέρχεται από τους επαφές του στροφούμενου πόλου μέσα στον μετατροπέα μεταβαλλόμενης τάξης, οι οποίοι έδειξαν σοβαρή υπερθέρμανση και σημαντική καύση.

2.2 Ανάλυση της Υπερθέρμανσης και της Καύσης των Επαφών του Στροφούμενου Πόλου

2.2.1 Μακροχρόνια Υπερφόρτιση Ρεύματος στις Επαφές

Το ρεύμα που διέρχεται μέσω των επαφών του στροφούμενου πόλου υπολογίστηκε σε 536 A. Λόγω της συχνής υπερφόρτισης του φούρνου, το πραγματικό ρεύμα υπερέβη την χωρητικότητα του κινητήρα, προκαλώντας υπερθέρμανση στις επαφές. Αυτή η υπερθέρμανση δημιούργησε τοπικά ζεστά σημεία, αυξάνοντας την αντίσταση επαφής και ξεκινώντας ένα «πονηρό κύκλο» που οδήγησε στην αποσύνθεση του λαδιού, την παραγωγή ελεύθερων αερίων και τελικά σε ειδοποιήσεις ανεμίας.

2.2.2 Μακροχρόνια Λειτουργία των Επαφών του Στροφούμενου Πόλου στην Ίδια Θέση

Ο στροφούμενος πόλος είναι ουσιαστικά ένας επιλογέας με δύο θέσεις: μία για τις τάξεις 1-10 και άλλη για τις τάξεις 11-23. Στην πραγματική λειτουργία, η δευτερογενής τάση του φούρνου λειτουργούσε συνεχώς στις τάξεις 21-23, προκαλώντας τις επαφές να παραμένουν σε μία θέση για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτό εξαλείφει την κανονική έκθεση της επιφάνειας επαφής, προσωποποιώντας την αυτοκαθαρισμό. Οι οργανικές ρυπαντικές ουσίες συσσωρεύτηκαν, δημιουργώντας ένα σταθερό, σκούρο επιμηκυντικό μεμβράνη. Αυτή η μεμβράνη μείωσε σταδιακά την ικανότητα μεταφοράς ρεύματος, αυξήσε την αντίσταση επαφής και άνεβε τη θερμοκρασία. Η αυξημένη θερμοκρασία επιτάχυνε τη συσσώρευση ρυπαντικών, ενισχύοντας το «πονηρό κύκλο» και παράγοντας ελεύθερα αέρια και ειδοποιήσεις ανεμίας.

3 Μέτρα Βελτίωσης

3.1 Αύξηση της Ικανότητας Μεταφοράς Ρεύματος και Μείωση της Αντίστασης Επαφής

Για την αντιμετώπιση των συχνών υπερφορτίσεων του φούρνου και την κάλυψη των απαιτήσεων παραγωγής, οι επαφές του στροφούμενου πόλου ανακατασκευάστηκαν. Με βάση πραγματικές μετρήσεις και χωρίς αλλαγή των διαστάσεων εγκατάστασης, η πλάτος της αρχικής γραμμικής επιφάνειας επαφής αυξήθηκε κατά 2 mm για την ενίσχυση της ικανότητας μεταφοράς ρεύματος. Το αρχικό επίχυμα χρωμίου-νικελίου αντικαταστάθηκε με επίχυμα σκληρού αργυρίου, και η πάχος του επιχυματισμού αυξήθηκε κατά 0.5 mm. Αυτό βελτίωσε την πίεση επαφής, μείωσε την αντίσταση επαφής και ενίσχυσε την ηλεκτροπαραγωγικότητα.

3.2 Κανονική Λειτουργία χωρίς Φόρτο του Στροφούμενου Πόλου

Για την πρόληψη της μακροχρόνιας στατικής λειτουργίας και της αύξησης της αντίστασης, προστέθηκαν περισσότερες λειτουργίες χωρίς φόρτο του στροφούμενου πόλου κατά την προληπτική δοκιμή του μετατροπέα. Οι χρήστες επίσης απαιτήθηκαν να εκτελούν μία λειτουργία χωρίς φόρτο του κινητήρα κάθε μήνα. Το στόχος είναι η μηχανική εκκαθάριση και καθαρισμός της επιφάνειας επαφής, αφαιρώντας τις συσσωρεύσεις και μειώνοντας την αντίσταση επαφής.

4 Συμπέρασμα

Τα ατυχήματα υπερθέρμανσης στις επαφές του μετατροπέα μεταβαλλόμενης τάξης είναι μεταξύ των κυριότερων θεμάτων που επηρεάζουν τη σταθερή λειτουργία. Η εγκαίρως και ακριβής αναγνώριση της φύσης και της τοποθεσίας του ατυχήματος είναι ουσιαστική για στοχευμένα διορθωτικά μέτρα. Οι μαθήσεις πρέπει να συσσωρεύονται συνεχώς για τη βελτίωση της ακρίβειας της ανάλυσης. Για τις ειδοποιήσεις ανεμίας στον μετατροπέα του λαμπτήρα τόξου, οι βασικές αιτίες αναδείχθηκαν μέσω πλήρους ανάλυσης, και εφαρμόστηκαν αποτελεσματικά μέτρα για την εξάλειψη των κρυμμένων απειλών. Μετά από περισσότερα από δύο χρόνια λειτουργίας, δεν έχουν εμφανιστεί παρόμοιες ανωμαλίες. Αυτή η λύση προλάβει οικονομικές απώλειες που σχετίζονται με την απόσυρση, την επισκευή και την ανεξάρτητη διάκοπη του μετατροπέα, προσφέροντας σημαντικά οικονομικά οφέλη.