تحلیل خطا و اقدامات بهبود در مورد هشدار گاز سبک در ترانسفورماتور فرنسن ۲۵ مگاوات

یک ترانسفورماتور فرآوری القایی با ظرفیت ۲۵ مگاوات در یک شرکت خاص، تجهیزاتی است که از اتحاد جماهیر شوروی سابق وارد شده است. این دستگاه از سه ترانسفورماتور تک‌فاز تشکیل شده که هر کدام دارای ظرفیت ۸/۳۳۳ مگاوات هستند و گروه اتصال آن D,d0 است. ولتاژ اولیه ۱۰ کیلوولت و ولتاژ ثانویه بین ۱۴۰ تا ۲۳۰/۴ ولت متغیر است. روش تغییر پله‌ای تحت بار است و دارای ۲۱ مرحله (مراحل ۱۱، ۱۲ و ۱۳ به عنوان یک مرحله ترکیب شده و مجموعاً ۲۳ موقعیت) است. هر فاز می‌تواند مستقل تنظیم شود که این امر امکان تنظیم جداگانه فاز‌های A، B و C را در طول فرآوری فراهم می‌کند تا جریان متعادل در الکترودهای سه‌فاز حفظ شود.

در طول عملیات عادی، ترانسفورماتور فاز B دو بار هشدار گاز کم وزن داشت. پس از آزادسازی گاز، برق بازگردانی شد و عملیات به حالت عادی بازگشت. نمونه‌های روغن همزمان برداشته شدند و تجزیه گازکروماتوگرافی انجام شد که نتایج آن نشان‌دهنده هیچ ناهماهنگی نبود. در آن زمان، مشکل عمده به ورود هوا به دلیل نشتی در بخش فشار منفی سیستم لوله‌های روغن نسبت داده شد. اما در روزهای بعد، هشدارهای گاز کم وزن به طور مکرر رخ داد، تا حدی که تا ۶-۷ بار در هر شیفت رخ داد. تجزیه گازکروماتوگرافی نمونه‌های روغن بعدی نتایج ناهماهنگ نشان داد.

۱. تحلیل خطای گاز کم وزن در ترانسفورماتور فرآوری القایی

تجزیه گازکروماتوگرافی بر اساس گازهای حل شده در روغن است؛ زمانی که غلظت گازها از حد انحلال روغن فراتر می‌رود، گاز آزاد شکل می‌گیرد. ترکیب این گازها (به میکرولیتر در لیتر) به نوع و شدت خرابی‌های داخلی مرتبط است. بنابراین، این روش می‌تواند خرابی‌های داخلی ترانسفورماتور را در مرحله اولیه شناسایی کرده و محل و توسعه چنین خرابی‌هایی را به طور مداوم نظارت کند.

نتیجه تحلیل: مقدار هیدروکربن‌های کلی و آسیتلن فراتر از حد مجاز است. بر اساس قوانین کدگذاری روش سه‌نسبتی، ترکیب کدها ۱-۰-۱ است که نشان‌دهنده نوع خرابی دیسچارژ القایی است.

۲. یافته‌ها و تحلیل‌های نتیجه‌گیری از بازرسی بالابردن هسته

۲.۱ یافته‌های بازرسی بالابردن هسته

برای حذف به موقع خطرات تجهیزات و جلوگیری از افزایش خرابی، یک بازرسی بالابردن هسته انجام شد. بازرسی نشان داد که خرابی از تماس‌های سوئیچ قطبی درون تغییر پله‌ای تحت بار آغاز شده بود که نشان‌دهنده گرمایش شدید و آسیب سوختگی قابل توجه بود.

۲.۲ تحلیل گرمایش و آسیب تماس‌های سوئیچ قطبی

۲.۲.۱ جریان بیش از حد بلندمدت در تماس‌ها

جریان اسمی عبوری از تماس سوئیچ قطبی محاسبه شده ۵۳۶ آمپر بود. به دلیل عملیات مکرر بیش از ظرفیت در فرن، جریان واقعی فراتر از ظرفیت سوئیچ رفت و این امر باعث افزایش بیش از حد دما در تماس شد. این گرمایش نقاط داغ محلی را ایجاد کرد، مقاومت تماس را افزایش داد و یک «چرخه خلاف» را آغاز کرد که منجر به تجزیه روغن، ایجاد گاز آزاد و هشدارهای گاز کم وزن شد.

۲.۲.۲ عملیات بلندمدت تماس‌های سوئیچ قطبی در موقعیت واحد

سوئیچ قطبی به طور اساسی یک سوئیچ انتخابی با دو موقعیت است: یکی برای تپ‌های ولتاژ ۱-۱۰ و دیگری برای تپ‌های ۱۱-۲۳. در عملیات واقعی، ولتاژ ثانویه فرن به طور مداوم در تپ‌های ۲۱-۲۳ عمل می‌کرد، که باعث ماندن تماس‌های سوئیچ در یک موقعیت برای دوره‌های طولانی شد. این امر باعث حذف حرکت تمیزکاری طبیعی شد، که از تمیزی سطح تماس جلوگیری کرد. آلاینده‌های آلی تجمع یافتند و یک لایه عایقی تیره و پایدار را تشکیل دادند. این لایه به تدریج ظرفیت جریان را کاهش داد، مقاومت تماس را افزایش داد و دما را افزایش داد. افزایش دما تجمع آلاینده‌ها را تسریع کرد، چرخه خلاف را تقویت کرد و منجر به ایجاد گاز آزاد و هشدار گاز شد.

۳ اقدامات بهبود

۳.۱ افزایش ظرفیت جریان تماس و کاهش مقاومت تماس

برای مقابله با بارهای مکرر بیش از ظرفیت فرن و تأمین نیازهای تولید، تماس‌های سوئیچ قطبی بازساخته شدند. بر اساس اندازه‌گیری‌های واقعی و بدون تغییر ابعاد نصب، عرض سطح تماس خطی اصلی ۲ میلی‌متر افزایش یافت تا ظرفیت جریان را افزایش دهد. پوشش آلیاژ کروم-نیکل اصلی با پوشش نقره سخت جایگزین شد و ضخامت پوشش ۰/۵ میلی‌متر افزایش یافت. این امر فشار تماس را بهبود بخشید، مقاومت تماس را کاهش داد و هدایت الکتریکی را افزایش داد.

۳.۲ عملیات بی‌بار معمولی سوئیچ قطبی

برای جلوگیری از عملیات ماندگار و افزایش مقاومت مرتبط، عملیات بی‌بار اضافی سوئیچ قطبی در طول تست‌های پیشگیرانه ترانسفورماتور شامل شد. کاربران نیز موظف به انجام یک عملیات بی‌بار سوئیچ در هر ماه بودند. هدف این است که سطح تماس را مکانیکی تمیز کند، رسوبات را حذف کند و مقاومت تماس را کاهش دهد.

۴ نتیجه‌گیری

خرابی‌های گرمایشی در تماس‌های تغییر پله‌ای ترانسفورماتور از مسائل اصلی مؤثر بر عملیات پایدار هستند. شناسایی به موقع و دقیق ماهیت و مکان خرابی برای اقدامات اصلاحی هدفمند ضروری است. باید درک‌ها را به طور مداوم جمع‌آوری کرد تا دقت تحلیلی را افزایش دهد. برای هشدارهای گاز کم وزن در ترانسفورماتور فرن القایی، علل اساسی از طریق تحلیل جامع شناسایی شد و اقدامات موثری برای حذف خطر انجام شد. پس از بیش از دو سال عملیات، هیچ ناهماهنگی مشابهی رخ نداد. این راه‌حل از خسارات اقتصادی ناشی از خارج کردن، تعمیر و توقف غیرمنتظره ترانسفورماتور جلوگیری کرد و سود اقتصادی قابل توجهی به دست آمد.