تحلیل خطای و اقدامات بهبود برای هشدار گاز خفیف در ترانسفورماتور فرآورنده قوس الکتریکی ۲۵ مگاوات

یک ترانسفورماتور کوره قوس الکتریکی با ظرفیت ۲۵ مگاوات در یک شرکت خاص، تجهیزات وارداتی از اتحاد جماهیر شوروی سابق است. این ترانسفورماتور از سه ترانسفورماتور تک فاز تشکیل شده است که هر یک ۸.۳۳۳ مگاوات دارند و گروه اتصال آن D,d0 است. ولتاژ اولیه ۱۰ کیلوولت و ولتاژ ثانویه بین ۱۴۰ تا ۲۳۰.۴ ولت متغیر است. روش تغییر تپ چندریختی است با ۲۱ مرحله (مراحل ۱۱، ۱۲ و ۱۳ به عنوان یک مرحله ترکیب شده‌اند و مجموعاً ۲۳ موقعیت دارند). هر فاز به طور مستقل قابل تنظیم است که اجازه می‌دهد در طول ذوب، فازهای A، B و C به طور جداگانه تنظیم شوند تا جریان متعادل در الکترودهای سه فاز حفظ شود.

در طی عملیات عادی، ترانسفورماتور فاز B دو بار هشدار گاز سبک داشت. پس از آزادسازی گاز، برق بازگردانی شد و عملیات به حالت عادی برگشت. نمونه‌های روغن همزمان گرفته شدند و تجزیه گاز کروماتوگرافی انجام شد که نتایج نشان دهنده هیچ ناهماهنگی نبود. در آن زمان، مشکل عمده به ورود هوا به دلیل نشت در بخش منفی فشار سیستم لوله‌های روغن نسبت داده شد. با این حال، در روزهای بعدی، هشدارهای گاز سبک به طور مکرر رخ دادند، تا ۶-۷ بار در هر شیفت. تجزیه گاز کروماتوگرافی نمونه‌های روغن بعدی نتایج غیرعادی نشان داد.

۱. تحلیل خطای گاز سبک در ترانسفورماتور کوره قوس

تجزیه گاز کروماتوگرافی بر اساس گازهای حل شده در روغن است؛ وقتی غلظت گازها از حد حل‌پذیری روغن فراتر می‌رود، گاز آزاد شکل می‌گیرد. ترکیب این گازها (به میکرولیتر در لیتر) به صورت نزدیک با نوع و شدت خرابی‌های داخلی مرتبط است. بنابراین، این روش می‌تواند خرابی‌های داخلی ترانسفورماتور را در مراحل اولیه شناسایی کند و محل و تحولات چنین خرابی‌هایی را به طور مداوم نظارت کند.

نتیجه تحلیل: مقدار هیدروکربنهای کلی و آسیتیلن بالاتر از حد مجاز است. بر اساس قوانین کدنویسی روش سه نسبت، ترکیب کدها ۱-۰-۱ است که نشان‌دهنده نوع خرابی تخلیه قوس است.

۲. یافته‌ها و تحلیل نتایج بازرسی بلند کردن هسته

۲.۱ یافته‌های بازرسی بلند کردن هسته

برای حذف به موقع خطرات تجهیزات و جلوگیری از گسترش خرابی، یک بازرسی بلند کردن هسته انجام شد. بازرسی نشان داد که خرابی از تماس‌های سوئیچ قطبی در داخل تغییر تپ چندریختی آغاز شده بود که نشان‌دهنده گرمایش شدید و خسارت قابل توجهی داشت.

۲.۲ تحلیل گرمایش و خسارت تماس‌های سوئیچ قطبی

۲.۲.۱ جریان بار بیش از حد طولانی‌مدت در تماس‌ها

جریان اسمی عبوری از تماس سوئیچ قطبی محاسبه شد ۵۳۶ آمپر است. به دلیل عملیات بار بیش از حد مکرر کوره، جریان واقعی از ظرفیت اسمی سوئیچ فراتر رفت که باعث افزایش دمای زیاد در تماس شد. این گرمایش نقاط داغ محلی ایجاد کرد، مقاومت تماس را افزایش داد و یک "چرخه خبیث" را آغاز کرد که منجر به تجزیه روغن، تولید گاز آزاد و هشدارهای گاز سبک شد.

۲.۲.۲ عملیات طولانی‌مدت تماس‌های سوئیچ قطبی در یک موقعیت

سوئیچ قطبی در واقع یک سوئیچ انتخابی با دو موقعیت است: یکی برای تپ‌های ولتاژ ۱-۱۰ و دیگری برای تپ‌های ۱۱-۲۳. در عملیات واقعی، ولتاژ ثانویه کوره به طور مداوم در تپ‌های ۲۱-۲۳ عملیات داشت که باعث ماندن تماس‌ها در یک موقعیت برای مدت طولانی شد. این امر اثر پاک‌کننده معمول را حذف کرد و تمیزکاری خودکار سطح تماس را مسدود کرد. آلودگی‌های organik تجمع یافتند و یک فیلم عایق‌سازی تیره و پایدار ایجاد کردند. این فیلم به تدریج ظرفیت جریان‌رسانی را کاهش داد، مقاومت تماس را افزایش داد و دمای تماس را بالا برد. دمای بالا تریم افزایش تجمع آلودگی را تسریع کرد، چرخه خبیث را تقویت کرد و منجر به تولید گاز آزاد و هشدارهای گاز شد.

۳ اقدامات بهبود

۳.۱ افزایش ظرفیت جریان‌رسانی تماس و کاهش مقاومت تماس

برای رفع بارهای بیش از حد مکرر کوره 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 رسانایی را افزایش داد.

۳.۲ عملیات منظم بدون بار سوئیچ قطبی

برای جلوگیری از عملیات مداوم در یک موقعیت و افزایش مقاومت، عملیات‌های بدون بار اضافی سوئیچ قطبی در طی تست‌های پیشگیرانه ترانسفورماتور اضافه شد. کاربران نیز ملزم به انجام یک عملیات بدون بار سوئیچ در هر ماه بودند. هدف این است که سطح تماس را مکانیکی تمیز کرده و رسوبات را حذف کند و مقاومت تماس را کاهش دهد.

۴ نتیجه‌گیری

خرابی‌های گرمایشی تماس‌های تغییر تپ ترانسفورماتور از مسائل اصلی تأثیرگذار بر عملیات پایدار است. شناسایی به موقع و دقیق ماهیت و محل خرابی برای اقدامات اصلاحی هدفمند ضروری است. باید درک‌ها به طور مداوم گردآوری شود تا دقت تحلیلی افزایش یابد. برای هشدارهای گاز سبک ترانسفورماتور کوره قوس، علل اساسی از طریق تحلیل جامع شناسایی شدند و اقدامات موثری برای رفع خطر انجام شد. پس از بیش از دو سال عملیات، هیچ ناهماهنگی مشابهی رخ نداد. این راه‌حل از زیان‌های اقتصادی مربوط به خارج کردن، تعمیر و توقف غیر برنامه‌ای ترانسفورماتور جلوگیری کرد و منافع اقتصادی قابل توجهی به دست آمد.