Vianalyysi ja parannuskeinot kevytkaasuhälytyksille 25 MVA kaarufurnace-muuntimessa

Tietyn yrityksen 25 MVA:n sähkökaariuunimuuntaja on tuote, joka on tuotu entiseltä Neuvostoliitolta. Se koostuu kolmesta yksifaseisesta muuntajasta, joista kukin on suunniteltu 8,333 MVA:lle, ja niiden kytkentäryhmä on D,d0. Primäärijännite on 10 kV, ja sekundäärijännite vaihtelee 140–230,4 V välillä. Sektoriaskelmenetelmänä käytetään ladattua askelmuutinta 21 askeleella (askeleet 11, 12 ja 13 yhdistetty yhdeksi askeleeksi, yhteensä 23 asemaa). Jokainen fasi voidaan säätää itsenäisesti, mikä mahdollistaa A-, B- ja C-fasien erillisen säätämisen sulamisprosessin aikana tasapainottaakseen virtauksen kolmessa faasissa.

Normaalissa toiminnassa B-faasin muuntajassa ilmeni kaksi kevytkaasuvaroitusjulistusta. Kaasun vapauttamisen jälkeen sähköenergia palautettiin, ja toiminta palasi normaaleille linjoille. Nettöä otettiin samanaikaisesti kaasuromatografianalyysiin, ja tulokset osoittivat, että ei ollut poikkeamaa. Tuolloin ongelma pääasiassa syydettiin ilmaan tulemiseen öljyputkistojärjestelmän negatiivisen paineen osaston vuoksi. Kuitenkin seuraavina päivinä kevytkaasuvaroituksia ilmeni usein, jopa 6–7 kertaa vuoroissa. Myöhemmässä nettöanalyysissä ja kaasuromatografianalyysissä havaittiin poikkeamat.

1. Sähkökaariuunimuuntajan kevytkaasuongelman analyysi

Kaasuromatografianalyysi perustuu kaasujen liuottumiseen öljyyn; kun pitoisuus ylittää öljyn liuottavuuden rajoituksen, vapaa kaasu muodostuu. Nämä kaasut (μL/L) ovat läheisessä yhteydessä sisäisten ongelmien tyyppiin ja vakavuuteen. Siksi tämä menetelmä voi havaita muuntajan sisäiset ongelmat varhaisessa vaiheessa ja jatkuvasti seurata sellaisten ongelmien sijaintia ja kehitystä.

Analyysin päätelmä: Kokonaishydrokarboidit ja eteenepäin jäykistyneet kaasut ovat ylittäneet hyväksyttävät rajat. Kolme-osoitteinen menetelmän koodausperiaatteiden mukaan koodiyhdistelmä on 1-0-1, mikä viittaa kaaripäästöön.

2. Ytimen nostokatsauksen tulokset ja analyysi

2.1 Ytimen nostokatsauksen tulokset

Laitehäiriöiden nopeaan poistamiseksi ja välttääksesi ongelman laajentumista, tehtiin ytimen nostokatsaus. Katsaus paljasti, että häiriö alkoi ladattua askelmuutintapojen polariteettikytkimen kontakteissa, jotka näyttivät vakavaa ylikuumenemista ja merkittävää polttovahinkoa.

2.2 Polariteettikytkimen kontaktien ylikuumenemisen ja vahingon analyysi

2.2.1 Pitkäaikainen ylipäästövirta kontakteissa

Polariteettikytkimen kontaktin läpäisevä virta laskettiin olevan 536 A. Uunin ylipäästötoiminnan vuoksi todellinen virta ylitti kytkimen suunniteltun kapasiteetin, mikä aiheutti ylikuumenemisen kontakissa. Tämä ylikuumeneminen muodosti paikallisia kuuma-alueita, kasvatti kontaktiresistanssia ja aloitti "paha piirre", joka johti öljyn hajoamiseen, vapaa kaasun muodostumiseen ja kevytkaasuvaroituksiin.

2.2.2 Polariteettikytkimen kontaktien pitkäaikainen toiminta samassa asemassa

Polariteettikytkin on itse asiassa valitsinkytkin, jolla on kaksi asemaa: toinen jänniteaskeleille 1–10 ja toinen askeleille 11–23. Todellisessa toiminnassa uunin sekundäärijännite toimi jatkuvasti askeleilla 21–23, mikä sai kytkimen kontakit pysymään yhdessä asemassa pitkään. Tämä esti normaalin pesuvaikutuksen, mikä esti kontaktipintan itsepuhdistumisen. Organiset saastutukset kertyivät, muodostaen vakavan, tumman eristävän filmin. Tämä filmi vähensi asteittain virtakapasiteettia, lisäsi kontaktiresistanssin ja korotti kontaktitemperatuutta. Korotettu temperatuuri nopeensi saastumisen kertymistä, vahvisti "paha piirre" -ilmaston ja johti vapaa kaasun muodostumiseen ja kaasuvaroituksiin.

3 Parannuskeinot

3.1 Kontaktien virtakapasiteetin lisääminen ja kontaktiresistanssin vähentäminen

Ylipäästöjen ja tuotantovaatimusten ratkaisemiseksi polariteettikytkimen kontakit remanufacturoitiin. Mittaustulosten pohjalta ja asennusmittojen muuttamatta alkuperäisen lineaarisen kontaktipinnan leveys lisättiin 2 mm:lla virtakapasiteetin parantamiseksi. Alkuperäinen krom-nikkelialliitti pinnoitus korvattiin kovalla hopeapinnoituksella, ja pinnoituksen paksuus lisättiin 0,5 mm:lla. Tämä paransi kontaktipaineen, vähensi kontaktiresistanssia ja paransi johtavuutta.

3.2 Säännöllinen tyhjäkuorma-toiminta polariteettikytkimelle

Pitkäaikaisten paikanpaikoissa olevien operaatioiden ja niitä seuraavan resistanssin kasvun estämiseksi lisättiin polariteettikytkimen tyhjäkuorma-toimintaa muuntajan ennaltaehkäisevissä testeissä. Käyttäjiltä vaadittiin myös suorittamaan kytkimen tyhjäkuorma-toiminta kerran kuukaudessa. Tavoitteena on mekanisesti pyyhkiä ja puhdistaa kontaktipinta, poistaa kertymiä ja vähentää kontaktiresistanssia.

4 Yhteenveto

Muuntajan askelmuutintapojen kontaktien ylikuumenemishäiriöt ovat merkittäviä ongelmia, jotka vaikuttavat vakaiseen toimintaan. Häiriöiden luonteen ja sijainnin ajankohtainen ja tarkka tunnistaminen on olennaista kohdennettujen korjaustoimien toteuttamiseksi. Opetukset tulisi jatkuvasti koota analyysitarkkuuden parantamiseksi. Sähkökaariuunimuuntajan kevytkaasuvaroituksia koskevan ongelman syitä selvitettiin kattavalla analyysilla, ja tehdyt toimet poistivat ongelman. Yli kahden vuoden toiminnan jälkeen samankaltaisia poikkeamia ei ole ilmennyt. Tämä ratkaisu esti taloudelliset tappiot, jotka olisivat aiheutuneet muuntajan poistamisesta, korjauksesta ja ennakoimattomasta keskeytyksestä, saavuttiin huomattavia taloudellisia etuja.