Analiza grešaka i mjere unapređenja za alate upozorenja na lagani plin u transformatoru lukovne peći od 25 MVA

Transformator električne lukove peći od 25 MVA u nekoj tvrtki je oprema uvezena iz bivše Sovjetske Zajednice. Sastoji se od tri jednofazna transformatora, svaki s kapacitetom od 8,333 MVA, s grupom povezivanja D,d0. Primarno napon iznosi 10 kV, a sekundarni napon se kreće u rasponu od 140 do 230,4 V. Metoda promjene stupnjeva napona je promjena pod opterećenjem s 21 stupnjevima (stupnjevi 11, 12 i 13 su kombinirani u jedan stupanj, ukupno 23 pozicije). Svaka faza se može regulirati zasebno, omogućujući zasebnu prilagodbu faza A, B i C tijekom prerade kako bi se održao ravnotežni struja na trofaznim elektrodama.

Tijekom normalne operacije, transformator B-faze doživio je dvije situacije alarma zbog lagane plinove. Nakon ispuštanja plina, snaga je obnovljena i rad se vratitao u normalno stanje. Uzorci ulja su uzeti istodobno za analizu gasne kromatografije, a rezultati nisu pokazali nikakve anomalije. Tada je problem uglavnom pripisivan uvođenju zraka zbog curenja u dijelu sustava cjevovoda s negativnim tlakom. Međutim, u sljedećim danima, alari zbog lagane plinove su se često pojavljivali, dosegnuvši 6-7 puta po smjeni. Sljedeće uzorkovanje ulja i analiza gasne kromatografije otkrile su anomalne rezultate.

1. Analiza greške lagane plinove u transformatoru lukovaljke

Analiza gasne kromatografije temelji se na plinovima koji se otopaju u ulju; kada koncentracija premaši granicu otopljivosti ulja, slobodni plin nastaje. Sastav ovih plinova (u μL/L) tesno je povezan s vrstom i težinom unutarnjih grešaka. Stoga metoda može detektirati unutarnje greške transformatora na ranoj razini i kontinuirano nadgledati lokaciju i razvoj takvih grešaka.

Zaključak analize: Ukupni hidrokarboni i acetilen su premašili prihvatljive granice. Prema pravilima kodiranja metode tri omjera, kombinacija kodova je 1-0-1, što upućuje na tip greške kao da je to luka.

2. Zaključci i analiza inspekcije povlačenja jezgra

2.1 Zaključci inspekcije povlačenja jezgra

Da bi se ubrzano eliminirale skrivene opasnosti opreme i spriječeno eskalacija grešaka, provedena je inspekcija povlačenja jezgra. Inspekcija je otkrila da se greška pojavila na kontaktima polariteta unutar naopterećenog uređaja za promjenu stupnjeva, gdje je zapaženo ozbiljno prekopljenje i značajno ogorjavanje.

2.2 Analiza prekopljenja i oštećenja kontakata polariteta

2.2.1 dugotrajan preopterećeni struja na kontaktima

Iznos preopterećene struje kroz kontakt polariteta izračunat je na 536 A. Zbog čestog preopterećenog rada peći, stvarna struja je premašila kapacitet prekidača, uzrokujući previše porast temperature na kontaktu. Ovo prekopljenje formiralo je lokalne točke visoke temperature, povećavajući otpor kontakta i pokrećući "zao krug" koji dovodi do razlaganja ulja, stvaranja slobodnog plina i daljnjih alarma zbog lagane plinove.

2.2.2 dugotrajan rad kontakata polariteta na istoj poziciji

Polaritetni prekidač je u suštini selektor s dvije pozicije: jedna za stupnjeve napona 1-10, a druga za stupnjeve 11-23. U stvarnoj operaciji, sekundarni napon peći konstantno se operirao na stupnjevima 21-23, čime su se kontakti prekidača zadržavali na jednoj poziciji duže vrijeme. To je eliminiralo normalnu akciju brisanja, sprečavajući samopraćenje površine kontakta. Organički kontamini se nagomilavali, formirajući stabilnu, tamnu izolacijsku peliku. Ova pelika postepeno smanjila je nosivost struje, povećala otpor kontakta i podigli temperaturu kontakta. Povišena temperatura dodatno ubrzala je depoziciju kontaminanata, jačajući "zao krug" i rezultirajući generacijom slobodnog plina i alarmana zbog plina.

3 Mjere poboljšanja

3.1 Povećanje kapaciteta struje kontakta i smanjenje otpora kontakta

Kako bi se riješilo čestih preopterećenja peći i zadovoljila proizvodna potreba, kontakti polariteta su ponovo proizvedeni. Na temelju stvarnih mjerenja, bez mijenjanja dimenzija montaže, širina originalne linearne površine kontakta povećana je za 2 mm kako bi se jačao kapacitet struje. Originalno poklopilo hrom-nikl legure zamijenjeno je poklopilom tvrdog srebra, a debljina poklopila povećana je za 0,5 mm. Time je poboljšan pritisak kontakta, smanjen otpor kontakta i poboljšana provodljivost.

3.2 Redovito rad bez opterećenja polaritetnog prekidača

Kako bi se spriječio dugotrajan statički rad i pridruženi porast otpora, dodatni rad bez opterećenja polaritetnog prekidača uključen je tijekom preventivnog testiranja transformatora. Korisnicima je također zahtijevano da svakog mjeseca izvrše rad bez opterećenja prekidača. Cilj je mehaničko brisanje i čišćenje površine kontakta, uklanjanje deposita i smanjenje otpora kontakta.

4 Zaključak

Greške prekopljenja kontakata promjene stupnjeva napona transformatora predstavljaju jedan od glavnih problema koji utječu na stabilnost rada. Vremensko i točno identificiranje prirode i lokacije greške ključno je za ciljane korektivne mjere. Iskustva treba stalno akumulirati kako bi se poboljšala točnost analize. Za alarme zbog lagane plinove u transformatoru lukovaljke, temeljne uzroke su identificirani putem kompleksne analize, a implementirane su učinkovite mjere za eliminaciju skrivene opasnosti. Nakon više od dvije godine rada, slične anomalije nisu se dogodile. Ova rješenja su spriječila gospodarske gubitke povezane s uklanjanjem, popravkom i nepredviđenim zaustavljanjem transformatora, ostvarujući značajne ekonomske koristi.