Аналіз аварій та заходи з покращення для легкого газового сигналу в трансформаторі дугової печі 25 МВА

Трансформатор електричної дугової печі потужністю 25 МВА в певній компанії - це обладнання, імпортоване з колишнього Радянського Союзу. Він складається з трьох однофазних трансформаторів, кожен з яких має номінальну потужність 8,333 МВА, з групою з'єднання D,d0. Напруга первинної обмотки становить 10 кВ, а вторинна напруга змінюється від 140 до 230,4 В. Спосіб зміни напруги - регулювання напруги під навантаженням з 21 ступенями (ступені 11, 12 і 13 поєднуються в один ступінь, загалом 23 позиції). Кожна фаза може регулюватися окремо, що дозволяє незалежно налаштовувати фази A, B і C під час плавлення, щоб зберігати рівноважний струм по трифазним електродам.

Під час нормальної роботи трансформатор фази B двічі давав сигнал легкого газового сповіщення. Після випуску газу живлення було відновлено, і робота повернулася до нормального стану. Були взяті проби масла для аналізу газовою хроматографією, і результати не показали жодних відхилень. На той момент проблема була переважно пов'язана з проникненням повітря через течію у системі маслопроводів з негативним тиском. Однак в наступні дні легкі газові сповіщення стали часто повторюватися, досягаючи 6-7 разів за зміну. Дальші пробы масла та аналіз газовою хроматографією показали аномальні результати.

1. Аналіз легкого газового дефекту в трансформаторі дугової печі

Аналіз газовою хроматографією базується на розчиненні газів в олії; коли концентрація перевищує межу розчинності, формується вільний газ. Склад цих газів (в мкЛ/Л) тісно пов'язаний з типом та серйозністю внутрішніх дефектів. Тому цей метод може виявити внутрішні дефекти трансформатора на ранніх стадіях і постійно моніторити місце та розвиток таких дефектів.

Висновок аналізу: загальна кількість вуглеводнів та ацетилену перевищила допустимі межі. Згідно з правилами кодування методу трьох співвідношень, комбінація кодів 1-0-1 свідчить про те, що тип дефекту - це дугова випробіжка.

2. Висновки та аналіз під час підйому ядра

2.1 Висновки під час підйому ядра

Для своєчасного усунення прихованих дефектів обладнання та запобігання розширенню дефектів був проведений підйом ядра. Перевірка показала, що дефект появився в контактних точках переключника полярності в регуляторі напруги під навантаженням, які показали значне перегрівання та серйозні вогняні пошкодження.

2.2 Аналіз перегрівання та пошкоджень контактів переключника полярності

2.2.1 Довготривале наднавантаження струму на контактах

Розрахунок номінального струму, що проходить через контакт переключника полярності, становив 536 А. Через часті операції з наднавантаженням печі, фактичний струм перевищував номінальну потужність переключника, що призводило до занадто високої температури контакту. Це перегрівання формувало локальні гарячі точки, збільшуючи опір контакту і започатковуючи "злочинний цикл", що призводив до розкладу олії, утворення вільного газу та подальших легких газових сповіщень.

2.2.2 Довготривала робота контактів переключника полярності на одному положенні

Переключник полярності є суттєво переключником з двома положеннями: одне для напруги на відводах 1-10, а інше - для відводів 11-23. У реальній роботі вторинна напруга печі постійно підтримувалася на відводах 21-23, що призводило до того, що контакти переключника довго залишались в одному положенні. Це усуває нормальний механізм очищення поверхні контакту, що призводить до накопичення органічних забруднювачів, формуючи стабільну, темну ізоляційну плівку. Ця плівка поступово зменшує провідність струму, збільшує опір контакту та підвищує його температуру. Підвищена температура поспішає накопичення забруднювачів, підсилюючи "злочинний цикл" та призводячи до утворення вільного газу та газових сповіщень.

3. Заходи з покращення

3.1 Збільшення провідності струму та зменшення опору контакту

Для вирішення частого наднавантаження печі та задоволення вимог виробництва, контакти переключника полярності були переоброблені. На основі фактичних вимірювань, без зміни розмірів встановлення, ширина початкової лінійної поверхні контакту була збільшена на 2 мм для підвищення провідності струму. Початкова хром-нікелева насичення була замінена на насичення міцним сріблом, а товщина насичення була збільшена на 0,5 мм. Це поліпшило тиск контакту, знизило опір контакту та підвищило провідність.

3.2 Регулярна робота переключника полярності без навантаження

Для запобігання довготривалій стаціонарній роботі та пов'язаному з цим зростанню опору, були включені додаткові операції без навантаження переключника полярності під час профілактичних тестів трансформатора. Користувачі також повинні виконувати операцію без навантаження переключника раз на місяць. Мета - механічне очищення поверхні контакту, видалення забруднювачів та зменшення опору контакту.

4. Висновок

Перегрівання контактів регулятора напруги трансформатора є одним з головних питань, що впливають на стабільність роботи. Вчасне та точне визначення характеру та місця дефекту є важливим для цілеспрямованих коригуючих заходів. Необхідно постійно накопичувати висновки, щоб підвищити точність аналізу. Для легких газових сповіщень в трансформаторі дугової печі, кореневі причини були виявлені шляхом комплексного аналізу, та були впроваджені ефективні заходи для усунення прихованих дефектів. Після більше ніж двох років роботи, подібні аномалії не відбувалися. Це рішення запобігло економічним втратам, пов'язаним з демонтажем, ремонтом та непланованими простоями трансформатора, досягнувши значних економічних переваг.