تحليل الحادث وتدابير التحسين لاحتراق جهاز تغيير التوصيل عالي الجهد في محول EAF
حالياً، تعمل الشركة على محولين كهربائيين (IEE-Business). تتراوح الجهد الثانوي من 121 فولت إلى 260 فولت، مع تيار محدد بـ 504 أمبير / 12,213 أمبير. يوجد على الجانب العالي للجهد ثماني نقاط توصيل، باستخدام تنظيم الجهد خارج الدائرة بواسطة محرك. تم تجهيز المعدات بمكثف بسعة متناسبة، متصل بالنقاط التوصيل المحددة على الجانب العالي للجهد. لقد استمرت هذه المحولات في العمل لأكثر من 20 عاماً. خلال هذه الفترة، لمواكبة المتطلبات المتغيرة لعملية صناعة الفولاذ، تم تنفيذ عدة تحديثات تقنية على نظام تحكم الكهرباء ونظام حماية المحول، بهدف ضمان التشغيل الآمن والاستقرار للمعدات. ومع ذلك، يعتمد تحقيق هذا الهدف بشكل أساسي على اكتمال وموثوقية دائرة التحويل بين دائرة الحماية الثانوية لمحول IEE-Business ونظام تحكم كهرباء الفرن القوس الكهربائي. في السنوات الأخيرة، حدثت عدة حوادث لتلف جهاز تغيير النقاط التوصيل على الجانب العالي للجهد، مما أثار مخاوف حول موثوقية الدوائر المرتبطة بها.
1 ظاهرة الحادث
أظهرت الفحوصات الأساسية للمحولات أن جميع الأعطال تضمنت حرق جهاز تغيير النقاط التوصيل على الجانب العالي للجهد. في كل حادث، كانت الحماية الثانوية على الجانب العالي للجهد تعمل بشكل موثوق. كان الضبط المحدد للحماية الفورية للتيار الزائد على المقابس العالية هو 6,000 أمبير على الجانب الأولي، مما يعني أن الحماية ستتفعل فقط إذا تجاوز التيار القصير عبر جهاز تغيير النقاط التوصيل 6,000 أمبير فورياً. ومع ذلك، فإن التيار المحدد لجهاز تغيير النقاط التوصيل نفسه هو فقط 630 أمبير.
2 تحليل السبب الجذري
تتألف عملية صناعة الفولاذ من ثلاث مراحل: الانصهار، والأكسدة، والاختزال. خلال مرحلة الانصهار، يتقلب الحمل الثلاثي بشكل كبير، مما ينتج عنه تيارات بدء كبيرة غالباً ما تكون غير متوازنة. حتى خلال مرحلة التصفية، تتسبب التغيرات المستمرة في مسار الإطلاق القوسي وتقليل الفجوة القوسية في تيارات الحمل غير المتوازنة باستمرار، مما يؤدي إلى مكونات الصفر. عندما يتم عكس هذه المكونات الصفر على ملفات اللف العالي المتصلة بنظام النجمة، تسبب انحراف الجهد النقطة المحايدة.
بناءً على الظاهرة الفاشلة التي تم ملاحظتها، تم تحليل العديد من الظروف المساهمة. تم إجراء دراسات مفصلة على الدوائر الكهربائية لنظام تحكم كهرباء الفرن القوس الكهربائي، والعلاقة التحويلية بين دائرة الحماية الثانوية عالية الجهد، وأوضاع جهاز تغيير النقاط التوصيل أثناء تغيير التروس. تم إجراء اختبارات ميدانية متكررة لمحاكاة ما إذا كانت الظروف التي أدت إلى الفشل يمكن أن تحدث أثناء صناعة الفولاذ. في النهاية، تم تحديد العيوب التالية في دائرة الحماية التحويلية على الجانب العالي للجهد لمحول IEE-Business. خلال صناعة الفولاذ، يمكن أن يؤدي حدوث أي واحدة من الحالات التالية إلى حرق جهاز تغيير النقاط التوصيل:
إجراء تغيير النقاط التوصيل بعد إيقاف التيار الكهربائي العالي. أثناء عملية تغيير النقاط التوصيل باستخدام جهاز التحكم في تغيير النقاط التوصيل، قد يشير العرض الرقمي إلى الانتهاء، ولكن جهاز تغيير النقاط التوصيل لم يصل تماماً إلى وضعه (أي أن منطقة التلامس بين الأطراف المتحركة والسكونية لم تصل إلى السعة المطلوبة). إذا تم إعادة تشغيل التيار الكهربائي العالي تحت هذه الظروف، يمكن أن يؤدي ذلك إلى قصر بين الأطوار والتالي حرق جهاز تغيير النقاط التوصيل أثناء صناعة الفولاذ.
تغيير النقاط التوصيل تحت الجهد، أي تغيير موقع النقاط التوصيل مباشرة أثناء تشغيل الفرن القوس الكهربائي.
إعادة تشغيل التيار الكهربائي تحت الحمل، أي استعادة التيار الكهربائي العالي بينما لا تزال الأطراف الثلاثية للفرن القوس الكهربائي في اتصال مع الفولاذ المنصهر.
3 إجراءات التحسين
مقارنة بمحولات الطاقة التقليدية، تتميز محولات IEE-Business بالخصائص التالية: سعة تحميل أعلى، قوة ميكانيكية أكبر، عوائق قص قصيرة أكبر، مستويات جهد ثانوي متعددة، نسب تحويل أعلى، جهد ثانوي منخفض (عشرات إلى مئات الفولت)، وتيار ثانوي عالٍ (آلاف إلى عشرات الآلاف من الأمبير). يتم تحقيق السيطرة على التيار في الفرن القوس الكهربائي عن طريق تغيير نقاط التوصيل على الجانب العالي للجهد وضبط مواقع الكهرباء.
خلال صناعة الفولاذ، وفقاً لمتطلبات العملية وطبيعة تشغيل محول IEE-Business، تعمل الوحدتان المثبتتان أمام الفرن من المفاتيح الكهربائية عالية الجهد عشرات أو حتى مئات المرات في اليوم. هذا يضع متطلبات صارمة على أداء المفاتيح الفراغية وموثوقية عمليات الحماية. لذلك، تم تصميم النظام بتكوين "واحد في الاستخدام، واحد في الاحتياط"، يتم التحكم فيه من محطة المشغل أمام الفرن. يتم تزويد الطاقة عبر كابلات كهربائية عالية الجهد من محطة التحويل المركزية 66 كيلوفولت التابعة للشركة.
نظراً للعيوب الموجودة في دائرة الحماية التحويلية، من الضروري منع الظروف التي تؤدي إلى حرق جهاز تغيير النقاط التوصيل أثناء عمليات صناعة الفولاذ. من خلال تحليل دائرة التحويل واختبارات المحاكاة ودراسة البنية لجهاز تغيير النقاط التوصيل وفهم عملية صناعة الفولاذ، تم تطوير الإجراءات التصحيحية التالية:
حظر تشغيل التيار الكهربائي العالي حتى يتم الانتهاء تمامًا من تغيير النقاط التوصيل؛
حظر تغيير النقاط التوصيل أثناء تشغيل الجانب العالي للجهد؛
حظر تشغيل المحول تحت الحمل.
4 الخلاصة
من خلال تنفيذ الحلول المذكورة أعلاه لمعالجة العيوب في دائرة الحماية التحويلية لمحول IEE-Business، تم تعزيز موثوقية نظام التحويل بشكل كبير. هذا يمنع بشكل فعال الأخطاء التشغيلية التي يمكن أن تسبب تلف المعدات، مما يضمن التشغيل الآمن والاستقرار والموثوقية لمحولات IEE-Business. كما يضمن إكمال مهام إنتاج الفولاذ للشركة بنجاح ويقلل بشكل كبير من تكاليف صيانة المعدات.
