تحلیل حوادث و اقدامات بهبود برای سوختن تغییر دهنده تپ در فشار بالا ترانسفورماتور EAF
حاليًا، تعمل الشركة على محولين كهربائيين بالقوس الكهربائي (EAF). تتراوح الجهد الثانوي من 121 فولت إلى 260 فولت، مع تيار محدد بـ 504 أمبير / 12,213 أمبير. يوجد على الجانب عالي الجهد ثماني مراكز للتبديل، باستخدام نظام تنظيم الجهد خارج الدائرة مدعوم بمحرك. يتم تجهيز المعدات بمفاعل بقدرة متوافقة متصل في سلسلة مع نقاط التبديل المحددة على الجانب عالي الجهد. وقد استمرت هذه المحولات في العمل لأكثر من 20 عامًا. خلال هذه الفترة، لمواجهة المتطلبات المتغيرة لعملية صناعة الصلب، تم تنفيذ العديد من التحديثات التقنية على نظام تحكم الأقطاب ونظام حماية المحول، بهدف ضمان تشغيل آمن ومستقر للمعدات. ومع ذلك، يعتمد تحقيق هذا الهدف بشكل أساسي على اكتمال وموثوقية الدائرة المرتبطة بين دائرة الحماية الثانوية للمحول EAF ونظام تحكم أقطاب الفرن بالقوس الكهربائي. في السنوات الأخيرة، حدثت عدة حوادث لاحتراق جهاز تبديل الجهد العالي، مما أثار مخاوف حول موثوقية الدوائر المرتبطة.
1 ظاهرة الحادث
أظهرت الفحوصات الأساسية للمحولات أن جميع الأعطال تضمنت احتراق جهاز تبديل الجهد العالي. في كل حادث، كانت الحماية الثانوية الجانب عالي الجهد تعمل بشكل موثوق. كان إعداد الحماية الفورية للتيار الزائد للقاطع عالي الجهد 6,000 أمبير على الجانب الأولي، مما يعني أن الحماية ستقوم بالتنشيط فقط إذا تجاوز التيار القصير عبر جهاز التبديل 6,000 أمبير فورياً. ومع ذلك، فإن التيار المحدد لجهاز التبديل نفسه هو فقط 630 أمبير.
2 تحليل السبب الجذري
تتألف عملية صناعة الصلب من ثلاث مراحل: الانصهار، والأكسدة، والاختزال. خلال مرحلة الانصهار، يتقلب الحمل الثلاثي بشكل كبير، مما ينتج تيارات دخول كبيرة وغير متوازنة غالبًا. حتى خلال مرحلة التصفية، يؤدي التغير المستمر في مسار الإشعاع الكهربائي وتقليل الفجوة الكهربائية إلى تيارات حمل غير متوازنة باستمرار، مما يؤدي إلى مكونات تردد صفر. عندما يتم عكس هذه المكونات الترددية الصفرية على ملفات الربط عالي الجهد المتصلة بنجمة، تسبب نقل الجهد عند نقطة الوسط.
بناءً على الظواهر الفاشلة الملاحظة، تم تحليل الشروط المساهمة المختلفة. تم إجراء دراسات مفصلة على الدوائر الكهربائية لنظام تحكم أقطاب الفرن الكهربائي، والعلاقة المرتبطة بين دائرة الحماية الثانوية عالي الجهد، وأوضاع جهاز التبديل أثناء التحويل. تم إجراء اختبارات ميدانية متكررة لمحاكاة ما إذا كان يمكن أن يحدث الشروط المؤدية إلى الفشل أثناء صناعة الصلب. في النهاية، تم تحديد العيوب التالية في دارة الحماية المرتبطة الجانب عالي الجهد للمحول EAF. أثناء صناعة الصلب، يمكن أن يؤدي حدوث أي من الشروط التالية إلى احتراق جهاز التبديل:
إجراء تبديل بعد إيقاف الطاقة عالية الجهد. أثناء عملية التبديل باستخدام جهاز التحكم في التبديل، قد يشير العرض الرقمي إلى الانتهاء، ولكن جهاز التبديل لم يصل تمامًا إلى وضعه (أي أن منطقة الاتصال بين الأقطاب المتحركة والسكونية لم تصل إلى القدرة المطلوبة). إذا تم استعادة الطاقة عالية الجهد تحت هذه الظروف، يمكن أن يؤدي ذلك إلى قصر بين الأطوار واحتراق جهاز التبديل أثناء صناعة الصلب.
تغيير التبديل تحت الجهد، أي تغيير موقع التبديل مباشرة أثناء تشغيل الفرن الكهربائي.
إمداد الطاقة تحت الحمل، أي استعادة الطاقة عالية الجهد بينما لا تزال الأقطاب الثلاثية للفرن الكهربائي على اتصال بالصلب المنصهر.
3 إجراءات التحسين
مقارنة بالمحولات الكهربائية التقليدية، تتميز محولات EAF بما يلي: قدرة تحميل أعلى، قوة ميكانيكية أكبر، عائق قصير أكبر، مستويات جهد ثانوية متعددة، معدلات تحويل أعلى، جهد ثانوي منخفض (عشرات إلى مئات الفولت)، وتيار ثانوي عالي (آلاف إلى عشرات الآلاف من الأمبير). يتم تحقيق السيطرة على التيار في الفرن الكهربائي عن طريق تغيير اتصالات التبديل على الجانب عالي الجهد للمحول وضبط مواقع الأقطاب.
خلال صناعة الصلب، وفقًا لمتطلبات العملية وطبيعة التشغيل للمحول EAF، تعمل الوحدتان عاليتا الجهد المثبتتان أمام الفرن عشرات أو حتى مئات المرات يوميًا. هذا يضع متطلبات صارمة على أداء المقاطع الفراغية وموثوقية عمليات الحماية. لذلك، تم تصميم "واحد في الاستخدام، واحد في الاحتياط" يتم التحكم فيه من محطة المشغل أمام الفرن. يتم تزويد الطاقة عبر كابلات طاقة عالية الجهد من محطة التحويل المركزية 66 كيلوفولت التابعة للشركة.
نظرًا للعيوب في دارة الحماية المرتبطة، من الضروري منع الشروط التي تؤدي إلى احتراق جهاز التبديل أثناء عمليات صناعة الصلب. من خلال تحليل الدائرة المرتبطة، واختبارات المحاكاة، ودراسة البنية لجهاز التبديل، وفهم عملية صناعة الصلب، تم تطوير الإجراءات التصحيحية التالية:
منع الإمداد بالطاقة عالية الجهد حتى يتم الانتهاء من التبديل تمامًا؛
منع التبديل أثناء وجود الطاقة عالية الجهد؛
منع الإمداد بالطاقة تحت الحمل.
4 الخلاصة
عن طريق تنفيذ الحلول المذكورة أعلاه لمعالجة العيوب في دارة الحماية المرتبطة للمحول EAF، تم تعزيز موثوقية نظام الترابط بشكل كبير. وهذا يمنع بشكل فعال الأخطاء التشغيلية التي يمكن أن تسبب تلف المعدات، مما يضمن تشغيل آمن ومستقر وموثوق للمحولات EAF. كما يضمن إنجاز مهام إنتاج الصلب للشركة بنجاح ويقلل بشكل كبير من تكاليف صيانة المعدات.
