Pagsusuri ng Aksidente at mga Paraan ng Pagpapabuti para sa EAF Transformer High-Voltage Tap Changer Burnout

Sa kasalukuyan, ang kompanya ay nagpapatakbo ng dalawang electric arc furnace (EAF) transformers. Ang secondary voltage ay nasa pagitan ng 121 V hanggang 260 V, na may rated current na 504 A / 12,213 A. Ang high-voltage side ay may kabuuang walong tap positions, na gumagamit ng motor-driven off-circuit voltage regulation. Ang kagamitan ay sumasangkot ng isang reactor na may katugmang kapasidad, na nakakonekta sa serye sa mga itinalagang taps sa high-voltage side. Ang mga transformer na ito ay nasa operasyon nang higit sa 20 taon. Sa buong panahong ito, upang matugunan ang patuloy na pagbabago ng mga pangangailangan ng proseso ng paggawa ng bakal, ilang teknikal na pagsasama ng bagong teknolohiya ay ipinatupad sa electrode control system at transformer protection system, na may layuning tiyakin ang ligtas at matatag na operasyon ng kagamitan. Gayunpaman, ang pagkamalabis at reliabilidad ng interlocking circuit sa pagitan ng secondary protection circuit ng EAF transformer at electrode control system ng arc furnace ay kritikal para sa pagtamo ng layuning ito. Sa mga nakaraang taon, ilang insidente ng burnout ng high-voltage tap changer ang naganap, na nag-udyok ng pag-aalala tungkol sa reliabilidad ng mga kaugnay na interlocking circuits.

1 Phenomenon ng Aksidente

Ang mga inspeksyon sa core ng mga transformer ay nagpakita na lahat ng pagkabigo ay kasama ang burnout ng high-voltage side tap changer. Sa bawat insidente, ang secondary protection sa high-voltage side ay umoperang maasahan. Ang setting ng instantaneous overcurrent protection para sa high-voltage switch ay 6,000 A sa primary side, ibig sabihin, ang proteksyon ay mag-operate lamang kung ang short-circuit current sa tap changer ay lumampas sa 6,000 A instantaneously. Gayunpaman, ang rated current ng tap changer mismo ay lamang 630 A.

2 Pagsusuri ng Root Cause

Ang proseso ng paggawa ng bakal ay binubuo ng tatlong yugto: melting, oxidation, at reduction. Sa panahon ng melting stage, ang three-phase load ay nag-uulit-ulit na nagbabago, na nagdudulot ng malaking inrush currents na kadalasang hindi balanse. Kahit sa panahon ng refining stage, ang patuloy na pagbabago ng arc discharge path at arc gap ionization ay nagdudulot ng constant na hindi balanse na load currents, na nagreresulta sa zero-sequence components. Kapag ang mga zero-sequence components na ito ay nireplekta sa star-connected high-voltage winding, ito ay nagdudulot ng displacement ng neutral point voltage.

Batay sa napansin na mga phenomena ng pagkabigo, iba't ibang kondisyon na may kontribusyon ay pinag-aralan. Ang detalyadong pag-aaral ay isinagawa sa electrical circuits ng arc furnace electrode control system, ang interlock relationship sa pagitan ng high-voltage secondary protection circuit, at ang posisyon ng tap changer sa panahon ng gear shifting. Maraming field tests ang isinagawa upang simulan kung ang mga kondisyon na nagdudulot ng pagkabigo ay maaaring mangyari sa panahon ng paggawa ng bakal. Sa huli, ang mga sumusunod na kakulangan sa interlocking protection circuit sa high-voltage side ng EAF transformer ay natuklasan. Sa panahon ng paggawa ng bakal, ang pagyari ng anumang isa sa mga sumusunod na kondisyon ay maaaring magresulta sa burnout ng tap changer:

• Pag-conduct ng tap changing pagkatapos ng shutdown ng high-voltage power. Sa panahon ng proseso ng tap changing gamit ang tap changer controller, ang digital display maaaring mag-indikasyon ng pagtatapos, ngunit ang tap changer ay hindi pa ganap na nakarating sa posisyon (ibig sabihin, ang contact area sa pagitan ng moving at stationary contacts ay hindi pa nakarating sa kinakailangang kapasidad). Kung ang high-voltage power ay muling inilapat sa mga kondisyong ito, ito ay maaaring magresulta sa phase-to-phase short circuits at subsequent burnout ng tap changer sa panahon ng paggawa ng bakal.

• Tap changing under voltage, ibig sabihin, direktang pagbabago ng tap position ng tap changer habang ang arc furnace ay nagsasagawa ng operasyon.

• Energizing under load, ibig sabihin, muling inilapat ang high-voltage power habang ang tatlong phase electrodes ng arc furnace ay naka-contact pa sa molten steel.

3 Pagpapabuti ng mga Taktika

Kumpara sa mga conventional power transformers, ang mga EAF transformers ay may sumusunod na mga katangian: mas mataas na overload capacity, mas malaking mechanical strength, mas malaking short-circuit impedance, maraming secondary voltage levels, mas mataas na transformation ratios, mababang secondary voltage (daan hanggang libo ng volts), at mataas na secondary current (libo hanggang daang libo ng amperes). Ang kontrol ng current sa arc furnace ay nakuha sa pamamagitan ng pagbabago ng tap connections sa high-voltage side ng transformer at adjustment ng posisyon ng mga electrode.

Sa panahon ng paggawa ng bakal, batay sa mga pangangailangan ng proseso at operational nature ng EAF transformer, ang dalawang high-voltage switchgear units na na-install sa harap ng furnace ay nag-ooperate nang puluhan o kahit daanan sa bawat araw. Ito ay naglalagay ng mahigpit na demand sa performance ng vacuum switches at reliabilidad ng protective operations. Dahil dito, ang disenyo ay may "one-in-use, one-on-standby" configuration, na pinapatakbo mula sa furnace front operator station. Ang power ay ipinapadala sa pamamagitan ng high-voltage power cables mula sa 66 kV central substation ng kompanya.

Bilang tugon sa mga kakulangan sa interlocking protection control circuit, mahalagang iwasan ang mga kondisyon na nagdudulot ng burnout ng tap changer sa panahon ng operasyon ng paggawa ng bakal. Sa pamamagitan ng pagsusuri ng interlocking circuit, simulation testing, structural study ng tap changer, at pag-unawa sa proseso ng paggawa ng bakal, ang mga sumusunod na taktikal na pagpapabuti ay nilikha:

• Ipagbawal ang high-voltage energization hanggang sa ganap na natapos ang tap changing;

• Ipagbawal ang tap changing habang ang high-voltage side ay may enerhiya;

• Ipagbawal ang energizing ng transformer under load.

4 Kasimpulan

Sa pamamagitan ng pag-implement ng mga nabanggit na solusyon upang tugunan ang mga kakulangan sa interlocking protection control circuit ng EAF transformer, ang reliabilidad ng interlock system ay lubos na nabigyan ng lakas. Ito ay epektibong nag-iwas sa mga pagkakamali ng personal na maaaring magdulot ng pinsala sa kagamitan, na nagbibigay-daan sa ligtas, matatag, at maasahang operasyon ng mga EAF transformers. Ito rin ay nagtaguyod ng matagumpay na pagtatapos ng produksyon ng paggawa ng bakal ng kompanya at lubhang binawasan ang maintenance costs ng kagamitan.