ईएफ ट्रांसफॉर्मर हाई-वोल्टेज टैप चेंजर के जलने का दुर्घटना विश्लेषण और सुधार उपाय

वर्तमान में, कंपनी दो इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस (EAF) ट्रांसफॉर्मर संचालित करती है। द्वितीयक वोल्टेज 121 वोल्ट से 260 वोल्ट तक होता है, और निर्धारित धारा 504 ए / 12,213 ए है। उच्च-वोल्टेज पक्ष में कुल आठ टैप स्थितियाँ हैं, जो मोटर-ड्राइव ऑफ-सर्किट वोल्टेज रेगुलेशन का उपयोग करती हैं। उपकरण को एक संबद्ध क्षमता का रिएक्टर से लिपटा होता है, जो उच्च-वोल्टेज पक्ष पर निर्दिष्ट टैपों के साथ श्रृंखला में जुड़ा होता है। ये ट्रांसफॉर्मर 20 से अधिक वर्षों से संचालन में हैं। इस अवधि के दौरान, स्टील बनाने की प्रक्रिया की बदलती मांगों को पूरा करने के लिए, इलेक्ट्रोड नियंत्रण प्रणाली और ट्रांसफॉर्मर सुरक्षा प्रणाली पर कई तकनीकी अपग्रेड किए गए हैं, सुरक्षित और स्थिर उपकरण संचालन को सुनिश्चित करने के लिए। हालांकि, यह लक्ष्य IEE-Business EAF ट्रांसफॉर्मर के द्वितीयक सुरक्षा परिपथ और आर्क फर्नेस के इलेक्ट्रोड नियंत्रण प्रणाली के बीच के इंटरलॉकिंग परिपथ की पूर्णता और विश्वसनीयता पर निर्भर करता है। हाल के वर्षों में, उच्च-वोल्टेज टैप चेंजर जलने के कई घटनाएँ हुई हैं, जो संबद्ध इंटरलॉकिंग परिपथों की विश्वसनीयता पर सवाल उठाती हैं।

1 दुर्घटना घटना

ट्रांसफॉर्मरों की मुख्य जांच से पता चला कि सभी विफलताओं में उच्च-वोल्टेज पक्ष के टैप चेंजर का जलना शामिल था। प्रत्येक घटना में, उच्च-वोल्टेज पक्ष पर द्वितीयक सुरक्षा विश्वसनीय रूप से संचालित हुई। उच्च-वोल्टेज स्विच के लिए तात्कालिक ओवरकरंट सुरक्षा सेटिंग प्राथमिक पक्ष पर 6,000 ए थी, जिसका अर्थ है कि सुरक्षा केवल तभी सक्रिय होगी जब टैप चेंजर के माध्यम से शॉर्ट-सर्किट धारा तात्कालिक रूप से 6,000 ए से अधिक हो जाए। हालांकि, टैप चेंजर की निर्धारित धारा केवल 630 ए है।

2 मूल कारण विश्लेषण

स्टील बनाने की प्रक्रिया तीन चरणों से गुजरती है: पिघलाना, ऑक्सीकरण, और रिडक्शन। पिघलाने के चरण में, तीन-प्रकार का लोड तेजी से बदलता है, जिससे बड़ी इनरश करंट उत्पन्न होती हैं जो अक्सर असंतुलित होती हैं। यहाँ तक कि रिफाइनिंग चरण में भी, आर्क डिस्चार्ज पथ और आर्क गैप आयनीकरण के निरंतर बदलाव से लगातार असंतुलित लोड करंट उत्पन्न होते हैं, जिससे शून्य-अनुक्रम घटक बनते हैं। जब ये शून्य-अनुक्रम घटक स्टार-संयोजित उच्च-वोल्टेज वाइंडिंग पर परावर्तित होते हैं, तो वे न्यूट्रल पॉइंट वोल्टेज विस्थापन का कारण बनते हैं।

देखे गए विफलता घटनाओं के आधार पर, विभिन्न योगदानकार परिस्थितियों का विश्लेषण किया गया। आर्क फर्नेस इलेक्ट्रोड नियंत्रण प्रणाली के इलेक्ट्रिक परिपथ, उच्च-वोल्टेज द्वितीयक सुरक्षा परिपथ के बीच के इंटरलॉकिंग संबंध, और गियर शिफ्टिंग के दौरान टैप चेंजर की स्थितियों पर विस्तृत अध्ययन किया गया। क्षेत्र में परीक्षण बार-बार किए गए थे, जिससे स्टील बनाने के दौरान विफलता का कारण बनने वाली परिस्थितियों की नकल की गई। अंततः, उच्च-वोल्टेज पक्ष पर EAF ट्रांसफॉर्मर के इंटरलॉकिंग सुरक्षा परिपथ में निम्नलिखित अपर्याप्तताएँ पहचानी गई। स्टील बनाने के दौरान, निम्नलिखित में से किसी एक परिस्थिति का होना टैप चेंजर के जलने का कारण बन सकता है:

• उच्च-वोल्टेज विद्युत की छुट्टी के बाद टैप बदलना। टैप चेंजर कंट्रोलर का उपयोग करके टैप बदलने की प्रक्रिया के दौरान, डिजिटल डिस्प्ले पूरा होने का संकेत दे सकता है, लेकिन टैप चेंजर अपनी स्थिति तक पूरी तरह से पहुंच नहीं पाया होता (यानी, गतिशील और स्थिर संपर्कों के बीच का संपर्क क्षेत्र आवश्यक क्षमता तक पहुंच नहीं पाया होता)। यदि इन परिस्थितियों में उच्च-वोल्टेज विद्युत पुनः स्थापित किया जाता है, तो यह स्टील बनाने के दौरान टैप चेंजर के जलने का कारण बन सकता है।

• वोल्टेज के तहत टैप बदलना, यानी, आर्क फर्नेस के संचालन के दौरान टैप चेंजर की टैप स्थिति को तुरंत बदलना।

• लोड के तहत ऊर्जा प्रदान करना, यानी, आर्क फर्नेस के तीन-प्रकार के इलेक्ट्रोड गलित स्टील से संपर्क में होते हुए उच्च-वोल्टेज विद्युत पुनः स्थापित करना।

3 सुधार उपाय

पारंपरिक विद्युत ट्रांसफॉर्मरों की तुलना में, EAF ट्रांसफॉर्मर निम्नलिखित विशेषताओं के साथ आते हैं: उच्च ओवरलोड क्षमता, अधिक यांत्रिक ताकत, बड़ा शॉर्ट-सर्किट इम्पीडेंस, बहुत से द्वितीयक वोल्टेज स्तर, उच्च ट्रांसफॉर्मेशन अनुपात, निम्न द्वितीयक वोल्टेज (दहाई से सैकड़ों वोल्ट), और उच्च द्वितीयक धारा (हजारों से लाखों एम्पियर)। आर्क फर्नेस में धारा नियंत्रण ट्रांसफॉर्मर के उच्च-वोल्टेज पक्ष पर टैप कनेक्शनों को बदलकर और इलेक्ट्रोडों की स्थितियों को समायोजित करके प्राप्त किया जाता है।

स्टील बनाने के दौरान, प्रक्रिया की आवश्यकताओं और EAF ट्रांसफॉर्मर के संचालन की प्रकृति के अनुसार, फर्नेस के सामने स्थापित दो उच्च-वोल्टेज स्विचगियर इकाइयाँ दिन में दहाई से सैकड़ों बार संचालित होती हैं। यह वैक्यूम स्विचों के प्रदर्शन और सुरक्षा संचालन की विश्वसनीयता पर गंभीर आवश्यकताएँ डालता है। इसलिए, डिजाइन में "एक-प्रयोग में, एक-स्टैंडबाय" की व्यवस्था की गई है, जो फर्नेस के सामने स्थित ऑपरेटर स्टेशन से नियंत्रित होती है। विद्युत प्रदान कंपनी के 66 किलोवोल्ट मुख्य सबस्टेशन से उच्च-वोल्टेज विद्युत केबलों के माध्यम से की जाती है।

इंटरलॉकिंग सुरक्षा नियंत्रण परिपथ में अपर्याप्तताओं के आधार पर, स्टील बनाने के दौरान टैप चेंजर के जलने के कारण बनने वाली परिस्थितियों को रोकना आवश्यक है। इंटरलॉकिंग परिपथ के विश्लेषण, सिमुलेशन परीक्षण, टैप चेंजर की संरचना का अध्ययन, और स्टील बनाने की प्रक्रिया की समझ के आधार पर, निम्नलिखित सुधार उपाय विकसित किए गए हैं:

• टैप बदलने के पूरा होने तक उच्च-वोल्टेज विद्युत प्रदान करना प्रतिबंधित करें;

• उच्च-वोल्टेज पक्ष ऊर्जायुक्त होने पर टैप बदलना प्रतिबंधित करें;

• लोड के तहत ट्रांसफॉर्मर को ऊर्जा प्रदान करना प्रतिबंधित करें।

4 निष्कर्ष

EAF ट्रांसफॉर्मर के इंटरलॉकिंग सुरक्षा नियंत्रण परिपथ की अपर्याप्तताओं को दूर करने के लिए उपरोक्त समाधानों को लागू करके, इंटरलॉक सिस्टम की विश्वसनीयता में बहुत बढ़ोतरी हुई है। यह प्रभावी रूप से व्यक्तिगत कार्यकर्ताओं के ऑपरेशनल त्रुटियों से उपकरण की क्षति को रोकता है, EAF ट्रांसफॉर्मर के सुरक्षित, स्थिर और विश्वसनीय संचालन को सुनिश्चित करता है। यह भी कंपनी के स्टील बनाने के उत्पादन कार्यों के सफल पूरा होने की गारंटी देता है और उपकरण की रखरखाव की लागत में बहुत कमी करता है।