Nelaimes Analīze un Uzlabojumu Pasākumi EAF Pārveidotāja Augstsprieguma Kontaktstāvēšanas Sistēmai

Pašlaik uzņēmums darbo divus elektriskā loka krosnes (EAF) transformatorus. Sekundārā sprieguma diapazons ir no 121 V līdz 260 V ar nomācīto strāvas stiprumu 504 A / 12 213 A. Augstsprieguma pusei ir kopā astoņas tap pozīcijas, izmantojot motorizētu nestrādājošā režīma sprieguma regulēšanu. Iekārtai ir aprīkots atbilstošs reaktors, kas savienots sērijā ar noteiktām augstsprieguma puses tap pozīcijām. Šie transformatori darbojas jau vairāk nekā 20 gadus. Lai gan šajā laikā, lai atbilstu metālurgijas procesiem, ir veikti vairāki tehniskie atjauninājumi elektroda kontrolsistemā un transformatora aizsardzības sistēmā, mērķis bija nodrošināt drošu un stabila iekārtu darbību. Tomēr šī mērķa sasniegšana būtiski atkarīga no sekundārā aizsardzības transformatora EAF un arkas elektroda kontrolsistema starpniecības shēmas pilnības un uzticamības. Pēdējos gados notikuši vairāki incidenti ar augstsprieguma tap mainītāju nogarešanos, kas rada bažas par saistīto interlock shēmu uzticamību.

1 Nelaimes paradokss

Transformatoru pamatnes inspekcijas atklāja, ka visi traucējumi bija saistīti ar augstsprieguma puses tap mainītāju nogarešanos. Katrā gadījumā augstsprieguma puses sekundārā aizsardzība darbojās uzticami. Augstsprieguma slēdzļa momentānā pārstrāvas aizsardzības iestatījums bija 6 000 A primārajā pusē, tātad aizsardzība aktivizētos tikai tad, ja caur tap mainītāju ejotais īstermiņa strāvas stipruma pārstrāva pārsniegtu 6 000 A. Tomēr tap mainītāja nomācītais strāvas stipruma apjoms ir tikai 630 A.

2 Saknes cēloņu analīze

Metālurgijas process sastāv no trim posmiem: smilšanas, oksidēšanas un reducēšanas. Smilšanas posmā trīsstarpējā ielāde nestabilitāte dēļ rodas lieli ieplūdes strāvas, kas bieži ir nesaskaņotas. Pat filtrešanas posmā nepārtraukti mainīgās loka izplūdes ceļa un loka atstarpes jonizācija rada pastāvīgi nesaskaņotas ielādes strāvas, kas rezultē nulles komponentu radīšanā. Kad šie nulles komponenti tiek atspoguļoti zvaigznaini savienotajā augstsprieguma vijolē, tos izraisīta nulles punkta sprieguma nobīde.

Pamatojoties uz novērotajiem nelaimes paradoksiem, tika analizētas dažādas ieguldīšanas apstākļi. Tika veikti detalizēti pētījumi par arkas elektroda kontrolsistema elektriskajām shēmām, augstsprieguma sekundārā aizsardzības shēmas un tap mainītāju pozīciju starpniecības attiecībām. Lauka testi tika atkārtoti veikti, lai simulētu, vai varētu notikt nelaimes radīšanas apstākļi metālurgijas procesā. Galu galā tika identificētas šādas trūkumi augstsprieguma puses EAF transformatora interlock aizsardzības shēmā. Metālurgijas procesā jebkurš no šiem apstākļiem varētu radīt tap mainītāju nogarešanos:

• Tap maiņa pēc augstsprieguma enerģijas atslēgšanas. Tap maiņas procesā, izmantojot tap mainītāju kontrolleri, skaitļu displejs var rādīt, ka procesa beigas, bet tap mainītājs nav pilnībā nonācis savā pozīcijā (t.i., kustīgā un stacionārā kontaktu kontaktes platība nav sasniedzusi prasīto kapacitāti). Ja šādos apstākļos atkal piegādā augstspriegumu, tas var radīt fāzes starpību īstermiņa savienojumu un tālāk tap mainītāju nogarešanos metālurgijas procesā.

• Tap maiņa ar spriegumu, t.i., tieši mainot tap mainītāja pozīciju, kad arka elektroda krosne darbojas.

• Enerģijas piegāde ar ielādi, t.i., atjaunojot augstspriegumu, kad arkas elektroda krosnes trīsstarpējie elektrodi joprojām ir saskarsmē ar topušo metālu.

3 Uzlabojumu pasākumi

Salīdzinājumā ar parastajiem elektroenerģijas transformatoriem, EAF transformatoriem ir šādas īpašības: lielāka pārmērīga ielādes spēja, lielāka mehāniskā izturība, lielāks īstermiņa pretestības koeficients, vairākas sekundārās sprieguma līmeņa vērtības, augstāks transformācijas koeficients, zems sekundārā sprieguma līmenis (desmitiem līdz simtiem voltu) un augsts sekundārā strāvas stipruma līmenis (tūkstošiem līdz desmitiem amperu). Strāvas kontrolēšana arkas elektroda krosnē notiek, mainot tap savienojumus augstsprieguma pusei un pielāgojot elektrodu pozīcijas.

Metālurgijas procesā, saskaņā ar procesa prasībām un EAF transformatora darbības raksturu, divi augstsprieguma slēdzļu bloki, kas instalēti priekšējā pusē, darbojas desmitiem vai pat simtiem reižu ik dienu. Tas liek stingri prasības vakuumslēdzļu un aizsardzības operāciju uzticamībai. Tāpēc dizains ietver "viens izmantots, viens gaidībā" konfigurāciju, kas kontrolēta no priekšējās operatora stacijas. Enerģija tiek piegādāta caur augstsprieguma enerģijas kabeļiem no uzņēmuma 66 kV centrālās substačijas.

Ņemot vērā trūkumus interlock aizsardzības kontroles shēmā, ir būtiski novērst apstākļus, kas varētu radīt tap mainītāju nogarešanos metālurgijas procesā. Pēc interlock shēmas analīzes, simulācijas testēšanas, tap mainītāju struktūras pētījumiem un metālurgijas procesa izpratnes, tika izstrādāti šādi labojumu pasākumi:

• Aizliegt augstsprieguma enerģijas piegādi, kamēr tap maiņa nav pilnībā pabeigta;

• Aizliegt tap maiņu, kamēr augstsprieguma puse ir energēta;

• Aizliegt transformatora enerģēšanu ar ielādi.

4 Secinājumi

Realizējot minētos risinājumus, lai labotu trūkumus EAF transformatora interlock aizsardzības kontroles shēmā, ir būtiski palielināta interlock sistēmas uzticamība. Tas efektīvi novērš personāla darbības kļūdas, kas varētu radīt iekārtu bojājumus, nodrošinot drošu, stabila un uzticamu EAF transformatoru darbību. Tas arī garantē uzņēmuma metālurgijas ražošanas uzdevumu veiksmīgu izpildi un būtiski samazina iekārtu uzturēšanas izmaksas.