Analisis Kecelakaan dan Langkah Peningkatan bagi Pembakaran Pengubah Tepi Tenaga Tinggi Trafo EAF

Pada masa ini, syarikat mengendalikan dua transformer ark elektrik (EAF). Voltan sekunder berkisar antara 121 V hingga 260 V, dengan arus terkini sebanyak 504 A / 12,213 A. Sisi voltan tinggi mempunyai lapan kedudukan tap, menggunakan penyesuaian voltan off-circuit bermotor. Peralatan tersebut dilengkapi dengan reaktor berkapasiti yang sesuai, disambungkan secara siri ke tap tertentu pada sisi voltan tinggi. Transformer-transformer ini telah beroperasi selama lebih dari 20 tahun. Sepanjang tempoh ini, untuk memenuhi permintaan proses pembuatan besi yang semakin berkembang, beberapa peningkatan teknikal telah dilaksanakan pada sistem kawalan elektrod dan sistem perlindungan transformer, bertujuan untuk memastikan operasi peralatan yang selamat dan stabil. Walau bagaimanapun, mencapai matlamat ini sangat bergantung kepada kelengkapandan kebolehpercayaan rangkaian interlock antara litar perlindungan sekunder transformer EAF dan sistem kawalan elektrod tungku ark. Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa insiden pembakaran pemilih tap voltan tinggi telah berlaku, menimbulkan kebimbangan tentang kebolehpercayaan rangkaian interlock yang berkaitan.

1 Fenomena Kemalangan

Pemeriksaan inti transformer menunjukkan bahawa semua kegagalan melibatkan pembakaran pemilih tap sisi voltan tinggi. Dalam setiap insiden, perlindungan sekunder sisi voltan tinggi beroperasi dengan andal. Pengaturan perlindungan arus terlebih pada sakelar voltan tinggi adalah 6,000 A di sisi primer, bermaksud perlindungan hanya akan aktif jika arus pendek melalui pemilih tap melebihi 6,000 A secara segera. Walau bagaimanapun, arus terkini pemilih tap sendiri hanya 630 A.

2 Analisis Punca Dasar

Proses pembuatan besi terdiri daripada tiga tahap: peleraian, oksidasi, dan reduksi. Semasa tahap peleraian, beban tiga fasa berfluktuasi drastik, menghasilkan arus masuk yang besar dan sering tidak seimbang. Bahkan semasa tahap penyulingan, perubahan berterusan dalam laluan pelepasan ark dan ionisasi celah ark menyebabkan arus beban yang tidak seimbang, menghasilkan komponen nol-sequence. Apabila komponen nol-sequence ini dipantulkan ke atas belitan voltan tinggi yang bersambungan bintang, ia menyebabkan pergeseran voltan titik neutral.

Berdasarkan fenomena kegagalan yang diperhatikan, pelbagai keadaan yang menyumbang telah dianalisis. Kajian mendalam telah dijalankan pada litar elektrik sistem kawalan elektrod tungku ark, hubungan interlock antara litar perlindungan sekunder voltan tinggi, dan kedudukan pemilih tap semasa perubahan gear. Ujian lapangan diulangi untuk mensimulasikan sama ada keadaan yang menyebabkan kegagalan boleh berlaku semasa pembuatan besi. Akhirnya, kekurangan berikut dalam litar perlindungan interlock sisi voltan tinggi transformer EAF telah dikenal pasti. Semasa pembuatan besi, kejadian mana-mana satu keadaan berikut boleh menyebabkan pembakaran pemilih tap:

• Melakukan perubahan tap selepas penghentian kuasa voltan tinggi. Semasa proses perubahan tap menggunakan pengawal pemilih tap, paparan digital mungkin menunjukkan selesai, tetapi pemilih tap belum sepenuhnya mencapai kedudukannya (i.e., kawasan kontak antara kontak bergerak dan statik belum mencapai kapasiti yang diperlukan). Jika kuasa voltan tinggi dipulihkan dalam keadaan ini, ia boleh menyebabkan korsleting antara fasa dan pembakaran pemilih tap semasa pembuatan besi.

• Perubahan tap di bawah voltan, iaitu mengubah kedudukan tap pemilih tap secara langsung semasa tungku ark beroperasi.

• Penyalaan di bawah beban, iaitu memulihkan kuasa voltan tinggi semasa tiga elektrod fasa tungku ark masih berhubungan dengan besi cair.

3 Tindakan Penambahbaikan

Berbanding dengan transformer kuasa konvensional, transformer EAF mempunyai ciri-ciri berikut: kapasiti beban berlebihan yang lebih tinggi, kekuatan mekanikal yang lebih besar, rintangan pendek yang lebih besar, pelbagai aras voltan sekunder, nisbah transformasi yang lebih tinggi, voltan sekunder yang rendah (puluhan hingga ratusan volt), dan arus sekunder yang tinggi (ribuan hingga puluhan ribu amper). Kawalan arus dalam tungku ark dicapai dengan mengubah sambungan tap pada sisi voltan tinggi transformer dan menyesuaikan kedudukan elektrod.

Semasa pembuatan besi, berdasarkan keperluan proses dan sifat operasi transformer EAF, dua unit sakelar voltan tinggi yang dipasang di depan tungku beroperasi puluhan atau ratusan kali setiap hari. Ini memberikan tuntutan yang ketat terhadap prestasi sakelar vakum dan kebolehpercayaan operasi perlindungan. Oleh itu, reka bentuk merangkumi konfigurasi "satu digunakan, satu siaga", dikawal dari stesen operator di depan tungku. Kuasa dibekalkan melalui kabel kuasa voltan tinggi dari substesyen pusat 66 kV syarikat.

Mengingat kekurangan dalam litar kawalan perlindungan interlock, penting untuk mencegah keadaan yang menyebabkan pembakaran pemilih tap semasa operasi pembuatan besi. Melalui analisis litar interlock, ujian simulasi, kajian struktur pemilih tap, dan pemahaman proses pembuatan besi, tindakan penambahbaikan berikut telah dirancang:

• Larang penyalaan voltan tinggi sehingga perubahan tap selesai sepenuhnya;

• Larang perubahan tap semasa sisi voltan tinggi disala;

• Larang penyalaan transformer di bawah beban.

4 Kesimpulan

Dengan melaksanakan penyelesaian di atas untuk mengatasi kekurangan dalam litar kawalan perlindungan interlock transformer EAF, kebolehpercayaan sistem interlock telah meningkat secara signifikan. Ini secara efektif mencegah kesalahan operasi oleh pekerja yang menyebabkan kerusakan peralatan, memastikan operasi transformer EAF yang selamat, stabil, dan boleh dipercayai. Ia juga memastikan penyelesaian tugas-tugas pembuatan besi syarikat dan mengurangkan kos pemeliharaan peralatan secara substansial.