Feilanalyse og forbedrings tiltak for EAF-transformator høyspenningsskivebryter forbrenning
For øyeblikket drives selskapet to elektriske bueovntransformatorer (EAF). Sekundærspenningen varierer fra 121 V til 260 V, med en nominell strøm på 504 A / 12 213 A. Høyvoltage siden har totalt åtte tap-posisjoner, og bruker motorstyrt avkoblet spenningsregulering. Ustyr er utstyrt med en reaktor med tilsvarende kapasitet, koblet i serie til degiterte tap-punkter på høyvoltage siden. Disse transformatorer har vært i drift i over 20 år. Gjennom denne perioden, for å møte de endrede kravene i stålprosessen, har flere tekniske oppgraderinger blitt implementert på elektrodekontrollsystemet og transformatorbeskyttelsessystemet, med mål om å sikre trygg og stabil drift av utstyret. Dette målet er imidlertid kritisk avhengig av kompletheten og påliteligheten i det sammenkopledes kretssystemet mellom sekundærbeskyttelseskretset av EAF-transformator og bueovnens elektrodekontrollsystem. De senere årene har det oppstått flere hendelser med brenning av høyvoltage tap-bytter, noe som har skapt bekymring for påliteligheten av de relaterte sammenkopledes kretsene.
1 Hendelse
Kjerneinspeksjon av transformatorer viste at alle feil involverte brenning av høyvoltage siden tap-bytter. I hver hendelse fungerte sekundærbeskyttelsen på høyvoltage siden pålitelig. Instinktsmessig overstrømsbeskyttelsen for høyvoltage bryteren var satt til 6 000 A på primær siden, betyr at beskyttelsen kun ville aktiveres hvis kortslutningsstrømmen gjennom tap-bytter oversteg 6 000 A instinktsmessig. Imidlertid er den nominelle strømmen for tap-bytter bare 630 A.
2 Årsaksanalyse
Stålprosessen består av tre faser: smelting, oksidering, og reduksjon. Under smeltingsfasen fluktuere trefasebelastningen sterkt, noe som genererer store inrush-strømer som ofte er ubalanserte. Sogar under rensefasen fører kontinuerlige endringer i buediskhverfen og bueluft ionisering til konstant ubalanserte belastningsstrømer, noe som resulterer i nullsekvenskomponenter. Når disse nullsekvenskomponentene reflekteres på stjernekoblet høyvoltage vindings, forårsaker de en forskyvning av nøytralpunktets spenning.
Basert på de observerte feilfenomenene ble ulike bidragende forhold analysert. Detaljerte studier ble gjort på elektriske kretser i bueovnens elektrodekontrollsystem, sammenkoplingforholdet mellom høyvoltage sekundærbeskyttelseskretset, og posisjonene til tap-bytter under gearskifting. Felttester ble gjentatte ganger utført for å simulere om forholdene som førte til feil kunne oppstå under stålproduksjon. Til slutt ble følgende mangler i sammenkoplingsbeskyttelseskretset på høyvoltage siden av EAF-transformator identifisert. Under stålproduksjon kan forekomsten av noen av følgende forhold føre til brenning av tap-bytter:
Utførelse av tap-bytting etter høyvoltage strømavbrudd. Under tap-byttingsprosessen ved hjelp av tap-bytterkontrolleren, kan den digitale visningen indikere fullførelse, men tap-bytteren har ikke fullt ut nådd sin posisjon (dvs. kontaktarealet mellom bevegelige og statiske kontakter har ikke nådd den nødvendige kapasiteten). Hvis høyvoltage strømmen gjenopprettes under disse forholdene, kan det føre til fasemot-fase kortslutninger og deretter brenning av tap-bytter under stålproduksjon.
Tap-bytting under spenning, dvs. direkte bytte av tap-posisjonen til tap-bytteren mens bueovnen opererer.
Strømtilførsel under last, dvs. gjenopprettelse av høyvoltage strøm mens de trefaseelektrodene i bueovnen fortsatt er i kontakt med smeltet stål.
3 Forbedringsforanstaltninger
Sammenlignet med konvensjonelle krafttransformatorer, har EAF-transformatorer følgende egenskaper: høyere overlastkapasitet, større mekanisk styrke, større kortslutningsimpedans, flere sekundære spenningsnivåer, høyere transformasjonsforhold, lav sekundærspenning (tiere til hundrevis av volt), og høy sekundærstrøm (tusener til titusener av amper). Strømkontroll i bueovnen oppnås ved å endre tap-koblinger på høyvoltage siden av transformator og justere elektrodposisjonene.
Under stålproduksjon, i henhold til prosesskrav og driftsegenskaper til EAF-transformator, opererer de to høyvoltage brytere installert foran ovnen flere ti eller hundre ganger per dag. Dette stiller strenge krav til ytelsen til vakuum brytere og påliteligheten av beskyttelsesoperasjoner. Derfor inkluderer designet en "én i bruk, én i beredskap" konfigurasjon, styrt fra operatørstasjonen foran ovnen. Strøm leveres via høyvoltage strømkabler fra selskapets 66 kV sentral substation.
Gitt manglene i sammenkoplingsbeskyttelseskretset, er det nødvendig å forhindre forholdene som fører til brenning av tap-bytter under stålproduksjon. Gjennom analyse av sammenkoplingskretsen, simuleringsprøving, strukturelle studier av tap-bytter, og forståelse av stålprosessen, ble følgende korrektive foranstaltninger utviklet:
Forby høyvoltage strømtilførsel før tap-bytting er fullført;
Forby tap-bytting mens høyvoltage siden er strømført;
Forby strømtilførsel til transformator under last.
4 Konklusjon
Ved å implementere de ovennevnte løsningene for å håndtere manglene i EAF-transformatorens sammenkoplingsbeskyttelseskretset, har påliteligheten i sammenkoplingsystemet blitt betydelig forbedret. Dette hindrer effektivt personellfeil fra å forårsake utstyrsbeskadigelse, og sikrer trygg, stabil og pålitelig drift av EAF-transformatorer. Det garanterer også vellykket gjennomføring av selskapets stålproduksjonstasker, og reduserer vesentlig vedlikeholdsutfgifter for utstyret.
