Analiza nesreče in ukrepi za izboljšanje zaradi zgorelosti visokonapetostnega vmesnika transformatorja EAF
Trenutno podjetje upravlja z dvema električnima luka (EAF) transformatorjema. Sekundarna napetost sega od 121 V do 260 V, z nominalnim tokom 504 A / 12,213 A. Visokonapetostna stran ima skupaj osem polozajev priključkov, ki uporabljajo motorizirano nadzorno regulacijo napetosti brez obhoda. Oprema je opremljena s reaktorjem ustreznega kapaciteta, povezanim v serijo na določene priključke visokonapetostne strani. Ti transformatorji so v delovanju več kot 20 let. V tem času so zaradi spreminjanja zahtev procesa litje jekla izvedene nekaj tehničnih posodobitev sistema nadzora elektrod in sistema zaščite transformatorja, da bi se zagotovila varna in stabilna delovanje opreme. Ključno za dosego tega cilja je celovitost in zanesljivost vezave med sekundarno zaščitno vezavo EAF transformatorja in sistemom nadzora elektrod luka. V zadnjih letih je prišlo do nekaj primerov zgorevanja viškonapetostnega preklopnika priključkov, kar je povzročilo skrbi glede zanesljivosti povezanih vezav.
1 Pojav nesreče
Preiskave jedra transformatorjev so razkrile, da so vse odpadele zgorevanja viškonapetostnega preklopnika priključkov. V vsakem primeru je sekundarna zaščita na visokonapetostni strani delovala zanesljivo. Nastavitev trenutne prepogojne zaščite za viškonapetostni preklopnik je bila 6,000 A na primarni strani, kar pomeni, da bi zaščita delovala le, če bi krajščini tok skozi preklopnik presegel 6,000 A trenutno. Vendar je nominalni tok preklopnika samo 630 A.
2 Analiza osnovnega vzroka
Proces litje jekla se sestoji iz treh faz: taljenje, oksidacija in redukcija. Med fazo taljenja se trifazni obremenitve močno spreminjajo, kar generira velike pretokove, ki so pogosto neravnotežni. Tudi med fazo čiščenja pa se neprekinjeno spreminja pot arčnega razboja in jonizacija arčnega praznika, kar vodi do stalno neravnotežnih tokov obremenitve, kar ustvarja komponente ničtega vrstnega reda. Ko so te komponente ničtega vrstnega reda odražene na zvezdno povezano visokonapetostno navije, to povzroči pomik napetosti neutralne točke.
Na podlagi opaženih pojavov odpadov so bile analizirane različne prispevajoče pogoji. Podrobne študije so bile izvedene na električnih vezavah sistema nadzora elektrod luka, vezavi med sekundarno zaščitno vezavo visokonapetostne strani in položaji preklopnika priključkov med menjavo zapor. Polaganji so se ponavljali v terenu, da bi simulirali, ali bi se lahko pogoji, ki vodijo do odpada, pojavili med litjem jekla. Končno so bile identificirane naslednje pomanjkljivosti vezave zaščitne vezave na visokonapetostni strani EAF transformatorja. Med litjem jekla bi se kdaj koli enega od naslednjih pogojev lahko vodil do zgorevanja preklopnika priključkov:
Menjava priključkov po izklopku visokonapetostne napetosti. Med postopkom menjave priključkov z uporabo kontrolnika preklopnika priključkov, lahko digitalni prikaz kaže dokončanje, vendar preklopnik priključkov še ni popolnoma dosegljiv (tj. kontaktne površine med gibljivimi in stacionarnimi kontakti še niso dosegli zahtevane zmogljivosti). Če bi v takšnih pogoji bil obnovljen visokonapetostni tok, bi to lahko vodilo do faza-faza krajščin in kasneje do zgorevanja preklopnika priključkov med litjem jekla.
Menjava priključkov pod napetostjo, tj. neposredna sprememba položaja priključka preklopnika, medtem ko luka deluje.
Vključevanje pod obremenitvijo, tj. obnovitev visokonapetostne napetosti, medtem ko so trifazne elektrode luke še v stiku z topelcem jekla.
3 Ukrepi za izboljšanje
V primerjavi s standardnimi prenosnimi transformatorji imajo EAF transformatorji naslednje značilnosti: višjo pretokovno zmogljivost, večjo mehansko trdoto, večjo impedanco pri krajščinah, več raven sekundarne napetosti, višje prenosne razmerje, nizko sekundarno napetost (desetine do stotine voltov) in visok sekundarni tok (tisočice do deset tisoč amperov). Nadzor toka v luki je dosežen s spremembami priključkov na visokonapetostni strani transformatorja in prilagajanjem položajev elektrod.
Med litjem jekla, glede na zahteve procesa in operativne značilnosti EAF transformatorja, dva viškonapetostna preklopnika nameščena pred pečico delujeta desetki ali celo stotici krat na dan. To postavlja stroge zahteve na zmogljivost vakuumskih preklopnikov in zanesljivost zaščitnih operacij. Zato je dizajn vključuje konfiguracijo "eden v uporabi, eden v pripravljenosti", ki je nadzorovana iz operativnega stanja pred pečico. Napetost je oskrbljena preko visokonapetostnih napajalnih kabelov od centralne preobrazovalnice podjetja 66 kV.
Zaradi pomanjkljivosti vezave zaščitne vezave je ključno, da se preprečijo pogoji, ki vodijo do zgorevanja preklopnika priključkov med operacijami litja jekla. Skozi analizo vezave, simulacijske teste, strukturne študije preklopnika priključkov in razumevanje procesa litje jekla, so bili razviti naslednji korektivni ukrepi:
Prepoved vključevanja visokonapetostne napetosti, dokler ni menjava priključkov popolnoma zaključena;
Prepoved menjave priključkov, medtem ko je visokonapetostna stran pod napetostjo;
Prepoved vključevanja transformatorja pod obremenitvijo.
4 Zaključek
S implementacijo zgornjih rešitev za odpravljanje pomanjkljivosti vezave zaščitne vezave EAF transformatorja je bila zanesljivost vezave znatno izboljšana. To učinkovito preprečuje operativne napake osebja, ki bi lahko povzročile poškodbe opreme, in zagotavlja varno, stabilno in zanesljivo delovanje EAF transformatorjev. To tudi zagotavlja uspešno dokončanje proizvodnih nalog litje jekla podjetja in bistveno zmanjša stroške vzdrževanja opreme.
