Analiza nesreće i mera za poboljšanje u vezi sa opekavima visokonaponskog selektora brida EAF transformatora
Trenutno, kompanija operiše dva transformatora električne lukove (EAF). Sekundarno napona se kreće od 121 V do 260 V, sa nominalnim strujom od 504 A / 12,213 A. Visokonaponska strana ima ukupno osam položaja klipa, koristeći motorizovano regulaciju napona izvan kruga. Oprema je opremljena reaktorom odgovarajuće snage, povezanim u seriju na predviđene položaje klipa na visokonaponskoj strani. Ovi transformatori su u funkciji već preko 20 godina. Tokom ovog perioda, kako bi se ispunile evolutivne potrebe procesa proizvodnje čelika, sprovedeno je nekoliko tehničkih nadogradnji na sistemu kontrole elektroda i sistemu zaštite transformatora, sa ciljem osiguranja sigurne i stabilne radnje opreme. Međutim, ostvarenje ovog cilja značajno zavisi od kompletnosti i pouzdanosti međusobno povezanog kruga između sekundarnog kruga zaštite EAF transformatora i sistema kontrole elektrode luka. U poslednjih nekoliko godina dogodilo se nekoliko incidenta gorioca promenjivača klipa na visokonaponskoj strani, što je izazvalo zabrinutost vezanu za pouzdanost povezanih interlock krugova.
1 Fenomen nesreće
Korenske inspekcije transformatora su pokazale da su sve greške uključivale gorioc promenjivača klipa na visokonaponskoj strani. U svakom incidentu, sekundarna zaštita na visokonaponskoj strani je funkcionisala pouzdano. Postavljena vrednost trenutne prekomjerne struje za visokonaponski prekidač bila je 6,000 A na primarnoj strani, što znači da bi zaštita aktivirala samo ako bi kratkospojna struja kroz promenjivač klipa prekoracila 6,000 A trenutno. Međutim, nominalna struja promenjivača klipa sama po sebi iznosi samo 630 A.
2 Analiza korenog uzroka
Proces proizvodnje čelika sastoji se od tri faze: topnja, oksidacija i redukcija. Toku topnje, trofazni opterećenja se drastično fluktuiraju, generišući velike struje uspona koje su često neravnotežne. Čak i tokom faze prerade, neprekidne promene u putanji arčnog razlaganja i jonizaciji arčnog rastojanja dovode do konstantno neravnotežnih struja opterećenja, rezultujući nultim redom komponenti. Kada se ove nulte redove komponente odraze na zvezdasto povezani visokonaponski vijak, to dovodi do pomerača neutralne tačke.
Na osnovu promatranih fenomena grešaka, analizirane su razne doprinoseći uslovi. Detaljne studije su provedene na električnim krugovima sistema kontrole elektroda luka, interlock odnosu između sekundarnog kruga zaštite visokog napona i pozicija promenjivača klipa tijekom promjene brzine. Poljski testovi su se ponavljali kako bi se simuliralo da li mogu nastati uslovi koji dovode do grešaka tijekom proizvodnje čelika. Konačno, identifikovane su sljedeće nedostatke u interlock krugu zaštite na visokonaponskoj strani EAF transformatora. Tijekom proizvodnje čelika, nastanak bilo kog od sljedećih uslova može dovesti do gorioca promenjivača klipa:
Promjena klipa nakon isključivanja visokog napona. Tijekom procesa promjene klipa koristeći kontroler promenjivača klipa, digitalni displej može pokazati završetak, ali promenjivač klipa nije potpuno stigao do svoje pozicije (to jest, kontakt površina između pokretnog i stacionarnog kontakta nije dostigla potrebnu kapacitet). Ako se pod ovim uslovima vrati visoki napon, to može dovesti do fazno-faznih kratkospoja i zatim gorioca promenjivača klipa tijekom proizvodnje čelika.
Promjena klipa pod naponom, odnosno direktna promjena pozicije klipa promenjivača dok ark luka radi.
Ponovno uključivanje pod opterećenjem, odnosno vraćanje visokog napona dok su trofazne elektrode luka još u kontaktu s talasnim čelikom.
3 Mere poboljšanja
U usporedbi s konvencionalnim transformatorima, EAF transformatori imaju sljedeće karakteristike: veću preopterećenju kapacitet, veću mehaničku čvrstoću, veće prekidno impedanciju, više sekundarnih nivoa napona, veće omjeri pretvorbe, niski sekundarni napon (desetici do stotina volti) i visoku sekundarnu struju (hiljade do deset hiljada ampera). Kontrola struje u ark luku postiže se promjenom spojeva klipa na visokonaponskoj strani transformatora i prilagođavanjem pozicija elektroda.
Tijekom proizvodnje čelika, prema zahtjevima procesa i operativnoj prirodi EAF transformatora, dva visokonaponska uređaja instalirana ispred peći rade desetine ili čak stotine puta dnevno. To stavlja rigorozne zahtjeve na performanse vakuumskih prekidača i pouzdanost zaštitnih operacija. Stoga, dizajn uključuje "jedan u upotrebi, jedan u rezervi" konfiguraciju, kontroliranu s operatorne stanice ispred peći. Snabdevanje strujom obavljeno je putem visokonaponskih kabelova struje od centralne podstajnice kompanije od 66 kV.
Uzimajući u obzir nedostatke u interlock krugu zaštite, bitno je sprečiti uslove koji dovode do gorioca promenjivača klipa tijekom operacija proizvodnje čelika. Putem analize interlock kruga, simulacijskog testiranja, strukturnog studiranja promenjivača klipa i razumijevanja procesa proizvodnje čelika, razvijene su sljedeće korigirajuće mere:
Zabrana uključivanja visokog napona dok promjena klipa nije potpuno završena;
Zabrana promjene klipa dok je visokonaponska strana pod naponom;
Zabrana uključivanja transformatora pod opterećenjem.
4 Zaključak
Implementacijom gore navedenih rješenja za rješavanje nedostataka u interlock krugu zaštite EAF transformatora, znatno je unaprijeđena pouzdanost interlock sistema. To efektivno sprečava greške u radu osoblja koje mogu dovesti do oštećenja opreme, osiguravajući sigurnu, stabilnu i pouzdanu radnju EAF transformatora. Takođe, to garantuje uspješno završetak proizvodnje čelika kompanije i značajno smanjuje troškove održavanja opreme.
