Pagsusuri ng Aksidente at mga Tugon sa Pagpapabuti para sa EAF Transformer High-Voltage Tap Changer Burnout

Sa kasalukuyan, ang kompanya ay nagpapatakbo ng dalawang electric arc furnace (EAF) transformers. Ang secondary voltage ay nasa pagitan ng 121 V hanggang 260 V, na may rated current na 504 A / 12,213 A. Ang high-voltage side ay may kabuuang walong tap positions, na gumagamit ng motor-driven off-circuit voltage regulation. Ang kagamitan ay may reactor na may katugmaang kapasidad, na konektado sa serye sa mga itinalagang taps sa high-voltage side. Ang mga transformer na ito ay nasa operasyon nang higit sa 20 taon. Sa buong panahong ito, upang tugunan ang patuloy na pagbabago ng mga pangangailangan ng proseso ng pagsasagawa ng bakal, ilang teknikal na pag-update ay inilapat sa electrode control system at transformer protection system, na may layuning matiyak ang ligtas at matatag na operasyon ng kagamitan. Gayunpaman, ang pagkamit ng layuning ito ay malubhang nakadepende sa kumpletitud at reliabilidad ng interlocking circuit sa pagitan ng secondary protection circuit ng EAF transformer at ang electrode control system ng arc furnace. Sa mga nakaraang taon, ilang insidente ng burnout ng high-voltage tap changer ang naganap, na nagdulot ng pag-aalala tungkol sa reliabilidad ng mga interlocking circuit na ito.

1 Phenomenon ng Aksidente

Ang mga core inspection ng mga transformer ay nagpakita na lahat ng pagkakasira ay may kaugnayan sa burnout ng high-voltage side tap changer. Sa bawat insidente, ang secondary protection sa high-voltage side ay umoperang maaring ipaglaban. Ang setting para sa instantaneous overcurrent protection ng high-voltage switch ay 6,000 A sa primary side, ibig sabihin ang proteksyon ay mag-activate lamang kung ang short-circuit current sa tap changer ay lumampas sa 6,000 A instantaneously. Gayunpaman, ang rated current ng tap changer mismo ay tanging 630 A.

2 Pagsusuri ng Root Cause

Ang proseso ng pagsasagawa ng bakal ay binubuo ng tatlong yugto: melting, oxidation, at reduction. Sa panahon ng melting stage, ang three-phase load ay nag-uudyok nang dramatiko, na nagpapabunga ng malalaking inrush currents na madalas hindi balanse. Kahit sa panahon ng refining stage, ang patuloy na pagbabago ng arc discharge path at arc gap ionization ay nagresulta sa palaging hindi balanse na load currents, na nagpapabunga ng zero-sequence components. Kapag ang mga zero-sequence components na ito ay napag-isa sa star-connected high-voltage winding, ito ay nagdudulot ng displacement ng neutral point voltage.

Batay sa napanood na mga phenomenon ng pagkasira, maraming kondisyon ang isinagawa. Ang detalyadong pagsusuri ay isinagawa sa electrical circuits ng arc furnace electrode control system, ang interlock relationship sa pagitan ng high-voltage secondary protection circuit, at ang posisyon ng tap changer sa panahon ng gear shifting. Mga field test ay paulit-ulit na isinagawa upang simularin kung ang mga kondisyon na nagdudulot ng pagkasira ay maaaring mangyari sa panahon ng pagsasagawa ng bakal. Sa dulo, ang sumusunod na kakulangan sa interlocking protection circuit sa high-voltage side ng EAF transformer ang natuklasan. Sa panahon ng pagsasagawa ng bakal, ang pagkakaroon ng anumang isa sa mga sumusunod na kondisyon ay maaaring magdulot ng burnout ng tap changer:

• Paggawa ng tap changing pagkatapos ng high-voltage power shutdown. Sa panahon ng proseso ng tap changing gamit ang tap changer controller, ang digital display maaaring ipakita na tapos na, ngunit ang tap changer ay hindi pa ganap na nakarating sa posisyon (ibig sabihin, ang contact area sa pagitan ng moving at stationary contacts ay hindi pa nakarating sa kinakailangang kapasidad). Kung ang high-voltage power ay muling naibalik sa ilalim ng mga kondisyong ito, ito ay maaaring magdulot ng phase-to-phase short circuits at pagkatapos ay burnout ng tap changer sa panahon ng pagsasagawa ng bakal.

• Tap changing under voltage, i.e., direktang pagbabago ng tap position ng tap changer habang ang arc furnace ay nasa operasyon.

• Energizing under load, i.e., muling naibalik ang high-voltage power habang ang tatlong-phase electrodes ng arc furnace ay naka-contact pa sa molten steel.

3 Pagpapahusay ng mga Paraan

Kumpara sa mga conventional power transformers, ang EAF transformers ay may sumusunod na mga katangian: mas mataas na overload capacity, mas mahigpit na mechanical strength, mas malaking short-circuit impedance, maraming secondary voltage levels, mas mataas na transformation ratios, mababang secondary voltage (tens to hundreds of volts), at mataas na secondary current (thousands to tens of thousands of amperes). Ang kontrol sa current sa arc furnace ay nakuha sa pamamagitan ng pagbabago ng tap connections sa high-voltage side ng transformer at pag-adjust ng posisyon ng mga electrode.

Sa panahon ng pagsasagawa ng bakal, batay sa mga requirement ng proseso at operational nature ng EAF transformer, ang dalawang high-voltage switchgear units na nai-install sa harap ng furnace ay nag-operate nang puluhan o kahit daanan ng beses bawat araw. Ito ay naglalagay ng mahigpit na demand sa performance ng vacuum switches at reliabilidad ng protective operations. Kaya, ang disenyo ay may "one-in-use, one-on-standby" configuration, na pinapatakbo mula sa furnace front operator station. Ang lakas ng kuryente ay ibinibigay sa pamamagitan ng high-voltage power cables mula sa 66 kV central substation ng kompanya.

Bilang tugon sa mga kakulangan sa interlocking protection control circuit, mahalaga na i-prevent ang mga kondisyon na nagdudulot ng burnout ng tap changer sa panahon ng pagsasagawa ng bakal. Sa pamamagitan ng pagsusuri ng interlocking circuit, simulation testing, structural study ng tap changer, at pag-unawa sa proseso ng pagsasagawa ng bakal, ang sumusunod na corrective measures ang isinagawa:

• Ipagbawal ang high-voltage energization hanggang sa tap changing ay ganap na natapos;

• Ipagbawal ang tap changing habang ang high-voltage side ay naka-energize;

• Ipagbawal ang energizing ng transformer under load.

4 Conclusion

Sa pamamagitan ng pag-implement ng mga nabanggit na solusyon upang tugunan ang mga kakulangan sa interlocking protection control circuit ng EAF transformer, ang reliabilidad ng interlock system ay lubhang naipataas. Ito ay epektibong nagpaprevent ng mga operational errors ng mga tao na nagdudulot ng pinsala sa kagamitan, at matiyagang matitiyak ang ligtas, matatag, at maaswang operasyon ng EAF transformers. Ito rin ay nagtagumpay sa pagtugon sa mga production tasks ng pagsasagawa ng bakal ng kompanya at malaking pagbawas sa maintenance costs ng kagamitan.