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煉鋼廠常用的精煉工藝有: LF（電加熱還原，脫氧、脫硫）、RH（真空脫氧、脫氮）,VD（氬氧脫碳、脫硫），其中LF爐因結(jié)構(gòu)簡單，減少了電弧爐還原時間，縮短了電弧爐的冶煉周期，提高了電弧爐的生產(chǎn)率，能夠在一定時間內(nèi)為連鑄提供符合溫度、成分及潔凈度要求的鋼液，保證了電弧爐+ LF精煉+連鑄工藝的順行，因此得到了廣泛應(yīng)用。其主要結(jié)構(gòu)是在鋼水澆鑄鋼包上增加一個能插入3根石墨電極的頂蓋(電極用途是進行三相交流加熱)。通過安裝在鋼包底的透氣磚把惰性氣體(例如Ar氣)吹入到鋼水中，同時在還原性渣下對鋼水進行加熱攪拌，實現(xiàn)脫氧、脫硫和減少非金屬雜質(zhì)。

LF精煉爐斷路器故障原因

LF精煉爐由10kV或35kV供電，熔煉過程需斷路器分合閘5-6次，每天生產(chǎn)20爐左右，因此斷路器平均每天分合閘次數(shù)在100次以上，在分閘過程中不同期性時間一旦超過2ms，容易導(dǎo)致斷路器相當(dāng)于非全相運行，同級斷口分閘不同期過大，甚至觸頭沒有分開，可能使其開斷時，觸頭所承受的恢復(fù)過電壓超過允許值，從而滅弧失敗導(dǎo)致爆炸。同時由于工藝本身產(chǎn)生的分斷電流大，因此每次分合閘時都會對斷路器本身造成一定壽命損失，當(dāng)該損失積累到一定程度后，直接表現(xiàn)為斷路器在某次分閘過程中爆炸。

綜上對于LF精煉爐回路的斷路器需要對其分合閘過程中三相不同期、路器剩余電壽命進行長期監(jiān)測及分析，根據(jù)斷路器健康狀態(tài)及時維修或更換斷路器，避免電氣事故及因電氣事故造成的精煉爐爐體損壞。

三相不同期及電壽命監(jiān)測方案

三相不同期監(jiān)測的方法主要是在斷路器三相安裝機械特性傳感器+接近開關(guān)，采集分合閘過程的數(shù)據(jù)，并由智能監(jiān)測裝置計算斷路器每次執(zhí)行分合閘動作時斷路器三相的合分閘開距、超程、過沖、反彈、剛合/剛分速度、平均分合閘速度等。電氣智能化系統(tǒng)通過三相機械特性的指標(biāo)及曲線相對比，綜合計算斷路器每次操作過程中的狀態(tài)，深度分析斷路器的健康狀態(tài)，從而實現(xiàn)斷路器三相不同期監(jiān)測，并在出現(xiàn)劣化趨勢時及時告警。

機械特性數(shù)據(jù)通過高精度紅外位移傳感器采集，其空間分辨率為0.02mm，該傳感器安裝在操作機構(gòu)底部，在每次斷路器分合閘過程中采集斷路器動觸頭的位移數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)上傳到智能監(jiān)測裝置。

針對剩余電壽命電氣智能化系統(tǒng)則通過采集斷路器分合閘過程中的分段電流，結(jié)合斷路器出廠額定壽命與累計消耗電壽命，通過二者差值判斷剩余電壽命，其計算方法為：

通過智能組件與各類傳感器的有機配合，電氣智能化系統(tǒng)將柜內(nèi)各類運行信息進行綜合分析，從而判斷開關(guān)柜設(shè)備的運行狀態(tài)及健康程度。并將開關(guān)柜狀態(tài)劃分為健康、隱患、告警、故障四個類型，并根據(jù)狀態(tài)報警提示檢修，最終實現(xiàn)對高壓斷路器的生命周期的管理。

結(jié)合設(shè)備位置信息、故障設(shè)備的圖紙信息、檢修記錄、試驗記錄、備件信息等為運維人員處理事件提供全面的信息支撐，同時積累故障庫，為事件處置提供依據(jù)。

效益分析

通過對LF爐高壓斷路器生命周期的管理，即保證精煉工藝正常運行及作業(yè)人員安全，又能產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益。按每爐鋼100噸計算，避免一次精煉爐斷路器事故可產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益40-50萬元，同時減少電氣設(shè)備、精煉設(shè)備為維修費用10萬元左右。