电解铝整流装置调试分析.doc

电解铝整流装置调试分析 关键词：整流系统、整流、调压、稳流、均流、功能、控制、调试。 一、电解整流系统的特点 电解整流系统一般由整流变压器、整流柜、交、直流母线、主控系统、直流刀开关及纯水冷却系统和滤波装置等组成。以我公司为例：整流所共有六台整流变压器。整流变压器单台容量为105300kVA/110kV，为目前国内最大的直降式整流变压器。整流柜单机组输出电流为70kA。其控制系统全部由PLC控制，技术含量高。整流所一旦投入运行，就必须连续供电，是整个电解铝系统的心脏。 1.1整流变压器的特点: 1.1.1整流变压器组由一台调压变压器（简称调变）、两台带移相绕组的整流变压器（含两台饱和电抗器，简称整变）组成。并联运行组成12脉波，6机组并联组成6×12=72脉波。调变采用3个单相107级有载分接开关进行连续调压，通过整变阀侧的饱和电抗器组还可以进行电压的细调。 1.1.2整流方式为三相桥同相逆并联电路，一次额定电压为110kV的电力系统。 1.2整流柜特点： 主回路采用了三相桥式整流，阀侧引线为同相逆并联结构。其特点是：通过二次绕组和整流臂的两组同相反极性引线的电流在任何瞬时都大小相等，方向相反。保证通过阀侧绕组的电流不含直流分量，从而使各自所产生的交变磁通在同相逆并联导体的外部相互抵消，减少各部分线路电抗，并增加相间、臂间阻抗的对称性，从根本上解决了大电流的交变磁通在换相过程中所引起的局部过热、电抗压降增大和并联元件间电流不平衡等大容量整流设备存在的特殊问题。从而提高变压器的利用率和功率因数。 二、整流系统的调压方式 在电解工艺过程中，电解槽电压的变化或用户对电解槽数目增减，或电网电压的变化等原因，均需对电解用整流机组的输出电压进行调整。本系统采用二极管整流方式，调压采用有载调压开关和饱和电抗器联合调压。 在采用二极管整流的系统中，整流变压器网侧用有载开关粗调电压，阀侧饱和电抗器细调电压，达到控制电压的目的。饱和电抗器是一种利用铁磁材料的饱和特性，以较小的直流功率来控制较大的交流负载的电器。对整流机组的稳流控制，是通过控制饱和电抗器绕组电流实现的。为避免同机组两台饱和电抗器的B－H特性的分散性和整流变压器的输出电压及阻抗不完全相等，对饱和电抗器线性调压范围的影响，每机组设置手动的位移绕组控制单元，其电流反馈分别取自两台整流柜的直流电流传感器和交流电流反馈的信号。 三、整流装置稳流控制系统 3.1整流机组稳流控制系统的特点： 按照电解铝的供电特点，每个机组有一套独立的稳流控制，分别控制各机组的直流电流。每机组两台整流变压器的饱和电抗器控制绕组串联，由一套稳流控制系统控制。控制系统设定有统调、分调两种形式，电流控制设有手动控制、模拟稳流控制和PID稳流三种控制方式，不同的控制方式可在线切换。机组的直流输出电流和饱和电抗器工作点的设定，即可由计算机设定。同时控制系统设定有总控屏控制单元，对系列总电流进行控制，总控屏控制单元与机组稳流控制配合实现统调稳流控制。总控屏控制单元的总PLC反馈取自系列电流测量的总电流控制，系列电流的控制设有手动统调和自动统调两种方式。自动统调时，总PLC根据各分机组运行情况分别对各机组直流电流自动分配，将各机组的总调电流设定值，通过通讯网送到机组PLC。当分机组工作方式设定为统调时，分机组将根据总PLC传送的电流设定值对机组电流进行控制，保持总系列电流的稳定。为实现统调、分调的互为备用，机组控制柜内设有统调控制单元、分调控制单元两套独立的自动闭环稳流控制系统：一套由PLC进行数字控制自动稳流控制，一套接受手动设定进行模拟自动稳流控制，并分别具有本控、远控功能，两套同时工作互为备用并可在机组不停电状态下对稳流系统进行维护和控制，统调单元和分调单元的切换可由上位计算机或本地控制屏通过PLC进行控制。 为提高机组电流设定、测量信号的抗干扰性能，控制系统对每个给定和反馈信号均单独设置了隔离变换器，将信号变换为（4－20）mA、（0－10）V或（0－5）V的标准信号。并且输入、输出、电源间的相互隔离，将总电流控制系统与各机组控制系统的电信号隔离以提高系统安全性。 3.2稳流控制系统功能解析： 3.2.1整流柜控制柜由功率柜和信号监控柜组成。功率柜主要用于对饱和电抗器控制绕组的自动稳流控制及偏移绕组的手动调节。主要由反馈信号检测及转换、自动稳流功率单元、手动调节功率单元、外围控制电路等组成。 （1）信号检测与转换用于检测系统运行时分别来自直流电流测量和交流电流测量的反馈电流信号，并可根据需要切换。每机组有两个交流电流反馈信号和两个直流电流反馈信号，两交流或两直流反馈同时接入控制调节系统和PLC，经PLC运算，两柜电流偏差在允许范围内时反馈信号大的起作用。正常状态下，因直流反馈精度较高，由直流反馈参与控制，交流信号作为备