整流系统安全运行的十项技术措施

摘 要： 本文针对河南中孚铝业公司320kA电解系列整流系统近年来运行中发现并解决的部分问题进行了阐述，抛砖引玉，以便同行们进行交流指导，共同提高整流系统的安全稳定运行水平。

关键词：整流系统；安全运行；技术措施

1 引言

320kA铝电解整流系统成立于2003年9月，由6组整流机组构成，每组机组含1台整流变、1台调压变、2个整流柜（三相桥式同相逆并联结构），单机组额定直流电流70kA，系列设计电流320kA。其系统采用N+1的运行模式，即正常运行时6台整流机组投入运行，允许1台机组停运检修。此整流系统承担着电解一分厂25万吨电解铝系列的交、直流供电任务，整流负荷360MW。

近年来根据设备运行状况和出现的问题，为确保整流系统安全、稳定运行，全体供电系统技术人员不断进行探索和实践，总结了10项有效的技术措施，以供同行们进行交流。

2 十项技术措施

措施一、整流柜过压保护的改进[1]：

整流柜的过压保护由直流过电压、换相过电压和交流过电压保护三种，其保护原理是利用过电压吸收装置中电容器的熔断器保护微动开关构成启动条件，把所有的熔断器动作指示微动开关的常开接点并联后，任何一个熔断器熔断，都会启动中间继电器，继而启动保护出口继电器，构成保护回路。但此种保护设计在实际应用中存在保护动作后不能快速准确的找出故障点，每台整流柜有25个熔断器需要逐个进行检查，不能在第一时间准确判断故障类型。

措施二、整流柜断水保护、控制电源失电保护防电压波动的措施：

整流柜的断水保护和控制电源失电保护在实际应用中发现存在不足之处，在有电压波动、电源切换时，容易造成控制电源保护的常闭接点因瞬时失压动作，在水泵切换时，容易造成水压表瞬时失压动作造成保护误动。

措施三、直流过压保护装置接线防发热处理：

运行中我们发现直流过电压吸收装置的熔断器接线容易发热，给整流柜的运行造成一定的安全隐患。通过观察期接线方式，我们发现其接线通过固定螺栓作为导体，接触面小、电阻大造成发热，于是我们对其接线加装了导流铜排，有效解决了此项问题。

措施四、整流机组电源柜的安全升级：

整流机组控制电源为1级负荷，采用双电源供电通过交流接触器实现自动切换功能。我们以往应用的是国产的CJ2—400的接触器，运行中发现自动切换功能容易失灵，查其原因，这种接触器密封差，长期运行灰尘进入后容易造成机构卡死或动作不到位现象，造成其辅助接点不能可靠开闭，使自动切换控制回路不能正常工作。

措施五、整流系统低压防雷措施：

低压系统的防雷对于需要高稳定性电源的场所是非常重要的。运行中，由于雷电影响，我们出现过稳流系统失控的情况，查其原因为瞬时的过电压造成稳流PLC通讯中断。综保装置在雷电天气经常出现系统通讯中断的情况。这些对于铝电解整流系统影响和损失都是巨大的。

措施六、纯水冷却装置电机智能监控器的应用[2]：

调节整定电流是通过凸轮位置改变，来调整推杆的起始位置和反力弹簧的弹力。热继电器结构的这种物理特性，决定了他的灵敏性较低，受环境影响大，调节准确度不高。针对到整流所的运行情况，由于整流柜运行时产生强磁场，对热继电器影响非常大，其双金属片会因为磁场作用导致动作灵敏度下降，作为整流系统的主要设备，准确性和灵敏性都存在较大不足。

我们经过考察，发现了一种电机智能监控器WJB，其具有保护功能齐全，测量参数直观，反应灵敏，动作及时可靠等特点。我们应用电机智能监控器替代了传统的热过载继电器，提高电机运行安全和自动化管理水平，2年来运行稳定、可靠。

图6 为纯水冷却装置应用电机智能监控器控制原理图：

WJB----电动机智能监控器

图6 电机智能监控器控制原理图

措施七、纯水水质快速提升[3]：

整流柜应用纯水对其母线和二极管元件进行冷却，要求纯水水质在1.5MΩ/cm以上。每年我们对纯水冷却装置进行清洗后需要重新更换纯水，由于新补充的纯水在整流柜内需要有排气的过程，造成空气中的氧气、二氧化碳等溶解在水中，造成水质极低。水质的恢复依靠纯水冷却装置上的旁路管道连接的树脂罐进行提纯，一般旁路管道只有6分的管道，而主回路为5寸的管道，造成水质上升缓慢，有时需要近5个小时，势必影响机组的正常恢复运行。

措施八、变压器油风冷装置在线除尘：

每年夏初，整流变压器组油风冷散热器上覆满了厚厚一层各种植物产生的絮状物。阻碍了散热器的通风量，大大降低了散热效果，使整流变温度达到75℃。以往整流变压器散热器吹灰需要机组停运，应用消防管道进行冲洗，5机组运行系统安全系数大大降低。对此，我们利用电解车间的压缩空气，接通了风管对变压器风冷装置进行不停电除尘， 取得了与水冲一样的降温效果，变压器温度降低12℃，保障了机组能够安全渡夏。并减少5机组运行时间40小时，降低损耗约70000kWh。

措施九、整流循环水在线更换阀门的措施：

整流循环水是整流系统的重要辅机保障，是整流柜元件热交换的主要途径。一般一次循环水断水时间不能超过1分钟，二次循环水断水时间不能超过10分钟。由于二次循環水以往使用的是软化水，但由于长周期不间断运行导致循环水阀门由于结垢而关闭不严，2012年，我们发现2#、5#整流机组循环水二次水回水阀门关闭不严，造成我们无法进行纯水冷却装置的清洗工作。系统停水更换阀门需要系列停电，造成损失巨大，为此我们采取了由专业机构进行带压封堵管道，我们更换阀门后再恢复管道运行。解决了阀门的问题且不影响电解系列生产。

措施十、变压器油风冷控制箱降温措施：

整流变压器组油风冷控制箱安装在变压器间内，有控制风冷、油泵电机的接触器、继电器、空气开关60多个，箱体内发热量大，尤其在夏季，箱体内气温达到60℃以上，过高的温度经常引起空开、热过载继电器误动，缩短电气元件的使用寿命。为此，我们在风冷控制箱上安装了遮阳网，这样有效的避免了太阳的直射并形成空气的对流，取得了不错的应用效果。

3 结语

通过以上10项措施的进行，中孚铝业320kA整流系统运行安全系数大大加强，从2011年至今，系统连续运行无事故，创下了新的行业记录。

参考文献

[1] 二极管整流装置说明书 西安西电整流器厂

[2] 智能监控器使用手册 上海神引双华电器有限公司

[3] 纯水冷却装置说明书 乐清市雁荡山冷却器有限公司

[4] 王少萍 《液压系统故障诊断与健康管理技术》机械工业出版社 2013年

[5] 李磊 《罗克韦尔自动化设备应用》 机械工业出版社 2013年

刘新锋，37岁，本科，中南大学，机械设计制造及自动化，工程师，研究方向主要从事铝电解整流供电方面的研究。