國產(chǎn)整流裝置及其控制系統(tǒng)

國產(chǎn)整流裝置及其控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

介紹了一種與進(jìn)口整流變壓器配套的國產(chǎn)整流裝置及其控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，以及與國內(nèi)同類裝置的區(qū)別及運(yùn)行狀況。
關(guān)鍵詞：進(jìn)口變壓器；飽和電抗器；穩(wěn)流控制系統(tǒng)

0 引言
從上世紀(jì)80年代中期開始，國內(nèi)一些鋁廠先后從富士，ABB，siemens，Alsthom等公司引進(jìn)了電解鋁工業(yè)用整流設(shè)備，這不僅使我國電解鋁工業(yè)得到了迅速發(fā)展，而且也促進(jìn)了我國電化學(xué)整流設(shè)備技術(shù)水平的提高，同時(shí)也給國內(nèi)電解鋁用整流設(shè)備制造行業(yè)帶來了巨大商機(jī)。經(jīng)過近二十年的運(yùn)行，目前該類設(shè)備大部分處于超齡服役，于是將進(jìn)口整流設(shè)備加以改造的想法便提上了議事日程。鑒于各廠的情況，有些廠家將全套整流設(shè)備(包括變壓器、整流裝置)全部更換為國產(chǎn)設(shè)備，有些則保留了變壓器而將整流裝置加以改造。對(duì)于后者，由于變壓器的出線形式?jīng)Q定了整流裝置的結(jié)構(gòu)，因此，改造后的整流設(shè)備也只能采取原來的電路結(jié)構(gòu)。同時(shí)由于飽和電抗器繞組結(jié)構(gòu)的差別，使得與之配套的控制系統(tǒng)也不同于國產(chǎn)飽和電抗器的控制方式。

1 電路簡(jiǎn)介
以中鋁公司青海分公司九號(hào)機(jī)組改造為例，由四套整流機(jī)組構(gòu)成4×56 kA、1150 V的電解系列，其整流機(jī)組(包括變壓器、整流裝置及其控制系統(tǒng))為Siemens AG公司生產(chǎn)(見圖1)。由于在引進(jìn)時(shí)預(yù)留了一臺(tái)變壓器，一直處于閑置狀態(tài)，青鋁公司為了整流設(shè)備運(yùn)行的相對(duì)可靠性，于2003年決定由我所為該變壓器配置了一套整流裝置。該裝置自投運(yùn)以來，由于原變壓器為非同相逆并聯(lián)結(jié)構(gòu)，致使整流主柜出現(xiàn)不少發(fā)熱點(diǎn)。雖幾經(jīng)整改，但效果仍然不及同相逆并聯(lián)結(jié)構(gòu)理想。在對(duì)控制系統(tǒng)的改造中，出現(xiàn)了穩(wěn)流控制輸出接口與Siemens飽和電抗器端口無法匹配的情況。

由圖1可見，整流變壓器為Y／Y△聯(lián)接，其中Y／△聯(lián)接組對(duì)應(yīng)圖l(b)中所示整流橋。二次測(cè)Y和△兩繞組每個(gè)整流臂分別設(shè)有一套電流互感器作為電流測(cè)量保護(hù)之用，并未提供更多的互感器輸出接口，因此控制電路無法獲得交流電流取樣(Siemens整流裝置兩組橋的電流取樣，分別由整流機(jī)組內(nèi)各整流橋臂上的電流互感器得到)。Y、△兩組整流橋所對(duì)應(yīng)的飽和電抗器分別由一對(duì)輸出端子控制即(2a，2b)及(3a，3b)，見圖1(a)，這與國內(nèi)飽和電抗器的繞制方式有著明顯的區(qū)別。通常國內(nèi)飽和電抗器控制繞組是按照三套設(shè)計(jì)：其中一套用干榨制回路．一套用于偏移回路，另外一套作為備用。這三套繞組在結(jié)構(gòu)和匝數(shù)上完全相同，可以互換使用；與國外飽和電抗器繞組最大區(qū)別是直流阻抗較低(通常小于0．1Ω)。Siemens生產(chǎn)的飽和電抗器繞組的直流阻抗較高，約為1n，差別非常大。由于原變壓器的交流電流互感器的原因，無法獨(dú)立取得Y、△兩組整流橋交流輸入電流的大小，只能從整流機(jī)組總直流互感器取得輸出直流電流的大小。由上述可知，因無法單獨(dú)獲取Y、△兩組整流橋的交、直電流而只能取得兩組整流橋總直流電流，因此要實(shí)現(xiàn)對(duì)該整流機(jī)組的穩(wěn)流控制，只能將Y組飽和電抗器繞組與△組飽和電抗器繞組串接起來同時(shí)進(jìn)行控制?？刂齐娐啡鐖D2所示。