整流裝置整流柜

第1篇整流柜第一章整流柜介紹大容量整流裝置是一種將三相工頻交流電轉(zhuǎn)換成電壓可調(diào)的直流電的裝置。本整流柜承擔該裝置中的轉(zhuǎn)換功能。其適用場合主要有：鎂、鋁電解；鹽電解；其它金屬電解；石墨電爐；碳化硅電爐；其它類似的負載。第二章結(jié)構(gòu)簡述整流柜為戶內(nèi)式結(jié)構(gòu)，基本由槽鋼、角鐵及薄鋼板焊接而成，并設有帶玻璃窗的門。柜內(nèi)裝有12個整流臂及12個快速熔斷器臂。柜內(nèi)配有繼電、配電、保護等系統(tǒng)，并裝有端子排，以便對外連接。柜內(nèi)裝有用于冷卻用的水管，水壓測量頭裝在進水水管口附近，水溫測量頭裝在出水水管口附近，引出水壓、水溫信號至控制柜?？煽毓枵鞴駜?nèi)還裝有脈沖變壓器板及脈沖指示板，從控制柜來的脈沖信號經(jīng)脈沖變壓器分配給同電位整流排上的晶閘管，當脈沖正常時，脈沖指示板上的發(fā)光二極管會發(fā)光。第三章環(huán)境要求海撥不超過1500M；環(huán)境溫度不低于-10°C；不高于+40°C；整流器安裝于戶內(nèi)使用，并應通風良好；一次冷卻水的溫度不低于+5C，不高于+35C，水質(zhì)為純水；整流器停止使用期間，環(huán)境溫度不低于-30C（無冷卻水時），+1C（有冷卻水時）；空氣最大相對濕度不超過90%（相當于空氣溫度20±5C時）；沒有導電、易爆易燃塵埃、沒有腐蝕金屬、破壞絕緣的氣體；K.無強烈振動和沖擊以及垂直傾斜度不超過5°的場所。第四章型號代表的意義額定輸出電壓（V）額定輸出電流（A額定輸出電壓（V）額定輸出電流（A）水冷H：電化用；E：冶煉用K：晶閘管；Z：二極第五章工作原理本柜主電路采用同相逆并聯(lián)三相橋式整流電路，其基本原理：把兩個相同三相橋式整本柜主電路采用同相逆并聯(lián)三相橋式整流電路，其基本原理：把兩個相同三相橋式整流聯(lián)結(jié)，從結(jié)構(gòu)上按相位相同、電流方向相反組合在一起，構(gòu)成自二次繞組直到整流臂的兩組相反極性引線盡可能靠近的配置，其通過的電流在任何瞬間都大小相等、方向相反，使各自所產(chǎn)生的交變磁通在兩逆并導體的外部相互抵消之機理，從而大大減少各部分線路電抗，并增加相間、臂間阻抗的對稱性，從根本上解決大電流的交變磁通所引起的殼體局部過熱，電抗壓降增大，并聯(lián)元件均流下降，損耗增大等特殊問題，有利于提高機組效率與功率因素。第六章整流柜安裝A整流柜應接地安裝（如采用絕緣法安裝則應安裝在瓷瓶上）；整流柜應與變壓器、電解槽盡可能靠近；整流柜四周應保留適當?shù)臋z修位置；整流柜底部應開一條電纜溝，安裝控制電纜、進出水管及相應的一次、二次冷卻系統(tǒng)；整流柜交直流母線，其電流密度不大于1.0和1.2A/mm2。七、產(chǎn)品系統(tǒng)的保護功能（一）、水系統(tǒng)保護首先由水壓表提供一路DC24V電壓給壓力傳送器，壓力傳送器反饋一路4-20mA信號給水壓表，水溫信號由PT100熱敏電阻產(chǎn)生信號送到水溫表。當壓力太高、太低或溫度過高、過低時，通過801與P01、P02向控制柜發(fā)出報警信號。

（二）、電氣回路保護1、過壓保護電力電子器件對電壓非常敏感，一旦外加電壓超過器件所允許的最大額定值，器件將立即損壞。因此，應分析過電壓產(chǎn)生的原因，予以抑制。1） 過電壓產(chǎn)生的原因：雷電引起的過電壓；交流電源接通，斷開引起的過電壓。通常由于供電變壓器網(wǎng)側(cè)聯(lián)分合，熔斷器熔斷時，通過變壓器電磁感應耦合或繞組分布電容靜電感應耦合產(chǎn)生；換向過電壓：由于晶閘管與全控型器件以并聯(lián)的二極管在換向結(jié)束后，不能立即恢復阻斷能力，所以有較大的反向電流流過，而當阻斷能力恢復時，反向電流減小到0，反向電流突變會因線路電感存在而在器件兩端產(chǎn)生過電壓；直流側(cè)產(chǎn)生過電壓，通常由于分斷回路電感大，或者分斷電流大產(chǎn)生；突斷過電壓，全控型器件開關(guān)速度快，當器件突斷時，正向電流突變會因線路電感存在而在器件兩端產(chǎn)生過電壓。2） 過電壓的保護和和抑制我廠采用非線性元件吸收過電壓能量，RC電路接于變壓器的閥側(cè)及直流側(cè)。3）過電壓保護的分類操作過電壓保護：采用高能氧化鋅壓敏電阻RV1-6“A”聯(lián)接吸收操作過電壓，并在其中串有熔斷器FU41?46，而且還配有報警裝置，熔斷器熔斷后，通過801、P03發(fā)出報警訊號。其原理圖如下：——I I1-1/1—— 1I 1| ——政I一IpT^/1-l ——|| 就I~~|Lr-z^J □ 1|_=.：P03S01操作吸收w換向過電壓保護：在每臂硅元件兩端并有由電容C1-1?12-3及電阻R1-1?12-6組成的吸收電路，吸收換相過電壓。并在其中串有熔斷器FU21?32，而且還配有報警裝置，熔斷器熔斷后，通過801、P03發(fā)出報警訊號。2、硅元件保護當硅元件擊穿短路時，與其串聯(lián)的快熔熔斷，其內(nèi)的輔助熔絲亦熔斷并頂出紅色頂桿，閉合微動開關(guān)，報警指示板上指示燈V1亮，同時通過245、0V發(fā)出報警信號至控制柜內(nèi)。3、橋臂過熱保護當整流橋臂的雙孔母排溫度超過60±5°C時，貼在其上的“溫度繼電器”ST?吸合，“報警指示板”上指示燈V1亮，同時使輔助變壓器二次線圈內(nèi)產(chǎn)生幾百毫安電流，串接其內(nèi)的電流繼電器動作，并通過801、P04向控制柜發(fā)出報警信號。4、脈沖單元保護從控制柜來的脈沖信號561A（561B）?566A（566B）經(jīng)過功放（功放板在控制柜）到脈沖變壓器分配給同電位整流排上的晶閘管，當元件導通時，脈沖指示板上的發(fā)光二極管會發(fā)光。第八章調(diào)試與使用（一）、準備工作1）水壓上下限及量程設置設置水壓表主、副屏顯示、上/下限、模擬量參數(shù)，調(diào)置方法見附錄一。2） 水溫上下限及量和設置正確設置水溫表主、副屏顯示、上/下限、模擬量參數(shù)，調(diào)置參數(shù)見附錄一。3） 過壓吸收保護檢查a、 換相吸收：檢查吸收回路的接線，RC串聯(lián)后，一端接直流，另一端接交流，切記電容是串聯(lián)在回路中，不能被單獨甩開，否則交直流排短路。檢查電阻是否虛焊，并記錄元件參數(shù)。b、 操作吸收：檢查吸收回路的接線，回路流線（AC一快熔一電阻一電容一大地），切記電容是串聯(lián)在回路中，不能被單獨甩開。檢查電阻是否虛焊，并記錄元件參數(shù)。提示：a、 注意電容一定要串聯(lián)到回路當中；b、 換相吸收的電阻經(jīng)常性出現(xiàn)虛焊、斷腳。4） 快熔首先要調(diào)節(jié)好快熔報警板單快熔（4.5V）和多快熔基準電壓（6.5V），工作電源15V。5） 絕緣降低確認工作電源正常工作；確認將MM1和MM2短接，EE1和EE2短接。（二）、保護系統(tǒng)（繼電）實驗保護系統(tǒng)試驗應與控制柜（穩(wěn)控柜）連機進行，目的是校驗各部分的連線是否正確，各機構(gòu)動作是否靈敏。以確保后續(xù)各項實驗能順利進行。主要采用模擬故障的方法進行。1） 二次供電當控制柜的電源進線（U、V、W、N）供電后，合上其鎖開關(guān)SA^，控制電源投入工作，用萬用表可在整流柜外引端子U2、N上量得AC220V電壓。2） 操作過電壓吸收用平口螺絲刀（或手工鋼鋸條）撥動報警熔斷器上的報警微動開關(guān)，使報警信號線P03與公共線801連通，控制柜上相應的指示燈會亮，外引信號也同時產(chǎn)生。按動控制柜上復位按鈕，故障報警現(xiàn)象消失。逐一撥動所有微動開關(guān)，均會出現(xiàn)上述現(xiàn)象，則表明該部分處于正常工作狀態(tài)。3） 橋臂過熱在元件母排靠匯流母排側(cè)的固定支架處有一溫度繼電器（ST］），用導線短接該溫度繼電器的兩引線，“報警指示板”上橋臂過熱指示燈V1亮。同時，報警信號線P04與公共線801向控制柜發(fā)出報警信號，控制柜的相應機構(gòu)動作，復位后，故障報警消除。逐一將12根橋臂按上述方法實驗后，則表明該部分競價工作已處于正常工作狀態(tài)。-5-4）快熔熔斷報警與操作過電壓一樣，用平口螺絲刀將快熔的報警微動開關(guān)撥動，這時可發(fā)現(xiàn)“報警指示板”上的快熔熔斷指示燈V1亮，同時報警信號線P05、P06與公共線8001連通向控制柜發(fā)出報警信號，控制柜上相應機構(gòu)動作，并有相應指示。按復位按鈕后恢復正常。逐一撥動每只快熔上的微動開關(guān)，均能得到上述結(jié)果。同時撥動同一橋臂上的兩只快熔的微動開關(guān)，除出現(xiàn)上述報警、指示外，還應發(fā)出跳閘信號。這就表明該部分處于正常工作狀態(tài)。逐一對12組橋臂進行試驗均應得到該結(jié)果。5）冷卻系統(tǒng)實驗調(diào)節(jié)水溫表的上限報警值，當其設定值低于實際值時，報警信號線P02與公共線801應能可靠地向控制柜發(fā)出報警信號，且控制柜也能發(fā)出相應的指示，相應的機構(gòu)也進行動作，重設上限報警值至正常參數(shù)，按控制柜復位按鈕，該故障會消失。兩塊水管均應進行上述試驗。與調(diào)節(jié)水溫表一樣，調(diào)節(jié)水壓表的下限報警值，當其設定值高于實際值時，報警信號線P01與公共線801會短接可靠地向控制柜發(fā)出報警信號，且控制柜也能發(fā)出相應的指示及相應的機構(gòu)也進行動作，重設下限報警值至正常參數(shù)，按控制柜復位按鈕，該故障會消失。該試驗完成后，應將水壓報警下限定于0.08Mpa（0.8kg/cm2）處，上限一般不作整定（置0.25Mpa處）。上述檢查完成后，啟動一次冷卻水泵，檢查整流柜水壓，水溫指示是否正常，并核對與冷卻器的指示是否一致。若差異過大，則應進行相應的儀表校驗。調(diào)節(jié)供水閥門，使整流柜上壓力指示為0.2Mpa，檢查整流柜內(nèi)有無滲漏、水路不流暢等現(xiàn)象，如有則應迅速排除。逐步加大供水閥門，使整流柜內(nèi)水壓達0.3Mpa，維持2—3小時，應無滲漏，水路不流暢等現(xiàn)象。如有應迅速排除。上述完成后，從冷卻器的排水口處，取冷卻水樣進行水質(zhì)化驗。水質(zhì)的優(yōu)劣，對設備能否正常運行關(guān)系重大，千萬要引起足夠的重視，以免造成母排內(nèi)壁結(jié)垢，電蝕嚴重等不良后果。（三）、耐壓試驗詳細核對交、直流母排連接及各組成部分相互之間的接線是否準確；檢查各組成部分的絕緣強度。a） 首先將晶閘管陰、陽極，控制極用裸銅線短接，并將弱電回路元件短接或脫離電氣連接（若未短接或脫離，將會在絕緣試驗時擊穿硅元件和低壓電器），同時用壓縮空氣排盡冷卻水系統(tǒng)的積水。特別是在現(xiàn)場時，整流柜同控制柜的連接線一定得甩開，尤其是進PLC模塊的信號線。另外換相吸收和操作過壓吸收的電阻，電容，快熔一定要短接好，防止高壓擊穿！b） 主回路、輔助回路之間及各自對柜體和正、負極之間分別加工頻2KV，1分鐘應無擊穿。c） 拆除上述短接線，用萬用表測正、負母排之間應有二極管特性。附：以上準備工作主要是針對廠內(nèi)調(diào)試，現(xiàn)場調(diào)試調(diào)主要看二次進線有沒有連接錯。為保證整流柜運行的可靠，跳閘回路的順暢是必不可少的。比如在出現(xiàn)多快熔熔斷時，應立即跳閘，而不要通過通訊，以防通訊故障時不能跳開主回路。（四） 、空載實驗順利完成以上試驗，并且跳閘信號能準時，準點動作。才可以進行本項試驗。（注意：直流刀開關(guān)應分斷!）將整流變壓器有載調(diào)壓開關(guān)調(diào)至最低電壓檔位，然后合高壓油開關(guān)，逐漸電壓升至最額定電壓位置，并記下各檔位的電壓數(shù)據(jù)，持續(xù)額定空載試驗24h（最低不得少于4h）?？蛰d試驗一般用電爐絲作假設負載，電爐絲選用型號2KW/220V，選用數(shù)量根據(jù)柜子的耐壓，一般按一根承受200V電壓。假如整流柜額定電壓500V，那么就得選用3根電爐絲！（五） 、短路實驗1、二極管型整流器在空載試驗正常后，才能進行本項試驗。計算變壓器最低輸出電壓，確保其最低電壓低于變壓器短路阻抗壓降，否則不能進行該項試驗（該數(shù)據(jù)由變壓器制造廠計算后給出）。首先接通繼電保護系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)，然后在直流刀開關(guān)出口端外將正、負母排短接。（在鋁廠一般由甲方電解車間工作人員完成準備工作）將有載開關(guān)調(diào)至最低電壓檔，合高壓油開關(guān)，由有載開關(guān)升壓使輸出直流為25%IdN，工作30min，逐步升到50%IdN，再升到75%IdN，檢查元件均流和熔斷器、母排、直流開關(guān)的溫升，若正常，則可升至100%IdN。2、可控硅型整流器根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，短路負載R用＜^76的不銹鋼水管約7米?10米，制作成環(huán)形、U字形結(jié)構(gòu)，一頭為進水（用橡皮水管連接），另一頭為出水。短路負載的兩頭分別焊接200*10的銅排接于直流傳感器后面的輸出母排上（直流刀開關(guān)要在閉合的狀態(tài)），但直流母排與電解槽不能接上！按上述條件制作的負載進行負載試驗，直流電流可達到5-7KA左右。作負載試驗要檢測以下幾點內(nèi)容：檢測整流柜內(nèi)每個元件是否導通；檢測元件間、橋臂間的均流系數(shù)；檢測變壓器CT互感器反饋回路是否AB柜接反？反饋回路的互感器同名端是否接線正確；控制回路的閉環(huán)調(diào)節(jié)是否正常；調(diào)節(jié)好控制器上直流反饋與交流反饋值的平衡度，以便交直流反饋監(jiān)視時不會出現(xiàn)反饋異常；通過以上試驗的整流柜，如果以上檢測內(nèi)容都達到設計要求，就完全具備帶電解槽的要求。在短路試驗時，如是晶閘管穩(wěn)流系統(tǒng)，則應同時將脈沖的特性進行測試，具體測試方法詳見控制柜的說明書。在100%IdN時測量并調(diào)整均流，使之保證均流系數(shù)KN0.85。短路實驗也應同空載試驗一樣記錄各組電流、電壓數(shù)據(jù)。第九章均流系數(shù)測試1、均流系數(shù)K的計算:￡Ii/nK= Imax同一橋臂整流管均流系數(shù)Eli——并聯(lián)支路整流管總電流值N——并聯(lián)元件個數(shù)Imax 同一橋臂元件最大電流值當K低于0.8時，應及時調(diào)整。2、 均流劣化的原因并聯(lián)二極管或晶閘管正向壓降不一致；二極管或晶閘管的壓緊力大小不一致；二極管或晶閘管與母排，散熱器的接觸面不平整或有氧化層；并聯(lián)快熔內(nèi)阻不一致。3、 均流的調(diào)整方法：1） 測量每只二極管或晶閘管的電流（我們一般是通過測快熔上的壓降來統(tǒng)計均流系數(shù)的）;2） 找出電流最小的一、二只管；3） 松開電流變小的晶閘管的固定M16螺母，用手來回轉(zhuǎn)動元件，再將M16螺母擰緊，此法可消除接觸面輕度氧化與不平，通電后，電流立即上升，均流恢復正常；4） 氧化嚴重時，可取下晶閘管，用金相砂紙打磨后，再擰緊即可；5） 上述方法無效時，用VF相近的硅元件取代原電流變小的硅元件；6） 更換快熔。上述調(diào)整工作建議在斷電時進行，帶電調(diào)整難度較大，一定要由有經(jīng)驗者在做好各項絕緣安全措施下進行。第十章整流器的操作及維護1、 整流器運行操作步驟：1） 接通控制柜電源，一、二次冷卻系統(tǒng)及電流測量、保護系統(tǒng)等；2） 將直流刀閘合閘；3） 合上高壓隔離開關(guān)；4） 合上高壓油斷路器，觀察直流輸出電壓、電流；5） 調(diào)節(jié)有載開關(guān)與控制柜電位器至所需電流。2、 整流器停機步驟：1）將電位器降至零位；2） 將高壓油斷路器分閘；3） 切斷隔離開關(guān)；4） 將直流刀閘分閘；5） 切斷控制系統(tǒng)，穩(wěn)流系統(tǒng)電源；6） 停純水冷卻系統(tǒng)（若環(huán)境溫度低于0C時，應排空一、二次冷卻水，防止結(jié)冰，凍壞水管）。3、離子膜化工整流設備送電程序隨著化工工藝水平的不斷提高，氯堿行業(yè)普遍采用離子膜工藝進行電解。所有這些電解槽的制造廠家都采用一臺整流器+一臺極化整流器對一個電解槽進行供電。送電程序：1） 把極化整流器和整流控制柜的控制電源送上此時控制柜應無任何報警，控制板上的脈沖正常。2） 如果用戶選擇自動投入極化整流器把極化整流器面板上的選擇開關(guān)置于自動位置；合上極化整流器的控制電源；合上極化整流器相對應的控制柜的控制電源，此時，極化整流器會自動啟動；按工藝要求，調(diào)節(jié)極化整流器面板上的閉環(huán)給定電位器，使極化整流器的電流達到工藝要求；3） 如果用戶選擇手動投入極化整流器把極化整流器面板上的選擇開關(guān)置于手動位置；合上極化整流器的控制電源；合上極化整流器的啟動按鈕，極化整流器啟動；按工藝要求，調(diào)節(jié)極化整流器面板上的閉環(huán)給定電位器，使極化整流器的電流達到工藝要求；4） 純水冷卻器運行，使整流柜的水壓顯示達到0.12MPa。（注：純水冷卻器在正式送電前一至兩天就讓它一直運行，沒有特殊情況不要停下來，以便把氣泡排盡。）5） 當電解槽的溫度達到一定程度時，整流柜開始對電解槽供電合上正負直流刀開關(guān)?10?確認純水冷卻器在運行狀態(tài)，并且水溫水壓正常合高壓隔離開關(guān)合高壓油開關(guān)調(diào)節(jié)調(diào)壓開關(guān)到合適的檔位確認所有的給定值在“0”位確認控制柜面板上的選擇開關(guān)（或觸摸屏的設置）在正確的控制位置合控制電源合強觸發(fā)電源根據(jù)工藝要求，逐步增大給定值，使直流電流達到工藝要求當整流柜直流電流達到一定時（一般為2.7KA或3.2KA），極化整流器會自動停止。正因為這樣，在對整流柜進行維修，需要?？刂乒駮r，要注意極化柜的自動投命令是由控制柜發(fā)出的，還是其他地方發(fā)出（如DCS等）。如果是控制柜發(fā)出的指