CN101302626B - 铝电解系列不停电的铝电解槽电动式短路方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝电解系列不停电的铝电解槽电动式短路方法及装置，它在对铝电解槽停电时或开槽恢复通电时，在短路块上并联一个断开的只带有一个灭弧罩和一对触点的灭弧开关，并且在铝电解槽的短路块和灭弧开关上连接电器控制联动装置；短路块和灭弧开关的动作都通过电器控制联动装置控制。本发明操作简单、安装方便、可避免系列铝电解槽全部停电，可延长铝电解槽寿命、大大降了低铝电解槽因停电、停工所造成损失。在铝电解槽的短路块和灭弧开关上连接电器控制联动装置，使短路块和灭弧开关的打开、关闭和配合能通过电器控制联动装置来完成。这样仅方便于操作，而且还提高了短路停电操作工作的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于对需要维修的铝电解槽进行停电时使用的铝电解系列不停电的铝电解槽电动式短路方法及装置，属于铝电解槽短路停电技术领域。
背景技术
在电解铝生产过程中，铝电解槽达到一定年限后就需停槽进行大修，大修前要把需大修铝电解槽上的电流转换到短路块支路上，即闭合原处于打开状态的短路块，使原流经铝电解槽上的电流通过短路块线路直接进入下一台铝电解槽，实现铝电解槽的停槽。大修后铝电解槽要把流经短路块线路上的电流转移到铝电解槽上，即打开处于闭合状态的短路块。由于铝电解槽系列电压高、电流大，目前电流转换的方法是在铝电解槽系列停电或大幅度降低电流后，把铝电解槽母线中的短路块打开或合上，实现铝电解槽的停槽或开槽。由于铝电解系列是一个由数十台乃至数百台铝电解槽串联而成，每年不定期都大修数十台或上百台，如果采取停电或大幅度降低电流的方式，还会产生以下系列问题。
(1)对电网冲击大。为追求规模效益，当今铝电解系列均向着槽型大型化和系列大型化发展，系列负荷甚至达到一个中型城市的用电负荷，如此大的负荷变化对电网运行非常不利。
(2)影响铝电解槽系列整流机组。为了大修停槽操作，频繁地停电和通电势必影响整流机组寿命。
(3)影响铝电解槽生产管理。短路块开闭操作时间一般为15～30分钟，操作期间全系列铝电解槽无能量收入，通电后引起槽况波动，给生产管理带来一定困难。另外，频繁的电流冲击和热冲击会极大影响铝电解槽内衬寿命，缩短内衬使用周期，甚至造成铝电解槽系列中病槽发生漏槽事故。
(4)影响铝电解槽系列经济指标。对生产成本影响主要包括三个方面：铝电解槽内衬寿命损耗；槽况波动的能量损耗；整流机组寿命损耗。
同时由于铝电解槽母线上的电流非常大，采用传统的手工断开短路块或手工闭和短路块花费的时间约在15～20分钟，这种做法不但费工费时，而且容易对人体造成伤害。
发明内容
本发明的目的是：提供一种结构简单、使用方便、省时省力的铝电解系列不停电的铝电解槽电动式短路方法及装置，使在维修和更换坏槽时可避免铝电解槽系列停电，并可延长铝电解槽系列寿命和配套设备寿命，从而降低铝电解槽因停电、停工所造成的损失，以克服现有技术的不足。
本发明是这样实现的：本发明的铝电解系列不停电的铝电解槽电动式短路方法为：它包括采用安装在铝电解槽上的立柱母线上的短路块进行短路停电，在对铝电解槽停电时，先在短路块上并联一个断开的只带有一个灭弧罩和一对触点的灭弧开关，并且在铝电解槽的短路块和灭弧开关上连接电器控制联动装置；使短路块和灭弧开关的动作都通过电器控制联动装置控制，然后通过电器控制联动装置来依次控制灭弧开关闭合及控制短路块与立柱母线连接，并使灭弧开关闭合的时间比短路块与立柱母线连接的动作时间提前0.1～1.5秒；在对铝电解槽恢复通电时，先在短路块装置上并联一个断开的只带有一个灭弧罩和一对触点的灭弧开关，并且在铝电解槽的短路块和灭弧开关上连接电器控制联动装置；使短路块和灭弧开关的动作都通过电器控制联动装置控制，通过电器控制联动装置来依次控制灭弧开关闭合、控制短路块与立柱母线断开以及再控制灭弧开关断开，并使灭弧开关断开的时间比短路块与立柱母线断开的时间滞后0.1～1.5秒。
在对铝电解槽停电时，将短路块与铝电解槽立柱母线连接后，可通过电器控制联动装置再控制灭弧开关断开，使铝电解槽立柱母线上的电流仅从短路块支路直接流入下一个铝电解槽。
本发明的铝电解系列不停电的铝电解槽电动式短路装置为：它包括安装在铝电解槽(1)上的立柱母线(2)和短路块(3)，短路块(3)安装在立柱母线(2)上，并且短路块(3)的一端通过导电母线与下一个铝电解槽(1)的立柱母线(2)连接，在短路块(3)的另一端与立柱母线(2)之间垫有可拆卸的绝缘垫片(5)，在铝电解槽(1)的立柱母线(2)与短路块(3)之间还连接有一个只带有一个灭弧罩和一对触点的灭弧开关(4)，短路块(3)和灭弧开关(4)的动作通过电器控制联动装置控制，电器控制联动装置由驱动短路块(3)动作的驱动装置(6)和驱动灭弧开关(4)动作的电磁铁(7)及电器控制柜(8)组成，驱动装置(6)的一端与短路块(3)连接，其另一端与固定在铝电解槽(1)上的支架(9)连接，在电器控制柜(8)内设有控制驱动装置(6)和电磁铁(7)的电器元件。
驱动装置(6)为驱动电磁铁、驱动汽缸或液压油缸。
驱动装置(6)通过连杆(10)与短路块(3)连接。
电器控制柜(8)内的电器元件包括闭合按钮(A)、断开按钮(B)、电磁继电器(Y1)和(Y2)、时间继电器(Y3)和(Y4)、驱动装置(6)的电磁线圈(X1)和(X2)和电磁铁(7)的电磁线圈(Y)；电磁继电器(Y1)和时间继电器(Y3)的线圈并联后与闭合按钮(A)的常开触头、断开按钮(B)的常闭触头串联构成回路，并且电磁继电器(Y1)的常开触头(Y1-1)与闭合按钮(A)的常开触头并联；电磁继电器(Y2)和时间继电器(Y4)的线圈并联后与闭合按钮(A)的常开触头、断开按钮(B)的常闭触头串联构成回路，并且电磁继电器(Y2)的常开触头(Y2-1)与断开按钮(B)的常开触头并联；驱动装置(6)的电磁线圈(X1)和(X2)并联后与电磁继电器(Y1)的常开触头(Y1-3)和时间继电器(Y3)的延时闭合常开触头(Y3-1)串联构成回路；电磁铁(7)的电磁线圈(Y)与时间继电器(Y4)的延时断开常闭触点(Y4-1)和电磁继电器(Y1)的常开触头(Y1-2)串联构成回路，并且在电磁继电器(Y1)的常开触头(Y1-2)上并联电磁继电器(Y2)的常开触头(Y2-2)。
路块电器控制柜(8)内的电器元件还包括开关(K)，开关(K)与电磁铁(7)的电磁线圈(Y)串联。
与现有技术比较，本发明通过将现有铝电解槽一次电流转换的方式转换为电流二次转换的方式来完成铝电解槽的开槽和停槽，这样可以在不断电或大幅度降低电流的情况下完成对铝电解槽的维修或替换。可以避免铝电解槽在断电或降低电流维修时，对电网的冲击和对整流机组的损坏。并且本发明结构简单、安装方便、可避免系列铝电解槽全部停电，可延长铝电解槽系列寿命、大大降低了铝电解槽系列因停电、停工所造成损失；并且在铝电解槽的短路块和灭弧开关上连接电器控制联动装置，使短路块和灭弧开关的打开、关闭和配合能通过电器控制联动装置来完成，这样不仅方便于操作，而且还提高了短路停电操作工作的稳定性。由于本发明采用的是只带有一个灭弧罩和一对触点的灭弧开关，因而不仅大大降低了灭弧开关的制作成本，而且还大大减小了灭弧开关的体积，使铝电解槽的停电短路工作更加容易和更加省力省时。因此本发明具有很好的推广价值和经济价值。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是发明的的电器控制示意图。
具体实施方式
实施例：如图1和图2所示，在铝电解系列中，各个铝电解槽1的相互电连接是采用串连电路的方式来连接的，通常是以铝电解槽1的槽体底部为阴极，立柱母线2为阳极，通过连接在立柱母线2上放置在铝电解槽1内的炭块与铝电解槽1的槽体形成电流通路。为方便铝电解槽1的维修，在铝电解槽1上的立柱母线2上安装有短路块3，并且短路块3的一端通过导电母线与下一个铝电解槽1的立柱母线2连接，在短路块3的另一端与立柱母线2之间垫有可拆卸的绝缘垫片5。短路块3的连接可将需维修铝电解槽上的电流通过短路块3短路到下一个铝电解槽1，因立柱母线2上的电流非常大，目前在连接和断开立柱母线2和短路块3时，都需对整个铝电解槽系列断电或大幅度降低电流，这种做法存在许多弊端。为使铝电解槽1在停槽短路停电时或维修完毕后开槽通电时，不用对整个铝电解槽系列断电或大幅度降低电流，可采用本发明进行操作，即在采用铝电解槽1的短路块3对铝电解槽1进行停槽短路停电时，先在该铝电解槽1的短路块3和立柱母线2上并联上一个断开的只带有一个灭弧罩和一对触点的灭弧开关4，灭弧开关4通过连接电线及连接螺栓分别连接在立柱母线2和短路块3上，为使铝电解槽1在停槽短路停电时灭弧开关4闭合及短路块3与立柱母线2连接的动作时间差控制在0.1～1.5秒，或在铝电解槽1维修完毕开槽通电时，灭弧开关4闭合、短路块3与立柱母线2断开和灭弧开关4再断开的连动时间差控制在0.1～1.5秒，可在铝电解槽1的短路块3和灭弧开关4上连接一个电器控制联动装置，该电器控制联动装置由驱动短路块3动作的驱动装置6和驱动灭弧开关4动作的电磁铁7及电器控制柜8组成，将驱动装置6的一端通过连杆10与短路块3连接，其另一端与固定在铝电解槽1上的支架9连接，在电器控制柜8内设有控制驱动装置6和电磁铁7的电器元件；可直接采用现有技术中的带有回位弹簧的驱动电磁铁、驱动汽缸或液压油缸作为驱动装置6，电磁铁7也可采用现有技术中的带有回位弹簧的电磁铁，安装在电器控制柜8内的电器元件包括闭合按钮A、断开按钮B、电磁继电器Y1和Y2、时间继电器Y3和Y4、驱动装置6的电磁线圈X1和X2和电磁铁7的电磁线圈Y；电磁继电器Y1和时间继电器Y3的线圈并联后与闭合按钮A的常开触头、断开按钮B的常闭触头串联构成回路，并且电磁继电器Y1的常开触头Y1-1与闭合按钮A的常开触头并联；电磁继电器Y2和时间继电器Y4的线圈并联后与闭合按钮A的常开触头、断开按钮B的常闭触头串联构成回路，并且电磁继电器Y2的常开触头Y2-1与断开按钮B的常开触头并联；驱动装置6的电磁线圈X1和X2并联后与电磁继电器Y1的常开触头Y1-3和时间继电器Y3的延时闭合常开触头Y3-1串联构成回路；电磁铁7的电磁线圈Y与时间继电器Y4的延时断开常闭触点Y4-1、手动开关K和电磁继电器Y1的常开触头Y1-2串联构成回路，并且在电磁继电器Y1的常开触头Y1-2上并联电磁继电器Y2的常开触头Y2-2。
在连接好驱动短路块3动作的驱动装置6和驱动灭弧开关4动作的电磁铁7及电器控制柜8后，将连接立柱母线2和短路块3的螺母松开，抽出绝缘垫片5，将连接在立柱母线2上的碳块下降到铝水中，使铝电解槽1的电压降至2000mv以下，完成上述铝电解槽1在停槽短路停电的准备工作后，将开关K关闭，按下闭合按钮A，电磁继电器Y1和时间继电器Y3的电磁线圈通电，电磁继电器Y1的常开触头Y1-1、Y1-2和Y1-3闭合，时间继电器Y3的延时闭合常开触头Y3-1延时闭合，并且调节间继电器Y3的延迟闭合时间为0.1～1.5秒，这样，当按下闭合按钮A时，电磁铁7的电磁线圈通电Y，电磁铁7的伸缩头带动灭弧开关4闭合，0.1～1.5秒后延时闭合常开触头Y3-1闭合，驱动装置6的电磁铁的电磁线圈或汽缸油缸电磁阀的电磁线圈X1、X2通电，使两个驱动装置6分别带动短路块3与立柱母线2连接，然后通过人工将短路块3与立柱母线2用螺栓连接固定在一起，这样即可使需维修铝电解槽1的立柱母线2上的电流从灭弧开关4和短路块3流入下一个铝电解槽1；也可在短路块3与立柱母线2连接好后，再打开手动开关K，使电磁铁7断电，灭弧开关4断开，立柱母线2上的电流只从短路块3流入下一个铝电解槽1，这样即可完成需维修铝电解槽的停槽短路停电操作。当该铝电解槽1维修完毕需开槽通电时，将驱动短路块3动作的驱动装置6和驱动灭弧开关4动作的电磁铁7及电器控制柜8安装到位，关闭开关K，按下闭合按钮A，电磁铁的电磁线圈Y通电，电磁铁7的伸缩头带动灭弧开关4闭合，0.1～1.5秒后延时闭合常开触头Y3-1闭合，驱动装置6的电磁铁的电磁线圈或汽缸油缸电磁阀的电磁线圈X1、X2通电，通过人工将连接立柱母线2和短路块3的螺栓松开，按下断开按钮B，电磁继电器Y1和时间继电器Y3的电磁线圈断电，电磁继电器Y1的常开触头Y1-1、Y1-2和Y1-3断开，时间继电器Y3延时闭合常开触头Y3-1断开，电磁继电器Y2和时间继电器Y4的电磁线圈通电，电磁继电器Y2的常开触头Y2-1和Y2-2闭合，时间继电器Y4延时断开常闭触点Y4-1延时断开，作为两个驱动装置6的电磁铁的电磁线圈或汽缸油缸电磁阀的电磁线圈X1、X2断电，驱动装置6在其回位力的作用下带动短路块3与立柱母线2断开，调节时间继电器Y4的延时断开时间为0.1～1.5秒，0.1～1.5秒后时间继电器Y4延时断开常闭触点Y4-1延时断开，电磁铁7的电磁线圈断电，电磁铁7在其回位力的作用下带动灭弧开关4断开，然后通过人工再将取下的绝缘垫片5重新安装在短路块3与立柱母线2之间，这样即可使灭弧开关4和短路块3上的电流全部转移到维修后铝电解槽1上，再将连接在立柱母线2上的碳块升置到指定高度的铝水中，从而完成维修后铝电解槽的开槽通电操作。
Claims (7)
1.一种铝电解系列不停电的铝电解槽电动式短路方法，它包括采用安装在铝电解槽上的立柱母线上的短路块进行短路停电，其特征在于：在对铝电解槽停电时，先在短路块上并联一个断开的只带有一个灭弧罩和一对触点的灭弧开关，并且在铝电解槽的短路块和灭弧开关上连接电器控制联动装置；使短路块和灭弧开关的动作都通过电器控制联动装置控制，然后通过电器控制联动装置来依次控制灭弧开关闭合及控制短路块与立柱母线连接，并使灭弧开关闭合的时间比短路块与立柱母线连接的动作时间提前0.1～1.5秒；在对铝电解槽恢复通电时，先在短路块装置上并联一个断开的只带有一个灭弧罩和一对触点的灭弧开关，并且在铝电解槽的短路块和灭弧开关上连接电器控制联动装置；使短路块和灭弧开关的动作都通过电器控制联动装置控制，通过电器控制联动装置来依次控制灭弧开关闭合、控制短路块与立柱母线断开以及再控制灭弧开关断开，并使灭弧开关断开的时间比短路块与立柱母线断开的时间滞后0.1～1.5秒。
2.根据权利要求1所述的铝电解系列不停电的铝电解槽电动式短路方法，其特征在于：在对铝电解槽停电时，将短路块与铝电解槽立柱母线连接后，通过电器控制联动装置再控制灭弧开关断开，使铝电解槽立柱母线上的电流仅从短路块支路直接流入下一个铝电解槽。
3.一种铝电解系列不停电的铝电解槽电动式短路装置，它包括安装在铝电解槽(1)上的立柱母线(2)和短路块(3)，短路块(3)安装在立柱母线(2)上，并且短路块(3)的一端通过导电母线与下一个铝电解槽(1)的立柱母线(2)连接，在短路块(3)的另一端与立柱母线(2)之间垫有可拆卸的绝缘垫片(5)，其特征在于：在铝电解槽(1)的立柱母线(2)与短路块(3)之间还并联有一个只带有一个灭弧罩和一对触点的灭弧开关(4)，短路块(3)和灭弧开关(4)的动作通过电器控制联动装置控制，电器控制联动装置由驱动短路块(3)动作的驱动装置(6)和驱动灭弧开关(4)动作的电磁铁(7)及电器控制柜(8)组成，驱动装置(6)的一端与短路块(3)连接，其另一端与固定在铝电解槽(1)上的支架(9)连接，在电器控制柜(8)内设有控制驱动装置(6)和电磁铁(7)的电器元件。
4.根据权利要求3所述的铝电解系列不停电的铝电解槽电动式短路装置，其特征在于：驱动装置(6)为驱动电磁铁、驱动汽缸或液压油缸。
5.根据权利要求3所述的铝电解系列不停电的铝电解槽电动式短路装置，其特征在于：驱动装置(6)通过连杆(10)与短路块(3)连接。
6.根据权利要求3所述的铝电解系列不停电的铝电解槽电动式短路装置，其特征在于：电器控制柜(8)内的电器元件包括闭合按钮(A)、断开按钮(B)、电磁继电器(Y1)和(Y2)、时间继电器(Y3)和(Y4)、驱动装置(6)的电磁线圈(X1)和(X2)和电磁铁(7)的电磁线圈(Y)；电磁继电器(Y1)和时间继电器(Y3)的线圈并联后与闭合按钮(A)的常开触头、断开按钮(B)的常闭触头串联构成回路，并且电磁继电器(Y1)的常开触头(Y1-1)与闭合按钮(A)的常开触头并联；电磁继电器(Y2)和时间继电器(Y4)的线圈并联后与闭合按钮(A)的常开触头、断开按钮(B)的常闭触头串联构成回路，并且电磁继电器(Y2)的常开触头(Y2-1)与断开按钮(B)的常开触头并联；驱动装置(6)的电磁线圈(X1)和(X2)并联后与电磁继电器(Y1)的常开触头(Y1-3)和时间继电器(Y3)的延时闭合常开触头(Y3-1)串联构成回路；电磁铁(7)的电磁线圈(Y)与时间继电器(Y4)的延时断开常闭触点(Y4-1)和电磁继电器(Y1)的常开触头(Y1-2)串联构成回路，并且在电磁继电器(Y1)的常开触头(Y1-2)上并联电磁继电器(Y2)的常开触头(Y2-2)。
7.根据权利要求6所述的铝电解系列不停电的铝电解槽电动式短路装置，其特征在于：电器控制柜(8)内的电器元件还包括开关(K)，开关(K)与电磁铁(7)的电磁线圈(Y)串联。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Owner name: GUIYANG ALUMINIUM AND MAGNESIUM DESIGN INSTITUTE C Free format text: FORMER OWNER: GUIYANG ALUMINIUM AND MAGNESIUM DESIGN INST. Effective date: 20110523 |
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Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 550004 NO. 208, BEIJING ROAD, GUIYANG CITY, GUIZHOU PROVINCE TO: 550081 NO.2, JINZHU ROAD, JINYANG NEW DISTRICT, YANG CITY |
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20110523 Address after: 550081 No. 2 Jin Zhu Road, Jinyang New District, Shenyang City Applicant after: Guiyang Aluminum & Magnesium Design Institute Co., Ltd. Address before: 550004 No. 208, Beijing Road, Guiyang, Guizhou Applicant before: Guiyang Aluminium and Magnesium Design Inst. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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Application publication date: 20081112 Assignee: GUIZHOU ZHENXING AL-MG SCIENCE & TECHNOLOGY INDUSTRY CORP., LTD. Assignor: Guiyang Aluminum & Magnesium Design Institute Co., Ltd. Contract record no.: 2014520000008 Denomination of invention: Electric short circuit methods and apparatuses for aluminum electrolysis series uninterrupted electrobath Granted publication date: 20111130 License type: Exclusive License Record date: 20140328 |
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| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model |