CN103114308A - 铝电解槽补偿母线供电整流机组 - Google Patents

铝电解槽补偿母线供电整流机组 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种铝电解槽补偿母线供电整流机组，补偿整流机组设置在两排铝电解车间中间整流所的一侧，补偿机组直流汇流母线连接铝电解车间与补偿整流机组，整流所直流汇流母线出口连接整流所和铝电解车间；补偿整流机组的中压电源通过电缆或母线从厂区中压系统引来，接至负荷开关，再通过电缆或母线连接至调压整流变压器进线端，调压整流变压器阀侧通过阀侧连接母线连接至整流器交流进线端，整流器直流出线端通过直流支母线连接至直流汇流母线，在连接直流汇流母线前设置直流隔离开关，在直流支母线正极上设置分直流传感器及逆流传感器，在直流汇流母线正极总出口处设置总直流传感器。优点效果：保证了电解整流系统整体的安全性及稳定性。

Description

铝电解槽补偿母线供电整流机组
技术领域
本发明涉及一种供电整流机组，尤其涉及一种铝电解槽补偿母线供电整流机组，可以为电解槽补偿母线提供所需要的稳定的直流电源。
背景技术
随着电流强度的提高，电解槽母线配置的难度逐渐增大，为更好的解决电解槽磁场分布的对称性及稳定性，需要在铝电解槽的烟道端及出铝端同时或单侧设置专用的补偿母线用于平衡电解槽磁场分布，该补偿母线特点是电流大约为几十至几百kA、电压低约为20~40V，且要求电流稳定，保证补偿电流值可根据生产在一定范围内调节。
发明内容
为了解决上述技术问题本发明提供一种铝电解槽补偿母线供电整流机组，目的是为达到电解工艺对补偿母线的要求，设置了专用的补偿整流机组，为补偿母线提供稳定的补偿电流。
为达上述目的本发明铝电解槽补偿母线供电整流机组，由下述结构构成：补偿整流机组设置在两排铝电解车间中间整流所的一侧，补偿机组直流汇流母线连接铝电解车间与补偿整流机组，整流所直流汇流母线出口连接整流所和铝电解车间；补偿整流机组的中压电源通过电缆或母线从厂区中压系统引来，接至负荷开关，再通过电缆或母线连接至调压整流变压器进线端，调压整流变压器阀侧通过阀侧连接母线连接至整流器交流进线端，整流器直流出线端通过直流支母线连接至直流汇流母线，在连接直流汇流母线前设置直流隔离开关，在直流支母线正极上设置分直流传感器及逆流传感器，在直流汇流母线正极总出口处设置总直流传感器。
所述的补偿整流机组中的调压整流变压器设在整流变压器室；整流器设在整流器室，并采用绝缘法安装；整流器冷却装置设在冷却器室，其配套冷却风扇可安装于屋顶；自用电配电柜和保护控制柜设在配电控制室；整流变压器室和整流器室相邻。
所述的补偿整流机组采用双反星形6脉波同相逆并联整流电路。
所述的补偿整流机组设置一套自动稳流控制系统，整流器为二极管整流，调压整流变压器设置连续有载调压开关及饱和电抗器，有载调压开关为粗调，饱和电抗器为细调，自动稳流控制系统调节有载调压开关及控制饱和电抗器的控制深度。         
所述的补偿整流机组设置一套自动稳流控制系统，整流器为晶闸管整流，调压整流变压器仅设置连续有载调压开关做为粗调，不设置饱和电抗器，自动稳流控制系统调节晶闸管的导通角。
所述的调压整流变压器结构形式为调压变、整流变共油箱式，冷却方式采用为自然风冷或强油风冷。
本发明的优点效果：补偿整流机组单独设置，独立于整流所运行，两者不会相互影响，保证了电解整流系统整体的安全性及稳定性；补偿整流机组设置在两排铝电解车间中间靠近整流所的位置，可以实现补偿母线的最短化配置，实现最佳的母线节能效果。另外可尽量避免汇流母线与整流所汇流母线出口的交叉，也可达到缩短补偿汇流母线的目的。补偿整流机组按N+1台原则选择，即当1台机组故障或检修时,其余N台机组仍能保证电解需要的补偿电流值，充分保证了补偿机组能安全稳定运行。补偿整流机组配置了合理的微机保护装置，当整流机组故障时能迅速正确的切断故障机组。补偿整流机组配置了自动稳流控制系统，该系统能保证补偿整流机组整体输出稳定的电流，以满足电解工艺补偿电流的需求，稳定的电流值将使电解补偿母线的平衡磁场效果达到最佳，使电解槽的效率极大的提高。
附图说明
图1是本发明的补偿整流机组、铝电解车间和整流所平面布置图。
图2是本发明的系统结构原理图。
图3是本发明的系统平面配置图。
图中：1、整流变压器室；2、整流器室；3、冷却器室；4、配电控制室；5、电缆或母线；6、负荷开关；7、补偿整流机组；8、调压整流变压器；9、阀侧连接母线；10、整流器； 11、直流支母线；12、直流传感器；13、逆流传感器；14、直流隔离开关；15、直流汇流母线；16、总直流传感器； 17、整流器冷却装置；18、自用电配电柜；19、保护控制柜；20、电解槽补偿母线；22、铝电解车间；23、整流所；24、整流所直流汇流母线出口；25、自动稳流控制系统。
具体实施方法
下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1
如图所示本发明铝电解槽补偿母线供电整流机组，由下述结构构成：补偿整流机组7设置在两排铝电解车间22中间整流所23的一侧，可以实现补偿机组直流汇流母线15的最短化配置，实现最佳的母线节能效果；补偿机组直流汇流母线15连接铝电解车间22内的电解槽补偿母线20与补偿整流机组7，整流所直流汇流母线出口24连接整流所23和铝电解车间22，可尽量避免补补偿机组直流汇流母线15与整流所直流汇流母线出口24的交叉，也可达到缩短补偿汇流母线的目的；补偿整流机组7的中压电源通过电缆或母线5从厂区中压系统引来，接至负荷开关6，再通过电缆或母线5连接至调压整流变压器8进线端，调压整流变压器8阀侧通过阀侧连接母线9连接至整流器10交流进线端，整流器10直流出线端通过直流支母线11连接至直流汇流母线15，在连接直流汇流母线15前设置直流隔离开关14，以便在单台机组检修维护退出运行时断开此机组与直流汇流母线15的连接；在直流支母线11正极上设置分直流传感器12及逆流传感器13，直流传感器12用于测量此机组的分支直流电流，逆流传感器13用于测量直流正负极间短路时的故障逆向电流，可迅速断开故障机组，保证安全；在直流汇流母线15正极总出口处设置总直流传感器16，用以测量总直流电流；补偿整流机组7中的调压整流变压器8设在整流变压器室1；整流器10设在整流器室2；整流器冷却装置17设在冷却器室3；自用电配电柜18和保护控制柜19设在配电控制室4, 整流变压器室1和整流器室2相邻。
补偿整流机组7采用双反星形6脉波同相逆并联整流电路。
补偿整流机组7设置一套自动稳流控制系统25，其设备配置于保护控制柜19内，整流器10为二极管整流，调压整流变压器8设置连续有载调压开关及饱和电抗器，有载调压开关为粗调，饱和电抗器为细调，自动稳流控制系统25调节有载调压开关及控制饱和电抗器的控制深度；调压整流变压器8结构形式为调压变、整流变共油箱式，冷却方式采用为自然风冷或强油风冷。
补偿整流机组采用微机综合自动化系统，每个机组设置一套保护控制柜19，柜内设置机组PLC及整流机组保护装置，用于对整流机组的控制、保护、测量及信号采集。并设置与整流所的通讯接口，可实现在整流所主控室内对补偿机组监控。
整流器冷却方式一般采用水-风冷却系统，也可采用水-水冷却系统，但需相应设置集中的循环水冷却系统。
直流传感器用于单机组直流电流测量。
逆流传感器用于直流逆流保护。
总直流传感器用于汇流后的总直流电流测量。
自用电配电柜18用于补偿机组的交流自用电配电，其电源一般采用双电源自投方式，电源可从就近配电所引来。
实施例2 
实施例1中的整流器为晶闸管整流，调压整流变压器仅设置连续有载调压开关做为粗调，不设置饱和电抗器，自动稳流控制系统调节晶闸管的导通角。其它同实施例1。        
因为补偿整流机组7仅为铝电解槽提供平衡磁场，不经过铝电解槽的电解主回路，所以补偿整流机组7提供的电压仅为补偿机组直流汇流母线15及电解槽补偿母线20的电压降，约为20~40V，可计算得出补偿整流机组7的总容量并不大，约为几千至一万kVA左右，相比给电解主回路提供直流电的整流机组容量要小得多，所以我们可以称之为小机组。根据整流机组的容量，一般确定调压整流变压器8的一次侧电压为中压6kV、10kV、22kV或35kV，根据厂区内可以使用的中压等级进行选择，中压电源的接入可根据厂区实际情况采用电缆或母线方式，电缆或母线引入调压整流变压器前增加负荷开关，以便检修一套整流机组时形成明显断开点，保证检修安全。
为满足工艺要求，输出稳定的直流补偿电流，补偿整流机组7应设置一套自动稳流控制系统25，自动稳流控制系统25通过调节有载调压开关及控制饱和电抗器的控制深度或晶闸管的导通角来达到控制单机组输出稳定电流的目的，并通过大闭环系统调节各分机组的输出电流以保证补偿整流机组整体输出一个能满足电解工艺要求的恒定的补偿直流电流。
补偿整流机组7一般由多套整流机组组成，各套机组配置基本相同。

Claims (6)

1.铝电解槽补偿母线供电整流机组，其特征在于由下述结构构成：补偿整流机组设置在两排铝电解车间中间整流所的一侧，补偿机组直流汇流母线连接铝电解车间与补偿整流机组，整流所直流汇流母线出口连接整流所和铝电解车间；补偿整流机组的中压电源通过电缆或母线从厂区中压系统引来，接至负荷开关，再通过电缆或母线连接至调压整流变压器进线端，调压整流变压器阀侧通过阀侧连接母线连接至整流器交流进线端，整流器直流出线端通过直流支母线连接至直流汇流母线，在连接直流汇流母线前设置直流隔离开关，在直流支母线正极上设置分直流传感器及逆流传感器，在直流汇流母线正极总出口处设置总直流传感器。
2.根据权利要求1所述的铝电解槽补偿母线供电整流机组，其特征在于补偿整流机组中的调压整流变压器设在整流变压器室；整流器设在整流器室；整流器冷却装置设在冷却器室；自用电配电柜和保护控制柜设在配电控制室；整流变压器室和整流器室相邻。
3.根据权利要求1所述的铝电解槽补偿母线供电整流机组，其特征在于补偿整流机组采用双反星形6脉波同相逆并联整流电路。
4.根据权利要求1所述的铝电解槽补偿母线供电整流机组，其特征在于补偿整流机组设置一套自动稳流控制系统，整流器为二极管整流，调压整流变压器设置连续有载调压开关及饱和电抗器，有载调压开关为粗调，饱和电抗器为细调，自动稳流控制系统调节有载调压开关及控制饱和电抗器的控制深度。
5.根据权利要求1所述的铝电解槽补偿母线供电整流机组，其特征在于补偿整流机组设置一套自动稳流控制系统，整流器为晶闸管整流，调压整流变压器仅设置连续有载调压开关做为粗调，不设置饱和电抗器，自动稳流控制系统调节晶闸管的导通角。
6.根据权利要求1所述的铝电解槽补偿母线供电整流机组，其特征在于调压整流变压器结构形式为调压变、整流变共油箱式，冷却方式采用为自然风冷或强油风冷。
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