CN1844471A - 电解铝厂直流系列测控装置 - Google Patents

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CN1844471A CN 200610200218 CN200610200218A CN1844471A CN 1844471 A CN1844471 A CN 1844471A CN 200610200218 CN200610200218 CN 200610200218 CN 200610200218 A CN200610200218 A CN 200610200218A CN 1844471 A CN1844471 A CN 1844471A
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Abstract

本发明公开了一种电解铝厂直流系列测控装置，其结构为：正极、负极汇流母线连接整流所与电解系列；正极、负极汇流母线，汇流母线中点，大地零电位连接到小母线，电压变送器与控制室系列电压表、记录仪、总调PLC，计算站连接；系列电流测量装置安装在正极汇流母线上，并分别与系列电流表及总调柜、计算站连接，系列电流表经扩展隔离器与记录仪、总调PLC柜连接。本发明可用于任意组合的电解系列，提高系列测控系统的安全性、可靠性。

Description

电解铝厂直流系列测控装置
技术领域：
本发明涉及一种直流电路测控装置，特别是涉及一种电解铝厂直流电路的测控装置。
背景技术：
电解铝厂直流系列测量、监控是整流所综合自动化系统重要部分，是电解铝厂系列运行监控和直流电耗管理的依据和手段，对铝电解厂降低直流电耗、提高电解效率和整流效率有极其重要的实际意义。
电解铝厂通常配置两个或两个以上电解车间，为管理系列和车间直流电耗，通过对直流系列的系列电流、系列电压和车间电压的直接测量，配置对应设备，计算电流小时、电压小时，控制系列稳定运行，提高电解效率，提高整流效率；计算系列电耗、各车间直流电耗，实现车间、铝厂的直流电能管理。
现有技术中，采用简单的测量方法，将系列电流、系列电压、正负极对地电压直接接入控制室内系列电流表、系列电压表、正负极对地电压表及对应的电流小时表、电压小时表、直流功率表等测量表计，控制盘上的表计特别多，且无法接入计算机；随着系列电压越来越高，甚至超过1000VDC，表计绝缘水平和控制盘绝缘水平要求高，经常发生由于直流高压烧毁表计的情况发生。
由于直流系列控制盘内相同信号相互链接，同一个信号源多处使用，盘内高低压线路交错复杂；如果信号源消失，多个表计失去意义。直流系列控制盘内还需配置系列电压、系列电流两个隔离器或变送器，向电解计算站提供计算机信号，信号线路从现场拉入控制室又返送到现场，线路走向不顺畅。
还有，在原有设计方法中，一般不设置一车间、二车间电压小时计，无法判断和记录两个或几个车间的直流电耗，无法判断哪个车间节能水平更高，无法进行车间直流电能管理。
发明内容：
本发明的目的在于：提供一种新的直流系列测控方法及其装置，能够计算分析电解槽运行情况，计算电解效率、整流效率并形成报表，实现电解系列的计算机管理，并能判定电解系列中电解槽何处接地，是否发生离极事故，以解决现有技术中存在的问题。
本发明是这样构成的：它包括电解系列(1)，正极汇流母线(2)、负极汇流母线(3)连接整流所与电解系列(1)；从正极汇流母线(2)引正极小母线(4)、负极汇流母线(3)引负极小母线(5)、电解系列(1)引中点小母线(6)，并引大地零电位小母线(7)；系列电压变送器(9)引正极小母线(4)对负极小母线(5)与系列电压表(25)连接；系列电压变送器(10)引正极小母线(4)对负极小母线(5)、一车间电压变送器(11)引正极小母线(4)对中点小母线(6)、二车间电压变送器(12)引负极小母线(5)对中点小母线(6)、正对地电压变送器(16)引正极小母线(4)对大地零电位小母线(7)、负对地电压变送器(17)引负极小母线(5)对大地零电位小母线(7)分别与总调PLC柜(29)连接；系列电压变送器(13)引正极小母线(4)对负极小母线(5)、电压变送器(14)引正极小母线(4)对中点小母线(6)、电压变送器(15)引负极小母线(5)对中点小母线(6)与记录仪(28)连接；系列电压变送器(18)引正极小母线(4)对负极小母线(5)与计算站连接。
系列电流测量装置(19)安装在正极汇流母线(2)上，并分别与系列电流变送器(21)、(22)、(23)连接；其中，系列电流变送器(21)依次连接系列电流表(26)、系列电流扩展隔离器(27)、总调PLC柜(29)、记录仪，系列电流变送器(22)连接总调柜，系列电流变送器(23)连接计算站。
系列电压变送器(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、(16)、(17)、(18)设置在电压变送器箱(8)内，电压变送器箱(8)在现场配置；
系列电流变送器(21)、(22)、(23)设置在电流变送器箱(20)内，电流变送器箱(20)在现场配置；
系列电压表(25)、系列电流表(26)、系列电流扩展隔离器(27)、记录仪(28)、总调PLC柜(29)设置在直流系列控制盘(24)内。
直流系列控制盘(24)设置在中央控制室内。
电解系列(1)由多台电解槽串联而成；常规的电解铝厂设两个或两个以上电解车间，每个电解车间的电解槽配置相同。以上技术方案是按照两个电解车间设置的。电压变送器(11)、(14)引正极小母线(4)对中点小母线(6)分别用于记录仪和总调PLC显示一车间直流电压瞬时值、计算一车间电压小时累计值、计算一车间电流电耗；电压变送器(12)、(15)引负极小母线(5)对中点小母线(6)分别用于记录仪和总调PLC显示二车间直流电压瞬时值、计算二车间电压小时累计值、计算二车间电流电耗。
工作时，从整流所来的直流大电流经正极汇流母线(2)、负极汇流母线(3)进入电解系列(1)；电压变送器箱(8)、电流变送器箱(20)的弱电信号经屏蔽电缆接入中央控制室直流系列控制盘(24)。
向计算站提供系列电压的变送器(18)，线路直接从现场引入计算站，不再进入整流所中央控制室再返回到计算站，线路顺畅。
现场配置电压变送器箱(8)，将高达1000VDC以上的高电压限制在整流所现场，不引入整流所中央控制室，箱内配置多个变送器，分别向不同的用户提供信号，这些信号都是弱电信号，减少故障几率，提高系列测控系统的安全性、可靠性。
电解系列电流通过系列电流测量装置(19)测量，信号输入整流所现场配置的电流变送器箱(20)，并分别通过系列电流变送器(21)向总PLC柜(29)、系列电流变送器(22)向总调柜、系列电流变送器(23)向计算站提供系列电流；串联在系列电流变送器(21)与总PLC柜(29)之间的系列电流表(26)显示系列电流，系列电流扩展隔离器(27)用于系列电流扩展。与系列电压信号一样，系列电流变送器(23)的线路直接从现场引入计算站，不再进入整流所控制室再返回到计算站，线路顺畅。
中央控制室直流系列控制盘(24)盘面配置系列电压表(25)、系列电流表(26)、系列记录仪(28)与盘内安装稳流系统的总PLC柜(29)，系列电流扩展隔离器(27)接入系列记录仪(28)、稳流系统的总PLC柜(29)，直流系列控制盘(24)接线简单，没有交错复杂的高低压并接线。
系列记录仪(28)，是一台具有微机装置，具有彩屏显示和无纸记录功能；其输入通道接收系列电流、系列电压和各车间电压(标准的0～5V/4～20mA信号)等，本单元显示各通道瞬时值数字、棒图、曲线及电压小时、电流小时、直流功率、直流电耗等系列电量累计值；本装置不同于一般记录仪，它具有输入量的累计功能，并能通过通讯方式向整流所综合自动化系统计算机实时传送所有数据，并由综合自动化系统来管理车间直流电能，是综合自动化系统系列管理的枢纽环节。计算机根据系列电压、系列电流及系列直流功率的累计值的变化情况，管理电解系列的运行。
整流机组稳流系统采用PLC控制后，设置总PLC柜(29)实现稳流系统的大闭环控制，总PLC柜(29)安装在直流系列控制盘，需要系列各个信号，根据中点电压、系列电压和系列电流，判定电解系列中电解槽何处接地，是否发生离极事故。总PLC柜(29)通过通讯方式向整流所综合自动化系统计算机实时传送所有数据。
综上所述，本发明的有益效果如下：
①规范直流系列测控系统的设计，采用先进的装置，配合整流所综合自动化系统和整流稳流系统，实现系列管理自动化，设计清晰、完善，简洁可靠，适应性强，可用于任意组合的电解系列，并且精度高(0.2级)。
②将系列电压的高压信号限制在整流所现场，避免高压引入控制室系列控制盘。现场进入控制室的信号采用弱电计算机信号，系列控制盘接线简单，减少故障几率，提高系列测控系统的安全性、可靠性。
③同一信号根据不同的用途采用多个变送器，相互不受影响，可靠性更高。为电解计算站提供的信号直接从现场接入计算站，不再进入整流所控制室再返回到计算站，线路更顺畅。
附图说明：
图1：为本发明的示意图。
具体实施方式：
本发明的实施例：电解铝厂设两个电解车间，电解系列1由多台电解槽串联而成，每个电解车间的配置相同。选购系列电流变送器、系列电压变送器等电器元件，制作电压变送器箱、总调PLC柜等。
在现场配置电压变送器箱8，将系列电压变送器9、10、11、12、13、14、15、16、17、18设置在电压变送器箱8内；
在现场配置电流变送器箱20，将系列电流变送器21、22、23设置在电流变送器箱20内；
在中央控制室配置控制室直流系列控制盘24，将系列电流表26、系列电流扩展隔离器27、记录仪28、总调PLC 29设置在控制室直流系列控制盘24内；
将从整流所来的正极汇流母线2、负极汇流母线3连接到电解系列1；从正极汇流母线2引正极小母线4、负极汇流母线3引负极小母线5、电解系列1引中点小母线6，并引大地零电位小母线7；系列电压变送器9引正极小母线4对负极小母线5与系列电压表25连接；系列电压变送器10引正极小母线4对负极小母线5、电压变送器11引正极小母线4对中点小母线6(用于一车间电压)、电压变送器12引负极小母线5对中点小母线6(用于二车间电压)、电压变送器16引正极小母线4对大地零电位小母线7、电压变送器17引负极小母线5对大地零电位小母线7分别与总调PLC柜29连接；系列电压变送器13引正极小母线4对负极小母线5、电压变送器14引正极小母线4对中点小母线6(用于一车间电压)、电压变送器15引负极小母线5对中点小母线6(用于二车间电压)与记录仪28连接；系列电压变送器(18)引正极小母线(4)对负极小母线(5)与计算站连接；系列电流测量装置19串联在正极汇流母线2中，并分别与系列电流变送器21、22、23连接；其中，系列电流变送器21依次连接系列电流表26、系列电流扩展隔离器(27)、总调PLC柜29，系列电流变送器22连接总调柜，系列电流变送器23连接计算站。

Claims (7)

1.一种电解铝厂直流系列测控装置，它包括电解系列(1)，其特征在于：正极汇流母线(2)、负极汇流母线(3)连接整流所与电解系列(1)；从正极汇流母线(2)引正极小母线(4)、负极汇流母线(3)引负极小母线(5)、电解系列(1)引中点小母线(6)，并引大地零电位小母线(7)；系列电压变送器(9)引正极小母线(4)对负极小母线(5)与系列电压表(25)连接；系列电压变送器(10)引正极小母线(4)对负极小母线(5)、一车间电压变送器(11)引正极小母线(4)对中点小母线(6)、二车间电压变送器(12)引负极小母线(5)对中点小母线(6)、正对地电压变送器(16)引正极小母线(4)对大地零电位小母线(7)、负对地电压变送器(17)引负极小母线(5)对大地零电位小母线(7)分别与总调PLC柜(29)连接；系列电压变送器(13)引正极小母线(4)对负极小母线(5)、一车间电压变送器(14)引正极小母线(4)对中点小母线(6)、二车间电压变送器(15)引负极小母线(5)对中点小母线(6)与记录仪(28)连接；系列电压变送器(18)引正极小母线(4)对负极小母线(5)与计算站连接；
系列电流测量装置(19)安装在正极汇流母线(2)上，并分别与系列电流变送器(21)、(22)、(23)连接；其中，系列电流变送器(21)依次连接系列电流表(26)、系列电流扩展隔离器(27)、总调PLC柜(29)、记录仪(28)，系列电流变送器(22)连接总调柜，系列电流变送器(23)连接计算站。
2.根据权利要求1所述的电解铝厂直流系列测控装置，其特征在于：系列电压变送器(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、(16)、(17)、(18)设置在电压变送器箱(8)内。
3.根据权利要求1所述的电解铝厂直流系列测控装置，其特征在于：电压变送器箱(8)在现场配置。
4.根据权利要求1所述的电解铝厂直流系列测控装置，其特征在于：系列电流变送器(21)、(22)、(23)设置在电流变送器箱(20)内。
5.根据权利要求1所述的电解铝厂直流系列测控装置，其特征在于：电流变送器箱(20)在现场配置。
6.根据权利要求1所述的电解铝厂直流系列测控装置，其特征在于：系列电压表(25)、系列电流表(26)、系列电流扩展隔离器(27)、记录仪(28)、总调PLC柜(29)设置在直流系列控制盘(24)内。
7.根据权利要求1或2所述的电解铝厂直流系列测控装置，其特征在于：直流系列控制盘(24)在中央控制室配置。
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