国产整流装置及其控制系统

国产整流装置及其控制系统的特点

介绍了一种与进口整流变压器配套的国产整流装置及其控制系统的特点，以及与国内同类装置的区别及运行状况。
关键词：进口变压器；饱和电抗器；稳流控制系统

0 引言
从上世纪80年代中期开始，国内一些铝厂先后从富士，ABB，siemens，Alsthom等公司引进了电解铝工业用整流设备，这不仅使我国电解铝工业得到了迅速发展，而且也促进了我国电化学整流设备技术水平的提高，同时也给国内电解铝用整流设备制造行业带来了巨大商机。经过近二十年的运行，目前该类设备大部分处于超龄服役，于是将进口整流设备加以改造的想法便提上了议事日程。鉴于各厂的情况，有些厂家将全套整流设备(包括变压器、整流装置)全部更换为国产设备，有些则保留了变压器而将整流装置加以改造。对于后者，由于变压器的出线形式决定了整流装置的结构，因此，改造后的整流设备也只能采取原来的电路结构。同时由于饱和电抗器绕组结构的差别，使得与之配套的控制系统也不同于国产饱和电抗器的控制方式。

1 电路简介
以中铝公司青海分公司九号机组改造为例，由四套整流机组构成4×56 kA、1150 V的电解系列，其整流机组(包括变压器、整流装置及其控制系统)为Siemens AG公司生产(见图1)。由于在引进时预留了一台变压器，一直处于闲置状态，青铝公司为了整流设备运行的相对可靠性，于2003年决定由我所为该变压器配置了一套整流装置。该装置自投运以来，由于原变压器为非同相逆并联结构，致使整流主柜出现不少发热点。虽几经整改，但效果仍然不及同相逆并联结构理想。在对控制系统的改造中，出现了稳流控制输出接口与Siemens饱和电抗器端口无法匹配的情况。

由图1可见，整流变压器为Y／Y△联接，其中Y／△联接组对应图l(b)中所示整流桥。二次测Y和△两绕组每个整流臂分别设有一套电流互感器作为电流测量保护之用，并未提供更多的互感器输出接口，因此控制电路无法获得交流电流取样(Siemens整流装置两组桥的电流取样，分别由整流机组内各整流桥臂上的电流互感器得到)。Y、△两组整流桥所对应的饱和电抗器分别由一对输出端子控制即(2a，2b)及(3a，3b)，见图1(a)，这与国内饱和电抗器的绕制方式有着明显的区别。通常国内饱和电抗器控制绕组是按照三套设计：其中一套用干榨制回路．一套用于偏移回路，另外一套作为备用。这三套绕组在结构和匝数上完全相同，可以互换使用；与国外饱和电抗器绕组最大区别是直流阻抗较低(通常小于0．1Ω)。Siemens生产的饱和电抗器绕组的直流阻抗较高，约为1n，差别非常大。由于原变压器的交流电流互感器的原因，无法独立取得Y、△两组整流桥交流输入电流的大小，只能从整流机组总直流互感器取得输出直流电流的大小。由上述可知，因无法单独获取Y、△两组整流桥的交、直电流而只能取得两组整流桥总直流电流，因此要实现对该整流机组的稳流控制，只能将Y组饱和电抗器绕组与△组饱和电抗器绕组串接起来同时进行控制。控制电路如图2所示。