張興

摘 要：電解鋁行業(yè)整流變電站自動化系統(tǒng)作為一個大型、完備且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼w工程，可以幫助實現(xiàn)鋁電解的發(fā)電及變配電工作，文章主要探討電解鋁行業(yè)整流機組電氣設(shè)備安裝及調(diào)試工作，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)工作有所幫助和裨益。

關(guān)鍵詞：電解鋁行業(yè)；整流機組；電氣設(shè)備；安裝調(diào)試

中圖分類號：TM76 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）29-0101-01

1 背景簡介

電解鋁生產(chǎn)屬于流程型生產(chǎn)，因此任一環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性波動都將直接影響到整個電解鋁的生產(chǎn)順利進行，在電解鋁的生產(chǎn)過程中，會涉及到多種多樣的設(shè)備，（諸如加工、鑄造、電解、凈化設(shè)備以及與其配套的供電設(shè)備）等，這樣一些設(shè)備和企業(yè)人員、企業(yè)部門等一起為電解鋁的生產(chǎn)環(huán)節(jié)服務(wù)，為電解鋁生產(chǎn)過程的順暢開展提供有力保障。

整流變電站綜合自動化系統(tǒng)作為電解鋁行業(yè)中的重要組成部分發(fā)揮作用，該系統(tǒng)功能強大、總體設(shè)計嚴(yán)謹(jǐn)，可以很好地滿足鋁電解過程中所必需的發(fā)電以及變配電要求。而電流控制水平對整流變電站來說，是一項核心技術(shù)，意義重大，最終電解產(chǎn)品質(zhì)量的好壞直接取決于大電流恒流控制水平的高低情況，所以，其控制水平在自動化的控制中也是最重要的一環(huán)。正是因為如此，為電解鋁整流機組選擇安裝合適的設(shè)備并調(diào)試至運行成功是非常關(guān)鍵的，一方面是能夠保證電解直流電流平衡穩(wěn)定，另一方面也能夠較好的提高電流效率，實現(xiàn)節(jié)約能源和降低成本的重要目標(biāo)。

2 電解鋁行業(yè)整流機組電氣設(shè)備安裝及調(diào)試

2.1 電解鋁行業(yè)對供電在技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)規(guī)范

首先，值得關(guān)注的一點為：鋁電解負荷在常規(guī)情況下全為一級負荷，另外，在電解車間里所用到的真空泵、多功能天車和整流所里的自用電等也均為一級負荷，總的來說，一般一個大型鋁電解廠，一級負荷要占到全廠總負荷的九成以上，因此在進行電解廠供電設(shè)計時首先就需要將這樣一些部分優(yōu)先考慮。其次就是需要在鋁電解廠內(nèi)準(zhǔn)備兩個以上的獨立電源來進行供電，這是因為鋁電解廠在正常狀況下都是完全不允許停電的，即便是在非常極端的狀況下發(fā)生停電，也只允許全停電40 min左右，所謂全停電，即為電解槽直流電源中斷的時間。

其中，也包含了整流組恢復(fù)供電所需要耗費的時間，因此時間中斷時間還會更短，必然需要通過備用電源來保證電解廠狀況可控。最后考慮的是大型鋁電解廠在長期內(nèi)的發(fā)展大方向，我們國家發(fā)展到目前為止正在逐步淘汰60 kA的自焙電解槽，將其發(fā)展為最高400 kA的預(yù)焙電解槽，但是直流電壓則仍然可以保持在較低的水平狀態(tài)。

2.2 變壓器的選擇與安裝

在鋁電解廠內(nèi)通常安裝兩臺以上主變壓器，原因同樣是為了最大程度滿足整個電廠運行的可靠性和靈敏性，除此之外，還需要選取三繞組變壓器（在重要負荷附近進行選擇），正是由于三繞組變壓器在一般情況下占地面積較小，正常的運行量、維護工作量也相對不多，成本上也低于同性能的雙繞組變壓器。對于更加大型的專用變電站，可以考慮裝設(shè)三臺主變壓器，且在一次接線當(dāng)中采用雙母線的接線方式，使得所選擇以及備用的變壓器均完全符合負荷的荷載需要。值得關(guān)注的是，在具備多個電壓等級的變電站中，假若主變壓器繞組功率占到（達到）了變壓器總?cè)萘康?5%，或者是雖然低壓側(cè)無負荷但站內(nèi)需裝設(shè)無功補償設(shè)備時，同樣需要采用三繞組。

2.3 電氣主線的選取及裝配

電解鋁生產(chǎn)過程是否順利也會直接受到整流變電站（220 kV）綜合自動化系統(tǒng)主線安裝好壞的影響，同時，電解鋁企業(yè)的經(jīng)濟效益也會受到不小的影響，因此在實踐過程當(dāng)中必然需要保證其合理性。整流機電氣主接線在進行選擇安裝時需要多方面考慮實際環(huán)境狀況，包括變電站在電力系統(tǒng)當(dāng)中的位置以及負荷自身的性能等，還包括電網(wǎng)自身的結(jié)構(gòu)和出線數(shù)目的多少等，這樣的考慮主要還是出于系統(tǒng)自身的裝備因素：母線電源較多，傳輸功率過大等，因此高壓配電裝置當(dāng)中基本上采用的都是雙母線接線，雙母線的任何一個回路都可以通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器來并列運行，較之于單母線，雙母線的可靠度更大，在對其進行調(diào)度或者是檢修時也會更加的簡單和方便。

2.4 封閉組合電器的裝配與常規(guī)性試驗

通常情況下，要求電解鋁廠整流供電系統(tǒng)為終端變電站，專業(yè)性要求非常高，但是設(shè)備本身單一而簡單，總體而言，在可靠度這一方面的要求比較高。在開展電解鋁生產(chǎn)作業(yè)進程中，電解系統(tǒng)的直流電能來源于所有整流變電站并聯(lián)至直流大母線而產(chǎn)生的電能，當(dāng)整流變電站內(nèi)有不良故障發(fā)生，正負母線之間的弧光就會發(fā)生短路問題，使得整個整流機組都陷入到短路電流環(huán)境之中，進而導(dǎo)致變電站嚴(yán)重爆炸事故的產(chǎn)生。基于此，整流變電站的整個設(shè)計、全封閉組合電器的裝配及調(diào)試過程均需嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)程來進行。

3 電氣設(shè)備裝配及調(diào)試過程注意事項剖析

3.1 電氣設(shè)備裝配

整流機組電氣設(shè)備的裝配及調(diào)試過程，需要多方面通過以下步驟和過程來實現(xiàn)：

①對變壓器的三相結(jié)線組別進行檢查，確認(rèn)銘牌以及外殼上的標(biāo)識均與設(shè)計要求相符合；

②對繞組以及套管的直流電阻進行測量，主要要求測得值之間的相互差值不能夠大于平均值的2%；

③檢查所有分接頭的變壓比，要求檢查結(jié)果與銘牌數(shù)據(jù)無明顯差別；然后是在額定電壓下進行沖擊合閘試驗，該試驗進行5次，每次間隔5 min，要求沒有明顯的異常狀況發(fā)生；

④再測量備案固件與鐵芯接地線引出套管等外殼的絕緣電阻，測量方法為：用2 500 V電壓持續(xù)測量1 min，要求沒有閃絡(luò)或者是擊穿現(xiàn)象發(fā)生。

3.2 調(diào)試過程

除了設(shè)備安裝，在設(shè)備調(diào)試階段同樣需要注意多個方面的問題，如在對整流柜以及PLC柜絕緣時，為避免損壞昂貴的電子器件，杜絕運用兆歐表進行相關(guān)操作，而測量絕緣也應(yīng)當(dāng)使用萬用表來進行，在檢查帶電設(shè)備之前需要先檢測絕緣電阻，且最好是兩個人同時進行，一人操作，一人監(jiān)護，以防發(fā)生不良事故。

對載調(diào)壓切換裝置進行試驗與檢測時，需要根據(jù)如下要求來實施：

①在取出切換開關(guān)，開展必要檢測時，要注意確保限流電阻測得的電阻值與產(chǎn)品出廠數(shù)值相契合，沒有顯著差異。

②在取出切換開關(guān)，開展必要檢測時，確保其切換觸頭依照產(chǎn)品技術(shù)要求完成所有的動作順序。

③當(dāng)切換裝置處于任一切換狀態(tài)時，不會產(chǎn)生開路現(xiàn)象；電氣與機械可以正確完成限位動作，完全達到產(chǎn)品要求；確保其電源電壓與額定電壓限定范圍相匹配，在所有的切換過程中性能可靠。

④空載狀態(tài)下，根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求檢測切換裝置是否能進行正常調(diào)壓。

⑤檢測其相切撓同步性及其電壓變化，確保符合產(chǎn)品出廠數(shù)據(jù)；在對切換開關(guān)油箱注入絕緣油之前，檢測其電氣強度是否滿足電氣設(shè)備交接硬性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。

4 結(jié) 語

綜上，整流變電站綜合自動化系統(tǒng)作為電解鋁行業(yè)中的重要組成部分發(fā)揮作用，該系統(tǒng)功能強大、總體設(shè)計嚴(yán)謹(jǐn)，可以很好地滿足鋁電解過程中所必需的發(fā)電以及變配電要求。在電解鋁行業(yè)中，整流機組電氣設(shè)備裝配及調(diào)試的關(guān)鍵在于嚴(yán)格依據(jù)操作規(guī)范來進行施工，確保接線的準(zhǔn)確性，并對安裝調(diào)試過程中產(chǎn)生的問題及時進行分析和處理，通過良好的控制與維護來保障設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)和使用。

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