6.—3 ?整流机组的选择及】。谐波治理
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6.?3.1 整流机组!一次侧电压及降压】方式与?外部供电电压及整】流所总容量》密切相关;》应根据?全面:的技术经《济比较确定
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》 1 ?。。。 根据设《计经验机组一次电】压应:。。优先考虑《采用:电网电压尽量避免】对,电解用整流负—荷进行两次降压【以,降低:投,资减:少电能?损耗:减少机组一次侧电】压波形的畸变根据上!述原则列出了表6.!3,.1整流机组单【组容量与机组—。一次电压的选择表
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【。2 当电网电压】为,。110kV》输出总?功率大于《或等:于40MW其—。单机:容量在12.5M】V·A~25—MV·A按1款采用!11:0k:V直降式整流机【组与经?。二,次,降压的普通》整流:机组相比《。较,其经济效果显著应】优先采用
【
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:。 3 当外!部供电?电压为2《20kV时多为年】产1:0万吨级《以上的铝电解厂【应采用22》0kV直降方案
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6.—。3.2 整流【机组:直流母线其中—包,括整:流,所至电解《厂房段的《母线:铝电解用整流—。。机组直流额定—电压按条《文所述原则》确定随着电解槽【容量的增大平均槽电!压和阳极《效应电压《均在降低因此铝【。电解系?列发生阳极效应的个!数是1?00台电解》槽及:以,下宜取1个以上宜取!2个
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2 【。 重有色《金,属电解用整流机组】。的额定直流电压除】按工艺生产所需的电!压值外还必须考虑电!解槽和电解液—循环:系统的绝缘水平【。使漏泄电《流不危及人身安全】由于:水溶液电解槽在生】产过程?中产生酸雾对电【解槽、楼板、新【液及废渣总流槽【虽,有绝缘物支》持但绝缘物表面积酸!较严重漏泄电流随着!系列电压《的增:高而:增大既不安全—。。也影响到电》解电流效率根—据国:内的生产运行经验】。确定了最高限—制系列电压》
—6.3.3》 铝电解系列整】。流机组数《量与机组电流考【虑下列因《素确定?
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《 1 》 满:足工艺?生产要求
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2 节!省投:资和获得较高—的整流效率》整流机组《台,数的增?多相应的增加了【一、二次开》关设备?和辅助设施的数量因!而也增大了土—建建筑面积和—。设备投资;尤其当】采用110k—V及以上电压直降】方案时一次开—关设:备较为昂贵而且【11:0kV及以上电压】直降式调压整流【变压器单位容量【的制造费用随着【容量增大《而减小容量小—。于10MV·A时】是不经济的适当【增加整?流机组单机容—量和:减少:整流机组台数—不但能节省投资而且!便于:整流机组《在,停电和?送电:时的操作
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? 3 【保证整流机》组,中任一台检修或故】障时电?解系列电流》仍不降低一般采用】(n+1)的原【则但全系列》。机组正常时应全部投!。入,运行以构成》对称等效多相制有利!于抑制谐波可大大】。降低电能损》耗特:别是大容量系列
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【 4 由于多机组!并联:运行机?组间、?整流柜?间电流分配的不均】衡规定n《台整流?机组额定电》流的总和应大于电解!系列电流《需要值的《5%~15》%
! , 5 在》不增加或少增—加投:资条件下尽》可能使整个整流所形!。成较高的整流相【数以减少整》流机组?产生:的高次谐波》对电网?的影响?
》
, 6 尽】量选用目前国家已生!产的标准设备
】
》 7 与工】艺发:展的可能性相协【调
《
6.3.4 ! 重有色大型—电解整流《所的备?。用,整流机组《应为热备用》即在正常情》况下包括备用—的整流机组均投【入运:行当任?一组:故障或检修时不【应降低电解电流
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【 ,中小型电解整流【。所,容量小许多情况【下可选择一》。组整流机组运行【设备检修《一,般与电解车》间检修配合仅—。考,虑易损元件的备用】
】 :整流机?组的容量与组数一】般都应经过》技术经济方案—比较来确定由于【重有色?金属电解系列直流】电压和电流都不【。太大机组数量不【宜过多机组》数多虽?然备用率可降低【但占地面积》大,维护量大投资不一】定省适当减少组【数增大机组容—量还可能有》利于电网供电电【压直:降式:整,流机组?的采用这对》减少电压层次—。降低电耗节约投资都!是有利的由于每台】机组特性不》能完全一《致其相互间的电流】差按4%《~,6%考虑因此一个系!列的整流机组额定电!流总和(《不,包括备?用机组?)宜:等于系列《电流的1.0—5倍~1.15倍】
》
6.3《.5 稳流—和滤波是电》解整流?的两大技术进步电】解用:整流装置《采用自?。动稳流系统后可提高!。电解效率3%~【4,。%,铝电解?单耗节电130k】A~350kA槽】500kW》·h:/t~700—kW·h/t
】
— 二极管整—流加:饱和电?抗器稳流其有—载调:压,分接开关《较少操作减少了维】护工作量和》延长:了使用年限提高了】供,电可靠性晶闸管整流!精度高、调》整范围广、响—。应速:。度快、整流》变压器?结,构简单、停送电方】便,、闭锁?。后可:。无载操?作机组断路》器,计算机控制》亦优于二极管整流】
》。
6.3.7 】。整流所抑制》谐波主要有多—相,制,整流和设滤》。波装置
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《
: 1 二极管!无饱:和电抗器调压其【功率:因数一般不低于0】.9:2不:存,在无功补偿》问题但谐《波不一定达标过【关,所以首先考虑多相整!流这种最简》。。单,的治:理谐波的《方法单机组等效【。12相整流》基本上消除了幅值】较大的5次和—7次谐波
》
《
2— 二极管加饱和】电抗器?调压稳流和晶闸【。管整流控《制稳流功率因数【。往,往达不到要求必须进!行功:率,因数补偿;至于【是否需要谐波治理装!置应根?据实际电力系统【。要求确定;多—。机组并联的整流系统!其单机组采》用,6,相,还是12《相应根据具体工程】。结合滤波补偿装【置的:综合考?虑为宜
《。
6—.3.?8 滤波装—置设计考《虑的因素是
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【 1 ? 滤波?装置在基《波下呈容性它可兼】作无功补《。偿装置所以应统【。一考虑
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? :2 从《国,内外运行经》验的总结滤波—装置接在整流机组的!供电母线《上集中补偿比各【机组:通过变?压器:补偿线?圈接滤波补偿装置的!效果好因此在有条】件时宜在供电母【线上集中补》偿,具体采用《哪种方式《应根:据工程实际和系统长!期运行维护、检修等!因素:综合:考虑
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《 3 为使—各分支滤波器—。能单独?运行在可《靠的前?提下考虑电》气接线?简单、少用设备、节!省投资、运行操作】及维:护检修方便》为防止大气和操作过!电压击?穿,滤波器应在其—两端装设避》雷器滤波《器,。应设有低《。电压、过负荷—、过电流电》流速断及电》容器不平衡》。保护:等二次设《备
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4 !重燃断路器会因过】流过:压而:爆炸
【
5— 因理论计算与】实际有误差制造上】也存在差异所以串联!电抗器应设调整【调谐的抽头以—达到最佳滤波效果】
】 :6 从安全—、独立运行》考,。虑设:围栏
《
】7, 特征谐波经【。计算较接近》。实际而非《特征谐波(偶次【、3和3的倍数次)!计算:较困难?一般经实测比较准确!如某电解铝厂—引进可控硅整—流机组?及其滤波装置—投产后经测试发【。现3次?。谐波超标另一—电解铝厂同》样,引进:设备结果6次谐波】超标:理应采用补救措施】但因:设计没考虑预留安装!场地而实现困难
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6.3.9! , ,双反星带或不带平】衡电器?接线的二极管整【流,机,组整流臂短路将【同时构成交流和【直,流,两侧短路非故障臂以!及并联运行的—整流器和《具有反电动势—的,直,流负荷都向故障臂供!。给事故电流不仅【。仅是以整流元件【的反:峰压提高为转移
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某铝!电解厂直《流输:出电压?超过:30:0V因元件击穿造】成严重事故被迫停产!整流所?被,废美国规范也将【并联运行时直流额】定电压?限制在30》0V及以《下
》
? 本条仅—对双反星带或不带】平衡电抗《器接线的适用—电压进行了》规定由于双反星带】平,衡,电抗器接线的—整流变?压器制造结构比三】相桥:式接线复杂容量亦】大21%《而整流器的成本一般!。仅,为变压器成本(不】包括调压开关)【的1/3故机组并联!运行时?虽直流电压》小于条文中的电压规!定值只?要技术经济合理亦可!选用:桥式:接线
6!.3.?10 电压偏移】率等于?机组各部分》阻,抗引起的直流—。电压降?(以空?载直流电压》的百分数《表示)其中变—。压器:的短路阻抗》造成的压降占主要成!分在大多数整流电路!内短路阻抗可以【代替换相电》抗因而短路阻—抗大则换相角也大】;位移因数低电【压,偏移率大(外特【性斜度大)此外【为了限制短路—电流不致过大往往希!。望提高整流变压器的!短,路阻抗但是在大【电流:机组内即使》将短:路阻抗提高到较【高值变压器二次【侧的短路电流往往还!是大到?。难以:保证短?路动稳定的》程度因此综合以【上两个相互》矛盾的因《。素规定整流变压器】的,合理的短路阻抗很有!必要在大型机组内二!次侧常为《多绕:组校验短路稳定【时只考虑其》中,一组绕组短》路二次侧一组绕【组短路时的》短路阻抗值可到【20%~3》0%而全部绕—。组短路时《的短:路阻抗宜在15%】以,。下为了有一个合理】的数值本《规范规定电压偏移】率不大于10%
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6.—3.14 —因分:期投产?时间:。间隔较长和》使晶闸?管不致深控在—整流变压器设置【适当的抽头配合调】。压不失为降低谐波含!量和提高功率因【数的措施《如某铝电解》厂110kV晶闸管!直,降,。机组整?流变压器无》载抽头为2》0%、40》%、6?。0%、80》%、100%共【五档;?。某锌电解厂220k!V晶闸管机组在【整,。流变压器80%【处抽头星形和—三角形倒《换;:某铜电解厂晶闸管】整流机组采》用,调压:。深度为30%的【有载抽头配合晶闸】管调压
! 抽》头调压的《方式、级《数应根据工》艺,生产情况确定能【用无:载抽头尽可能不【用有载以降低—。设,备费用和充分—发挥晶闸管的优势
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《6.3.15 】。调压范围的下—限和级电压差的确】。定
】 1 为避免!全系列整流机组逐台!进行停电或送电操】。作时最先投入—或最:后切除的机组—不致严重过负荷
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《 2 投【产初期电解系列【常分批?焙烧启动电》。解槽整?流装置调压范围【的下限主要决定于】焙,烧过程(铝》电解)的《需要和?开始送电时需—要的电压《(重有色)同时【考虑到?适当缩小有载—。连续:调,压范围以《简化有载分接开关的!结构还须考虑满【。足逐个机组停—送电需要如》采用无激磁》切换变压《器抽头和《加饱和电抗》器的措施最低—电压宜以焙烧末期】的槽电压《约2.5V~—2.7?V为依据此时槽电流!已达额定如果—整流装置的直—流电压仍《高于焙烧末》期所需?电压势必造成整【流装置及电解—槽过流铝电》解最低电《压一般为系》列电:压的1?0%:
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— 重有色金》属电解的启动—电压是指开始送电时!。需要的电压其中锌】电解约为系列电压的!80:%铜电解约为系列电!压的50%》
【 : 3 《目前可供选用—的有载分接开关级】数已达到10—5级通常已能满足电!。。压级差要求
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【。4 有时需—要在调压变压器【电源侧为额定电压】的情况下进行—整流:器直:流短路下的均—流,试验:为此:需确:。定试验时需要的最】。低,直流空载《电压
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》。 直流?短路时输出电压【为零如略去整流元件!的正向压降则直【。流空载?电压等于换相电抗直!流电压降
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】5 一般》电,解整:流装置最《高电压为系列—电压的115—%
! 6 考虑到】由,低压段?向高压段倒》段时不致引起—机组过负荷
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6.3】.1:6 随着》。电解系?列电流的不断增【大如国内铝电解槽】已达35《0kA无《疑要求整《流机组的单》机电流大机组电【流越大?磁场:以及各部分阻—抗的不对称对均流的!影响越加严重整【流器:钢铁:外壳和附近》铁构件涡流而发【热严重同时》。增加了电能损耗
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】为了降低《阻抗:压,降提高?功率因?数改:善均流情况减少杂散!损耗大?电流整流机组—宜采用同相逆并联整!流电路
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: 采用两个三】相桥或两《个,双反星形带或不【带平衡电抗器组【成的同相逆并—联系:统当正?、逆:两同名相间绝缘破】坏时元件《反,峰压:。将升至正常状态下】的2:倍,或1.5倍》桥臂:导电期间电流升至正!常状态下《的4倍或流过—。巨,大,的短路电流》所以对正《、逆两同名相间【在正常?。维护操作时容易【产生金属性连—接的:。地方应适当加强【绝缘或?采取隔?离措施?等
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6.3.17! 单机组形成等效!12相对《减少交直流侧谐波电!流,、电压都有很—大的:好处目前共轭式【铁芯和两个铁—芯结构的整》流变压器都有采【用但由于共轭式铁】。芯迭装费工制造【难,度较大?。国内有的制》造,厂不:愿生产所以》仍多采用两个铁芯在!同等:容,量条件下采用共【轭式铁芯比两个铁】芯结:构的整?流变压器《能够降低一定的费用!国外通常采用共轭】式铁芯?。
6【.3.1《8 整流机组【的整流效率随—着整:。流电压的升高而有所!提,。高有自动稳流系【统的效率《。通常比无自动稳流】低,一些
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