（焦作煤业（集团）开元化工有限责任公司 河南焦作 454191）
关键词：整流柜；极化电源；传感器
一、前言
焦作煤业（集团）开元化工有限责任公司20万吨离子膜烧碱项目已经运行5年，项目采用蓝星（北京）化工机械有限公司高电流密度自然循环膜极距复极式离子膜电解槽NBZ-2.7。整个项目包含一次盐水、二次盐水螯合树脂、电解整流、淡盐水脱氯、氯氢干燥、液氯包装、DCS自动化控制等。
二、设备选型及参数要求
1、整流变压器
调变采用自耦有载调压（有载开关采用上海华明CMDIII-600A型，绝缘水平D级）。配上海华明ZXJY-1型在线滤油装置。冷却方式：OFAF，网侧电压：AC 3phase 110kV±10% 50Hz±1%直流电流输出：16.2KA×2；直流电压输出：540V；阻抗电压：10%（主变+调变）偏差±5%。绕组结线：每台整流变压器24脉波，2台整流变压器组成等效48脉波（另2台整流变压器也组成等效48脉波）。三相桥式同相逆并联整流电路。调压范围：65%~105%，有载开关有远程/就地控制方式，远程控制可设置在整流器现场控制柜和PC计算机远控屏上。测温电阻为Pt100型。绕组测温至少应能反映绕组的平均温升。油温测量应不少于两个监测点，上述温度变量除在变压器本体上观测外，尚应具备将该信号转换为4~20mA电信号的功能，以便将该变量送至主控室的监测仪表、计算机数据采集系统、报警盘等。
2、整流控制系统
（1）整流柜
型式：可控硅，户内型，IP54。冷却方式：WFWF（去离子纯水冷却）额定直流电流输出：IdN=16.20kA，直流电流输出范围：0—最大电流，额定直流电压输出：540V；输出电压控制范围：DC 0V—DC 540V。电流控制精度：±0.5%（额定电流输出时），过载能力：150%额定直流电流一分钟，负荷等级：YOⅡ100%连续运行。均流系数：臂间均流系数>0.95；同臂间并联元件的均流系数>0.95；整流元件参数选择：可控硅通态峰值电压≤1.35V，并联组件差值不大于0.05V，在50%、75%、100%负荷电流时，其通态峰值电压应相等。柜内母排电流密度：交流进线铜排、整流臂及汇流铜排电流密度≤1.2A/mm2，母线均为优质铜材。整流输出电流应具有零启动功能，并可连续平滑调节至额定电流。单机组整流效率；≥99.5%（额定电流输出时）。整流柜二次回路选线应采用耐温105℃，耐压＞3000V，阻燃型材质。
采用全数字稳流控制器并带有S7-300型PLC及10英寸触摸显示操作屏；具备通讯功能，与上位机和工艺DCS及整流监控系统等实现网络通信；直流反馈为主反馈，交流反馈作为后备，交直流反馈异常自动无扰动切换（<200ms）。移相范围：0-150度。触发脉冲为双脉冲列，前沿陡度不大于1us，脉冲峰值电流不小于10A，触发宽度不小于4ms，不对称度≤±0.3度。直流电流过载报警保护；
（2）极化电源
型式：可控硅，户内型，防护等级IP54。
冷却方式：风冷，风机安装于柜顶，通风口为柜前，具有过滤网。
环境温度：-16.9℃~+43.3℃。额定输入：AC 380V±10% 3相 50Hz±1% 极化整流器电源和主整流器电源分开，使用两路电源。设计直流输出：DC 120A 385V 100%，连续运行直流输出：DC 120 A 385V过载系数：1.2。波动率：≤3%（电阻负载，当额定电流电压输出时）
输出控制精度：±1.0%（为额定输出的5至100%电流及10至100%电压时）整流电路接线方式：三相桥式可控硅整流电路。整流输出电流应具有零启动功能，并可连续平滑调节至额定电流。
操作方式：
a、分现场手动和远方自动操作，在极化整流柜柜面上设手动/自动选择开关，现场手动是在柜面上设按钮操作，远方自动由DCS发信号完成（开停各一付触点）。柜面上设输出电压电流、交流电源、运行状态、过电流过温报警等指示。
b、要求采用PLC控制，采用双通道、双脉冲触发方式：具有恒流恒压控制功能，自动电流和电压调节的设计精度在5~100%电流及10~100%电压调节范围内的波动不超过±1.0%额定输出值；c、装置有自动/手动控制方式，当选为自动控制时，极化整流装置通过主整流装置的输出电流减少或增加到2.7kA时发出的信号来自动控制装置的投入或切除。
d、要求具有与电站综合自动化系统的通讯功能，能通过监控系统实现电流调节。
工作原理：
本装置由整流主回路、控制稳流电路、继电保护电路、电流检测及显示操作界面组成。
稳流/稳压模式：当极化柜为稳压模式时，显示为“稳压”；当极化
柜为稳流模式时，显示为“稳流”。
运行状态：当极化柜启动时，显示为“运行”；当极化柜停止时，
显示为“停止”。
电流：为实际输出直流电流。
电压：为实际输出直流电压。
电流给定：直流电流给定电位器的设定值。
I 控制角：为稳流时控制角的大小，范围 0～150°。
V 控制角：为稳压时控制角的大小。范围 0～150°。
维护与保养：
A.极化整流器的手动给定、电流给定、电压给定在未送电前全
部都要逆时针旋到零位；
B.各插件不允许带电插拔，控制板上的电位器经整定后不得随
意调整；
C.使用过程中，如发现调节失灵、过热、冒烟等异常情况，应
立即断电并检查装置内有无短路、断路或元件损坏等现象，为避免引起
故障扩大，请在排除故障后再使用。
D.运行中如果元件损坏，必须停机更换，不允许带电更换，以
免伤人或发生事故。
警告
为避免触电或电击的危险，在进行清洗、维护、维修或者更换元器
件之前断开该系统所有电源。
（3）传感器
主要技术参数：
测量电流范围：DC 0~20kA，测量精度：±0.1%（额定电流时）
输出：二路0—5V/0-20，000A DC全隔离输出，输出与DC母排隔离，输出与AC电源隔离，测量头孔径的绝缘≥2500V（母排与测量头之间的间隙为25mm），电源：单相交流 220V±10%，50HZ±1%，直流传感器应满足整流器的系统接口要求。
三、运行中发现的问题及注意事项
1、整流电路采用同相逆并联结构，其优点在于逆并联桥臂电流在同一瞬间大小相等、向相反方其产生的交变磁通相互抵消，而减少了磁场对电路工作的影响，从同时可提高每臂的电流均衡度，所以此接线方式得到较为广泛的应用。焦作煤业（集团）开元化工有限责任公司项目工程的整流装置即采用了同相逆并联的结 构。
2、应改变对整流电压设计过高的传统观念，设计额定直流电压应改控制在10%左右，设计过高造成设备容量浪费、成本增加、增加运行费用等。
3、整流柜采用均流仪在线监测，是一项重要的安全措施。可提供大电流整流系统环境中各项测量参数及波形数据，提高了传输的可靠性、稳定性和实时性能。可实时监测同柜臂电流和同臂管电流流量对比，通过数据和彩色柱形图方式显示，更直观的让现场人员了解整流柜工作的具体情况。
4、整流控制柜必须采用UPS电源，保证动力电出现故障时能够实现零切换，保证安全运行。
5、整流柜尽量选用对称的、磁场可以相互抵消的主回路结构、以降低主回路对控制回路的干扰。
论文作者:程秉国
论文发表刊物:《电力设备》2016年第17期
论文发表时间:2016/11/10
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