變壓器與整流器兩種配置方式的對(duì)比分析

耿慶魯，白海斌

(德州實(shí)華化工有限公司，山東 德州 253007)

隨著氯堿生產(chǎn)的不斷發(fā)展，整流技術(shù)日益提高，在離子膜整流供電系統(tǒng)中大多采用2臺(tái)整流器配置1臺(tái)變壓器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“1拖2”)的整流配置方式，也有采用1臺(tái)整流器配置1臺(tái)變壓器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“1拖1”)的整流配置方式的。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，兩種整流配置在節(jié)能、安全、維修保養(yǎng)方面各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選用。

1 整流1拖1、1拖2配置簡(jiǎn)介

1拖1的整流配置組成6脈波整流電路；1拖2的整流配置組成單柜6脈波，變壓器內(nèi)部做30°移相，整個(gè)系統(tǒng)形成12脈波整流。

2 兩種配置經(jīng)濟(jì)節(jié)能比較[1]

(1)1拖1相對(duì)來(lái)說(shuō)比較獨(dú)立，適用于燒堿產(chǎn)量比較低(12萬(wàn)t/a燒堿以下)的生產(chǎn)系統(tǒng)，在等效脈波數(shù)24脈波及以下的系統(tǒng)中用的比較多。一般是單柜6脈波，4臺(tái)機(jī)組組成24脈波。

優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)闻_(tái)機(jī)組的故障停電只能影響到1臺(tái)電解槽運(yùn)行，生產(chǎn)損失小，對(duì)整個(gè)工藝系統(tǒng)的沖擊也小。

缺點(diǎn)：整流變壓器及高壓輸送電設(shè)備的數(shù)量較多。尤其是是使用六氟化硫GIS組合時(shí)，饋電間隔較多，一次性投資也大；同時(shí)，整流裝置的數(shù)量增多，導(dǎo)致占地面積增大，增加了配套土建投資費(fèi)用。

(2)整流1拖2配置一般用在燒堿產(chǎn)量比較高(15萬(wàn)t/a燒堿以上)的系統(tǒng)中，等效24脈波以上的系統(tǒng)中用的比較多，往往在大電流整流系統(tǒng)中使用整流1拖2配置。

優(yōu)點(diǎn)：可減少整流變壓器和高壓饋電開(kāi)關(guān)的使用數(shù)量，能夠節(jié)約場(chǎng)地使用空間，節(jié)約投資和運(yùn)行費(fèi)用，還便于實(shí)現(xiàn)單機(jī)組12相整流。提高資源的共同利用率，比如提高共用整流變壓器、純水冷卻系統(tǒng)、整流控制系統(tǒng)及其監(jiān)控系統(tǒng)的利用率，減少高壓饋電開(kāi)關(guān)數(shù)量等。由于采用1拖2整流變壓器，檔位開(kāi)關(guān)、主變冷卻設(shè)備、冷卻介質(zhì)、管道、閥門(mén)、控制箱等使用數(shù)量減少，可以節(jié)約成本，提高設(shè)備利用率和設(shè)備使用效率。

缺點(diǎn)：相對(duì)1拖1配置，1拖2系統(tǒng)的要求更高，1臺(tái)整流變壓器，兩臺(tái)整流器，兩個(gè)電解槽，同一個(gè)系統(tǒng)中設(shè)備越多相對(duì)就越復(fù)雜，出現(xiàn)故障的幾率要大于1拖1配置。

如果變壓器發(fā)生故障，或者水系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重泄漏，單臺(tái)整流柜出現(xiàn)嚴(yán)重設(shè)備故障，須停車(chē)處理時(shí)整個(gè)系統(tǒng)就得停車(chē)，包括后面的兩個(gè)電解槽，造成的停車(chē)損失大，對(duì)整套工藝系統(tǒng)沖擊也大，非常容易造成整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)停車(chē)。不過(guò)，這是相互的，工藝上來(lái)說(shuō)，某一個(gè)電解槽出問(wèn)題，如果須要停電檢修，1拖2系統(tǒng)無(wú)須全部停車(chē)，另外一半還可以繼續(xù)工作，維持生產(chǎn)運(yùn)行。

3 兩種配置安全維修對(duì)比

整流1拖2配置相對(duì)1拖1配置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所牽扯的設(shè)備點(diǎn)多面廣；運(yùn)行當(dāng)中相對(duì)于1拖1配置不夠安全可靠，不如1拖1更獨(dú)立、更可靠。

(1)在1拖2配置中某單臺(tái)整流主柜檢修時(shí)極易出現(xiàn)觸電事故。

(2)1拖2配置在公用設(shè)備檢修時(shí)，必須兩臺(tái)整流主柜全停，以免發(fā)生單臺(tái)主柜水路堵死、單臺(tái)更換晶閘管快熔等情況。

(3)1拖2配置在跳閘時(shí)對(duì)工藝系統(tǒng)沖擊更大，容易造成工藝系統(tǒng)全部跳停。

(4)1拖2配置比1拖1配置容量大，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布局緊湊，電力線路和控制信號(hào)線路交叉重疊，容易造成信號(hào)干擾；布局緊湊也容易造成散熱效果差等情況。

4 兩種配置缺陷解決方法

隨著電器元件制作工藝的進(jìn)步和材料科技的提高，所用部件的質(zhì)量也有很大的提升。

(1)在抗干擾方面，兩種配置均可以使用優(yōu)質(zhì)屏蔽線，使用獨(dú)立于電力設(shè)備的接地網(wǎng)、在被干擾端點(diǎn)并聯(lián)電容等技術(shù)手段解決。

(2)在1拖2配置中增大散熱容量，并考慮盡量將熱量直接抽送到室外進(jìn)行散熱。

5 兩種配置在運(yùn)行中均應(yīng)注意的問(wèn)題

(1)整流電路采用同相逆并聯(lián)結(jié)構(gòu)，橋臂之間距離非常近，進(jìn)整流柜的交流銅排連接應(yīng)牢固，避免在電動(dòng)力的作用下引起短路事故。

(2)在可控硅整流裝置中，不應(yīng)將整流變壓器調(diào)壓線圈的電壓設(shè)計(jì)過(guò)高，可調(diào)節(jié)直流電壓，并將其控制在75%～100%為宜。

設(shè)計(jì)過(guò)高的調(diào)壓線圈會(huì)造成設(shè)備容量浪費(fèi)、成本增加、運(yùn)行費(fèi)用增加等。

(3)整流柜采用均流儀在線監(jiān)測(cè)，可提供大電流整流系統(tǒng)環(huán)境中各項(xiàng)測(cè)量參數(shù)及波形數(shù)據(jù)，提高了傳輸?shù)目煽啃?、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性能。

(4)整流控制柜宜采用UPS電源，可保證動(dòng)力電出現(xiàn)波動(dòng)故障時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)零切換，保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

(5)1拖2整流變壓器容量較大，應(yīng)注意變壓器的散熱，一般用風(fēng)冷強(qiáng)迫油循環(huán)結(jié)構(gòu)，在夏季還應(yīng)注意變壓器的防曬和通風(fēng)。

(6)在單側(cè)變壓器運(yùn)行時(shí)，失去了等效整流的意義，諧波會(huì)增大，所以，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，雖然可以單側(cè)變壓器運(yùn)行，但應(yīng)盡可能地避免短時(shí)間運(yùn)行。

6 結(jié)語(yǔ)

相對(duì)1拖2配置，1拖1配置在安全穩(wěn)定性能上要有優(yōu)勢(shì)，在跳停時(shí)，對(duì)系統(tǒng)沖擊小。1拖2配置在性?xún)r(jià)比上要高于1拖1配置，但是在維修和安全穩(wěn)定性能上不如1拖1配置可靠。1拖2配置整體來(lái)說(shuō)要優(yōu)于1拖1配置，也是目前氯堿行業(yè)應(yīng)用的主流。隨著電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，整流系統(tǒng)的可靠性越來(lái)越高，1拖2系統(tǒng)在性能和功能都沒(méi)有減少的同時(shí)，降低了各方面的硬件成本。

[1] 田時(shí)靜.110 kV整流直降方式的應(yīng)用[J].中國(guó)氯堿，2011(3)：7-9.