電解鋁整流機組電氣設(shè)備安裝及調(diào)試

薛赟斌

摘 要：電解鋁是一種典型流程時生產(chǎn)模式，對電氣設(shè)備運行的安全性及穩(wěn)定性有很高的要求。特別是整流機組電氣設(shè)備能否持續(xù)運行直接決定了電解鋁生產(chǎn)的效率，因此，對整流機組電氣設(shè)備的安裝及調(diào)試有很高的要求，任何一個環(huán)節(jié)控制不當，都可能影響電解鋁供電的穩(wěn)定性?；诖?，本文結(jié)合理論實踐，對電解鋁整流機組電氣設(shè)備安裝及調(diào)試做了分析。

關(guān)鍵詞：電解鋁 電解鋁整流機組 電氣設(shè)備 安裝調(diào)試

中圖分類號：TF351 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）04（a）-0029-02

電解鋁整流機組是電解鋁生產(chǎn)的核心設(shè)備，其運行質(zhì)量和穩(wěn)定性直接決定了電解鋁的生產(chǎn)效率。整流機組電氣設(shè)備組成結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，對安裝和調(diào)試的要求比較高，需要嚴格按照相應(yīng)的規(guī)范和標準進行安裝及調(diào)試，才能發(fā)現(xiàn)存在問題，及時解決，從而保證電解鋁生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。

1 整流機組電氣設(shè)備的重要性

整流機組電綜合自動化系統(tǒng)是電解鋁生產(chǎn)的主要系統(tǒng)，具有功能強大、總體設(shè)計嚴謹?shù)忍匦浴：侠戆惭b和調(diào)試可充分滿足電解鋁生產(chǎn)對電力的需求。電力控制則是整個整流機組電氣設(shè)計得以持續(xù)穩(wěn)定運行的重中之重，也是一項核心技術(shù)，其控制水平的高低，直接決定了電解鋁成品質(zhì)量的好壞[1]。正因如此，整流機組電氣設(shè)備的安裝和調(diào)試就顯得尤為重要，其重要性主要體現(xiàn)在兩個方面：其一，可有效保證電解鋁生產(chǎn)過程中對直流電平衡穩(wěn)定性的要求，其二，可大幅度提升電流效率，降低能耗和生產(chǎn)成本。

2 電解鋁整流機組電氣設(shè)備的安裝

2.1 電解鋁生產(chǎn)對供電技術(shù)的要求

在目前我國電解鋁生產(chǎn)中，主要的用電負荷為一級負荷，對供電的持續(xù)性、穩(wěn)定性、可靠性有較高的要求，只有達到相關(guān)負荷標準，才能保證電解鋁生產(chǎn)質(zhì)量。在電解鋁生產(chǎn)過程中，一般是不允許停電的，如果遇到極端或者特殊情況，必須停電，則停電時間要控制在40min以下。主要原因是一旦發(fā)生停電故障，電解鋁就無法正常生產(chǎn)，不但會造成巨大的經(jīng)濟損失，而且會引發(fā)嚴重的安全事故。因此，電解鋁生產(chǎn)廠家對最大供電和停電普遍有非常嚴格的規(guī)定和要求。為保證供電的持續(xù)性和穩(wěn)定性，電解鋁生產(chǎn)廠家會配置2～4個獨立的供電電源，即便外界發(fā)生停電故障，仍然可以繼續(xù)生產(chǎn)。目前我國電解鋁生產(chǎn)的供電電流正向超大方向發(fā)展，比如：目前電解鋁生產(chǎn)中的預(yù)焙電解槽的最大運行電流可達600kA。

2.2 主接線安裝

主接線是整流機組電氣設(shè)備的主要組成部分，主接線安裝質(zhì)量對電解鋁生產(chǎn)的規(guī)模、效益等皆有非常重要的影響，因此，在整流機組電氣設(shè)備安裝過程中，必須全面提升主接線的安裝質(zhì)量。根據(jù)電解鋁生產(chǎn)中對電力的需求的，選擇與之相適的主接線材料和規(guī)格，發(fā)生電流過大燒毀主接線的問題，為電解鋁生產(chǎn)的安全性、效率提供充分的電力支持[2]。此外，整流機組電氣設(shè)備中母線的電源非常多，輸送功率也比較大，因此，在主接線安裝中要盡量選擇雙母線進行安裝。

2.3 變壓器安裝

變壓器是整流機組中主要的電氣設(shè)備，為充分發(fā)揮變壓器的作用和功能，在具體安裝過程中，根據(jù)電解鋁整流機組的實際運行情況和要求，合理選擇變壓器臺數(shù)、型號、種類。如果負荷比較大，則要盡量選擇三繞組變壓器，和其他種類的變壓器相比，此種變壓器具有性能穩(wěn)定、更加經(jīng)濟的優(yōu)勢，可滿足電解鋁生產(chǎn)對大功率供電量的需求?？偠灾?，在整流機組電氣設(shè)備安裝過程中，必須高度重視變壓器的重要性，根據(jù)其他系統(tǒng)的實際需求，選擇與之相適的變壓器，以保證電解鋁生產(chǎn)的安全性和生產(chǎn)效率。

2.4 GIS組合電器安裝

在電解鋁整流機組中通常會選擇終端變電站作為系統(tǒng)運行的主要變電站，主要原因是此種變電站具有設(shè)備單一、結(jié)構(gòu)簡單、專業(yè)性強、安全可靠度高的優(yōu)勢，應(yīng)用在整流機組中，可保證機組運行的安全性和供電需求，對提升電解鋁生產(chǎn)的效率和質(zhì)量有重要意義。通常情況下，電解鋁在具體生產(chǎn)過程中，整流機組中的變電站和直接和直流母線連接，提供電力支持[3]。如果整流機組變電站發(fā)生故障，則會引起母線短路，發(fā)生火災(zāi)甚至是爆炸，不利于電解鋁生產(chǎn)安全的提升。因此，在整流機組電氣設(shè)備安裝過程中，必須確保封閉組合電器安裝質(zhì)量，由專業(yè)技術(shù)人員完成操作，從根本上保證GIS組合電器安裝質(zhì)量。

3 整流機組電氣設(shè)備的調(diào)試

3.1 變壓器調(diào)試

電解鋁整流機組變壓器由三大部分共同組成，包括調(diào)壓變壓器、整流變壓器、濾波變壓器。通過對變壓器進行全面系統(tǒng)的調(diào)試，可及時發(fā)現(xiàn)變壓器安裝中存在的問題，并進行及時解決，是保證變壓器能夠持續(xù)、安全、穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。具體調(diào)試步驟為：

第一步，檢測各組接線是否達標，測量繞組連通套管的直流電阻，確認無誤后進行額定電壓的沖擊合閘試驗，檢驗變壓器負荷電能是否滿足設(shè)計要求。

第二步，全面檢查變壓比，對繞組連通套管介質(zhì)的損角進行全面測量，如果達到設(shè)計要求，也要進行沖擊合閘試驗，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，避免埋下安全隱患。

第三步，對變壓器的外殼電阻進行系統(tǒng)化測量，常用的方法為采用2500V兆歐表進行連續(xù)1min測量，如果沒有發(fā)生擊穿現(xiàn)象，則表明外殼絕緣電阻達到設(shè)計要求，然后進行有載調(diào)壓切換裝置調(diào)整，確保其電阻值和出廠值和出廠電阻值相同或者相近[4]。

當上述3個步驟的調(diào)試結(jié)果均達到設(shè)計要求，則表明該變壓器的安裝符合要求，可滿足電解鋁整流機組持續(xù)、安全、穩(wěn)定運行的需求。

3.2 整流機組調(diào)試

整流機組調(diào)試是整個電解鋁整流機組電氣設(shè)備調(diào)試的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，整流機組調(diào)試內(nèi)容包括：整流柜水冷系統(tǒng)調(diào)試和空載試驗兩個部分。在前者調(diào)試過程中，要求主冷卻水進口水溫在5℃～30℃之間，壓力控制在0.25～0.5MPa之間，水量不能低于36m?/h。電解鋁在生產(chǎn)過程中會釋放出大量的熱，需要冷卻水進行降溫，復(fù)雜會影響電解鋁生產(chǎn)的安全性。針對不具備加壓條件的整流機組水冷系統(tǒng)而言，需要合理降低壓力。

在進行空載試驗過程中，要先用20A～30A的保險絲接通整流變壓器的整流柜，在對電壓進行合理調(diào)節(jié)，對整流柜的運行情況進行全面檢查，如果存在異常則要找到異常發(fā)生的根源，并進行合理調(diào)整，從而逐步解決整流柜中存在問題，確保后期運行的安全性和穩(wěn)定性[5]。最后對整流波形進行全面檢測，同樣也是發(fā)現(xiàn)問題及時處理。全部調(diào)試完成后，去掉保險絲，在調(diào)壓條件允許的前提下，還可以進行二次空載試驗，保證安裝效果。

4 結(jié)語

綜上所述，本文結(jié)合理論實踐，分析了電解鋁整流機組電氣設(shè)備安裝及調(diào)試，分析結(jié)果表明，在電解鋁生產(chǎn)過程中，整流機組電氣設(shè)備安裝和調(diào)試的效果，直接決定了電解鋁生產(chǎn)的安全性和效率。因此，安裝過程中，必須結(jié)合電解鋁整流機組的實際情況和用電需求，選擇合理的電氣設(shè)備，并按照不同電氣設(shè)備的安裝流程進行安裝，并對每個安裝環(huán)節(jié)進行嚴格把控，此后再進行調(diào)試試驗，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，從而根本上保證電解鋁整流機組運行的安全性和穩(wěn)定性。

參考文獻

[1] 吳曉紅，周保祥，周甫慶.超高功率晶閘管整流器在電解鋁整流裝置中的應(yīng)用[J].輕金屬，2017（7）：50-56.

[2] 閉冠欽，覃澤純.帶有飽和電抗器的整流機組失電過流仿真分析[J].科技創(chuàng)新導報，2017，14（12）：46-47，49.

[3] 劉民業(yè).電解鋁業(yè)整流機組電氣設(shè)備安裝及調(diào)試分析[J].科技傳播，2016，8（17）：213，220.

[4] 何亮.220kV直降式超高壓整流機組在新疆農(nóng)六師鋁業(yè)電解鋁廠中的應(yīng)用[J].輕金屬，2016（6）：59-64，70.

[5] 黃克勤，杜光輝，田占偉.400kA整流供配電系統(tǒng)典型事故及應(yīng)對措施[J].科技資訊，2016，14（1）：33，35.