電解鋁供電整流設(shè)備技術(shù)和應(yīng)用

陳帥

摘要：從多方面分析電解鋁工業(yè)電力整流系統(tǒng)的優(yōu)化改造，可以證實電解鋁工業(yè)電力整流系統(tǒng)的優(yōu)化改造對于電解鋁工業(yè)當(dāng)前發(fā)展中的一些緊迫問題是切實有效的。這要求電解鋁工業(yè)的專業(yè)技術(shù)研究人員在日常生產(chǎn)經(jīng)營過程中不斷地實踐，優(yōu)化、改進(jìn)和調(diào)整電解鋁電源和整流系統(tǒng)。只有堅持這么漫長而艱苦的過程，電解鋁業(yè)和設(shè)備本身的缺陷和隱患才能逐步得到解決，電解鋁業(yè)和與電解鋁業(yè)有關(guān)的行業(yè)也能從中受益。此外，通過電解鋁工業(yè)的改進(jìn)和發(fā)展，可以為今后經(jīng)濟(jì)發(fā)展的良好趨勢和今后實現(xiàn)高效健康的社會發(fā)展目標(biāo)奠定良好的基礎(chǔ)。本文主要分析了電解鋁電源整流器的技術(shù)和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電解鋁;供電整流系統(tǒng);優(yōu)化改造

引言

電解鋁工業(yè)是目前各行業(yè)發(fā)展迅速的產(chǎn)業(yè)。但是，由于不同行業(yè)發(fā)展較快，進(jìn)步較大，對電解鋁電源和整流系統(tǒng)及時優(yōu)化、改造和更新的需求較大，對電解鋁行業(yè)的長期發(fā)展構(gòu)成了挑戰(zhàn)。如果不能及時解決電解鋁電源整流器系統(tǒng)的優(yōu)化改造問題，電解鋁工業(yè)電力整流器系統(tǒng)可能存在嚴(yán)重的技術(shù)缺陷和潛在的安全隱患。分析了電解鋁電源整流器系統(tǒng)的發(fā)展、進(jìn)步和優(yōu)化改造，結(jié)合電解鋁電源整流器系統(tǒng)的一些缺陷和不足，從多方面探討分析了電解鋁工業(yè)目前電源整流器系統(tǒng)今后可以優(yōu)化改造的一些內(nèi)容。

1、供電整流系統(tǒng)優(yōu)化改造的必要性

伴隨著電解鋁工業(yè)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的不斷推進(jìn)和科技發(fā)展對電解鋁工業(yè)的不斷支持，電解鋁工業(yè)將電解鋁工業(yè)與目前較先進(jìn)的技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)新電解鋁電源和整流系統(tǒng)，從而在新興行業(yè)中應(yīng)運而生。在社會發(fā)展中形成的電解鋁和供電的巨大需求的推動和引導(dǎo)下，電解鋁行業(yè)取得了可喜的發(fā)展和巨大的進(jìn)步，目前正在各行業(yè)實現(xiàn)快速發(fā)展。但是，在電解鋁工業(yè)取得了許多可喜的成就和優(yōu)異的情況下，不可否認(rèn)電解鋁工業(yè)目前的發(fā)展還不夠充分，經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展對電解鋁工業(yè)目前應(yīng)用的系統(tǒng)提出了更高的要求，電解鋁工業(yè)也面臨著進(jìn)一步發(fā)展的新要求。這無疑是目前尚不成熟的電解鋁工業(yè)面臨的障礙，但無可否認(rèn)，也是電解鋁工業(yè)長期發(fā)展的重要動力。因此，目前電解鋁行業(yè)的相關(guān)從業(yè)人員和大量技術(shù)人員應(yīng)提高對電解鋁電源整流系統(tǒng)優(yōu)化的認(rèn)識，積極借鑒電解鋁行業(yè)的相關(guān)有效經(jīng)驗，引進(jìn)國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)，不斷提出和完善電解鋁電源整流系統(tǒng)的有效建議和方案，逐步加強(qiáng)和優(yōu)化電解鋁行業(yè)采用的整改系統(tǒng)。

2、電解鋁供電整流設(shè)備目前所存在的缺點

電解鋁供電系統(tǒng)雖然成本和效率較以前電解鋁系統(tǒng)設(shè)備低，但由于新科學(xué)技術(shù)在電力整流系統(tǒng)中的有效應(yīng)用，目前電解鋁供電設(shè)備的潛在安全風(fēng)險高于以前電解鋁系統(tǒng)設(shè)備。近年來，電解鋁整流裝置經(jīng)常發(fā)生爆炸事故。爆炸事故的大部分原因是電解鋁電源整流器系統(tǒng)中沒有良好安裝和維護(hù)的電弧絕緣措施或電弧絕緣措施。但是，對于電解鋁電源整流器設(shè)備，如果原始零件與快速熔化的下側(cè)管之間沒有防護(hù)墻，則電力整流器系統(tǒng)中正母線與負(fù)橋臂之間的距離以及負(fù)母線與正橋臂之間的距離小于線路中的標(biāo)準(zhǔn)安全值，從而導(dǎo)致電力整流器系統(tǒng)中的短路事故。電源整流器系統(tǒng)的電壓保護(hù)裝置和組件也影響電解鋁電源整流器系統(tǒng)的應(yīng)用和安全性。整流系統(tǒng)中電壓設(shè)備和應(yīng)用組件質(zhì)量差，會導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)運行大量電流，系統(tǒng)中組件過熱，導(dǎo)致整流系統(tǒng)存在嚴(yán)重的潛在安全隱患，容易發(fā)生系統(tǒng)爆炸。電力整流器系統(tǒng)的設(shè)計和安裝如果不能正確考慮系統(tǒng)的電阻設(shè)計和安裝，整流器系統(tǒng)中的問題就不會很快被捕捉，從而給系統(tǒng)設(shè)備帶來很大的危險，破壞了系統(tǒng)設(shè)備的使用壽命。如果在整改系統(tǒng)二級管線的選型中，管線類型的選擇不合理，如。b.選用銅線作為該系統(tǒng)的二級線路，可能會導(dǎo)致整流系統(tǒng)出現(xiàn)過多的故障和問題。由于電解鋁工業(yè)發(fā)展不成熟，電力整流系統(tǒng)設(shè)備的抗干擾能力仍然比較差，信號在后臺運行時過長且雜亂無章，大大降低了通信傳輸效率。但是，由于缺乏對相關(guān)事故的有效管理和解決，設(shè)備在運行過程中往往陷入關(guān)機(jī)或崩潰狀態(tài)，從而大大降低了系統(tǒng)設(shè)備的生產(chǎn)效率。供電整流系統(tǒng)缺乏相應(yīng)的電路保護(hù)措施，系統(tǒng)運行中容易出現(xiàn)各種問題。通用電源整流器具有反向限界和過電流保護(hù)裝置，可保護(hù)電路和過電流裝置不受反向電流的影響。

3、直流側(cè)電流控制

3.1電網(wǎng)電壓波動時的電流控制策略

采用飽和反應(yīng)器和負(fù)載循環(huán)開關(guān)實現(xiàn)直流電源的穩(wěn)定性。飽和反應(yīng)器串聯(lián)在多脈沖整流器整流臂中。飽和反應(yīng)器在整流換流過程中起到延遲換流的作用，從而改變整流橋的電流輸出電壓，進(jìn)一步調(diào)節(jié)輸出電流。當(dāng)電

源電壓波動時，例如b.當(dāng)電源電壓升高時，電解槽中的直流輸入會增加，同時通過飽和反應(yīng)器的控制電流也會增加，相應(yīng)反應(yīng)器的飽和角也會增加，從而增加整流橋的換流角延遲，從而導(dǎo)致整流裝置輸出電壓降低，電解直流相應(yīng)降低，從而實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)功能，反之亦然。

3.2對電力設(shè)備進(jìn)行合理的優(yōu)化設(shè)計

電解鋁供電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計是在滿足實際生產(chǎn)需求的同時降低能耗。在選擇設(shè)備時，可以在確保安全的前提下選擇整流元件，以減少電源損耗。在兩個連接的變壓器中，正常情況下電流較大。由于損耗電流與導(dǎo)體的橫截面面積成反比，因此為了減少電流損耗，有必要將導(dǎo)體的橫截面面積增加到一定程度。電解鋁系統(tǒng)中的連接通常使用相同的材料。當(dāng)需要使用不同材料時，有必要在兩種材料的接觸點涂上導(dǎo)電膏，加強(qiáng)日常維護(hù)和質(zhì)量檢查。變壓器空載或負(fù)載負(fù)荷較大時，可使用高容量硅鋼板調(diào)節(jié)變壓器，以減少損耗。對于負(fù)載負(fù)荷，可使用無氧銅導(dǎo)體控制裝置在允許范圍內(nèi)的電阻，以減少損耗。

3.3加強(qiáng)對用電設(shè)備的日常維護(hù)，確保機(jī)器設(shè)備的高效運轉(zhuǎn)

加強(qiáng)各個階段的設(shè)備管理，從采購階段的質(zhì)量出發(fā)制定詳細(xì)計劃，嚴(yán)格控制質(zhì)量，確保所有投入生產(chǎn)的電氣設(shè)備達(dá)到質(zhì)量要求。闡明責(zé)任制度，使勞動和責(zé)任分工成為評價體系，制定詳細(xì)的驗收標(biāo)準(zhǔn)，確保該體系在各個階段節(jié)約能源，能耗最低。加強(qiáng)設(shè)備的日常維護(hù)，制定詳細(xì)的工作單，確保發(fā)生問題后設(shè)備能夠及時修復(fù)，使機(jī)器能夠快速恢復(fù)正常運行。

3.4諧波源負(fù)載整流供電補(bǔ)償

當(dāng)諧波源負(fù)荷連接到電網(wǎng)時，本文的系統(tǒng)不能用于電網(wǎng)的直接供電，因為電容器和電網(wǎng)阻抗形成了并聯(lián)諧振電路。因此，在估計諧振頻率時，可以通過計算電網(wǎng)運行期間電容器短路功率與基本補(bǔ)償能力的比率來實現(xiàn)。通常，不同頻率的電網(wǎng)在穩(wěn)定連續(xù)運行中具有一定的抗振動響應(yīng)，因此相應(yīng)的抗振動電壓會隨著電流值的增加同步增加。端子諧波產(chǎn)生的多流量通過電源補(bǔ)償機(jī)制流動，并產(chǎn)生較高的補(bǔ)償電壓與回路電流諧波的關(guān)系。此時，回路中的電流與基本電壓重疊，從而使端子的輸出電壓在電流抑制的影響下變形。電力系統(tǒng)在電網(wǎng)中的應(yīng)用是，流動補(bǔ)償電流可以達(dá)到諧波電流的1.5倍甚至更高，從而使諧波無限增強(qiáng)，此時變壓器設(shè)備和電容器設(shè)備所能承受的負(fù)荷電流大大高于設(shè)備的正常運行要求。當(dāng)電容器設(shè)備長期工作在高負(fù)荷電壓下，加速邊緣絕緣層老化，當(dāng)負(fù)荷過高時，設(shè)備爆炸，嚴(yán)重阻礙設(shè)備的安全運行。因此，根據(jù)電容的電阻和正常工作負(fù)荷電壓，將電容配置的名稱設(shè)置為在并聯(lián)諧波中產(chǎn)生諧振頻率，降低了諧波在運行中增強(qiáng)的可能性。

結(jié)束語

由于電解鋁消耗的能量較多，因此需要不斷的技術(shù)改進(jìn)。通過科學(xué)合理的手段降低能耗，節(jié)約電能，減少損失，節(jié)省更多的企業(yè)生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊建興，沙寧遠(yuǎn).基于ATO模式車輛數(shù)據(jù)的直流供電仿真計算及成都地鐵1號線“7.25接觸網(wǎng)失電事件”分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2018，48（08）：093-094.

[2]戴麗君，成明華.基于SVG的電力機(jī)車供電系統(tǒng)電能質(zhì)量綜合補(bǔ)償技術(shù)研究[J].電力電容器與無功補(bǔ)償，2020，41（01）：066-071.

[3]郝亮亮，張揚(yáng)，屈天龍，等.多相多邊形無刷勵磁機(jī)及旋轉(zhuǎn)整流系統(tǒng)的運行狀態(tài)分析[J].電力自動化設(shè)備，2020，40（04）：159-165.

[4]諸斐琴，楊中平，林飛，等.城軌交通牽引供電系統(tǒng)參數(shù)與儲能系統(tǒng)容量配置綜合優(yōu)化[J].電工技術(shù)學(xué)報，2019，34（03）：579-588.

[5]潘鵬宇，胡海濤，楊孝偉，等.基于寬頻帶擾動的牽引供電系統(tǒng)頻域阻抗測量方法[J].電力自動化設(shè)備，2019，39（02）：153-157.