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6.3,整流機(jī)組的選擇及諧波治理6、3、1。整流機(jī)組一次側(cè)電壓及降壓方式。與外部供電電壓及整流所總?cè)萘棵芮邢嚓P(guān)。應(yīng)根據(jù)全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定，1、根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) 機(jī)組一次電壓應(yīng)優(yōu)先考慮采用電網(wǎng)電壓、盡量避免對(duì)電解用整流負(fù)荷進(jìn)行兩次降壓,以降低投資.減少電能損耗 減少機(jī)組一次側(cè)電壓波形的畸變.根據(jù)上述原則列出了表6.3、1整流機(jī)組單組容量與機(jī)組一次電壓的選擇表、2 當(dāng)電網(wǎng)電壓為110kV、輸出總功率大于或等于40MW。其單機(jī)容量在12。5MV,A,25MV，A、按1款采用110kV直降式整流機(jī)組與經(jīng)二次降壓的普通整流機(jī)組相比較，其經(jīng)濟(jì)效果顯著，應(yīng)優(yōu)先采用、3,當(dāng)外部供電電壓為220kV時(shí) 多為年產(chǎn)10萬噸級(jí)以上的鋁電解廠.應(yīng)采用220kV直降方案，6。3 2，整流機(jī)組直流母線其中包括整流所至電解廠房段的母線、鋁電解用整流機(jī)組直流額定電壓。按條文所述原則確定.隨著電解槽容量的增大.平均槽電壓和陽極效應(yīng)電壓均在降低、因此鋁電解系列發(fā)生陽極效應(yīng)的個(gè)數(shù)是，100臺(tái)電解槽及以下宜取1個(gè),以上宜取2個(gè)。2，重有色金屬電解用整流機(jī)組的額定直流電壓 除按工藝生產(chǎn)所需的電壓值外,還必須考慮電解槽和電解液循環(huán)系統(tǒng)的絕緣水平 使漏泄電流不危及人身安全，由于水溶液電解槽在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生酸霧 對(duì)電解槽 樓板、新液及廢渣總流槽雖有絕緣物支持,但絕緣物表面積酸較嚴(yán)重、漏泄電流隨著系列電壓的增高而增大、既不安全也影響到電解電流效率。根據(jù)國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn) 確定了最高限制系列電壓、6，3.3、鋁電解系列整流機(jī)組數(shù)量與機(jī)組電流 考慮下列因素確定、1、滿足工藝生產(chǎn)要求 2。節(jié)省投資和獲得較高的整流效率、整流機(jī)組臺(tái)數(shù)的增多相應(yīng)的增加了一。二次開關(guān)設(shè)備和輔助設(shè)施的數(shù)量 因而也增大了土建建筑面積和設(shè)備投資。尤其當(dāng)采用110kV及以上電壓直降方案時(shí)、一次開關(guān)設(shè)備較為昂貴，而且110kV及以上電壓直降式調(diào)壓整流變壓器單位容量的制造費(fèi)用隨著容量增大而減小。容量小于10MV。A時(shí)是不經(jīng)濟(jì)的,適當(dāng)增加整流機(jī)組單機(jī)容量和減少整流機(jī)組臺(tái)數(shù) 不但能節(jié)省投資。而且便于整流機(jī)組在停電和送電時(shí)的操作 3、保證整流機(jī)組中任一臺(tái)檢修或故障時(shí)，電解系列電流仍不降低.一般采用.n 1、的原則,但全系列機(jī)組正常時(shí)應(yīng)全部投入運(yùn)行,以構(gòu)成對(duì)稱等效多相制.有利于抑制諧波、可大大降低電能損耗，特別是大容量系列、4，由于多機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行,機(jī)組間、整流柜間電流分配的不均衡 規(guī)定n臺(tái)整流機(jī)組額定電流的總和應(yīng)大于電解系列電流需要值的5 15 5.在不增加或少增加投資條件下，盡可能使整個(gè)整流所形成較高的整流相數(shù)。以減少整流機(jī)組產(chǎn)生的高次諧波對(duì)電網(wǎng)的影響,6。盡量選用目前國(guó)家已生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、7,與工藝發(fā)展的可能性相協(xié)調(diào),6。3，4.重有色大型電解整流所的備用整流機(jī)組應(yīng)為熱備用、即在正常情況下包括備用的整流機(jī)組均投入運(yùn)行.當(dāng)任一組故障或檢修時(shí) 不應(yīng)降低電解電流,中小型電解整流所容量小 許多情況下可選擇一組整流機(jī)組運(yùn)行,設(shè)備檢修一般與電解車間檢修配合 僅考慮易損元件的備用,整流機(jī)組的容量與組數(shù)一般都應(yīng)經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)方案比較來確定。由于重有色金屬電解系列直流電壓和電流都不太大 機(jī)組數(shù)量不宜過多 機(jī)組數(shù)多.雖然備用率可降低 但占地面積大、維護(hù)量大 投資不一定省、適當(dāng)減少組數(shù)。增大機(jī)組容量 還可能有利于電網(wǎng)供電電壓直降式整流機(jī)組的采用.這對(duì)減少電壓層次、降低電耗。節(jié)約投資都是有利的，由于每臺(tái)機(jī)組特性不能完全一致。其相互間的電流差按4。6、考慮、因此.一個(gè)系列的整流機(jī)組額定電流總和。不包括備用機(jī)組、宜等于系列電流的1，05倍、1.15倍、6，3、5,穩(wěn)流和濾波是電解整流的兩大技術(shù)進(jìn)步.電解用整流裝置采用自動(dòng)穩(wěn)流系統(tǒng)后.可提高電解效率3，4,鋁電解單耗節(jié)電、130kA 350kA槽500kW.h t、700kW h，t，二極管整流加飽和電抗器穩(wěn)流。其有載調(diào)壓分接開關(guān)較少操作,減少了維護(hù)工作量和延長(zhǎng)了使用年限 提高了供電可靠性。晶閘管整流精度高.調(diào)整范圍廣.響應(yīng)速度快，整流變壓器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，停送電方便，閉鎖后可無載操作機(jī)組斷路器.計(jì)算機(jī)控制亦優(yōu)于二極管整流，6。3，7、整流所抑制諧波主要有多相制整流和設(shè)濾波裝置。1、二極管無飽和電抗器調(diào)壓,其功率因數(shù)一般不低于0。92、不存在無功補(bǔ)償問題，但諧波不一定達(dá)標(biāo)過關(guān),所以、首先考慮多相整流這種最簡(jiǎn)單的治理諧波的方法。單機(jī)組等效12相整流.基本上消除了幅值較大的5次和7次諧波，2.二極管加飽和電抗器調(diào)壓穩(wěn)流和晶閘管整流控制穩(wěn)流,功率因數(shù)往往達(dá)不到要求。必須進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償、至于是否需要諧波治理裝置應(yīng)根據(jù)實(shí)際電力系統(tǒng)要求確定。多機(jī)組并聯(lián)的整流系統(tǒng)其單機(jī)組采用6相還是12相應(yīng)根據(jù)具體工程結(jié)合濾波補(bǔ)償裝置的綜合考慮為宜.6、3，8。濾波裝置設(shè)計(jì)考慮的因素是 1、濾波裝置在基波下呈容性.它可兼作無功補(bǔ)償裝置.所以應(yīng)統(tǒng)一考慮,2,從國(guó)內(nèi)外運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),濾波裝置接在整流機(jī)組的供電母線上集中補(bǔ)償，比各機(jī)組通過變壓器補(bǔ)償線圈接濾波補(bǔ)償裝置的效果好.因此在有條件時(shí)宜在供電母線上集中補(bǔ)償,具體采用哪種方式應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際和系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行維護(hù)。檢修等因素綜合考慮。3.為使各分支濾波器能單獨(dú)運(yùn)行 在可靠的前提下考慮電氣接線簡(jiǎn)單.少用設(shè)備 節(jié)省投資 運(yùn)行操作及維護(hù)檢修方便，為防止大氣和操作過電壓擊穿濾波器應(yīng)在其兩端裝設(shè)避雷器。濾波器應(yīng)設(shè)有低電壓 過負(fù)荷，過電流.電流速斷及電容器不平衡保護(hù)等二次設(shè)備 4。重燃斷路器會(huì)因過流過壓而爆炸 5 因理論計(jì)算與實(shí)際有誤差.制造上也存在差異,所以串聯(lián)電抗器應(yīng)設(shè)調(diào)整調(diào)諧的抽頭以達(dá)到最佳濾波效果.6。從安全 獨(dú)立運(yùn)行考慮設(shè)圍欄、7 特征諧波經(jīng)計(jì)算較接近實(shí)際。而非特征諧波 偶次.3和3的倍數(shù)次,計(jì)算較困難.一般經(jīng)實(shí)測(cè)比較準(zhǔn)確,如某電解鋁廠引進(jìn)可控硅整流機(jī)組及其濾波裝置.投產(chǎn)后經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)3次諧波超標(biāo)，另一電解鋁廠同樣引進(jìn)設(shè)備.結(jié)果6次諧波超標(biāo),理應(yīng)采用補(bǔ)救措施,但因設(shè)計(jì)沒考慮預(yù)留安裝場(chǎng)地而實(shí)現(xiàn)困難，6。3,9,雙反星帶或不帶平衡電器接線的二極管整流機(jī)組、整流臂短路將同時(shí)構(gòu)成交流和直流兩側(cè)短路 非故障臂以及并聯(lián)運(yùn)行的整流器和具有反電動(dòng)勢(shì)的直流負(fù)荷，都向故障臂供給事故電流,不僅僅是以整流元件的反峰壓提高為轉(zhuǎn)移，某鋁電解廠，直流輸出電壓超過300V、因元件擊穿造成嚴(yán)重事故，被迫停產(chǎn) 整流所被廢，美國(guó)規(guī)范也將并聯(lián)運(yùn)行時(shí).直流額定電壓限制在300V及以下。本條僅對(duì)雙反星帶或不帶平衡電抗器接線的適用電壓進(jìn)行了規(guī)定，由于雙反星帶平衡電抗器接線的整流變壓器制造結(jié)構(gòu)比三相橋式接線復(fù)雜 容量亦大21、而整流器的成本一般僅為變壓器成本，不包括調(diào)壓開關(guān),的1.3。故機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行時(shí)。雖直流電壓小于條文中的電壓規(guī)定值,只要技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理,亦可選用橋式接線、6，3，10.電壓偏移率等于機(jī)組各部分阻抗引起的直流電壓降，以空載直流電壓的百分?jǐn)?shù)表示、其中變壓器的短路阻抗造成的壓降占主要成分，在大多數(shù)整流電路內(nèi)、短路阻抗可以代替換相電抗 因而、短路阻抗大、則換相角也大.位移因數(shù)低，電壓偏移率大.外特性斜度大 此外 為了限制短路電流不致過大。往往希望提高整流變壓器的短路阻抗，但是在大電流機(jī)組內(nèi)，即使將短路阻抗提高到較高值.變壓器二次側(cè)的短路電流往往還是大到難以保證短路動(dòng)穩(wěn)定的程度、因此、綜合以上兩個(gè)相互矛盾的因素 規(guī)定整流變壓器的合理的短路阻抗很有必要 在大型機(jī)組內(nèi),二次側(cè)常為多繞組，校驗(yàn)短路穩(wěn)定時(shí)、只考慮其中一組繞組短路、二次側(cè)一組繞組短路時(shí)的短路阻抗值可到20,30 而全部繞組短路時(shí)的短路阻抗宜在15 以下、為了有一個(gè)合理的數(shù)值 本規(guī)范規(guī)定電壓偏移率不大于10.6。3 14、因分期投產(chǎn)時(shí)間間隔較長(zhǎng)和使晶閘管不致深控 在整流變壓器設(shè)置適當(dāng)?shù)某轭^配合調(diào)壓 不失為降低諧波含量和提高功率因數(shù)的措施,如某鋁電解廠110kV晶閘管直降機(jī)組整流變壓器無載抽頭為 20,40.60 80，100 共五檔.某鋅電解廠220kV晶閘管機(jī)組在整流變壓器80。處抽頭星形和三角形倒換，某銅電解廠晶閘管整流機(jī)組采用調(diào)壓深度為30,的有載抽頭配合晶閘管調(diào)壓。抽頭調(diào)壓的方式、級(jí)數(shù)應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)情況確定 能用無載抽頭盡可能不用有載.以降低設(shè)備費(fèi)用和充分發(fā)揮晶閘管的優(yōu)勢(shì)，6 3，15，調(diào)壓范圍的下限和級(jí)電壓差的確定，1,為避免全系列整流機(jī)組逐臺(tái)進(jìn)行停電或送電操作時(shí) 最先投入或最后切除的機(jī)組不致嚴(yán)重過負(fù)荷.2、投產(chǎn)初期電解系列常分批焙燒啟動(dòng)電解槽 整流裝置調(diào)壓范圍的下限主要決定于焙燒過程、鋁電解,的需要和開始送電時(shí)需要的電壓、重有色、同時(shí)考慮到適當(dāng)縮小有載連續(xù)調(diào)壓范圍，以簡(jiǎn)化有載分接開關(guān)的結(jié)構(gòu) 還須考慮滿足逐個(gè)機(jī)組停送電需要。如采用無激磁切換變壓器抽頭和加飽和電抗器的措施。最低電壓宜以焙燒末期的槽電壓約2.5V。2.7V為依據(jù).此時(shí)槽電流已達(dá)額定。如果整流裝置的直流電壓仍高于焙燒末期所需電壓 勢(shì)必造成整流裝置及電解槽過流，鋁電解最低電壓一般為系列電壓的10。重有色金屬電解的啟動(dòng)電壓是指開始送電時(shí)需要的電壓 其中鋅電解約為系列電壓的80.銅電解約為系列電壓的50，3 目前可供選用的有載分接開關(guān)級(jí)數(shù)已達(dá)到105級(jí).通常已能滿足電壓級(jí)差要求,4 有時(shí)需要在調(diào)壓變壓器電源側(cè)為額定電壓的情況下進(jìn)行整流器直流短路下的均流試驗(yàn)，為此。需確定試驗(yàn)時(shí)需要的最低直流空載電壓。直流短路時(shí).輸出電壓為零。如略去整流元件的正向壓降，則直流空載電壓等于換相電抗直流電壓降 5。一般電解整流裝置最高電壓為系列電壓的115，6，考慮到由低壓段向高壓段倒段時(shí).不致引起機(jī)組過負(fù)荷。6，3,16 隨著電解系列電流的不斷增大 如國(guó)內(nèi)鋁電解槽已達(dá)350kA.無疑要求整流機(jī)組的單機(jī)電流大 機(jī)組電流越大 磁場(chǎng)以及各部分阻抗的不對(duì)稱對(duì)均流的影響越加嚴(yán)重。整流器鋼鐵外殼和附近鐵構(gòu)件渦流而發(fā)熱嚴(yán)重.同時(shí)增加了電能損耗 為了降低阻抗壓降 提高功率因數(shù)、改善均流情況減少雜散損耗.大電流整流機(jī)組宜采用同相逆并聯(lián)整流電路 采用兩個(gè)三相橋或兩個(gè)雙反星形帶或不帶平衡電抗器組成的同相逆并聯(lián)系統(tǒng)。當(dāng)正,逆兩同名相間絕緣破壞時(shí)。元件反峰壓將升至正常狀態(tài)下的2倍或1。5倍、橋臂導(dǎo)電期間電流升至正常狀態(tài)下的4倍或流過巨大的短路電流，所以對(duì)正.逆兩同名相間在正常維護(hù)操作時(shí)容易產(chǎn)生金屬性連接的地方,應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)絕緣或采取隔離措施等，6，3,17，單機(jī)組形成等效12相 對(duì)減少交直流側(cè)諧波電流 電壓都有很大的好處.目前共軛式鐵芯和兩個(gè)鐵芯結(jié)構(gòu)的整流變壓器都有采用,但由于共軛式鐵芯迭裝費(fèi)工。制造難度較大,國(guó)內(nèi)有的制造廠不愿生產(chǎn)、所以仍多采用兩個(gè)鐵芯、在同等容量條件下,采用共軛式鐵芯比兩個(gè)鐵芯結(jié)構(gòu)的整流變壓器能夠降低一定的費(fèi)用,國(guó)外通常采用共軛式鐵芯 6、3 18 整流機(jī)組的整流效率.隨著整流電壓的升高而有所提高 有自動(dòng)穩(wěn)流系統(tǒng)的效率通常比無自動(dòng)穩(wěn)流低一些。