论文部分内容阅读
摘要:随着我国现在的电解铝设备的选用、安装和调试运行不仅关系到电解系列直流电流的平稳度，而且对节约能源、提高电流效率有着不可忽视的作用。本文分析了多年经验的电解铝业整流机组电气设备安装及调试技术以供同行借鉴。
关键词:电解铝；设备；分析
中图分类号： TG457.14 文献标识码： A 文章编号：
前言
电解铝生产属于流程型生产模式，生产过程的稳定直接影响到电解铝生产的顺利进行，其中设备、人员以及相关部门协同一致共同服务于生产。电解铝企业的设备主要包括电解设备、铸造设备、加工设备、供电设备、净化设备等，这些设备保证了电解铝生产的正常进行。
一、整流机组电气设备安装
1. 铝电解负荷对供电的技术要求
(1)铝电解负荷为一级负荷，另外，电解车间的多功能天车、抽取铝液的真空泵、全厂性水泵站、整流所的自用电等动力负荷也均为—级负荷。因此，大型铝电解厂的—级负荷约占全厂总负荷的95％。设计电解厂供电将可靠性放在首位。
(2）正常情况下（包括检修及一般事故）不许停电；极端情况下、允许全停电30～45分钟，20％减电4个小时，10％减电12个小时。全停电时间指电解槽的直流电源中断时间，即包括整流机组为恢复送电所需时间，故电源实际中断时间应更短。
（3）电解铝厂应有两个（或以上）独立电源供电。
（4）大型铝工业基地的电解系列电流向超大方向发展。我国目前
的大型铝厂将逐步淘汰60kA的自焙电解槽，发展为130kA至330kA的预焙电解槽，最大的可达到400kA。而直流电压却不高，只有几百伏到一千多伏不等，整流电源是大电流、低电压的超高压直降机组。 2．电气主接线选择和安装
220KV整流变电站综合自动化系统的主接线的好坏直接影响到电解铝的生产规模和公司的经济效益，因此应选择合理。整流机电气主接线的选择，主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。因为本系统的装备因素：电压为220KV。母线的电源较多、输送和穿越功率较大、配电装置出线回路数在5 回或以上，所以高压配电装置的基本接线选择的是双母线接线。
双母线接线就是将工作线、电源线和出线通过一台断路器和两组隔离开关连接到两组（一次／二次）母线上，且两组母线都是工作线，每一回路都可通过母线联络断路器并列运行。与单母线相比，它有着供电可靠性大，调度、扩建、检修方便的优点。
3. 变压器选择和安装
为满足运行的灵敏性和可靠性。在变电所中，一般装设两台主变压器：如有重要負荷的变电所，可选择两台三绕组变压器，选用三绕组变压器占的面积小，运行及维护工作量少，价格低于四台双绕组变压器，因此三绕组变压器的选择大大优于四台双绕组变压器：对于大型专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。在电解铝工程中考虑到该变电站为一重要中间变电站，与系统联系紧密，且在一次主接线中已考虑采用双母线接线的方式。故选用两台63000KVA主变压器即可满足负荷需求。
因为在具有三种电压等级的变电站中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的1 5％以上或低压侧虽无负荷，但在变电站内需装设无功补偿设备时，主变压器采用三饶组。而有载调压较容易稳定电压，减少电压波动所以选择有载调压方式，且规程上规定对电力系统一般要求10KV及以下变电站采用一级有载调压变压器。所以本站主变压器选用有载三圈变压器，采用Y0连接。
4. 封闭组合电器安装及常规试验
电解铝厂整流供电系统通常要求是终端变电站，设备比较单一、简单，但专业性强，可靠程度要求很高。在电解铝生产中，所有整流变电站并联连接至直流大母线，为电解系列提供直流电能。若整流变电站内发生故障，造成正负母线之间弧光短路，则所有运行着的整流机组均会向故障点汇入短路电流，而造成整流变电站爆炸。因此，整
流变电站中全封闭组合电器的安装和试验必须符合《变电所总布署设计技术规范》、《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》等技术规则。在这次整流变电站全封闭组合电器安装中，有多名专业技术人员参加，分成多组配合对接安装，并在施工区域周围安装五米高防尘网以保证安装工作顺利。安装完毕后，需根据相关规定要求进行套管绝缘试验、CT试验、回路电阻试验、六氟化硫气体密封性试验、等常规试验项目。
二、整流机组电气设备的调试及注意事项
1. 整流变压器的调试
整流机组变压器由调压变压器、整流变压器和滤波变压器3部分组成，调压变压器共有79 级分接位置，为了保证变压器能安全可靠运行，对整流机组变压器做如下试验：
（1）检查变压器的三相结线组别，必须与设计要求及铭牌上的标记和外壳上的标识相符合。
（2）测量绕组连同套管的直流电阻。测量应在各个分接头所有位置上进行。各测得值的相互差值应小于平均值的2％；线问测得值的相互差值应小于平均值的t％。
（3）检查所有分接头的变压比。检查结果应与制造厂铭牌数据无明显差别，且应符台变压比的规律。
（4）测量绕组连同套营的介质损耗角正切值tanδ。被测绕组tanδ值不应大于产品出厂试验值的130％（与出厂同温度）。
（5）额定电压下的冲击合闸试验。在额定电压下对变压器的冲击合闸试验应进行5 次，每次间隔时间宜为5min，无异常现象；冲击合闸宜在变压器高压侧进行；对中性点接地的电力系统。试验时变压器中性点必须接地。
（6）绕组连同套管的交流耐压试验。试验电压可按《电气设备交接试验标准》附录一的试验电压标准进行交流耐压试验。
（7）测量绝缘电阻。测量与铁芯绝缘的备案固件及铁芯接地线引出套管对外壳的绝缘电阻。用2500V兆欧表测量，持续时间为1min，应无闪络及击穿现象。
（8）有载调压切换装置的检查和试验。有载调压切换装置的检查和试验应符合下列要求：一是在切换开关取出检查时，测量限流电阻的电阻值，涮得值与产品出厂数值相比应无明显差别。二是在切换开关取出检查时，检查切换开关切换触头的全部动作顺序应符台产品技术条件的规定。三是检查切换装置在全部切换过程中，应无开路现象；电气和机械限位动作正确且符台产品要求；在操作电源电压为额定电压的85％及以上时，其全过程的切换中应可靠动作；四是在空载下按产品技术条件的规定检查切换装置的调压情况。其三相切挠同步性及电压变化范围和规律，与产品出厂数据相比应无明显差别；五是绝缘油注入切换开关油箱前，其电气强度应符合《电气设备交接试验标准》。
2. 整流机组调试
（1）整流柜水冷系统调试
1）冷却水水质要求：主冷却水进口水温不低于+5℃．不高于+30℃；冷却水进口压力为0.5MPa～0.25MPa；冷却水流量不小于36m3／h，整流柜损耗功率所产生的热量主要由冷却水带走，要求进出口循环水温度差不超过5℃，进121 冷却水（副水） 温差不超过5℃；冷却水酸碱度（PH值）为7～8；冷却水电阻率不小于1500 kΩ/cm；冷却水硬度（以碳酸钙计）不超过0.03mg／L。
2） 水冷系统的水压试验：用高压大流量水将管道内的气体排尽，然后堵住出水．或利用循环水系统施加0.4MPa 水压，持续30min，各接头应无渗漏现象。若加压条件不具备，可酌情降低压力，但不得低于0.25MPa。
（2）空载试验
在接通整流变与整流柜主回路交流进线之前，先用保险丝（约20A）接通整流变压嚣阀侧与整流柜交流进线，对整流装置作空载电压试验，直流端应接一个临时负载，使整流柜输出5A左右的电流（额定电压时），缓慢将电压调到使输出整流电压达到1UDN，并维持30min，检查整流柜是否有异常现象。测量变直流侧电压值，两者关系应正确。观察整流波形是否正常。上述步骤完成后，去掉保险丝，用母排将整流变压器与整流柜连接后，在调压条件允许的情况下，再重复一次空载试验。
3．调试注意要素
调试注意：检查整流拒、PLC柜绝缘时，严禁用兆欧表。以防损坏电子器件，应用万用表涮量绝缘。送电前必须检查进电设备的绝缘电阻，应符合《电气设备交接试验标准》规定。带电作业至少有两人进行，一人操作、一人监护，以防不测。已送电设备必须挂好标识牌，以防他人触电。
三、结束语
总之，在电解铝的设备安装以及调试过程中，我们应严格按规范来实行。如果在安装调试过程中出现的问题，应及时加以维护和采取相应的措施，这样才能保证设备的正常运行。
关键词:电解铝；设备；分析
中图分类号： TG457.14 文献标识码： A 文章编号：
前言
电解铝生产属于流程型生产模式，生产过程的稳定直接影响到电解铝生产的顺利进行，其中设备、人员以及相关部门协同一致共同服务于生产。电解铝企业的设备主要包括电解设备、铸造设备、加工设备、供电设备、净化设备等，这些设备保证了电解铝生产的正常进行。
一、整流机组电气设备安装
1. 铝电解负荷对供电的技术要求
(1)铝电解负荷为一级负荷，另外，电解车间的多功能天车、抽取铝液的真空泵、全厂性水泵站、整流所的自用电等动力负荷也均为—级负荷。因此，大型铝电解厂的—级负荷约占全厂总负荷的95％。设计电解厂供电将可靠性放在首位。
(2）正常情况下（包括检修及一般事故）不许停电；极端情况下、允许全停电30～45分钟，20％减电4个小时，10％减电12个小时。全停电时间指电解槽的直流电源中断时间，即包括整流机组为恢复送电所需时间，故电源实际中断时间应更短。
（3）电解铝厂应有两个（或以上）独立电源供电。
（4）大型铝工业基地的电解系列电流向超大方向发展。我国目前
的大型铝厂将逐步淘汰60kA的自焙电解槽，发展为130kA至330kA的预焙电解槽，最大的可达到400kA。而直流电压却不高，只有几百伏到一千多伏不等，整流电源是大电流、低电压的超高压直降机组。 2．电气主接线选择和安装
220KV整流变电站综合自动化系统的主接线的好坏直接影响到电解铝的生产规模和公司的经济效益，因此应选择合理。整流机电气主接线的选择，主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。因为本系统的装备因素：电压为220KV。母线的电源较多、输送和穿越功率较大、配电装置出线回路数在5 回或以上，所以高压配电装置的基本接线选择的是双母线接线。
双母线接线就是将工作线、电源线和出线通过一台断路器和两组隔离开关连接到两组（一次／二次）母线上，且两组母线都是工作线，每一回路都可通过母线联络断路器并列运行。与单母线相比，它有着供电可靠性大，调度、扩建、检修方便的优点。
3. 变压器选择和安装
为满足运行的灵敏性和可靠性。在变电所中，一般装设两台主变压器：如有重要負荷的变电所，可选择两台三绕组变压器，选用三绕组变压器占的面积小，运行及维护工作量少，价格低于四台双绕组变压器，因此三绕组变压器的选择大大优于四台双绕组变压器：对于大型专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。在电解铝工程中考虑到该变电站为一重要中间变电站，与系统联系紧密，且在一次主接线中已考虑采用双母线接线的方式。故选用两台63000KVA主变压器即可满足负荷需求。
因为在具有三种电压等级的变电站中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的1 5％以上或低压侧虽无负荷，但在变电站内需装设无功补偿设备时，主变压器采用三饶组。而有载调压较容易稳定电压，减少电压波动所以选择有载调压方式，且规程上规定对电力系统一般要求10KV及以下变电站采用一级有载调压变压器。所以本站主变压器选用有载三圈变压器，采用Y0连接。
4. 封闭组合电器安装及常规试验
电解铝厂整流供电系统通常要求是终端变电站，设备比较单一、简单，但专业性强，可靠程度要求很高。在电解铝生产中，所有整流变电站并联连接至直流大母线，为电解系列提供直流电能。若整流变电站内发生故障，造成正负母线之间弧光短路，则所有运行着的整流机组均会向故障点汇入短路电流，而造成整流变电站爆炸。因此，整
流变电站中全封闭组合电器的安装和试验必须符合《变电所总布署设计技术规范》、《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》等技术规则。在这次整流变电站全封闭组合电器安装中，有多名专业技术人员参加，分成多组配合对接安装，并在施工区域周围安装五米高防尘网以保证安装工作顺利。安装完毕后，需根据相关规定要求进行套管绝缘试验、CT试验、回路电阻试验、六氟化硫气体密封性试验、等常规试验项目。
二、整流机组电气设备的调试及注意事项
1. 整流变压器的调试
整流机组变压器由调压变压器、整流变压器和滤波变压器3部分组成，调压变压器共有79 级分接位置，为了保证变压器能安全可靠运行，对整流机组变压器做如下试验：
（1）检查变压器的三相结线组别，必须与设计要求及铭牌上的标记和外壳上的标识相符合。
（2）测量绕组连同套管的直流电阻。测量应在各个分接头所有位置上进行。各测得值的相互差值应小于平均值的2％；线问测得值的相互差值应小于平均值的t％。
（3）检查所有分接头的变压比。检查结果应与制造厂铭牌数据无明显差别，且应符台变压比的规律。
（4）测量绕组连同套营的介质损耗角正切值tanδ。被测绕组tanδ值不应大于产品出厂试验值的130％（与出厂同温度）。
（5）额定电压下的冲击合闸试验。在额定电压下对变压器的冲击合闸试验应进行5 次，每次间隔时间宜为5min，无异常现象；冲击合闸宜在变压器高压侧进行；对中性点接地的电力系统。试验时变压器中性点必须接地。
（6）绕组连同套管的交流耐压试验。试验电压可按《电气设备交接试验标准》附录一的试验电压标准进行交流耐压试验。
（7）测量绝缘电阻。测量与铁芯绝缘的备案固件及铁芯接地线引出套管对外壳的绝缘电阻。用2500V兆欧表测量，持续时间为1min，应无闪络及击穿现象。
（8）有载调压切换装置的检查和试验。有载调压切换装置的检查和试验应符合下列要求：一是在切换开关取出检查时，测量限流电阻的电阻值，涮得值与产品出厂数值相比应无明显差别。二是在切换开关取出检查时，检查切换开关切换触头的全部动作顺序应符台产品技术条件的规定。三是检查切换装置在全部切换过程中，应无开路现象；电气和机械限位动作正确且符台产品要求；在操作电源电压为额定电压的85％及以上时，其全过程的切换中应可靠动作；四是在空载下按产品技术条件的规定检查切换装置的调压情况。其三相切挠同步性及电压变化范围和规律，与产品出厂数据相比应无明显差别；五是绝缘油注入切换开关油箱前，其电气强度应符合《电气设备交接试验标准》。
2. 整流机组调试
（1）整流柜水冷系统调试
1）冷却水水质要求：主冷却水进口水温不低于+5℃．不高于+30℃；冷却水进口压力为0.5MPa～0.25MPa；冷却水流量不小于36m3／h，整流柜损耗功率所产生的热量主要由冷却水带走，要求进出口循环水温度差不超过5℃，进121 冷却水（副水） 温差不超过5℃；冷却水酸碱度（PH值）为7～8；冷却水电阻率不小于1500 kΩ/cm；冷却水硬度（以碳酸钙计）不超过0.03mg／L。
2） 水冷系统的水压试验：用高压大流量水将管道内的气体排尽，然后堵住出水．或利用循环水系统施加0.4MPa 水压，持续30min，各接头应无渗漏现象。若加压条件不具备，可酌情降低压力，但不得低于0.25MPa。
（2）空载试验
在接通整流变与整流柜主回路交流进线之前，先用保险丝（约20A）接通整流变压嚣阀侧与整流柜交流进线，对整流装置作空载电压试验，直流端应接一个临时负载，使整流柜输出5A左右的电流（额定电压时），缓慢将电压调到使输出整流电压达到1UDN，并维持30min，检查整流柜是否有异常现象。测量变直流侧电压值，两者关系应正确。观察整流波形是否正常。上述步骤完成后，去掉保险丝，用母排将整流变压器与整流柜连接后，在调压条件允许的情况下，再重复一次空载试验。
3．调试注意要素
调试注意：检查整流拒、PLC柜绝缘时，严禁用兆欧表。以防损坏电子器件，应用万用表涮量绝缘。送电前必须检查进电设备的绝缘电阻，应符合《电气设备交接试验标准》规定。带电作业至少有两人进行，一人操作、一人监护，以防不测。已送电设备必须挂好标识牌，以防他人触电。
三、结束语
总之，在电解铝的设备安装以及调试过程中，我们应严格按规范来实行。如果在安装调试过程中出现的问题，应及时加以维护和采取相应的措施，这样才能保证设备的正常运行。