整流变压器保护及整流器连锁

1.整流变压器为什么不设差动保护？无法接。

差动保护，是通过比较两侧流入和流出电流的大小和相位，判断电流是否有“损失”或“畸变”这一原理进行保护的。

整流变一侧是交流，另一侧是直流，大小和相位无法比较，故不能用差动保护。

2.整流变压器的作用?整流变压器是整流的一部分，整流还需整流二极管，整流变压器的作用是为二极管提供适合的电压 .3.整流变压器是一个特种变压器，它是变压器+整流电路的组合。

用于将从电网获得的交流电变成需要的电压并整成直流。

用于需要直流电的场合。

******整流变采用有载调压，主调合一。

整流器采用晶闸管三相全控桥，用有载开关粗调 + 可控硅细调调压。

并设自动稳流系统，对电网电压波动或负载电阻变化而引起的负载电流变化进行自动稳流。

两个系列经整流变网侧移项后组成等效（12、24、36、48等）脉波（常见24、36脉波），有效地控制谐波；触发系统采用“数-模”两套配置。

故障情况下另一套自动投运，保证了生产的连续性。

冷却系统:整流变压器为强迫油循环“油-水”散热方式；整流器采用“水-纯水”冷却方式。

整套系统设相应故障报带信号，并通过主控室DCS系统反应。

整流装置的保护：整流变压器网侧设速断保护、定时限过电流保护、轻重瓦斯及油温保护，阀侧设过电压吸收装置。

整流设备高压断路器及有载分接开关的操作设在主控室的变压器控制屏上或操作台上，电流调节在主控室的整流器控制屏上或操作台上完成。

整流装置的电流及电压指示、事故及预告信号等送人DCS系统显示和报警。

整流与电解设主要联锁有:仪表气源中断；抓气压力异常上升；氢气压力异常上升；阳极液泵故障或阳极液总管压力异常降低；阴极液泵故障或阴极液总管压力异常降低；电解槽阳极室和阴极室的压差超限；电解槽零点电位差超限；电解槽电流过大；整流器过负荷；意外情况下，紧急手动；当发生上述异常情况时，整流设备立即联锁停电。

电解铝行业大容量整流电源保护简介大容量整流电源通常由变压器、整流柜及用于整流柜、变压器冷却的泵、风机等辅机部分组成。

大容量整流电源在冶金行业，特别在铝电解行业具有举足轻重的地位，其正常运行直接关系到整个生产系列的安全稳定，一个年产15万吨的电解系列，停电5个小时其损失可达几千万元，因此，要采取一切可能的措施保证整流电源的正常运行，完善、可靠的保护设置可以及早发现机组异常情况，及时切除故障，防止事故扩大，对保证系统安全运行具有重要意义，下面对大容量整流电源所需设置的保护作具体介绍：一、电压保护1. 单/双快熔断：采用氧化锌压敏电阻、快熔组成过压吸收回路，吸收电网过电压、操作过电压以及雷电过电压，由快熔所带的微动开关发出故障信号。

2. 一/二元件损坏：对于元件采用阻容吸收，吸收换相过电压。

当整流元件一元件损坏时，将导致快熔熔断，安装在快熔上的微动开关动作，发出“一元件损坏”信号；当同一桥臂两元件坏时，跳闸接点闭合，断开整流机组高压侧断路器。

一元件坏、两元件坏往往采用PT 单元进行检测，在实际使用过程中，由于震动等原因，PT单元容易误发信号，这是由于PT单元所使用电压较低，所采用接点又为常闭点，由于震动造成的接触不良往往使回路电压升高，造成误动作。

应适当提高PT单元电压，并采用镀金接点微动开关，并且微动开关的压力应能防止震动造成的接触不良。

没有延时吗？可以的话增加一个延时动作继电器或接入微机保护实现跳闸。

二、超温保护1. 桥臂超温保护：整流桥臂一般采用水冷，水中的气体积聚在桥臂内，造成桥臂通水孔堵塞、循环水水温过高等，均会造成母线超温。

如不能及时发现，会使元件结温过高而损坏。

在每个桥臂上设置一个测温元件，桥臂温度在60～65℃时动作，发出跳闸信号。

2. 循环水水温高保护：在循环水的总进、出口水管处各设置一个热电阻，经温度变送器单元变换为4～20mA信号后送入PLC。

当温度达到设定的报警值时，由主控室上位机发出报警信号。

在每个整流柜的进、出口水管处各设置一个电接点温度表，当温度达到设定的报警值时，报警接电接通，发出报警信号。

3. 直流刀闸温度高保护：直流刀闸通过电流可达几十KA，容易发热，每个直流刀闸上需安装一个测温元件。

在直流刀闸温度达到60～65℃时报警。

三、PLC失电保护1）由于整流柜内保护信号，冷却水泵、风机的运行和故障信号，稳流系统的控制等均通过PLC实现。

因此，PLC失电或故障时，应跳开机组高压断路器。

2）机组辅助电源失电时，冷却系统停止运行，此时也应跳开机组断路器。

实现此种保护的一个方法是编程使PLC的一个输出接点上电即闭合，使用此节点去启动一个中间继电器，再使用中间继电器常闭点作为跳闸信号输入。

但采用中间继电器常闭点作为跳闸接点，当系统电压突然降低时，容易误动作，引起电解系列全停电事故，因此此接点要先送入微机保护装置，或启动时间继电器，经2S延时，若2S内故障未恢复，则跳开机组断路器。

四、冷却系统故障（水压失常保护、油风冷全停保护）由于整流器一般采用水冷方式，水压低或断流将造成元件结温升高而损坏，因此要设置水压失常保护，水压失常保护应能检测到水管脱落故障。

整流柜内水循环系统一般设置两台水泵，两台水泵一用一备，一台泵故障时，另一台泵能自动投入运行，当两台水泵均停止运行时，属于一种故障状态，需延时跳闸。

变压器采用强油循环冷却方式。

一般规定至少有1～3组油风冷却器投入运行，若油风冷全停，变压器散热条件恶化，油停止循环，会使变压器温度升高，并可能造成变压器局部温度过高而引发事故，因此油风冷全停时，首先应发出信号，并根据变压器可以承受的温升情况，延时跳闸。

五、瓦斯保护瓦斯保护作为变压器的主保护，保护变压器内部绕组相间短路和匝间、层间短路，重瓦斯启动出口继电器跳闸，轻瓦斯报警。

有载调压开关瓦斯保护动作于跳闸。

压力释放保护在油箱内压力异常升高时动作，可作用于信号。

六、接地保护1. 变压器单独设置接地，并检测接地电流，当接地电流达到定值时跳闸。

2. 设置整流柜绝缘监测装置（也叫框架保护），当整流柜外壳接地或绝缘降低时，发出信号。

说明：对于自撑式结构的整流柜，由于没有外壳，因此不设柜壳绝缘监视装置。

3. 设置直流母线监视装置，当直流母线接地时报警，并可根据绝缘监视电压，计算出接地的大致位置。

七、逆流保护当整流元件故障，发生直流短路或整流柜内直流正负母线之间短路时，其它正常机组会向故障点馈送电流，此时机组直流母线中会流过相反方向的电流，逆流保护就是检测相反方向的电流。

在每个整流柜直流出线母线上安装一个逆流检测装置，当检测到有相反方向电流流过时，节点闭合，并通过快速型中间继电器跳开所有整流机组断路器，防止事故扩大。

为了加快跳闸速度，也可要求逆流保护装置输出多个跳闸节点，直接接入各机组的跳闸回路，以最快的速度使各断路器跳闸，把损失降低到最小的程度。

八、机组连锁跳闸整流电源的配置采用N＋1方式，因此跳开一台机组时，剩余N台机组仍可正常运行，但两台及两台以上的机组跳闸后，将造成剩余机组过流，因此设置机组连锁跳闸保护，在两台以上机组跳开时，向正在运行的其它机组发出跳闸指令。

九、机组退出总调保护当某机组检修或处于故障状态时，本机组退出总调。

在进行总升、总降有载调压开关时，本机组有载调压开关退出。

十、机组控制、偏移回路故障保护在机组控制绕组和偏移绕组的共同作用下，饱和电抗器工作于不同的工作点，从而起到调节电流的作用，当机组控制或偏移回路故障时，如控制或偏移回路快熔熔断、接触器跳开等，整流机组的稳流系统将失去作用，造成机组电流失控，因此出现故障时要报警，以便退出机组，进行有计划的检修。

十一、机组反馈掉线保护机组的稳流系统正常工作时，取本整流柜直流电流互感器输出电压信号经隔离变送器变换为4～20mA信号作为反馈信号，一旦反馈信号丢失，必然造成机组过流，因此应取两路信号作为反馈信号，第二组反馈信号可取自整流变压器一次绕组电流互感器输出电流，并经电流变送器变换为4～20mA信号作为反馈信号，在编PLC程序时，将此反馈信号适当缩小，在直流反馈信号正常时，采用直流反馈信号；当直流反馈信号消失时，交流反馈信号自动投入，防止机组过流，并发出报警信号，及时进行检修。

十二、机组水质低保护当整流机组水质低时，整流器水路部分的水嘴将受到严重腐蚀，缩短水嘴的使用寿命，引起水路渗漏，甚至引起水管脱落，发生事故。

因此，水阻至少要达到200KΩ以上，对于高电压、大电流的整流器水阻宜保持在2MΩ左右。

当低于要求的水阻时应能发出报警信号。

十三、弧光保护随着近年来整流系统事故的增多，为了防止直流正、负母线之间或者交、直流母线之间短路等恶性事故的发生，越来越多的整流系统采用了弧光保护装置。

所谓弧光保护即是感光元件（光纤或探头）将接收到的光信号传导到光信号处理单元，当接收到的光信号超过设定强度后，装置即输出跳闸信号，由于采用了快速器件，从产生弧光到装置动作、跳闸节点闭合，其总时间可以做到不超过1毫秒，这么快的反应速度，在以电流、电压作为输入信号的继电保护装置中是不可能达到的，从快速性方面讲弧光保护具有无可比拟的优势。

至于跳闸方式的选择，即跳本机组或是跳系列，可以是否装有逆流保护来确定，如未装逆流保护，为防止其它健全机组向故障机组供电，应跳系列；如装有逆流保护，则可考虑只跳本机组，以减少不必要的跳闸，减少电解系列不必要的全停电。

由于弧光保护接收的是光信号，因此要进行光源的管理，并采取防止外界强光进入的措施。

十四、离极保护正常生产过程中，电解槽阳极与阴极脱开或连接母线开路即称为离极，离极将造成断口间强烈弧光，引起着火、爆炸，引发重大人身或设备事故。

虽然电解槽槽控机一般均设置多重保护，防止阳极持续提升，一般不会因为槽控机失控造成离极，但在电解槽漏槽、冒槽，母线接触不良，阳极碳块全部脱落以及不正确的手动持续提升阳极等情况下，仍存在离极的可能性。

因此整流所应设置离极保护，以电流和电压变化作为判据，当电流下降至额定值的75％，电压升高到规定值时，即判断为离极，跳开所有机组断路器。

十五、电流保护由于整流变压器阀侧绕组为多绕组，大电流，很难对变压器内部故障实现差动保护，其电流保护一般设置瞬动过流保护、带时限过流保护或延时投入瞬动过流保护、过负荷保护。

除以上交流电流保护，还有取自直流电流互感器直流信号的直流过流保护和取自第三绕组电流互感器电流信号的过流保护。

1. 瞬动过流保护瞬动过流保护电流信号取自110KV配电装置整流机组间隔电流互感器，其动作电流不同于一般的电力变压器电流速断保护定值计算方法，其动作值远小于额定状态下变压器二次侧短路时的短路电流，通常情况下瞬动电流的整定值按照躲开变压器的励磁涌流，取变压器额定电流的1.5～3倍整定即可。

2. 带时限过流保护或延时投入瞬动过流保护此保护的电流信号需取自调压变压器的二次侧即整流变压器的一次侧，电流互感器安装在变压器的油箱内，通常有两组，即一个整流变一组。