铝电解供电整流设备的常见问题及选型注意事项
电解铝安装及调试中应注意问题分析论文
刍议电解铝安装及调试中应注意的问题分析摘要: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。
电解铝整流系统故障与保护策略
M etallurgical smelting冶金冶炼电解铝整流系统故障与保护策略朱盛和摘要：电解铝整流系统是铝生产过程中至关重要的组成部分，其运行状态对整个生产过程的质量具有重大影响。
目前我国的电解铝主要采用铝母线电解法或者铝带极槽电解法。
本文通过对电解铝整流系统故障分析与产生原因进行研究，提出了相应的故障解决方案。
关键词：电解铝；整流系统故障；保护策略随着我国铝电解产业技术的发展，目前国内铝企业已基本实现大型预焙化，并且槽型越来越大，用电负荷呈几何级增长，给电解铝供电系统安全运行带来了巨大压力。
特别是近两年来，全国范围内出现了十多起高电压、大电流整流器爆炸事故，造成了严重的经济损失。
对于多台大电流整流器并行运行的供电安全事故的预防和保护措施，各铝厂越来越重视。
1 整流系统工作原理整流系统的工作原理是将交流电转换为直流电，为需要电能的负载提供电力。
整流系统是一种功率装置，可以将交流电转换为频率较高的直流电，并通过改变整流器的电抗值来改变电路运行频率和稳定电流，实现负载的无功补偿。
主要由主变压器、励磁绕组和电抗器等组成。
整流设备是整流电路的核心部分，其主要功能是将高压直流电流转换为低压直流电流。
整流设备一般由主控室控制，包括电控柜、主控台和开关柜等。
电解铝生产过程中需要经过多道工序才能最终形成铝产品。
随着电解铝厂规模的不断扩大和对产品质量要求的提高，电解过程所需电流越来越大。
为确保生产效率，必须在整流柜上增加整流设备或在整流柜和主控室之间增设隔离变压器。
这样做是为了防止高压绕组或变压器受损，造成安全隐患。
然而，如果电解过程中发生故障，整流柜将无法正常工作，导致生产中断。
因此，整流系统的重要性不言而喻。
根据整流原理的不同，整流器可分为多种类型，包括单相、三相、四象限和多象限整流器。
其中，单相整流器由高压绕组、励磁绕组和主控室控制电路组成；三相整流器由整流室、逆变单元和变压箱组成；四象限整流器则由变压器柜和逆变单元组成。
铝电解整流供电设备中存在的问题及解决对策
铝电解整流供电设备中存在的问题及解决对策摘要铝电解工艺随着科学技术的发展而不断进步，在我国，整流装备的水平也在此基础上得到了跨越性的发展，通过笔者分析近10多年已经顺利投产的电解铝工程项目的结果来看，整流机组设备目前采用的多数为国产设备。
因为整流机是供电设备的中枢系统，一旦出现问题影响的就不单单是电解工作的运转，极有可能导致整个供电系统的瘫痪，由此可见其重要程度。
本文从多角度分析国内铝电解整流供电身设备中存在的问题，并提出相应的解决的对策。
关键词铝电解；整流供电设备；存在问题；对策铝电解工业随着国内需求的不断增长，已经逐渐进入到高效率、大电流容量的阶段。
本随着生产设备已经装备技术水平的逐步提高，随之而来的技术问题以及安全隐患等不利因素也在逐步增多。
本文通过分析近几年铝电解整流设备中存在的一些较为典型的事故，究其原因进行分析，并提出相应的解决策略。
1 整流柜中存在的问题及相应解决策略整流供电系统的电压和电流根据应实际需求的现状处于一种不断加大的趋势，随之应相应增加的是整流柜的设计容量与短路容量，这种种变化需要元件的性能更高才能满足设备运行的要求。
在此情况下，如果设备生产厂家还是通过简单的将电流和电压进行累加计算设备的容量，那得出的结果必定与实际需要相差很远。
1.1整流元件由于器件本身的特点，系统的容量及元件的快熔太小，整流元件容易被电压击穿的情况，因此对于元件发生伸缩环爆炸现象是十分常见的，爆炸过程中产生的弧光引发整流柜的短路，继而发生爆炸。
此外，元件的压接工艺也伴随着元件尺寸的增大而要求的越来越严格，元件的局部导电、过热以及边缘被击穿等危险事故很多是因为压接过程的受力不均匀导致的。
1.2整流柜材料首先，目前对整流柜的柜壳绝缘检测方法没有一个统一的行业标准，导致了无法对整流柜的柜壳绝缘进行明确检测。
其次，当整流柜自身绝缘材料的密度不够时会形成吸水微孔，一旦是整流柜停电，柜内的温度会骤然降低，容易发生液化现行，这样会导致空气中的部分水蒸气进入吸水微孔中。
综合自动化在当前电解铝行业整流系统应用中存在的问题及建议
综合自动化在当前电解铝行业整流系统应用中存在的问题及建议当前随着电解铝行业生产的迅速扩张，计算机网络技术、信息通信技术、自动化控制技术也在国内电解铝行业中被广泛采用，各类新技术的应用，使行业自动化程度不断提高，也进一步保证了整个系统的安全可靠性。
但在近年来铝行业屡次出现的事故中，暴露出综合自动化系统中存在一定的问题，文章就此提出了建议。
随着国内电解业工业的迅速发展，特别是近年新建项目的产能、规模迅速扩大，供电电压等级不断提高，供电电流快速提升，大型预焙槽很快由100KA发展到400KA，这就要求整流供电系统采用质量可靠、技术先进、维护量少的综合自动化系统以保证电解系列生产的安全可靠。
一、应用 （一）系统简介 整流所综合自动化系统是应用自动化控制技术，微机和网络通信技术采用单元模块化结构，以智能继电保护装置和监控装置为核心，以分散安装和集中组屏方式集数据采集、测量、监控、保护、运行操作、信息远传、管理为一体的特殊计算机网络系统。
综合自动化系统包括微机保护，微机测控及远动等功能，即所谓的“四遥”（遥测、遥信、遥控、遥调）实现了数据采集、处理，安全监视，微机保护，开关操作及自诊断功能。
该系统的应用提高了变电所自动化控制程度，降低了人工劳动强度，促进了管理水平的提高，保证了供电系统的安全，减少了人为事故造成的伤亡。
（二）应用方案 综合自动化系统分为分散式和网络型两种结构。
所谓分散式是以高压变电站和整流所的电气间隔为对象应用的微机监控系统。
网络型是指在分散综合自动化基础上，在间隔层和过程层采用先进的网络通信模式和技术把过程层的智能设备作为构成网络的一组基本节点的分散式综合自动化系统。
目前，国内电解铝行业使用的综合自动化系统大多采用分散式网络结构。
下图是陕西铜川铝业110KV铝业变综合自动化系统图： 该系统为双机双网分散式网络结构，两台监控机无主从之分，完全对等，一台故障，不影响另一台运行，间隔层按（D25+SEL）单元化配置，测控、保护单元以两路独立通道接入主站层，通讯介质采用光纤。
电解铝整流机组电气设备安装调试及维护分析
电解铝整流机组电气设备安装调试及维护分析发布时间：2021-07-02T14:13:53.803Z 来源：《中国科技信息》2021年8月作者：罗森纲[导读] 电解铝整流机组是电解铝生产的核心设备，其运行质量和稳定性直接决定了电解铝的生产效率。
广西百矿铝业有限公司广西百色罗森纲 533000摘要：电解铝整流机组是电解铝生产的核心设备，其运行质量和稳定性直接决定了电解铝的生产效率。
整流机组电气设备组成结构非常复杂，对安装和调试的要求比较高，需要严格按照相应的规范和标准进行安装及调试，才能发现存在问题，及时解决，从而保证电解铝生产的效率和质量。
通过加强电气设备安装调试及运行维护的风险管控，对于提升铝电解过程的稳定性，提高行业经济利润有着非常重要的意义。
关键词：电解铝；整流机组；电气设备；运行维护1.电解铝整流机组电气设备的安装结合以往经验来看，电解铝过程中电气系统所释放的电能一般保持在 220kV，因为电能总量较大，因此企业需要匹配相应承载能力的电气主线，通过提升电气主线的安装效果，对减少断电事故发生几率，确保企业生产过程安全性有着非常重要的作用。
在选择电气主线材料时，需要对材料型号、尺寸、材质、传导能力、承压能力等参数进行详细计算，根据计算结果选择相应规格的电气主线材料。
在主线路安装过程中，安装人员除了对安装操作流程进行严格因素考量结果，对安装线路进行绝缘、防潮等处理，减少局部发电安全事故的发生几率。
变压器是整流机组中主要的电气设备，为充分发挥变压器的作用和功能，在具体安装过程中，根据电解铝整流机组的实际运行情况和要求，合理选择变压器台数、型号、种类。
如果负荷比较大，则要尽量选择三绕组变压器，和其他种类的变压器相比，此种变压器具有性能稳定、更加经济的优势，可满足电解铝生产对大功率供电量的需求。
总而言之，在整流机组电气设备安装过程中，必须高度重视变压器的重要性，根据其他系统的实际需求，选择与之相适的变压器，以保证电解铝生产的安全性和生产效率。
电解铝整流机组电气设备安装及调试
电解铝整流机组电气设备安装及调试电解铝整流机组是铝电解工业中的重要设备，其电气设备安装及调试工作对整个生产过程起着至关重要的作用。
在整流机组电气设备安装及调试过程中，需要严格按照相关规范和标准进行操作，确保设备安全可靠、性能稳定。
本文将结合实际工作经验，对电解铝整流机组电气设备的安装及调试进行详细介绍，以期为相关工程技术人员提供参考。
一、电气设备安装1. 设备选址及场地准备电解铝整流机组是一种大型设备，需要在宽敞的场地上进行安装。
在选址时应充分考虑设备的外形尺寸、重量及周围环境，确保设备能够安全稳定地放置并方便进行后续维护工作。
场地准备工作也需要做好，包括平整场地、清理杂物、确保设备周围通风良好等。
2. 设备搬运及定位在进行设备搬运及定位时，需要采取适当的吊装工艺和固定措施，确保整流机组设备能够平稳地放置在预定位置上，同时避免对设备造成损坏。
定位结束后，需使用水平仪进行调整，确保设备水平稳定。
3. 主电源连接整流机组的主电源连接是整个安装工作中至关重要的一步，需要严格按照设备说明书和相关标准进行操作。
在进行主电源连接时，需要确保电缆规格、截面符合要求，并做好接线端子的防护措施，避免发生电气接触事故。
4. 控制信号线连接控制信号线的连接也是电解铝整流机组电气设备安装中的一项重要工作。
在进行控制信号线连接时，需要逐一核对信号线的编号、颜色，并按照设备说明书正确连接到对应的接线端子上，确保整个设备的控制系统正常运行。
5. 接地及绝缘测试在整流机组电气设备安装完成后，需要进行接地及绝缘测试。
接地测试需要使用接地电阻测试仪对设备接地系统进行测试，确保接地电阻值符合要求；绝缘测试则需要使用绝缘电阻测试仪对设备绝缘电阻进行测试，确保设备绝缘性能良好。
二、设备调试1. 设备检查及预热安装完成后，需要对整流机组设备进行全面的检查，确保各部件接线正确、紧固件完好等。
随后，需要对设备进行预热，逐步提高电流至设定值，确保设备全面运转正常。
电解铝厂整流系统故障分析及对策研究
电解铝厂整流系统故障分析及对策研究发布时间：2021-09-06T15:54:37.677Z 来源：《中国科技信息》2021年9月下作者：何显亮[导读] 对于电解铝厂而言，整流机组的安全稳定运行至关重要，提高动力系统装备水平、优化动力系统结构、逐步淘汰落后装备、实现节能减排、岗位优化、提高全员劳动生产率等目标具有非常重大的意义，本文就电解铝厂整流系统故障进行分析并研究解决措施。
广西百矿铝业有限公司何显亮摘要：对于电解铝厂而言，整流机组的安全稳定运行至关重要，提高动力系统装备水平、优化动力系统结构、逐步淘汰落后装备、实现节能减排、岗位优化、提高全员劳动生产率等目标具有非常重大的意义，本文就电解铝厂整流系统故障进行分析并研究解决措施。
关键词：电解铝厂；整流系统；故障及对策1.整流系统故障1.1整流系统元件长期高温运行危害分析随着我国铝电解产业技术的发展，目前国内铝企业已基本实现大型预焙化，而且槽型越来越大，用电负荷呈几何级增长，给电解铝整流系统安全运行带来了巨大压力。
再加上企业对产量要求越来越大，导致整流元件长期高温运行，这势必使其加速绝缘老化。
长此以往，整流元件绝缘纸不在合格范围内，会造成运行电压击穿、各类元件接地短路，整流二极管、晶闸管反向击穿造成重大事故的发生。
特别是近两年来，全国高电压、大电流整流器发生爆炸事故十几起，损失惨重，直接经济损失3000余万元，间接经济损失过亿元。
对于大电流多台整流器并列运行供电安全事故的预防及保护措施越来越引起各企业的高度重视。
1.2整流冷却系统故障分析目前企业中整流机组众多，造成整流系统热交换器堵塞，交换出主水温度高，致使桥臂温度过高整机电流归零；整流机组由于电磁造成主水结垢、水嘴腐蚀严重导致毛细管堵塞，脱落；由于单臂多元件各自的性能不同及毛细管多，导致元件所带负荷不同，温度及均流度差等问题，严重影响整机长周期安全、稳定、可靠运行，每年会造成整机多次故障，影响公司产品的质量及产量。
电解铝业整流机组电气设备安装及调试分析
电解铝业整流机组电气设备安装及调试分析摘要:整流机组电气设备属于电解铝业中比较重要的组成部分，其不仅可以完成铝电解的变配电及发电工作，而且还可以提高电解铝业的生产效率和质量。
本文将会探究整流机组电气设备的安装及调试情况，并提出相应的注意事项，以期为电解铝业的正常生产奠定良好的基础。
关键词:电解铝业；整流机组；电气设备；安装；调试电解铝业采用了流程型生产模式，其各个环节的生产稳定性与否将会直接决定电解铝生产的效率高低，而且操作人员、机械设备及相关部门都服务于电解铝业的日常生产。
电解铝业生产过程中所涉及到的设备有电解设备、供电设备、加工设备、铸造设备、净化设备等，每一个设备都是电解铝生产过程中不可或缺的。
而整流机组属于电解铝行业中相对比较严密的一个整体，其可以确保铝电解变电、发电和配电工作的顺利进行。
整流机组大电流恒流控制水平的高低，将会直接决定电解工艺质量的高低，对降低能耗、提高产品质量具有非常重要的现实意义。
因此，加大对整流机组各个部位电气设备的安装及调试进行研究不仅可以确保电解系列直流电流的高效、平稳运行，而且还可以更好的提高电流效率，提高电解铝业的生产效率和经济效益。
1 电解铝业整流机组电气设备的安装1.1 电解铝业对供电技术的要求①通常情况下，电解铝业属于一级负荷，其电解构成中所使用的多功能天车、真空泵和整流所里的自用电等都属于一级负荷。
实际上，一个大型的电解铝业，其各个环节所使用的一级负荷占据了全厂总负荷的 90%以上，因此，对供电技术提出了较高的要求。
②在电解铝业生产车间内部需要配备超过2 个的独立电源来负责供电任务，这是因为正常状况下电解铝业任何环节的生产工作都不允许出现停电现象，即使是非常极端的情况下全停电时间也不得超过 40min。
这里所提及到的全停电就是指电解槽直流电源中断时间，同样其也包括了整流机组恢复供电所耗费的时间，这样一来中断时间就会变得更短，此时就需要配备备用电源来给予保障。
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铝电解供电整流设备的常见问题及选型注意事项伴随着电解工艺水平的发展和进步，我国的整流装备制造水平也得到了较大的发展和进步，近10年来，建设投产的电解铝工程，整流机组设备从直流传感器、直流大电流隔离开关到调压整流变压器、整流器均采用的是国内制造商自行研制、开发、制造的设备，为我国电解铝工业的发展和建设做出了巨大的贡献。
整流机组作为电解铝系列供电的核心设备，其重要性可想而知，一旦发生严重故障不仅直接影响电解系列的正常生产，而且产生的直接和间接损失更是无法估计的。
然而，近10几年以来随着单系列电解铝产能越来越大，整流装置的单机容量、直流额定输出电压、电流及供电电源电压、电网容量等都已达到了较高的水平，对整流装置设计、制造、运行和维护的水平等要求很高，可是，一段时间以来，对调压整流变压器的要求只停留在主接线、型式结构、损耗、外形尺寸等，而对整流器的要求只注重对主要元件的参数、整机损耗及整流柜外形尺寸等的要求，对整流机组内部的其它重要细节要求得很少，这样调压整流变压器与整流器的整体配合、结构制造和辅助元器件的选择安全由制造商确定，缺少了一个统一规范的约束，也为后来的长期稳定运行留下了许多问题。
整流机组的控制、保护、结构等存在的问题
随着大型电解铝系列的开发和应用，系列直流电压越来越高，电流越来越大，对整流所的装备水平及设计要求也应相应提高，本应该进行深入研究提出相应的对策，对整流所的整体设计加以完善。
然而，由于前几年电解铝厂项目集中大面积快上，没有对整流机组设备及整流所设计作更多细致的工作，只是一味地提高直流电压，加大直流电流。
近两年来通过与国际知名公司的交流接触使我们对国外的一些设计理念和技术要求有了一定的了解，加上近期连续不断地出现整流所事故，通过分析故障的原因和经验教训的总结，我认为一直以来我们所作的整流所设计特别是高电压大系列电解铝整流所设计，无论是整流机组设备本体的装备水平、设计水平和整流机组的系统设计，在控制、保护、结构等诸多方面都存在一定的问题。
比如：
（1）设置完善可靠的直流侧逆流保护是整流装置系统保护的重要手段，然而，由于国产的逆流保护装置不够完善，直接购买国外的造价又高，因此，许多铝厂没有设置该保护；
（2）整流柜内的弧光探测保护可以有效地检测到整流柜内微小的事故
弧光，及时作用于报警或跳闸，以防止严重的弧光短路故障发生，对于此项技术才略有认识，具体如何应用尚需要进一步研究；
（3）整流柜的设计绝缘水平不高、抗短路能力、防弧光短路能力不够；
（4）对辅助系统的检测、保护不够完善；
（5）整流柜的柜壳绝缘检测作法不一，没有一个统一的行业标准。
调压整流变压器与整流器的配合需要完善
调压整流变压器和整流器应该是一个密不可分的整体来构成整流机组，无论是调压整流变压器的主接线形式、短路阻抗取值等都应与整流器的元件选择、动热稳定设计、保护等统一协调考虑，在国外是由一个制造商统一进行设计，在国内目前两个制造商是完全独立的，设计调压整流变压器的不去考虑整流器的设计制造，设计整流器的不十分了解调压整流变压器，其之间的联系是由设计院来实现，而设计院起的作用又十分有限。
比如在确定保护快熔与硅元件的配合和整流器内部动、热稳定设计时，都需要详细计算整流器内各种形式的短路参数，而在进行短路参数计算时，应该详细了解调压整流变压器的主接线、短路阻抗、线圈布置等，然而，整流器制造商已经快要将整流器变成标准产品了，对不同用户的整流器只是将元件的数量、规格、快熔的参数稍加变化就可以制造了，很少去考虑供电系统及调压整流变压器结构形成等方面的影响。
整流器冷却系统存在的问题
铝电解整流装置其功率都很大，整流器的冷却均采用的是循环纯水冷却，即利用去离子水作为介质通过强迫循环将整流元件、快熔、导电铜排等的热量带到热交换器进行冷却。
整流器的冷却系统由两部分组成：一部分是冷却泵组与整流器直接相连的闭路循环去离子水系统；另一部分是对热交换器进行冷却的闭路循环水系统或冷却风扇。
冷却泵组与整流器直接相连的闭路循环水系统，对水质要求很高，目前国内采用的是去离子水，但是，由于该循环水系统并没有完全密闭，水质奕化的较快。
热交换器的冷却，目前国内采用最多的是闭路循环水系统，即在整流所附近建设一个循环水冷却系统，这种方式存在的最大问题是当水泵房故障或水路故障均造成整流装置全部停电。
还有一种是用风扇直接对热交换器进行冷却，此种方式是单元独立系统，运行可靠，但应用得较
少，只有青海铝厂、河南焦作万方铝厂等少数几个铝厂采用。
解决方案及对策
通过上面的论述可见，近年来随着电解铝工业的发展，我国的整流装备制造业也得到了快速的发展，同时也暴露出了许多问题，需要我们业内人士下大力气共同努力改变现状。
通过对整流装备的现状和近期整流装置的故障情况分析，结合近年来对国外整流装备一些设计制造理念的了解，认为应从如下几个方面进行完善：
（1）尽快制定或修订整流装置的设计、制造、试验、验收等行业标准；
（2）在提供整流所重要设备的技术要求时，要进一步规范化、标准化，标准要提高，不仅对主要的元件、快熔、损耗等提出合理要求，对于内部辅助元器件的选型也要从元件的规格、结构等提出要求； 3）对于整流柜的结构要进行合理的配置，比如，整流柜的动、热稳定校核、防弧措施、绝缘耐压、辅助保护原器件的安装配置等；
（4）进一步完善整流机组及整流所的系统控制、保护设计，无论是整流装置内部还是整流所的系统设计都要增加一些必要的保护；
（5）尽快探讨弧光探测保护装置的应用可行性及必要性，找到解决整流柜内产生微小事故弧光的早期发现的措施；
（6）整流装置直流侧设置完善可靠的逆流保护；
（7）整流装置循环水系统的改进建议：冷却整流柜的循环去离子水系统，建议采用完全与空气隔离的密闭循环去离子水系统，以保证水质长期稳定；密闭循环去离子水系统冷却的对象均是带电导体，国内元件水冷套及元件、快熔铜排均采用的是纯铜材质，耐腐蚀性较差，应考虑对相关材质进行改进；热交换器的冷却介质建议采用风扇冷却，即水风冷却机组，取消集中循环冷却水泵房。
（8）调压整流变压器设置完善可靠的灭火系统；
（9）在消防水泵房等重要部件设置足够容量的能够自启动的柴油发电机组。
目前国产整流装置的整体技术已经达到了相当的水平，但是尚存在一定的问题需要改进，否则难以与国际接轨，更难以走向国际市场，急需建立一系列切实可行的设计、制造、试验、验收等标准，完善制造工艺和相应的试验手段。