某电解铝厂的无功补偿及谐波治理

1、电解铝厂的无功补偿及谐波治理沈阳铝镁设计研究院 宋广孚 电解铝厂整流电源需要较大无功率和产生大量的高次谐波，随着整流电源容量的增大，特征谐波和非特征谐波含量也都在增加，几乎都严重超标。这些超标的谐波和较大的无功需求，如果不治理或治理的不到位，将影响供电的电能质量和安全运行，同时也影响铝厂的经济效益和用电系统的安全运行。1 电解铝厂的供电系统电解系列一旦非计划停电，将造成重大经济损失。因此电解铝厂为一级用电负荷。对于一级负荷要求有两个独立电源供电。目前，电解铝厂直供电压可以作到220kV、110kV。如果电网这个电压等级容量满足铝厂需求，就可以采用二回来自不同电源的线路，直接送到铝厂整流所的双母

2、线上，再向整流机组送电；如果电网这个电压等级的容量不满足铝厂的容量需求，则需要电网上一级电压等级的二回来自不同电源的线路。如330kV、550kV等经电解铝厂整流所的降压变压器降压至220kV或110kV，再向整流机组送电。电解铝厂供电系统要求，任一个电源均能满足全厂的用电负荷要求，这就形成：（1）不同的供电电源，系统的短路容量不同。（2）两个电源有并联供电的可能，系统的短路容量也改变。因此，在谐波计算，滤波器结构和谐波器元件参数选择应充分考虑这一点。例如，某种供电方式，公共连接点处短路容量增加。系统阻抗(ZS)下降，因此不管是从母线看出去的(Zm)，还是从谐波源看出去的等效阻抗(Z)均下降。

3、根据Vm(h)=Z(h)*l(h)，因此母线处的谐波畸变率下降，公共连接点处的谐波畸变也下降。另外，滤波装置中的电容与系统中的电感相互产生的谐振次数，等于系统短路容量与电容比值的平方根值。因此，短路容量增加，谐波次数的谐振点也向高值移动。 式中：SD：公共连接点的短路容量。QC：电容器组容量。短路容量增加，输入系统的谐波畸变率降低是好事，但谐振点向高频率方向移动，比如7次，就使事情变得复杂一些。因此，滤波器设计时，必须充分考虑这个因素，可以用一个短路容量为基础。用其他可能出现的短路容量作校验，逐步接近可行值。电力系统发展很快，滤波器设计应能适应五年左右的系统参数变化。某铝厂的滤波装置，投运初期

4、很正常，三年后发现滤波装置过载，电容器损坏增多，系统参数改变是一个原因之一。2 电解铝厂的整流电源冶炼铝用的电解槽是几百个串联在直流回路中，单槽电压4V多一点，系列电压1300V以上。系列电流可达400kA以上，目前单台整流器大多作到10kA左右。采用多台整流器并联来满足系列电流的要求。常采用N+1的原则。即用N台整流器并联满足电解系列额定电流的要求，加一个备用。正常时，N+1组同时运行。某台故障退出运行后，N台仍能满足电解系列的要求。电解整流器，大都采用2个6脉波，即二个相差30的三相桥整流电路。形成单台整流机组为12脉波的整流器。如N+1台整流机组数为6台。则移相后为等效72相。电解槽一次

5、焙烧启动24台，焙烧57天，然后再焙烧启动24台，一个电解系列，启动时间长达半年之久。电解槽启动初期，电压很低，直流侧只有20V左右，需要提供大量的无功功率。这时，需要兼有无功补偿功能的滤波装置，部分通道或全部通道投入运行，用来保护母线电压保持在适当水平。电解系列启动初期，事故较多，经济停电，排除事故再投，这就要求，滤波装置在整流机组分断后，也立即切除，以免造成无功反倾，电压过高，造成更大的事故。电解系列完全启动后，系列电压波动很小，从几十伏到一百伏左右，电压波动超过100V以上的机率很小，通常采取保证电流不变而调整电压的稳流办法。滤波器设计和元件参数计算应能满足这种需求。目前整流机组有两种形

6、式。一种是二极管整流电路，有载开关粗调压和饱和电抗器细调压的方式。第二种是晶闸管整流电路，改变其导通角调整电压。晶闸管整流电路起步较晚，但其发展，应用的也越来越多。如果整流机组是晶闸整流机组，启动初期电压是用导通角深控来实现的。因此，除了需要大量的无功外，此时在谐波发生量也是最大，因此，必须投入滤波装置，来吸收谐波和补偿无功。否则整流机组将产生噪音和振动，无法继续运行。两种整流形式的整流器在额定负载运行时，其谐波发生量是一样的。因此在进行谐波计算，滤波器的结构设计，元件参数选择时都应有针对性的，适应工程实际的需求。有的铝厂，当地电业部门按用电容量加电度量收费。为了节省电费，铝厂往往不采用N+1

7、设计原则运行，而是采取减一台，即5台运行，6台为等效72相，而5台就是非等效60相，此时的谐波将有改变，5台运行时，其中一台故障，另4台也过载跳闸，切除故障后，把备用台投入重新启动。如果备用台也在病态中，为了使电解槽铝液不冷固，被迫采取4台机组降电流保温运行。滤波装置设计应尽可能满足这种要求，至少在这种情况下，不发生谐振。3 电解铝厂的谐波3.1 电解铝厂的谐波特点前面已经提到，电解铝厂整流器，都是采用两个6脉波，即两个相差30的三相桥整流电路，形成单台整流机组为12脉波的整流器，几个12脉波整流器并联组成整流系列。如：24、36、48、60、72相整流系列。其特征谐波次数为：n=pn1，n=

8、1,2,3。而6脉波的特征谐波为：5，7，11，13，17，19。12脉波的特征谐波为：11，13，23，25，35，37。三相6脉波整流器谐波电流的典型频谱如表1。表16脉波整流器谐波电流频谱HDLh%10020.014.39.17.75.95.328.45%表212脉波整流器谐波电流频谱h%1001.81.66.65.40.330.3h232529313537THDLh%1.51.30.250.20.80.49.14%从表1，2中看出，以6脉波组成的铝厂整流器，其谐波含量符合ln1/h，由于换相的平波作用,实际值会比上述值小。由于供电系统

9、参数的不对称,或整流机组各元件参数的不对称性,实际谐波含量与上述值将有所不同。因此,铝厂整流机组的谐波含量,最好经过实际测试。如果没有实测条件,也应在设计上留有可能出现的偏差。3.2 电解铝厂滤波装置的接入点电解铝厂滤波装置的接入点,有两种。第一种是接入整流变压器的第三绕组上。这一接入点符合谐波在那产生,就在那治理的原则。其对系统产生的损耗和影响最小。另外,大容量整流变压器高、低压侧电压差很大,一般需要设置过渡绕组。如果不接滤波装置,该绕组的端线不引出整流变压器的外壳。单机组12脉波整流器的特征谐波为:5,7.11,13次,比多机组组成的12的倍数整流器的合成特征谐波次数低。其总的补偿容量较大

10、。另一种就是多机组组成12的倍数整流器的合成,直接接在公共连接点的母线上,其特征谐波次数较高,充分利用多相制的优点,总的补偿容量略低。比较而言,接在第三绕组的滤波器,电压较低,可以是35kV级，10kV级等,占地小,可以利用整流器室楼上的空间，缺点是滤波装置的安全运行直接影响整流变压器的安全运行,在整流机组第三绕组滤波装置投入运行时，可能对正在运行的滤波装置造成相互影响。这在滤波装置计算时特别注意。而接至公共连接点的滤波装置,电压等级可作到110kV,或22OkV以上。滤波器可以留有,因负载或系统发展变化而需改变或增加滤波通道的扩建空间。缺点是占地面积较大,谐波电流在被滤波装置吸收前,己经流过

11、部分电气设备,产生一定的损耗。3.3 电解铝厂滤波装置的通道设置电解铝厂滤波装置的通道设置一般由一组或数组单调谐滤波器组成,有时再加一组高通滤波器。也有仅设一组高通滤波器的实例,在具体的工程中可灵活多变。现在,电抗器的制作水平大大提高,为了便于电容器组采用中性点差流或平衡保护,一般将电容器接到中性点侧。为了降低滤波装置本身的基波损耗,在供电系统有电压和无功功率调整的需求时,可以采用C型滤波器。但C型滤波器对工频偏差及元件参数变化较敏感。随着电力电子装置制造业的快速发展，电解铝厂的无功补偿及谐波治理，也将朝着更安全，更可靠，更节能的方向发展。1.整流变压器为什么不设差动保护？无法接。 差动保护，

12、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

13、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

14、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

15、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，

16、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6065时动作，发出跳闸信号。2. 循环水水温高保护：在循环水

17、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420mA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6065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

18、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

19、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13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

20、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

21、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N1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

22、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420mA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420mA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

23、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200K以上，对于高电压、大电流的整流器水阻宜保持在2M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

24、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

25、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

26、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1.53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。其整定值取整流变压器额定电流的1.11.5倍整定。随着近年系统容量的增大和变压器容量的大幅度增加，整流柜内部短路或整流变压器阀侧短路时，巨大的短路电流往往造成爆炸

27、、火灾、母线严重变形、变压器绕组损坏等严重故障，因此要求保护有足够的灵敏度和快速性。由于变压器采用有载调压开关调压，并且规定有载调压开关在最低档位时才允许变压器投入，变压器投入时的整流变压器一次侧电流较小，变压器投入时一般达不到此套保护的启动值，可将延时取消，同样设置为瞬动过流保护。如果使用中发现不能躲过启动时的励磁涌流，则需设定一个0.30.5S的时限，在高压断路器合闸0.30.5S后，将此保护投入，仍为瞬时动作。通过以上措施，保证短路发生时快速、可靠地切除故障。3. 过负荷保护避免变压器长时间运行于过负荷状态下，过负荷保护延时动作于信号或机组断路器跳闸。4. 直流过流保护整流柜单柜直流电流

28、信号送入机组PLC，在PLC中设定直流电流超过1.2倍直流额定电流时报警，设定直流电流超过1.5倍直流额定电流时跳闸。5. 第三绕组过流保护由于整流变压器较多采用饱和电抗器调压，整个整流变电系统功率因数较低，谐波量较大，因此常常采用在变压器第三绕组进行电源无功补偿及谐波治理的方法。由于滤波装置断路器距离变压器一般均有20米左右，变压器与滤波装置断路器之间即是滤波装置断路器保护死区，第三绕组容量相对较小，在保护死区中存在短路故障时，变压器保护定值不能快速启动，极易造成变压器严重故障，扩大事故，甚至造成变压器返厂检修，因此滤波装置电流速断保护应按能可靠保护第三绕组出线短路的原则整定，并应无延时跳开

29、变压器一次侧高压断路器和滤波装置断路器。大容量整流电源的保护是保证整流机组正常运行的重要措施，需要在实际使用过程中，根据实际使用的效果，不断总结经验、教训，不断完善、发展，使保护真正具有可靠性、快速性、灵敏性、选择性的基本要求，切实起到保护整流电源的作用，使安全、平稳供电得到有效保证。十六、以下是牵引变中只留部分的保护要求1） di/dt保护 直流馈线开关设置有di/dt保护，即电流变化率保护。开关合闸后，测量装置不断检测开关主电路中电流的变化率di/dt，当di/dt24 A/ms时发出报警，di/dt40 A/ms时触发DPU96产生中断。在30 ms内如果电流变化率仍高于40 A/ms则

30、30 ms后DPU96保护分闸；如果30ms内电流变化率低于40 A/ms，则di/dt复零，中断退出。2） I保护 直流馈线开关设置I保护，即电流增量保护。在di/dt被触发后（di/dt40 A/ms）持续1 ms，I达到整定值4 000 A(馈线开关)，经过延时(1 ms)，I动作，DPU96保护分闸。di/dt保护和I 保护是直流接触网末端短路的主保护。3）接触网热过负荷保护 直流馈线开关设置有接触网热过负荷保护。由于1500V的直流供电系统的电流较大，如果供电导体长时间通过大电流，可能会因供电导体的机械强度降低而导致故障发生。DPU96通过连续检测开关主电路中电流的大小和时间计算，判

31、断结果后发出报警，如果电流持续增大则DPU96保护分闸并闭锁，经过设定的冷却时间后才可以重新合闸。4）反向电流保护 直流进线开关设置有反向电流保护。对于进线开关，在其S7 （控制器）中检测进线电流的方向及大小，一旦进线电流出现反向(即流入整流器方向)且大于所设定飘移值，则DPU96保护分闸，同时DPU96控制输出，通过硬线触点联跳33kV整流变进线开关及另外一台1500V进线开关。因此当一台1500V直流进线开关发生反向电流保护时，整个牵引所会退出运行。从运营安全的角度出发，可以考虑在运营前甩开对另外一台1500V进线开关的联跳线路，减少故障影响范围。5）二极管逆流保护 广州地铁2号线1500

32、V采用24脉波全波整流系统，在二极管整流器上装设有逆流保护。其原理为：在整流器的每一个整流桥臂上都装有1个穿心式电流互感器，如果整流桥臂内的某个二极管反向击穿，则在这个二极管支路的熔断器开始熔断的弧前时间和燃弧时间内，将有故障电流流经这个桥臂，接在电流互感器二次侧的逆流保护单元就有信号输出，向整流机组33kV进线开关保护装置发出跳闸信号，33kV开关保护分闸，同时33kV保护控制输出向1500V进线开关DPU96发跳闸信号，DPU96再保护分闸1500V进线开关。6）框架保护 直流开关柜、整流器柜、回流柜设置有框架保护。框架保护分为电流型框架保护和电压型框架保护。其原理为：负极柜的S7 （控制

33、器）检测框架与大地之间的电流和框架对负极的电压，达到整定值则S7输出控制，通过硬线触点向本所所有1500V直流开关及邻所相邻 1500V直流开关发出联跳信号(脉冲宽度大于500ms)，每个直流开关的DPU96或S7收到信号后保护分闸同时闭锁自动重合闸程序。十七、阳极效应铝电解槽阳极效应（AE）自动报警。阳极效应是溶盐电解所固有的一种特征现象。当其发生时，在阳极与电解质接触的周边上，出现许多细小的电弧，发出轻微的噼啪声，电解质沸腾停止，此时槽电压已从正常值（例如4伏）升高到数十伏，并联在电压表上的指示信号灯也亮了起来。这就是工厂里所说的阳极效应。阳极效应可以看做是一种“阻塞效应”。它在很大程度上

34、阻碍阳极与熔体之间电流传递。 实践证明，产生这种现解的主要原因是电解质中缺乏氧化铝。在其它条件不变时，电解质中氧化铝降低到一定程度，就发生阳极效应。当加入新的氧化铝后，在阳极上又析出氧，氧与炭粉反应，逐渐使阳极表面清静，电阻减小，电解过程又趋于正常。生产中当阳极效应发生时，电解质的温度急剧升高，由正常值的940955，急速升高到980990，炉帮熔化变薄，增加了侧部炭块被侵蚀的可能性。电压急剧升高，使系列电流波动，影响电解槽的产量，电耗增加。生产中阳极效应的熄灭方法是：1）将效应棒（大约23米，直径24cm的树枝）插入铝液中使木棒燃烧排除阳极底掌的气体薄膜，清洁阳极底部，实际是在燃烧铝液，整个

35、过程大约持续35分钟。而此时电解的电化学过程是停止的，这也就是“效应时间不产铝，而且还要跑电耗”的原因。造成铝液的严重损失。以300KA中间下料预焙槽为例：效应系数0.3次/槽日，效应时间5min,电流效率93%，一个阳极效应少产原铝：3000.3355560=8.4kg,吨铝电耗增加158kwh。这种能量在生产中大多转化为热能，使电解槽极距间温度急剧升高，进而向阳极四周传导，使的电解槽温度升高，引起电解质中氟化铝的大量挥发。以我公司电解槽为例：一个效应时间5min,分子比平均上升0.1。氟化铝大约损失1020kg。2）降低阳极，增加氧化铝的下料量，达到熄灭阳极效应的目的。传统的观点认为：利用阳极效应可以分离炭渣，清洁电解质，补充电解槽热量的不足，化沉淀。但是随着阳极质量的提高以及智能模糊控制计算机系统和点式下料技术的应用，阳极效应优点愈来愈变得渺小，因此传统的这种观点已不能适应当今现代电解槽生产。同时，阳极效应还伴随产生对大气臭氧层有破坏性的PFCs(CF4C2F6)气体。铝电解生产主要是通过控制电解槽槽电压来保持较好的生产技术条件（计算机控制称槽电阻