电解铝供电整流系统的优化改造

1、电解铝供电整流系统的优化改造摘要：随着时代的进步以及科学技术的不断发展，也为我国的电解铝行业创造 了更加广阔的发展空间，各种新设备和新科技的应用，大幅度提升了电解铝技术 水平。但是随着电压和电流的不断增大，也对整流技术提出更高要求，目的在于 更好的适应系统的大功率生产要求。鉴于此，本文主要对电解铝供电整流系统的 优化改造进行了分析和研究。关键词：电解铝；供电；整流系统；优化改造近年来，我国科学技术发展十分迅速，在电解铝行业当中，更是为企业发展 作出了突出贡献，大幅度提升了企业的综合效益和生产效率。由于电解铝属于较 为先进的行业，因此，整体的生产和加工流程也会相对复杂，实践过程中，经常 会产生一

2、系列故障问题，加之激烈的市场竞争，由此也为整流机组带来极大安全 隐患。为充分满足系统运行需求，要求相关工作人员对整流装置进行创新和改造， 以提升其运行效率和技术水平，更好的适应复杂生产环境。一、供电整流系统改造的重要意义以某公司整流机组为例，该公司的整流机组共有六台，且全部投入正式应用， 电解槽数量约为258台，可基本满足实际的运行要求。而另外的六台机组也全部 投入正式应用，电解槽数量约为88台，占据整体比例的1/3，尚无法达到满负荷 运行实际需求1。该公司整流柜的可靠性和稳定性较强，在整流器中二极管、快 熔等元件，均是采用了现代化高科技技术进行打造和加工，在配置上占据着绝对 优势。但随着系统

3、运行时间的不断延长，整流装置逐渐无法跟上系统运行节奏， 且整流装置在运行过程中，也出现较大缺陷，具体表现在以下几个方面：第一， 直流母线框架产生发热现象；第二，整流柜运行过程中，振动现象明显；第三， 二次辅助元器件配置相对较低；第四，整流柜中的电容出现漏液现象；第五，绝 缘材料质量不达标；第六，重负汇流母线间间距不达标。上述因素的产生，均增 加了整流机组发生故障的概率，同时也对电解生产产生直接影响，大幅度降低了 生产加工效率。与此同时，也为整个系统的安全、平稳运行带来严重威胁。鉴于 上述情况，必须要提升整流系统改进水平，并对整体的改进方案进行全面优化， 重点关注运行过程中出现的缺陷问题，从而为

4、系统的安全平稳运行提供保障2。二、电解铝整流系统特征分析在电解铝行业发展过程中，在生产加工环节中，经常会消耗大量电能，即便 当前的技术较为先进，但是仍无法从根本上杜绝电能消耗过大的问题。此外，在 电解铝生产加工过程中，独立整流元件、整流变压器以及调压变压器等，是供电 系统中的核心设备，属于大功率的电感设备，所消耗的无功功率较大，且功率因 数较低，电解铝属于一个需要连续生产和加工的过程，因此，对于供电可靠性要 求较高。实践过程中，一旦产生停电问题，在供电恢复正常之后便会导致设备在 很长一段时间内无法正常加工。正常情况下，在整个电解铝厂当中，电解铝生产 所占电负荷率高达95%以上，在此情况下，必须

5、要确保供电可靠性，否则便会发 生一系列安全故障，降低生产效率，影响整个行业的可持续稳定发展3。三、整流机组改造现状分析通过对众多的整流柜爆炸事故原因进行分析和研究，发现大多数都是因为缺 乏完善的隔弧措施所导致。在整流柜并联同排产生短路故障时，防弧隔板经常不 能在第一时间对电弧进行隔离，并同时产生弧光短路，最终导致整流桥熔融，且 在电动力的作用之下，还会发生变形现象4。另外，在当前的整流机组改造工作 中，经常没有对反向过流保护设施进行设置，且逆流保护装置也十分缺乏，在整 流柜产生正负极短路现象时，在短路电流的影响之下，会产生电动力和电弧作用， 使整流桥臂发生严重变形现象，甚至导致整流柜崩塌，难以

6、对故障机组进行重新 修复。与此同时，也为电解生产的安全性造成严重影响，危及工作人员生命安全。 除此之外，智能测控装置自身性能较差，在大磁场环境下，经常会产生误报警问 题，同时还会伴有死机现象，大幅度降低了通讯功能和传输效率，由于智能通讯 设备不够发达，因此，在设备更新之后，经常无法满足数量传输的基本要求，无 法及时的完成操作检测以及保护等任务。以上便是整流机组改造现状，由此不难 发现，在电解铝工电整流系统优化改造过程中，还存在一系列缺陷和不足，需在 今后发展过程中进行完善和改进，从而为系统的安全平稳运行提供保障5。四、电解铝供电整流系统优化改造措施（一）对整流桥臂间绝缘进行改通过对整流柜主电路

7、进行改造，可确保变压器阀侧与铜母线中的电流在一瞬 间保持一致，且方向相反，从而能够及时抵消电流产生的磁通，从根本上避免了 交变磁场附加感应电对电流分配产生的不利影响，从而最大限度减少线路电抗6。在同相逆并联整流电路中，仍然会存在一系列不可调控的矛盾，如两个整流 壁之间的距离较小，漏磁通对于整流框架和桥壁影响较小，但经常会受到绝缘的 影响和约束，特别是在大规模的辩解情况下，高压可达一千伏以上。由制造厂所 提供的同相逆并联整流壁中间的间距通常在20毫米以下，因此，可取得显著的 磁场平衡效果。但在具体应用过程中，却难免存在以下问题：对于两臂之间的连 接结构而言，为确保机械强度充足，并可有效对抗电动排

8、力冲击，减少振动噪音， 提升设备完整性，通常会使用垫片和绝缘套管将整流桥臂和酚醛绝缘板固定在一 起，但在实践过程中，由于整流桥较重，往往会和框架用绝缘材料在一起固定， 目的在于避免在运行过程中产生松动问题，因此，便会直接增加酚醛绝缘板固定 难度，且整流柜在具体运行的过程中会产生较大震动，如果不能牢固固定，便会 产生噪音，且在振动力的作用之下，还经常会对螺丝外绝缘层产生破坏，对其绝 缘作用产生影响。通过对国内外相关产品资料进行查阅和研究，在反复论证的条 件下，决定对安装方法进行创新，即在酚醛绝缘板两侧，增加高强度的橡胶绝缘 块，以缓解其过度振动，实现对绝缘板性能的有效保护，具体改造如图1所示：图

9、1解铝供电整流系统改造前后示意图（二）逆流保护措施将逆流保护装置引入整流柜中，在整流元件产生故障，在正常运动状态当中 的桥臂便会和机组同时向故障点传输电流，而此时的逆流保护装置，可对相反方 向的电流进行及时检测，并同时发出警报信息，具体的操作措施分析如下：在单 个整流元件上，整流柜以及直流桥壁上，安装恰当、合适的逆流检测装置，实践 过程中，一旦检测出反方向电流，便可直接发出报警信号和相关的跳闸信号，使 整个整流机组开关处于断开状态，停止继续向变压器供电，从而可将事故控制在 最小范围之内7。（三）电解铝供电整流系统改造注意事项在系统正式改造之前，相关部门必须要联合技术人员、设计人员以及整流器 制

10、造商，共同商议安装方案。与此同时，还要对设计方案进行全面优化与分析， 确保其可行性，取消整流机组系统，为机组安全、稳定运行提供保障。此外，应 结合整流机组实际情况，开展人员分组工作，打造一支专业化、高效化的管理团 队，提升工作人员的专业素养和技术水平，使其更好的胜任本职工作。若想确保 改造工作的顺利开展，并同时加快施工进度，必须要制定出完善可行的施工方案， 确保工作人员都能按照该方案进行施工，强化对人员的有效管理和监督，层层把 控，立足大局，为整体工作质量的提升提供保障。与此同时，后续的维修和管理 工作也十分关键，在电解铝供电整流系统改造过程中，也应将该问题纳入重点考 虑范畴，从而为=设计方案

11、的完整性和科学性提供保障。结语综上所述，随着科学技术的不断发展，近年来，我国电解铝行业发展十分迅 速，但在高电流以及高电压的背景之下，若想满足行业发展的实际需求，为系统 运行稳定性和安全性提供保障，就必须要加大整流系统技术的改造力度，将各种 不良因素消灭于萌芽状态，实现系统的快速、安全、高效运行，提升工作效率和 质量，为企业经济效益的稳步提升奠定良好基础。参考文献：陈海交.浅谈电解铝供电整流系统的优化改造J.低碳世界，2017, 2（6）： 476-427.郭宏芳.浅谈电解铝供电整流系统的优化改造J.甘肃科技，2015, 3（20）： 147-244.郭志民.浅谈电解铝供电整流系统的优化改造J.中国科技纵横，2016, 3（2）： 144-144.黄林.电解铝供电整流