鋁電解整流供電設(shè)備中存在的問題及解決對(duì)策分析

鄭子龍 趙達(dá)

摘要：隨著時(shí)代的進(jìn)步，鋁電解行業(yè)發(fā)展也愈發(fā)迅速，高新技術(shù)在鋁電解整流供電設(shè)備中的應(yīng)用能夠顯著促進(jìn)鋁電解技術(shù)的提升。然而，縱觀當(dāng)前鋁電解整流供電設(shè)備，可以發(fā)現(xiàn)其中存在諸多問題，引發(fā)諸多事故，為社會(huì)發(fā)展帶來極大的安全隱患。因此，為了避免事故發(fā)生，本文對(duì)鋁電解整流供電設(shè)備中存在的問題進(jìn)行了全面分析，又相應(yīng)的提供了解決策略。

關(guān)鍵詞：鋁電解;整流供電設(shè)備;事故;

鋁電解行業(yè)隨時(shí)代的發(fā)展而日益進(jìn)步，需求量也日益增加，并且也逐步發(fā)展到了大電流容量和高效率階段。隨著相關(guān)裝備技術(shù)水平的日益提高，技術(shù)問題和安全隱患也日益增多。鑒于此，本文詳細(xì)分析了近些年鋁電解整流設(shè)備中出現(xiàn)的典型事故，提出了相應(yīng)的解決策略。

一、整流柜中存在的問題及相應(yīng)解決策略

整流柜是鋁電解整流供電設(shè)備中的核心設(shè)備，它主要功能是將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，因此，整流柜的整流電路結(jié)構(gòu)是同相逆并聯(lián)三相橋式。整流供電系統(tǒng)中，相關(guān)的電流和電壓始終是處于逐漸加大的趨勢(shì)，與此同時(shí)，整流柜內(nèi)部設(shè)計(jì)容量，與其短路容量也要相應(yīng)增加，為了能夠適應(yīng)這種變化，整流供電設(shè)備中相關(guān)元件性能也要滿足設(shè)備要求。受該情況的影響，若是相關(guān)廠家依然僅用電流和電壓進(jìn)行累計(jì)計(jì)算得出設(shè)備容量，那么其結(jié)果將會(huì)同實(shí)際情況相差甚遠(yuǎn)。

（一）整流元件

鑒于器件自身特點(diǎn)，相關(guān)元件的快熔過小，系統(tǒng)容量過小，那么該整流元件極易被電壓所擊穿，出現(xiàn)元件受電壓擊打，發(fā)生伸縮環(huán)爆炸現(xiàn)象。爆炸過程中也會(huì)產(chǎn)生相關(guān)弧光，導(dǎo)致整流柜出現(xiàn)短路，產(chǎn)生爆炸。此外，隨著元件尺寸的不斷加大，元件的壓接工藝也會(huì)隨之愈發(fā)嚴(yán)格，若是元件壓接過程不過嚴(yán)謹(jǐn)，導(dǎo)致受力不均，將會(huì)直接導(dǎo)致元件過熱、局部導(dǎo)電，被擊穿等危險(xiǎn)事故。

（二）整流柜材料

縱觀當(dāng)前行業(yè)，可以發(fā)現(xiàn)整流柜柜殼邊緣檢測(cè)方法不一，未設(shè)置統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致整流柜柜殼的邊緣檢測(cè)難以科學(xué)明確。與此同時(shí)，鑒于整流柜自身材料的絕緣性，密度不夠時(shí)很容易出現(xiàn)吸水微孔，若是遇到整流柜停電的情況，將會(huì)直接降低柜內(nèi)溫度降低，從而發(fā)生液化情況，空氣中的水蒸氣，部分會(huì)進(jìn)入到整流柜的吸水微孔中。若是整流柜再次通電，柜內(nèi)溫度也會(huì)由此升高，柜體絕緣材料也會(huì)因?yàn)槭軣?，相關(guān)水分就會(huì)由此蒸發(fā)，整流柜的絕緣水平在此過程中就會(huì)發(fā)生變化，不會(huì)再維持傳統(tǒng)平衡狀態(tài)，絕緣水平由此破壞。剖析諸多事故發(fā)生原因，不難發(fā)現(xiàn)，若是絕緣材料的環(huán)氧脂板被劣質(zhì)材料所代替，防火性能就會(huì)由此減弱，不僅不能杜絕事故的發(fā)生，而且很容易引發(fā)事故，并對(duì)事故起到推波助瀾的作用?？偠灾鞴裨谠O(shè)計(jì)的過程中，若是抗短路能力不強(qiáng)，防弧光短路能力過弱、整體絕緣水平較差都將會(huì)直接導(dǎo)致諸多事故。

（三）解決對(duì)策

首先，將水平匯流母線同交流母線之間的距離拉大，或是可以采取相關(guān)措施避免匯流母線到整流柜外，整流柜內(nèi)的相關(guān)保護(hù)器或是附件都要放置在合理位置或是放置于柜外，以此來避免短路情況致使事故發(fā)生。其次，為了能夠在整流柜出現(xiàn)故障時(shí)，能夠及時(shí)排除出來，就要在整流柜上安裝弧光探測(cè)裝置，以此來及時(shí)發(fā)現(xiàn)整流柜故障，并及時(shí)斷開整流柜同其他整流裝置之間的高壓側(cè)斷路器。最后，要隨時(shí)代發(fā)展進(jìn)步，及時(shí)更新國內(nèi)的整流裝置，并設(shè)置統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)驗(yàn)收裝置性能。

（四）防范策略

整流器和整流變壓器之間形成統(tǒng)一的整流機(jī)組，促使二者協(xié)調(diào)高效工作，以此來保障整流機(jī)組能夠在正常范圍內(nèi)予以運(yùn)行。因此，該整流機(jī)組內(nèi)部的整流裝置最好選擇同一制造商，避免整體工作受到影響。同時(shí)，也要適當(dāng)安裝防火噴淋性裝置，避免火災(zāi)事故的發(fā)生。最后，為了能夠高效避免諸多短路事故的發(fā)生，也可以將補(bǔ)償繞組材料替換成半硬銅等等。將一次充油式套管預(yù)都替換成干式套管，避免母線閥側(cè)出現(xiàn)局部漏油的情況[1]。

二、整流裝置控制保護(hù)系統(tǒng)

（一）主要事故現(xiàn)象及原因分析

隨著時(shí)代的更新進(jìn)步，我國綜合水平日益增強(qiáng)，國內(nèi)綜合自動(dòng)化技術(shù)也日益成熟，新建立的大型電解鋁廠要都配置了國際上最頂尖的綜合保護(hù)裝置和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。雖然，在鋁電解蒸餾供電系統(tǒng)中，采取綜合自動(dòng)

化裝置設(shè)備能夠顯著提高整流供電自動(dòng)化水平，保障整流供電的安全可靠。然而，就目前我國鋁電解整流供電情況來看，依然存在諸多問題，發(fā)生諸多爆炸等惡性事故。

首先，整流設(shè)備控制系統(tǒng)條目式報(bào)警信號(hào)過多過于復(fù)雜，導(dǎo)致該系統(tǒng)信號(hào)量過大。若是事故發(fā)生，極易導(dǎo)致復(fù)雜的信號(hào)摻雜一起，從而難以及時(shí)分辨事故原因，損失較大難以控制。其次，整流設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)所有信號(hào)未設(shè)置時(shí)標(biāo)，事故發(fā)生后僅依靠上位機(jī)的時(shí)間將信號(hào)先后順序予以辨別，將難以及時(shí)科學(xué)分析事故原因。再次，鋁電解系列整體的離極保護(hù)裝置未予以科學(xué)設(shè)計(jì)，若是點(diǎn)解直流系統(tǒng)出現(xiàn)離極故障，高壓側(cè)斷路器難以及時(shí)快速斷開，將會(huì)導(dǎo)致事故不斷擴(kuò)大，相關(guān)設(shè)備也會(huì)在此過程受到不同程度的破壞。此外，整流供電裝置逆流未設(shè)置保護(hù)。整流柜出現(xiàn)短路情況后，雖然相關(guān)保護(hù)裝置會(huì)自動(dòng)斷塊整流柜高壓側(cè)斷路器，但是在此過程中，其他整流裝置會(huì)依然會(huì)通過直流母線向出現(xiàn)故障的整流柜持續(xù)送電，從而擴(kuò)大事故發(fā)生范圍。最后，整流供電裝置未設(shè)置失壓保護(hù)。當(dāng)整流裝置網(wǎng)測(cè)電源出現(xiàn)問題斷電后，整流進(jìn)線高壓側(cè)斷路器都不會(huì)自動(dòng)跳閘，若是此時(shí)網(wǎng)側(cè)電源突然來電，將會(huì)引起整流供電設(shè)備出現(xiàn)帶電負(fù)荷事故[2]。

（二）防范措施及對(duì)策

1.以整流供電設(shè)備整體為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)

鋁電解整流供電設(shè)備相關(guān)控制系統(tǒng)在最初進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，首先應(yīng)該立足于電解鋁整流的實(shí)際情況，從而最大程度上減少整流條目信號(hào)的采集，縮減系統(tǒng)運(yùn)行周期。在此同時(shí)，整流供電設(shè)備綜合自動(dòng)化系統(tǒng)相關(guān)信號(hào)條目要設(shè)置固有時(shí)標(biāo)，在事故發(fā)生后，能夠清晰反映出事故發(fā)生的清洗時(shí)間和實(shí)際順序。其次，鋁電解整流供電設(shè)備控制系統(tǒng)在最初設(shè)計(jì)時(shí)，也要科學(xué)管理預(yù)告信號(hào)、事故信號(hào)及其他信號(hào)等。在事故發(fā)生后，要首先推出故障信號(hào)，相關(guān)運(yùn)行人員要第一時(shí)間掌握到事故原因，在最短時(shí)間內(nèi)將其科學(xué)處理，降低損失。此外，鋁電解整流供電設(shè)備控制系統(tǒng)的主模擬屏上要裝置重要光字牌，以此來將事故發(fā)生的保護(hù)動(dòng)作更加直觀立體的顯現(xiàn)出來，方便相關(guān)工作人員能夠及時(shí)處理。最后，在設(shè)計(jì)整流控制系統(tǒng)視，也要設(shè)計(jì)出電解系列保護(hù)裝置，促使電解直流系統(tǒng)面對(duì)離極故障時(shí)，相關(guān)保護(hù)裝置能夠自動(dòng)斷開，跳帶整流機(jī)組的進(jìn)線高壓側(cè)斷路器。

2.整流柜加裝保護(hù)并實(shí)測(cè)整定

為了能夠讓鋁電解整流供電設(shè)備出現(xiàn)短路時(shí)迅速斷開所有整流機(jī)組高壓側(cè)斷路器，就要對(duì)整個(gè)整流機(jī)組加裝逆流保護(hù)裝置，以此來避免整流機(jī)組通過直流大母線向出現(xiàn)故障的整流柜輸送電流，從而擴(kuò)大事故。其次，設(shè)置實(shí)測(cè)整定，整流變壓器一端要安裝整流柜過負(fù)荷的反時(shí)限流保護(hù)，以此來將整流柜的過負(fù)荷能力完全發(fā)揮出來，以此來滿足電解生產(chǎn)。最后，整流供電系統(tǒng)要設(shè)置失壓保護(hù)裝置。黨網(wǎng)測(cè)電源失電時(shí)，于79及調(diào)壓整流機(jī)組而言，就會(huì)跳帶所有整流機(jī)組的高壓側(cè)斷路器，2×35級(jí)的調(diào)壓整流機(jī)組，就會(huì)跳帶至整流機(jī)組的所有進(jìn)線高壓側(cè)斷路器[3]。

結(jié)語：

總而言之，鋁電解整流供電設(shè)備中存在的問題較多，且較為復(fù)雜，鋁電解行業(yè)人員要緊隨時(shí)代發(fā)展，更新電解技術(shù)，引進(jìn)相關(guān)設(shè)備，讓鋁電解整流供電設(shè)備問題逐一化解，最大程度上避免問題發(fā)生，降低安全隱患。同時(shí)，也要積極學(xué)習(xí)先進(jìn)理論，將國內(nèi)鋁電解技術(shù)作用完全發(fā)揮出來，作用于相關(guān)行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱麗軍.鋁電解整流供電設(shè)備中存在的問題及解決對(duì)策[J].2021（2013-12）：84-84.

[2]賀靜.淺析電解鋁多功能天車存在的問題及解決措施[J].黑龍江科技信息，2019.

[3]周甫慶.關(guān)于電解鋁用整流器主體結(jié)構(gòu)與運(yùn)行探討[J].輕金屬，2019，No.488（06）：67-74.