全數字化整流系統中節能與抑制諧波的設計方式及運行效果

成金平，吳彬，馮新建，毛學七

（1.新疆天業天辰化工有限公司，新疆石河子832000；2.廣州電器科學研究院，廣東廣州510300）

全數字化整流系統中節能與抑制諧波的設計方式及運行效果

成金平1，吳彬1，馮新建1，毛學七2

（1.新疆天業天辰化工有限公司，新疆石河子832000；2.廣州電器科學研究院，廣東廣州510300）

介紹了新疆天業集團天辰化工公司全數字化整流裝置的整流系統依靠整流主變的移相角、控制角的自動調節、增加脈波數、一機兩槽等措施來實現節能降耗及抑制諧波，成效顯著。

節能；抑制諧波；設計；運行

新疆天業集團天辰化工公司40萬t/a PVC項目于2007年11月正式投產，該公司引進日本旭化成高電流密度零極距自然循環離子膜電解槽，離子膜整流裝置包括7臺整流主變、14臺晶閘管整流器（一機兩槽方式）、7臺純水冷卻器（1臺純水冷卻器供2臺整流柜）。由于整流設備先進，控制系統合理且完善，自投產以來，在節能降耗及抑制諧波方面取得了顯著成效。

1 整流系統組成及主要參數

高電流密度零極距自然循環離子膜電解槽的最大電流密度為6.0 kA/m2，額定電壓為490 V，電槽正常運行電流密度為5.5 kA/m2。電解配套ELE9000型晶閘管整流器，該裝置是基于工業計算機的全數字化系統，設有1套遠程控制柜和1套后臺微機監控系統，可以對整流系統中的高壓開關、整變、有載開關、整流柜、直流刀開關和純水冷卻器進行數據采集和遠程控制，14套整流監控系統采用通訊光纜傳輸，雙微機相互熱備用。

整流主變選型為ZHSFPT—18500 kVA/35，運行方式為一機兩槽，電網電壓為36.5 kV，額定直流電流為2×16.2 kA，額定直流電壓為490 V，15級有載調壓，調壓范圍為65%～105%。采用三相橋式整流同相逆并聯，單機組整流脈波數為2×6，整流主變總等效脈波數為48，冷卻方式為強油風冷，晶閘管整流器為KHS—16.2 kA/490V型。

2 節能與抑制諧波設計方式

40萬t/a PVC工程采用的ELE9000控制系統為全數字化、智能化的整流調節監控系統，該裝置設置α控制角與整流變壓器有載調壓開關連動調檔，α控制角可根據電網及生產負荷情況設置上、下限在線修改，在運行中將其控制角設定范圍α<10°或α>23°，當控制角達到上述范圍后，控制器發出調檔請求，自動連動或手動有載調壓開關進行調檔，以確保整流器在較高的功率因數下運行，這樣，系統的有功功率比較大，完全達到經濟節能的效果。

該工程有14臺離子膜整流設備，產生的諧波對電網影響較大，為了抑制諧波，采用了以下措施。

（1）整流主變具有移相角，等于增加了整流站等效相數，這是一種減少諧波含量的有效方法。等效多相制的原理是用人為的方法使所有整流器的同名相電壓之間發生相位移，以減少諧波分量。7臺整流調壓主變移相角度分別為±3.75°、±11.25°、±10°、0°，因此，系統輸出到網側諧波分量減少，起到減小諧波的作用。

（2）為減少整流設備產生諧波注入電網，在選型時增加設備輸出脈波數，采用一機兩槽供電方式單機組成12脈波，4臺機組構成等效48脈波，避免在深控狀態下工作。整流系統在深控狀態下工作會產生非常嚴重的諧波，故采用有載調壓開關進行粗調，可控硅進行細調，避免整流系統在深控狀態下工作，有效抑制了高次諧波的產生。

3 抑制諧波節能運行的效果

自2007年11月27日以來，電槽在5.5 kA/m2電流密度下運行，電力部門對整流系統在未加濾波及補償裝置下，一機兩槽方式運行時的系統諧波進行了檢測，結果見表1。

表1 1號整流變諧波電流檢測與允許值對比結果

檢測結果表明，運用此設計方式，不但自然功率因數及設備利用率高，而且極大地減少了對電網的諧波注入量，無需投資消除諧波設備及補償裝置，節約了能源，降低了生產成本。

整流系統采用接線方式具有移相角、15級有載調壓檔優點的整流變壓器，并采用先進的全數字化計算機控制，在整流器穩流精度高、響應速度快等優勢的基礎上，系統還實現了對有載調壓開關與控制角的智能調節，保證整流系統在較高功率因數下運行，減少諧波對電網的注入，使設備達到經濟、合理運行。該裝置投運以來，系統運行平穩，操作便捷，在未加裝消除諧波設備、補償裝置的情況下，諧波含量未超標，一機兩槽方式運行的自然功率因數達到0.94～0.98，完全滿足化工工藝需要，達到節能效果。

Design and operationaleffectsof energy saving and harmonic wave inhibitions in digital rectifier system

CHENG Jin-ping1,WU Bin1,FENGXin-jian1,MAOXue-qi2
（1.Xinjiang Tianye Tianchen ChemicalCo.,Ltd.,Shihezi832000,China; 2.Guangzhou Electric ApparatusResearch Institute,Guangzhou 510300,China）

The measures of energy saving and harmonic wave inhibitions in digital rectifier system were introduced,including adjustingmain transformer phase-shifting angle,self-regulation of controlled angle, increasing pulsewave and one for two rectifier.Operationaleffectswerebetter.

energy saving;harmonicwave inhibitions;design;operation

book=4,ebook=74

TM461

B

1009－1785(2010)07－0004-02

2009-09-18