供電整流系統常見故障及解決措施探索

宿強

【摘 ?要】以電解鋁工業為研究對象，以實例為切入點，分析了某電解鋁企業供電整流系統的常見故障以及解決措施，可作為電解鋁供電整流系統的重要參考資料。通過對保護系統等方面進行維護改造，降低了整流系統的故障率，提高了整流系統的安全穩定運行。

【關鍵詞】整流系統;常見故障;解決措施

隨著工業的發展，電解鋁工業的生產水平也發生了突飛猛 進的變化。在電解鋁生產工藝中，供電整流系統起著不可替代的作用，是當今電解鋁工藝的研究重點。由于供電整流系統在 電解鋁工藝中所起的作用十分突出，因此通常當其發生故障時，整個電解鋁的生產流程都會受到十分嚴重的影響。本文所 寫企業為我國北方某大型電解鋁生產企業，其供電整流系 統中所出現的故障非常具有代表性，可通過對其的分析與解決，找出電解鋁供電整流系統中常見故障的解決方案。

一、整流系統常見故障

1.整流柜輸出的直流電流波動整流柜輸出直流電流的波動有多方面的原因，該公司采用的是強觸發，所以影響觸發最根本兩個條件是強觸發電源和觸發脈沖，同樣，也可推理為當直流電流發生較大幅度的波動，而又沒有任何報時，極有可能是這兩個條件其中的一個在途中丟失。脈沖功放及失脈沖檢測，強觸發電源圖。在整流控制柜上產生觸發脈沖，分路去整流柜中的對應晶閘管，并進行失脈沖檢測，801和P09為整流控制柜內失脈沖檢測點。產生強觸發電源，電壓約為直流70 V左右，和 6 路脈沖配合使用，輔助觸點801和P05為失觸發電源的檢測點。為整流柜 12 個橋臂上的強觸發脈沖接線圖，其中，線號 161 為強觸發電源，來自整流控制柜上，線號 561—566 為來自整流控制柜的 6 路觸發脈沖。

2.極化電源方面。電槽停車時，氫氯原電池會產生一個反電勢，使反電流有負極（陰極）流向正極（陽極）。為抑制停車后反向電流的產生，保護電槽的陰極（反向電流會使陰極的涂層熔析損耗），須在電解停車之后仍有一小的正向電流在維持，直至電槽的工藝處理完畢，能提供這一小的正向電流的裝置就是極化電源（小容量 整流器或蓄電池組）。所以整流柜內的觸發脈沖接線松動或脈沖丟失都可能造成整流柜輸出的直流電流波動，并且無任何故障報警。

3.常見的問題。極化電源僅是市電供電，當電網有問題時，電槽停車后無法為電槽提供極化電流。為防備電網問題，用 UPS 帶極化整流器，這樣做繁瑣又不經濟。處理對策：對于確實需要極化電流的電槽來說，如果有事故電源，應將極化整流器接至事故電源上（正常市電供電，電網故障時事故電源供電）。如果無事故電源或事故電源容量不足時，最好上蓄電池組（直流充電機接市電，平時給蓄電池組充滿電），電槽停車后，蓄電池組可為電槽提供極化電流。

4.閉環給定值波動造成整流柜輸出直流電流波動正常開車調節整流柜輸出的直流電流是通過計算機調節，計算機的給定值通過數據傳輸給整流控制柜內的PLC，PLC輸出數據后通過電壓隔離器再輸送給數字控制板，數字控制板產生的脈沖通過脈沖功放板放大后送給整流柜的晶閘管，從而調節直流電流。：直流電流波動減少時，要求 值班人員先不進行調整，先進行現場測量電壓隔離器上下端給定值，結果發現不一致。而后進行計算機調節，再次測量數值一樣。結論和判斷的一致。計劃停車后，更換電壓隔離器，再次開車，整流柜直流電流運行平穩。

二、故障因素分析的必要性

1.客戶利益層面。電能計量裝置是供、用電雙方的關鍵紐帶，其計量精確水平和管理水平不僅是電力企業健康發展的關鍵，更是保障電力用戶合法利益的關鍵。如果計量裝置出現問題，會對用戶正常用電影響較大，且帶來安全隱患，同時在經濟方面產生負面影響。因此，將電能計量裝置故障因素分析透徹并采取一系列預防措施，盡量避免或盡可能降低故障率，確保計量，在保障電力用戶權益的同時也體現了現代供電企業的社會責任感。

2.故障連鎖方面。國產整流設備一般為避免因線路故障問題引起連鎖誤動，數字信號的故障連鎖多是選用的常開觸點。而國外整流設備一般數字信號的故障連鎖多選用的常閉觸點，選用常開觸點的優點是最大限度地避免了因線路問題造成的誤動停車;缺點是易造成真正故障時的拒動，安全性能方面變差;選用常閉觸點的優點是故障出現時能可靠地連鎖停車，安全 性能方面有保證;缺點是因線路問題易造成誤動，增點接地。此外，還有幾種應用比較廣泛的措施如信號端子外加中間繼電器，該公司整流控制中，所有的開關量信號都采用此方法，效果很明顯;PLC 電源由交流電源改為純凈的直流電源（開關電源）;信號模式由電壓信號改為 4～20 電流信號;降低電磁干擾，整流電連接方式大多采用三相橋式同相逆并聯，大大降低了電磁干擾。這些方法都很實用和有效，在實際生產中得到逐漸普及。

三、供電整流系統的保護措施問題

在任何供電系統中，為了防止電路因為損耗或者突發情況出現意外，都需要采取相應的供電保護措施，但在該供電整流統中卻沒有完善的保護措施。首先，系統缺乏逆流保護裝置，對系統中出現的正負極短路現象，不能進行及時的處理。其次，當系統中的整流柜以及電解槽出現故障時，沒有非常有效的保護裝置，不能在故障發生的第一時間進行斷電保護，增加了故障擴大的可能性。

連鎖調整及結果。調整整流柜給的運行狀態信號接線，變動接線位置;原接線位置在繼電器（Q91）上，該繼電器控制由DCS 控制，變動到整流柜運行的繼電器（Q90）上的一常閉接點（接線時用2個常閉接點 并聯使用），因為，當整流柜故障或工藝故障需停運 整流柜，停運命令都是由PLC發出鎖脈沖進行分觸發完成，分觸發前后整流柜運行的繼電器（Q90）吸合取反，所以給DCS的運行狀態信號接在整流柜運行的繼電器（Q90）上更全面。經過現場模擬實驗及DCS連鎖實驗證明此方案可行，從而消除上述的隱患。

為了提高電解鋁工藝生產效率，必須對該供電整流系統進行相應的改造，以降低系統故障率為出發點，采取更加有效的針對性措施。除了對系統中的相應設備進行更新維護之外，針對目前供電整流系統中存在的問題，主要采取了針對整流柜線路、過電壓操作裝置以及保護裝置等的措施。

為了提高電解鋁工藝生產效率，必須對該供電整流系統進行相應的改造，以降低系統故障率為出發點，采取更加有效的針對性措施。除了對系統中的相應設備進行更新維護之外，針對目前供電整流系統中存在的問題，主要采取了針對整流柜線路、過電壓操作裝置以及保護裝置等的措施。無論油是色譜分析，還是做耐壓試驗，只要結果 滿足相應的標準要求就行。現在，真空有載分接開關的應用已較普遍，建議 新上整流設備，尤其是錯峰運行的企業采用。

四、結束語

通過對以上問題的分析，找出處理措施，旨在拋磚引玉，挖掘整流系統存在的潛在問題與不足，另外電氣人員也應根據已經出現過的問題，舉一反三，例如，有的柜內照明與控制來自同一路配電開關，因照 明回路短路導致控制回路失電，造成整流系統停車的事故，受此啟發，在控制電源方面，不僅控制電源決不可與柜內照明、維修電源插座等共用同一配電開關，而且控制電源逐級間也要完美匹配，決不能有越級誤動的可能，總之，在整流系統的設計、使用中，要不斷完善設計、正確使用，提高整流系統的本質安全性與運行可靠性，更好地服務氯堿生產。

參考文獻：

[1]黃林.電解鋁供電整流系統優化改造思路探討[J].電 子 世 界，2017（24）：42～43

（作者單位：山西新材料有限公司）