鋁電解整流供電設備中存在的問題及解決對策分析

鄭子龍 趙達

摘要：隨著時代的進步，鋁電解行業發展也愈發迅速，高新技術在鋁電解整流供電設備中的應用能夠顯著促進鋁電解技術的提升。然而，縱觀當前鋁電解整流供電設備，可以發現其中存在諸多問題，引發諸多事故，為社會發展帶來極大的安全隱患。因此，為了避免事故發生，本文對鋁電解整流供電設備中存在的問題進行了全面分析，又相應的提供了解決策略。

關鍵詞：鋁電解;整流供電設備;事故;

鋁電解行業隨時代的發展而日益進步，需求量也日益增加，并且也逐步發展到了大電流容量和高效率階段。隨著相關裝備技術水平的日益提高，技術問題和安全隱患也日益增多。鑒于此，本文詳細分析了近些年鋁電解整流設備中出現的典型事故，提出了相應的解決策略。

一、整流柜中存在的問題及相應解決策略

整流柜是鋁電解整流供電設備中的核心設備，它主要功能是將交流電轉變為直流電，因此，整流柜的整流電路結構是同相逆并聯三相橋式。整流供電系統中，相關的電流和電壓始終是處于逐漸加大的趨勢，與此同時，整流柜內部設計容量，與其短路容量也要相應增加，為了能夠適應這種變化，整流供電設備中相關元件性能也要滿足設備要求。受該情況的影響，若是相關廠家依然僅用電流和電壓進行累計計算得出設備容量，那么其結果將會同實際情況相差甚遠。

（一）整流元件

鑒于器件自身特點，相關元件的快熔過小，系統容量過小，那么該整流元件極易被電壓所擊穿，出現元件受電壓擊打，發生伸縮環爆炸現象。爆炸過程中也會產生相關弧光，導致整流柜出現短路，產生爆炸。此外，隨著元件尺寸的不斷加大，元件的壓接工藝也會隨之愈發嚴格，若是元件壓接過程不過嚴謹，導致受力不均，將會直接導致元件過熱、局部導電，被擊穿等危險事故。

（二）整流柜材料

縱觀當前行業，可以發現整流柜柜殼邊緣檢測方法不一，未設置統一標準，導致整流柜柜殼的邊緣檢測難以科學明確。與此同時，鑒于整流柜自身材料的絕緣性，密度不夠時很容易出現吸水微孔，若是遇到整流柜停電的情況，將會直接降低柜內溫度降低，從而發生液化情況，空氣中的水蒸氣，部分會進入到整流柜的吸水微孔中。若是整流柜再次通電，柜內溫度也會由此升高，柜體絕緣材料也會因為受熱，相關水分就會由此蒸發，整流柜的絕緣水平在此過程中就會發生變化，不會再維持傳統平衡狀態，絕緣水平由此破壞。剖析諸多事故發生原因，不難發現，若是絕緣材料的環氧脂板被劣質材料所代替，防火性能就會由此減弱，不僅不能杜絕事故的發生，而且很容易引發事故，并對事故起到推波助瀾的作用。總而言之，整流柜在設計的過程中，若是抗短路能力不強，防弧光短路能力過弱、整體絕緣水平較差都將會直接導致諸多事故。

（三）解決對策

首先，將水平匯流母線同交流母線之間的距離拉大，或是可以采取相關措施避免匯流母線到整流柜外，整流柜內的相關保護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生。其次，為了能夠在整流柜出現故障時，能夠及時排除出來，就要在整流柜上安裝弧光探測裝置，以此來及時發現整流柜故障，并及時斷開整流柜同其他整流裝置之間的高壓側斷路器。最后，要隨時代發展進步，及時更新國內的整流裝置，并設置統一標準，及時驗收裝置性能。

（四）防范策略

整流器和整流變壓器之間形成統一的整流機組，促使二者協調高效工作，以此來保障整流機組能夠在正常范圍內予以運行。因此，該整流機組內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，也要適當安裝防火噴淋性裝置，避免火災事故的發生。最后，為了能夠高效避免諸多短路事故的發生，也可以將補償繞組材料替換成半硬銅等等。將一次充油式套管預都替換成干式套管，避免母線閥側出現局部漏油的情況[1]。

二、整流裝置控制保護系統

（一）主要事故現象及原因分析

隨著時代的更新進步，我國綜合水平日益增強，國內綜合自動化技術也日益成熟，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裝置和綜合自動化系統。雖然，在鋁電解蒸餾供電系統中，采取綜合自動

化裝置設備能夠顯著提高整流供電自動化水平，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，發生諸多爆炸等惡性事故。

首先，整流設備控制系統條目式報警信號過多過于復雜，導致該系統信號量過大。若是事故發生，極易導致復雜的信號摻雜一起，從而難以及時分辨事故原因，損失較大難以控制。其次，整流設備自動化控制系統所有信號未設置時標，事故發生后僅依靠上位機的時間將信號先后順序予以辨別，將難以及時科學分析事故原因。再次，鋁電解系列整體的離極保護裝置未予以科學設計，若是點解直流系統出現離極故障，高壓側斷路器難以及時快速斷開，將會導致事故不斷擴大，相關設備也會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置保護。整流柜出現短路情況后，雖然相關保護裝置會自動斷塊整流柜高壓側斷路器，但是在此過程中，其他整流裝置會依然會通過直流母線向出現故障的整流柜持續送電，從而擴大事故發生范圍。最后，整流供電裝置未設置失壓保護。當整流裝置網測電源出現問題斷電后，整流進線高壓側斷路器都不會自動跳閘，若是此時網側電源突然來電，將會引起整流供電設備出現帶電負荷事故[2]。

（二）防范措施及對策

1.以整流供電設備整體為基礎進行設計

鋁電解整流供電設備相關控制系統在最初進行設計過程中，首先應該立足于電解鋁整流的實際情況，從而最大程度上減少整流條目信號的采集，縮減系統運行周期。在此同時，整流供電設備綜合自動化系統相關信號條目要設置固有時標，在事故發生后，能夠清晰反映出事故發生的清洗時間和實際順序。其次，鋁電解整流供電設備控制系統在最初設計時，也要科學管理預告信號、事故信號及其他信號等。在事故發生后，要首先推出故障信號，相關運行人員要第一時間掌握到事故原因，在最短時間內將其科學處理，降低損失。此外，鋁電解整流供電設備控制系統的主模擬屏上要裝置重要光字牌，以此來將事故發生的保護動作更加直觀立體的顯現出來，方便相關工作人員能夠及時處理。最后，在設計整流控制系統視，也要設計出電解系列保護裝置，促使電解直流系統面對離極故障時，相關保護裝置能夠自動斷開，跳帶整流機組的進線高壓側斷路器。

2.整流柜加裝保護并實測整定

為了能夠讓鋁電解整流供電設備出現短路時迅速斷開所有整流機組高壓側斷路器，就要對整個整流機組加裝逆流保護裝置，以此來避免整流機組通過直流大母線向出現故障的整流柜輸送電流，從而擴大事故。其次，設置實測整定，整流變壓器一端要安裝整流柜過負荷的反時限流保護，以此來將整流柜的過負荷能力完全發揮出來，以此來滿足電解生產。最后，整流供電系統要設置失壓保護裝置。黨網測電源失電時，于79及調壓整流機組而言，就會跳帶所有整流機組的高壓側斷路器，2×35級的調壓整流機組，就會跳帶至整流機組的所有進線高壓側斷路器[3]。

結語：

總而言之，鋁電解整流供電設備中存在的問題較多，且較為復雜，鋁電解行業人員要緊隨時代發展，更新電解技術，引進相關設備，讓鋁電解整流供電設備問題逐一化解，最大程度上避免問題發生，降低安全隱患。同時，也要積極學習先進理論，將國內鋁電解技術作用完全發揮出來，作用于相關行業的發展進步。

參考文獻：

[1]朱麗軍.鋁電解整流供電設備中存在的問題及解決對策[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.關于電解鋁用整流器主體結構與運行探討[J].輕金屬，2019，No.488（06）：67-74.