变压器与整流器两种配置方式的对比分析

耿庆鲁，白海斌

(德州实华化工有限公司，山东 德州 253007)

随着氯碱生产的不断发展，整流技术日益提高，在离子膜整流供电系统中大多采用2台整流器配置1台变压器(以下简称“1拖2”)的整流配置方式，也有采用1台整流器配置1台变压器(以下简称“1拖1”)的整流配置方式的。在实际运行过程中，两种整流配置在节能、安全、维修保养方面各有优缺点，应根据实际情况选用。

1 整流1拖1、1拖2配置简介

1拖1的整流配置组成6脉波整流电路；1拖2的整流配置组成单柜6脉波，变压器内部做30°移相，整个系统形成12脉波整流。

2 两种配置经济节能比较[1]

(1)1拖1相对来说比较独立，适用于烧碱产量比较低(12万t/a烧碱以下)的生产系统，在等效脉波数24脉波及以下的系统中用的比较多。一般是单柜6脉波，4台机组组成24脉波。

优点：单台机组的故障停电只能影响到1台电解槽运行，生产损失小，对整个工艺系统的冲击也小。

缺点：整流变压器及高压输送电设备的数量较多。尤其是是使用六氟化硫GIS组合时，馈电间隔较多，一次性投资也大；同时，整流装置的数量增多，导致占地面积增大，增加了配套土建投资费用。

(2)整流1拖2配置一般用在烧碱产量比较高(15万t/a烧碱以上)的系统中，等效24脉波以上的系统中用的比较多，往往在大电流整流系统中使用整流1拖2配置。

优点：可减少整流变压器和高压馈电开关的使用数量，能够节约场地使用空间，节约投资和运行费用，还便于实现单机组12相整流。提高资源的共同利用率，比如提高共用整流变压器、纯水冷却系统、整流控制系统及其监控系统的利用率，减少高压馈电开关数量等。由于采用1拖2整流变压器，档位开关、主变冷却设备、冷却介质、管道、阀门、控制箱等使用数量减少，可以节约成本，提高设备利用率和设备使用效率。

缺点：相对1拖1配置，1拖2系统的要求更高，1台整流变压器，两台整流器，两个电解槽，同一个系统中设备越多相对就越复杂，出现故障的几率要大于1拖1配置。

如果变压器发生故障，或者水系统出现严重泄漏，单台整流柜出现严重设备故障，须停车处理时整个系统就得停车，包括后面的两个电解槽，造成的停车损失大，对整套工艺系统冲击也大，非常容易造成整个生产系统停车。不过，这是相互的，工艺上来说，某一个电解槽出问题，如果须要停电检修，1拖2系统无须全部停车，另外一半还可以继续工作，维持生产运行。

3 两种配置安全维修对比

整流1拖2配置相对1拖1配置结构复杂，所牵扯的设备点多面广；运行当中相对于1拖1配置不够安全可靠，不如1拖1更独立、更可靠。

(1)在1拖2配置中某单台整流主柜检修时极易出现触电事故。

(2)1拖2配置在公用设备检修时，必须两台整流主柜全停，以免发生单台主柜水路堵死、单台更换晶闸管快熔等情况。

(3)1拖2配置在跳闸时对工艺系统冲击更大，容易造成工艺系统全部跳停。

(4)1拖2配置比1拖1配置容量大，现场设备布局紧凑，电力线路和控制信号线路交叉重叠，容易造成信号干扰；布局紧凑也容易造成散热效果差等情况。

4 两种配置缺陷解决方法

随着电器元件制作工艺的进步和材料科技的提高，所用部件的质量也有很大的提升。

(1)在抗干扰方面，两种配置均可以使用优质屏蔽线，使用独立于电力设备的接地网、在被干扰端点并联电容等技术手段解决。

(2)在1拖2配置中增大散热容量，并考虑尽量将热量直接抽送到室外进行散热。

5 两种配置在运行中均应注意的问题

(1)整流电路采用同相逆并联结构，桥臂之间距离非常近，进整流柜的交流铜排连接应牢固，避免在电动力的作用下引起短路事故。

(2)在可控硅整流装置中，不应将整流变压器调压线圈的电压设计过高，可调节直流电压，并将其控制在75%～100%为宜。

设计过高的调压线圈会造成设备容量浪费、成本增加、运行费用增加等。

(3)整流柜采用均流仪在线监测，可提供大电流整流系统环境中各项测量参数及波形数据，提高了传输的可靠性、稳定性和实时性能。

(4)整流控制柜宜采用UPS电源，可保证动力电出现波动故障时能够实现零切换，保证设备的安全稳定运行。

(5)1拖2整流变压器容量较大，应注意变压器的散热，一般用风冷强迫油循环结构，在夏季还应注意变压器的防晒和通风。

(6)在单侧变压器运行时，失去了等效整流的意义，谐波会增大，所以，在实际生产过程中，虽然可以单侧变压器运行，但应尽可能地避免短时间运行。

6 结语

相对1拖2配置，1拖1配置在安全稳定性能上要有优势，在跳停时，对系统冲击小。1拖2配置在性价比上要高于1拖1配置，但是在维修和安全稳定性能上不如1拖1配置可靠。1拖2配置整体来说要优于1拖1配置，也是目前氯碱行业应用的主流。随着电力电子技术的不断进步，整流系统的可靠性越来越高，1拖2系统在性能和功能都没有减少的同时，降低了各方面的硬件成本。

[1] 田时静.110 kV整流直降方式的应用[J].中国氯碱，2011(3)：7-9.