电解大电流强化机组整流器实用技术探讨

王建忠

摘要：本文详细介绍了KHS-40KA/950V整流机组的生产中实用，用于万基铝业铝电解交流电能转化为直流电能的强化电流机组晶闸管整流器，并且满足电解负载工艺要求的直流电能。

关键词：电解大电流;强化机组;使用技术;探讨

1 概述：

1.1机组操作过电压吸收

装置主电路设置有三角型接法的压敏电阻用于吸收高压开关分合所产生的瞬间操作浪涌过电压;星型连接的电容可有效地吸收感应过电压。

1.2机组换相过电压

主电路每个桥臂并联元件组均设有换相过电压吸收装置。吸收装置为 RC 阻容能有效吸收导通与关断所产生的换相过电压。

1.3 机组元件母线温度高

由密封型整流桥臂温度继电器实现， 桥臂支路母线温度超过 55℃时，相应的温度继电器动作，将信号传至控制柜报警;桥臂支路母线温度超过 65℃时，相应的温度继电器动作，将信号传至控制柜封锁脉冲。

1.4 机组元件损坏

元件损坏时快速熔断器熔断，微动开关动作，信号量送至温度检测装置，元件损坏报警，系统跳闸。

1.5 脉冲分配器

整流器触发单元包含脉冲分配器与光电转换器，光电转化器同时具有功放功能。其中脉冲分配器与光电转换器之间采用双绞屏蔽线连接，光电转换器与控制柜之间采用光纤连接，具有耐高压，抗干扰强的优势。在调试触发系统的过程中观察脉冲分配器与光电转换器上的信号指示灯有无异常。（接线错误、接线松动、脉冲分配器故障会引起指示灯发光异常）。

2 调试检查

2.1检查所有零部件是否有松动，破损，缺失等现象。

2.2检查进出水管安装是否正确，水管是否有弯折现象。

2.3检查控制柜与各个设备之间连线是否正确。

2.4信号传动实验

2.5机组空载实验

在直流正负极处串接（220V，2KW）的电阻，整流机组档位调至最低档位。用示波器观察整流变阀侧电压波形，门极触发脉冲波形，调试至门极触发脉冲的相位，相序与整流变阀侧电压同步，并且观察直流波形是否有缺波，掉波现象。用万用表测量负载处直流电压与仪表显示是否一样，正常后，缓慢增加直流电压至整流器额定直流电压的 1.1 倍，电压稳定后维持十分钟，性能参数稳定。

3 控制触摸屏操作要点

3.1主画面的显示

a控制角、直流电流、直流电压、水温及水压值的显示。

b触发器的开环、闭环运行：当系统为开环状态时，主画面开环前指示灯亮，闭环同之。

c触發器通讯状态：正常时灯为绿色，中断时为红灯.

d脉冲状态：脉冲允许时指示灯为绿色，脉冲封锁时指示灯为红色。高压合分状态：合时为红灯，分时为绿灯。

e A板与B板互备主控：A板主控时，A板前指示灯亮，B板同之。

3.2电流设定

设定电流时，首先确认系统是否有故障，运行是否正常，整流装置内水路是否有渗漏，相关设备是否处于正常工作状态。以上情况确认无误后，将整流机组工作模式转为闭环。

4.机组故障查询

点击主画面右侧的“故障查询”按钮，出现画面，点击里面的“报警记录”按钮，可查询故障记录。画面上所有故障，均有声光报警，并且有实时报警记录，下方“音响开”和“音响关”按钮为报警器的开关，音响开， 有声音报警，音响关，无声音报警，建议正常工作处于音响开模式。重故障发生后，均需要点击左下方“故障复位”按钮。

序号 名称 参数 备注

1 电流传感器量程 40KA

2 直流电流增益 1.25

3 电压倍率 0.25

4 直流电压增益 1.26

5 水压跳闸延时 30秒

6 额定电流 40KA

7 轻过载值 90%

8 重过载值 110%

9 电流上升速度 5KA/min

10 电流下降速度 5KA/min

11 给定步长 0.5KA

12 钟点数 6

13 相位微调 -5.0

5 机组智能触发器

5.1 采用CPC-CF6-12 智能数字控制（简称 TI 公司） TMS2000 系列，运算功能强大，集成度高，抗干扰能力极强，单片即可实现全数字智能调节控制、数字触发、远程控制功能。所有控制参数均为数字量，无温度漂移变化。电源、同步、数字 PID、数字触发、脉冲变压器、现场工业总线通信模块集装成一体。控制器拥有丰富的网络接口，可直接与各种主流现场总线直接接口，非常适合现代工业现场，通用的接口与市场其他厂家控制器有极强的通用性和互换性。

5.2 CPC-CF6-12 智能数字控制器基本功能特点：

a中文操作面板，能简单直观的完成 CPC-CF6-12 所有参数设定，故障信息显示。

b数字电位器接口，两个无源按钮就能实现电流的增大与减小，取代模拟电位器。

启动/停止，恒流/恒压，脉冲封锁/复位的功能通过开关量直接控制， 开环/闭环，恒流/恒压实现无扰动切换。

c同步信号适应电压 24～500V，频率 40～70HZ 的电源系统，能可靠工作于大电流系统.

d12位精度A/D 转换，5uS 采样间隔，纯数字滤波，参数自整定模糊 PI 调节器，更能适应现场各种负载，响应速度更快，稳定精度更高，闭环没有振荡，更简单。

e完善故障检测及报警功能：实时过流、过压，控制角越度、超深检测;脉波、反馈、同步异常检测，故障报警显示直观。

f 6 路/12 路脉冲隔离触发电路，Vm>8V，Im>800mA，可触发 KP2500A 的可控硅，与脉冲放大器。

g可靠的电源输入：直接输入 220V/110V 交流电源，工作于更恶劣的场合。

h相序自识别， 现场调试简单，无须对相，调试量小。

5.3  智能数字控制器功能特点：

热冗余功能：高速多通道热冗余 CAN 通信接口，多机控制数据实时交互，输出完全一致，轻松实现无扰切换，带电更换故障控制系统。

12脉波系统功能，控制器可输出12路隔离30度间隔脉冲信号，单台直接控制12脉波系统。两台控制器并联可以直接组建24脉波系统。

脉冲信号光纤输出接口，ST 型单模光纤接口，6 路/12 路光脉冲信号输出。特别适用于高压系统，配合专用的高压触发模块可工作于 600V～30KV 的高压主电路。

2路全隔离抗雷击 RS485 标准，适应强磁干扰的恶劣环境，通信稳定可靠，支持标准的 MODBUS-RTU 通信协议和西门子 PPI 协议。可配合各种工业组态软件一同使用，进行组网、组态。

1路全隔离抗雷击高速可靠 CAN 通信接口，最高速率 1Mbit/秒，支持标准的DeviceNet、CANOpen、ICAN 協议，可与国际流行的现场总线控制系统直接接口。

10/100M 自适应标准工业以太网接口，独立的 32 位 ARM 处理芯片，支持标准的MODBUS-TCP/IP 协议，可直接接入 Internet 或企业 ERP系统。

西门子ProfiBus–DP 总线接口， 集成标准的ProfiBus –DP 从站芯片VPC3+C。最高支持 12Mbit/s 速率，满足大型的自动化综合系统组网要求。

PLC 辅助检测模块， 以西门子S7-200 系列PLC 与CPC-CF6-12 控制器无缝衔接 。

6 CPC-CF6-12 数控器调试

数字面板：本控制器直接带中文数字操作面板，上面附有蜂鸣器，按轻触按键有效时， 蜂鸣器均发”DI”的指示音。如下图，每个参数名称后附加一个代码，设置某个参数项时， 参数号 LED 窗口显示参数号值，如设定过流值，参数号显示相应的参数值”11”。参数值LED 数码管窗口则显示当前的参数的值。按[↑]  和[↓]增大或减小参数值，按[ENT]将修改后的数据保存。按[←] 和[→]键可以选择需要设定的参数项。

7 结束语：

可控硅装置作绝缘测试时请取下数控器，否则可能造成数控器永久性损坏。通信线、触发脉冲线请选用带屏蔽双绞线，并注意接线极性，不能接反。在使用中，数控器为防止主电路合闸冲击，控制板应先通电，主电路后通电，主电路通电时或通电后合控制器起动端。