浅谈如何降低供电整流系统故障

浅谈如何降低供电整流系统故障

钱景磊

内蒙古 霍煤鸿骏铝电有限责任公司 内蒙古通辽市 029200

摘要：在经济与科学技术不断发展基础上，促进了国家经济建设的高效发展。工业作为带动国民经济建设的重点，必然受到社会各界的关注。随着工业的发展，许多电解槽及整流系统都被提升到了更高的电压水平。如今，铝电解行业的需求越来越大，技术含量也越来越高，而电压又阻碍了铝电解行业的长期快速发展，并导致铝电解整流供电系统存在缺陷与安全隐患。因此，应通过分析铝电解整流供电系统的优化理念，结合铝电解整流供电系统优势，解决低供电整流系统故障问题。

关键词：电解铝供电整流系统；故障问题；优化改造

引言：铝电解作为工业行业中发展较为快速的行业，且随着社会各行业领域经济发展及规模拓展迅速，对铝电解整流系统电源的及时优化升级提出了更高的要求，这为实现铝电解整流系统的长期发展带来了一定挑战。在铝电解行业发展过程中，如果不能及时优化铝电解整流电源系统，将会引发供电整流系统故障。所以，在分析进一步发展与完善铝电解电源整流系统的基础上，应针对铝电解电源整流系统特点，提出了铝电解电源整流系统的设计方案。

1.供电整流系统优化改造的必要性

随着社会经济的发展及铝电解行业科技的进步，铝电解行业随着当前技术的不断进步，新兴产业的创新在铝电解整流系统中得到了广泛的应用，在巨大的电解铝需求及电力供应的驱动引导下，电解铝行业取得了长足的进步。虽然电解铝行业取得了一定成效，但电解铝行业的发展还有待完善，且经济社会的发展对现有的铝电解行业应用体系提出了更高的要求，同时铝电解行业也面临着进一步发展的新要求，这无疑是铝电解行业不成熟的障碍，也是促进铝电解行业长期发展的主要原动力^[1]。

2.电解铝整流系统的特点

随着电解铝行业的不断发展，整个电解铝行业新的发展态势不再具有以往的特点与优势，随着行业背景的变化，电解铝行业的整流供电系统也发生了根本变化。在铝电解行业的整流供电系统中，一系列最先进的电流装置已从小容量逐步发展到大容量，其中160kA小流量电解已逐步发展到500ka，并广泛应用于各种设备中，将是未来铝电解行业发展的必然导向。此外，随着整流电源系统在电解铝工业中的应用，以及电解铝工业的新背景、新形势，一种新的整流技术也逐渐发展起来，推动工业行业发展^[2]。

由于在我国传统电解铝工业经济发展缓慢，一些电解设备铝比较陈旧，虽然电解铝的设备与原材料成本较高，但具体运行效果并不可观。现阶段，铝电解直流电源整流设备及保护设备得到了进一步改进、更新、改进与发展，因此，也只有密切关注电解铝工业的整体运行及发展方向，并努力向此靠近，才能适应新的经济形势，从而提高电解铝生产工艺与设备的运行效率。此外，在电解铝行业的生产经营过程中，为了满足新经济背景下对直流电源日益增长的需求，还需要引进一批先进的电解技术及硬件设备作为技术支撑^[3]。

3.电解铝供电整流设备目前所存在的缺点

3.1电解铝系统设备存在安全隐患

近年来，铝电解电源整流设备经常发生爆炸事故，大多数爆炸事故发生在没有绝缘支架或整流系统安装与维护绝缘支架的情况下。在铝电解整流电源装置中，如果内管与快熔管之间没有保护间隔，则整流电源系统中回路母线与正负桥臂之间的距离，以及负极回路与正极桥臂之间的距离将低于电路中规定的安全水平，导致电源短路事故频发。

3.2供电整流系统的电压保护装置与元件质量较差

质量差也会影响电解铝整流电源系统的应用与安全，如果整流系统中应用元件的电压质量差，则系统的工作功率过大，系统中元件的热量超标，它将严重影响整流系统的正常运行，进而引发爆炸。如果没有正确考虑系统电阻的设计与安装问题，当发生隐患时，整流系统将不会快速反应与拦截，这将对系统设备造成极大的危害，还会降低系统设备的使用年限。如果线路选型不合理，如选择铜线作为系统的二次线，可能会导致系统多处瘫痪和调试问题，整流供电系统的抗干扰能力还很弱，由于缺乏有效的管理和相关事故的解决，设备在运行中经常停机或故障，将会严影响设备系统的运行及生产效率^[4]。

3.3供电整流系统缺乏相应的电路保护措施

系统运行中存在诸多不确定限制因素，通常主电源整流系统设有反向限流保护装置、反向电流回路和过流保护装置，当整流电源系统中的整流柜和电解槽设备发生故障时，整流电源系统中的反向限流保护装置可以快速切断控制系统，从而消除电路系统的误差源。如果相关设计人员不具备反向过流限流装置的设计理念，设备系统中的反向过流将缺乏保护设施，当整流电源系统的正负设备短路时，系统设备将产生反向电压，这将损坏内部母线和系统，主开关不能及时闭合，大大降低了应急处理系统的效率和速度，导致整流系统供电单元的正常维护故障概率也相对较低^[5]。

4.电解铝供电整流系统存在缺点的优化改造方法

4.1购置专门的逆流保护设备用于供电整流系统的保护与运行

当电力系统发生内部故障时，防浪涌保护装置能快速实现系统的供电运行，测试和计算设备的运行状态，从而找出内部元件或系统运行中导致引发故障问题的主要因素。这种保护模式可以正确保护与调整整流变压器的灵敏度，尽可能控制系统内部损坏程度。为了避免系统故障而导致电解槽爆炸事故发生，应安装相应的保护装置。当发生故障时，保护装置能迅速感知故障的发生，并及时切断系统的开关，防止故障扩大，此外，系统还可增加一个主开关装置，当保护装置发生故障时，可手动切断电源，将损失降到最低。

4.2在设备内部设置隔弧板

安装弧板时，弧板的凹槽应安装优质聚合物复合材料，聚合物复合材料比现有材料具有更好的机械性能、更低的介电损耗、更好的耐磨性、耐热性与耐火性，大大提高了整流电源的安全性及稳定性。在正负母线的电弧绝缘处理中，为了有效对故障材料进行更换，应根据原材料的形状和组成复制，并使用硅胶复合材料。在选择系统二次线时，更换耐高压、耐高温、耐自然高压的多芯铜线连接器，保证线路质量与运行效率，减少整流设备供电系统出现安全隐患的几率^[6]。

4.3将整流设备的制造商、设计人员与安装人员有效结合

通过对整流系统电源的合理分析与改进，提出了更有效的整流系统安装方案，在维修整流系统时，应严格按照设计图纸施工。管理人员还应加强对建筑供电整流系统的监督，以提高安装质量电力调试系统运行。在供电整流系统的管理中，应根据供电整流系统的特点及优势，结合管理者先进的技术与管理理念，提高管理者的责任意识，定期培训电源系统调试人员，提高电源管理系统的调试管理和系统维护技能，建立专业可靠的管理团队。

结束语：

对电解铝整流电源系统的分析与改进是切实有效的，不仅有助于发现电解铝整流系统可能存在的问题，为适应工业快速发展带来的经济效益，逐步暴露出基础薄弱的问题，相关研究人员需要改进与调整产业发展的趋势。可直接或间接惠及相关行业与领域，甚至有助于铝电解行业的发展，为进一步完善铝电解整流电源系统的研究，不仅有助于解决相关问题，而且为铝电解工业未来的发展和创新提供了新的途径。

参考文献：

[1]费红丽.国内氯碱行业供电整流系统分析检测现状调查报告[J].氯碱工业,2021,57(02):7-16.

[2]姚海,郭喜鹏.铝电解大功率整流供电系统稳定性技术研究[J].甘肃冶金,2021,43(01):77-81.

[3]孙全成,张磊,李晓宁,王英哲,赵乐乐.基于波阻尼电压谐振抑制系统的电能质量治理在整流供电系统中的研究和应用[J].中国氯碱,2021(01):45-47.

[4]张昕.基于PLC的电解铝整流供电系统[J].农村电气化,2020(07):22-24.

[5]王梦霞.新型24脉波磁集成整流变压器接线原理与运行特性研究[D].湖南大学,2020.

[6]覃国林.电解铝整流供电系统中的无功补偿及高次谐波的抑制[J].决策探索(中),2018(01):74-75.