浅谈影响电解铝供电整流效率的因素

浅谈影响电解铝供电整流效率的因素

程立华

广西华磊新材料有限公司 531400

摘要：在电解铝的生产过程中，高耗能一直是企业发展的一个瓶颈。据统计，在电解铝的生产成本中，电力的成本占比高达四成。整流效率是电解铝供电系统中的一个重要参数，供电整流效率的高低，影响着电解铝企业的用电量。找到影响供电整流效率的因素，采取相对应的措施，就可以从提高整流效率的方面，降低企业的能耗，从而降低生产成本，推动电解铝企业的发展。本文主要从整流效率的特征和现状出发，分析影响电解铝供电整流效率的几个因素，提出一些提高整流效率的方案。

关键词：电解铝；整流效率；影响因素

引言：电解铝的整流效率不仅影响着企业的效益，还影响着供电系统的稳定性。电解铝的供电系统跟别的生产企业的供电系统相比，不仅电压高，容量还很大。在电解铝的整流系统中，整流变压器阀侧的绕组又具有电压小的特点。电解铝企业需要从行业的特殊性出发，改进现阶段的整流系统，提高整流效率。

1 提高整流效率的重要性

1.1电解铝供电系统的特点

电解铝行业具有特殊性，对供电系统的要求跟别的企业存在着不同，电解铝供电系统具有以下几个特点：

1.1.1电解铝企业用电量大，对供电系统的供电量提出了更高的要求。

1.1.2电解铝用电过程中，功率因数较低，这跟供电系统中的整流元件和电感性质的设备都是大功率的有一定的关系。而供电系统中有多个变压器，这也是导致功率因数低的重要因素。

1.1.3电解铝对供电系统的要求很高，稳定是一方面，可靠是另一方面。电解铝生产对连续性有很高的要求，在生产过程中如果因为电力的问题出现中断，重新恢复生产需要的时间较长，对企业的效益影响很大。

1.2电解铝供电系统的组成

电解铝的供电系统包括高压配电室、变压器、 整流主电路、整流柜以及滤波器等。

其中整流变压器和整流柜是整流系统的重要部件。整流变压器包括两部分，分别是调变和整变。一台整流电压器和两台整流柜相连接。整流系统还包含了滤波系统，整流系统中产生的高次谐波需要通过滤波系统消除，而整流系统中的无功补偿也是通过滤波系统完成的，

2 影响整流效率的因素

2.1系列电压对整流效率也会产生影响，在相同的温度条件和电解槽数量下，整流效率随着系列电压的降低而降低，对系列电压造成影响的主要是单槽电压，从这可以得出，影响整流效率的主要是电解生产槽电压。

2.2环境温度对整流效率的影响

下图是在电解槽数相同的情况下，不同环境温度对整流效率的影响分析。一月份天气寒冷，环境温度有时低于0度，9月份天气炎热，环境温度维持在三十度以上。从图中可以看出整流效率跟环境温度是成反比关系的。在持续高温的九月，整流效率整体是降低的，最大的差别可以达到1.5%左右。出现这个原因跟导线的特性有关，导线的材料特性是正温度系数的，温度越高，导线的热损耗就越大。

但是企业不能为了提高整流效率，就无限地降低设备的运行温度，过低的温度对变压器中的密封件会产生影响，加快密封件的老化速度。密封件老化对会影响变压器的运行，严重时会导致变压器出现渗漏，导致供电系统出现安全隐患。

2.3电解启停槽或紧急停电对整流效率的影响

电解铝的电解槽开启或是停下时，整流效率会受到影响。停电时，整流效率会出现下降，时间越长，影响越大。电解铝企业要控制电解槽停槽的次数和时间。电解铝企业要保证供电系统的稳定运行，尽量避免出现紧急停电的情况。

2.4 整流系统设备的能耗

整流系统包含的设备较多，在运行过程中或多或少都会产生能耗，影响到整流的效率。变压器是其中能耗较多的一个设备。另外能耗较大的是主电路之间连接的导体，也包括连接前变压器和相关设备和装置之间的导体。而整流装置的损耗也是其中的一部分，整流装置中的电阻、半导体材料以及熔断器等，这些在整流系统运行过程中都会产生能耗，导致整流效率的降低。

2.5计量系统对整流效率的影响

整流效率的的计算方式为直流平均电压*交流平均电压*24，根据公式可以看到，计量系统对整流效率也存在一定的影响，这些影响主要来自于计算的误差。总进线电量计量误差是其中一项，此外还有动力变电量计量误差。计量系统中，总直流互感器电流和电压计量误差也会产生影响。

3整流效率提升的解决方案

3.1 提高功率因数

功率因数影响着整流效率，功率因数提高了，整流效率也可以相应地得到提高。提高功率因数可以从下列方面进行：

3.1.1 尽可能把配电线路缩短或是加大配电线路的截面积，这样可以减少线路本身的能耗，对提高整流系统的运行效率有一定的帮助。

另外设备的选择必须要循企业标准，尽量选择能耗小的设备。在运行过程中，根据相关的作业流程，按时对设备进行维护和保养，出现密封圈等零件损坏时，及时更换。

3.1.2 在温度很低的冬季，尽量保证整流系统连续运转，这样可以降低系统的运行负荷，提升系统设备的散热效果。夏天可以通过制冷设备，把设备运行的环境温度维持在一个合理的范围之内，这也是提高整流效率的一种方式。

3.2 跟电力部门保持良好的沟通

电解槽突然停电会影响到整流效率，停电除了企业本身生产线运行的原因，跟供电单位也有很大的关系，特别是在用电旺季。良好的沟通不仅可以降低突然停电的次数，还可以尽量缩短停电的时间。

3.3 提高电解铝企业技术人员的专业水平

专业的技术人员可以更好的维护和管理好设备，良好的设备状况，可以降低生产过程中的能耗，提高整流效率。

3.4 整流柜的事故分析

电解铝企业生产过程中，整流柜爆炸事故是比较常见的安全事故。整流效率的提升需要考虑到这一点。技术人员通过对事故分析，发现隔弧措施不完善是导致整流柜发生爆炸的绝大部分原因。当整流柜发生短路时，电弧不能被防弧隔板隔离，导致整流桥熔融，发生爆炸。除此之外，整流机组中逆流保护装置缺乏也是导致爆炸事故的一大原因。

整流柜事故不仅影响整流效率，还会损害设备，导致企业的效益受到损害，严重时可能还会造成人员伤亡。电解铝企业在提升整流效率的过程中，务必要注意到这点，只有在安全的生产环境下，提高效率才有意义。

结语：整流效率对电解铝企业的效益影响很大，而整流效率的高低大部分都取决于整流电压器和整流柜的技术和自身的损耗。提高整流效率，设备的研发升级，是未来的一个重点发展方向。

参考文献：

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