李春江，劉 偉，馮新建，李功凱

（新疆天業(yè)集團(tuán)天能化工公司，新疆 石河子832000）

隨著電力電子技術(shù)不斷發(fā)展及控制技術(shù)不斷完善， 離子膜燒堿整流裝置無(wú)論是硬件還是軟件的運(yùn)行狀況都趨于理想。盡管如此，在氯堿行業(yè)日益激烈競(jìng)爭(zhēng)情況下，使整流裝置安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，仍為關(guān)企業(yè)列為頭等大事。 新疆天業(yè)集團(tuán)天能化工公司5 臺(tái)整流變壓器總負(fù)荷7 萬(wàn)kW，約占公司總負(fù)荷的60%以上，因此，整流裝置的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 整流裝置主要技術(shù)參數(shù)

（1）整流變壓器容量為26 160 kVA。

（2）整流器單機(jī)直流額定輸出電流為17 kA；直流輸出額定電壓為660 V。

（3）整流相數(shù)為6 脈波/臺(tái)整流器。

（4）整流方式為三相全控橋整流，同相逆并聯(lián)布置。

（5）控制方式為ELE9000 數(shù)字式調(diào)節(jié)器，雙工控機(jī)通道＋模擬通道熱備用方式。

（6）調(diào)壓方式為1 臺(tái)整流變帶2 臺(tái)整流柜，有載分接開(kāi)關(guān)粗調(diào)，晶閘管相控細(xì)調(diào)。 具有零啟動(dòng)功能，并可連續(xù)平滑調(diào)節(jié)至額定電流。

（7）整流柜采用智能化方案。在每個(gè)整流柜內(nèi)安裝1 套智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括智能檢測(cè)單元、通訊接口、傳感器、以及相應(yīng)的輸入輸出接口電路等，實(shí)現(xiàn)了整流柜的操作、控制、狀態(tài)監(jiān)視、信息傳遞、信息顯示等方面的智能化。

2 整流裝置安全、穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)管理措施

基于以上先進(jìn)的硬件、軟件條件，外界環(huán)境因素和日常巡檢、定期維護(hù)工作成為影響整流裝置安全、穩(wěn)定的主要因素。在現(xiàn)有工況下，主要制定了以下技術(shù)管理措施，實(shí)現(xiàn)了整流裝置的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

（1）加強(qiáng)日常巡檢管理。

主要對(duì)整流變壓器及冷卻風(fēng)機(jī)、 整流柜、 控制柜、刀開(kāi)關(guān)、純水冷卻器等裝置的運(yùn)行狀態(tài)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、表計(jì)顯示巡查和記錄。制定各裝置運(yùn)行參數(shù)的表格，做到巡檢有依據(jù)、有記錄，方便以后不定期抽查和定期統(tǒng)計(jì)，同時(shí)，為對(duì)整流裝置運(yùn)行狀況分析提供依據(jù)。

（2）定期對(duì)影響整流裝置安全運(yùn)行的因素進(jìn)行測(cè)查，主要包括以下幾方面。

a.對(duì)易老化、磨損的元件進(jìn)行檢查、更換。

b.對(duì)整流器冷卻水水樣定期抽查。 按照整流器工作電壓為660 V，要求水質(zhì)滿足高純級(jí)G 要求（水質(zhì)電阻率≥1 000 kΩ，電導(dǎo)率≤1 μs/cm），因此，規(guī)定每2 個(gè)月抽查水樣1 次， 防止對(duì)整流冷卻水路造成電化學(xué)腐蝕，適時(shí)更換水質(zhì)過(guò)濾樹(shù)脂。

c.定期檢測(cè)整流各橋臂上快熔通斷情況。

d.定期對(duì)裝置器件進(jìn)行清潔。 功率整流柜中的空氣循環(huán)會(huì)使硅組件表面易積聚灰塵，由于空氣流通，也使其他電路中積聚灰塵。 整流回路中存在高電壓和大電流，灰塵附著電器及導(dǎo)電體表面增加了電壓閃絡(luò)導(dǎo)致器件損壞，定期維護(hù)，以降低危險(xiǎn)。

e.定期檢查水路各接口是否有滲漏和破損現(xiàn)象，以免造成系統(tǒng)短路。

f.定期對(duì)電解槽接地進(jìn)行檢測(cè)。 主要檢查電槽基座和陰陽(yáng)極液進(jìn)出口總管接地是否良好， 所測(cè)接地電阻應(yīng)小于4 Ω。

g.定期對(duì)整流裝置設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)。 主要包括直流刀開(kāi)關(guān)的分合、整流器開(kāi)停機(jī)操作、整流變及由載開(kāi)關(guān)輕（重）瓦斯信號(hào)、裝置內(nèi)開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)，以及工藝DCS 連鎖等。

（3）整流裝置的元器件主要為電力電子元器件，高溫、水分、灰塵是電子元器件的主要?dú)⑹郑虼?，做好衛(wèi)生清理、通風(fēng)降溫等工作很有必要。 整流運(yùn)行人員定期清理整流裝置的環(huán)境，定期檢查設(shè)備的通風(fēng)狀況，結(jié)合天氣變化適時(shí)調(diào)整，保證裝置溫度在40 ℃以下并保持適宜濕度。

3 整流裝置經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的技術(shù)管理措施

功率因數(shù)是整流裝置的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，諧波和整流器的相控角是影響功率因數(shù)的主要因素。

整流裝置屬非正弦波形，具有很大的畸變，出現(xiàn)諧波分量，在污染電網(wǎng)的同時(shí)，使整流裝置功率因數(shù)降低。 該公司在前期整流變壓器選型時(shí)，采用具有一定移相角的調(diào)變整流變壓器， 增加了脈波數(shù)，使得從負(fù)載側(cè)傳來(lái)的諧波相互抵消一部分，尤其是3 次、5 次、7 次、9 次、11 次諧波，另外功率整流柜內(nèi)各橋臂的阻容吸收了一部分諧波。如此，在沒(méi)有加裝任何濾波裝置的情況下， 基本將諧波對(duì)功率因數(shù)的影響降低到了最小。

由于相控角增大，在輸出電流不變的條件下，將使整流裝置輸出直流功率降低， 輸入的交流有功功率亦隨之減少，但是，無(wú)功功率、畸變功率將隨之增加，視在功率將增大，所以功率因數(shù)必將降低。

以上2 方面對(duì)整流裝置功率因數(shù)均有所影響。由于沒(méi)有加裝諧波裝置， 對(duì)整流裝置的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行措施主要體現(xiàn)在對(duì)三相全控橋式整流的相控角上，通過(guò)變壓器調(diào)壓開(kāi)關(guān)粗調(diào)和晶閘管控制角微調(diào)的手段來(lái)提高整流裝置的功率因數(shù)。

由于電網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行或電網(wǎng)負(fù)荷變動(dòng)較大， 電網(wǎng)電壓變化，造成電槽槽電壓變化，使得整流器控制角變化，影響整流裝置的功率因數(shù)。 因此，為保證整流裝置的功率因數(shù)在理想范圍內(nèi)， 主要采用調(diào)節(jié)整流變壓器調(diào)壓開(kāi)關(guān)檔位的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。 在全數(shù)字監(jiān)控機(jī)上預(yù)設(shè)控制角為10°～20°， 控制角小于10°時(shí)，電網(wǎng)波動(dòng)容易造成晶閘管全導(dǎo)通，不利于控制；控制角增大， 會(huì)造成功率因數(shù)降低。 因此， 當(dāng)控制角小于10°或大于20°時(shí)，系統(tǒng)提示需要有載開(kāi)關(guān)調(diào)檔，調(diào)整檔位后，控制角控制在理想范圍內(nèi)，改善了裝置的運(yùn)行技術(shù)性能，減少了諧波含量，提高了功率因數(shù)。

假設(shè)功率因數(shù)從0.80 提高到0.95， 計(jì)算節(jié)電情況。

整流額定輸出為17 000 A/660 V， 變壓器采用一拖二形式，二槽的實(shí)際輸出均為14 000 A/570 V，假設(shè)1 年運(yùn)行8 500 h，整流變壓器每年節(jié)電為：

2△×△PK×[1-2（COSa/COSb）]×h

=2（570×14 000/660×17 000）×300×[1-2（0.8/0.95）]×8 500

=0.506×300×0.291×8 500

=375 295（kW·h）

式中：△—負(fù)荷率， 即實(shí)際輸出與額定輸出之比；△PK—整流變壓器短路損耗，該變壓器容量為26 160 kVA，△PK 取300 kW；COSa —原功率因數(shù)；COSb—現(xiàn)功率因數(shù)；h—平均每年運(yùn)行小時(shí)數(shù)。

通過(guò)計(jì)算得知， 通過(guò)調(diào)節(jié)功率因數(shù)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能效果。

4 結(jié)語(yǔ)

該公司整流裝置自2010 年10 月投產(chǎn)以來(lái)，始終努力實(shí)施對(duì)加強(qiáng)整流裝置的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方面的工作， 制定相應(yīng)的技術(shù)管理制度， 并認(rèn)真落實(shí)，開(kāi)車至今整流裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行，使功率因數(shù)在無(wú)外界補(bǔ)償?shù)那闆r下控制在0.92～0.96。