王永升

（中國(guó)石化股份有限公司齊魯分公司氯堿廠，山東 淄博 255411）

國(guó)產(chǎn)整流器在產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性、設(shè)計(jì)理念、功能、外觀等各方面都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但與進(jìn)口整流器相比，許多方面還顯的不足，通過(guò)對(duì)它們多方面的性能進(jìn)行比較，從中找到優(yōu)點(diǎn)及不足，確定改進(jìn)方向。

1 國(guó)產(chǎn)整流器的優(yōu)點(diǎn)

1.1 冗余技術(shù)實(shí)現(xiàn)高可靠性

國(guó)產(chǎn)整流器都有交/直流反饋冗余；同步信號(hào)冗余，同步信號(hào)丟失鎖定；調(diào)節(jié)器冗余，通道可自動(dòng)/手動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換。這樣的設(shè)計(jì)，起初是考慮到整流器所用電子元器件的質(zhì)量問(wèn)題，作為可靠運(yùn)行的補(bǔ)救措施，隨著電子元器件質(zhì)量的提高和多通道并列運(yùn)行的技術(shù)改進(jìn)，原來(lái)的冗余設(shè)計(jì)已變?yōu)槿蒎e(cuò)設(shè)計(jì)，可靠運(yùn)行度已有充分的保證。

1.2 參數(shù)在線設(shè)定便于系統(tǒng)調(diào)優(yōu)運(yùn)行

當(dāng)整流變壓器所接電網(wǎng)的容量不是太大時(shí)，或電網(wǎng)的電壓波動(dòng)較大時(shí)，有載調(diào)壓開關(guān)（OLTC）就可能頻繁動(dòng)作，此時(shí)可在線將控制角α的下限值調(diào)大一些（如由原來(lái)的25°調(diào)至35°），就可抑制OLTC的頻繁動(dòng)作，在電網(wǎng)電壓正常后，再在線恢復(fù)α的正常值，如此，可安全地使OLTC躲過(guò)電網(wǎng)的波動(dòng)。另外，如果電網(wǎng)始終較穩(wěn)定，通過(guò)控制角α適當(dāng)?shù)脑诰€設(shè)定可得到較為理想的功率因數(shù)。進(jìn)口整流器其程序中設(shè)定好的參數(shù)，操作人員是無(wú)法在線設(shè)定的（廠家專業(yè)技術(shù)人員通過(guò)相關(guān)設(shè)備可在線設(shè)定）。

1.3 人機(jī)操作界面功能完善，方便操作人員的運(yùn)行監(jiān)控

開關(guān)、模擬量狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)及報(bào)警設(shè)定值等都能在操作界面中方便地查詢到，如當(dāng)前控制角α的大小，可很簡(jiǎn)單地通過(guò)整流器的交流輸入電壓及整流器的實(shí)際輸出直流電壓，計(jì)算出整流器的直流電壓損耗、功率損耗等，這樣，可對(duì)整流器的某些性能指標(biāo)進(jìn)行實(shí)際的核算。再就是某一運(yùn)行參數(shù)離報(bào)警值還有多大空間可以很方便地查到，便于操作人員及時(shí)地監(jiān)控與調(diào)整。

1.4 通訊系統(tǒng)的開放性易于實(shí)現(xiàn)全廠的微機(jī)監(jiān)控

國(guó)產(chǎn)整流器的通訊系統(tǒng)一般是開放性系統(tǒng)，只要知道通訊協(xié)議，極易與其他網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，做到全廠的微機(jī)監(jiān)控，真正實(shí)現(xiàn)電氣的綜合自動(dòng)化。外商的整流器也能實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，但考慮到保密性，通訊系統(tǒng)通常不是開放性的。

1.5 控制系統(tǒng)集成化、小型化，操作人員易掌握

進(jìn)口整流器多是模塊化設(shè)計(jì)，控制模塊繁多，原理復(fù)雜，一般操作人員不容易掌握，而國(guó)產(chǎn)整流器多是集成化、小型化設(shè)計(jì)，柜內(nèi)控制插件少、控制原理較傳統(tǒng)、易掌握，有問(wèn)題易于查找、處理。

2 國(guó)產(chǎn)整流器的不足與改進(jìn)方向

2.1 現(xiàn)場(chǎng)控制柜的密封、散熱方面

國(guó)外整流器的現(xiàn)場(chǎng)控制柜都是密閉型的，內(nèi)部一般都有空調(diào)進(jìn)行恒溫、恒濕控制，保證了電子元器件性能穩(wěn)定，避免了因內(nèi)部溫度高引起的電子元器件性能漂移現(xiàn)象，且大大延緩了元器件的老化。另外，因柜子是密閉的，阻斷了外部腐蝕性氣體的進(jìn)入，避免了環(huán)境對(duì)元器件的腐蝕。

國(guó)產(chǎn)整流器現(xiàn)場(chǎng)控制柜一般是不密閉的，因與整流變壓器布置在一起，而變壓器的運(yùn)行溫度在50℃左右，其向周圍空間散發(fā)出大量的熱，尤其夏天，控制柜內(nèi)的溫度都在40℃以上，如此高的運(yùn)行溫度，加速了電子元器件的老化，且易造成元器件的性能漂移（引起整流器輸出電流的波動(dòng)或停車），及電子元器件管腳、印刷線路板的腐蝕。

基于上述對(duì)比，建議國(guó)產(chǎn)整流器現(xiàn)場(chǎng)控制柜改為密閉后，也加裝空調(diào)。如果條件所限，至少將柜子密閉，在柜子的底部引入清潔的儀表風(fēng)，通過(guò)儀表減壓閥將適量的儀表風(fēng)通入柜中，這樣始終保持柜內(nèi)微正壓，在柜子漏氣時(shí)，由內(nèi)往外漏，既阻止了外部腐蝕性氣體的進(jìn)入，又達(dá)到了散熱的目的。

2.2 整流裝置一體化方面

國(guó)產(chǎn)整流器柜與去離子水換熱裝置是分離的，這樣既增加了占地面積，也顯得現(xiàn)場(chǎng)凌亂。另一方面，整流器可控硅整流室一般都無(wú)冷卻措施，雖然柜內(nèi)的可控硅、熔斷器和母排都有去離子水冷卻，但它們的熱量還有部分散發(fā)至柜內(nèi)，而過(guò)壓吸收裝置中的電阻、電容是無(wú)冷卻措施的，所有這些因素造成了可控硅整流室內(nèi)溫度較高。在夏天為了散熱而開門運(yùn)行（變配電開關(guān)柜都要求“五防”，而整流器可控硅整流室開門運(yùn)行，存安全隱患），開門運(yùn)行、溫度較高也使得柜內(nèi)較臟、元器件及導(dǎo)線老化加速。而進(jìn)口整流裝置都是一體化的，去離子水換熱器也裝于標(biāo)準(zhǔn)柜內(nèi)，與整流器柜一同布置，現(xiàn)場(chǎng)美觀、實(shí)用，更重要的是，通過(guò)水—風(fēng)換熱器將可控硅整流室進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)風(fēng)冷，充分保證了可控硅整流室的散熱，如此就無(wú)開門運(yùn)行的必要，安全也有了保障，這也是進(jìn)口整流器都有門聯(lián)鎖的原因。

2.3 抗電磁干擾方面

國(guó)產(chǎn)整流器在抗電磁干擾方面，都采取了繼電器隔離、光電隔離、電纜屏蔽、接地、濾波、優(yōu)化布線等等措施，產(chǎn)品滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，也通過(guò)了國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室的電磁兼容性檢驗(yàn)，但現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行中受到干擾的情況時(shí)有發(fā)生。而進(jìn)口整流器將重要的線路，如脈沖信號(hào)線、通訊線等都改為光纜，從源頭消除了電磁干擾的影響，這也應(yīng)是國(guó)產(chǎn)裝置努力的方向。

2.4 故障顯示方面

國(guó)產(chǎn)整流器在故障顯示方面現(xiàn)在已較完善，但為了便于操作人員快速、準(zhǔn)確地處理問(wèn)題，建議出現(xiàn)故障時(shí)，除聲光報(bào)警之外，在報(bào)警畫面中單獨(dú)增加一彈出窗口，包括故障的原因、處理措施查詢，處理此問(wèn)題要查詢的圖紙頁(yè)數(shù)、坐標(biāo)，以及電子圖紙的連接、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物照片的連接等。

2.5 安全聯(lián)鎖方面

通常線路故障的發(fā)生有2種情況，一種是開路，由于斷線、接線端子松動(dòng)、端子等接觸面氧化后接觸電阻增大等原因造成的，開路發(fā)生的概率占線路故障的90%以上；另一種是短路，它是由于兩芯線間絕緣老化、外力擠壓、端子受潮等原因造成的，短路發(fā)生的概率占線路故障的10%以下。線路故障對(duì)數(shù)字輸入信號(hào)的影響分析見圖1。

圖1 數(shù)字輸入信號(hào)梯形圖

（1）開路。對(duì)常開觸點(diǎn)的影響是拒動(dòng)，對(duì)常閉觸點(diǎn)的影響是誤動(dòng)。

（2）短路。對(duì)常開觸點(diǎn)的影響是誤動(dòng)，對(duì)常閉觸點(diǎn)的影響是拒動(dòng)。

國(guó)產(chǎn)整流設(shè)備一般為避免因線路故障問(wèn)題引起聯(lián)鎖誤動(dòng)，數(shù)字信號(hào)的故障聯(lián)鎖多是選用的常開觸點(diǎn)，而國(guó)外整流設(shè)備一般數(shù)字信號(hào)的故障聯(lián)鎖多是選用的常閉觸點(diǎn)，選用常開觸點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)是：最大限度地避免了因線路問(wèn)題造成的誤動(dòng)停車；缺點(diǎn)是易造成真正故障時(shí)的拒動(dòng)，安全性能方面變差。選用常閉觸點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)是故障出現(xiàn)時(shí)能可靠地聯(lián)鎖停車，安全性能方面有保證；缺點(diǎn)是因線路問(wèn)題易造成誤動(dòng)，增加了誤動(dòng)停車的概率。

綜合權(quán)衡，至少應(yīng)將拒動(dòng)會(huì)造成電網(wǎng)和設(shè)備重大損壞的聯(lián)鎖信號(hào)改為常閉觸電。

2.6 反饋信號(hào)及直流輸出電壓線性化校正方面

整流器的穩(wěn)流精度除電流采樣頻率、信號(hào)干擾、信號(hào)轉(zhuǎn)換器的精度影響外，還受電流CT的測(cè)量精度的影響，有時(shí)是主要的影響因素。如在直流CT故障后，由交流CT提供負(fù)反饋時(shí)，因交流CT的精度遠(yuǎn)不及直流CT的精度，此時(shí)的穩(wěn)流精度可能變得較差，但通過(guò)整流器內(nèi)部的補(bǔ)償校正也可達(dá)到較高的穩(wěn)流精度。同樣直流輸出電壓的偏差，也可通過(guò)整流器內(nèi)部的補(bǔ)償校正，如此，整流器的各種控制、指示參數(shù)將變得更精準(zhǔn)、更逼近實(shí)際值。

2.7 設(shè)備預(yù)期壽命的評(píng)估方面

現(xiàn)在許多進(jìn)口整流器廠商對(duì)整流設(shè)備的預(yù)期壽命進(jìn)行了評(píng)估，且以表格的形式列出，包括器件的名稱和預(yù)期壽命。這樣可清楚地告訴用戶，整流器的哪個(gè)元器件、部件的預(yù)期壽命是多長(zhǎng)，一方面指導(dǎo)用戶的備件儲(chǔ)備，另一方面用戶在元器件的預(yù)期壽命要到期時(shí)，在運(yùn)行中，要多巡檢、多關(guān)注，早做更換的準(zhǔn)備工作，使用戶在使用、維護(hù)中可做一些更有針對(duì)性的工作，確保整流器運(yùn)行在最優(yōu)狀態(tài)。

電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在繞組絕緣材料的最高允許溫度情況下壽命是10年，但在實(shí)際情況下環(huán)境溫度和溫升均不會(huì)長(zhǎng)期達(dá)設(shè)計(jì)值，因此一般壽命為15～20年。如果運(yùn)行溫度長(zhǎng)期超過(guò)材料的極限工作溫度，則絕緣的老化加劇，壽命大大縮短。同理，整流器的部件預(yù)期壽命也隨運(yùn)行環(huán)境而變，這對(duì)用戶的環(huán)凈條件也提出了要求。

總之，為使整流器運(yùn)行在最優(yōu)狀態(tài)，國(guó)產(chǎn)整流器廠商也需根據(jù)所用元器件的質(zhì)量、要求的環(huán)境條件及以往類似產(chǎn)品的質(zhì)量跟蹤等參數(shù)，逐步完善整流器預(yù)期壽命的評(píng)估。

2.8 遠(yuǎn)程診斷

進(jìn)口整流器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)具有如下功能：

（1）遠(yuǎn)程監(jiān)控。可以遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)際運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀態(tài)；

（2）故障查詢。自動(dòng)通知或者根據(jù)客戶預(yù)定通知（彌補(bǔ)用戶技術(shù)上、認(rèn)知上的不足）；

（3）遠(yuǎn)程分析。定期分析系統(tǒng)來(lái)提高可靠性（通過(guò)事件記錄儀和數(shù)據(jù)記錄儀的內(nèi)容分析、判斷）；

（4）升級(jí)軟件。遠(yuǎn)程為用戶軟件升級(jí)。

以上功能為用戶服務(wù)就變得更及時(shí)、更方便，這也是今后努力和改進(jìn)的方向。

3 結(jié)語(yǔ)

國(guó)產(chǎn)整流器在新技術(shù)應(yīng)用、工藝水平和可靠性等方面較以往有了長(zhǎng)足進(jìn)步，某些方面也有一些亮點(diǎn)，但總體來(lái)講，與進(jìn)口產(chǎn)品存在差距，國(guó)外公司對(duì)新技術(shù)的掌握和應(yīng)用，反應(yīng)較敏捷，可以迅速地吸收電力電子、控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等領(lǐng)域內(nèi)最先進(jìn)的研究成果和工藝，將其轉(zhuǎn)化到產(chǎn)品中，使產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)、功能強(qiáng)大、可靠性得到充分保證，國(guó)內(nèi)公司應(yīng)當(dāng)借鑒學(xué)習(xí)。