KHS整流柜改造.doc

KHS-12000A/480V整流柜改造 摘要浙江善高化學(xué)有限公司整流設(shè)備搬遷過程中改造項(xiàng)目，在這里主要介紹KHS-12000A/480V整流柜改造情況。前言我們氯堿企業(yè)的主要生產(chǎn)設(shè)備電解槽需要由直流電源供電,原來我們采用的35KV通過整流變壓器變成480V的電壓等級(jí)，再由整流設(shè)備擔(dān)負(fù)著將三相交流電變換為電壓較低的直流電源的任務(wù),因此,整流設(shè)備的運(yùn)行狀況直接關(guān)系到公司的生產(chǎn)和效率。我公司的燒堿廠是2000年設(shè)計(jì)投產(chǎn)的,當(dāng)時(shí)的產(chǎn)能4萬t/a燒堿配套,其整流設(shè)備采用的是西安整流設(shè)備廠生產(chǎn)的20世紀(jì)90年代的產(chǎn)品,現(xiàn)在我公司的燒堿廠要進(jìn)行整體搬遷到新廠區(qū)。我們現(xiàn)在采用的是110KV電壓等級(jí)的的供電。所以需要對(duì)原來的整流柜和控制柜進(jìn)行改造升級(jí)再利用。使此套整流設(shè)備為產(chǎn)能5萬t/a燒堿配套,當(dāng)生產(chǎn)負(fù)荷增加時(shí),滿足生產(chǎn)要求,迫使我們不得不對(duì)期設(shè)備進(jìn)行改造。1原整流期設(shè)備控制柜概況及改進(jìn)1.1原控制柜原控制柜為20世紀(jì)90年代產(chǎn)品,為多插件式模擬板, 因?yàn)槟M板存在這樣一個(gè)問題：運(yùn)行一段時(shí)間后,元器件參數(shù)會(huì)產(chǎn)生漂移,必須重新調(diào)整參數(shù)才能保證其正常運(yùn)行。于2000年投入使用。其特點(diǎn)是:插件多、功耗大、電路板制作工藝不夠完善, 整流柜保護(hù)回路中電壓等級(jí)多，接線復(fù)雜，故障幾率大。致使控制柜故障頻發(fā),經(jīng)常出現(xiàn)因發(fā)熱導(dǎo)致燒壞控制線或接觸不良等現(xiàn)象使控制柜不能正常工作而影響生產(chǎn)。其抗干擾性差,受電源的影響較大;考慮到今后的發(fā)展,自去年我們將整流控制改成江西九江生產(chǎn)的KZX10晶閘管整流自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，它以PLC監(jiān)控裝置為核心，采用數(shù)字調(diào)節(jié)控制觸發(fā)系統(tǒng)構(gòu)成單柜高可靠穩(wěn)流，PLC監(jiān)控裝置完成對(duì)高壓斷路器、有載開關(guān)、整流變壓器、整流柜、就地控制柜、直流刀閘、變壓器油冷卻系統(tǒng)及整流器水冷卻系統(tǒng)等全部設(shè)備的操作控制、故障、保護(hù)及數(shù)據(jù)采集等功能，遠(yuǎn)控操作采用觸摸屏式人機(jī)界面，通過數(shù)字通訊與PLC相連接，配置專用監(jiān)控管理軟件，組成完善的整流所自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。采用PLC控制技術(shù)將整流系統(tǒng)全部運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，將高壓系統(tǒng)控制、保護(hù)與整流裝置控制系統(tǒng)納入統(tǒng)一、直接監(jiān)控，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)硬件配置與中間環(huán)節(jié)，優(yōu)化了各設(shè)備控制方式，提高了設(shè)備的運(yùn)行安全性、系統(tǒng)的可靠性及整流供電的有效性。上位操作人機(jī)界面采用程控操作顯示器POD觸摸屏技術(shù)，不僅可取消常規(guī)操作面板、模擬控制屏上的操作開關(guān)按鈕、指示燈、光字牌、報(bào)警儀、電位器及數(shù)顯示儀表等，大大減少面板空間，而且還可充分發(fā)揮其數(shù)字、圖表及打印功能，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理及分析手段。POD直接與PLC，通過數(shù)字通信總線電纜相連，省去常規(guī)控制面板的大量布線，消除眾多接線不良及器件失效等隱患，使系統(tǒng)可靠性得到極大提高。1.2整流柜整流柜采用的是：三相橋式同相逆并聯(lián)連接全控橋整流方式,一共有12條臂,每條臂由3個(gè)KP 2500 A/3000 V的晶閘管并聯(lián)而成,每個(gè)元件的出口端串聯(lián)一快熔。由于現(xiàn)在要對(duì)整流柜進(jìn)行增容需在每一個(gè)橋臂上增加一只晶閘管元件,這樣可以增大整流柜的容量。也可能會(huì)造成均流度不好、柜子的內(nèi)部損耗大。原來整流柜的設(shè)計(jì)能力為12000 A,現(xiàn)在設(shè)計(jì)要求要運(yùn)行到16200A,不能達(dá)到生產(chǎn)的要求。晶閘管是核心器件，該裝置中采用的整流元件是管芯直徑為3英寸的ZP250030整流管，其正向平均電流為IF（AV）=2500A，反向重復(fù)峰值電壓URRM=3000V?？焖偃蹟嗥饕彩茄b置中的重要元件。根據(jù)快熔的選用原則，要求快熔的額定電壓UN盡可能地與使用電壓（即變壓器閥側(cè)電壓）UVO接近，選用RSH113200型的快速熔斷器可以滿足要求，即額定電壓UN=660V（與UVO=480V接近），額定電流IN=3200A，現(xiàn)在單臂采用4只KP 2500 A/3000 V晶閘管并聯(lián)而成;每一元件串接1只3200 A快速熔斷器,直接壓接在水冷母排上。母排采用與元件配套的無氧銅一次冷拉成型的雙孔母排;雙孔母排表面用銑床加工后再鍍錫,壓接面精度極高,保證接觸充分。根據(jù)設(shè)計(jì)的圖紙，雙孔母排的引出線位置需做改變。每條臂的原元件、母排一路水路串聯(lián)改為:元件一路水路,母排一路水路;且水路內(nèi)徑由原來的12改為16,增加了冷卻效果。整流柜改造圖如下1.3計(jì)量和閉環(huán)自動(dòng)控制部分計(jì)量和閉環(huán)自動(dòng)控制部分仍采用珠海漢彩公司生產(chǎn)的大電流傳感器。不過,加入了取自于交流側(cè)電流互感器的電流反饋量,構(gòu)成雙重電流負(fù)反饋。采用珠海漢彩公司生產(chǎn)的大電流傳感器,該傳感器為國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品中的佳品。運(yùn)行比較穩(wěn)定,直流側(cè)仍采用漢彩公司的傳感器;交流側(cè)采用互感器檢測(cè)電流參與反饋;當(dāng)傳感器的反饋消失時(shí),交流反饋?zhàn)詣?dòng)切換進(jìn)入閉環(huán)運(yùn)行。輸入電流調(diào)節(jié)器的電流反饋信號(hào)分別取自本機(jī)組直流側(cè)的直流電流檢測(cè)裝置（DCCT）和整流變一次側(cè)的交流電流互感器（ACCT）。二者之間可以在線切換，當(dāng)其中一路出現(xiàn)故障時(shí)，另一路會(huì)自動(dòng)投入，以防止反饋電流信號(hào)丟失帶來的嚴(yán)重后果。反饋之間可以允許自由切換，也可以做到相互約束，避免運(yùn)行過程中意外斷線而引起電流過大。2.1論證采用4個(gè)并聯(lián)(五并)KP 2500 A/3000 V晶閘管,取直流UDN=480 V,IDN=15000 A,均流系數(shù)約KC=0.86。2.2新柜功耗(1)阻容吸收功率約為3 kW;(2)快熔消耗功率(R=210-6)約為:1500041210-6=0.72(kW);(3)元件消耗功率(導(dǎo)通120,通態(tài)壓降1.0 V)為: 1.015 000=15 kW;(4)總功率為:3+0.72+15=18.75(kW);(5)效率為:=1-18.751 000(48015000) 100%=99%;2.3元件的電流每臂4元件時(shí)的電流裕量約為： 2.290。2. 4快熔情況對(duì)于2500 A通態(tài)平均電流的晶閘管,折算其允許通過的電流方均根值為:IV2=1.572500=3900(A),因此快熔可選3 000 A的快熔。2. 5冷卻系統(tǒng)采用4只并聯(lián)的KP 2500 A/3000 V元件時(shí)要求水冷容量不小于100 kW。3 結(jié)束語(yǔ) 通過對(duì)我所整流柜的改進(jìn)，有效改善了整