铝电解供电系统非同相逆并联整流器在所有大功率整流电源应用中，铝电解工业对整流电源容量的需求不论是输出电压还 是输出电流都是最高的由于铝电解生产工艺的特殊性，其对直流供电系统的可靠性要求也 是最高的（整流电源处于一级负荷）近十几年来我国铝电解工业获得了迅猛发展单系列电解铝年产量从几万吨增至 25-30万 吨，系列电流容量已从70KA增至350KA-400KA，系列直流电压已增至1350V,系列中并 联的大电流整流器数量多达12-14台这些因素形成整流器直流出口和整流器内部直流短路 容量十分巨大，其产生的短路后果十分严重的2 铝电解整流器现状受当时国产整流器制造技术的影响，国内早期投产的几个较高直流电压系列均采用了 进口非同相逆并联整流器目前，随着国产整流器制造水平的提高，除个别低直流电压系列 （为降低直流电源的功率损耗）使用了国产双反星形同相逆并联整流器之外，国内近些年投 产的绝大多数铝电解系列采用的都是国产三相桥式同相逆并联结构整流器铝电解用整流器 单台额定输出直流电流已达 50KA-60KA同相逆并联结构的实现在于：整流器内采用正反两组整流桥，桥间处于同时导电的两支 正反极性导电臂尽可能地靠近布置形成逆并臂对，来降低逆并臂对外部的大环路磁场。
同相逆并联结构的最大优点在于：降低整流器壳体的磁场涡流损耗，并改善整流器臂 内器件之间的均流因此，可以降低大电流整流器的制造难度此种结构也是目前国内整个 电解行业应用最为普遍也最为成熟的大电流整流器结构型式同相逆并联结构的缺点在于：由于正反极性导电臂靠近布置，致使大电流整流器在直流 电压较高时，保证逆并臂对内的绝缘安全性难度增加而且，逆并臂对内一旦击穿，（由于 距离非常近）短路点间的阻抗将极低，短路危害也将十分严重另外，对于高粉尘和极低湿 度的运行环境，绝缘部件表面的粉尘和静电积累将非常严重，也容易引起部件周围电场改变 和正负极间超常规的意外飞弧，高压条件下运行安全性欠佳 逆并臂对的主要击穿短路有两种：a. 交流侧击穿短路：结果导致整流变两组正反二次绕组的串联整流，本组整流器形成1 倍、1.732倍和2倍（各2次）额定交流电压的6相桥式整流输出因此，本组整流器过载 十分严重b. 直流侧击穿短路：整流臂对直流侧的击穿将直接造成本整流器内部直流短路和系列总 汇流短路的同时发生后者将造成故障整流器的严重逆流由于大型铝电解系列功率容量巨 大，其逆流造成的危害不可想象，现场境况残不忍睹短路造成的经济损失少则几百万，多 则以亿计。
事物是一分为二的，没有十全十美同相逆并联整流器是以牺牲电绝缘安全性为代价来 换取电流和磁场特性的改善然而，这种牺牲对大容量铝电解系列来说是不可取的和致命的事物往往会由量变导致质变近些年来，随着铝电解系列容量和直流电压的大幅度提高， 国内铝电解系列整流器短路事故接连不断，按下葫芦起了瓢过去在低压系列上处于次要地 位的同相逆并联结构整流器的缺点，在高电压铝电解系列上成为了事故的重要因素当然， 前些年国内铝电解行业整流设备价格的恶性竞争，整流器用户和制造厂都共同忽视了整流器 的绝缘安全性对铝电解生产的重要性，也是导致事故的重要原因经过多起事故之后，国内各铝电解用户对可能存在事故隐患的整流器纷纷予以技术改 造在新项目中全部提高了对整流器制造中主电路器件和绝缘材料的高标准要求在对进口 元件和快熔投以青睐的同时，对绝缘板材的材质和厚度要求也都达到了创记录的水平因此， 定货整流器的成本得到了大幅度提升 尽管采取了上述这些措施，但是，导致重大损失的整流器短路事故的发生仍未有停止原因 何在？充分说明导致整流器直流短路的本质原因仍未解决3 降低整流器短路危害的措施经过一个个惨痛的事故和教训，在铝电解用户中产生了强烈的提高整流器绝缘安全性和 降低短路危害的严重性的愿望。
这也是众多整流器制造厂商义不容辞的责任 解决该问题的出路有两条：i. 仍采用同相逆并联结构，强化电绝缘措施，最大限度地降低同相逆并联臂对中前述两种击 穿短路发生的可能性ii.放弃同相逆并联结构，采用非同相逆并联型式整流器对于上述第一条措施，由于同相逆并联在主电结构上的空间复杂性和正负极间距极小的 固有缺点，为确保和实现同相逆并联效果，从电结构上无法加大短路点间距离和阻抗采取 任何强化电绝缘措施也只能是不得已情况下的被动地防护，最大限度地降低上述两种击穿短 路发生的可能性（概率）在高电压（高电弧）和强电流（强电动力）同时存在条件下，当 考虑到紧固件和压接件对绝缘结构破坏的因素，本结构要做到彻底消除击穿短路的发生不现 实因此，对于高电压+强电流+多机并联+铝电解应用的整流器，放弃同相逆并联结构，采 用非同相逆并联型式的整流器才是解决问题的本质虽然采用非同相逆并联型式整流器也不能避免整流器件失效和整流臂击穿短路的发生， 但是，由于结构上正负导电臂已不再靠近布置并拉开足够距离，因此，正负导电臂之间即使 击穿短路，其短路点间阻抗也将很高，短路的强度并不高，后果并不严重即使不能达到机 组交流过流整定值，该短路故障仍可以通过弧光保护装置检测并予以跳闸保护。
4 非同相逆并联整流器适用范围通过上述分析表明，不同电压等级、不同电流容量、不同负载用途、不同使用环境， 对整流器的性能侧重点是不同的，不能物非所用但同相逆并联整流器也并非一无是处，在 较低电压和较小容量的铝电解系列上还是能够良好运行的从变压整流系统总体性能、设备投资、整流室电磁环境影响、事故危害的严重性和运行 安全性考虑，作为铝电解用整流器类型的优选参考，建议按下表参数选择合适的铝电解用整 流器类型：Udn<750V 750VvUdnvl250V Udn>1250V同相逆并整流器（优选） 同相逆并或非同相逆并整流器（两者可酌情选用） 非同相逆并整 流器（优选）在750VvUdnv1250V电压区间，对同相逆并整流器，如果采用：合理的主电进出线方 式、良好的主电结构设计、加强整流器内部绝缘、改进整流器直流出口和交流侧进线侧绝缘， 隔离和控制器件可能意外喷弧的走向，使其避开正负极区等措施，则同相逆并联整流器也还 是能够安全运行的这种安全运行可称为有条件安全运行然而，并非所有整流器在该区间 都能安全运行，因为它们不能充分满足上述条件如果在Udn>1250V区间仍然采用了同相逆并整流器，只要充分满足上述设计条件，也 不能说一定会发生严重事故。
但总的说来基于先前叙述的结构上固有的原因，在整流器运行 寿命的后期，该结构型式还是不怎么让人放心由于大型铝电解系列其额定直流电压Udn通常都在1000V以上，因此，至少对整流器 本身而言应优先选择非同相逆并联型式整流器，并对进出线方式进行合理的规划通过非同 相逆并联整流器在超大系列铝电解项目上的应用，必将大大改善我国铝电解用整流电源的安 全状况2004年以来，国内三家氯碱知名企业先后从ABB公司引进了直降大电流晶闸管整流机 组，单台整流器电流20kA，动态稳流精度0.1%、整流效率高于98%，无接点、可靠性高, 运行经济效益显著，但进口价格昂贵，交货周期长2005年7月由西安中电变压整流器厂与江苏安邦电化有限公司联合开发生产的单机容量 达35 kA/ 500V,采用5英寸晶闸管的非同相逆并联整流器，属于国内首创并于2005年 8月20日在江苏安邦电化有限公司一次投运成功经过3个多月运行，系统的整体性能达 到上世纪90年代国际同类产品水平，可靠性高，维修量小，稳流精度O. 1%、整流效率高 于98%，噪音、均流等指标接近同期的ABB产品，完全可以取代同类进口产品，而投资仅 为引进ABB产品的1/7。
1 大功率晶闸管整流电源系统1.1 整流电源技术要求系统电流 60 kA；系统电压 500V；稳流精度 0. 1%；整流效率＞98％l.2 整流系统配置针对上述技术要求，经过充分调研论证，确定整流系统由2台35 kV直降非同相逆并联 整流变压器、2 台额定输出为 35kA／500 V 晶闸管整流装置以及一套计算机控制系统（南瑞 生产）组成系统共有2 套整流机组，每组由 1台移相自耦调压变压器（27级有载凋压）输出供2 台整 流变压器（Y/△、△/△）,三者共油箱，组成12脉波整流，该2套机组与原有的12脉波 整流机组共同组成 36脉波整流输出，以提高功率因数，降低谐波电流整流电源系统结构 图如图 1 所示2 30kA / 500V晶闸管整流装置的特点2.1 整流装置主体1） 整流电路由于采用轴对式整流桥臂联结结构，其母线布局简单、清晰，桥臂母线整流器件 采用共阴、共阳布置按三相桥 6脉波整流布置，共用6根整流桥臂，水路也为6支回路 正面进行整流设备的维护，维护量也相对减少2） 整流柜交流进线在整流柜背面A、B、C三相分上下排列，12根母排按1A+、1A 一，1B+、 1B 一, 1C+、1C 一； 2A+、2A 一, 2B+、2B 一, 2C+、2C 一布置。
结构上的特殊设计，使 得整流变压器至整流柜的交流连接铜排大大缩短，既节省了一次投资费用，又降低了整流设 备的损耗，提高了整流效率另外，交流阀侧进线通过轴对称设计，合理的交流进线布置可 有效地改善沿长度方向的磁场分布，提高支路器件之间的电流均衡度，降低引线电抗和磁场 损耗3） 整流柜为框架结构，正面为铝合金推拉门，具有足够的机械强度，通过透明玻璃，可监视 内部，便于维护和检修整流柜进线铜排与变压器出线对应，整流柜、控制柜、操作台为户 内式结构4） 整流装置器件臂之间由于绝缘距离在 800mm 以上，并采用独有的绝缘自支撑结构，无须 考虑其间的绝缘5） 整流柜体发热部分采用隔磁材料，以避免涡流引起发热的情况6） 对整流装置采取了整体加固措施，柜壳用弯板和型材焊接成整体结构，其机械强度优于拼 装结构，使本装置的噪音和振动较有明显的降低2.2 自动稳流控制系统2.2．1 数字调节触发控制系统1）系统采用运算处理、状态显示、远程控制、全双工通讯、信息交换、数字调节器:PID，无 振荡无超调，响应时间O.02s）、数字触发器、数字移相控制、自动限位与综合保护于一体， 系统采用两个16位单片计算机80C196KC，8位单片机89C51 一个及若干个超大规模逻辑可 编程集成电路，输出6 路带调制的触发脉冲，性能可靠，抗干扰能力强，运行稳定，调节维 护方便。
精心设计的控制软件、调节器软件、触发器软件保证了系统的可靠运转，其完善的 通讯功能有机地实现了智能化、自动化管理2）控制器可设置系统最大电流，避免整流装置过负荷运行3）系统设置软启动功能，由上位机或人机界面预设定直流输出电流值，启动后输出电流缓慢 线性变化至所需值4） 系统具有掉电自恢复及回零保护功能：当PT丢失1路或PT全失2s时间内，控制系统脉 冲可保持掉电前状态，不影响整流器工作；当高压系统缺相时（规定时间内不恢复），给定信 号自动回零，避免高压重合闸时产生冲击电流5） 给定电位由计算机或人机界面数字设定，并光电隔离以增强系统的抗干扰能力6） 通过数字精确跟踪控制板的脉冲角位置（有显示），自动调整有载开关调档7） 调节器 PI 参数，初始定相角和最大限幅角等参数可现场整定、储存，主电路与控制电路 相位可直接通过控制器界面或 PC 机确定8） 每台数字触发系统上各设置RS 一 485通讯接口，采用通讯网的方式向中央微机控制系统 传递信息2.2.2 显示 包括直流电流、直流电压、控制角及调节触发器各种状态显示，整流柜故障显示3 PC 上位机自动化控制系统1） 计算机控制系统，配置了完善的整流自动化监控管理软件，负责对整个系统的监控和操作， 包括完成对35 kV开关、整流变压器、整流装。