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1、第 1 篇 整流柜第一章 整流柜介绍大容量整流装置是一种将三相工频交流电转换成电压可调的直流电的装置。本整流柜 承担该装置中的转换功能。其适用场合主要有：A. 镁、铝电解；B. 盐电解；C. 其它金属电解；D. 石墨电炉；E. 碳化硅电炉；F. 其它类似的负载。第二章 结构简述整流柜为户内式结构，基本由槽钢、角铁及薄钢板焊接而成，并设有带玻璃窗的门。柜 内装有 12个整流臂及 12个快速熔断器臂。柜内配有继电、配电、保护等系统，并装有端子 排，以便对外连接。柜内装有用于冷却用的水管，水压测量头装在进水水管口附近，水温测 量头装在出水水管口附近,引出水压、水温信号至控制柜。可控硅整流柜内还装有脉
2、冲变压器板及脉冲指示板，从控制柜来的脉冲信号经脉冲变压 器分配给同电位整流排上的晶闸管，当脉冲正常时，脉冲指示板上的发光二极管会发光。 第三章 环境要求A海拨不超过1500M；B. 环境温度不低于-10C；不咼于+40C；C. 整流器安装于户内使用, 并应通风良好；D. 一次冷却水的温度不低于+5C，不高于+35C，水质为纯水；E. 整流器停止使用期间，环境温度不低于-30C（无冷却水时），+1C（有冷却水时）;F. 空气最大相对湿度不超过90% （相当于空气温度205C时）；G. 没有导电、易爆易燃尘埃、没有腐蚀金属、破坏绝缘的气体；K. 无强烈振动和冲击以及垂直倾斜度不超过5的场所。第四章
3、 型号代表的意义额定输出电压（V）额定输出电流（A）水冷H：电化用；E：冶炼用K：晶闸管；Z：二极第五章 工作原理本柜主电路采用同相逆并联三相桥式整流电路，其基本原理：把两个相同三相桥式整 流联结，从结构上按相位相同、电流方向相反组合在一起，构成自二次绕组直到整流臂的两 组相反极性引线尽可能靠近的配置，其通过的电流在任何瞬间都大小相等、方向相反，使各 自所产生的交变磁通在两逆并导体的外部相互抵消之机理，从而大大减少各部分线路电抗， 并增加相间、臂间阻抗的对称性，从根本上解决大电流的交变磁通所引起的壳体局部过热，电抗压降增大，并联元件均流下降，损耗增大等特殊问题，有利于提高机组效率与功率因素。第
4、六章整流柜安装A 整流柜应接地安装（如采用绝缘法安装则应安装在瓷瓶上）；B. 整流柜应与变压器、电解槽尽可能靠近；C. 整流柜四周应保留适当的检修位置；D. 整流柜底部应开一条电缆沟，安装控制电缆、进出水管及相应的一次、二次冷却 系统；E. 整流柜交直流母线，其电流密度不大于1.0和 1.2A/mm2。七、 产品系统的保护功能（一）、水系统保护首先由水压表提供一路DC24V电压给压力传送器，压力传送器反馈一路4-20mA信 号给水压表，水温信号由 PT100 热敏电阻产生信号送到水温表。当压力太高、太低或温度 过高、过低时，通过801与P01、P02向控制柜发出报警信号。（二）、电气回路保护1
5、、过压保护电力电子器件对电压非常敏感，一旦外加电压超过器件所允许的最大额定值，器件将立 即损坏。因此，应分析过电压产生的原因，予以抑制。1）过电压产生的原因：A. 雷电引起的过电压；B. 交流电源接通，断开引起的过电压。通常由于供电变压器网侧联分合，熔断器熔断 时，通过变压器电磁感应耦合或绕组分布电容静电感应耦合产生；C. 换向过电压：由于晶闸管与全控型器件以并联的二极管在换向结束后，不能立即恢 复阻断能力，所以有较大的反向电流流过，而当阻断能力恢复时，反向电流减小到 0,反向电流突变会因线路电感存在而在器件两端产生过电压；D. 直流侧产生过电压，通常由于分断回路电感大，或者分断电流大产生；E
6、. 突断过电压，全控型器件开关速度快，当器件突断时，正向电流突变会因线路电感 存在而在器件两端产生过电压。2）过电压的保护和和抑制我厂采用非线性元件吸收过电压能量，RC电路接于变压器的阀侧及直流侧。3）过电压保护的分类A. 操作过电压保护：采用高能氧化锌压敏电阻RV1”联接吸收操作过电压，并在其中串有熔断器FU4146，而且还配有报警装置，熔断器熔断后，通过801、P03发出报警讯号。其原理图如下:1H1IrH Z 1L們2严_I III_|=P03S01操作吸收2B. 换向过电压保护:在每臂硅元件两端并有由电容C1-112-3及电阻R1-112-6组成的吸收电路，吸收 换相过电压。并在其中串
7、有熔断器FU2132，而且还配有报警装置，熔断器熔断后，通过801、P03发出报警讯号。2、硅元件保护当硅元件击穿短路时，与其串联的快熔熔断，其内的辅助熔丝亦熔断并顶出红色顶杆, 闭合微动开关，报警指示板上指示灯V1亮，同时通过245、0V发出报警信号至控制柜内。3、桥臂过热保护当整流桥臂的双孔母排温度超过605C时，贴在其上的“温度继电器”ST吸合，“报警 指示板”上指示灯V1亮，同时使辅助变压器二次线圈内产生几百毫安电流，串接其内的电流 继电器动作，并通过801、P04向控制柜发出报警信号。4、脉冲单元保护从控制柜来的脉冲信号561A （561B）566A （566B）经过功放（功放板在控
8、制柜）到脉冲变压器分配给同电位整流排上的晶闸管，当元件导通时，脉冲指示板上的发光二极管会发光。第八章调试与使用（一）、准备工作1）水压上下限及量程设置设置水压表主、副屏显示、上/下限、模拟量参数，调置方法见附录2）水温上下限及量和设置正确设置水温表主、副屏显示、上/下限、模拟量参数，调置参数见附录一。3）过压吸收保护检查a、换相吸收：检查吸收回路的接线，RC串联后，一端接直流，另一端接交流，切记电容是串联在回路中，不能被单独甩开，否则交直流排短路。检查电阻是否虚焊，并记录元件参数。b、操作吸收：检查吸收回路的接线，回路流线（AC-快熔-电阻-电容-大地），切记电容是串联在回路中，不能被单独甩开
9、。检查电阻是否虚焊，并记录元件参数。提示：a、注意电容一定要串联到回路当中；b、换相吸收的电阻经常性出现虚焊、断脚。4）快熔首先要调节好快熔报警板单快熔（4.5V）和多快熔基准电压（6.5V）,工作电源15V。5）绝缘降低确认工作电源正常工作；确认将MM1和MM2短接，EE1和EE2短接。（二）、保护系统（继电）实验保护系统试验应与控制柜（稳控柜）连机进行，目的是校验各部分的连线是否正确，各 机构动作是否灵敏。以确保后续各项实验能顺利进行。主要采用模拟故障的方法进行。1）二次供电当控制柜的电源进线（U、V、W、N）供电后，合上其锁开关込，控制电源投入工作， 用万用表可在整流柜外引端子U2、N上
10、量得AC220V电压。2）操作过电压吸收用平口螺丝刀（或手工钢锯条）拨动报警熔断器上的报警微动开关，使报警信号线P03与公共线 801 连通，控制柜上相应的指示灯会亮，外引信号也同时产生。按动控制柜上复位 按钮，故障报警现象消失。逐一拨动所有微动开关，均会出现上述现象，则表明该部分处于 正常工作状态。3）桥臂过热在元件母排靠汇流母排侧的固定支架处有一温度继电器（ST1），用导线短接该温度继电 器的两引线，“报警指示板”上桥臂过热指示灯V1亮。同时，报警信号线P04与公共线801 向控制柜发出报警信号，控制柜的相应机构动作，复位后，故障报警消除。逐一将12根桥臂按上述方法实验后，则表明该部分竞价
11、工作已处于正常工作状态。54）快熔熔断报警 与操作过电压一样，用平口螺丝刀将快熔的报警微动开关拨动，这时可发现 “报警指示板”上的快熔熔断指示灯V亮，同时报警信号线P05、P06与公共线8001连通向控制柜发 出报警信号，控制柜上相应机构动作，并有相应指示。按复位按钮后恢复正常。逐一拨动每只快熔上的微动开关，均能得到上述结果。 同时拨动同一桥臂上的两只快熔的微动开关，除出现上述报警、指示外，还应发出跳闸 信号。这就表明该部分处于正常工作状态。逐一对12 组桥臂进行试验均应得到该结果。5）冷却系统实验A. 调节水温表的上限报警值，当其设定值低于实际值时，报警信号线P02与公共线801 应能可靠地
12、向控制柜发出报警信号，且控制柜也能发出相应的指示，相应的机构也进行动作， 重设上限报警值至正常参数，按控制柜复位按钮，该故障会消失。两块水管均应进行上述试 验。B. 与调节水温表一样，调节水压表的下限报警值，当其设定值高于实际值时，报警信 号线 P01 与公共线 801 会短接可靠地向控制柜发出报警信号，且控制柜也能发出相应的指示 及相应的机构也进行动作，重设下限报警值至正常参数，按控制柜复位按钮，该故障会消失。 该试验完成后，应将水压报警下限定于0.08Mpa （0.8kg/cm2）处，上限一般不作整定（置 0.25Mpa 处）。C. 上述检查完成后，启动一次冷却水泵，检查整流柜水压，水温指
13、示是否正常，并核 对与冷却器的指示是否一致。若差异过大，则应进行相应的仪表校验。调节供水阀门，使整 流柜上压力指示为0.2Mpa,检查整流柜内有无渗漏、水路不流畅等现象，如有则应迅速排 除。逐步加大供水阀门，使整流柜内水压达0.3Mpa,维持23小时，应无渗漏，水路不流 畅等现象。如有应迅速排除。D. 上述完成后，从冷却器的排水口处，取冷却水样进行水质化验。水质的优劣，对设 备能否正常运行关系重大，千万要引起足够的重视，以免造成母排内壁结垢，电蚀严重等不 良后果。（三）、耐压试验1详细核对交、直流母排连接及各组成部分相互之间的接线是否准确； 2检查各组成部分的绝缘强度。a）首先将晶闸管阴、阳极
14、，控制极用裸铜线短接，并将弱电回路元件短接或脱离电气 连接（若未短接或脱离，将会在绝缘试验时击穿硅元件和低压电器），同时用压缩 空气排尽冷却水系统的积水。特别是在现场时，整流柜同控制柜的连接线一定得甩 开，尤其是进 PLC 模块的信号线。另外换相吸收和操作过压吸收的电阻，电容， 快熔一定要短接好，防止高压击穿！b）主回路、辅助回路之间及各自对柜体和正、负极之间分别加工频2KV, 1分钟应无 击穿。c）拆除上述短接线,用万用表测正、负母排之间应有二极管特性。 附：以上准备工作主要是针对厂内调试,现场调试调主要看二次进线有没有连接错。为保证整流柜运行的可靠,跳闸回路的顺畅是必不可少的。比如在出现多
15、快熔熔断时,应立即 跳闸,而不要通过通讯,以防通讯故障时不能跳开主回路。（四）、空载实验顺利完成以上试验,并且跳闸信号能准时,准点动作。才可以进行本项试验。（注意： 直流刀开关应分断！）将整流变压器有载调压开关调至最低电压档位,然后合高压油开关,逐渐电压升至最额定电压位置，并记下各档位的电压数据，持续额定空载试验24h （最低不得少于4h）。空载试验一般用电炉丝作假设负载，电炉丝选用型号2KW/220V，选用数量根据柜子的 耐压，一般按一根承受200V电压。假如整流柜额定电压500V,那么就得选用3根电炉丝！（五）、短路实验1、二极管型整流器在空载试验正常后，才能进行本项试验。计算变压器最低输出电压，确保其最低电压低于变压器短路阻抗压降，否则不能进行该 项试验（该数据由变压器制造厂计算后给出）。首先接通继电保护系统、冷却系统，然后在直流刀开关出口端外将正、负母排短接。（在 铝厂一般由甲方电解车间工作人员完成准备工作）将有载开关调至最低电压档，合高压油开
