电解铝晶闸管整流装置技术

晶闸管整流装置技术协议书

二00七年十二月

附件1技术规范

一、总则

1．本技术协议书适用于铝硅钛合金示范项目五套整流器及其附属设备的设计、制造、试验、包装、运输、交货、现场验收等方面的技术要求及相关的伴随服务，供方应按照本技术协议书中所述条款，在工程设计、制造、验收和培训等方面为需方提供满意的服务。

2．供方应完全遵从技术协议书的要求为需方提供优质的产品和满意的服务。3．本技术协议中所采用的标准如与现行国标或IEC标准中的技术要求不一致时，应按较高标准执行。

4．整流器与变压器之间的配合问题，由需方协调设计单位、整流柜制造厂、变压器制造厂进行图纸配合。

二、使用条件

1、环境条件：

（1）年平均温度 6.6℃

（2）最冷月平均温度及湿度 -13.0℃

（3）最热月平均温度及湿度 21.9℃

（4）极端最高温度 37.3℃

（5）极端最低温度 -32.8℃

（6）年最大降雨量 579mm

（7）年平均降雨量 361.7mm

（8）年平均降雨量 361.7mm

（9）主要风向及其频率

冬季 C11.9% N18%

全年 C21 N15%

（10）冬季平均风速 3.0m/s

（11）夏季平均风速 2.4m/s

（12）大气压力冬季 90.2kPa

夏季 88.94kPa

（13）最大积雪深度 22cm

（14）日平均温度≤5℃的天数 166d

（15）标准冻深 1.6m

（16）污秽等级： IV（重污秽区）

（17）安装地点：户内

2、供电电网参数：

（1）系统额定电压： 220 kV

（2）频率：50±0.4HZ

（3）系统电压范围：220-5% --- 220 +5% kV

（4）系统接地方式：大电流有效接地系统

（5）220KV母线三相短路电流：Imax= A Imin= A

3Imax= A 3Imin= A

（6）爬电比距：3.1cm/KV

三、装置用途：

铝电解生产直流电源

四、电解系列参数

系列直流电流 330KA

额定直流电压 660V

五、配套的调压整流变压器参数

1、5台整流变压器移相为0°、±6°、±12°或（+27°、-3°）、

（+21°、-9°）、（+15°、-15°）、（+9°、-21°）、（+3°、-27°）。

2、单机组12脉波整流，正常情况下5套整流机组并联运行构成等效60脉波整流系统。当一台机组检修或故障退出运行时，其余4套整流机组并联运行并能保证整流输出330kA/660V容量。

3、整流机组采用调压变压器调压，有载调压开关采用德国MR公司54级VRC型有载开关连续调压做粗调，调压范围从5％～105％，晶闸管做细调。

六、整流装置主要技术参数

1、组成：每套整流机组由2台整流柜和2台稳流控制柜组成。

2、单机组额定电压：U

dN ＝660V，单机组额定电流：I

dN

＝2×44KA

3、接线方式：三相桥式整流接线，同相逆并联，晶闸管整流。

4、负载等级：II级（100％连续，150％一分钟）

5、整流元件：整流元件的电流富裕量应大于 3.5，电压富裕量应大于 3.5，选用4英寸低损耗大功率水冷式带防爆裂结构的晶闸管（KPC-3700A/3000V）。机组间整流柜均流系数≥95％，柜内桥臂之间≥92％，元件之间≥90％。

6、在额定电压和额定电流以及额定频率时变流装置效率≥99.5％（各种损耗应满足IEC标准要求）。

7、整流装置短路耐受能力：

（1）短路热耐受能力：当有载开关（OLTC）在任意一档时，每台整流柜应能承受持续时间2秒的交直流侧短路，并且交流铜母线温度不超过250℃。

（2）短路动稳定经受能力：当有载开关（OLTC）在任意一档时，每台整流柜应能承受由IEC标准规定的交流侧和直流侧短路测试电流值，并且整流柜自身以及柜内桥臂和辅助器件不产生变形和移位。

（3）需方提供电源系统短路容量及整流变压器详细技术参数后，供方应提交变压器二次侧短路和直流侧短路电动力详细计算书以及主要元件选择的详细计算书。

8、整流晶闸管采用国产优质元件，快速熔断器可选用西整熔断器厂产品，快速熔断器分断容量≥200KA，型号规格为RSG-660V3000A。

七、冷却方式：

采用去离子水冷却系统，水－水冷却方式。冷却装置的冷却水量，进出口温度及整流柜发热量等相关参数由供方向设计方提供，所有与整流柜连接的进出口水管应采用PVR工程塑料管。整流柜冷却用支路水管采用日本进口产品，并能承受1MPa水压。

八、整流器电压调节和稳流控制系统：

1、整流机组设“远控”和“就地”控制两种方式，并采用PLC触摸液晶显示屏（10寸）操作模式，每台整流柜各采用一套独立控制系统，机组采用PLC（莫迪康品牌）控制，除开关量模块外还应有模拟量输入输出模块和通讯模块，机组就地稳流控制柜中的PLC与主控室总控制柜中的PLC以及综合自动化（IAS）

系统采用光纤通讯，主控室总控制柜中的PLC与综合自动化（IAS）系统也采用光纤通讯（单模光纤，7芯）。

2、直流电流自动稳流控制系统。控制方式采用电流闭环稳流控制的 PLC控制方式，稳流精度≤0.5％，稳流控制设置：远控－近控；总调－分调，自动－手动无扰动切换，切换设在就在控制柜上。反馈信号采用交直流两种反馈信号，当一种信号严重失真时自动切换到另一种信号上，在稳流控制柜上装逆流允许/不允许选择开关。

3、正常情况下，由于电网电压波动和电解负载波动会引起电解系列电流变化，通过调节晶闸管控制角可使电解电流保持恒定，当电压调节超出控制角范围时，控制系统应发送上限或下限报警信号并自动对有载开（OLTC）进行上调或下调，每次调节级数不超过一级。但当电流偏差超过规定范围时禁止对有载开关（OLTC）进行上调或下调。

4、机组PLC应采集如下模拟信号：

（1）整流A柜晶闸管控制角。

（2）整流B柜柜晶闸管控制角。

（3）整流A柜直流输出电流。（由传感器厂家提供0~5V和4~20mA信号）（4）整流B柜直流输出电流。（由传感器厂家提供0~5V和4~20mA信号）（5）整流A柜给定电流。

（6）整流B柜给定电流。

（7）整流A柜交流反馈电流。（由变压器厂家提供AC0~1A信号）

（8）整流B柜交流反馈电流。（由变压器厂家提供AC0~1A信号）

（9）整流机组直流电压。

（10）整流柜进水温度。

（11）整流柜出水温度。

（12）冷却水进水水压。

（13）纯水电导率（由纯水器厂家提供DC0~5V信号）。

所有信号都必须经信号隔离器送到PLC。

5、控制柜光纤接口：供方提供2路光纤通讯接口，1路去综合自动化系统，1路去总控制柜，