全数字化整流系统中节能与抑制谐波的设计方式及运行效果

成金平，吴彬，冯新建，毛学七

（1.新疆天业天辰化工有限公司，新疆石河子832000；2.广州电器科学研究院，广东广州510300）

全数字化整流系统中节能与抑制谐波的设计方式及运行效果

成金平1，吴彬1，冯新建1，毛学七2

（1.新疆天业天辰化工有限公司，新疆石河子832000；2.广州电器科学研究院，广东广州510300）

介绍了新疆天业集团天辰化工公司全数字化整流装置的整流系统依靠整流主变的移相角、控制角的自动调节、增加脉波数、一机两槽等措施来实现节能降耗及抑制谐波，成效显著。

节能；抑制谐波；设计；运行

新疆天业集团天辰化工公司40万t/a PVC项目于2007年11月正式投产，该公司引进日本旭化成高电流密度零极距自然循环离子膜电解槽，离子膜整流装置包括7台整流主变、14台晶闸管整流器（一机两槽方式）、7台纯水冷却器（1台纯水冷却器供2台整流柜）。由于整流设备先进，控制系统合理且完善，自投产以来，在节能降耗及抑制谐波方面取得了显著成效。

1 整流系统组成及主要参数

高电流密度零极距自然循环离子膜电解槽的最大电流密度为6.0 kA/m2，额定电压为490 V，电槽正常运行电流密度为5.5 kA/m2。电解配套ELE9000型晶闸管整流器，该装置是基于工业计算机的全数字化系统，设有1套远程控制柜和1套后台微机监控系统，可以对整流系统中的高压开关、整变、有载开关、整流柜、直流刀开关和纯水冷却器进行数据采集和远程控制，14套整流监控系统采用通讯光缆传输，双微机相互热备用。

整流主变选型为ZHSFPT—18500 kVA/35，运行方式为一机两槽，电网电压为36.5 kV，额定直流电流为2×16.2 kA，额定直流电压为490 V，15级有载调压，调压范围为65%～105%。采用三相桥式整流同相逆并联，单机组整流脉波数为2×6，整流主变总等效脉波数为48，冷却方式为强油风冷，晶闸管整流器为KHS—16.2 kA/490V型。

2 节能与抑制谐波设计方式

40万t/a PVC工程采用的ELE9000控制系统为全数字化、智能化的整流调节监控系统，该装置设置α控制角与整流变压器有载调压开关连动调档，α控制角可根据电网及生产负荷情况设置上、下限在线修改，在运行中将其控制角设定范围α<10°或α>23°，当控制角达到上述范围后，控制器发出调档请求，自动连动或手动有载调压开关进行调档，以确保整流器在较高的功率因数下运行，这样，系统的有功功率比较大，完全达到经济节能的效果。

该工程有14台离子膜整流设备，产生的谐波对电网影响较大，为了抑制谐波，采用了以下措施。

（1）整流主变具有移相角，等于增加了整流站等效相数，这是一种减少谐波含量的有效方法。等效多相制的原理是用人为的方法使所有整流器的同名相电压之间发生相位移，以减少谐波分量。7台整流调压主变移相角度分别为±3.75°、±11.25°、±10°、0°，因此，系统输出到网侧谐波分量减少，起到减小谐波的作用。

（2）为减少整流设备产生谐波注入电网，在选型时增加设备输出脉波数，采用一机两槽供电方式单机组成12脉波，4台机组构成等效48脉波，避免在深控状态下工作。整流系统在深控状态下工作会产生非常严重的谐波，故采用有载调压开关进行粗调，可控硅进行细调，避免整流系统在深控状态下工作，有效抑制了高次谐波的产生。

3 抑制谐波节能运行的效果

自2007年11月27日以来，电槽在5.5 kA/m2电流密度下运行，电力部门对整流系统在未加滤波及补偿装置下，一机两槽方式运行时的系统谐波进行了检测，结果见表1。

表1 1号整流变谐波电流检测与允许值对比结果

检测结果表明，运用此设计方式，不但自然功率因数及设备利用率高，而且极大地减少了对电网的谐波注入量，无需投资消除谐波设备及补偿装置，节约了能源，降低了生产成本。

整流系统采用接线方式具有移相角、15级有载调压档优点的整流变压器，并采用先进的全数字化计算机控制，在整流器稳流精度高、响应速度快等优势的基础上，系统还实现了对有载调压开关与控制角的智能调节，保证整流系统在较高功率因数下运行，减少谐波对电网的注入，使设备达到经济、合理运行。该装置投运以来，系统运行平稳，操作便捷，在未加装消除谐波设备、补偿装置的情况下，谐波含量未超标，一机两槽方式运行的自然功率因数达到0.94～0.98，完全满足化工工艺需要，达到节能效果。

Design and operationaleffectsof energy saving and harmonic wave inhibitions in digital rectifier system

CHENG Jin-ping1,WU Bin1,FENGXin-jian1,MAOXue-qi2
（1.Xinjiang Tianye Tianchen ChemicalCo.,Ltd.,Shihezi832000,China; 2.Guangzhou Electric ApparatusResearch Institute,Guangzhou 510300,China）

The measures of energy saving and harmonic wave inhibitions in digital rectifier system were introduced,including adjustingmain transformer phase-shifting angle,self-regulation of controlled angle, increasing pulsewave and one for two rectifier.Operationaleffectswerebetter.

energy saving;harmonicwave inhibitions;design;operation

book=4,ebook=74

TM461

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1009－1785(2010)07－0004-02

2009-09-18