国产整流器与进口整流器的性能比较及改进方向

王永升

（中国石化股份有限公司齐鲁分公司氯碱厂，山东 淄博 255411）

国产整流器在产品的质量、可靠性、设计理念、功能、外观等各方面都有了长足的进步，但与进口整流器相比，许多方面还显的不足，通过对它们多方面的性能进行比较，从中找到优点及不足，确定改进方向。

1 国产整流器的优点

1.1 冗余技术实现高可靠性

国产整流器都有交/直流反馈冗余；同步信号冗余，同步信号丢失锁定；调节器冗余，通道可自动/手动无扰动切换。这样的设计，起初是考虑到整流器所用电子元器件的质量问题，作为可靠运行的补救措施，随着电子元器件质量的提高和多通道并列运行的技术改进，原来的冗余设计已变为容错设计，可靠运行度已有充分的保证。

1.2 参数在线设定便于系统调优运行

当整流变压器所接电网的容量不是太大时，或电网的电压波动较大时，有载调压开关（OLTC）就可能频繁动作，此时可在线将控制角α的下限值调大一些（如由原来的25°调至35°），就可抑制OLTC的频繁动作，在电网电压正常后，再在线恢复α的正常值，如此，可安全地使OLTC躲过电网的波动。另外，如果电网始终较稳定，通过控制角α适当的在线设定可得到较为理想的功率因数。进口整流器其程序中设定好的参数，操作人员是无法在线设定的（厂家专业技术人员通过相关设备可在线设定）。

1.3 人机操作界面功能完善，方便操作人员的运行监控

开关、模拟量状态、运行状态及报警设定值等都能在操作界面中方便地查询到，如当前控制角α的大小，可很简单地通过整流器的交流输入电压及整流器的实际输出直流电压，计算出整流器的直流电压损耗、功率损耗等，这样，可对整流器的某些性能指标进行实际的核算。再就是某一运行参数离报警值还有多大空间可以很方便地查到，便于操作人员及时地监控与调整。

1.4 通讯系统的开放性易于实现全厂的微机监控

国产整流器的通讯系统一般是开放性系统，只要知道通讯协议，极易与其他网络、监控系统实现联网，做到全厂的微机监控，真正实现电气的综合自动化。外商的整流器也能实现与其他系统的联网，但考虑到保密性，通讯系统通常不是开放性的。

1.5 控制系统集成化、小型化，操作人员易掌握

进口整流器多是模块化设计，控制模块繁多，原理复杂，一般操作人员不容易掌握，而国产整流器多是集成化、小型化设计，柜内控制插件少、控制原理较传统、易掌握，有问题易于查找、处理。

2 国产整流器的不足与改进方向

2.1 现场控制柜的密封、散热方面

国外整流器的现场控制柜都是密闭型的，内部一般都有空调进行恒温、恒湿控制，保证了电子元器件性能稳定，避免了因内部温度高引起的电子元器件性能漂移现象，且大大延缓了元器件的老化。另外，因柜子是密闭的，阻断了外部腐蚀性气体的进入，避免了环境对元器件的腐蚀。

国产整流器现场控制柜一般是不密闭的，因与整流变压器布置在一起，而变压器的运行温度在50℃左右，其向周围空间散发出大量的热，尤其夏天，控制柜内的温度都在40℃以上，如此高的运行温度，加速了电子元器件的老化，且易造成元器件的性能漂移（引起整流器输出电流的波动或停车），及电子元器件管脚、印刷线路板的腐蚀。

基于上述对比，建议国产整流器现场控制柜改为密闭后，也加装空调。如果条件所限，至少将柜子密闭，在柜子的底部引入清洁的仪表风，通过仪表减压阀将适量的仪表风通入柜中，这样始终保持柜内微正压，在柜子漏气时，由内往外漏，既阻止了外部腐蚀性气体的进入，又达到了散热的目的。

2.2 整流装置一体化方面

国产整流器柜与去离子水换热装置是分离的，这样既增加了占地面积，也显得现场凌乱。另一方面，整流器可控硅整流室一般都无冷却措施，虽然柜内的可控硅、熔断器和母排都有去离子水冷却，但它们的热量还有部分散发至柜内，而过压吸收装置中的电阻、电容是无冷却措施的，所有这些因素造成了可控硅整流室内温度较高。在夏天为了散热而开门运行（变配电开关柜都要求“五防”，而整流器可控硅整流室开门运行，存安全隐患），开门运行、温度较高也使得柜内较脏、元器件及导线老化加速。而进口整流装置都是一体化的，去离子水换热器也装于标准柜内，与整流器柜一同布置，现场美观、实用，更重要的是，通过水—风换热器将可控硅整流室进行强制循环风冷，充分保证了可控硅整流室的散热，如此就无开门运行的必要，安全也有了保障，这也是进口整流器都有门联锁的原因。

2.3 抗电磁干扰方面

国产整流器在抗电磁干扰方面，都采取了继电器隔离、光电隔离、电缆屏蔽、接地、滤波、优化布线等等措施，产品满足相关标准的要求，也通过了国家级实验室的电磁兼容性检验，但现场实际运行中受到干扰的情况时有发生。而进口整流器将重要的线路，如脉冲信号线、通讯线等都改为光缆，从源头消除了电磁干扰的影响，这也应是国产装置努力的方向。

2.4 故障显示方面

国产整流器在故障显示方面现在已较完善，但为了便于操作人员快速、准确地处理问题，建议出现故障时，除声光报警之外，在报警画面中单独增加一弹出窗口，包括故障的原因、处理措施查询，处理此问题要查询的图纸页数、坐标，以及电子图纸的连接、现场实物照片的连接等。

2.5 安全联锁方面

通常线路故障的发生有2种情况，一种是开路，由于断线、接线端子松动、端子等接触面氧化后接触电阻增大等原因造成的，开路发生的概率占线路故障的90%以上；另一种是短路，它是由于两芯线间绝缘老化、外力挤压、端子受潮等原因造成的，短路发生的概率占线路故障的10%以下。线路故障对数字输入信号的影响分析见图1。

图1 数字输入信号梯形图

（1）开路。对常开触点的影响是拒动，对常闭触点的影响是误动。

（2）短路。对常开触点的影响是误动，对常闭触点的影响是拒动。

国产整流设备一般为避免因线路故障问题引起联锁误动，数字信号的故障联锁多是选用的常开触点，而国外整流设备一般数字信号的故障联锁多是选用的常闭触点，选用常开触点的优点是：最大限度地避免了因线路问题造成的误动停车；缺点是易造成真正故障时的拒动，安全性能方面变差。选用常闭触点的优点是故障出现时能可靠地联锁停车，安全性能方面有保证；缺点是因线路问题易造成误动，增加了误动停车的概率。

综合权衡，至少应将拒动会造成电网和设备重大损坏的联锁信号改为常闭触电。

2.6 反馈信号及直流输出电压线性化校正方面

整流器的稳流精度除电流采样频率、信号干扰、信号转换器的精度影响外，还受电流CT的测量精度的影响，有时是主要的影响因素。如在直流CT故障后，由交流CT提供负反馈时，因交流CT的精度远不及直流CT的精度，此时的稳流精度可能变得较差，但通过整流器内部的补偿校正也可达到较高的稳流精度。同样直流输出电压的偏差，也可通过整流器内部的补偿校正，如此，整流器的各种控制、指示参数将变得更精准、更逼近实际值。

2.7 设备预期寿命的评估方面

现在许多进口整流器厂商对整流设备的预期寿命进行了评估，且以表格的形式列出，包括器件的名称和预期寿命。这样可清楚地告诉用户，整流器的哪个元器件、部件的预期寿命是多长，一方面指导用户的备件储备，另一方面用户在元器件的预期寿命要到期时，在运行中，要多巡检、多关注，早做更换的准备工作，使用户在使用、维护中可做一些更有针对性的工作，确保整流器运行在最优状态。

电动机运行在绕组绝缘材料的最高允许温度情况下寿命是10年，但在实际情况下环境温度和温升均不会长期达设计值，因此一般寿命为15～20年。如果运行温度长期超过材料的极限工作温度，则绝缘的老化加剧，寿命大大缩短。同理，整流器的部件预期寿命也随运行环境而变，这对用户的环净条件也提出了要求。

总之，为使整流器运行在最优状态，国产整流器厂商也需根据所用元器件的质量、要求的环境条件及以往类似产品的质量跟踪等参数，逐步完善整流器预期寿命的评估。

2.8 远程诊断

进口整流器通过网络具有如下功能：

（1）远程监控。可以远程监控实际运行现场的运行状态；

（2）故障查询。自动通知或者根据客户预定通知（弥补用户技术上、认知上的不足）；

（3）远程分析。定期分析系统来提高可靠性（通过事件记录仪和数据记录仪的内容分析、判断）；

（4）升级软件。远程为用户软件升级。

以上功能为用户服务就变得更及时、更方便，这也是今后努力和改进的方向。

3 结语

国产整流器在新技术应用、工艺水平和可靠性等方面较以往有了长足进步，某些方面也有一些亮点，但总体来讲，与进口产品存在差距，国外公司对新技术的掌握和应用，反应较敏捷，可以迅速地吸收电力电子、控制系统、通讯系统等领域内最先进的研究成果和工艺，将其转化到产品中，使产品的技术先进、功能强大、可靠性得到充分保证，国内公司应当借鉴学习。