增加在产电解铝供电备用容量节能效果分析

张红霞

摘 要：电解铝供电整流损耗主要为调压整流变损耗、整流柜损耗和母线损耗。其中备用容量较欠缺的整流系列，整流变、整流变阀侧母线及整流柜分支母线损耗受负荷变化影响较明显。供电整流系列增加备用容量后，在实现安全最大节能外，整流变、阀侧出线及直流分支母线均出现较大程度可计算直接损耗降低现象，供电整流效率提高，电解系列可比交流电耗降低。

关键词：备用容量;整流损耗;日损耗;整流效率

随着部分电解铝供电系统整流变、整流柜等主要设备共性缺陷的出现及增多，以及行业对供电安全性的观念转变，前期设计的部分供电整流系列N+1备用容量已不能满足对电解系列供电安全性的需求。增加供电整流的备用容量，提高供电的安全性是一项可行措施。某已投运供电整流所在供电系统备用容量由N+1技改为N+2模式供电后，调压变本体、整流柜本体总损耗变化不明显，但整流变、整流变阀侧母线及整流柜分支母线损耗降低较多，节能效果明显。

1 整流变阀侧出线损耗

1.1 整流变阀侧结构特点

整流变阀侧出线自整流变低压出线端至整流柜交流进线端。一套整流变为A、B两台变压器，每台整流变各带一套出线，每套出线由两组A、B、C三相同相间移相角相差30°低压阀侧铜排构成，整流变低压阀侧输出为低电压大电流的交流输出，电压一般在一千伏以内居多，电流可达数十千安。

1.2 N+2台和N+1台损耗计算值对比

采用某A整流所N+1台运行时抽测的阀侧母线压降，进行计算N+2台损耗和与N+1台运行的损耗变化，通过表1数据，备用容量增加为N+2台时，日损耗降低12030KWh。

1.3 N+2台和N+1台损耗实测值对比

采用某同型B整流所N+1台运行时抽测的阀侧母线压降进行损耗计算，与N+2台运行抽测的阀侧母线压降的损耗计算值进行对，可发现备用容量增加为N+2台运行时，日损耗实测值降低13536.96KWh。

1.4 损耗计算值与实测值对比

N+2台和N+1台实测值和计算值在计算中应考虑全年环境温度和相应温度折算。同时因整流变阀侧母线结构特点，考虑测量安全性，采用每台抽测值。两种不同对比方式，日降低损耗数据基本对应。

2 整流柜分支母线损耗对比

2.1 整流柜分支母线结构特点

整流柜分支母线自整流柜直流汇流母线出线端至室外直流大母线汇流进线端（不含汇流母线部分）。一套整流柜为A、B两台，每台整流柜各带一组正负直流出线。整流柜分支输出为直流低电压大电流，电压一般在一千伏左右，电流可达数十千安。

2.2 N+1台实测与N+2台计算损耗对比

采用某A整流所N+1台运行时测得的所有整流柜分支母线压降，进行计算N+2台损耗和与N+1台运行的损耗变化，通过表2数据，可发现备用容量增加为N+2台运行时，日损耗降低688.32KWh。

2.3 N+2台实测与N+1台计算损耗对比

采用某同型B整流所N+2台运行时测得的所有整流柜分支母线压降，进行计算N+1台损耗和与N+2台运行的损耗变化，可发现备用容量增加为N+2台运行时，日損耗降低655.2KWh。

2.4 损耗计算值与实测值对比

N+2台和N+1台两种不同对比方式，日降低损耗数据计算值与实测值基本对应。

3 整流变损耗对比

某整流所整流变损耗对比：

整流变损耗由两部分组成，整流变空载损耗Po和负载损耗Pk，即变压器铁损和铜损。

N+1台总损耗：3768KW;

N+2台总损耗：3474KW;

N+2台与N+1台损耗差值：294KW;

日损耗降低：7056KWh。

4 N+1台和N+2台整流效率对比分析

考虑温度变化对整流效率影响因素直流传感器的测量误差，选用一台套整流变大修或检修时段运行N+1台平均整流效率和大修或检修前后运行N+2台平均整流效率进行对比。

4.1 运行整流效率

某整流所2019年增加安全备用容量后正常运行N+2台整流机组。2019年4-5月份1#变压器检修时段N+1台运行平均整流效率97.68%，检修前后N+2台运行平均整流效率9786%。N+2台和N+1台整流效率差值0.18%;7#变压器检修时段平均整流效率97.52%，检修前后平均整流效率9767%。N+2台和N+1台整流效率差值0.15%;N+2台运行和N+1台运行整流效率平均差值0.165%。

4.2 N+2台和N+1台运行整流效率

因不同年度和不同月份整流设备辅机温度控制和环境温度的不同，以及总直流传感器采集数据受温度变化的影响，相差较长时段的整流效率纵向对比，仅作为参考值。而同一电解整流系列相对时间较短的检修前后整流效率可作为数据分析对比的借鉴数据。

4.3 某整流所N+2台与N+1台总损耗及效率对比

N+2台日总降最低损耗=整流变阀侧出线日降损耗12030KWh+整流柜分支出线日降损耗655.2KWh+整流变日降损耗7056KWh=19741.2KWh;N+2台运行和N+1台实测运行整流效率平均下降0.165%。

5 结语

通过对在产N+1整流系列，增加一台套整流机组实现N+2备用前后，整流变、整流变阀侧铜排、整流柜分支出线等主要部位的损耗变化的计算和实测对比，并结合运行N+1台和N+2台整流效率的对比验证，整流系列扩容为N+2后，主要设备损耗降低明显，整流效率有较大提高，可比交流电耗降低，电解铝系列吨铝电耗下降。

参考文献：

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