铝电解整流供电设备中存在的问题及解决对策分析

郑子龙 赵达

摘要：随着时代的进步，铝电解行业发展也愈发迅速，高新技术在铝电解整流供电设备中的应用能够显著促进铝电解技术的提升。然而，纵观当前铝电解整流供电设备，可以发现其中存在诸多问题，引发诸多事故，为社会发展带来极大的安全隐患。因此，为了避免事故发生，本文对铝电解整流供电设备中存在的问题进行了全面分析，又相应的提供了解决策略。

关键词：铝电解;整流供电设备;事故;

铝电解行业随时代的发展而日益进步，需求量也日益增加，并且也逐步发展到了大电流容量和高效率阶段。随着相关装备技术水平的日益提高，技术问题和安全隐患也日益增多。鉴于此，本文详细分析了近些年铝电解整流设备中出现的典型事故，提出了相应的解决策略。

一、整流柜中存在的问题及相应解决策略

整流柜是铝电解整流供电设备中的核心设备，它主要功能是將交流电转变为直流电，因此，整流柜的整流电路结构是同相逆并联三相桥式。整流供电系统中，相关的电流和电压始终是处于逐渐加大的趋势，与此同时，整流柜内部设计容量，与其短路容量也要相应增加，为了能够适应这种变化，整流供电设备中相关元件性能也要满足设备要求。受该情况的影响，若是相关厂家依然仅用电流和电压进行累计计算得出设备容量，那么其结果将会同实际情况相差甚远。

（一）整流元件

鉴于器件自身特点，相关元件的快熔过小，系统容量过小，那么该整流元件极易被电压所击穿，出现元件受电压击打，发生伸缩环爆炸现象。爆炸过程中也会产生相关弧光，导致整流柜出现短路，产生爆炸。此外，随着元件尺寸的不断加大，元件的压接工艺也会随之愈发严格，若是元件压接过程不过严谨，导致受力不均，将会直接导致元件过热、局部导电，被击穿等危险事故。

（二）整流柜材料

纵观当前行业，可以发现整流柜柜壳边缘检测方法不一，未设置统一标准，导致整流柜柜壳的边缘检测难以科学明确。与此同时，鉴于整流柜自身材料的绝缘性，密度不够时很容易出现吸水微孔，若是遇到整流柜停电的情况，将会直接降低柜内温度降低，从而发生液化情况，空气中的水蒸气，部分会进入到整流柜的吸水微孔中。若是整流柜再次通电，柜内温度也会由此升高，柜体绝缘材料也会因为受热，相关水分就会由此蒸发，整流柜的绝缘水平在此过程中就会发生变化，不会再维持传统平衡状态，绝缘水平由此破坏。剖析诸多事故发生原因，不难发现，若是绝缘材料的环氧脂板被劣质材料所代替，防火性能就会由此减弱，不仅不能杜绝事故的发生，而且很容易引发事故，并对事故起到推波助澜的作用。总而言之，整流柜在设计的过程中，若是抗短路能力不强，防弧光短路能力过弱、整体绝缘水平较差都将会直接导致诸多事故。

（三）解决对策

首先，将水平汇流母线同交流母线之间的距离拉大，或是可以采取相关措施避免汇流母线到整流柜外，整流柜内的相关保护器或是附件都要放置在合理位置或是放置于柜外，以此来避免短路情况致使事故发生。其次，为了能够在整流柜出现故障时，能够及时排除出来，就要在整流柜上安装弧光探测装置，以此来及时发现整流柜故障，并及时断开整流柜同其他整流装置之间的高压侧断路器。最后，要随时代发展进步，及时更新国内的整流装置，并设置统一标准，及时验收装置性能。

（四）防范策略

整流器和整流变压器之间形成统一的整流机组，促使二者协调高效工作，以此来保障整流机组能够在正常范围内予以运行。因此，该整流机组内部的整流装置最好选择同一制造商，避免整体工作受到影响。同时，也要适当安装防火喷淋性装置，避免火灾事故的发生。最后，为了能够高效避免诸多短路事故的发生，也可以将补偿绕组材料替换成半硬铜等等。将一次充油式套管预都替换成干式套管，避免母线阀侧出现局部漏油的情况[1]。

二、整流装置控制保护系统

（一）主要事故现象及原因分析

随着时代的更新进步，我国综合水平日益增强，国内综合自动化技术也日益成熟，新建立的大型电解铝厂要都配置了国际上最顶尖的综合保护装置和综合自动化系统。虽然，在铝电解蒸馏供电系统中，采取综合自动

化装置设备能够显著提高整流供电自动化水平，保障整流供电的安全可靠。然而，就目前我国铝电解整流供电情况来看，依然存在诸多问题，发生诸多爆炸等恶性事故。

首先，整流设备控制系统条目式报警信号过多过于复杂，导致该系统信号量过大。若是事故发生，极易导致复杂的信号掺杂一起，从而难以及时分辨事故原因，损失较大难以控制。其次，整流设备自动化控制系统所有信号未设置时标，事故发生后仅依靠上位机的时间将信号先后顺序予以辨别，将难以及时科学分析事故原因。再次，铝电解系列整体的离极保护装置未予以科学设计，若是点解直流系统出现离极故障，高压侧断路器难以及时快速断开，将会导致事故不断扩大，相关设备也会在此过程受到不同程度的破坏。此外，整流供电装置逆流未设置保护。整流柜出现短路情况后，虽然相关保护装置会自动断块整流柜高压侧断路器，但是在此过程中，其他整流装置会依然会通过直流母线向出现故障的整流柜持续送电，从而扩大事故发生范围。最后，整流供电装置未设置失压保护。当整流装置网测电源出现问题断电后，整流进线高压侧断路器都不会自动跳闸，若是此时网侧电源突然来电，将会引起整流供电设备出现带电负荷事故[2]。

（二）防范措施及对策

1.以整流供电设备整体为基础进行设计

铝电解整流供电设备相关控制系统在最初进行设计过程中，首先应该立足于电解铝整流的实际情况，从而最大程度上减少整流条目信号的采集，缩减系统运行周期。在此同时，整流供电设备综合自动化系统相关信号条目要设置固有时标，在事故发生后，能够清晰反映出事故发生的清洗时间和实际顺序。其次，铝电解整流供电设备控制系统在最初设计时，也要科学管理预告信号、事故信号及其他信号等。在事故发生后，要首先推出故障信号，相关运行人员要第一时间掌握到事故原因，在最短时间内将其科学处理，降低损失。此外，铝电解整流供电设备控制系统的主模拟屏上要装置重要光字牌，以此来将事故发生的保护动作更加直观立体的显现出来，方便相关工作人员能够及时处理。最后，在设计整流控制系统视，也要设计出电解系列保护装置，促使电解直流系统面对离极故障时，相关保护装置能够自动断开，跳带整流机组的进线高压侧断路器。

2.整流柜加装保护并实测整定

为了能够让铝电解整流供电设备出现短路时迅速断开所有整流机组高压侧断路器，就要对整个整流机组加装逆流保护装置，以此来避免整流机组通过直流大母线向出现故障的整流柜输送电流，从而扩大事故。其次，设置实测整定，整流变压器一端要安装整流柜过负荷的反时限流保护，以此来将整流柜的过负荷能力完全发挥出来，以此来满足电解生产。最后，整流供电系统要设置失压保护装置。党网测电源失电时，于79及调压整流机组而言，就会跳带所有整流机组的高压侧断路器，2×35级的调压整流机组，就会跳带至整流机组的所有进线高压侧断路器[3]。

结语：

总而言之，铝电解整流供电设备中存在的问题较多，且较为复杂，铝电解行业人员要紧随时代发展，更新电解技术，引进相关设备，让铝电解整流供电设备问题逐一化解，最大程度上避免问题发生，降低安全隐患。同时，也要积极学习先进理论，将国内铝电解技术作用完全发挥出来，作用于相关行业的发展进步。

参考文献：

[1]朱丽军.铝电解整流供电设备中存在的问题及解决对策[J].2021（2013-12）：84-84.

[2]贺静.浅析电解铝多功能天车存在的问题及解决措施[J].黑龙江科技信息，2019.

[3]周甫庆.关于电解铝用整流器主体结构与运行探讨[J].轻金属，2019，No.488（06）：67-74.