摘要：220KV整流机组稳流控制系统投入运行以来，其表现出系统稳定性良好，响应速度较快，一旦电解槽产生效应时，能够使产品的产量和质量提高，使铝电解糟的技术条件得以改善，电解糟的寿命延长。同时控制系统可利用自饱和电抗器进行细调，并采用有载开关进行粗调，同时利用PLC和上位机对其进行综合控制，能够实现自饱和电抗器的深度调压深度以及有载开关的升降控制，使电流恒定更加平稳，电流效率有效提高。
关键词：整流机组；稳定控制系统；PLC
一、稳流控制原理概述
稳流控制通常釆用自饱和电抗器进行细调，有载开关进行粗调，其中内部包括控制绕组、工作绕组等。控制绕组主要起到产生助磁，和偏移、袪磁绕组的作用。 利用自饱和电抗器对绕组袪磁作用进行控制，确保控制系统电流平稳，使电流效率有效提高。铁心中的磁通在普通变压器工作时仅有交流励磁，属于交变性质。另外一旦在铁心上除了存在交流励磁外，还包括了直流励磁，将极大地影响和改变铁心励磁特性。
通过稳流控制系统的运用，能够使电流恒定平稳得以保证，主要采用自饱和电抗器进行细调控制，一旦出现超出调节范围的情况，可利用有载开关对其进行粗调控制，通过两者的有效结合，对调压稳流系统进行构建。在实际控制过程中，需要结合生产实际情况和工艺要求，对整流机组自饱和电抗器的总给定控制信号进行实时调节，根据最大需量、安时偏差及直流系列电流瞬时值等的综合因素，对有载开关进行合理调整，确保电解生产需要得以有效满足[1]。另外在电解生产过程中，如出现电解效应，降低系列电流，需要采用自饱和电抗器进行自动稳流控制，如在极大电解效应及大扰动的情况下，导致自饱和电抗器与截止或饱和状态接近时，需要利用有载开关进行调整、；一旦效应消失，系列电流将瞬间提高，此时应立即下调有载开关，使其降低到自饱和电抗器的有效控制范围之内。
二、稳流系统构成分析
稳流系统主要由保护柜、稳流柜、控制柜以及上位机等构成。在稳流柜内主要包括了单相调压器、变压器、电阻、电抗器、分调PLC电容器及总调PLC。应用软件是在主流计算机上，对工业控制对象的人机接口进行智能软件包的建立，具有功能完备、操作简便等特点，其主要包括打印、显示、报警、报表、网络通信、数据存储等功能，能够使工控软件开发者的重复性工作大幅度减少，并可利用丰富的软件资源进行二次开发[2]。该软件包主要由工程浏览器、工程管理器、画面运行系统等构成，在软件画面开发系统中，对多幅画面包括电流曲线、电压、各种参数设置等进行了设计，并通过画面及报表画面等形式进行相应的操作控制，利用驱动程序的安装测验上述各类组态画面，对稳流各种数据进行实时监控和实时操作。另外PLC技术运用具有参数配置灵活的特点，可以结合控制实际要求，可PLC 或增加扩展模块进行科学选择，并对各种规模的控制系统进行构建，并包括了一般计算机的各种操作指令，具有用户功能友好，可充分利用计算机系统平台进行指令编制， 也可以利用手持编程器进行编制，具有较强的通信功能，尤其适用于进行各种机械及过程控制。利用分调PLC与总调PLC可以在通信系统网络中实现数据交换和传输。
三、稳流控制过程分析
稳流控制系统主要采用整流机组配置PLC的结构形式，使单机组的小闭环稳流控制得以实现，并通过上位机的运用，实现稳流大闭环控制。在单机组小闭环控制回路中，通过高额斩波方式对绝缘栅双极晶体管等关键功率元件进行控制，并予以保护，其虽关键功率元件直接影响着稳流控制效果，通过触发电路板对占空比进行调整，从而使系列电流发生改变[3]。在实际控制过程中，恒流控制原理主要是将变换后的机组的直流电流反馈至PLC，与给定信号进行比较和计算，对占空比进行控制，使自饱和电抗器的控制电流发生改变，使机组电流稳定得以实现。在稳流中通过PD的有效调节，并通过显示器对安装调试中不断调整的稳流系统参数进行显示和修改。在参数调整过程上，系统反应速度随着比例放大系数增加而加快；系统反应速度也会随着积分时间常数加大而减越慢，同时在微分作用下，静态误差越小会增加控制系统会干扰的敏感度。总调控制通常由系列电流通过互感器向PLC进行反馈，并与系列电流设定进行比较和计算，从而使系列电流的稳定性大幅度提高。当自饱和电抗器的电压控制深度呈现饱和状态时，利用PLC能够实再变压器有载开关升降的自动调节，不论在多大的电压波动情况下，系列电流都实现稳流的目的，并使调压范围扩大。
在进行安时偏差控制时，应将设定标准电减累计值与实际电解系列电流累计值进行比较，设定电流根据本小时剩余时间以及所求得安时差进行自动调整，使安时偏差自动控制得以实现。 在进行最大需量控制时，为了确保电流平稳度最大化，通常出现最大需量超标的情况．为了有效避免此类状况的发生，应对最大需量加强控制，严格按照国家相关规定进行判断，一旦出现需量有超限时，应将设定电流值及时降低，然后对需量进行进一步判断，如不再有出现超限趋势，则可对原有设定电流值予以恢复。
在进行系列电流总调控制时，可由上位机采用大闭环调节，对系列电流进行设定，设定电流通过总调PLC与实际系列电流进行比较，通过PID进行调节，并对各机组进行平均分配，使系列电流恒定目的得以实现[4]。 在单机组稳流控制中，由总调PLC决定总调电流设定，确保四个机组实现平衡输出，分调PLC决定分调电流设定。通过其他综合条件和自饱和电抗器控制电流对有载开关总调自动升降操作进行确认，并由计算机完成最终的升降自动控制。
结束语：目前从稳流系统应用状况分析可以看出，其应用成效理想，能够使系列稳流精度和达单机组稳流精度提升，稳流系统反应速度提高，整流机组的平稳控制误差减少。在电解槽出现效应时， 能够在不调节有载开关的情况下，使系列电流保持稳定不变。通常运行方式都是基于有载开关总调、稳流总调的自动方式，稳流系统的远程及本控开关能够实现干稳流给定值的正常切换，在远控方式下，由计算机通过通信对稳流给定值进行设定；在本控方式下，由稳流柜内给定的升降开关对给定值进行控制，整流柜输出电流调节一次将会增加或减少250A。如控制电流为零时，需要将有载开关控制为升，当控制电流最大时则应将有载开关控制为降，同时以系列电流稳定为目标值对升降级数进行确定。另外一旦稳流系统出现通信故障，可将远控方式转换为本控位置，利用稳流柜内给定升降开关对单机组直流电流进行调节和控制。
参考文献：
[1]王益考. 220kV整流机组稳流控制系统[J]. 电气时代, 2004(2):66-68.
[2J]汪璟. 整流机组稳流装置改造[J]. 中国有色金属, 2010(11):68-69.
[3]周甫庆, 吴晓红. 大功率整流器稳流控制系统的设计[C]// 中国计量协会冶金分会2016年会论文集. 2016.
[4]岑建军, 陈祉丞, 郭昊昊,等. 500kA铝电解供电系统稳流控制策略优化[J]. 上海电机学院学报, 2018, 021(001):58-64.