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电解铝供电整流系统优化研究

发表时间：2021/7/2 来源：《中国科技信息》2021年8月作者：曾华琴

[导读] 当前电解铝行业较快发展，所以对电解铝供电整流系统提出了及时优化、改造与更新的更高需求。

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摘要：当前电解铝行业较快发展，所以对电解铝供电整流系统提出了及时优化、改造与更新的更高需求。针对电解铝供电整流系统的进一步发展进步与优化改造的分析，结合电解铝供电整流系统存在的一些缺点与不足，对电解铝行业目前的供电整流系统在未来可能会得到优化与改造的部分内容进行多角度和多方面的探讨与分析。
关键词：电解铝；供电整流；优化研究
        1.当前电解铝整流系统分析
        在电解铝行业的不断的进步与持续发展以后，各行业的发展新形势与电解铝行业不再像以前那样拥有一成不变的特点和优势。电解铝行业的供电整流系统随着行业背景的变化其供电整流系统也逐渐发生了日新月异的变化。比如目前电解铝行业所应用供电整流系统中，其所拥有的最先进的系列电流装置已经由以前的小容量逐渐发展到越来越大的大容量，以前电解小流量的 160 kA 也逐渐发展到如今很多装置与系列中所普遍应用的 420 kA。这是未来电解铝行业的大趋势，也是对于电解铝行业未来发展的新引导和新指向，同时也是电解铝行业迫切发展的新要求和进步的动力。
        此外关于电解铝行业在供电整流系统应用的同时与现在电解铝行业新的背景和形势下，新的整流技术实现了逐渐发展和不断进步。电解铝供电整流技术在电解铝行业过去传统保守的背景下以及我国以前经济的发展还没有如此迅猛的情况下，在旧有的一些电解铝过程中需要配备的一些装置都比较老旧，电解铝所花的设备成本与原料成本都较高，但所得到的成效与结果却较低。
        现在电解铝直流供电的一些设备、整流设备与电解铝直流供电的保护设备得以进一步的优化、更新、进步发展以及基本设备与技术改造，只有不断地注重电解铝行业向这个趋势的发展，才能够适应目前新经济形势下电解铝过程中的高效运行与设备完善。电解铝行业的发展和生产经营的过程中需要一些更加先进的电解工艺与电解设备，以满足新的经济背景形式下新行业发展对于直流供电不断增加的需求实现。
        2.电解铝供电整流设备不足分析
        电解铝供电整流系统虽然较之前的电解铝的系统设备成本更低效率更高，但由于新型科学技术在供电整流系统的有效应用，现今的电解铝供电整流设备较之前的电解铝系统设备存在更大的安全隐患。近几年来电解铝供电整流设备经常发生爆炸事故，爆炸事故的多数原因是因为没有使电解铝供电整流系统中的无隔弧措施或者隔弧措施得到较好的安装与养护。而在电解铝供电整流设备中，如果其内部的原件与快熔下侧管之间没有防护隔板，供电整流系统内部回流正母线与负桥臂之间的距离以及回流负母线与正桥臂之间的距离就会小于线路中标准的安全规定值，从而导致供电整流系统中短路事故的发生。
        供电整流系统的电压保护装置与元件也会影响电解铝供电整流系统的应用与安全性。如果整流系统中的电压装置与应用元件的质量较差，就会使得系统内部的电力运行量大，系统内部元件的热量过高，从而使得整流系统内部存在严重的安全隐患，容易产生系统爆炸等问题。在供电整流系统的设计与安装时，如果没有恰当考虑到系统的电阻设计与安装，就会使得整流系统发生问题时不能得到较快的拦截，进而引发系统设备的重大危险，损害系统设备的使用寿命。在整流系统的二次线选型中，如果对于线型的选用不合理，如选用铜线作为系统的二次线等，就可能导致整流系统的多次瘫痪与问题。由于电解铝行业的发展不够成熟，其供电整流系统设备的抗干扰能力还比较差，在后台运行时信号过于冗长杂乱，使得通讯传输的效率大大降低，而由于缺乏对于相关事故发生状况的有效管理与解决，其设备在运行过程中经常陷入停机或者死机状态，从而大大降低系统设备的生产效率。
        如果供电整流系统缺乏相应的电路保护措施，系统在运行过程中就容易出现各种各样的问题。一般的供电整流系统都有反向限过电流保护设备从而保护逆流的电路与过电装置。在供电整流系统设备内部的整流柜和电解槽出现故障时，供电整流系统内部的反向限流保护设施可以迅速将系统内部的控制断开，从而使得电路系统的故障源得到消除。

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而一旦设计人员缺乏
        对于反向限过电流装置的设计时，就会使得系统设备内部的反向电流缺乏保护设施，当供电整流系统设备的正负极出现短路时在系统设备内部产生较大的逆向电流给系统内部的母线造成严重的破坏时，无法及时将系统的总开关关停，使得系统处理应急事故的效率和速度大大降低，过大的电压无法得到及时的阻断对系统内部的电阻零件造成直接破坏，从而使得供电整流系统设备故障机组正常修复的几率极为渺茫。
        3.供电整流系统优化的必要性
        在经济社会发展对电解铝行业的不断推动和科学技术发展对电解铝行业的不断支持的同时，电解铝行业凭借着对金属铝有着较大的需求量情况将电解铝行业与当前较为先进的技术相结合，创新出了电解铝供电整流系统，进而在新兴工业行业中崭露头角。在社会发展中所形成的对电解铝与供电的巨大需求量的推动与引导下，电解铝行业得以取得可喜的发展与较大的进步，在当前各个工业行业中实现较快的发展。但是在电解铝行业取得众多的可喜成就和大好的形势下，不可否认的一个实际情况就是当前电解铝行业的发展还不够成熟，经济社会发展对电解铝行业目前的所应用的系统提出更高的要求，电解铝行业也面临着进一步发展的新需求。这对目前发展还未成熟的电解铝行业来说无疑是一个阻碍，但是不可否认的是这也是电解铝行业实现长远发展的一个重要推动力。所以目前在电解铝行业的相关从业人员和大量的技术人员要提高对于电解铝供电整流系统的优化意识，并积极吸引电解铝行业的相关有效经验、引进国内外的相关技术，不断提出与增加对电解铝整流系统的有效建议和提议，从而使得电解铝行业所应用的整流系统进行逐步的加强和优化改造。
        4.电解铝供电整流系统优化措施
        在电解铝供电整流设备的应用中，要在设备内部设置隔弧板。在设置隔弧板时，要采用质量较高的高分子复合材料进行插槽式隔弧板安装。高分子复合材料的机械性能较好，较以往的系统材料介质损耗较小的同时具有更好的耐腐蚀性、耐热性和阻燃性，极大地提高了供电整流设备的运行安全性与设备稳定性。在正负汇流母线隔弧的处理中，要用较好的硅胶复合材料按照原材料的形状与安装进行复制应用取代原来的材料，并将原来的两方面隔弧处理分为更详细的上、中、下三个部分进行。在系统内部的二次线选型过程中，也要将普通的多股铜线替换成为耐高压、耐高温、耐然性的高压导线，从而确保交流母线二次线型的质量与运行效率，从而降低供电整流系统设备中安全隐患发生的可能。
        为加强对供电整流系统的保护力度，电解铝企业要购置专门的逆流保护设备用于供电整流系统的保护与运行。在供电系统内部出现故障时，逆流保护设备可以较快实现系统运行的供电，并对设备的运行状态进行测试与推算，从而得出真正导致故障出现的内部零件问题或者系统运行问题。逆流保护设置也可以对整流变压器的灵敏程度进行恰当保护与调整，从而减少系统内部的损坏。为避免系统内部的电解槽出现故障引发爆炸，要在系统内部安装相应的保护装置。在故障发生时保护装置可以较快的感应到问题的发生，并以最快速度将系统的开关及时切断从而防止故障的延展。此外也可在系统中增加一个设备的总开关，以使得保护装置发生故障时可以手动切断电源。
        在供电整流设备的实际改造中，要将整流设备的制造商、设计人员与安装人员有效结合，使其对供电整流系统进行合理的分析与优化，从而制定出更加有效的整流系统安装方案。施工人员在进行整流系统的施工改造时，要严格按照设计图纸进行施工，对设计图纸存在不解之处，要及时与设计人员进行交流，管理人员也要加强对供电整流系统施工的监管，从而提高供电整流系统的整体安装运行质量。在供电整流系统的管理中也可以根据供电整流系统管理人员的特点和特长对管理人员分组，细化供电整流系统的管理责任，提高管理人员的责任意识，并吸取先进的供电整流系统管理技术与观念，定期对管理人员进行管理培训，提高供电整流系统管理人员的系统维修与管理技能，打造专业可靠的管理队伍。
        5.结语
        在多角度多方面的分析电解铝行业中供电整流系统的优化改造中，可以确认电解铝供电整流系统的优化与改造对于电解铝行业目前发展中所存在的一些迫切需要解决的问题是实际有效的。通过对电解铝供电和整流系统的优化改造进行分析，不仅可以有助于促进相关问题的解决，还能够为电解铝行业未来的强化发展和进步创新提供新的路径与更好的发展。
参考文献：
[1]岑建军,陈祉丞,郭昊昊,李霄燕.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,2018,21(01):58-64.
[2]姚海,郭喜鹏.铝电解大功率整流供电系统稳定性技术研究[J].甘肃冶金,2021,43(01):77-81.

作者信息:曾华琴，女（1993.02），壮族，广西崇左，本科，研究方向：电解铝供电整流系统优化研究