宋德順

（煙臺萬華氯堿有限公司，山東煙臺264002）

離子膜整流裝置的選擇要求

宋德順

（煙臺萬華氯堿有限公司，山東煙臺264002）

介紹了煙臺萬華氯堿有限責任公司離子膜燒堿項目整流裝置的選擇要求及注意事項。關鍵詞：整流變壓器；可控硅整流柜；計算機控制系統(tǒng)

2009年，煙臺萬華氯堿有限責任公司在新增了4.4萬t/a離子膜燒堿項目以后，總產(chǎn)能已達15萬t/a。同時，離子膜燒堿裝置對供電及整流裝置的安全、可靠、穩(wěn)定和連續(xù)運行提出了越來越高的要求，合理選擇整流裝置關系到系統(tǒng)后續(xù)運行的安全與穩(wěn)定。

該公司選用日本旭化成的電解槽，用國產(chǎn)整流裝置來配套向離子膜電解槽供直流電?，F(xiàn)有一座110 kV變電站，進線采用雙回路，經(jīng)主變降壓以后由35 kV六氟化硫開關柜送往各整流變壓器、動力變壓器和35 kV高壓補償電容器，110 kV六氟化硫斷路器是阿爾斯通公司制造的，35 kV六氟化硫斷路器是ABB公司制造的。變電站的繼電保護與測控裝置采用南瑞繼保電氣有限公司的RCS-9000系列微機保護與測控裝置，由RCS-9698A總控單元與后臺機相連，實現(xiàn)計算機操作、檢測與控制。

1 整流變壓器

該公司現(xiàn)有整流變壓器5臺，其中，2臺采用一拖一的形式（1臺整流變壓器帶1臺可控硅整流柜），3臺采用一拖二的形式（1臺整流變壓器帶2臺可控硅整流柜）。

2臺一拖一整流變壓器型號是ZHSSPT-6800/35，閥側額定電壓336.5 V，閥側額定電流2 754×2×2 A；2臺一拖二整流變壓器型號是ZHSSPT-17000/35，閥側額定電流3 305×8 A，閥側額定電壓369.4 V，額定直流電流為16 200×2 A；1臺一拖二整流變壓器型號是ZHSSPT-18700/35，閥側額定電流3 672×8A，閥側額定電壓367.5 V，額定直流電流為18000×2 A。整流方式為三相橋式，整流變壓器調(diào)變移相角分別為±7.5°、±22.5°、±15°、0°、30°。

2 對整流變壓器選擇的要求

（1）單機組整流脈波數(shù)P=24。（2）整流方式為三相橋式同相逆并聯(lián)、可控硅整流。（3）一次側輸入為35 kV，有載開關粗調(diào)，可控硅細調(diào)。1臺變壓器配1臺有載開關，開關型號CVⅢ-350△/60-14271W，電動機控制機構選用SHM-1智能型。（4）采用27檔有載調(diào)壓開關，調(diào)壓范圍為65%～105%。（5）整流變壓器采用網(wǎng)側頂部進線，出線方式為側面出線。（6）油箱為半鐘罩式，調(diào)變和整變裝于同一油箱。（7）短路阻抗為8%。（8）效率≥99.2%。（9）整流變壓器一次側每相加測量、保護、反饋用CT各1只，精度為0.5/5P20，電流比為100/5 A。（10）變壓器溫度表帶遠傳接口（4～20mA輸出信號）。（11）有載開關設有就地及遠程控制，帶遠傳檔位指示、控制儀，并帶微機接口（BCD碼）。（12）變壓器采用戶外型防霧閃套管。（13）變壓器油采用25#，油枕采用隔膜式并帶有指針式油位表（油枕也可選用金屬波紋密封式）。（14）整流變壓器的冷卻采用強油水冷，型號為LYS；（15）對于多臺整流變壓器移相角，應盡量避免同相重疊，以利于抑制諧波，提高系統(tǒng)功率因數(shù)。在運行中要注意油和水的壓差，油的壓力高于水的壓力0.03MPa以上，防止冷卻器內(nèi)漏，串入變壓器油內(nèi)。在整流變壓器使用現(xiàn)場和環(huán)境允許的條件下，且在變壓器運行溫度不超過規(guī)定時，要盡量選用油浸自冷或強油風冷，不采用水冷卻，以有效地防止內(nèi)漏發(fā)生時冷卻水串入變壓器而產(chǎn)生的危險，也可降低運行成本和維修費用。

3 可控硅整流柜及控制柜

3.1 可控硅整流柜

離子膜可控硅整流柜共8臺，控制柜8臺，型號KHS，每只橋臂有2只可控硅并聯(lián)，每臺控制柜內(nèi)選用西門子PLCS7-200監(jiān)控系統(tǒng)。整流柜單柜12脈波，同相逆并聯(lián)、雙柜構成等效24脈波。調(diào)壓方式為±13級有載調(diào)壓開關和晶閘管的相控調(diào)壓相結合，相控調(diào)壓范圍為0～100%Ud。整流器的電流儲備系數(shù)≥3.8，整流器的電壓儲備系數(shù)≥4.0。主回路冷卻方式為水—水冷卻。

3.2 就地控制柜的技術要求

由雙通道全數(shù)字調(diào)節(jié)觸發(fā)控制系統(tǒng)、PLC監(jiān)視系統(tǒng)、觸摸屏及計算機網(wǎng)絡通訊接口組成。雙通道全數(shù)字調(diào)節(jié)觸發(fā)控制系統(tǒng)采用雙通道全數(shù)字調(diào)節(jié)觸發(fā)控制回路，一路運行，另一路熱備用。由雙通道熱備用控制監(jiān)測兩路通道，工作通道發(fā)生故障時，自動切換至備用通道運行。其主要功能為：手動、自動無擾動切換；近控、遠控無擾動切換；兩路控制通道無擾動切換；失同步保護，交流反饋、直流反饋熱備用；電流反饋消失保護；電流線性軟啟動；回零保護；脈沖缺相保護；控制角實時顯示，當控制角小于5°時，報警，并可以自動/手動調(diào)檔位，升電壓；當控制角大于25°時，報警，并可以自動/手動調(diào)檔位，降電壓；直流電流過載、過流保護；控制參數(shù)為數(shù)字設定和存儲（無電位器和撥碼開關）；可不停電更換數(shù)字調(diào)節(jié)觸發(fā)控制器，更換雙通道備用控制器。

3.3 性能指標要求

穩(wěn)流精度為±0.5%；觸發(fā)脈沖不對稱度小于0.5°；工作通道發(fā)生故障自動切換到備用通道時，電流瞬時波動值不大于±10%Id；平均自然功率因數(shù)≥0.91，效率≥99.6%。

3.4 PLC監(jiān)控系統(tǒng)對整流器及輔機系統(tǒng)運行參數(shù)的檢測

檢測內(nèi)容包括：直流電流；整流變內(nèi)附CT變換后的直流電流；直流電壓；純水溫度、水壓；整流變壓器油溫；網(wǎng)側電壓（UAB、UBC、UCA），網(wǎng)側電流（IA、IB、IC），網(wǎng)側有功功率，網(wǎng)側無功功率；同步電源選擇整流變壓器的閥側電源。

3.5 PLC對整流器及輔機系統(tǒng)狀態(tài)的檢測

檢測內(nèi)容包括：調(diào)壓開關檔位，高壓斷路器的狀態(tài)；純水冷卻器水泵的狀態(tài)；整流變壓器、油水冷卻器的狀態(tài)；直流刀開關的狀態(tài)；每只快熔的工作狀態(tài)；每只橋臂溫度繼電器的狀態(tài)。

3.6 PLC對整流器及輔機系統(tǒng)故障的檢測

（1）檢測來自整流柜內(nèi)的水溫高，水壓低，過電壓、整流臂過熱，單快熔熔斷，多快熔熔斷等信號，并進行故障保護與報警。

（2）檢測來自整流變的輕瓦斯、重瓦斯、油溫高，壓力釋放閥動作，有載調(diào)壓開關輕瓦斯、重瓦斯等信號，并進行故障保護與報警。

（3）檢測來自純水冷卻器的故障信號，并進行故障保護與報警。

（4）檢測來自油水冷卻器的故障信號，并進行故障保護與報警。

（5）檢測來自工藝系統(tǒng)的故障信號和連鎖信號，并進行故障保護與報警。

3.7 PLC對整流器及輔機系統(tǒng)的控制

高壓斷路器的分合閘；直流刀開關的分合閘；有載開關升檔、降檔及調(diào)檔急停。

3.8 對觸摸屏的要求

采用HITECH公司的144.78mm觸摸屏。觸摸屏與雙通道全數(shù)字調(diào)節(jié)觸發(fā)控制系統(tǒng)之間采用RS485通訊。通過觸摸屏直接數(shù)字給定電流。上位計算機、近控觸摸屏均可進行遠控/近控給定操作，無須切換?？稍谟|摸屏上進行手動開環(huán)/直流穩(wěn)流/交流穩(wěn)流，不停機切換，切換過程電流無波動。可在觸摸屏上進行不停機切換A/B通道，切換過程電流無波動?？稍谟|摸屏上進行所有系統(tǒng)參數(shù)的在線修改，達到即改即用的效果。更換備用通道后，可通過觸摸屏的“參數(shù)拷貝”選項，直接將工作通道的參數(shù)拷貝到備用通道。

3.9 觸摸屏顯示界面的實時顯示

觸摸屏顯示界面的實時顯示包括：顯示控制角、電流給定值、直流電壓、直流電流、交流反饋信號、直流反饋信號；顯示手動開環(huán)/直流穩(wěn)流/交流穩(wěn)流工作方式、A/B通道工作狀態(tài)；實時顯示整變油溫、有載開關的檔位；實時顯示純水水溫、純水水壓、水溫、水壓；實時顯示每只快熔的工作狀態(tài)；實時顯示每只橋臂溫度及繼電器的狀態(tài)；實時故障報警顯示；歷史故障報警顯示；電流、電壓趨勢圖；實時顯示直流功率、直流電度、直流電流小時累積和直流電壓小時累積等數(shù)據(jù)。

3.10 觸摸屏計算機網(wǎng)絡通訊接口

每臺就地控制柜配有2只RS485通訊口，可通過現(xiàn)場通訊總線與上位PC機組成計算機監(jiān)控系統(tǒng)。

3.11 計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組成

（1）計算機控制操作功能包括：升/降直流電流；高壓斷路器的分合閘控制；直流刀開關的分合閘控制；有載調(diào)壓開關升/降檔，調(diào)壓開關急?？刂?；A/B通道切換；手動開環(huán)/直流穩(wěn)流/交流穩(wěn)流工作方式切換。

（2）主接線圖顯示內(nèi)容包括：高壓斷路器的分合閘狀態(tài)；直流刀開關的分合閘狀態(tài)；整變油溫、有載調(diào)壓開關檔位；高壓母線電壓（UAB、UBC、UCA）；整流變壓器網(wǎng)側電流（IA、IB、IC）有功功率、功率因數(shù)；控制角、電流給定值、直流電壓、直流電流、交流反饋信號、直流反饋信號。純水水溫、水壓；付水水溫、水壓。

（3）計算機具備控制系統(tǒng)參數(shù)設置。

（4）實時顯示每只快熔的工作狀態(tài)。

（5）實時顯示每只橋臂溫度繼電器的狀態(tài)。

（6）實時故障報警。

（7）歷史故障報警。

（8）歷史數(shù)據(jù)。

（9）歷史曲線。

（10）狀態(tài)記錄。

（11）事件記錄。

（12）打印各種數(shù)據(jù)、曲線、報表、操作和事故記錄。

除在計算機系統(tǒng)具備的控制功能外，主控室操作臺上應裝設緊急停車開關。在選用同步電源時，應選用整流變壓器閥側電源，而避免選擇母線PT作為同步電源，因PT高壓保險和低壓保險熔斷和外線電壓下降時，PT二次電壓也下降，同步信號將消失，威脅到整流機組的安全運行。對于整流柜配套的純水冷卻裝置，一拖二的整流柜可以選用1臺純水冷卻裝置帶2臺整流柜，這樣，既減少投資成本，又減少冷卻裝置的泄漏點。

4 計算機

每2臺可控硅整流柜設有2臺計算機控制，其中，一臺裝在110 kV變電站值班室，值班人員可同時監(jiān)控110 kV變電站供電運行情況以及離子膜整流裝置的運行情況，另一臺計算機裝于離子膜DCS主控室，供DCS主控室操作人員監(jiān)控，這樣就實現(xiàn)了110 kV變電站值班室、離子膜DCS主控室、現(xiàn)場就地控制柜觸摸屏3處監(jiān)控操作。計算機顯示器控制畫面還有高壓開關、油水冷卻器、純水冷卻器、直流刀開關的運行狀態(tài)顯示以及各種運行參數(shù)。直流刀開關與高壓開關實行連鎖保護，高壓開關在合閘位置時，直流刀開關分不開。

每臺整流變壓器和每臺可控硅整流柜、控制柜的報警信號、連鎖跳閘故障等在計算機顯示屏上顯示，縮小了查找范圍，有利于值班操作人員和維修人員及時判斷并排除故障。

Selection requirementsof ionicmembrane electrolyzer rectifying equipment

SONGDe-shun
(YantaiWanhua Chlor-AlkaliCo.,Ltd.,Yantai264002,China)

Matter needing attention and selection requirementsof the ionicmembrane caustic soda rectifying equipmentwere introduced.

rectifying transformer;silicon-controlled rectifier;computer controlsystem

book=1,ebook=106

TM461

B

1009－1785(2010)07－0001-03

2009-08-25