一種新型整流元件均流在線測試方法

1、一種新型整流元件均流在線測試方法摘要:應(yīng)用溫度均流系數(shù)計(jì)算法判別整流柜橋臂整流元件的 出力狀況，研究了在實(shí)際操作中與傳統(tǒng)的測量快速熔斷器兩 端電壓降相比，具有較高的安全性及可靠性，同時(shí)與在線均 流測試儀相比，具有成本低及穩(wěn)定性高等特點(diǎn)整流元件均 流系數(shù)是衡量整流柜元件出力能力及均勻度的重要指標(biāo)通過多年的摸索研究，以及對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的采集分析對(duì)比，提出溫度均流系數(shù)的理念,以整流元件測量的溫度,根據(jù)計(jì)算公式，可方便地推導(dǎo)出橋臂元件以及整流柜出力狀況，是一種 判別整流柜元件均流出力狀況的有效方法.關(guān)鍵詞: 整流元件；溫度；均流系數(shù)；在線測試中圖分類號(hào)：tp216. 1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ba new onlin

2、e measurement method of rectifiercomponent current balancezhao hu, liu tao, chen li, hu bin(henan shenhuo coal and electricity co. , ltd,yongcheng 476600, china)abstract：the rectifier current balance coefficient is an important index to measure the rectifier output capacity and the evenness of curre

3、nt division. based on our researches through years and the analysis of all collected data, the concept of temperature balanee coefficient is introduced. by measuring the temperature of the rectifier components, the output capacity of the bridge leg modules and the rectifier cabinet can be easily der

4、ived from the formula of the temperature balance coefficient computation. this is an efficient way to determine the current balance and output capacity of the rectifier cabinet components. comparing to the traditional way of measuring the potential drops at both sides of the rapid fuse, the operatio

5、n of this method is much safer and more reliable. comparing to an online rectifier tester, it has advantages of low cost and high stability.key words：rectifier components ； temperature ； current balance coefficient； online measurement0前言在電解冶煉行業(yè)中，普遍釆用二極管或可控硅等整流元 器件作為變流裝置來實(shí)現(xiàn)整流輸出的目的隨著國家對(duì)高能 耗行業(yè)的調(diào)控，越來越多的

6、電解冶煉企業(yè)開始通過提高直流 輸出的電壓、增大直流電流的輸出，來達(dá)到節(jié)能減排的目的.二極管和可控硅是當(dāng)今主流整流元器件，因此他們的耐 壓及電流隨著電解冶煉市場的需求也得到了極大的提高單 只整流管電流已達(dá)到5 ka以上、耐壓也在5 kv以上.隨著 生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，部分電解鋁企業(yè)整流系列的額定電壓達(dá)到 1 kv以上，系列電流在400 ka以上.大型的整流系列普遍單 臺(tái)整流機(jī)組為12相脈沖整流，于是整個(gè)系列就構(gòu)成4x12 相、48脈沖或6x12相、72脈沖等整流系列.在電解生產(chǎn)中，整流柜每相橋臂上并聯(lián)的整流元器件運(yùn) 行性能的好壞至關(guān)重要均流條件較差的整流柜在運(yùn)行中如 不被發(fā)現(xiàn)或發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，將可能造成

7、元器件爆炸、甚至整流 柜爆炸等嚴(yán)重后果.1整流柜均流測試方法及優(yōu)缺點(diǎn)在電解行業(yè)中，傳統(tǒng)的整流元件測試方法主要有以下幾 種：(1) 用萬用表測量每只快速熔斷器兩端的電壓降，通 過測算電壓降來推測整流元器件的均流情況.優(yōu)點(diǎn)：投資省.缺點(diǎn)：操作不方便；隨著整流系統(tǒng)電壓的升高，這 種測量方法存在嚴(yán)重隱患，易發(fā)生因誤操作而造成整流柜爆 炸事故，人員安全性得不到保障；由于電流實(shí)時(shí)波動(dòng)，萬 用表測量讀取的數(shù)據(jù)誤差大；(2) 在整流柜內(nèi)安裝在線均流測試儀.優(yōu)點(diǎn)：能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整流柜內(nèi)整流元件出力情況進(jìn)行實(shí) 時(shí)監(jiān)測；操作人員人身安全得到了有效保證.缺點(diǎn)：投資大一臺(tái)整流柜就需投資35萬元，整個(gè) 系列則需3050萬元；

8、測量頭易損壞.由于整流柜震動(dòng)較 大，夾在整流元件與快速熔斷器間的測量傳感頭極易損壞； 一只測量傳感頭損壞，會(huì)引起整個(gè)整流柜的均流統(tǒng)計(jì)值發(fā) 生錯(cuò)誤而不能正常監(jiān)控，而更換測量傳感頭就必須停電才能 更換，況且布線較多，存在引發(fā)整流柜短路爆炸的隱患.到目前為止，上述問題還沒有得到很好的解決為此， 一些電解鋁企業(yè)在安裝投運(yùn)不久，就因?yàn)樵诰€均流測試儀存 在以上問題，而最終將在線均流測試儀裝置予以拆除. 2整流元件紅外線測溫均流系數(shù)計(jì)算法由于傳統(tǒng)的整流元件測試方法均存在一定的缺陷，于 是，一種新型的整流元件在線測試方法，即整流元件紅外線 測溫均流系數(shù)計(jì)算法應(yīng)運(yùn)而生本方法簡單易行、較為實(shí)用, 即：通過利用紅外

9、線測溫儀對(duì)整流元器件定時(shí)進(jìn)行溫度測 量，然后將每個(gè)整流元器件測量數(shù)據(jù)記錄下來并進(jìn)行換算. 主要工作內(nèi)容如下：(1)用紅外線測溫儀對(duì)每個(gè)整流元件進(jìn)行測溫，并根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出每個(gè)橋臂整流元件的溫度平均 值，通過整流柜均流系數(shù)公式推算，得出整流柜橋臂的元件 溫度系數(shù);(2)與原傳統(tǒng)測量快速熔斷器兩端的毫伏壓降計(jì)算得來的均流系數(shù)相比，經(jīng)實(shí)踐推出，當(dāng)溫度系數(shù)k低于0.8時(shí), 要進(jìn)行元件均流的調(diào)整，即并聯(lián)元件溫度相差20 £時(shí)，就 要引起注意，進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測；(3) 溫度測試法樣表見表1 (見下頁).表1為4#機(jī)組a柜整流柜元件溫度測量記錄表計(jì)算公 式為：式中：zc為同一相橋臂并聯(lián)元件溫

10、度之和；n為并聯(lián)元件數(shù)；cm為元件最大溫度.(4) 快熔兩端電壓降測試法樣表見表2 (見下頁)表2為4#機(jī)組a柜整流柜元件均流測量記錄表計(jì)算公式為：式中：工v為同一相橋臂并聯(lián)元件快熔毫伏壓降之和；n為并聯(lián)元件數(shù)；vm為最大毫伏壓降.(5) 傳統(tǒng)整流元件壓降測試法與溫度測試換算的對(duì)比:通過表1與表2的綜合對(duì)比，快熔兩端電壓降較大的整 流元器件溫度也相應(yīng)偏高，可推斷出整流元器件溫度與整流 元器件出力一致，即元件輸出電流大，則溫度相應(yīng)偏髙.通過表1的計(jì)算，可較為直觀地看到每個(gè)元件臂均流情 況，以及整個(gè)整流柜的均流情況，并由此作為整流柜安全運(yùn) 行的一個(gè)重要監(jiān)控參數(shù)這一措施的采用，不僅能夠可靠地 保證操作人員的人身安全，同時(shí)又能避免整流柜爆炸事故的 發(fā)生.3結(jié)論整流元件紅外線測溫均