AC220kV/DC350kA高压供配电及整流机组强电流综合控制系统研究

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本文是对本公司年产260kt电解铝生产项目所配套的整流所AC220kV高压供配电及DC350kA整流机组综合自动化技术的进一步研究和思考。首先对AC220kV/DC350kA高压供配电及整流机组稳流控制系统的构成、保护和控制原理进行了解读和梳理,把现场零散化的硬件设备统一到一个综合控制系统理论体系中来,使人对本系统有一个全面系统的了解和全新的认识;其次,对本系统潜在的更深层次的问题作了进一步的挖掘和探讨;最后,对本系统中存在的问题提出了改进意见和设想,并加以详尽论证。具体说来有以下几点:(1)利用相位作图法,证明了本系统整流机组选用移相角为±2.5°,±7.5°,±12.5°,当六套整流机组同时运行时,等效相位数和等效脉波数分别是72相和144脉波,而并非36相和72脉波,同时,证明了如果整流机组选用移相角为±5°,±15°,±25°,六套整流机组同时运行时,等效相位数和等效脉波数才是所谓的36相和72脉波,且可以按N+1运行方式运行,即五套整流机组同时运行,另一套整流机组备用的运行方式,进而探明了在整流机组移相角已经固定的情况下,整流机组运行的最佳方式是--适宜于六套整流机组同时运行而不宜于五套整流机组同时运行的道理;暗示出:另增加一套整流机组,并非一般人所认为的那种只是单纯的强化系列电流的需要,而是既要满足N+1最佳运行方式,又要符合整流机组并联运行时各相相位在360°平面上分布均匀、使得机组输出脉波波动小、整流特性好这一技术要求的必然结果,同时对新增整流机组整流变压器移相角的选择问题也作了论证;(2)利用类比对照法,结合整流变压器的具体特点,明确了被一般人所忽视的整流变压器阀侧各相标识的含义,揭示了整流变压器阀侧,各相与整流柜各臂的连接规则:(3)利用现有知识,对整流机组输入侧与输出侧--交流侧与直流侧电压关系式做了修正:即整流机组输出直流电压Ud=1.35(U2l-△UBK),其中,U2l为整流变压器二次输出电压;△UBK为饱和电抗器压降。并对饱和电抗器的损耗作了定量计算,为整流机组关键设备和元件是否有必要进行更新换代的决策提供可靠的依据;(4)用统计分析法,对两台动力变压器所带负荷和及其动力部分功率因数作了分析和估算,针对本系统提出了在整流所10kV中心配电室做集中无功补偿、提高动力部分功率因数的个人建议,并对所需要补偿的无功功率作了定量计算;(5)通过对饱和电抗器工作原理的分析和对稳流控制系统在实际运行中的工作状况及其控制电流随系列电流变化规律的观察,提出了改变现有饱和电抗器的控制绕组和偏移绕组的极性接法,以增加饱和电抗器的调压深度、提高稳流效果的改进思路;(6)为完善系统的反馈信号,提高系统的快速反应能力,对稳流控制闭环系统也提出了初步设想:即将槽电压信号作为正反馈信号引入反馈系统,使得当电解槽发生阳极效应槽电压升高,导致系列电压升高而致使系列电流下降时,控制系统能迅速反映这一变化,以达到提高整流机组的输出电压、保持系列电流恒定这一目的。
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