KHS整流柜改造.doc

KHS-12000A/480V整流柜改造 摘要浙江善高化学有限公司整流设备搬迁过程中改造项目，在这里主要介绍KHS-12000A/480V整流柜改造情况。前言我们氯碱企业的主要生产设备电解槽需要由直流电源供电,原来我们采用的35KV通过整流变压器变成480V的电压等级，再由整流设备担负着将三相交流电变换为电压较低的直流电源的任务,因此,整流设备的运行状况直接关系到公司的生产和效率。我公司的烧碱厂是2000年设计投产的,当时的产能4万t/a烧碱配套,其整流设备采用的是西安整流设备厂生产的20世纪90年代的产品,现在我公司的烧碱厂要进行整体搬迁到新厂区。我们现在采用的是110KV电压等级的的供电。所以需要对原来的整流柜和控制柜进行改造升级再利用。使此套整流设备为产能5万t/a烧碱配套,当生产负荷增加时,满足生产要求,迫使我们不得不对期设备进行改造。1原整流期设备控制柜概况及改进1.1原控制柜原控制柜为20世纪90年代产品,为多插件式模拟板, 因为模拟板存在这样一个问题：运行一段时间后,元器件参数会产生漂移,必须重新调整参数才能保证其正常运行。于2000年投入使用。其特点是:插件多、功耗大、电路板制作工艺不够完善, 整流柜保护回路中电压等级多，接线复杂，故障几率大。致使控制柜故障频发,经常出现因发热导致烧坏控制线或接触不良等现象使控制柜不能正常工作而影响生产。其抗干扰性差,受电源的影响较大;考虑到今后的发展,自去年我们将整流控制改成江西九江生产的KZX10晶闸管整流自动化监控系统，它以PLC监控装置为核心，采用数字调节控制触发系统构成单柜高可靠稳流，PLC监控装置完成对高压断路器、有载开关、整流变压器、整流柜、就地控制柜、直流刀闸、变压器油冷却系统及整流器水冷却系统等全部设备的操作控制、故障、保护及数据采集等功能，远控操作采用触摸屏式人机界面，通过数字通讯与PLC相连接，配置专用监控管理软件，组成完善的整流所自动化监控系统。采用PLC控制技术将整流系统全部运行设备进行有机结合，将高压系统控制、保护与整流装置控制系统纳入统一、直接监控，简化了系统硬件配置与中间环节，优化了各设备控制方式，提高了设备的运行安全性、系统的可靠性及整流供电的有效性。上位操作人机界面采用程控操作显示器POD触摸屏技术，不仅可取消常规操作面板、模拟控制屏上的操作开关按钮、指示灯、光字牌、报警仪、电位器及数显示仪表等，大大减少面板空间，而且还可充分发挥其数字、图表及打印功能，加强现场管理及分析手段。POD直接与PLC，通过数字通信总线电缆相连，省去常规控制面板的大量布线，消除众多接线不良及器件失效等隐患，使系统可靠性得到极大提高。1.2整流柜整流柜采用的是：三相桥式同相逆并联连接全控桥整流方式,一共有12条臂,每条臂由3个KP 2500 A/3000 V的晶闸管并联而成,每个元件的出口端串联一快熔。由于现在要对整流柜进行增容需在每一个桥臂上增加一只晶闸管元件,这样可以增大整流柜的容量。也可能会造成均流度不好、柜子的内部损耗大。原来整流柜的设计能力为12000 A,现在设计要求要运行到16200A,不能达到生产的要求。晶闸管是核心器件，该装置中采用的整流元件是管芯直径为3英寸的ZP250030整流管，其正向平均电流为IF（AV）=2500A，反向重复峰值电压URRM=3000V。快速熔断器也是装置中的重要元件。根据快熔的选用原则，要求快熔的额定电压UN尽可能地与使用电压（即变压器阀侧电压）UVO接近，选用RSH113200型的快速熔断器可以满足要求，即额定电压UN=660V（与UVO=480V接近），额定电流IN=3200A，现在单臂采用4只KP 2500 A/3000 V晶闸管并联而成;每一元件串接1只3200 A快速熔断器,直接压接在水冷母排上。母排采用与元件配套的无氧铜一次冷拉成型的双孔母排;双孔母排表面用铣床加工后再镀锡,压接面精度极高,保证接触充分。根据设计的图纸，双孔母排的引出线位置需做改变。每条臂的原元件、母排一路水路串联改为:元件一路水路,母排一路水路;且水路内径由原来的12改为16,增加了冷却效果。整流柜改造图如下1.3计量和闭环自动控制部分计量和闭环自动控制部分仍采用珠海汉彩公司生产的大电流传感器。不过,加入了取自于交流侧电流互感器的电流反馈量,构成双重电流负反馈。采用珠海汉彩公司生产的大电流传感器,该传感器为国内同类产品中的佳品。运行比较稳定,直流侧仍采用汉彩公司的传感器;交流侧采用互感器检测电流参与反馈;当传感器的反馈消失时,交流反馈自动切换进入闭环运行。输入电流调节器的电流反馈信号分别取自本机组直流侧的直流电流检测装置（DCCT）和整流变一次侧的交流电流互感器（ACCT）。二者之间可以在线切换，当其中一路出现故障时，另一路会自动投入，以防止反馈电流信号丢失带来的严重后果。反馈之间可以允许自由切换，也可以做到相互约束，避免运行过程中意外断线而引起电流过大。2.1论证采用4个并联(五并)KP 2500 A/3000 V晶闸管,取直流UDN=480 V,IDN=15000 A,均流系数约KC=0.86。2.2新柜功耗(1)阻容吸收功率约为3 kW;(2)快熔消耗功率(R=210-6)约为:1500041210-6=0.72(kW);(3)元件消耗功率(导通120,通态压降1.0 V)为: 1.015 000=15 kW;(4)总功率为:3+0.72+15=18.75(kW);(5)效率为:=1-18.751 000(48015000) 100%=99%;2.3元件的电流每臂4元件时的电流裕量约为： 2.290。2. 4快熔情况对于2500 A通态平均电流的晶闸管,折算其允许通过的电流方均根值为:IV2=1.572500=3900(A),因此快熔可选3 000 A的快熔。2. 5冷却系统采用4只并联的KP 2500 A/3000 V元件时要求水冷容量不小于100 kW。3 结束语 通过对我所整流柜的改进，有效改善了整