浅谈智能稳流滤波装置.doc

浅谈智能稳流滤波装置摘要：对智能稳流滤波的发展，以及我公司稳流装置的原理功能做以简单介绍。关键词： 饱和电抗器 PLC IGBT 随着电解铝行业的不断发展和国际竞争的需要，各种先进技术在我国铝电解生产企业中得到了广泛的应用，既可以降低生产成本又能提高电流效率。电解铝生产过程中平稳连续的直流电源供电是生产的关键，稳流装置因此应运而生，并在现代化计算机的帮助下，平稳连续的直流供电得以实现。目前电解稳流装置有两种常用方法：一 可控硅稳流，二 饱和电抗器稳流，我们厂采用的是饱和电抗器稳流。我公司供电进线由110KV开关站分配到五台整流变压器，通过降压经过饱和电抗器送入整流柜变成直流电供入电解车间。饱和电抗器位于变压器域整流柜之间，主要作用是调节变压器输出、稳定系列供电电流的平稳。一、现场总线PROFIBUD-DP网络 A图根据我公司110KV供电的现场具体情况，我们引进了现场总线PROFIBUD-DP网络，即每台整流机组配置一套小型西门子可编程控制器S7-200，与总调可编程控制器S7-300构成PROFIBUD-DP总线结构稳流系统所有调节参数都通过网络进行传送，充分体现了稳流系统的数字化，网络化，智能化。如下图： 总调PLC S7-300PROFIBUS 1#稳流 2#稳流 3#稳流 4#稳流 5稳流 A 图我们的智能稳流控制系统采用（N1）结构形式，即N台整流机组各配置1套稳流装置实现单机组的小闭环稳流控制，总调控制由总调PLC控制器完成，安装于中央控制室电解系列屏内，实现系列电流的大闭环稳流控制。全数字化的设备选型和网络化的数据交换，大大加快了设备间的数据传输率，从而提高了智能稳流系统的控制精度和响应时间，使稳流系统对电解生产发挥了最大的作用。 二、单机组稳流控制原理 B图该系统的控制原理是将机组直流输出电流反馈到PLC，与给定值比较，然后进行PID程序控制，并根据PWM脉宽调制功能使PLC输出触发脉冲，控制功率器件IGBT输出控制电流到饱和电抗器的控制绕组，从而改变饱和电抗器的调压深度，达到机组电流稳定的目的。其调节过程如下： B 图三、系列总调温流控制原理 C图我公司整流系统有5个单机并联而成，为了是系列电流更加精确、稳定特别设计了电流总调控制。由设定的系列电流值域总值互感器的输出信号加以比较，PLC经过PID运算，持续控输出一控制量，作为总调的自动给定值，同时判断单机组饱和电抗器的工作状态，自动控制有载开关的升降，使饱和电抗器始终工作在线性区，从而一步提高系列电流的稳定性。其调节过程如下：当电解车间发生效应负载突然增大时，系列电压上升，系列电流降低，因设定电流不变，所以UfUUgd,使机组控制电流降低。如果效应大于控制电压，因饱和电抗器已经饱和，总调自动升级，使系列电流始终保持在设定值；当饱和电抗器截止时，控制电流最大，总调自动降级，其自动升降范围根据运行需要可灵活设定。其调节过程如C图： C图自从稳流投入运行以后我们彻底摆脱了过去那种因一台电解槽效应，使整个系列都不能正常工作的时代，降低了能耗，大大提高了电解效率。但是也有它的缺点，在电解槽正常工作，没有效应时，电流曲线呈现锯齿波状态，经过分析稳流系统对电流调节的速度较慢因而形成锯齿波，我们联系了生产厂家西安变压器厂，但他们也无能为力。在多次请教同行后，我们采取了包头铝厂的方法对稳流系统做了二次改造，由以前的双向控制改造为逆磁单项控制，即当电解车间没有效应发生时，阻止变压器输出；当电解车间有效应发生时释放变压器输出以保持系列电流的而稳定。改造后消除了锯齿波但饱抗控制电流过大，阻碍变压器的输出，使无功增大，功率因数减小，最小时曾达到0.83。