摘要：随着时代的进步以及科学技术的不断发展，也为我国的电解铝行业创造了更加广阔的发展空间，各种新设备和新科技的应用，大幅度提升了电解铝技术水平。但是随着电压和电流的不断增大，也对整流技术提出更高要求，目的在于更好的适应系统的大功率生产要求。鉴于此，本文主要对电解铝供电整流系统的优化改造进行了分析和研究。
关键词：电解铝；供电；整流系统；优化改造
近年来，我国科学技术发展十分迅速，在电解铝行业当中，更是为企业发展作出了突出贡献，大幅度提升了企业的综合效益和生产效率。由于电解铝属于较为先进的行业，因此，整体的生产和加工流程也会相对复杂，实践过程中，经常会产生一系列故障问题，加之激烈的市场竞争，由此也为整流机组带来极大安全隐患。为充分满足系统运行需求，要求相关工作人员对整流装置进行创新和改造，以提升其运行效率和技术水平，更好的适应复杂生产环境。
一、供电整流系统改造的重要意义
以某公司整流机组为例，该公司的整流机组共有六台，且全部投入正式应用，电解槽数量约为258台，可基本满足实际的运行要求。而另外的六台机组也全部投入正式应用，电解槽数量约为88台，占据整体比例的1/3，尚无法达到满负荷运行实际需求[1]。该公司整流柜的可靠性和稳定性较强，在整流器中二极管、快熔等元件，均是采用了现代化高科技技术进行打造和加工，在配置上占据着绝对优势。但随着系统运行时间的不断延长，整流装置逐渐无法跟上系统运行节奏，且整流装置在运行过程中，也出现较大缺陷，具体表现在以下几个方面：第一，直流母线框架产生发热现象；第二，整流柜运行过程中，振动现象明显；第三，二次辅助元器件配置相对较低；第四，整流柜中的电容出现漏液现象；第五，绝缘材料质量不达标；第六，重负汇流母线间间距不达标。上述因素的产生，均增加了整流机组发生故障的概率，同时也对电解生产产生直接影响，大幅度降低了生产加工效率。与此同时，也为整个系统的安全、平稳运行带来严重威胁。鉴于上述情况，必须要提升整流系统改进水平，并对整体的改进方案进行全面优化，重点关注运行过程中出现的缺陷问题，从而为系统的安全平稳运行提供保障[2]。
二、电解铝整流系统特征分析
在电解铝行业发展过程中，在生产加工环节中，经常会消耗大量电能，即便当前的技术较为先进，但是仍无法从根本上杜绝电能消耗过大的问题。此外，在电解铝生产加工过程中，独立整流元件、整流变压器以及调压变压器等，是供电系统中的核心设备，属于大功率的电感设备，所消耗的无功功率较大，且功率因数较低，电解铝属于一个需要连续生产和加工的过程，因此，对于供电可靠性要求较高。实践过程中，一旦产生停电问题，在供电恢复正常之后便会导致设备在很长一段时间内无法正常加工。正常情况下，在整个电解铝厂当中，电解铝生产所占电负荷率高达95%以上，在此情况下，必须要确保供电可靠性，否则便会发生一系列安全故障，降低生产效率，影响整个行业的可持续稳定发展[3]。
三、整流机组改造现状分析
通过对众多的整流柜爆炸事故原因进行分析和研究，发现大多数都是因为缺乏完善的隔弧措施所导致。在整流柜并联同排产生短路故障时，防弧隔板经常不能在第一时间对电弧进行隔离，并同时产生弧光短路，最终导致整流桥熔融，且在电动力的作用之下，还会发生变形现象[4]。另外，在当前的整流机组改造工作中，经常没有对反向过流保护设施进行设置，且逆流保护装置也十分缺乏，在整流柜产生正负极短路现象时，在短路电流的影响之下，会产生电动力和电弧作用，使整流桥臂发生严重变形现象，甚至导致整流柜崩塌，难以对故障机组进行重新修复。与此同时，也为电解生产的安全性造成严重影响，危及工作人员生命安全。除此之外，智能测控装置自身性能较差，在大磁场环境下，经常会产生误报警问题，同时还会伴有死机现象，大幅度降低了通讯功能和传输效率，由于智能通讯设备不够发达，因此，在设备更新之后，经常无法满足数量传输的基本要求，无法及时的完成操作检测以及保护等任务。以上便是整流机组改造现状，由此不难发现，在电解铝工电整流系统优化改造过程中，还存在一系列缺陷和不足，需在今后发展过程中进行完善和改进，从而为系统的安全平稳运行提供保障[5]。
四、电解铝供电整流系统优化改造措施
（一）对整流桥臂间绝缘进行改
通过对整流柜主电路进行改造，可确保变压器阀侧与铜母线中的电流在一瞬间保持一致，且方向相反，从而能够及时抵消电流产生的磁通，从根本上避免了交变磁场附加感应电对电流分配产生的不利影响，从而最大限度减少线路电抗[6]。
在同相逆并联整流电路中，仍然会存在一系列不可调控的矛盾，如两个整流壁之间的距离较小，漏磁通对于整流框架和桥壁影响较小，但经常会受到绝缘的影响和约束，特别是在大规模的辩解情况下，高压可达一千伏以上。由制造厂所提供的同相逆并联整流壁中间的间距通常在20毫米以下，因此，可取得显著的磁场平衡效果。但在具体应用过程中，却难免存在以下问题：对于两臂之间的连接结构而言，为确保机械强度充足，并可有效对抗电动排力冲击，减少振动噪音，提升设备完整性，通常会使用垫片和绝缘套管将整流桥臂和酚醛绝缘板固定在一起，但在实践过程中，由于整流桥较重，往往会和框架用绝缘材料在一起固定，目的在于避免在运行过程中产生松动问题，因此，便会直接增加酚醛绝缘板固定难度，且整流柜在具体运行的过程中会产生较大震动，如果不能牢固固定，便会产生噪音，且在振动力的作用之下，还经常会对螺丝外绝缘层产生破坏，对其绝缘作用产生影响。通过对国内外相关产品资料进行查阅和研究，在反复论证的条件下，决定对安装方法进行创新，即在酚醛绝缘板两侧，增加高强度的橡胶绝缘块，以缓解其过度振动，实现对绝缘板性能的有效保护，具体改造如图1所示：
图 1 解铝供电整流系统改造前后示意图
（二）逆流保护措施
将逆流保护装置引入整流柜中，在整流元件产生故障，在正常运动状态当中的桥臂便会和机组同时向故障点传输电流，而此时的逆流保护装置，可对相反方向的电流进行及时检测，并同时发出警报信息，具体的操作措施分析如下：在单个整流元件上，整流柜以及直流桥壁上，安装恰当、合适的逆流检测装置，实践过程中，一旦检测出反方向电流，便可直接发出报警信号和相关的跳闸信号，使整个整流机组开关处于断开状态，停止继续向变压器供电，从而可将事故控制在最小范围之内[7]。
（三）电解铝供电整流系统改造注意事项
在系统正式改造之前，相关部门必须要联合技术人员、设计人员以及整流器制造商，共同商议安装方案。与此同时，还要对设计方案进行全面优化与分析，确保其可行性，取消整流机组系统，为机组安全、稳定运行提供保障。此外，应结合整流机组实际情况，开展人员分组工作，打造一支专业化、高效化的管理团队，提升工作人员的专业素养和技术水平，使其更好的胜任本职工作。若想确保改造工作的顺利开展，并同时加快施工进度，必须要制定出完善可行的施工方案，确保工作人员都能按照该方案进行施工，强化对人员的有效管理和监督，层层把控，立足大局，为整体工作质量的提升提供保障。与此同时，后续的维修和管理工作也十分关键，在电解铝供电整流系统改造过程中，也应将该问题纳入重点考虑范畴，从而为=设计方案的完整性和科学性提供保障。
结语
综上所述，随着科学技术的不断发展，近年来，我国电解铝行业发展十分迅速，但在高电流以及高电压的背景之下，若想满足行业发展的实际需求，为系统运行稳定性和安全性提供保障，就必须要加大整流系统技术的改造力度，将各种不良因素消灭于萌芽状态，实现系统的快速、安全、高效运行，提升工作效率和质量，为企业经济效益的稳步提升奠定良好基础。
参考文献：
[1]陈海交.浅谈电解铝供电整流系统的优化改造[J].低碳世界，2017，2（6）：476-427.
[2]郭宏芳.浅谈电解铝供电整流系统的优化改造[J].甘肃科技，2015，3（20）：147-244.
[3]郭志民.浅谈电解铝供电整流系统的优化改造[J].中国科技纵横，2016，3（2）：144-144.
[4]黄林.电解铝供电整流系统优化改造思路探讨[J].电子世界，2013，9（24）：452-452.
[5]杨松.电解铝供电整流系统中优化改造的探讨[J].中国科技博览，2015，1（23）：246.
[6]黄登斌.电解铝厂整流所自动化系统优化[J].低碳世界，2017，8（23）：146-147.
[7]吴爱军.电解铝整流所综合自动化系统优化改造[J].硅谷，2014，6（17）：757-785
论文作者:王创军
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/11/26
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