可控硅整流系统续流功能的应用

摘要：通过分析电解槽系统直流负载特性，介绍可控硅整流系统续流及斜降功能对整个系统协调控制和安全稳定性方面所起的良好作用。
关键词：可控硅；整流系统；续流操作
1 问题的提出
　　PGCA铝厂电解I系列整流系统由5×56kA，1150VDC整流器组成，该设备投产多年以来，生产运行一直比较稳定。但在机组控制电源丢失的情况下，由于触发脉冲及整流元件参数的分散性，会造成整流器桥臂元件过载、发热；如果快熔本身的遮断容量不足，且有可能存在的未被发现的致命故障，就会引起爆炸，事故严重者将导致可控硅被击穿或外部瓷桶破裂，交、直流母线有被短路电流烧伤的可能。
2 解决问题的方法
　　整流设备全系统故障包括：紧急跳闸、逆流继电器动作、直流回路开路、电网侧电压低保护、电力系统低频保护、机组同步电压低保护等。在整流器触发回路出现故障而停止触发后，由于电解槽系列的特殊负荷特性，直流回路仍然存在大量未被释放的能量。这些能量必须通过人为的方法让其沿着特定的回路逐渐地释放，而不能让它自由冲击。
    我们知道，电解槽系列是一个相当于无穷大电感的、带一定反电动势E的特殊负荷，其等值电感L>>电解槽系列的等值电阻R，电解槽系列的时间常数τ=R/ωL。一般的电解槽系列的L、R可以测定，时间常数τ约在0.5～1s之间，即电解槽系列的能量完全释放约需0.5～1s。
　　基于以上认识，可以提出以下两种解决办法。
　　⑴斜降法。该法主要针对单台机组出现故障跳闸而设计。其目的是为了在故障跳闸状态下确保机组零电流分闸，而不损坏机组元件。该法主要针对的故障有：降压变压器主油箱油的高温（≥105℃）和高压力以及重瓦斯，有载开关的高压力和重瓦斯，整流变压器的重瓦斯和高压力及高油温（≥105℃），纯水系统的去离子水高温和冷却水低流量（≤420L/Min）及膨胀桶低液位，整流器同一桥臂两个快速熔断器熔断或桥臂温度太高，PSR系统故障跳闸和本机组同步电压低跳闸等。当出现上述故障时，故障机组PSR将发出斜降指令，使得本机组电流由运行值平稳下降为零。
　　⑵续流法。这是PGAC采取的应对措施中最重要的一个办法。该办法是为了解决系统公共故障而设计的。它主要针对的故障有：直流母线开路，机组逆流保护继电器动作，紧急故障跳闸，整流系统高压侧掉电（U≤设定值），电力系统低频保护（f≤设定值）等。一旦出现上述任一故障，整流系统将进行续流操作，如出现公共跳闸信号时，公共跳闸及续流启动回路将自动给每台机组发出跳闸指令及续流启动信号，从而双筒叶滤机设计中进行了改进，具体方案如下。⑴减少接触面积，提高滤筒与滤头的密封效果。
　　将滤头与滤筒的接触由面接触改为环接触，减少了接触面积，增强了承受压强的能力（见图2）。