关键词：可控硅整流器；控制系统；PSR
中铝广西分公司（PGCA）铝电解整流系统经过改造后，现由5台56KA，1150VDC整流机组并联组成。每台机组由露天开关设备、降压变压器、整流变压器，谐波滤波装置及整流器组成。
PGCA160的所有整流器为三相全控桥式整流器。每台整流器均有6个桥臂（A+、A-、B+、B-、C+、C-），除5＃机组因承担改造初期全系列直流回路续流任务而有特殊设计外，其他机组每个桥臂均由12个可控硅元件并联而成，共用一组R、C换相吸收回路；整流器交流侧为中间进线，有并联压敏电阻保护；其中同相的两个桥臂（A+、A-）有温度保护功能，每个与SCR串联的快熔均可实现状态在线监测。
主要依靠安装在现场的3台控制柜来实现对整流设备的有效监控。控制柜具有交流配电、继电保护、模拟屏操作及系统DI/DO、AI/AO输入输出功能。最核心的部件是可编程高速处理装置（PHSC），简称PSR。本文着重介绍其硬件、软件、系统组成及实际运行情况。
1 PSR系统的主要功能
（1）对整流机组各部分的工作状态和工作参数进行实时监控；同时对控制回路相关设备进行状态监测。
（2）对机组交、直流测的模拟量进行采样分析和处理。包括控制用交流反馈电流，交、直流电压及降压变压器油温、整流变压器油温、纯水水温等。
（3）对机组状态进行判别，以决定是否能投入运行；正常状态时控制整流器可控硅元件的触发。
（4）对机组运行状态进行分析，故障状态下具有自动保护功能。除了传统保护外，尚有机组同步电压低保护、PSR系统故障保护等。
（5）可实现直流回路续流功能，以确保设备平稳安全。对因公共故障（如逆流保护、直流开路、紧急跳闸和网侧电压低、频率低等）造成整个系统跳闸，可启动续流功能。
2 PSR系统组成
2.1PSR系统电源配置
系统由3路电源供给，其中2路220VDC直流电源，1路带整流装置的220VAC交流电源，通过DC/DC电源转换装置，分别供24VDC/48VDC电源给PSR控制、触发系统及外围输入输出设备。电源配给如图1。其中的冗余电源电路可确保PSR系统及整流器触发电源安全、可靠。
2.2PSR系统硬件组成
⑴标准控制箱的主要插板模块。
处理单元PPC322AE；
通用处理器 PMA324 BE；
可控硅门触发控制单元 GD B021 BE；
数字监测设备 CS A465 AE；
Comb I / O模块 UAC 326 AE；
PSR电源模块 KUC 321 bAE。
可控硅门触发控制单元 GD B021 BE；
数字监测设备 CS A465 AE；
Comb I / O模块 UAC 326 AE；
PSR电源模块 KUC 321 bAE。
⑵ 通过Arcnet总线连接的外围设备。
控制面板（cont r ol panel ） AFC 094 AE；
继电器输出信号（r el ay out put） ARC 093A；
整流机组信号测量模块 UAC 346 AE；
数字量输入模块 UFC 092 AE；
现场总线I/O耦合器 UPC 090 AE；
熔断器监测设备 USB 030 AE。
控制面板（cont r ol panel ） AFC 094 AE；
继电器输出信号（r el ay out put） ARC 093A；
整流机组信号测量模块 UAC 346 AE；
数字量输入模块 UFC 092 AE；
现场总线I/O耦合器 UPC 090 AE；
熔断器监测设备 USB 030 AE。
⑶ PSR系统硬件总成。系统硬件主要由标准控制箱及其插件、通过 A r cnet 总线连接的外围设备组成。可控硅门触发控制单元（GDB021 BE）通过光纤与整流器连接，从而实现对它的控制。
2. 3 PSR系统的特性
⑴ 处理速度非常高；
⑵ 允许把一个项目的程序分成若干块， 以不同的
处理速度来独立运行，以适应不同的权限要求；
⑶ 不同用户程序段之间的切换速度非常快；
⑷ 具有专门用于大功率整流器的特殊功能块；
⑸ 易于增加处理单元，以提高系统处理能力；
⑹ 通过插入相应模块，可扩充输入/ 输出通道；
⑺ 使用远端外围设备，系统设备价格比较低廉；
⑻ 采用冗余系统，提高了系统安全、可靠性；
⑼ 具有系统自诊断能力。
2. 4 PSR系统软件的特点
⑴ 处理速度非常高；
⑵ 允许把一个项目的程序分成若干块， 以不同的
处理速度来独立运行，以适应不同的权限要求；
⑶ 不同用户程序段之间的切换速度非常快；
⑷ 具有专门用于大功率整流器的特殊功能块；
⑸ 易于增加处理单元，以提高系统处理能力；
⑹ 通过插入相应模块，可扩充输入/ 输出通道；
⑺ 使用远端外围设备，系统设备价格比较低廉；
⑻ 采用冗余系统，提高了系统安全、可靠性；
⑼ 具有系统自诊断能力。
2. 4 PSR系统软件的特点
强适应性及低工程量是PSR控制系统软件的两个最大特点。PH SC系统功能块编程语言的特点如下：特别适合用于系统开环、 闭环控制及监测和保护；
程序流程与功能块一一对应，所有程序块形式完全一致，使得应用程序界面十分友好；语言结构简单和系统化，用户可在不同的内存区为信号分配存贮单元；控制器内存分配与每个设备的物理地址一一对应；用户应用程序可用FUPLA软件工具在PC机上直接编写；调试期间程序在线修改也可在PC机上完成；功能块库可根据需要进行扩充。
3 整流系统的特性及运行效果
3.1整流系统特性
⑴续流操作功能。当220KV系统失压后，PSR系统将启动续流功能，使全部整流机组主开关跳闸，停止系统直流输出；同时开辟无障碍通道，自然释放电解系列存贮的能量。避免了改造前同等状况下会对整流设备造成冲击损坏的不良后果。
⑵可控硅触发脉冲的不对称性几乎为零。对脉冲放大器LTC743输出脉冲进行测试，同一桥臂的、不同光纤传输控制信号的两个元件的脉冲不对称度仅为0.025°电气角，远远小于技术要求的1°电气角。而原来采用的模拟控制、触发系统的脉冲不对称度普遍在2°～3°电气角，甚至有时在4°电气角以上。
⑶系统动态响应快。PSR系统调试程序模拟电流给定值出现扰动时，控制系统应快速响应并控制。实测表明，投入运行的PSR控制系统动态响应时间60ms，优于要求值100ms。与模拟控制、触发系相当，动态效果非常好。
⑷整流机组非特征谐波明显改善。实测结示，改造后的系统产生的非特征谐波有明显改善；改造前的模拟控制整流系统产生的非特征谐波进行较，3次、4次、6次等非特征谐波的值下降为原20％～30％，效果非常明显。直流电流静态偏差小。
⑸由于系统控制精度高，稳流效果好，电流偏差小于1％，符合运行要求。
⑹由于可控硅触发脉冲的对称性高，故获得技术要求高的均流系数。
⑺若主反馈直流电流信号丢失，备用反馈信自动快速切换。
⑻当主PSR系统与机组PSR通信中断时，机能单独正常工作。
⑼谐波补偿装置可自动投（ON）、切（OFF）
⑽系列KAH调节模式。
⑾整流系统功率MW调节模式（带时限）。H⑿系列直流回路开路保护。
⒀系列直流过流保护。
⒁直流电压接地报警。
3.2运行效果
S系统投入运行以来，一直保持平稳、安全运PHC行，动作时灵敏、准确、可靠。特别是针对系统公共故障设计的续流功能发挥了极大的作用，在几次电力系统故障造成PGCA整流设备全部跳闸停电的情况下，整流设备或元件无一受到损坏。同时，改造后的整流设备运行性能稳定，噪音明显下降，从而极大的改善了运行人员的工作环境。S系统成功运行。
3 整流系统的特性及运行效果
3.1整流系统特性
⑴续流操作功能。当220KV系统失压后，PSR系统将启动续流功能，使全部整流机组主开关跳闸，停止系统直流输出；同时开辟无障碍通道，自然释放电解系列存贮的能量。避免了改造前同等状况下会对整流设备造成冲击损坏的不良后果。
⑵可控硅触发脉冲的不对称性几乎为零。对脉冲放大器LTC743输出脉冲进行测试，同一桥臂的、不同光纤传输控制信号的两个元件的脉冲不对称度仅为0.025°电气角，远远小于技术要求的1°电气角。而原来采用的模拟控制、触发系统的脉冲不对称度普遍在2°～3°电气角，甚至有时在4°电气角以上。
⑶系统动态响应快。PSR系统调试程序模拟电流给定值出现扰动时，控制系统应快速响应并控制。实测表明，投入运行的PSR控制系统动态响应时间60ms，优于要求值100ms。与模拟控制、触发系相当，动态效果非常好。
⑷整流机组非特征谐波明显改善。实测结示，改造后的系统产生的非特征谐波有明显改善；改造前的模拟控制整流系统产生的非特征谐波进行较，3次、4次、6次等非特征谐波的值下降为原20％～30％，效果非常明显。直流电流静态偏差小。
⑸由于系统控制精度高，稳流效果好，电流偏差小于1％，符合运行要求。
⑹由于可控硅触发脉冲的对称性高，故获得技术要求高的均流系数。
⑺若主反馈直流电流信号丢失，备用反馈信自动快速切换。
⑻当主PSR系统与机组PSR通信中断时，机能单独正常工作。
⑼谐波补偿装置可自动投（ON）、切（OFF）
⑽系列KAH调节模式。
⑾整流系统功率MW调节模式（带时限）。H⑿系列直流回路开路保护。
⒀系列直流过流保护。
⒁直流电压接地报警。
3.2运行效果
S系统投入运行以来，一直保持平稳、安全运PHC行，动作时灵敏、准确、可靠。特别是针对系统公共故障设计的续流功能发挥了极大的作用，在几次电力系统故障造成PGCA整流设备全部跳闸停电的情况下，整流设备或元件无一受到损坏。同时，改造后的整流设备运行性能稳定，噪音明显下降，从而极大的改善了运行人员的工作环境。S系统成功运行。
