[發明專利]一種電解鋁供電系統智能自動調壓優化控制方法

無效

• 申請號: 201210380090.2
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN102851703A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 許其品;許和平;楊銘;仇新宏
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: C25C3/16
• 分類號: C25C3/16;C25C3/20
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種電解鋁供電系統智能自動調壓優化控制方法，屬于化工和冶金用低壓大電流整流系統穩流控制領域。

背景技術

對于鋁電解行業來說，直流電流的平穩度是影響鋁電解產量的重要因素之一。鋁電解中，陽極效應能引起系列電流大幅度波動；若無穩流措施，鋁液面會出現振擺，易造成極間短路。為正常生產，必須加大電解槽極距，結果導致槽電壓上升、電耗增多、槽溫過高和電流效率降低等不良局面發生，穩流控制就成了鋁冶煉中不可缺少的重要環節，而長期倍受關注。因此，研究鋁電解過程中系列電流的穩流控制是當前鋁電解行業供電系統中值得研究的一個重要課題。

電解鋁整流系統的調壓方式主要有大功率二極管整流機組調壓方式和大功率晶閘管整流機組調壓方式。其中，二極管整流機組調壓方式采用有載調壓變壓器進行粗調，自飽和電抗器進行細調；晶閘管整流機組調壓方式采用無載或有載調壓變壓器進行粗調，控制晶閘管導通角進行細調。有載調壓變壓器完成一次分接頭調節接近5s，稱為機械時間延遲，為避免分接頭頻繁切換或是誤動作，往往機械時間延遲再加上一段時間，所以有的有載調壓變壓器完成一次分接頭調節，所需時間為20s-100s，屬于慢動作原件。而自飽和電抗器與晶閘管的調節速度可以達到0.5s以內，目前對于有載調壓變壓器粗調與自飽和電抗器細調的智能自動調壓，還沒有實現無人自動化，有載調壓變壓器的調節由人工調節，為高效可靠地實現整個電解鋁供電系統穩流控制，智能自動調壓就必須有合適的優化控制策略，使得穩流調壓的過程由自飽和電抗器細調來完成，有載調壓變壓器粗調要保證細調有足夠的調壓裕量以維持系列電流的長期穩定運行。

發明內容

為了克服上述現有技術中的不足，本發明提供了一種電解鋁供電系統智能自動調壓優化控制方法。

本發明的主要技術內容如下：

一種電解鋁供電系統智能自動調壓優化控制方法，包括自飽和電抗器細調與有載調壓變壓器粗調的智能自動調壓，包括以下步驟：

（1）、首先將自飽和電抗器細調的調壓范圍分為三個階段，設自飽和電抗器細調調壓范圍為0-ΔU_max，將0-U₁電壓范圍設為第一段，稱為升檔段,判斷調壓值處于升檔段時，進行有載調壓變壓器的升檔操作；將U₁-U₂電壓范圍設為第二段，稱為自由段，判斷調壓值處于自由段時，有載調壓變壓器無升降檔操作；將U₂-ΔU_max電壓范圍設為第三段，稱為降檔段，判斷調壓值處于降檔段時，進行有載調壓變壓器的降檔操作；其中U₁<U₂；

（2）、在系列電流發生波動或系列電流給定值更改時，判斷給定值變化量是否小于額定電流γ%，所述γ%由現場實際參數獲得，

（a）、若是給定值變化量大于額定電流γ%，則進行以下步驟：

（a1）、首先進行相應的有載調壓變壓器粗調的操作，所述操作包括升檔與降擋；

（a2）、待自飽和電抗器細調調節時間td并經延時時間Δtd后對此時自飽和電抗器細調電壓值所處的區間進行判斷，根據區間進行相應的有載調壓變壓器操作；所述延時時間Δtd要大于陽極效應消除的時間；

（a3）、如果自飽和電抗器細調電壓量處于自由段內時，有載調壓變壓器粗調不操作；如果此時自飽和電抗器細調電壓值仍不處于自由段內，包括處于自飽和電抗器細調的上下限的情況，繼續進行有載調壓變壓器粗調的操作,重復以上a1～a2過程，直至自飽和電抗器細調電壓量處于自由段內；

（b）、若是給定值變化量小于額定電流γ%，則進行上述步驟a2～a3的操作。

上述步驟1中的自由段的電壓范圍要在有載調壓變壓器正常工作情況下變化一個檔位所引起的輸出電壓變化量的1.5倍左右。

上述步驟1中的升檔段和降檔段的調壓范圍要可以滿足一次最常見電流波動的調壓范圍。

借由上述技術方案，本發明至少具有下列優點：