[發明專利]一種平穩可靠的鋁電解行業整流所穩流系統

有效

• 申請號: 201310630059.4
• 申請日: 2013-12-02
• 公開（公告）號: CN103603013A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 董仕毅;陳德斌;唐波;楊峻峰;廖榮剛;董樹勇;畢偉;何方
• 申請（專利權）人: 云南云鋁澤鑫鋁業有限公司
• 主分類號: C25C3/16
• 分類號: C25C3/16;C25C3/20
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生

技術領域

本發明涉及一種平穩性及安全可靠的鋁電解行業整流所穩流系統。

背景技術

鋁電解行業整流所直流穩流系統在鋁電解生產過程中起到十分重要的作用。它直接為鋁電解生產過程提供平穩的電流，保證鋁電解生產所需電流平穩，一直以來是鋁電解行業長期需要攻克的技術難題。在鋁電解生產過程中，如供電電流不平穩，電流波動大，會破壞鋁電解生產穩定的工藝技術條件，不但能耗增加，還將會存在重大的設備安全和人身安全風險，造成巨大的經濟損失。

目前，國內鋁電解行業整流所整流設備采用的是多相二極管整流方式，穩流系統采用整流變壓器有載調壓與自飽和電抗器相結合的方式，鋁電解行業電流穩流控制的主要原理是將整流柜的直流輸出電流經采集變換后形成反饋電流I_f，與給定電流I_g在PLC（可編程控制器）中比較后形成一個比較電壓，比較電壓經PID（比例積分微分）運算后，控制PLC輸出脈沖的占空比，從而改變IGBT（絕緣柵雙極晶體管）的輸出電流（I_k），也就是控制I_k來調節整流裝置的輸出電流。通過PLC對電流比較值進行PID計算并控制IGBT的輸出電流，從而實現穩流（如圖1所示）。其設備結構緊湊、控制簡潔。

雖然目前鋁電解行業整流設備和穩流系統控制措施有上述優異性能。但在鋁電解生產過程中存在著陽極效應，當出現陽極效應時，存在直流電流波動較大、穩流調節響應速度慢、穩流調控時間較長的問題。這樣就會造成鋁電解生產過程中陽極效應時間過長，增加不平穩電流對設備沖擊時間，增加了人工操作時間和勞動強度，容易發生設備事故和人身安全事故，造成巨大經濟損失。同時穩流系統采用整流變壓器有載調壓與自飽和電抗器相結合的方式，不能調節因電網電壓波動引起的電流波動。

本發明針對這一行業問題，進行全面研究，很好的解決了這一技術問題。

發明內容

本發明的目的是解決現有鋁電解行業整流所穩流系統中上述存在的不足，提供一種更為安全簡潔、快速響應、恒流可靠的鋁電解行業整流所穩流系統。

本發明根據鋁電解行業整流所穩流系統的使用環境和技術條件，對穩流系統進行改進。用直流調速裝置替代“通過PLC控制器進行PID（比例積分微分）調節并控制IGBT（絕緣柵雙極晶體管）的輸出電流”。?

本發明的技術方案為：鋁電解行業整流所穩流系統包括總調節PLC、單臺整流機組PLC、直流調速裝置、1^#至n^#整流機組、單臺整流機組電流傳感器、整流輸出總電流傳感器、單臺整流機組電流變送器、整流輸出總電流變送器及連接線路，總調節PLC連接單臺整流機組PLC，1^#至n^#整流機組與單臺整流機組電流傳感器和整流輸出總電流傳感器連接，整流輸出總電流傳感器經過總電流變送器與總調節PLC連接，其特征在于單臺整流機組PLC?與1^#至n^#整流機組之間設置直流調速裝置，直流調速裝置內置速度環和電流環，在速度環和電流環中均內置有PID調節，為雙環雙PID調節，電流環中的PID連接晶閘管，晶閘管的另一端連接1^#至n^#整流機組，電流環還連接一個電網電流采集處理器，單臺整流機組電流傳感器通過單臺整流機組電流變送器與速度環連接。

本發明與現有技術比較具有以下積極效果：

1、本發明采用雙環雙PID調節技術，有利于提高對電網電壓波動引起的穩流系統電流波動抑制和鋁電解生產過程中發生陽極效應時產生的波動電流抑制，從而提高了鋁電解生產過程中整流所穩流系統穩流的安全可靠性。

2、有效降低了因不穩定電流沖擊電解槽發生設備事故的風險，提高了鋁電解生產效率。

3、提高了鋁電解整流所穩流系統供電的安全性、可靠性、平穩性，降低了波動電流對鋁電解生產的影響，減輕了因波動電流沖擊電解槽造成的設備損壞和增加的工作量，同時降低了因上述所造成的巨大經濟損失。

4、改進了電解鋁的生產工藝，延長了電解槽壽命。

5、本發明能適應整個鋁電解生產技術條件要求，技術創新性強，屬國內外首創。

附圖說明

圖1是現有的電解鋁行業采用的整流所穩流系統示意圖。

圖2是本發明的鋁電解行業整流所穩流系統設置示意圖。