整流装置安装使用说明书0HL14.docx
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整流装置安装使用说明书0HL14
ZHWF-40000*2/1200
整流装置
安装使用说明书
1概述
2正常使用条件
3产品型号与主要技术参数
4安装使用要求
5工作原理
6HMI画面
7检查与调试
8运行与维护
9运输及保存
10附图
1概述
1.1用途
本产品为电化学(电解)用电力半导体二极管整流装置,适用于电解铝及其它性质类似的负荷作直流电源使用。
1.2本产品符合国家标准GB/T3859《半导体变流器》、行业标准JB/T8740《电化学用整流器》和GB10236-88《半导体电力变流器与电网互相干扰及其防护方法导则》
的有关规定。
2正常使用条件
4.1环境与冷却条件
1)海拔不超过1000m;
2)环境温度:
户内,不低于0℃,不高于+40℃。
3)环境空气要求
①室内应设有把室内热空气从室内传到室外的设施,以形成大环境下空气的循环;
②空气的污染程度不超过国家环境质量标准所规定的Ⅲ级,不含过量的粉尘,没有导电和导磁性尘埃,不含酸、碱、腐蚀性、爆炸性及易电离的微粒和气氛。
整流室内必须保持清洁,各处的积尘不能达到引起放电和破坏绝缘的程度。
4)空气最大相对湿度不超过85%(在20℃以下),在不同温度和湿度条件下运行时,应按GB/T3859.2-93的规定注意防止柜内结露。
5)整流器的安装场地必须有牢固的基础,通过底框与基础固定。
与整流器连接的母线应通过一段软联结相连,并另设支撑架承重,防止剧烈振动和冲击。
6)户内(指可锁闭的电气操作场所,非专业人员不得入内)使用。
7)冷却水要求
①冷却整流主电路的冷却水(即热转移媒质)采用循环的去离子纯水;
②加入纯水中的防冻剂不得超过25%;
③进口温度不低于+5℃,不高于+35℃;
④进口压力为0.12~0.20MPa;
⑤流量不小于40×2m3/h(1个机组);
⑥冷却水酸碱度(PH值)为7~8;
⑦电导率不大于1μScm;
⑧冷却水硬度(以碳酸钙计)不超过0.03mg/L。
4.2电气条件
1)整流装置的抗干扰等级为B级,电网的供电条件应符合GB/T3859-93和GB10236-88所规定的B级整流器所要求的正常使用电气条件。
2)对于整流器阀侧和直流侧端子上可能出现的(如雷电冲击或电压谐振产生的)重复和不重复瞬态浪涌过电压及能量,按GB10236-88的规定必须被限制在允许范围内。
调压整流变压器和饱抗等总电抗不小于17.6%。
3产品型号与主要技术参数
3.1产品型号:
ZHWF-40000*2/1200
其中:
额定整流电压——Udn=1200(V);
机组额定整流电流——Idn=40000*2(A);
冷却方式——WF(强迫水冷);
用途——H(电化学,电解);
整流器件类型——Z(整流二极管)。
3.2成套范围
图纸代号
名称与型号
数量
备注
2HL.931.000
整流装置ZHWF-40000*2/1200
5
1~5#机组
2HL.931.000
整流装置ZHWF-40000*2/1200
1
6#机组
其中:
3HL.677.002
整流器A
6
3HL.677.003
整流器B
6
3HL.677.006
整流器控制柜KS-201
5
配1~5#机组
3HL.677.007
变压器控制柜KS-202
6
3HL.677.008
整流器控制柜KS-203
1
配6#机组
3.3技术参数
1)主要技术参数一览表(单台整流器):
序号
名称
技术参数
说明
1
额定直流电流IdN(A)
40000
2
额定直流电压UdN(V)
1200
3
理想空载直流电压Udio(V)
1325
4
整流器允许过载能力
150%
24小时内1分钟
5
整流二极管参数
1)管径
3英寸
2)型号
5SDD3355M0003
瑞士ABB
3)正向平均电流IAV(A)
3500
4)均方根电流IF(RMS)(A)
5470
5)带散热器时实际电流I‘AV(A)
3469
水温Ta=40℃时
6)反向重复峰值电压URRM(V)
5000
7)浪涌电流IFSM(kA)
46
8)允许通过的I2tY(MA2S)
10.6
9)标准压紧力(kN)
70
10)实际通过的平均电流IT(A)
952
额定运行时
11)实际通过的峰值电流ITM(A)
2857
额定运行时
6
快速熔断器
Bussmann
1)型号
4SBKN/105
170N7979
2)额定电压UR(V)
1250
均方根值
3)额定电流IRN(A)
2500
均方根值
4)快熔的熔断I2t(MA2s)
13.2
5)快熔极限分断能力(kA)
≥300
估计值
7
每臂并联二极管个数(只)
7
8
单柜元件总数(只)
84
2)冷却方式:
去离子水-风强迫循环冷却;
3)整流主电路联结型式:
三相桥式同相逆并联。
4)调压整流变压器主要参数(江西变压器厂提供):
调压变压器原边电压
220kV
整流变压器原边相电压
62818V
整流变压器二次线电压
980V
单台整流变压器原边电流互感器变比
400/1
整流变压器二次线电流
16320A
有载调压开关调压级数
79
有载分接开关调压范围
5%~105%
整流变压器阀侧交流电压范围
49.5~980.2V
自饱和电抗器覆盖范围
70VDC
自饱和电抗器控制绕组电流
30A
自饱和电抗器偏移绕组电流
30A
变压器总阻抗
17.8%
4安装使用要求
4.1安装要求
安装前,须详细阅读本说明书,掌握其要求、明确注意事项后方可安装。
4.2整流器应安装在户内,要求安放处地面干燥,符合环境要求,要合理布局,以便于检修维护。
4.3装置在开箱后安装前应注意以下事项:
1)开箱后不得留放在户外。
2)检查内部易损、易碎件和元器件,看是否有因运输而被损坏的现象。
检查各连接处的紧固件、焊点、接头等有无因运输而松动的。
检查各元件的弹簧压板变形是否一致,若有明显不同,应予调整。
3)检查水路管道是否有扭折、弯死和脱落现象。
4.4根据电气原理、出线端子和结构布置图对各部分进行电气连接。
4.5总汇水管采用不锈钢管制成。
接总水管时,用户应采用一段绝缘管与汇水管连接,长度不得小于1.5米。
整流器与冷却器之间的水路应选用不锈钢管或工程塑料管。
按照纯水冷却系统图0HL.310.000给整流器各进水口安装阀门,以控制调节进水压力。
4.6整流器和控制柜的前后应留有足够宽的维护通道。
5工作原理
整流装置电气原理见附图,主要由整流主电路、信号电路和控制电路三部分组成。
5.1整流主电路工作原理
整流主电路的工作原理是将220kV供电电网提供的高压交流电经调压变压器和有载分接开关降压调压后,分别送给两台整流变压器进行降压,再由二极管整流器将经由自饱和电抗器进行细调过的交流电变换成直流电,为电解槽提供强大的直流电流。
以满足负载对直流电源的要求。
在整个电力变换过程中,降压调压变压器和有载电动分接开关主要完成交流电压有级调节(粗调),以确保运行中网侧平均功率因数满足供电公司对用电设备的要求。
自饱和电抗器的作用是在各级电压之间进行细调,以满足电解工艺过程对电流大小和电流稳定度的要求。
二极管整流器的作用是将交流电变换成直流电,为电解槽提供直流电能。
若有载调压开关处在某一挡时,整流变压器的输出电压为U2,整流器的输出直流电压Ud=1.35U2cosα,当负载(电解槽)的等效电阻为Rd时,按照欧姆定律,整个直流回路中直流Id=Ud/Rd=1.35U2cosα/Rd。
所以,自饱和电抗器的调压作用归结为:
通过调节其控制绕组电流IK改变铁心起始磁密B0,来调整饱和角α,在不同的α角下,整流器的直流输出电压值不同,从而达到调节电流的目的。
由此可见,有载调压开关有级粗调是调节U2的大小,自饱和电抗器平滑细调是调节cosα的大小。
二者都是通过调节直流电压Ud来调节直流电流Id的。
5.2稳流系统工作原理
稳流控制系统是利用自动闭环负反馈调节原理,先将直流电流(DCCT)或交流电流(ACCT)测量装置测得的实际电流值信号IF与直流电流设定值信号IG进行综合比较(△I=IG-IF),再将比较后得到的偏差值△I信号输入电流调节器(LT)进行比例积分(PI)运算,然后把经过电流调节器(LT)运算和整理后得到的结果去改变自饱和电抗器的控制绕组电流IK,达到调节直流输出电压Ud(=1.35U2cosα)、保持电流恒定、使实际输出电流值始终跟踪电流设定值的目的。
5.3PLC监控系统
PLC是现代工业控制系统中应用非常广泛的“可编程序控制器”的英文缩写。
在整流装置中,PLC是其整个控制系统的一个核心控制单元。
在整流设备运行过程中,PLC的作用是接收各种主令电器的操作指令的、实时采集运行数据、监视设备运行状态、检测设备故降,然后把收集到的各种指令、数据、状态,按照预先编制好的程序(PLC应用软件)进行数据处理,再根据处理结果向控制系统中各执行电路单元发送执行命令、信号报警、或与上位机进行通讯、提出请求、要求联动其他执行机构等。
6HMI画面
整流器控制柜KS-201(或KS-203)上的人机对话界面(HMI)采用美国AB公司生产的带键盘的触摸屏。
HMI上共设有10个画面,各画面的功能作用见下表:
序号
英文显示
中文含义
0
AlarmBanner
报警标签(光字牌)
1
SELECTSCREEN
画面选择
2
DATA
数据显示
3
WATERCOOLER
水冷却器
4
OILCOOLER
油冷却器
5
RECTIFIER
整流器状态
6
TX.&OLTC
变压器和有载开关
7
DCISOLATOR
直流隔离开关
8
ALARMLIST
故障报警列表
9
WATERT&P
水温和水压
6.1报警标签(AlarmBanner)
按键
英文显示
中文含义
备注
130T:
LowwaterpressuretripinrectifierBfrommeter.
尚未被确认的、且最先出现的一条故障信息
报警标签
F3
“上翻页”键
触摸控制键
F8
“下翻页”键
触摸控制键
F6
AckAll
“全部确认”键,可以将未被确认的故障信息一次全部确认。
触摸控制键
F10
Ack
“逐条确认”键,可以逐条确认未被确认的故障信息。
触摸控制键
1)画面上方排列的故障信息是已被确认过的、而尚未消失的故障信息。
2)故障报警标签对照表:
代号带“A”表示该信号为报警信号,代号带“T”表示该信号为跳闸信号。
报警信号
代号
报警信息
信号来源
1A
1#lowwaterpressureinrectifierAfromPLC.
R:
B13变送器
PLC检测到整流器A第1路水压低。
2A
2#lowwaterpressureinrectifierAfromPLC.
R:
B14变送器
PLC检测到整流器A第2路水压低。
3A
1#lowwaterpressureinrectifierBfromPLC
R:
B15变送器
PLC检测到整流器B第1路水压低。
4A
2#lowwaterpressureinrectifierBfromPLC.
R:
B16变送器
PLC检测到整流器B第2路水压低。
5A
B13transduceroutputopen.
R:
B13变送器
B13变送器没有输出。
6A
B14transduceroutputopen.
R:
B14变送器
B14变送器没有输出。
7A
B15transduceroutputopen.
R:
B15变送器
B15变送器没有输出。
8A
B16transduceroutputopen.
R:
B16变送器
B16变送器没有输出。
9A
1#Pt100outputopeninrectifierA.
R:
B17变送器
整流器A的1#Pt100输出开路。
10A
1#highwatertemperatureinrectifierAfromPLC.
R:
B17变送器
PLC检测到整流器A第1路水温高。
11A
B17transduceroutputopen.
R:
B17变送器
B17变送器没有输出。
12A
2#Pt100outputopeninrectifierA.
R:
B18变送器
整流器A的2#Pt100输出开路。
13A
2#highwatertemperatureinrectifierAfromPLC.
R:
B18变送器
PLC检测到整流器A第2路水温高。
14A
B18transduceroutputopen.
R:
B18变送器
B18变送器没有输出。
15A
1#Pt100outputopeninrectifierB.
R:
B19变送器
整流器B的1#Pt100输出开路。
16A
1#highwatertemperatureinrectifierBfromPLC.
R:
B19变送器
PLC检测到整流器B第1路水温高。
17A
B19transduceroutputopen.
R:
B19变送器
B19变送器没有输出。
18A
2#Pt100outputopeninrectifierB.
R:
B20变送器
整流器B的2#Pt100输出开路。
19A
2#highwatertemperatureinrectifierBfromPLC.
R:
B20变送器
PLC检测到整流器B第2路水温高。
20A
B20transduceroutputopen.
R:
B20变送器
B20变送器没有输出。
21A
B21transduceroutputopen.
R:
B21变送器
B21变送器没有输出。
22A
B01transduceroutputopen.
R:
B01变送器
B01变送器没有输出。
23A
DCcurrentoverloadforrectifierA.
R:
B01变送器
整流器A直流电流过载。
24A
B02transduceroutputopen.
R:
B02变送器
B02变送器没有输出。
25A
DCcurrentoverloadforrectifierB.
R:
B02变送器
整流器B直流电流过载
26A
B22transduceroutputopen.
R:
B21变送器
B22变送器没有输出。
27A
Highconductivityinwatercoolingsystem.
R:
B22变送器
冷却水电导率过高。
28A
1fusefailureinrectifierA.
R:
K23继电器
整流器A有1个快速熔断器损坏。
29A
SupplyfailureforfusemonitorinrectifierA.
R:
K25继电器
整流器A快熔检测板电源消失。
30A
MaincircuitsearthinrectifierA.
R:
K26继电器
整流器A主电路对地绝缘降低。
31A
PhaseOVPfailureinrectifierA.
R:
K27继电器
整流器A换相过电压保护故障。
32A
ACOVPfailureinrectifierA.
R:
K28继电器
整流器A交流过电压保护故障。
33A
HighbusbartemperatureinrectifierA.
R:
K29继电器
整流器A母线过热报警。
34A
AuxiliarysupplyfailureinrectifierA.
R:
K31继电器
整流器A辅助电源消失。
35A
1fusefailureinrectifierB.
R:
K34继电器
整流器B有1个快速熔断器损坏。
36A
SupplyfailureforfusemonitorinrectifierB.
R:
K36继电器
整流器B快熔检测板电源消失。
37A
MaincircuitsearthinrectifierB.
R:
K37继电器
整流器B主电路对地绝缘降低。
38A
PhaseOVPfailureinrectifierB。
R:
K38继电器
整流器A换相过电压保护故障。
39A
ACOVPfailureinrectifierB.
R:
K39继电器
整流器B交流过电压保护故障。
40A
HighbusbartemperatureinrectifierB.
R:
K40继电器
整流器A母线过热报警。
41A
AuxiliarysupplyfailureinrectifierB.
R:
K42继电器
整流器A辅助电源消失。
42A
HighwatertemperatureinrectifierAfrommeter.
R:
K46继电器
水温表检测到整流器A水温高。
43A
HighwatertemperatureinrectifierBfrommeter.
R:
K48继电器
水温表检测到整流器B水温高.
44A
1#fanoverloadinwatercooler.
R:
K52继电器
纯水冷却器1#风机过载。
45A
2#fanoverloadinwatercooler.0
R:
K53继电器
纯水冷却器2#风机过载。
46A
3#fanoverloadinwatercooler.
R:
K54继电器
纯水冷却器3#风机过载。
47A
4#fanoverloadinwatercooler.
R:
K55继电器
纯水冷却器4#风机过载。
48A
5#fanoverloadinwatercooler.
R:
K56继电器
纯水冷却器5#风机过载。
49A
6#fanoverloadinwatercooler.
R:
K57继电器
纯水冷却器6#风机过载。
50A
7#fanoverloadinwatercooler.
R:
K58继电器
纯水冷却器7#风机过载。
51A
8#fanoverloadinwatercooler.
R:
K59继电器
纯水冷却器8#风机过载。
52A
9#fanoverloadinwatercooler.
R:
K60继电器
纯水冷却器9#风机过载。
53A
10#fanoverloadinwatercooler.
R:
K61继电器
纯水冷却器10#风机过载。
54A
11#fanoverloadinwatercooler.
R:
K62继电器
纯水冷却器11#风机过载。
55A
12#fanoverloadinwatercooler.
R:
K63继电器
纯水冷却器12#风机过载。
56A
Waterpumpoverloadinwatercooler.
R:
K64继电器
纯水冷却器水泵过载。
57A
Lowwaterlevelinwatercooler.
R:
K65继电器
纯水冷却器水位过低。
58A
SupplyfailureforDCisolator.
R:
K76继电器
直流隔离开关电源消失。
59A
MotorfailureforDCisolator.
R:
K77继电器
直流隔离开关电机故障。
60A
AC110VauxiliarysupplyfailureinRCP.
R:
K20继电器
整流器控制柜内AC110V电源消失。
61A
AC220VauxiliarysupplyfailureinRCP.
R:
K21继电器
整流器控制柜内AC220V电源消失。
62A
DC220VauxiliarysupplyfailureinRCP.
R:
K22继电器
整流器控制柜内DC220V电源消失。
63A
1#highoiltemperatureinATx.fromPLC.
TX:
B1变送器
PLC检测到调压变压器第1路油温过高。
64A
1#Pt100outputopeninATx.
TX:
B1变送器
调压变压器第1路Pt100输出开路。
65A
B1transducerfailure.
TX:
B1变送器
变压器控制柜内B1变送器故障。
66A
2#highoiltemperatureinATx.fromPLC.
TX:
B2变送器
PLC检测到调压变压器第2路油温过高。
67A
2#Pt100outputopeninATx.
TX:
B2变送器
调压变压器第2路Pt100输出开路。
68A
B2transducerfailure.
TX:
B2变送器
变压器控制柜内B2变送器故障。
69A
1#highoiltemperatureinRTx.fromPLC.
TX:
B3变送器
PLC检测到整流变压器第1路油温过高。
70A
1#Pt100outputopeninRTx.
TX:
B3变送器
整流变压器第1路Pt100输出开路。
71A
B3transducerfailure.
TX:
B3变送器
变压器控制柜内B3变送器故障。
72A
2#highoiltemperatureinRTx.fromPLC.
TX:
B4变送器
PLC检测到整流变压器第2路油温过高。
73A
2#Pt100outputopeninRTx.
TX:
B4变送器
整流变压器第2路Pt100输出开路。
74A
B4transducerfailure.
TX:
B4变送器
变压器控制柜内B4变送器故障。
75A
1#highoiltemperature1inATx.frommetering.
TX:
K11继电器
油温表检测到调压变压器第1路油温高。
76A
1
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