變壓器與整流器兩種配置方式的對比分析

耿慶魯，白海斌

(德州實華化工有限公司，山東 德州 253007)

隨著氯堿生產的不斷發展，整流技術日益提高，在離子膜整流供電系統中大多采用2臺整流器配置1臺變壓器(以下簡稱“1拖2”)的整流配置方式，也有采用1臺整流器配置1臺變壓器(以下簡稱“1拖1”)的整流配置方式的。在實際運行過程中，兩種整流配置在節能、安全、維修保養方面各有優缺點，應根據實際情況選用。

1 整流1拖1、1拖2配置簡介

1拖1的整流配置組成6脈波整流電路；1拖2的整流配置組成單柜6脈波，變壓器內部做30°移相，整個系統形成12脈波整流。

2 兩種配置經濟節能比較[1]

(1)1拖1相對來說比較獨立，適用于燒堿產量比較低(12萬t/a燒堿以下)的生產系統，在等效脈波數24脈波及以下的系統中用的比較多。一般是單柜6脈波，4臺機組組成24脈波。

優點：單臺機組的故障停電只能影響到1臺電解槽運行，生產損失小，對整個工藝系統的沖擊也小。

缺點：整流變壓器及高壓輸送電設備的數量較多。尤其是是使用六氟化硫GIS組合時，饋電間隔較多，一次性投資也大；同時，整流裝置的數量增多，導致占地面積增大，增加了配套土建投資費用。

(2)整流1拖2配置一般用在燒堿產量比較高(15萬t/a燒堿以上)的系統中，等效24脈波以上的系統中用的比較多，往往在大電流整流系統中使用整流1拖2配置。

優點：可減少整流變壓器和高壓饋電開關的使用數量，能夠節約場地使用空間，節約投資和運行費用，還便于實現單機組12相整流。提高資源的共同利用率，比如提高共用整流變壓器、純水冷卻系統、整流控制系統及其監控系統的利用率，減少高壓饋電開關數量等。由于采用1拖2整流變壓器，檔位開關、主變冷卻設備、冷卻介質、管道、閥門、控制箱等使用數量減少，可以節約成本，提高設備利用率和設備使用效率。

缺點：相對1拖1配置，1拖2系統的要求更高，1臺整流變壓器，兩臺整流器，兩個電解槽，同一個系統中設備越多相對就越復雜，出現故障的幾率要大于1拖1配置。

如果變壓器發生故障，或者水系統出現嚴重泄漏，單臺整流柜出現嚴重設備故障，須停車處理時整個系統就得停車，包括后面的兩個電解槽，造成的停車損失大，對整套工藝系統沖擊也大，非常容易造成整個生產系統停車。不過，這是相互的，工藝上來說，某一個電解槽出問題，如果須要停電檢修，1拖2系統無須全部停車，另外一半還可以繼續工作，維持生產運行。

3 兩種配置安全維修對比

整流1拖2配置相對1拖1配置結構復雜，所牽扯的設備點多面廣；運行當中相對于1拖1配置不夠安全可靠，不如1拖1更獨立、更可靠。

(1)在1拖2配置中某單臺整流主柜檢修時極易出現觸電事故。

(2)1拖2配置在公用設備檢修時，必須兩臺整流主柜全停，以免發生單臺主柜水路堵死、單臺更換晶閘管快熔等情況。

(3)1拖2配置在跳閘時對工藝系統沖擊更大，容易造成工藝系統全部跳停。

(4)1拖2配置比1拖1配置容量大，現場設備布局緊湊，電力線路和控制信號線路交叉重疊，容易造成信號干擾；布局緊湊也容易造成散熱效果差等情況。

4 兩種配置缺陷解決方法

隨著電器元件制作工藝的進步和材料科技的提高，所用部件的質量也有很大的提升。

(1)在抗干擾方面，兩種配置均可以使用優質屏蔽線，使用獨立于電力設備的接地網、在被干擾端點并聯電容等技術手段解決。

(2)在1拖2配置中增大散熱容量，并考慮盡量將熱量直接抽送到室外進行散熱。

5 兩種配置在運行中均應注意的問題

(1)整流電路采用同相逆并聯結構，橋臂之間距離非常近，進整流柜的交流銅排連接應牢固，避免在電動力的作用下引起短路事故。

(2)在可控硅整流裝置中，不應將整流變壓器調壓線圈的電壓設計過高，可調節直流電壓，并將其控制在75%～100%為宜。

設計過高的調壓線圈會造成設備容量浪費、成本增加、運行費用增加等。

(3)整流柜采用均流儀在線監測，可提供大電流整流系統環境中各項測量參數及波形數據，提高了傳輸的可靠性、穩定性和實時性能。

(4)整流控制柜宜采用UPS電源，可保證動力電出現波動故障時能夠實現零切換，保證設備的安全穩定運行。

(5)1拖2整流變壓器容量較大，應注意變壓器的散熱，一般用風冷強迫油循環結構，在夏季還應注意變壓器的防曬和通風。

(6)在單側變壓器運行時，失去了等效整流的意義，諧波會增大，所以，在實際生產過程中，雖然可以單側變壓器運行，但應盡可能地避免短時間運行。

6 結語

相對1拖2配置，1拖1配置在安全穩定性能上要有優勢，在跳停時，對系統沖擊小。1拖2配置在性價比上要高于1拖1配置，但是在維修和安全穩定性能上不如1拖1配置可靠。1拖2配置整體來說要優于1拖1配置，也是目前氯堿行業應用的主流。隨著電力電子技術的不斷進步，整流系統的可靠性越來越高，1拖2系統在性能和功能都沒有減少的同時，降低了各方面的硬件成本。

[1] 田時靜.110 kV整流直降方式的應用[J].中國氯堿，2011(3)：7-9.