國產整流器與進口整流器的性能比較及改進方向

王永升

（中國石化股份有限公司齊魯分公司氯堿廠，山東 淄博 255411）

國產整流器在產品的質量、可靠性、設計理念、功能、外觀等各方面都有了長足的進步，但與進口整流器相比，許多方面還顯的不足，通過對它們多方面的性能進行比較，從中找到優點及不足，確定改進方向。

1 國產整流器的優點

1.1 冗余技術實現高可靠性

國產整流器都有交/直流反饋冗余；同步信號冗余，同步信號丟失鎖定；調節器冗余，通道可自動/手動無擾動切換。這樣的設計，起初是考慮到整流器所用電子元器件的質量問題，作為可靠運行的補救措施，隨著電子元器件質量的提高和多通道并列運行的技術改進，原來的冗余設計已變為容錯設計，可靠運行度已有充分的保證。

1.2 參數在線設定便于系統調優運行

當整流變壓器所接電網的容量不是太大時，或電網的電壓波動較大時，有載調壓開關（OLTC）就可能頻繁動作，此時可在線將控制角α的下限值調大一些（如由原來的25°調至35°），就可抑制OLTC的頻繁動作，在電網電壓正常后，再在線恢復α的正常值，如此，可安全地使OLTC躲過電網的波動。另外，如果電網始終較穩定，通過控制角α適當的在線設定可得到較為理想的功率因數。進口整流器其程序中設定好的參數，操作人員是無法在線設定的（廠家專業技術人員通過相關設備可在線設定）。

1.3 人機操作界面功能完善，方便操作人員的運行監控

開關、模擬量狀態、運行狀態及報警設定值等都能在操作界面中方便地查詢到，如當前控制角α的大小，可很簡單地通過整流器的交流輸入電壓及整流器的實際輸出直流電壓，計算出整流器的直流電壓損耗、功率損耗等，這樣，可對整流器的某些性能指標進行實際的核算。再就是某一運行參數離報警值還有多大空間可以很方便地查到，便于操作人員及時地監控與調整。

1.4 通訊系統的開放性易于實現全廠的微機監控

國產整流器的通訊系統一般是開放性系統，只要知道通訊協議，極易與其他網絡、監控系統實現聯網，做到全廠的微機監控，真正實現電氣的綜合自動化。外商的整流器也能實現與其他系統的聯網，但考慮到保密性，通訊系統通常不是開放性的。

1.5 控制系統集成化、小型化，操作人員易掌握

進口整流器多是模塊化設計，控制模塊繁多，原理復雜，一般操作人員不容易掌握，而國產整流器多是集成化、小型化設計，柜內控制插件少、控制原理較傳統、易掌握，有問題易于查找、處理。

2 國產整流器的不足與改進方向

2.1 現場控制柜的密封、散熱方面

國外整流器的現場控制柜都是密閉型的，內部一般都有空調進行恒溫、恒濕控制，保證了電子元器件性能穩定，避免了因內部溫度高引起的電子元器件性能漂移現象，且大大延緩了元器件的老化。另外，因柜子是密閉的，阻斷了外部腐蝕性氣體的進入，避免了環境對元器件的腐蝕。

國產整流器現場控制柜一般是不密閉的，因與整流變壓器布置在一起，而變壓器的運行溫度在50℃左右，其向周圍空間散發出大量的熱，尤其夏天，控制柜內的溫度都在40℃以上，如此高的運行溫度，加速了電子元器件的老化，且易造成元器件的性能漂移（引起整流器輸出電流的波動或停車），及電子元器件管腳、印刷線路板的腐蝕。

基于上述對比，建議國產整流器現場控制柜改為密閉后，也加裝空調。如果條件所限，至少將柜子密閉，在柜子的底部引入清潔的儀表風，通過儀表減壓閥將適量的儀表風通入柜中，這樣始終保持柜內微正壓，在柜子漏氣時，由內往外漏，既阻止了外部腐蝕性氣體的進入，又達到了散熱的目的。

2.2 整流裝置一體化方面

國產整流器柜與去離子水換熱裝置是分離的，這樣既增加了占地面積，也顯得現場凌亂。另一方面，整流器可控硅整流室一般都無冷卻措施，雖然柜內的可控硅、熔斷器和母排都有去離子水冷卻，但它們的熱量還有部分散發至柜內，而過壓吸收裝置中的電阻、電容是無冷卻措施的，所有這些因素造成了可控硅整流室內溫度較高。在夏天為了散熱而開門運行（變配電開關柜都要求“五防”，而整流器可控硅整流室開門運行，存安全隱患），開門運行、溫度較高也使得柜內較臟、元器件及導線老化加速。而進口整流裝置都是一體化的，去離子水換熱器也裝于標準柜內，與整流器柜一同布置，現場美觀、實用，更重要的是，通過水—風換熱器將可控硅整流室進行強制循環風冷，充分保證了可控硅整流室的散熱，如此就無開門運行的必要，安全也有了保障，這也是進口整流器都有門聯鎖的原因。

2.3 抗電磁干擾方面

國產整流器在抗電磁干擾方面，都采取了繼電器隔離、光電隔離、電纜屏蔽、接地、濾波、優化布線等等措施，產品滿足相關標準的要求，也通過了國家級實驗室的電磁兼容性檢驗，但現場實際運行中受到干擾的情況時有發生。而進口整流器將重要的線路，如脈沖信號線、通訊線等都改為光纜，從源頭消除了電磁干擾的影響，這也應是國產裝置努力的方向。

2.4 故障顯示方面

國產整流器在故障顯示方面現在已較完善，但為了便于操作人員快速、準確地處理問題，建議出現故障時，除聲光報警之外，在報警畫面中單獨增加一彈出窗口，包括故障的原因、處理措施查詢，處理此問題要查詢的圖紙頁數、坐標，以及電子圖紙的連接、現場實物照片的連接等。

2.5 安全聯鎖方面

通常線路故障的發生有2種情況，一種是開路，由于斷線、接線端子松動、端子等接觸面氧化后接觸電阻增大等原因造成的，開路發生的概率占線路故障的90%以上；另一種是短路，它是由于兩芯線間絕緣老化、外力擠壓、端子受潮等原因造成的，短路發生的概率占線路故障的10%以下。線路故障對數字輸入信號的影響分析見圖1。

圖1 數字輸入信號梯形圖

（1）開路。對常開觸點的影響是拒動，對常閉觸點的影響是誤動。

（2）短路。對常開觸點的影響是誤動，對常閉觸點的影響是拒動。

國產整流設備一般為避免因線路故障問題引起聯鎖誤動，數字信號的故障聯鎖多是選用的常開觸點，而國外整流設備一般數字信號的故障聯鎖多是選用的常閉觸點，選用常開觸點的優點是：最大限度地避免了因線路問題造成的誤動停車；缺點是易造成真正故障時的拒動，安全性能方面變差。選用常閉觸點的優點是故障出現時能可靠地聯鎖停車，安全性能方面有保證；缺點是因線路問題易造成誤動，增加了誤動停車的概率。

綜合權衡，至少應將拒動會造成電網和設備重大損壞的聯鎖信號改為常閉觸電。

2.6 反饋信號及直流輸出電壓線性化校正方面

整流器的穩流精度除電流采樣頻率、信號干擾、信號轉換器的精度影響外，還受電流CT的測量精度的影響，有時是主要的影響因素。如在直流CT故障后，由交流CT提供負反饋時，因交流CT的精度遠不及直流CT的精度，此時的穩流精度可能變得較差，但通過整流器內部的補償校正也可達到較高的穩流精度。同樣直流輸出電壓的偏差，也可通過整流器內部的補償校正，如此，整流器的各種控制、指示參數將變得更精準、更逼近實際值。

2.7 設備預期壽命的評估方面

現在許多進口整流器廠商對整流設備的預期壽命進行了評估，且以表格的形式列出，包括器件的名稱和預期壽命。這樣可清楚地告訴用戶，整流器的哪個元器件、部件的預期壽命是多長，一方面指導用戶的備件儲備，另一方面用戶在元器件的預期壽命要到期時，在運行中，要多巡檢、多關注，早做更換的準備工作，使用戶在使用、維護中可做一些更有針對性的工作，確保整流器運行在最優狀態。

電動機運行在繞組絕緣材料的最高允許溫度情況下壽命是10年，但在實際情況下環境溫度和溫升均不會長期達設計值，因此一般壽命為15～20年。如果運行溫度長期超過材料的極限工作溫度，則絕緣的老化加劇，壽命大大縮短。同理，整流器的部件預期壽命也隨運行環境而變，這對用戶的環凈條件也提出了要求。

總之，為使整流器運行在最優狀態，國產整流器廠商也需根據所用元器件的質量、要求的環境條件及以往類似產品的質量跟蹤等參數，逐步完善整流器預期壽命的評估。

2.8 遠程診斷

進口整流器通過網絡具有如下功能：

（1）遠程監控。可以遠程監控實際運行現場的運行狀態；

（2）故障查詢。自動通知或者根據客戶預定通知（彌補用戶技術上、認知上的不足）；

（3）遠程分析。定期分析系統來提高可靠性（通過事件記錄儀和數據記錄儀的內容分析、判斷）；

（4）升級軟件。遠程為用戶軟件升級。

以上功能為用戶服務就變得更及時、更方便，這也是今后努力和改進的方向。

3 結語

國產整流器在新技術應用、工藝水平和可靠性等方面較以往有了長足進步，某些方面也有一些亮點，但總體來講，與進口產品存在差距，國外公司對新技術的掌握和應用，反應較敏捷，可以迅速地吸收電力電子、控制系統、通訊系統等領域內最先進的研究成果和工藝，將其轉化到產品中，使產品的技術先進、功能強大、可靠性得到充分保證，國內公司應當借鑒學習。