增加在產電解鋁供電備用容量節能效果分析

張紅霞

摘 要：電解鋁供電整流損耗主要為調壓整流變損耗、整流柜損耗和母線損耗。其中備用容量較欠缺的整流系列，整流變、整流變閥側母線及整流柜分支母線損耗受負荷變化影響較明顯。供電整流系列增加備用容量后，在實現安全最大節能外，整流變、閥側出線及直流分支母線均出現較大程度可計算直接損耗降低現象，供電整流效率提高，電解系列可比交流電耗降低。

關鍵詞：備用容量;整流損耗;日損耗;整流效率

隨著部分電解鋁供電系統整流變、整流柜等主要設備共性缺陷的出現及增多，以及行業對供電安全性的觀念轉變，前期設計的部分供電整流系列N+1備用容量已不能滿足對電解系列供電安全性的需求。增加供電整流的備用容量，提高供電的安全性是一項可行措施。某已投運供電整流所在供電系統備用容量由N+1技改為N+2模式供電后，調壓變本體、整流柜本體總損耗變化不明顯，但整流變、整流變閥側母線及整流柜分支母線損耗降低較多，節能效果明顯。

1 整流變閥側出線損耗

1.1 整流變閥側結構特點

整流變閥側出線自整流變低壓出線端至整流柜交流進線端。一套整流變為A、B兩臺變壓器，每臺整流變各帶一套出線，每套出線由兩組A、B、C三相同相間移相角相差30°低壓閥側銅排構成，整流變低壓閥側輸出為低電壓大電流的交流輸出，電壓一般在一千伏以內居多，電流可達數十千安。

1.2 N+2臺和N+1臺損耗計算值對比

采用某A整流所N+1臺運行時抽測的閥側母線壓降，進行計算N+2臺損耗和與N+1臺運行的損耗變化，通過表1數據，備用容量增加為N+2臺時，日損耗降低12030KWh。

1.3 N+2臺和N+1臺損耗實測值對比

采用某同型B整流所N+1臺運行時抽測的閥側母線壓降進行損耗計算，與N+2臺運行抽測的閥側母線壓降的損耗計算值進行對，可發現備用容量增加為N+2臺運行時，日損耗實測值降低13536.96KWh。

1.4 損耗計算值與實測值對比

N+2臺和N+1臺實測值和計算值在計算中應考慮全年環境溫度和相應溫度折算。同時因整流變閥側母線結構特點，考慮測量安全性，采用每臺抽測值。兩種不同對比方式，日降低損耗數據基本對應。

2 整流柜分支母線損耗對比

2.1 整流柜分支母線結構特點

整流柜分支母線自整流柜直流匯流母線出線端至室外直流大母線匯流進線端（不含匯流母線部分）。一套整流柜為A、B兩臺，每臺整流柜各帶一組正負直流出線。整流柜分支輸出為直流低電壓大電流，電壓一般在一千伏左右，電流可達數十千安。

2.2 N+1臺實測與N+2臺計算損耗對比

采用某A整流所N+1臺運行時測得的所有整流柜分支母線壓降，進行計算N+2臺損耗和與N+1臺運行的損耗變化，通過表2數據，可發現備用容量增加為N+2臺運行時，日損耗降低688.32KWh。

2.3 N+2臺實測與N+1臺計算損耗對比

采用某同型B整流所N+2臺運行時測得的所有整流柜分支母線壓降，進行計算N+1臺損耗和與N+2臺運行的損耗變化，可發現備用容量增加為N+2臺運行時，日損耗降低655.2KWh。

2.4 損耗計算值與實測值對比

N+2臺和N+1臺兩種不同對比方式，日降低損耗數據計算值與實測值基本對應。

3 整流變損耗對比

某整流所整流變損耗對比：

整流變損耗由兩部分組成，整流變空載損耗Po和負載損耗Pk，即變壓器鐵損和銅損。

N+1臺總損耗：3768KW;

N+2臺總損耗：3474KW;

N+2臺與N+1臺損耗差值：294KW;

日損耗降低：7056KWh。

4 N+1臺和N+2臺整流效率對比分析

考慮溫度變化對整流效率影響因素直流傳感器的測量誤差，選用一臺套整流變大修或檢修時段運行N+1臺平均整流效率和大修或檢修前后運行N+2臺平均整流效率進行對比。

4.1 運行整流效率

某整流所2019年增加安全備用容量后正常運行N+2臺整流機組。2019年4-5月份1#變壓器檢修時段N+1臺運行平均整流效率97.68%，檢修前后N+2臺運行平均整流效率9786%。N+2臺和N+1臺整流效率差值0.18%;7#變壓器檢修時段平均整流效率97.52%，檢修前后平均整流效率9767%。N+2臺和N+1臺整流效率差值0.15%;N+2臺運行和N+1臺運行整流效率平均差值0.165%。

4.2 N+2臺和N+1臺運行整流效率

因不同年度和不同月份整流設備輔機溫度控制和環境溫度的不同，以及總直流傳感器采集數據受溫度變化的影響，相差較長時段的整流效率縱向對比，僅作為參考值。而同一電解整流系列相對時間較短的檢修前后整流效率可作為數據分析對比的借鑒數據。

4.3 某整流所N+2臺與N+1臺總損耗及效率對比

N+2臺日總降最低損耗=整流變閥側出線日降損耗12030KWh+整流柜分支出線日降損耗655.2KWh+整流變日降損耗7056KWh=19741.2KWh;N+2臺運行和N+1臺實測運行整流效率平均下降0.165%。

5 結語

通過對在產N+1整流系列，增加一臺套整流機組實現N+2備用前后，整流變、整流變閥側銅排、整流柜分支出線等主要部位的損耗變化的計算和實測對比，并結合運行N+1臺和N+2臺整流效率的對比驗證，整流系列擴容為N+2后，主要設備損耗降低明顯，整流效率有較大提高，可比交流電耗降低，電解鋁系列噸鋁電耗下降。

參考文獻：

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