[摘 要]本文分析了國內(nèi)整流機(jī)組純水冷卻系統(tǒng)的電氣二次控制部分,通過幾次典型故障分析了其存在的問題,提出了改進(jìn)的方案及建議。

[關(guān)鍵詞]純水冷卻系統(tǒng) 典型故障 改進(jìn)方案

0 前言

電解鋁生產(chǎn)整流供電設(shè)備是電解直流供電的關(guān)鍵設(shè)備，近年來曾屢屢發(fā)生設(shè)備事故，造成了不同程度的經(jīng)濟(jì)損失。涉及整流設(shè)備安全運(yùn)行的問題有諸多方面，其中整流器純水系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行也是不容忽視的問題，下面就純水系統(tǒng)的管理與控制方面談一些認(rèn)識(shí)與改進(jìn)意見。

原電氣控制中為了保證純水部分的運(yùn)行安全，設(shè)計(jì)兩路電源一備一用且相互閉鎖，兩臺(tái)純水電機(jī)運(yùn)行也相互閉鎖，一臺(tái)過載，另一臺(tái)自啟動(dòng)，保證了純水冷卻系統(tǒng)的不間斷性。
部分原理控制見附

1 典型故障分析

陜西銅川鋁業(yè)變從2005年12月投運(yùn)以來，數(shù)次因系統(tǒng)閃絡(luò), 電壓突變致使純水泵停運(yùn)，五臺(tái)機(jī)組因斷水30秒后高壓斷路器陸續(xù)跳閘，造成電解系停電。

2006年6月1日9: 10時(shí)鋁三線（110kV進(jìn)線）因電源端設(shè)備故障，引起線路電壓瞬間波動(dòng)使純水泵控制接觸器線圈失電脫扣，機(jī)組因斷水跳閘，系列停電40分鐘后恢復(fù)正常供電。
2006年10月30日16: 40時(shí)110kV電網(wǎng)因其它變電站事故，引起鋁業(yè)變所用低壓交流盤脫扣失電，5臺(tái)純水泵失電，超時(shí)30秒后機(jī)組跳閘，而且兩臺(tái)機(jī)組因主、副水壓變化造成板式散熱器串水，水質(zhì)降低，系列1小時(shí)30分后方恢復(fù)正常。

2007年7月2日9: 10時(shí)因電解10kV I段所帶的施工電源出線電纜放炮，造成10kV I段接地，10kV電解I#電源速斷動(dòng)作，10kV系統(tǒng)I段閃絡(luò)致使所用交流I段低壓脫扣動(dòng)作。5臺(tái)純水泵接觸器線圈因瞬間失壓跳閘，同樣因主、副水壓力變化造成散熱器主、副水串水，5臺(tái)機(jī)組全部水質(zhì)下降，絕緣降低。22: 40時(shí)個(gè)別機(jī)組水質(zhì)上升、絕緣恢復(fù)后陸續(xù)送整流機(jī)組，直至23: 58時(shí)系列電流正常，持續(xù)時(shí)間達(dá)兩個(gè)半小時(shí)之久，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。
分析以上三次系列停電原因，均因系統(tǒng)（110kV或10kV）閃絡(luò)，瞬間電壓發(fā)生突變，純水泵電機(jī)控制接觸器線圈保持電壓低于出廠值（一般設(shè)計(jì)為線圈電壓在80%~105%的額定電壓下正常工作）后，即行脫扣跳開，若不能在30秒內(nèi)即時(shí)恢復(fù)（正常操作無法在30秒內(nèi)完成），機(jī)組即因斷水跳閘，而且極有可能使板式散熱器發(fā)生主、副水串水現(xiàn)象，必須等水質(zhì)上升至正常值，方可送電，延長了送電時(shí)間，給企業(yè)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)估算240KA系列120臺(tái)電解槽（僅一期工程），每停電1小時(shí)少產(chǎn)鋁約8噸左右，造成經(jīng)濟(jì)損失在15萬元以上。

2 改進(jìn)方案

為了保證整流系統(tǒng)運(yùn)行安全，減少經(jīng)濟(jì)損失，從簡便、經(jīng)濟(jì)、可靠、可行等因素綜合考慮，在原線路基礎(chǔ)上不作大的改動(dòng)的情況下，解決上述問題，改進(jìn)后的控制原理如附圖（虛線框內(nèi)為新增加部分）。

改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)：

1．如附圖，當(dāng)系統(tǒng)閃絡(luò)、電壓突變時(shí)，主接觸1KM和2KM線圈瞬間同時(shí)失電后純水泵停運(yùn)，此時(shí)新增的KT3線圈即通過1KM（31~32）和2KM（31~32）的常閉接點(diǎn)帶電，并使KT3的延時(shí)閉合常開接點(diǎn)啟動(dòng)1#純水泵，確保機(jī)組不會(huì)因斷水跳閘。

2．在KT3回路中串接1KM（31~32）和2KM（31~32）常閉接點(diǎn)，保證了只有在兩個(gè)泵同時(shí)失電時(shí)才會(huì)啟動(dòng)1#泵，同時(shí)2#純水泵因任何原因停運(yùn)時(shí)便啟動(dòng)1#泵。

3．原有的設(shè)計(jì)功能沒有發(fā)生變化，如兩路電源的一備一用及相互閉鎖，2臺(tái)純水泵的過載及互鎖功能仍未改變。

3 結(jié)束語

2007年7月5日至10日對(duì)陜西銅川鋁業(yè)變5臺(tái)機(jī)組的純水系統(tǒng)全部改造完畢后逐臺(tái)進(jìn)行了傳動(dòng)試驗(yàn)，確認(rèn)無誤后投入運(yùn)行，至今未發(fā)生一起跳閘事故且運(yùn)行安全、平穩(wěn)、可靠。7月24日因雷電天氣造成電網(wǎng)波動(dòng)，本公司的空壓機(jī)冷卻系統(tǒng)循環(huán)水泵因電壓突變使主控制接觸器線圈失電跳閘，但機(jī)組純水泵冷卻系統(tǒng)卻運(yùn)行平穩(wěn)。通過實(shí)踐證實(shí)該改進(jìn)方案安全實(shí)用進(jìn)一步保證了電解生產(chǎn)的安全。

附圖說明:

1. 由于240KA系列已發(fā)生了三起高壓線路突變(約為0.3ms)，引起整流機(jī)組純水泵停運(yùn)，導(dǎo)致機(jī)組(斷水)跳閘事故發(fā)生，已對(duì)生產(chǎn)及其設(shè)備造成極大危害，為了杜絕此類事故再次發(fā)生，現(xiàn)對(duì)240KA整流純水泵電氣控制提出部分改進(jìn)(圖中虛線新增部分)。

2. 本圖為240KA動(dòng)力車間整流機(jī)組純水泵局部控制原理增補(bǔ)圖。

3. 圖中時(shí)間繼電器KT3整定值應(yīng)大于系統(tǒng)突變(0.3ms)及線路重合閘時(shí)間2s，小于機(jī)組斷水跳閘時(shí)間30s，整定值擬為3s。

4. 圖中KA1、KA2為1#和2#泵的過載繼電器常開接點(diǎn)，即當(dāng)1#泵過載時(shí)1FR的常開接點(diǎn)啟動(dòng)KA2線圈，KA2動(dòng)作啟動(dòng)2#泵。