[发明专利]一种电解铝稳流控制的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解铝稳流控制方法，属于化工和冶金用低压大电流整流设备控制领域。

背景技术

电解铝是一种重要的工业负荷，连续不断的供给直流电才能保证铝液的正常生产。电解铝中，阳极效应能引起系列电流大幅度波动；若无稳流措施，铝液面会出现振摆，易造成极间短路。电解铝的主要关键技术包括大型预焙电解槽技术、超浓相输送技术和供电整流技术，而自动稳流控制技术是供电整流技术的核心，稳流控制的精度直接影响到电解生产工艺技术水平的高低。所以，保证直流电流的平稳度既能增加电解铝产量，也能提高电流效率、降低吨铝电耗。

由于电解铝生产所需的直流电流较大，单台机组一般无法完成供给，同时单台机组供电也存在电流波动大的问题，因此一般采用多机组构成更多脉波直流并联输出供电。每机组2台整流柜各6脉波单独调节自己的细调元件，保证各自的直流电流及系列总电流的平稳输出。目前的整流方案有两种，一种是二极管整流器，一种是晶闸管整流器。在电流控制精度方面，后者有着显著的优越性。但考虑到电解铝厂的直流用电负荷大且集中，是很大的谐波源，而且自然功率因数仅为0.86左右，特别是深控时更加严重。如不进行很好地治理，对电力系统特别是自备电厂影响较大，所以采用晶闸管整流的同时，仍采用较多级数的有载调压变压器。但是关于有载调压变压器的控制，长期以来都是靠经验调节，当阳极效应等特殊工况发生时，有载调压变压器的调节总是滞后的。而直接导致稳流控制系统响应速度慢，调节性能不好的原因是缺乏对有载调压变压器分接头切换与晶闸管触发角协调控制的研究。

发明内容

为了解决现有电解铝稳流控制系统响应速度慢，调节性能不好，而导致电解铝能耗过高、经济效益较低等问题，本发明提供了一种可以提高稳流精度和响应速度的电解铝稳流控制方法。

为了解决上述问题，本方案所采取的技术方案是，一种电解铝稳流控制的方法，包括以下步骤：

步骤（1），在电解槽发生阳极效应或发电机组处于故障、维修的工况下时，首先判断系列电流的实际测量值与设定值的偏差是否超过预先设定的阈值：

当结果为是，则优先调节有载调压变压器分接头，直到上述的偏差小于阈值，进入步骤（2）；当结果为否，则直接进入步骤（2）；

步骤（2），判断发电机组中的晶闸管触发角是否处于线性区，进行如下处理：

A、若此时晶闸管触发角处于线性区，则调节晶闸管触发角，直至阳极效应或故障消失；

B、若此时晶闸管触发角处于截止区或饱和区，则调节有载调压变压器分接头，直至晶闸管触发角处于线性区，返回步骤A。

在所述的步骤（1）中调节有载调压变压器分接头的具体方法如下：

当ΔI＞0且|ΔI|＞I_set时，调节有载调压变压器分接头，执行降档操作；

当ΔI＜0且|ΔI|＞I_set时，调节有载调压变压器分接头，执行升档操作；

其中，ΔI为系列电流的实际测量值与设定值的偏差，I_set为设定的阈值。

在所述步骤（2）具体如下：

对于晶闸管整流机组，采用晶闸管触发角α作为区分各段的标志，根据晶闸管的熄弧要求确定最小触发角α_min，根据供电功率因数要求确定最大触发角α_max；

当α_min≤α≤α_max时，触发角处于线性区，调节晶闸管整流机组中的晶闸管触发角，所述触发角调节范围为α_min~α_max；

当晶闸管触发角α＜α_min时，触发角处于截止区，调节有载调压变压器分接头；

当α＞α_max时，触发角处于饱和区，调节有载调压变压器分接头。

所述的最小触发角α_min取5°，所述的最大触发角α_max取12°。

在所述的步骤（2）中有载调压变压器分接头调节的具体方法如下：

步骤301，当晶闸管触发角达到上限时，调节有载调压变压器分接头升高一档；当晶闸管触发角达到下限时，调节有载调压变压器分接头降低一档；

步骤302，执行完升降档操作后，再继续判断晶闸管触发角所处工作区间，当晶闸管触发角达到上、下限时，返回步骤301，直到晶闸管触发角处于线性区。