電氣工程自動(dòng)化畢業(yè)論文-10萬(wàn)噸燒堿整流裝置設(shè)計(jì)

1、<p>　　哈爾濱理工大學(xué)成人(繼續(xù))教學(xué)院</p><p><b>　　畢　業(yè)　設(shè)　計(jì)</b></p><p>　　題　　目：　 10萬(wàn)噸燒堿整流裝置設(shè)計(jì)</p><p>　　班　　級(jí)： 201級(jí)函授電氣工程及自動(dòng)化專升本</p><p>　　姓　　名： 張龍龍</p>

2、<p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　系主任： </p><p><b>　　2015年11月</b></p><p>　　哈爾濱理工大學(xué)成人高等教育學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明</p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成

3、果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品或結(jié)果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。</p><p>　　本人已知曉教育部第34號(hào)令，了解《學(xué)位論文作假行為處理辦法》的相關(guān)規(guī)定，本人已完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。</p><p>　　論文作者署名：張龍龍 日期： 2015年

4、 11月 3日</p><p>　　…………………………………………………………………</p><p>　　本人已知曉教育部第34號(hào)令，了解《學(xué)位論文作假行為處理辦法》的相關(guān)規(guī)定。</p><p>　　指導(dǎo)教師簽字： 日期： 年 月 日</p><p>　　本部已對(duì)該生論文進(jìn)行了嚴(yán)格審查，對(duì)論

5、文的指導(dǎo)、答辯、成績(jī)?cè)u(píng)定等所有教學(xué)環(huán)節(jié)按相關(guān)規(guī)范進(jìn)行了監(jiān)控。</p><p>　　系所函簽字（章）： 日期： 年 月 日</p><p>　　哈爾濱理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)</p><p>　　哈爾濱理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p><b>　　成教院制表</b><

6、;/p><p>　　10萬(wàn)噸燒堿整流裝置設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著大功率晶管蒸餾技術(shù)的不斷進(jìn)步與完善，晶閘管整流裝置目前已經(jīng)在化工行業(yè)中得到普遍的應(yīng)用。晶閘管整流裝置具有操作簡(jiǎn)便，反應(yīng)快捷，穩(wěn)流精度好，整流效率高等顯著優(yōu)點(diǎn)。其輸出的直流電流調(diào)節(jié)依靠變壓器有載開(kāi)關(guān)粗調(diào)，晶閘管移相細(xì)調(diào)，使系統(tǒng)能獲得高

7、穩(wěn)定度的直流電流，完全滿足化工電解工藝要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞 整流；可控硅；極化；技術(shù)；設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要 …………………………………………………………Ⅰ</p><p>　　第一章 基本條件 ……………………………………………1</p&

8、gt;<p>　　1.1環(huán)境條件 ……………………………………………… 1</p><p>　　1.2技術(shù) …………………………………………………… 1</p><p>　　第2章 整流系統(tǒng)整體方案概述 ……………………………5</p><p>　　2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) …………………………………………………5</p><p>　

9、　第3章 整流主柜的設(shè)計(jì) ……………………………………6</p><p>　　3.1整流機(jī)組的計(jì)算條件 …………………………………… 6</p><p>　　3.2整流裝置主要參數(shù)計(jì)算 ………………………………… 6</p><p>　　3.3整流柜主要的元器件選擇及主要技術(shù)措施 ………… 13</p><p>　　第4章整流控制柜的設(shè)計(jì)

10、 …………………………………15</p><p>　　4.1就地控制柜的基本功能 ………………………………15</p><p>　　結(jié) 論 ……………………………………………………19</p><p>　　參考文獻(xiàn) ……………………………………………………20</p><p><b>　　第一章 基本條件</b

11、></p><p><b>　　1.1環(huán)境條件</b></p><p>　　環(huán)境條件如下所列。設(shè)備應(yīng)能夠在最高40攝氏度溫度下正常工作。</p><p>　　1.1.1海拔高度…………………………………… <1000m</p><p><b>　　1.1.2環(huán)境溫度</b></p&

12、gt;<p>　　年平均氣溫………………………………………… 8℃</p><p>　　極端最高溫度……………………………………… 41℃</p><p>　　極端最低溫度……………………………………… -28℃</p><p>　　1.1.3年平均相對(duì)濕度…………………………… 51%</p><p><b&g

13、t;　　1.2技術(shù)條件</b></p><p>　　1.2.1整流設(shè)備的配置</p><p>　　蒸餾裝置一套用于供三萬(wàn)噸離子膜試驗(yàn)電解。每套包括：</p><p>　　可控硅整流柜 2臺(tái)</p><p>　　整流控制柜 2臺(tái)</p><p>　　遠(yuǎn)控臺(tái) 1臺(tái)</p&

14、gt;<p>　　直流互感器 2臺(tái)</p><p>　　直流刀開(kāi)關(guān) 4臺(tái)</p><p>　　純水冷卻裝置 1套</p><p>　　極化整流單元 2套</p><p><b>　　1.2.2技術(shù)規(guī)格</b></p><p>　　網(wǎng)側(cè)電壓：35kVAC

15、+5%/-5%,3PH,50Hz+1%-1%</p><p>　　直流輸出倆個(gè)系列，每個(gè)系列：</p><p>　　直流輸出電壓400V</p><p>　　直流輸出電流15kA</p><p>　　倆個(gè)系列單獨(dú)控制，不匯流。</p><p>　　機(jī)組負(fù)荷類型：二級(jí)，化工食鹽電解</p><p>

16、;　　機(jī)組直流輸出的調(diào)壓范圍為0到100%連續(xù)可調(diào)，手動(dòng)自動(dòng)均能正常操作：調(diào)壓方式為有載調(diào)壓變壓器+晶閘管細(xì)調(diào)，有載開(kāi)關(guān)調(diào)壓范圍為70%到105%。</p><p>　　機(jī)組在額定運(yùn)行工況下的運(yùn)行效率不低于97.5%（確定效率時(shí)應(yīng)該包括整流變壓器，整流柜及觸發(fā)信號(hào)系統(tǒng)的損耗，不包括裝置的損耗）。</p><p>　　機(jī)組在額定運(yùn)行工況下工作時(shí)，其功率因數(shù)要求達(dá)到0.9以上。</p&g

17、t;<p>　　自動(dòng)穩(wěn)流精度+1%-1%</p><p>　　有自動(dòng)穩(wěn)流和手動(dòng)調(diào)節(jié)倆種方式，倆中控制方式均能在整流設(shè)備運(yùn)行時(shí)升降電流，并在 小于或者等于10%額定輸出電流情況下互相切換。</p><p>　　注入電網(wǎng)的的諧波電流不超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14549-93。</p><p><b>　　1.2.3總體結(jié)構(gòu)</b>&

18、lt;/p><p>　　整流變壓器和整流柜采用緊湊型布置，整流柜布置在變壓器兩側(cè)，設(shè)置在12*12m2的房間內(nèi)。</p><p>　　裝置形式:戶內(nèi)安裝、單面維護(hù)，具有良好的防塵措施，柜表面噴塑，抗腐蝕能力強(qiáng)。</p><p>　　整流變壓器閥側(cè)出線應(yīng)與整流柜相對(duì)應(yīng)，不應(yīng)有交叉。</p><p>　　整流設(shè)備內(nèi)所有的電氣連接件均采用銅材。<

19、/p><p>　　1.2.4可控硅整流柜的技術(shù)要求</p><p>　　整流柜為戶內(nèi)安裝型式，防護(hù)等級(jí)為IP40.</p><p>　　單柜直流額定輸出：400V，15kA.</p><p><b>　　整流機(jī)組數(shù)：2組。</b></p><p>　　單機(jī)組脈沖數(shù)：12脈沖。</p>&

20、lt;p>　　等效脈沖數(shù)：24脈沖。</p><p>　　接線方式：三相全控橋同相逆并聯(lián)。</p><p>　　調(diào)壓方式：有載調(diào)壓變壓器+晶閘管細(xì)調(diào)。</p><p>　　交直流母線進(jìn)出線方式：閥側(cè)后進(jìn)線，直流側(cè)上出線。</p><p>　　整流器電流儲(chǔ)備系數(shù)≧3.</p><p>　　整流器電壓儲(chǔ)備系數(shù)≧3.&

21、lt;/p><p>　　整流器均流系數(shù)≧0.95.</p><p>　　冷卻方式：主回路冷卻方式為水冷卻。</p><p>　　各種保護(hù)齊全，具有可靠的內(nèi)部和外部過(guò)電壓吸收裝置及可指示順壞快熔位置的快熔順壞檢測(cè)電路。</p><p>　　1.2.5整流控制柜的技術(shù)方案</p><p>　　觸發(fā)控制系統(tǒng)采用兩路數(shù)字在線雙通道

22、控制回路，一路運(yùn)行，另一路熱備用，一路故障時(shí)自動(dòng)切換至另一路運(yùn)行。</p><p>　　兩個(gè)控制信道各自有給定反饋系統(tǒng)，開(kāi)環(huán)閉環(huán)運(yùn)行均能穩(wěn)定可靠、手動(dòng)、自動(dòng)選擇，就地、遠(yuǎn)控選擇。</p><p>　　控制柜采用PLC作為中央處理器，繼電回路采用高可靠、節(jié)能型器材。</p><p>　　觸發(fā)器部分采用新型數(shù)字觸發(fā)器，穩(wěn)定可靠、無(wú)溫漂、對(duì)稱度好，并具備缺相及缺脈沖保護(hù)功

23、能。 </p><p>　　電流調(diào)節(jié)儀采用高精度集成運(yùn)算放大器，穩(wěn)流精度高于+1%-1%。</p><p>　　自動(dòng)升降調(diào)節(jié)變檔位，自動(dòng)將控制角控制在5到25攝氏度之間。</p><p>　　給定系統(tǒng)采用數(shù)字式給定，光電隔離。</p><p>　　控制板及接插件應(yīng)可靠，方便，易于維護(hù)。</p><p>　　所有控制裝換

24、均可由PLC進(jìn)行控制，并可通過(guò)通訊接口有上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。PLC可與中控室DCS接口。</p><p>　　各種保護(hù)齊全，如過(guò)載，過(guò)流，電流反饋丟失保護(hù)，水穩(wěn)過(guò)高，水壓過(guò)低，原件壞1,原件壞2，控制角越上限，控制角越下限，母溫線溫度過(guò)高，互感器反饋電流丟失苷流等。</p><p>　　1.2.6 遠(yuǎn)方控制臺(tái)</p><p>　　遠(yuǎn)控臺(tái)用于整流單元操作，測(cè)量以及保護(hù)

25、，應(yīng)具有電流設(shè)定儀等操作元件，所有的檢測(cè)信號(hào)，報(bào)警信號(hào)以及電能測(cè)量表計(jì)算。</p><p>　　型式：戶內(nèi)安裝臺(tái)式結(jié)構(gòu)，設(shè)置在裝置主控室。</p><p>　　配置：倆套整流單元共用一臺(tái)遠(yuǎn)控臺(tái)。</p><p><b>　　遠(yuǎn)控臺(tái)安裝下列原件</b></p><p><b>　　1）控制開(kāi)關(guān)機(jī)提示</b&

26、gt;</p><p>　　a）變壓器一次側(cè)斷路器（至高壓開(kāi)關(guān)柜）控制機(jī)體是一組，每組包括：</p><p>　　允許合閘提示 XD5 DC 220V 紅色 1個(gè)</p><p>　　控制裝換開(kāi)關(guān) LW5-15B0011/1 DC 220V 1個(gè)</p><p>　　合閘提示 XD5 DC 22

27、0V 紅色 1個(gè)</p><p>　　跳閘提示 XD5 DC 220V 綠色 1個(gè)</p><p>　　緊急停車按鈕 LA18-22J DC 220V 1個(gè)</p><p>　　b）有載開(kāi)關(guān)（至有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)）控制及指示一組，每組包括：</p><p>　　手動(dòng)自動(dòng)轉(zhuǎn)化把開(kāi)關(guān)

28、 1個(gè)</p><p>　　檔位顯示器（含檔位控制按鈕以及提示） 1個(gè)</p><p>　　c）電流設(shè)定儀 2個(gè)</p><p>　　d）直流刀開(kāi)關(guān)（至動(dòng)力電箱）控制及指示倆組，每組包括：</p><p>　　開(kāi)關(guān)閉合按鈕 AC220V

29、 綠色 1個(gè)</p><p>　　開(kāi)斷開(kāi)合按鈕 AC220V 綠色 1個(gè)</p><p>　　開(kāi)關(guān)閉合提示 AC220V 紅色 1個(gè)</p><p>　　開(kāi)關(guān)閉合指示 AC220V 紅色 1個(gè)</p><p>　　測(cè)量裝

30、置倆組，每組包括：</p><p>　　數(shù)字式DC電流表（DDA）</p><p>　　顯示：4位十進(jìn)制數(shù)碼</p><p>　　測(cè)量范圍：00.00到20.00kA</p><p>　　輸入電壓：供貨商標(biāo)準(zhǔn)</p><p><b>　　精度：+-.01%</b></p><p

31、>　　數(shù)字式DC電壓表（DDV）</p><p>　　顯示：3位十進(jìn)制數(shù)碼</p><p>　　測(cè)量范圍：000到500V</p><p>　　輸入電壓：供貨商標(biāo)準(zhǔn)</p><p><b>　　精度：+-.01%</b></p><p><b>　　3)報(bào)警單元</b>

32、</p><p>　　音箱單元1（包括電鈴，蜂鳴器，復(fù)位按鈕，輔助繼電器等）</p><p><b>　　系統(tǒng)故障報(bào)警提示</b></p><p><b>　　系統(tǒng)脈沖封鎖提示</b></p><p>　　變壓器一次側(cè)斷路器跳閘提示</p><p><b>　　其中

33、音箱單元共用</b></p><p>　　1.2.7極化整流器</p><p><b>　　型式： 戶內(nèi)安裝</b></p><p><b>　　數(shù)量： 2套</b></p><p>　　供電電壓 AC380V+5%3相 50HZ+-1.5HZ</p><p

34、>　　額定直流輸出電流： 30A</p><p>　　額定直流輸出電壓： 280V</p><p>　　額定輸出 100%連續(xù)</p><p>　　波紋 小于額定電壓5%</p><p>　　整流原件： 可控硅</p><p

35、>　　冷卻方式 自然冷卻</p><p>　　防護(hù)等級(jí)： IP40</p><p>　　控制系統(tǒng)：設(shè)備應(yīng)具有恒定電流和電壓控制系統(tǒng)，在5到100%額定輸出電流，10到100%額定輸出電壓工況下，自動(dòng)電流電壓控制系統(tǒng)應(yīng)保證直流電流恒定在+1.0%-1.0%。</p><p>　　自動(dòng)開(kāi)停系統(tǒng)：設(shè)備應(yīng)具有手動(dòng)，自動(dòng)操

36、作功能，在自動(dòng)操作狀態(tài)下，當(dāng)主整流器的輸出減少或增加到3.0KA時(shí)，計(jì)劃整流柜應(yīng)能通過(guò)來(lái)自整流器的觸點(diǎn)信號(hào)開(kāi)關(guān)自動(dòng)開(kāi)，停。</p><p>　　輸出：極化電流（4到20mA），極化電壓，狀態(tài)信號(hào)，故障信號(hào)。</p><p>　　輸入：自動(dòng)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)一個(gè)。</p><p>　　保護(hù)：整流柜應(yīng)具有保護(hù)功能，以防止來(lái)自電解槽或整流柜的逆向電流。系統(tǒng)應(yīng)包括所有必需的接觸器，變

37、壓器，開(kāi)關(guān)，測(cè)量?jī)x等。每一個(gè)極化單元均來(lái)自DSC的電壓，電流信號(hào)自動(dòng)控制。</p><p>　　第二章 整流系統(tǒng)整體方案概述</p><p><b>　　2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　1、整流系統(tǒng)2套（2臺(tái)）整流機(jī)組構(gòu)成，每套整流機(jī)組采用整流變壓器一臺(tái)ZES-20KA/340V整流器的結(jié)構(gòu)形式，整流柜的主電路采用三相橋式同相逆并

38、聯(lián)式，單柜12脈沖，配合變壓器網(wǎng)側(cè)移相倆套整流及構(gòu)成24脈沖。每臺(tái)整流器個(gè)獨(dú)立向一個(gè)系列電解槽供電，要求能獨(dú)立工作。</p><p>　　2、每臺(tái)整流機(jī)器配置一臺(tái)就地控制柜，與鎮(zhèn)流器一起就地并排安裝。每臺(tái)控制柜安裝機(jī)組就地控制PLC。其功能為整流柜和輔機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，本控制柜的所有就地手控功能均可由機(jī)組PLC傳送至上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方機(jī)控。</p><p>　　控制柜的穩(wěn)流調(diào)節(jié)控制觸發(fā)系統(tǒng)采

39、用單片機(jī)數(shù)字雙通數(shù)字控制觸發(fā)，倆個(gè)通道互為熱備用，倆個(gè)通道能夠分別獨(dú)立運(yùn)行并具備自動(dòng)診斷功能，可更據(jù)運(yùn)行情況方便的進(jìn)行在線無(wú)擾動(dòng)切換。觸發(fā)系統(tǒng)采用單片機(jī)控制，確保觸發(fā)脈沖的穩(wěn)定可靠。正常運(yùn)行是線控角控制在5到25度之間。當(dāng)電流反饋因故障掉線后，控制系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別確保電流不會(huì)發(fā)生突然大幅度的上升或下降。 </p><p>　　3、在中央控制室配置一臺(tái)總控制臺(tái)，對(duì)應(yīng)倆套機(jī)組的遠(yuǎn)方操作，安裝遠(yuǎn)方手控功能鍵，包括遠(yuǎn)方系列

40、電流手動(dòng)調(diào)節(jié)，有載開(kāi)關(guān)操作，系列電流，電壓顯示等。</p><p>　　第3章整流主柜的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1整流機(jī)組的計(jì)算條件</p><p>　　3.1.1額定直流輸出</p><p><b>　　單機(jī)額定直流電壓：</b></p><p>　　單機(jī)額定直流電壓:Idn=15KA&l

41、t;/p><p><b>　　3.1.2連接形式</b></p><p>　　整流電路采用三相橋同相逆并聯(lián)，晶閘管整流，單柜12脈波，2柜輸出24脈波。</p><p>　　3.2整流裝置主要參數(shù)計(jì)算</p><p>　　本計(jì)算以每臺(tái)整流變壓器的短路電壓百分值ex=10％，控制角ɑ=200為計(jì)算依據(jù)。</p>

42、<p>　　3.2.1每臂并聯(lián)原件數(shù)的確定</p><p>　　按負(fù)載電流確定并立案與案件數(shù)</p><p><b>　　為整流臂平均電流</b></p><p><b>　　為串聯(lián)換相組數(shù)</b></p><p><b>　　為電流過(guò)載系數(shù)</b></p>

43、;<p><b>　　為并聯(lián)原件均流系數(shù)</b></p><p>　　分別為：環(huán)境溫度系數(shù)</p><p><b>　　海拔高度系數(shù)</b></p><p><b>　　風(fēng)速系數(shù)</b></p><p><b>　　溫度分布不均勻系數(shù)</b>

44、</p><p><b>　　整流線路系數(shù)</b></p><p><b>　　整流臂個(gè)數(shù)12</b></p><p><b>　　硅元件正向平均電流</b></p><p>　　硅元件安全電流裕度3.0倍</p><p>　　使用KP--3000(A)

45、元件時(shí)（A）</p><p><b>　　=1.4只取倆只</b></p><p>　　3.2.2元件耐壓確定</p><p><b>　　變壓器空載電壓</b></p><p><b>　　原件倆端峰值為</b></p><p>　　取3.5倍的耐壓余

46、量，則最大反峰壓</p><p><b>　　取</b></p><p>　　因此，每臂選用倆只KP-3000A/1800V晶管閘并聯(lián)</p><p>　　3.2.3快速熔斷器選取參數(shù)計(jì)算</p><p><b>　　A快熔額定電流</b></p><p>　　考慮均流系數(shù)為

47、0.9及一只快熔熔斷試運(yùn)行方式：</p><p>　　式中：------臂平均電流</p><p>　　-------波形系數(shù)</p><p>　　--------快熔選擇系數(shù)（1.25~1.5）</p><p>　　-------并聯(lián)元件數(shù)</p><p>　　X----------每臂元件損壞數(shù)</p>

48、<p>　　---------均流系數(shù)</p><p>　　整流元件的均方根值為：</p><p>　　快速熔斷器的選用原則：</p><p>　　快速熔斷器的額定電流應(yīng)滿足：</p><p><b>　　即</b></p><p><b>　　B,快熔耐壓</b&g

49、t;</p><p>　　取快熔為RSG--3600A/500V</p><p>　　3.2.4整流裝置的損耗和整流效率計(jì)算</p><p><b>　　整流柜效率</b></p><p>　　任何整流裝置的整流效率可用其功率轉(zhuǎn)換效率來(lái)表示，即：</p><p>　　式中， ......整流柜直

50、流額定輸出功率，等于額定直流電壓和直流電流的乘積，即：</p><p>　　整流柜本身的各項(xiàng)損耗之和（不包括外部附屬設(shè)備），包括整流元件損耗，快熔損耗，快熔和元件母排損耗，匯流母排損耗，連接排損耗,吸收和保護(hù)器件損耗等。下面的計(jì)算以每臺(tái)整流柜的額定運(yùn)行狀態(tài)為計(jì)算依據(jù)。</p><p><b>　　直流輸出功率</b></p><p><b

51、>　　整流元件損耗</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　=120</b></p><p>　　整流元件在各周期內(nèi)的導(dǎo)通角，三相橋式整流電路中 </p><p>　　N 每臺(tái)整流柜內(nèi)安裝元件總數(shù)</p><p>

52、<b>　　快速熔斷器損耗</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　流過(guò)快速熔斷器的均方根電流</p><p><b>　　快速熔斷器等效電阻</b></p><p>　　在直流輸出15000A/400V時(shí)，每只快熔通過(guò)電流的均方根值為：<

53、/p><p><b>　　元件臂母排損耗</b></p><p>　　元件臂母排采用一次冷拉或成形的無(wú)氧紫銅雙孔母排，規(guī)格為130X30X3000，孔徑為</p><p><b>　　雙孔母線的電阻</b></p><p><b>　　式中： </b></p>&l

54、t;p>　　電阻系數(shù)，銅在20℃時(shí)為0.0175（Ωmm2/m ）</p><p>　　ɑ 電阻溫度系數(shù)，銅為0.0043</p><p>　　雙孔母線溫升，取△tbD=15℃</p><p>　　集膚效應(yīng)系數(shù)，1.05~1.1，取</p><p><b>　　鄰近系數(shù)，近似取</b></p>&l

55、t;p><b>　　雙排母排長(zhǎng)度，</b></p><p>　　雙孔母排截面，=3900mm2 </p><p><b>　　則</b></p><p>　　RbD=0.0175X(1+0.0043X15)X(3.0/3900)X1.05=1.5X10</p><p>　　按對(duì)稱分布而安裝元

56、件的雙孔母線，其等效電阻為：</p><p><b>　　快熔臂母排損耗</b></p><p>　　快熔臂選用120X12X600無(wú)氧紫銅雙孔母排，孔徑為 ，按上式同樣方法計(jì)算，其等效電阻為：</p><p>　　=0.0175X(1+0.0043X15)X(0.6/1440)X1.05X1=1.1X10</p><p&g

57、t;　　=(0.577X15000/4)X1.14X10X12=0.9(KW)</p><p>　　7)保護(hù)和吸收電路損耗</p><p>　　該部分損耗可忽略不計(jì)。</p><p>　　整流柜的總損耗 </p><p><b>　　整流效率</b></p><p>　　3.2.5熱和冷

58、卻計(jì)算</p><p>　　鎮(zhèn)流器在額定負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)有損耗號(hào)產(chǎn)生的熱量</p><p>　　該熱量有冷卻水和空氣帶走，假定空氣帶走的熱量忽略不計(jì)，則熱量全部由冷卻水帶走，其流量為：</p><p><b>　　式中: </b></p><p>　　冷卻水質(zhì)浸出溫度差取 </p><p>

59、　　C 冷卻介質(zhì)比熱水為</p><p>　　冷卻介質(zhì)密度，水為1000kg/</p><p>　　一臺(tái)整流硅需要的冷卻水流量為5.5/H 則選用一臺(tái)流量LSS--100B純水冷卻器。</p><p>　　3.3整流柜主要的元器件選擇及主要技術(shù)措施</p><p>　　采用鐵道部株洲電力機(jī)車研究所半導(dǎo)體廠生產(chǎn)的3英寸打工了低損耗晶閘管，有

60、先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和設(shè)備保證其性能指標(biāo)的優(yōu)越性。</p><p>　　全部采用丹麥TOPSIL高阻硅單晶片，高溫閉管充氬氣擴(kuò)散工藝保證了芯片的擴(kuò)散均勻性，1000級(jí)的潔凈廠房及嚴(yán)格的清洗工藝保證了芯片的高少子壽命之，不同于普通觸發(fā)級(jí)的邊緣觸發(fā)芯片，確保了元件的高di/dt 。極大地提高了可靠性和使用壽命。</p><p>　　高溫閉關(guān)沖氬氣擴(kuò)散工藝，新型的芯片結(jié)構(gòu)，進(jìn)口保護(hù)材料臺(tái)面鈍

61、化工藝，高均勻性，高精度的電子輻射減少壽命控制到合理的范圍，確保與案件的最低真相壓降，降低元件的損耗。</p><p>　　硅元件的并聯(lián)數(shù)的選取</p><p>　　選用KP-3000A/1800V3英寸晶閘管每臂倆只并聯(lián)，通過(guò)元件參數(shù)的低分散性和臂元件的合理配置，使裝置具有較高的電流裕度和電壓裕度，完全滿足設(shè)備長(zhǎng)期安全運(yùn)行要求。</p><p>　　4）整流裝置的

62、技術(shù)，工藝保證措施</p><p>　　A整流裝置除硅元件芯片按1800V耐壓選取措施外，其此刻表面也是特殊設(shè)計(jì)，這是制造高電壓裝置的關(guān)鍵措施之一...</p><p>　　B同樣逆并聯(lián)支路同排異環(huán)氧玻璃布板整體隔開(kāi)，中間無(wú)任和連接件，既避免了怕電機(jī)電器擊穿故障，又縮小了裝置的體積，減少了機(jī)殼由交變磁場(chǎng)產(chǎn)生的渦流損耗。根據(jù)有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及電氣均與按規(guī)范要求，對(duì)于整流硅絕緣支撐件等非防污染型絕

63、緣體，交直流之間及支流正負(fù)之間及就直流對(duì)地之間的絕緣爬電距離確保大于80毫米，這是制造高電壓整流裝置的關(guān)鍵措施之一。</p><p>　　C蒸餾裝置的二次回路所采用的是導(dǎo)線為耐壓500V絕緣軟導(dǎo)線，相關(guān)外引接線采用德國(guó)WAGO公司的優(yōu)質(zhì)端子，直接測(cè)回路采用電壓隔離器引出，以確?？刂茰y(cè)量回路的可靠性。</p><p>　　5）元件臂均流的保證措施</p><p>　　

64、所有桂圓漸漸通過(guò)本場(chǎng)熱老化和電老化篩選，基本工藝是：將數(shù)十只原件之于老化箱內(nèi)加熱子元件結(jié)溫120攝氏度，后施加額定的直流反向電壓，24小時(shí)不失效則為合格。老化試驗(yàn)后作元件正向峰值電壓測(cè)試，測(cè)試后的元件按峰值電壓誤差不大于0.05V進(jìn)行每臂元件的分組配對(duì)，這是確保高均流系數(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。</p><p>　　整流原件裝夾由優(yōu)質(zhì)汽車板簧制成在高溫高壓力情況下，壓力穩(wěn)定不變，對(duì)三英寸元件而言，硅元件中壓力約為五噸，保

65、證可靠和均衡的壓力，這是確保高均流系數(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之二。</p><p>　　本整流裝置為了獲得較好的均流，減少渦流損耗，主電路采用同相逆并聯(lián)結(jié)構(gòu)，并聯(lián)支路的整流元件按照?qǐng)A周作軸對(duì)稱分布，始每條支路都完全對(duì)稱，所有導(dǎo)電接觸面均采用銑床進(jìn)行精細(xì)加工，光潔度未6以上，全部采用壓接結(jié)構(gòu)，壓力變化范圍小接觸電阻低，均勻度好這是保證均流系數(shù)的關(guān)機(jī)技術(shù)之三。</p><p>　　并聯(lián)器件的溫度特性一致性

66、好，根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)，整流器件的出廠測(cè)試值輸出給室溫和結(jié)溫的參數(shù)。由于本整流裝置在運(yùn)行過(guò)程中，實(shí)際流過(guò)器件的電流將出現(xiàn)較大的變化，這樣，在壓力一定的情況下，整流器件的工作電流和結(jié)溫將隨整流柜輸出電流的不同而變化，為了使并聯(lián)器件的電流分配均衡，必須分析和研究上述的影響并予以解決。我廠外購(gòu)的天津整流器廠的元件，通過(guò)其進(jìn)口美國(guó)IR公司的生產(chǎn)測(cè)試設(shè)備，根據(jù)整流裝置運(yùn)行的工藝參數(shù)的不同，分別在不同電流（1000A,2000A,3000A)和不同的溫

67、度（75,125）加測(cè)三點(diǎn)通仿（正向）峰值壓降，和常規(guī)出廠測(cè)試參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，將溫度一致的器件，按通態(tài)（正向）峰值壓降進(jìn)行優(yōu)化分布后直接并聯(lián)，這是確保元件高均流系數(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之四。</p><p>　　采用低損耗的強(qiáng)迫均流電抗器，使得元件之間均流系數(shù)確保 ，且一致要求不高，這是一種一勞永逸的一攬子均流解決方案，這是確保元件高均流系數(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之五。</p><p><b>　　

68、元件排的選用方法、</b></p><p>　　元件排使用130X30無(wú)氧紫銅雙孔水冷母排，既可保證電流截面要求，又可以達(dá)到壓緊所需要的強(qiáng)度要求。該銅排所有導(dǎo)電接觸面均采用銑床進(jìn)行精加工，表面光潔度為 以上，銅排進(jìn)行全長(zhǎng)錫 亮錫處理。該銅排通水孔為齒輪形，通水孔徑為 16，較圓孔增加百分之三十散熱面積，散熱效果良好，可有效提高元件硅片的使用壽命。</p><p>　

69、　循環(huán)冷卻水路的技術(shù),工藝措施</p><p>　　A.冷卻水的進(jìn)出水管為不銹鋼管。</p><p>　　B.選用日本進(jìn)口的優(yōu)質(zhì)抗老化,耐腐蝕的透明膠管連接冷卻水路，質(zhì)量保證20年。</p><p>　　C,采用一次性澆注的元件水套，確保水路不漏水。</p><p><b>　　柜體結(jié)構(gòu)</b></p>&

70、lt;p>　　整流柜為戶內(nèi)式結(jié)構(gòu)?？刂乒衽c整流柜并排安裝，控制柜為型材結(jié)構(gòu)，美觀大方。</p><p>　　第4章 整流控制柜的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1就地控制柜的基本功能</p><p><b>　　4.1.1控制</b></p><p>　　每套整流機(jī)組配置一臺(tái)就地控制柜，每臺(tái)控制柜安裝單柜機(jī)組就地控

71、制PLC。其功能為整流柜和輔機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集,泵控制柜的所有就地手控功能均可由機(jī)組PLC傳送至上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方機(jī)控。</p><p>　　4.1.2就地控制柜的主要功能</p><p>　　整流柜輸出電壓及電流指示</p><p>　　遠(yuǎn)控與近控,手動(dòng)與自動(dòng)切換裝置</p><p>　　按總控臺(tái)給定電流進(jìn)行閉環(huán)控制</p>&l

72、t;p>　　移相控制角a超過(guò)設(shè)計(jì)允許值時(shí)，自動(dòng)聯(lián)調(diào)有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)</p><p>　　移相控制角a實(shí)時(shí)顯示</p><p>　　輸出電流的設(shè)定與控制</p><p><b>　　電流超差預(yù)告信號(hào)</b></p><p><b>　　元件臂過(guò)熱信號(hào)</b></p><p>

73、<b>　　快速熔斷器熔斷信號(hào)</b></p><p><b>　　過(guò)壓保護(hù)故障信號(hào)</b></p><p><b>　　絕緣降低故障信號(hào)</b></p><p>　　冷卻水壓過(guò)低,水溫過(guò)高故障信號(hào)</p><p>　　去離子冷卻水水位過(guò)低</p><p&g

74、t;　　4.1.3整流柜的穩(wěn)流調(diào)節(jié)控制觸發(fā)系統(tǒng)</p><p>　　1、整流柜的穩(wěn)流調(diào)節(jié)控制觸發(fā)系統(tǒng)采用單片機(jī)數(shù)字控制和數(shù)字觸發(fā)。兩個(gè)通道互為熱備用，一旦運(yùn)行中的一路出現(xiàn)故障，處于熱備狀態(tài)狀態(tài)的另一路在100ms內(nèi)實(shí)現(xiàn)在線無(wú)擾動(dòng)切換，并在控制線是倆路的工作狀態(tài)，已提示工作人員安排換板檢修倆個(gè)通道能夠獨(dú)立分別運(yùn)行并且具有自動(dòng)診斷功能，可根據(jù)運(yùn)行情況方便的在線無(wú)擾動(dòng)切換。</p><p>　　

75、2、觸發(fā)控制系統(tǒng)采用單片機(jī)控制，確保觸發(fā)脈沖的穩(wěn)定，可靠，正常運(yùn)行時(shí)相控角限制在五到二十五度之間當(dāng)電流反饋因故障掉線后，控制系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別確。</p><p>　　3、當(dāng)控制角超出設(shè)計(jì)值時(shí)：</p><p>　　A電流正常情況，控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)有載開(kāi)關(guān)”降”（該功能可選擇）直至電流進(jìn)入穩(wěn)定范圍</p><p>　　B電流負(fù)超情況，控制系統(tǒng)給出聲光報(bào)警信號(hào)。</

76、p><p>　　C控制室及機(jī)旁控制柜上要有 角盤式儀表。</p><p>　　4、具有零啟動(dòng)功能，開(kāi)車時(shí)觸發(fā)電路調(diào)節(jié)電位器不在零上，系統(tǒng)拒絕運(yùn)行。</p><p>　　5、閉環(huán)控制中電流的反饋信號(hào)斷線，系統(tǒng)將自動(dòng)鎖定原值，同時(shí)給定信號(hào)成為開(kāi)關(guān)控制，并以聲光信號(hào)提醒工作人員，手動(dòng)轉(zhuǎn)換自交流信號(hào)時(shí)，超調(diào)量不超過(guò)當(dāng)前值得5%，恢復(fù)時(shí)間小于3秒。</p><

77、;p>　　6、觸發(fā)單元的同步信號(hào)取自于35KW側(cè)的PT100V，考慮瞬時(shí)掉線保護(hù)。</p><p>　　7、穩(wěn)流控制系統(tǒng)的具備以下功能，</p><p><b>　　手動(dòng)自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換</b></p><p><b>　　近控遠(yuǎn)控?zé)o擾動(dòng)切換</b></p><p><b>　　交直流

78、反饋可選</b></p><p>　　直流電流過(guò)載報(bào)警保護(hù)</p><p>　　元件電流過(guò)高過(guò)低報(bào)警</p><p>　　封鎖脈沖：并輸出與接點(diǎn)信號(hào)</p><p><b>　　電流線性軟啟動(dòng)</b></p><p><b>　　最大電流限制</b></p&

79、gt;<p><b>　　控制角顯示</b></p><p><b>　　自動(dòng)控制降檔</b></p><p><b>　　失同步報(bào)警保護(hù)</b></p><p><b>　　脈沖缺相報(bào)警保</b></p><p>　　8、強(qiáng)觸發(fā)時(shí)按原可獨(dú)立

80、關(guān)斷</p><p>　　我廠機(jī)組溫流控制系統(tǒng)采用晶閘管數(shù)字觸發(fā)器，該控制系統(tǒng)采用CPU并行處理方式，具有功能強(qiáng)大，應(yīng)用靈活，可靠性高，控制性能強(qiáng)，系統(tǒng)調(diào)試時(shí)間短，維護(hù)方便等特點(diǎn)，具有以下特點(diǎn)</p><p>　　1）多重備用保障措施：</p><p><b>　　A同步信號(hào)雙備份</b></p><p>　　同時(shí)處理倆

81、路同步信號(hào)，任何一路丟失都能維持長(zhǎng)期可靠觸發(fā)。</p><p><b>　　B反對(duì)信號(hào)雙備份，</b></p><p>　　能夠同時(shí)采集處理倆路反饋信號(hào)，可以同時(shí)處理交直流反饋信號(hào)，做到可靠，準(zhǔn)確。</p><p>　　C實(shí)現(xiàn)雙板在線熱備用</p><p>　　控制柜中能夠同時(shí)安裝多塊調(diào)整版。本調(diào)控板在備用過(guò)程中，實(shí)時(shí)檢

82、測(cè)當(dāng)前觸發(fā)脈沖電角度，啟動(dòng)后能力及跟蹤，實(shí)現(xiàn)微擾動(dòng)或無(wú)擾動(dòng)過(guò)度，系列電流無(wú)沖擊。</p><p>　　2）智能災(zāi)難適應(yīng)措施：</p><p><b>　　A反饋掉線處理</b></p><p>　　工作過(guò)程中如果反饋信號(hào)突然全部消失，調(diào)控板維持導(dǎo)通角不變，同時(shí)給定信號(hào)成為開(kāi)環(huán)控制，供給事故處理。</p><p><

83、b>　　B同步掉線處理</b></p><p>　　工作過(guò)程中如果同步信號(hào)全無(wú)，本條孔板將依靠科學(xué)數(shù)字鎖相環(huán)維持正常觸發(fā)，倆秒內(nèi)有人以正常同步到來(lái)，工作既能夠繼續(xù)。</p><p>　　3）良好的觸發(fā)性能:</p><p><b>　　A數(shù)字調(diào)節(jié)參數(shù)記憶</b></p><p>　　泵控制版應(yīng)用新型的鐵

84、電存儲(chǔ)器，記錄重要的運(yùn)行參數(shù)。調(diào)試完成后，直接調(diào)用，不存在時(shí)間誤差，有很好的可重復(fù)性。</p><p>　　B精確自適應(yīng)出發(fā)時(shí)序</p><p>　　新數(shù)字版的六脈沖波時(shí)由處理器運(yùn)算完成，并且加入智能平衡處理，保證輸出波形的對(duì)稱性，最大限度的減少非特性諧波。同時(shí)360度的超范圍初相調(diào)節(jié)，線性限幅控制極大地簡(jiǎn)化了調(diào)試工作。</p><p><b>　　C良好

85、的觸發(fā)輸出 </b></p><p>　　觸發(fā)脈沖調(diào)制輸出，調(diào)制頻率約為5KHz，占空比0.38：波形參數(shù)誤差不超過(guò)0.1%：穩(wěn)定輸出階段，脈沖間隔誤差絕對(duì)值小于4uS。處理程序精確控制每一個(gè)觸發(fā)脈沖，保證橋臂觸發(fā)充分，不會(huì)因電流上升率而受損。</p><p>　　4）快速穩(wěn)定的調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)：</p><p>　　新數(shù)字板采用平均數(shù)字調(diào)節(jié)對(duì)輸出進(jìn)行閉環(huán)控制。

86、因而能最大限度的提高響應(yīng)性能。反饋處理程序?qū)崟r(shí)跟蹤交直流反饋的波形，取得準(zhǔn)確及時(shí)地反饋參數(shù)，并且從中分離大量的有用信息，進(jìn)行智能控制。</p><p>　　新數(shù)字伴有高響應(yīng)速度和抗干擾性能，對(duì)輸出變化響應(yīng)時(shí)間為3.33mS（約60度），反饋采樣頻率1.5.KhZ,均值運(yùn)算周期10mS（108度）系統(tǒng)等效比例為1/20，等效時(shí)間常數(shù)10mS，為準(zhǔn)線性調(diào)節(jié)。</p><p>　　A該裝置使用A

87、C220V電源，無(wú)需外加穩(wěn)壓電源，同步信號(hào)使用高壓PT100V電壓信號(hào)，接線簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。</p><p>　　B脈沖輸出采用六路0到120度高頻調(diào)制寬脈沖，對(duì)同步信號(hào)的要求較嚴(yán)格。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本文通過(guò)對(duì)對(duì)10萬(wàn)噸燒堿生產(chǎn)的需求設(shè)計(jì)，能夠滿足我廠實(shí)際生產(chǎn)的需求。</p>

88、<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 耿慶魯，江政輝 - 氯堿整流技術(shù)研討會(huì) - 2009 </p><p>　　2 郭昆仁 - 《氯堿工業(yè)》 - 1987 </p><p>　　3 王忠賢，田彬 -&

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