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【摘 要】分析大功率整流器炸损原因，提出日常巡视点检关注要点，总结检修整流器的关键及送电前的试验。
【关键词】大功率整流器；安全运行；点检要点；检修；试验
1 出现整流器炸损的原因
近几年来国内铝行业大功率整流器多次出现炸损，这给企业造成巨大的经济损失，甚至会危及员工生命安全。分析原因有：（1）桥壁过热，大功率柜整流柜都采用水-水或水-风冷却。如果主水缺水或水循环不好或副水循环不好都会造成整流器冷却效果差，导致元件高温而损坏。（2）整流柜过载，铝电解要求恒流供电，大电流电解槽需要多台整流机组并列运行才能提供所需电流，多台整流机组大闭环恒流控制才能保证电流平稳，若单台机组恒流失控或与其它整流机组配合不好造成单台机组负荷急增，硅整流器单个元件电流达到额定电流的7倍只要0.02秒就会烧毁元件。（3）元件损坏，整流器单个桥壁由多个二极管并联使用，当恒流控制驱动有载升压时如果桥壁上有元件损坏不被发现致使其它元件过载烧毁。（4）绝缘损坏，整流柜设计上交、直流母线以5毫米厚的绝缘板隔开，交、直流母线间上千伏的电压遇到绝缘损坏放电会烧坏整流器。对地绝缘不好也容易损坏整流器。（5）纯水电导率过高，纯水电导率过高交流母线通过水流接地。对整流器和整流变压器都有不良影响。（6）均流太差，桥壁均流系数大小反映了元件严重出力不均，促进过载元件老化损坏。
2 整流器点检维护之关键
其实整流器保护跳闸系统交错保护非常完善，如果整流器的保护系统合理有效就不会出现严重的整流器炸毁事故。比如白银铝厂2004年160KA系列曾发生12#整流机组爆炸是由于6KV回路相间短路致使动力变保护速断跳闸，相继四台整流机组都应跳开（机组无380/220V跳闸；主水压力低跳闸等保护都是瞬间无延时动作）。当保护驱动跳闸的同时12#整流机组SF6开关的一路跳闸线圈短路使其控制回路小开关跳闸。这样多路驱动跳闸都因无控制电源无法执行。这时其它三台机组已经跳闸12#机组输出功率一定的情况下输出电压猛然由1150V下降到500V左右致使该机组电流严重过流，而这时该机组无法冷却整流器运行温度急剧上升致使整流器严重炸毁。
一般整流器的保护报警、跳闸信号有：水位、水温报警；室内温度报警；一个二极管损坏报警；纯水水流跳闸；中间回路过电流跳闸；两个二极管损坏跳闸；桥壁过热跳闸；纯水水压跳闸；机组无380/220V跳闸；纯水电导率过高报警等。如果这些保护控制正常有效就不会出现整流器严重损坏事故。因此运行人员在日常的点检巡视中关键要注意这些信号相关的东西，发现异常急时处理。大功率硅整流器另外一个重要的参数是均流系数。通常是通过测桥壁快熔压降取平均值除以最大值来计算均流系数。均流系数要经常测试一般均流系数要求在0.8以上。若测得均流系数太低就要给予足够的重视。均流系数过低说明桥臂元件出力不均衡，甚至部分元件停止工作，其它元件就要承受更大的压力容易引起该桥臂元件爆炸。必须及时停机对该桥臂元件进行检查配平调整。另外我们采用点温仪来观察二极管工作状态简单有效值得推广。用点温仪逐个测量桥壁元件温度过高和过低的元件给予重视很容易发现工作状态与温度的关系。另外经过这些年整流器运行经验看对国产整流机组来说系列电压留有150V左右的余量机组运行比较安全。定期清扫保持元件干净整洁也有助于机组安全运行。总之只要对设备心中有数，保持设备良好的运行环境就能大大减少事故隐患。
3 整流器大修之关键
发现整流器各类指数异常必须作出相应的处理减少不必要的损失。硅整流器控制保护回路做到多试验勤观察保证控制指示正常，保护及时有效。纯水循环要经常打压测试水路循环畅通无阻不留死角。特别主水管路大修后一定要清洗管路不得遗留杂质堵塞水路。大修整流器的关键是桥壁上元器件的配平。选择正规厂家同批生产的器件进行常规测试后将准备好的二极管逐个编号。在正常工作电压下测二极管正向内阻，按所测二极管内阻从大到小排序。一大一小按顺序将测好的二极管分两组，分别为A、B两个整流柜。分配到一个整流柜的元件再按内阻大小6个一轮分14次分配到不同的桥壁。处在同一桥壁上的元件按内阻大小顺序两个一对从两头向中间排序（考虑到交变强磁场下均流环上涡流影响，在同一个桥壁上的元件把握两头大中间小的原则）。快熔也按以上方法以出厂标称内阻排序分配。这样的排序方法有利于A、B两边整流柜工作电流的平衡，有利于在一个整流柜上的不同桥壁上工作电流的平衡，有利于提高均流系数。（配平示意见附表）。将配平元件对号安装到所在桥壁，严格要求处理元件的接触面，要求接触面平整光滑并用无水酒精擦洗干净。用相同的力矩紧固螺丝。元件安装后处理好桥臂间的绝缘，特别是桥臂顶端的原件出现故障拉弧的时候尽量避免桥臂间拉弧放炮，我们对炸损的12#机组的桥臂绝缘加厚拉长，尽可能增加弧光爬电距离，只要桥臂间拉不起弧光就能大大减小事故损失。
4 大修后的试验
大修后的整流器要严格试验确认无误方可送电。a.交、直流桥壁间的绝缘测试，桥壁对地的绝缘测试。工作电压在1000V时要求绝缘电阻大于1MΩ。b.水位、水温报警，室内温度报警，一个二极管损坏报警，纯水水流跳闸，中间回路过电流跳闸，两个二极管损坏跳闸，桥壁过热跳闸，纯水水压跳闸等信号的收发验证。特别指出对西门子整流器一个二极管损坏报警和两个二极管损坏跳闸的信号是通过桥臂直流传感器处理发出的，验证要在直流互感器二次加直流15V模拟逆流信号来试验c.桥臂耐压试验，通过升压器两个交流桥壁间加1000V左右交流电调节到直流桥壁输出1200V（根据工作电压来定，要求超过工作电压上限，串联两块万用表测量）耐压5分钟。分别对两两桥壁间加压试验。以上试验都合格后送电，大修后初次送电最好不要直接将大修机组接入系统，断开直流刀在直流母线正负极间接入假负载（电热板、电炉子等计算好电压串起来）将电压升至额定工作电压持续1-2小时。没有问题后将机组接入系统分别在空载、20%负载、满载测试整流器的均流系数和元件温度，均流系数达到0.8以上温度均匀方可正式送电。
附表：西门子—整流柜的快熔按内阻配平表（另一台同样，数字理想化以做示意），见表1。
作者简介：
赵国新（1970—），男，现任甘肃华鹭铝业公司供电车间主任。1995年毕业于西安电子科技大学技术物理系，1995-2002年从事电气测量和计量管理工作。2002年至今一直在甘肃华鹭铝业公司220KV变电整流所工作。
【关键词】大功率整流器；安全运行；点检要点；检修；试验
1 出现整流器炸损的原因
近几年来国内铝行业大功率整流器多次出现炸损，这给企业造成巨大的经济损失，甚至会危及员工生命安全。分析原因有：（1）桥壁过热，大功率柜整流柜都采用水-水或水-风冷却。如果主水缺水或水循环不好或副水循环不好都会造成整流器冷却效果差，导致元件高温而损坏。（2）整流柜过载，铝电解要求恒流供电，大电流电解槽需要多台整流机组并列运行才能提供所需电流，多台整流机组大闭环恒流控制才能保证电流平稳，若单台机组恒流失控或与其它整流机组配合不好造成单台机组负荷急增，硅整流器单个元件电流达到额定电流的7倍只要0.02秒就会烧毁元件。（3）元件损坏，整流器单个桥壁由多个二极管并联使用，当恒流控制驱动有载升压时如果桥壁上有元件损坏不被发现致使其它元件过载烧毁。（4）绝缘损坏，整流柜设计上交、直流母线以5毫米厚的绝缘板隔开，交、直流母线间上千伏的电压遇到绝缘损坏放电会烧坏整流器。对地绝缘不好也容易损坏整流器。（5）纯水电导率过高，纯水电导率过高交流母线通过水流接地。对整流器和整流变压器都有不良影响。（6）均流太差，桥壁均流系数大小反映了元件严重出力不均，促进过载元件老化损坏。
2 整流器点检维护之关键
其实整流器保护跳闸系统交错保护非常完善，如果整流器的保护系统合理有效就不会出现严重的整流器炸毁事故。比如白银铝厂2004年160KA系列曾发生12#整流机组爆炸是由于6KV回路相间短路致使动力变保护速断跳闸，相继四台整流机组都应跳开（机组无380/220V跳闸；主水压力低跳闸等保护都是瞬间无延时动作）。当保护驱动跳闸的同时12#整流机组SF6开关的一路跳闸线圈短路使其控制回路小开关跳闸。这样多路驱动跳闸都因无控制电源无法执行。这时其它三台机组已经跳闸12#机组输出功率一定的情况下输出电压猛然由1150V下降到500V左右致使该机组电流严重过流，而这时该机组无法冷却整流器运行温度急剧上升致使整流器严重炸毁。
一般整流器的保护报警、跳闸信号有：水位、水温报警；室内温度报警；一个二极管损坏报警；纯水水流跳闸；中间回路过电流跳闸；两个二极管损坏跳闸；桥壁过热跳闸；纯水水压跳闸；机组无380/220V跳闸；纯水电导率过高报警等。如果这些保护控制正常有效就不会出现整流器严重损坏事故。因此运行人员在日常的点检巡视中关键要注意这些信号相关的东西，发现异常急时处理。大功率硅整流器另外一个重要的参数是均流系数。通常是通过测桥壁快熔压降取平均值除以最大值来计算均流系数。均流系数要经常测试一般均流系数要求在0.8以上。若测得均流系数太低就要给予足够的重视。均流系数过低说明桥臂元件出力不均衡，甚至部分元件停止工作，其它元件就要承受更大的压力容易引起该桥臂元件爆炸。必须及时停机对该桥臂元件进行检查配平调整。另外我们采用点温仪来观察二极管工作状态简单有效值得推广。用点温仪逐个测量桥壁元件温度过高和过低的元件给予重视很容易发现工作状态与温度的关系。另外经过这些年整流器运行经验看对国产整流机组来说系列电压留有150V左右的余量机组运行比较安全。定期清扫保持元件干净整洁也有助于机组安全运行。总之只要对设备心中有数，保持设备良好的运行环境就能大大减少事故隐患。
3 整流器大修之关键
发现整流器各类指数异常必须作出相应的处理减少不必要的损失。硅整流器控制保护回路做到多试验勤观察保证控制指示正常，保护及时有效。纯水循环要经常打压测试水路循环畅通无阻不留死角。特别主水管路大修后一定要清洗管路不得遗留杂质堵塞水路。大修整流器的关键是桥壁上元器件的配平。选择正规厂家同批生产的器件进行常规测试后将准备好的二极管逐个编号。在正常工作电压下测二极管正向内阻，按所测二极管内阻从大到小排序。一大一小按顺序将测好的二极管分两组，分别为A、B两个整流柜。分配到一个整流柜的元件再按内阻大小6个一轮分14次分配到不同的桥壁。处在同一桥壁上的元件按内阻大小顺序两个一对从两头向中间排序（考虑到交变强磁场下均流环上涡流影响，在同一个桥壁上的元件把握两头大中间小的原则）。快熔也按以上方法以出厂标称内阻排序分配。这样的排序方法有利于A、B两边整流柜工作电流的平衡，有利于在一个整流柜上的不同桥壁上工作电流的平衡，有利于提高均流系数。（配平示意见附表）。将配平元件对号安装到所在桥壁，严格要求处理元件的接触面，要求接触面平整光滑并用无水酒精擦洗干净。用相同的力矩紧固螺丝。元件安装后处理好桥臂间的绝缘，特别是桥臂顶端的原件出现故障拉弧的时候尽量避免桥臂间拉弧放炮，我们对炸损的12#机组的桥臂绝缘加厚拉长，尽可能增加弧光爬电距离，只要桥臂间拉不起弧光就能大大减小事故损失。
4 大修后的试验
大修后的整流器要严格试验确认无误方可送电。a.交、直流桥壁间的绝缘测试，桥壁对地的绝缘测试。工作电压在1000V时要求绝缘电阻大于1MΩ。b.水位、水温报警，室内温度报警，一个二极管损坏报警，纯水水流跳闸，中间回路过电流跳闸，两个二极管损坏跳闸，桥壁过热跳闸，纯水水压跳闸等信号的收发验证。特别指出对西门子整流器一个二极管损坏报警和两个二极管损坏跳闸的信号是通过桥臂直流传感器处理发出的，验证要在直流互感器二次加直流15V模拟逆流信号来试验c.桥臂耐压试验，通过升压器两个交流桥壁间加1000V左右交流电调节到直流桥壁输出1200V（根据工作电压来定，要求超过工作电压上限，串联两块万用表测量）耐压5分钟。分别对两两桥壁间加压试验。以上试验都合格后送电，大修后初次送电最好不要直接将大修机组接入系统，断开直流刀在直流母线正负极间接入假负载（电热板、电炉子等计算好电压串起来）将电压升至额定工作电压持续1-2小时。没有问题后将机组接入系统分别在空载、20%负载、满载测试整流器的均流系数和元件温度，均流系数达到0.8以上温度均匀方可正式送电。
附表：西门子—整流柜的快熔按内阻配平表（另一台同样，数字理想化以做示意），见表1。
作者简介：
赵国新（1970—），男，现任甘肃华鹭铝业公司供电车间主任。1995年毕业于西安电子科技大学技术物理系，1995-2002年从事电气测量和计量管理工作。2002年至今一直在甘肃华鹭铝业公司220KV变电整流所工作。