1 大功率晶閘管整流電源系統(tǒng)
1.1 整流電源技術(shù)要求
系統(tǒng)電流 60 kA；
系統(tǒng)電壓 500V；
穩(wěn)流精度0．1％；
整流效率>98％。

l.2 整流系統(tǒng)配置
針對(duì)上述技術(shù)要求，經(jīng)過(guò)充分調(diào)研論證，確定整流系統(tǒng)由2臺(tái)35 kV直降非同相逆并聯(lián)整流變壓器(江西變壓器廠(chǎng)生產(chǎn))、2臺(tái)額定輸出為35kA／500 V晶閘管整流裝置以及一套計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(南瑞生產(chǎn))組成。

系統(tǒng)共有2套整流機(jī)組，每組由1臺(tái)移相自耦調(diào)壓變壓器(27級(jí)有載凋壓)輸出供2臺(tái)整流變壓器(Y／△、△／△)，三者共油箱，組成12脈波整流，該2套機(jī)組與原有的12脈波整流機(jī)組共同組成36脈波整流輸出，以提高功率因數(shù)，降低諧波電流。整流電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2 30kA／5OOV晶閘管整流裝置的特點(diǎn)
2.1 整流裝置主體
1)整流電路由于采用軸對(duì)式整流橋臂聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)，其母線(xiàn)布局簡(jiǎn)單、清晰，橋臂母線(xiàn)整流器件采用共陰、共陽(yáng)布置。按三相橋6脈波整流布置，共用6根整流橋臂，水路也為6支回路。正面進(jìn)行整流設(shè)備的維護(hù)，維護(hù)量也相對(duì)減少。
2)整流柜交流進(jìn)線(xiàn)在整流柜背面A、B、C三相分上下排列，12根母排按1A+、lA一，1B+、lB一，lC+、1C一；2A+、2A一，2B+、2B一，2C+、2C一布置。結(jié)構(gòu)上的特殊設(shè)計(jì)，使得整流變壓器至整流柜的交流連接銅排大大縮短，既節(jié)省了一次投資費(fèi)用，又降低了整流設(shè)備的損耗，提高了整流效率。另外，交流閥側(cè)進(jìn)線(xiàn)通過(guò)軸對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，合理的交流進(jìn)線(xiàn)布置可有效地改善沿長(zhǎng)度方向的磁場(chǎng)分布，提高支路器件之間的電流均衡度，降低引線(xiàn)電抗和磁場(chǎng)損耗。
3)整流柜為框架結(jié)構(gòu)，正面為鋁合金推拉門(mén)，具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，通過(guò)透明玻璃，可監(jiān)視內(nèi)部，便于維護(hù)和檢修。整流柜進(jìn)線(xiàn)銅排與變壓器出線(xiàn)對(duì)應(yīng)，整流柜、控制柜、操作臺(tái)為戶(hù)內(nèi)式結(jié)構(gòu)。
4)整流裝置器件臂之間由于絕緣距離在800mm以上，并采用獨(dú)有的絕緣自支撐結(jié)構(gòu)，無(wú)須考慮其間的絕緣。
5)整流柜體發(fā)熱部分采用隔磁材料，以避免渦流引起發(fā)熱的情況。
6)對(duì)整流裝置采取了整體加固措施，柜殼用彎板和型材焊接成整體結(jié)構(gòu)，其機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)于拼裝結(jié)構(gòu)，使本裝置的噪音和振動(dòng)較有明顯的降低。

2.2 自動(dòng)穩(wěn)流控制系統(tǒng)
2.2．1 數(shù)字調(diào)節(jié)觸發(fā)控制系統(tǒng)
1)系統(tǒng)采用運(yùn)算處理、狀態(tài)顯示、遠(yuǎn)程控制、全雙工通訊、信息交換、數(shù)字調(diào)節(jié)器(PID，無(wú)振蕩無(wú)超調(diào)，響應(yīng)時(shí)間O.02s)、數(shù)字觸發(fā)器、數(shù)字移相控制、自動(dòng)限位與綜合保護(hù)于一體，系統(tǒng)采用兩個(gè)16位單片計(jì)算機(jī)80C196KC，8位單片機(jī)89C5l一個(gè)及若干個(gè)超大規(guī)模邏輯可編程集成電路，輸出6路帶調(diào)制的觸發(fā)脈沖，性能可靠，抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定，調(diào)節(jié)維護(hù)方便。精心設(shè)計(jì)的控制軟件、調(diào)節(jié)器軟件、觸發(fā)器軟件保證了系統(tǒng)的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，其完善的通訊功能有機(jī)地實(shí)現(xiàn)了智能化、自動(dòng)化管理。
2)控制器可設(shè)置系統(tǒng)最大電流，避免整流裝置過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。
3)系統(tǒng)設(shè)置軟啟動(dòng)功能，由上位機(jī)或人機(jī)界面預(yù)設(shè)定直流輸出電流值，啟動(dòng)后輸出電流緩慢線(xiàn)性變化至所需值。
4)系統(tǒng)具有掉電自恢復(fù)及回零保護(hù)功能：當(dāng)PT丟失l路或PT全失2s時(shí)間內(nèi)，控制系統(tǒng)脈沖可保持掉電前狀態(tài)，不影響整流器工作；當(dāng)高壓系統(tǒng)缺相時(shí)(規(guī)定時(shí)間內(nèi)不恢復(fù))，給定信號(hào)自動(dòng)回零，避免高壓重合閘時(shí)產(chǎn)生沖擊電流。
5)給定電位由計(jì)算機(jī)或人機(jī)界面數(shù)字設(shè)定，并光電隔離以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力。
6)通過(guò)數(shù)字精確跟蹤控制板的脈沖角位置(有顯示)，自動(dòng)調(diào)整有載開(kāi)關(guān)調(diào)檔。
7)調(diào)節(jié)器PI參數(shù)，初始定相角和最大限幅角等參數(shù)可現(xiàn)場(chǎng)整定、儲(chǔ)存，主電路與控制電路相位可直接通過(guò)控制器界面或PC機(jī)確定。
8)每臺(tái)數(shù)字觸發(fā)系統(tǒng)上各設(shè)置RS一485通訊接口，采用通訊網(wǎng)的方式向中央微機(jī)控制系統(tǒng)傳遞信息。

2.2.2 顯示
包括直流電流、直流電壓、控制角及調(diào)節(jié)觸發(fā)器各種狀態(tài)顯示，整流柜故障顯示。

3 PC上位機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)
1)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，配置了完善的整流自動(dòng)化監(jiān)控管理軟件，負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控和操作，包括完成對(duì)35 kV開(kāi)關(guān)、整流變壓器、整流裝置、純水冷卻器等模擬量、開(kāi)關(guān)量的檢測(cè)，顯示、記錄及打印狀態(tài)參數(shù)，并對(duì)整流設(shè)備進(jìn)行升降電流及升降檔位的操作。計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示的數(shù)據(jù)有網(wǎng)側(cè)交流電壓、交流電流、交流有功功率和功率因數(shù)，閥側(cè)交流電壓、直流電壓、直流電流、直流電流給定、整流控制角、整流變壓器油溫，純水冷卻器的水壓及水溫，整流柜進(jìn)水壓力及出水溫度等。
2)實(shí)時(shí)顯示的狀態(tài)信息有高壓斷路器分合狀態(tài)、過(guò)電流報(bào)警狀態(tài)、欠水壓報(bào)警、反饋掉線(xiàn)保護(hù)、觸發(fā)脈沖丟失或同步信號(hào)缺相保護(hù)、母線(xiàn)過(guò)熱、母線(xiàn)絕緣及電解槽接地保護(hù)等。記錄48 h內(nèi)的歷史資料，即直流電壓Ud、直流電流，Id、直流功率Pd、直流電能Pd h；交流網(wǎng)側(cè)電壓U、U2、交流網(wǎng)側(cè)輸入電流，Il、交流網(wǎng)側(cè)有功功率P1、交流網(wǎng)側(cè)有功電能kWh和交流位移因數(shù)cosψ。24h內(nèi)的歷史曲線(xiàn)包括直流電流、直流電壓、整流控制角變化的歷史曲線(xiàn)，交流電壓U1、U2、交流電流和位移因數(shù)變化的歷史曲線(xiàn)，水壓、水溫、油溫變化的歷史曲線(xiàn)等。打印各種數(shù)據(jù)、曲線(xiàn)、報(bào)表、操作和事故記錄。

4 調(diào)試和投運(yùn)
機(jī)組并聯(lián)直接帶電解槽投運(yùn)調(diào)試，整流器負(fù)荷均衡24h運(yùn)行，一臺(tái)整流器25 kA，其它負(fù)荷均衡24 h運(yùn)行。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，整流裝置晶閘管的均流系數(shù)均為0．98以上，電流穩(wěn)流精度達(dá)到0 1％。投運(yùn)后，運(yùn)行正常，工作可靠，達(dá)到技術(shù)要求。

5 結(jié)語(yǔ)
本整流器穩(wěn)流精度、均流系數(shù)、噪音等指標(biāo)均達(dá)到或接近20世紀(jì)90年代國(guó)際水平，整流裝置設(shè)計(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)新穎，工作可靠，產(chǎn)品工藝水平同進(jìn)日產(chǎn)品相當(dāng)，其價(jià)格僅為國(guó)外引進(jìn)的同類(lèi)產(chǎn)品的l／7，完全能夠取代進(jìn)口的同類(lèi)產(chǎn)品，是大型電解電源理想的更新?lián)Q代設(shè)備。