关于离子膜电解整流供电系统保护及应用.pdfVIP

2011年氯碱整流技术研讨会论文集 关于离子膜电解整流供电系统保护的应用 付佳峰．冯新建 (新疆天业天辰化工有限公司，新疆石河子832000) 摘要：叙述了天业40万吨聚氯乙烯项目整流供电系统的保护，介绍了整流柜柜体设计、整流柜控制系 统的保护及电槽接地保护系统。 关键词：整流器；供电；保护；接地 1 前言 新疆天业集团天辰化工40万吨聚氯乙烯项目于2007年11月正式投产，我公司主要引进日本 旭化成高效节能零极距自然循环离子膜电解槽，运行电流密度5．5KMm2,最大电流密度6．0KMm2；电 备柜体设计安全；设备的整流供电系统保护方便、快捷，真正实现了整流系统保护的智能化，信息化； 电槽接地保护系统可靠，自投运以来，没有对生产造成影响。 2整流柜柜体结构设计 整流柜柜体结构设计的核心是整流臂的设计，它要求导电、导热，要解决绝缘、涡流、振动、发热、 隔离事故点等一系列的问题，此整流柜采用浇铸式同相逆并联整流臂，解决了大功率整流臂振动和绝 缘的问题。它的整流臂和绝缘层一体化浇铸成型，用高性能环氧树脂来包裹铜排、加强绝缘，用长玻璃 丝纤维提高整体强度，杜绝了桥臂的电磁振动。采用铜排攻丝安装硅元件的方法，臂间没有任何穿透 物，从根本上消除了绝缘隐患。由于本整流柜内采用纯水冷却，因此水路采用一次铸造成型水套，彻底 杜绝漏水；不锈钢活水嘴，便于维护；进口软胶管，长期可靠；加装渗漏检测装置。 3整流柜控制系统的保护 整流器控制电源采用双电源并列供电形式，即动力380V电源和整流变阀侧电并列供电，互为备 用。其中动力电是主电源，阀侧电是备用电源。当动力电出现波动或短时间掉电的情况时，整流系统不 会因为电源消失而引发故障。两路电源都采用了压敏电阻过压保护，快熔过载保护以及阻容吸收保 护，确保了设备供电电源的稳定性和可靠性。 整流控制系统采用ELE一9000控制柜，本系统由两个自动控制系统通道A、B，一个模拟控制通道 C组成，三个控制通道热备用、自跟踪，出现故障时实现无扰动切换，可确保任何工况下控制系统的可 靠性，防止“掉电”。通道间的跟踪是由调节器软件实现的，备用通道跟踪运行通道，跟踪的依据是两通 道的调节输出(控制信号)相等。不同于通道内的跟踪，这种跟踪关系是可人工闭锁的。自动跟踪功能 保证了从运行通道到备用通道的平稳切换。通道切换可以是由于故障引起的自动切换或人工切换。 智能化的整流柜保护系统，采用先进的传感器，实现智能化的检测，包括交直流电流、电压，每桥 臂电流，各点温度、水温、水压流量等。各种开关量信息，开关状态、快熔接点等采用现场总线传输，信 息量大、实时性好、连线简单。智能控制，自动记录，故障录波，便于分析。脉冲电源采用两路脉冲变压 器并联供电，一路消失不会影响电源装置的正常工作，脉冲信号为高频脉冲信号，确保晶闸管稳定的 触发导通。 4电槽接地保护装置 离子膜整流装置是大电流电解装置，电解槽出现接地状况的时候，电解槽的外壳就会产生很高的 2011年氯碱整流技术研讨会论文集 电压。此时如果有工作人员碰到电解槽外壳，大电流就会从电解槽的外壳流人工作人员的体内，从而 引发触电事故。因此电解槽的外壳都通过导线连接在一起，并且可靠地接地。尽管这种防范措施可以 使大部分的电流在发生接地故障时都流人大地，但当工作人员触碰到电解槽外壳时，还是会有电流流 人的可能存在。因此，当发生接地故障时，必须及时地反映出故障信息，使相应的电解槽跳停。这个可 以由接地检测装置来很好的完成。我公司采用PV正、负对地电压表装置，此装置可以检测到电槽接 地故障可分为轻微接地和严重接地两种，正、负IOV接地为轻微接地，此故障只报警不跳车；正、负 30V为严重接地，此故障连锁跳车。 所谓正、负IOV，30V接地是指：我们都知道电槽正电压和负电压大小相等，它们之和为零，所以 应该有个中性点零电位存在。理论上这点是位于电解槽的中间。这样就使阳极区和阴极区达到了一个 平衡。当因为漏液或其它原因引起电解槽出现接地故障时，如果接地点不是在中性点上，则必然会出 现零点电位差，中性点发生偏移。根据直流电桥原理，有图可见，在图中，R，为零点电位，R：、R，分别为 电解槽正极和负极的对地电阻(虚拟的值)。在正常的情况下，通过调节可调电阻R。可以实现电桥平 衡，此时线路中的电流为零。当电解槽发生接地故障时，正负极的对地电阻值就会发生变化，电桥平衡 被打破，线路