离子膜整流装置因直流传感器故障而发生异常现象的判断和处理.docVIP

离子膜烧碱整流装置直流传感器异常现象的判断和处理 陈跃充 姚 剑 （浙江巨化股份有限公司, 浙江衢州 324004） 【摘要】：随着电力电子器件制造技术的发展，晶闸管整流装置已日益成为氯碱化工主流的电解整流装置。由于化工电解对整流柜直流电流输出稳定性的要求，作为晶闸管整流装置重要组成部件的直流传感器，其工作正常与否，直接关系直流电流的稳定输出，甚至关系到整流装置电解设备的安全。本文通过介绍本单位晶闸管整流装置在运行中因直流传感器故障而发生的事故，来说明此类故障的判断和处理。 【关键词】：晶闸管整流装置 直流传感器 直流电流 直流电压 控制角 我厂离子膜烧碱整流装置采用三相桥式同相逆并联整流线路，由一台整流变带二台整流柜方式运行晶闸管触发控制系统采用全数字式在线热互备系统带阻尼的PI控制整流系统图5(附图一).dwg 三相交流电压经整流变压器降压后加至三相桥式整流电路晶闸管的两端，此时，按工艺要求，通过升降电流按钮向控制器输入一定的给定量，控制器按给定值大小输出六相均衡分配的同步脉冲触发信号，分别加至六个桥臂晶闸管的触发极。同步脉冲触发信号的移相范围为0°~120°，可最大范围地调节直流电流。当系统为自动运行时，直流传感器所测得的直流电流信号经反馈电路送入控制器并与直流电流给定值进行比较。若比较值为正值（即反馈值大于给定值），则PI调节电路经运算后自动地提高一定量的控制角，使得直流输出电压和电流降低，直至反馈值与给定值平衡。反之，若比较值为负值（即反馈值小于给定值），则调节电路自动地降低一定量的控制角，使直流电流上升，直至反馈值与给定值平衡。自动稳流系统就是在这种负反馈控制模式下，达到直流电流稳定输出的目的。从以上所述原理可以看出，直流传感器在整流装置中占有非常重要的地位，其能否正常稳定的工作直接关系到整流装置和电解槽的安全运行。本文就我厂整流装置因直流传感器故障而发生的两起典型情况进行分析， 本厂的直流传感器采用美国莱姆公司的霍尔零磁通直流大电流传感器，由测量头和测量单元两部分组成（附图二）。直流传感器（附图二）.dwg测量头的四边各有一个断口，内置霍尔器件，另每边各有一组独立的反馈线圈。当母排电流在测量头的测量口中流过时，便在测量头产生磁场，在此磁场的作用下霍尔器件产生一个霍尔电压，此电压经测量单元内的通道放大电路放大后，供给反馈线圈，反馈线圈所产生的反馈磁场与母排电流在测量头感应的磁场大小相等，方向相反。霍尔器件产生的电压输出与母线电流磁场和与之方向相反的反馈磁场的差值成正比。四组霍尔元件、反馈线圈、放大电路各自构成独立的通道，所有通道电流通过各自线圈后，汇合在一起成为与母线电流成比例变化的输出电流（1/5000）。该电流通过电阻或分流器转换成电压，用于表计显示和控制。 故障一：正常运行时，整流装置直流电流9000A、直流电压348V、交 流电流50A、导通控制角14°，系统为自动运行方式。故障发生时直流电流表显示仍为9000A，而直流电压突升到356V，交流电流升至59A，控制角降至6°。 故障分析：从故障现象看，直流电压、交流电流均比正常运行时有较大的上升，而这两个数据分别采自直流母排电压信号变送器和交流互感器，两个采样点同时发生故障的可能性较小。因此，故障发生时的直流电流已比正常值有较大的上升。而直流电流表计仍显示正常时的9000A，说明直流传感器或测量回路出现了故障。 对直流传感器进行检查后发现，传感器的四个通道反馈值分别为9.75V、 9.12V、10.11V、0.16V，明显有一个通道无信号输出。此故障照成传感器总的输出信号下降约1/4左右，这个降低了的信号反馈至控制器，必小于给定值，于是PI调节电路自动地降低控制角，提高直流电压和直流电流的输出，直至传感器另三个测量通道汇合在一起的反馈信号与给定值达到平衡。如此，直流电流表计所显示的电流值虽与正常时没有变化，但其实为传感器三个通道所测得的值，实际的电流值约比显示值高出约1/4左右。此情况下，因直流电流测量值仍为故障前的给定电流值，所以，尽管实际直流电流有较大的升高，甚至达到过流整定值，但直流过流保护并不会动作。 故障处理：出现以上情况，岗位人员切不可只根据直流电流指示未变化而作 出错误的判断。应综合分析各种电量数据，尤其直流电流、直流电压、交流电流及控制角的变化情况，进行正确的判断。另外还可以通过与相同运行参数的其它整流柜进行对比的方法以及工艺指标变化的情况，来判断整流柜运行正常与否。 在明确直流电流与表计显示值有较大差值后，应迅速配合工艺进行降电流操 作，必要时根据工艺要求进行紧急停槽检查。此时因直流电流表已无法显示正确的电流值，因此，不能以其作为升降电流的标准。而应以对应电流时的直流电压作为参照，或将交流有功功率按下式进行转换后，作为