Электрооборудование электролизных производств

Питание электролизных установок постоянным током осуществляется от полупроводниковых выпрямительных агрегатов, преобразующих переменный ток промышленной частоты в постоянный (выпрямленный) с КПД 0,96−0,98. Выпрямительные агрегаты выполняются с неуправляемыми вентилями (диодами) или управляемыми — тиристорами.

Структурная схема выпрямительного агрегата с неуправляемыми вентилями представлена на рис. 11.5.

Схема включает: силовой трансформатор VT, имеющий 4 вторичных обмотки, две из которых соединены «треугольником», а две — «звездой»; блоки вентильные БВ, выполненные по шестифазной мостовой схеме Ларионова; дроссели насыщения ДрН для плавного регулирования напряжения; дроссели уравнительные ДрУ, для равномерного распределения токов между БВ; выключатели автоматические быстродействующие катодные ВАБ, для защиты полупроводниковых выпрямителей в случае внутренних коротких замыканий. Подведение тока к электролизным ваннам осуществляется с помощью шинопроводов. Шинопроводы собраны в пакеты из отдельных прямоугольных шин, выполненных из алюминия или меди. Сечение шинопровода определяется по удельной плотности тока, которая принимается равной: 0,3−0,4 А/мм² для алюминиевых шин; 1−1,3 А/мм² для медных шин; 0,15- 0,2 А/мм² для стальных и чугунных шин.

Допустимый нагрев шин 70 °C, допустимая потеря напряжения — не более 3%. Так как рабочие токи электролизных ванн велики, то сечение шин большое — до 15 дм². Шинопроводы больших сечений, собранные из прямоугольных шин, должны иметь для охлаждения зазоры, равные толщине шин. Для компенсации удлинения при нагреве на прямоугольных участках шинопровода через 20−25 м монтируются температурные компенсаторы из гибких шин. Подводящие шинопро;

Рис. 11.5. Структурная схема выпрямительного агрегата с неуправляемыми вентилями.

Рис. 11.6. Схема выпрямительного тиристорного агрегата (пояснения в тексте) воды прокладываются на эстакадах, а между ваннами — в шинных каналах, закрытых железобетонными плитами.

Силовые трёхфазные трансформаторы имеют устройство регулирования напряжения на стороне высокого напряжения (переключение обмоток). Количество вторичных обмоток определяется числом блоков с полупроводниковыми вентилями. Охлаждающая среда — силиконовое масло. Наибольшая глубина регулирования необходима при пуске электролизных установок. Для этой цели установлено устройство переключения сетевой обмотки со «звезды» на «треугольник», обеспечивающее плавность пуска.

Схема выпрямительного тиристорного агрегата представлена на рис. 11.6.

Схема включает однофазные трансформаторы (VT1-VT3), первичные обмотки которых соединены в «звезду» через тиристоры блока БТ, которые предназначены для плавного регулирования переменного тока. Вторичные обмотки трансформаторов соединены по схеме двойной трёхфазной «звезды». К вторичным обмоткам трансформаторов подключены блоки вентилей неуправляемых, анодных БВ. Блоки однофазные тиристорные БТ осуществляют регулирование фазного напряжения первичных обмоток трансформаторов VT1- VT3, с помощью системы импульсно-фазного управления (СИФУ) тиристорами.

В агрегате применена двухконтурная система регулирования тока электролизных ванн с внутренним токовым контуром и внешним контуром, регулирующим напряжение. Регулятор тока (РТ) подключен к входу СИФУ тиристорами, а регулятор напряжения (PH) — к выходу РТ. Фактические значения тока и напряжения измеряются датчиками тока ДТ и напряжения ДН.

Сигналы от ДТ и ДН поступают на РТ и PH соответственно, где сравниваются с опорными сигналами, соответствующими заданным значениям тока и напряжения (Д, ?Д).

Суммарный сигнал отклонения тока от заданного поступает на СИФУ тиристорами, которая вырабатывает управляющий сигнал для тиристоров блока БТ, обеспечивающий стабилизацию тока в ваннах путём изменения фазного напряжения первичных обмоток трансформаторов VT1… VT3. В результате регулирования ток, протекающий в электролизных ваннах, будет равен заданному.