1引言

在大功率、高電壓、強(qiáng)電流的電化學(xué)用整流電源中，整流電路" title="整流電路">整流電路多采用同相逆并聯(lián)結(jié)構(gòu)，由于逆并臂電流方向相反，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，從而減少了磁場(chǎng)對(duì)電路工作的影響，同時(shí)可提高每臂的電流均衡度。而這種整流變壓器多采用網(wǎng)側(cè)移相" title="移相">移相。為此，對(duì)于同相逆并聯(lián)12相整流電路的整流變壓器需要兩個(gè)鐵心方可組成。這種變壓器體積較大、噸位較高、接線較復(fù)雜，相應(yīng)成本也較高，但對(duì)整流器結(jié)構(gòu)布局要求較低。

為保證江蘇索普集團(tuán)電解改造項(xiàng)目的順利實(shí)施，西安中電變壓整流器廠研制了KHS－20000A/800V晶閘管整流器，與現(xiàn)場(chǎng)原有的兩臺(tái)KHS－8000A/600V并列進(jìn)行，輸出直流540V、32kA。本電源整流變壓器采用閥側(cè)移相，由一個(gè)鐵心組成同相逆并聯(lián)12相整流電路為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，體積小、重量輕、成本低。

2原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2．1主電路

主電路采用四組三相橋同相逆并聯(lián)電路，單柜輸出12脈波直流電。整流變壓器通過(guò)二次延邊△移相±15°，系統(tǒng)原理如圖1所示。

整流器件和保護(hù)元件分別采用KP2500－26的晶閘管和RSM－3200A/800V快熔，四組全控三相橋，每臂并聯(lián)數(shù)為3，共72只晶閘管和72只快熔。器件電流裕度為3.6倍。

2．2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）四組橋全部安裝在一個(gè)整流柜內(nèi)，交直流母線采用同相逆并聯(lián)和軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)形式。同一橋臂的并聯(lián)晶閘管均經(jīng)過(guò)精心篩選，并采用獨(dú)特的預(yù)壓緊技術(shù)和完善的檢測(cè)方法，以保證均流系數(shù)的技術(shù)指標(biāo)和柜體的穩(wěn)定運(yùn)行。

圖1整流電源系統(tǒng)原理圖

（2）同一進(jìn)線水冷交流母線上部和下部各安裝了3只正、負(fù)半波導(dǎo)通的晶閘管，整個(gè)整流柜只用了12根閥側(cè)進(jìn)線水冷交流母線，大大縮短了母線長(zhǎng)度，減小了損耗。

（3）直流母線分兩組由柜兩側(cè)分別引出，在遠(yuǎn)離柜體處匯流后連接至總母線。

（4）晶閘管水冷散熱體進(jìn)出口管徑增大至14，冷卻水流量可達(dá)17L/min，既增大了散熱量，也便于更換。

（5）安裝快熔的水冷母線采用一次擠壓成型的異型單孔母線，冷卻可靠并且效果有所提高。直流正負(fù)極冷卻水路分別匯流，以減少電腐蝕。

3控制保護(hù)系統(tǒng)

3．1觸發(fā)系統(tǒng)

觸發(fā)控制系統(tǒng)" title="控制系統(tǒng)">控制系統(tǒng)框圖見(jiàn)圖2。

整個(gè)觸發(fā)系統(tǒng)" title="觸發(fā)系統(tǒng)">觸發(fā)系統(tǒng)是針對(duì)電網(wǎng)及直流輸出均為模擬量的實(shí)際情況，在吸收了國(guó)內(nèi)外技術(shù)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，具有線路簡(jiǎn)單、性能可靠、外接線少等特點(diǎn)。

系統(tǒng)主要采用了TC－13型晶閘管控制觸發(fā)板，很好地滿足了晶閘管觸發(fā)控制的要求，主要由電源、調(diào)節(jié)器、移相控制、脈沖形成、脈沖放大等環(huán)節(jié)組成，其核心部件為輸出六路調(diào)制脈沖的787集成觸發(fā)芯片。具有功耗小、輸出功率大、輸入阻抗高、抗干擾能力強(qiáng)、移相范圍寬、外接元件少、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)壓、穩(wěn)流" title="穩(wěn)流">穩(wěn)流、正負(fù)反饋控制，以及電流過(guò)載封脈沖等控制功能?？刂茦O端子外接方式避免了過(guò)去插件式造成的種種弊端。

針對(duì)本裝置特點(diǎn)，控制系統(tǒng)采用了雙觸發(fā)電路，即兩塊TC－13觸發(fā)控制板分別控制兩套整流電路，各自獨(dú)立閉環(huán)的自動(dòng)穩(wěn)流方式，解決了直流側(cè)電流的不平衡和振動(dòng)問(wèn)題，保證了兩套系統(tǒng)的電流平衡，避免了相互牽制。

3．2保護(hù)系統(tǒng)

在換相保護(hù)電路參數(shù)的設(shè)計(jì)上充分考慮到單鐵心單柜12脈波因素帶來(lái)的不利影響。

本裝置有一套完整的保護(hù)系統(tǒng)" title="保護(hù)系統(tǒng)">保護(hù)系統(tǒng)，設(shè)置了7種保護(hù)：電源缺相、水壓下降、水溫過(guò)高、母線溫度高、過(guò)電壓、電流過(guò)載、元器件損壞。裝置的過(guò)電壓保護(hù)采用壓敏電阻、阻容以及電容保護(hù)。

4結(jié)語(yǔ)

在電解氯堿化工生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)的連續(xù)性，要求電源常年不間斷運(yùn)行。整流電源的高可靠性、高穩(wěn)定度、高效率是衡量其技術(shù)性能的重要指標(biāo)。

圖2觸發(fā)控制系統(tǒng)原理圖

本設(shè)備經(jīng)安裝、調(diào)試后，于1999年11月順利投入運(yùn)行至今，總體情況良好。

此套整流裝置具有自身?yè)p耗較低、運(yùn)行狀態(tài)良好、體積與占地面積較小等優(yōu)點(diǎn)。為化工廠改造節(jié)省了資金與空間，經(jīng)濟(jì)效益顯著。