电解铝论文摘要模板

摘要：电弧光保护对于电解铝供电整流系统来说十分重要，比善黄华林就如何更好的进行电弧光保护，从电弧光保护的原理分析、电解铝供电整流中的电弧光保护措施、电解铝供电整流中的电弧光保护应用三方面进行了探讨，希望能够为提高电弧光保护提出合理的借鉴。 关键词：电解铝；供电整流；电弧光保护；随着我国铝业的不断长足发展，电解铝领域也相应的得到了发展，整流柜作为该领域的重要设备，不得不增加整流机组的数量和容量来适应发展，这样很可能产生电弧，引发短路事故。因此，如何有效进行电弧光的保护是现阶段需要探究的道路。 一、电弧光保护的原理分析 电弧光保护是指光信号在传输到弧光传感器的时后，被转换成为电流信号，电流信号再通过弧光传感器传输到电弧光保护的辅助单元，辅助单元又将信息传输给主单元。主单元如果同时测到电流增量与弧光时，系统会释放出跳闸信号；如果只发现其中一项，则只释放报警信号，不释放跳闸信号。 二、电解铝供电整流中电弧光的危害性 电弧光在整流系统整流装置内部发生时，会释放很多气体，释放的气体含有毒物质，对工作人员的身体健康产生严重的危害，对供电整流机体表面进行污染，降低绝缘电阻；同时这些气体会形成很强的压力波，这种压力波能够破坏整流柜体的整体结构，对整体绝缘造成破坏，在电弧光很强时，严重时会造成整流柜柜体交、直流母线，或直流正负母线间的弧光性短路，巨大的短路电流产生很强的电动力，造成整流柜爆炸事故，甚至引起整个电解系列停产的恶性事故。电弧光同时也是在交流供电系统内常见故障，电弧光很强时，可能引起供电系统线路短路。比如高压开关柜内的电弧光短路就是一种经常发生的故障， 它通常是源于高压开关柜的温度经常性的过高，导致真空断路器的绝缘性拉杆被损害，造成绝缘线路被烧坏，危害到整个供电系统。 三、电弧光保护系统的结构 （一）主控单元 bs622主控单元包括对电流的检测以及对短路进行失灵的防护。主控单元在保护系统中起着检测电弧光信号与电压的作用。它具备完整的自检功能，可以对系统实行在线实时检测，当系统出现故障的时候，即使向综合自动化系统传送。具体来说是在同时检测到电压与电弧光信号时，发出跳闸的信号。检测到电压和电弧光信号中其中一项时，发出报警信号，但不发出跳闸的信号。同时对信号进行数据处理，通过处理后的信号，可以对电弧光具体位置进行定位。 （二）辅助单元 辅单元能够连接主单元与弧光单元，能够对弧光保护装置进行逻辑设置、对弧光传感器进行监测、对电弧故障进行定位。弧光辅助单元是一种扩充装置，配有数个弧光输入的端口与光带。电弧光保护系统的工作原理是电压原理，即所谓的电流保护。那么就有必须要对电流进行严格的检查，检查后将其转换成信号再传给主单元，因此电流信号是检查故障的一个主要方向。 （三）弧光单元 arcsensor系列弧光单元主要是由电弧光传感器构成的，弧光传感器安置在柜里的所有间隔中，能够对电弧光进行有选择性的由易到难的保护。其工作原理主要是进行信号间的转换工作。当弧光单元检测到电弧光信号时，将信号转换成电信号，再将电信号传给主单元。同时，电弧光传感器还能进行电磁屏蔽，不会受其他信号的影响而发错指令信号。目前，电弧光传感器主要有探头式和光纤式两种形式。 四、电解铝供电整流中的电弧光保护应用 （一）电弧光保护整体应用现状 现阶段，所有的金属铝都需要用电解方法来获取，这就促使电弧光系统被普遍运用于国内外的电解铝领域。并且，电弧光保护系统已经被发达国家运用到发电厂和变电站等地方，逐渐成为防止电弧光产生的重要方法。目前，我国也开始积极尝试将电弧光保护系统运用到发电变电厂中去。电弧光保护是以保护在场工作人员的生命安全和减小设备损失为目的。 与此同时，电弧光保护能够对电弧故障的发生点进行准确的定位，方便检修人员进行即使的故障处理，尽快恢复供电，减小企业的损失。 （二）电弧光保护具体应用情况 比善科技重点以10 kV高压室的电弧光保护来进行具体应用研究。 在所有的馈线开关柜上分别装配好弧光综合保护系统，需要把馈线柜的开关房和电缆室单独的设为检测点。其中，所有的装置都能进行独立运行和联合运作，有自动跳离馈线柜的功能，同时，母线不能够停电。电弧光保护的其他判别依据，电流信号来自馈线柜中的电流互感器，输出的调整指令则作用于馈线柜中的控制回路。前两对跳闸接口可以分别设为T1和T2，作为过电流/弧光跳闸输出，动作出口不能大于7cm，隔断馈出线电源以及将出现重合闸关闭。后两对跳闸接口可以设为T3和T4，主要是进行电流延时的跳闸输出。在没有出现弧光的现状下，当延时达到600ms时，以延时来发出跳闸指令，是馈线柜的二级电流保护措施。电弧光综合保护系统应该有母线保护的功能，在母线室用光传感器对其开展施光探测，最后将信号传送到主控制单元。在电弧光检测的过程中，如果T1和T2跳闸口低于7ms时，对进线柜与母联机开关实施自动跳闸；在T3和T4跳闸口延时达到600ms，并且母线室与进线柜在未出现弧光的情形下，用延时来释放跳闸指令，是进行电源的二级电流保护措施。 弧光综合保护装置配备容易，只需对馈线柜与电源进线柜分别安置一台电弧光设备。保护装置设有可编程的逻辑跳闸功能，能具体针对母线柜保护与馈线柜保护进线相应的保护。具有自动跳离馈线柜的设置，能够防止电缆头爆炸以及电缆沟失火造成的开关柜事故的发生，降低开关柜房的电弧受损以及主变压器的受损情况。 类似情况，可以在整流柜内根据需要配备相应的弧光保护装置，一般配有一个弧光保护判断输出单元及几个弧光保护信号采样单元，采样检测装置采用探头式和光纤式，合理布局在整流柜内部易发生弧光的元件、母线及快熔母线附近。当有弧光发生时，通过探头和光纤采集到弧光信号送入保护判断输出单元进行逻辑判断输出，及时跳开高压侧断路器，及时熄灭电弧缩小事故范围，降低设备故障损失。在实际应用中还需同时配置逆流保护，在弧光已经引起直流正负短路情况下极端，跳开其它并列运行的整流机组高压断路器，避免向本台整流柜短路点送电的情况发生。在运行的过程中，系统状况优良。主要表现在：系统较之以前更稳定、实用，没有再出现过误动作的情况，并且，系统操作简单，也更方便工作人员快速掌握。

浅析变频器发展和应用的趋势[摘要]随着变频控制理论和制造工艺的进一步发展，变频器的应用和发展将会朝着以下方向发展：矩阵变频器的出现和推广；网络化配置的变频器将成为主流；同步电动机的变频应用将得到更为迅猛的发展。 [关键词]矩阵变频器 网络化配置变频器 同步电机 一、矩阵变频器的出现 多年来，电气传动专家一直都在讨论关于“矩阵变换”技术的变频器将会是下一代变频器。几个主要的传动供应商包括罗克韦尔、西门子等都在研究该项技术。舆论一直认为：尽管矩阵变频器具有非常诱人的前景，但是由于成本太高而无法在目前进行商业化应用。 从原理上讲，矩阵变频器使用了一组电力半导体开关，按照预定的数学算法控制开关顺序，并直接连接到三相电机上。在安川矩阵变频器中有9个开关，每一个都有2个IGBT组成双向开关，能允许正向电压和负向电压通到电机上。IGBT数量的增加是导致矩阵变频器造价昂贵的其中一个因素。 矩阵变频器使用了三相电压输入来控制输出电压，这就不仅能吸收任何电流杂波，也能提供一个清洁的输出电压，也就是说“可以有效地进行输入电源电流控制与输出电压控制”。这也是矩阵变频器吸引人们的一个重要点：能大大降低输入电流谐波的产生，只有大约传统交-直-交变频器的20%以下。而且矩阵变频器的电流几乎是正弦波，即使在带载情况下，也是如此。当有再生发电时，电流能以180°转换并反馈到电网中，而且也是以正弦波方式。在再生制动方式的工作中，矩阵变频器不需要制动电阻或特殊的变换器。反馈回的电亦无需额外的设备(如变压器等)进行处理。总之，传动能在四象限高效率地运行。 另外，一个吸引点就是矩阵变频器去掉了直流电容，作为有一定寿命地铝电解电容，交—直—交变频器就必须在一定年限更换电容，如5~8年，矩阵变频器就能长时间可靠工作。 在安川的计划中，矩阵变频器将逐步覆盖400V的5.5~22kW，直至75kW，当然也有200V级的5.5~45kW变频器。至于价格策略目前尚未公布，但基本上为目前通功率段传统变频器的2倍左右。 二、以网络配置为主的系统化 变频器的网络化配置主要基于三个层面：设备层、控制层和信息层。其中变频器做为执行器，可以配接最基本的RS232/RS485串行通讯协议、Profibus等的现场总线协议以及Internet局域网协议。针对不同的控制系统和不同的用户要求，配置和选用不同的网络协议。 网络化配置的变频器具有以下显著的特点： (1)高精度的频率设定； (2)远程控制与工厂信息化的基本要素； (3)远程诊断系统。 通过网络设定频率是一种高精度的频率设定，其具有通讯速率高，稳定可靠，接线简单等优点，而且在模拟量控制时，输出端经过一个数模转换器，经过导线，进入输入端(变频器)又经过一个模数转换器才能参与控制。两个转换器位数不同和导线损耗都可能造成一定误差，而通讯传递直接是数字量，不需要转换，没有误差，在传输过程中不会造成损耗，而且响应速度率也会很高。 变频器经常被用于系统复杂、工作环境恶劣、高负荷、长时间运行的工况中，如无人值守泵站、油田磕头机等。变频器故障率在这种环境中自然，比较高，一般都采取事后维修的方式进行，随着电子技术的发展，传统的维修方式将变为故障预报和整机在线维修。有必要对其实现在线工作状态的监测以及常规故障机理的综合分析研究，以便对其故障的事先诊断分析。目前大功率变频器的故障诊断、远程监控系统及智能控制方面取得了较大进展，并已经投入实际运行。请登陆：输配电设备网浏览更多信息 在网络化日益普及的今天，与普通的点对点硬线连接方式而言，通过高速通讯连接的变频器系统可以最大程度上降低系统维护时间、提高生产效率、减少运行成本。目前安装的现场总线模块有ProfibusDP、Interbus、DeviceNet、CANOpen和ModbusPlus等。用户可以有更大的自由根据生产过程来选择PLC型号和品牌，并非常简单地集成到现有地网络中去。而且通过现场总线模块，可以不考虑变频器的型号，而以同一种语言来与不同功率段、不同型号地变频器进行组构，如功率、速度、转矩、电流、设定值等。 由于采用了通讯方式，可以通过PC机来方便地进行组态和系统维护，包括上传、下载、复制、监控、参数读写等。 以SEWMOVIDRIVE变频器为例，它可以如图2组成WAGO-I/O系统，利用后者地现场总线技术进行通讯互联。这种连接方式能通过WAGO的可编程总线控制器PFC实现变频器到网络控制主机之间的输入数据过程、输出数据过程的交换。而且，总线互联方式可以通过WAGO公司专用的软件功能块(SEW.LIB)方便地进行变频器参数的读龋该方式能在最大程度上降低变频器系统的构建成本。三、同步电机的配合应用 交流同步电动机已成为交流可调速传动中的一颗新星，特别是永磁同步电动机，电机是无刷结构，功率因数高、效率也高，转子转速严格与电源频率保持同步。同步电机变频调速系统有他控变频和自控变频两大类，自控变频同步电机在原理上和直流电机极为相似，用电力电子变流器取代了直流电机的机械换向器，如采用交-直-交变压变频器时叫做“直流无换向器电机”或称“无刷直流电动机”。传统的自控变频同步机调速系统有转子位置传感器，现正开发无转子位置传感器的系统，且已经取得重大进步和在市场的成功应用。同步电机的他控变频方式也可采用矢量控制，其按转子磁场定向的矢量控制比异步电机简单。 采用同步电机的最有效特点： (1)大大降低电机尺寸； (2)高效率的转矩输出； (3)无编码器运行。 目前大多数的纸机需要安装速度编码器来反馈电机转速，而且编码器也被证明是可靠的。但是安装的编码器由于是采用轴承需要常规定期性的维护保养和润滑，在一个大型的纸机(如50个传动)上每隔一定的周期还必须更换所有的编码器以防止意外的由编码器故障引起的纸机停机。从这个层面上来说，无编码器的运行自然是同步电机直接传动的一个优点和着眼点。 电机的实际速度是需要同时反馈和监测的，一个计算电机速度的新方法已经在ACSDTC得到发展和应用。为ABB造纸部门对直接传动的37kW永磁电机进行测试得出的波形曲线。上面的2条曲线是表示经速度编码器测量的数据和通过变频器计算出来的数据。从图中可以看出两条曲线几乎是一致的，即使在动态扰动中也是少有偏差。第3条曲线是表示电机由于突加负载产生的电机转矩，该负载的变化大概是正常负载的1/3，以表示在电机在正常运行下突然有一个大的变化。将ABB传统的交流传动纸机改造成一个直接传动的纸机系统是非常简单的，纸厂需要购买新的直接传动部分的电机，同时将ABB的常规变频器ACS600通过下载PM-DTC软件来升级，而且新的直接传动的系统可以与现 有的交流或直流传动同时正常运行。总而言之，用户将从直接传动中获益。 参考文献： [1]王廷才.变频器原理及应用[M].机械工业出版社，2005. [2]张选正，张金远.变频器应用经验[M].国电力出版社，2006. [3]吴忠智，吴加林.变频器应用手册[M]，机械工业出版社，2007.