9Л. Энергоснабжение электролизных серий

Серия электролиза снабжается постоянным током от преоб разовательной подстанции завода (рис.9.1).

Рис. 9.1. Схема снабжения электролизной серии постоянным током (Минцис М.Я. с соавт.)

Переменный ток напряжением 110-220 кВ поступает на по­низительную подстанцию завода от ЛЭП энергосистемы. На под­станции установлены открытые головные трансформаторные груп­пы, которые понижают напряжение со 110-220 кВ до 10-11 кВ. Ток напряжением 10 кВ поступает на трансформаторы преобразователь­ных агрегатов 10/0,85 кВ.

Для преобразования переменного тока в постоянный приме­няется комплекс оборудования, состоящий из нескольких выпрями­тельных блоков, трансформатора, контрольно-измерительных и управляющих приборов. Выпрямительный блок - основа преобразо­вательного агрегата, он рассчитан на силу тока 25 кА, напряжение до 850 В.

Блок состоит из нескольких кремниевых полупроводнико­вых вентилей (теристоров и диодов), системы воздушного или водя­ного охлаждения и регулирующей аппаратуры.

Для непрерывного питания серии электролизёров на преоб­разовательной подстанции необходимо иметь определенное число агрегатных трансформаторов и столько же групп кремниевых пре­образователей (в каждой группе по 4 единицы), в том числе одна группа резервная. Кремниевые подстанции сооружаются вблизи электролизных корпусов (не далее 25м от корпуса), чтобы избежать больших потерь напряжения выпрямленного тока в ошиновке на участке от подстанции до электролизёра, а также больших затрат на сооружение соединительной ошиновки.

Упрощенная электрическая схема основных цепей преобра­зовательного агрегата на силу тока 25 кА и напряжение 850 В при­ведена на рис. 9.2. Агрегатами этого типа оснащены кремниево­преобразовательные подстанции (КПП) большинства алюминиевых заводов.

Трансформаторы таких агрегатов оборудованы переклю­чающим устройством, позволяющим изменять под нагрузкой коэф­фициент их трансформации по 17 ступеням. Каждая из четырёх вто­ричных обмоток подключена к отдельному выпрямительному блоку с кремниевыми диодами на силу тока 6,3 кА, причём две вторичные обмотки соединены в звезду, а две - в треугольник.

Рис. 9.2. Упрощенная схема вы­прямительного агрегата (Минцис М.Я. с соавт.)

Между вторичными обмотками трансформатора и силовыми блоками в каждую фазу включены дроссели насыщения ДН, путём изменении подмагничивающего тока которых можно регулировать напряжение в пределах одной ступени переключающего устройства трансформатора.

На наиболее современном в России Хакасском алюминиевом заводе основу обеспечения электроэнергией составляют открытое распределительное устройство ОРУ-220 кВ и подстанция КПП. От­крытое распределительное устройство предназначено для подклю­чения нагрузки в объёме 500 МВт. КПП состоит из 5 отсеков, разде­лённых между собой огнестойкими перегородками. В каждом отсеке установлен преобразовательный агрегат в составе: регулировочный автотрансформатор, два преобразовательных трансформатора и вы­прямитель. Это оборудование позволяет подавать на серию ток 320 кА с напряжением 1560 В. Весь комплекс управляется с помо­щью единой системы АСУТП.

В технологии электролитического производства алюминия основные электрические параметры - сила тока, напряжение и мощ­ность - периодически меняются в связи с различными факторами (анодные эффекты, отключаемые и пусковые ванны и др.). Поэтому регулирование работой преобразовательной подстанции произво­

дится из расчёта на постоянную силу тока, на постоянное напряже­ние или постоянную мощность.

С технологической точки зрения целесообразно регули­ровать работу подстанции на постоянную силу тока. При та­ком способе регулирования ток на серии поддерживается на одном уровне, независимо от изменения напряжения на ваннах от тех или иных причин. Мощность на подстанции при этом соответственно изменяется. Такой режим работы серий принят на большинстве алюминиевых заводов и он, безусловно, имеет преимущества перед режимом с регулировкой работы под­станции на постоянное напряжение или на постоянную мощ­ность. При работе на постоянную мощность или на постоянное напряжение происходят довольно резкие колебания силы тока па серии, что отрицательно влияет на технологию электролиза.

В помещении межкорпусного хозяйства смонтирована трансформаторная подстанция, от которой производится снабжение корпусов переменным током. Ток от подстанции поступает через разъединители К-300 и К-600 в распределительный пункт, от кото­рого ток следует в трёх направлениях:

• на пункты подключения (ПП) и далее через разъедини­тельный трансформатор на пункты управления электролизёрами (ПУ); от ПУ ток распределяется на электродвигатели механизмов подъёма анода;

• на пункт подключения сварки (ППЭ);

• на секции троллей мостовых кранов.