[摘 要]本文分析了國內整流機組純水冷卻系統的電氣二次控制部分,通過幾次典型故障分析了其存在的問題,提出了改進的方案及建議。

[關鍵詞]純水冷卻系統 典型故障 改進方案

0 前言

電解鋁生產整流供電設備是電解直流供電的關鍵設備，近年來曾屢屢發生設備事故，造成了不同程度的經濟損失。涉及整流設備安全運行的問題有諸多方面，其中整流器純水系統的安全平穩運行也是不容忽視的問題，下面就純水系統的管理與控制方面談一些認識與改進意見。

原電氣控制中為了保證純水部分的運行安全，設計兩路電源一備一用且相互閉鎖，兩臺純水電機運行也相互閉鎖，一臺過載，另一臺自啟動，保證了純水冷卻系統的不間斷性。
部分原理控制見附

1 典型故障分析

陜西銅川鋁業變從2005年12月投運以來，數次因系統閃絡, 電壓突變致使純水泵停運，五臺機組因斷水30秒后高壓斷路器陸續跳閘，造成電解系停電。

2006年6月1日9: 10時鋁三線（110kV進線）因電源端設備故障，引起線路電壓瞬間波動使純水泵控制接觸器線圈失電脫扣，機組因斷水跳閘，系列停電40分鐘后恢復正常供電。
2006年10月30日16: 40時110kV電網因其它變電站事故，引起鋁業變所用低壓交流盤脫扣失電，5臺純水泵失電，超時30秒后機組跳閘，而且兩臺機組因主、副水壓變化造成板式散熱器串水，水質降低，系列1小時30分后方恢復正常。

2007年7月2日9: 10時因電解10kV I段所帶的施工電源出線電纜放炮，造成10kV I段接地，10kV電解I#電源速斷動作，10kV系統I段閃絡致使所用交流I段低壓脫扣動作。5臺純水泵接觸器線圈因瞬間失壓跳閘，同樣因主、副水壓力變化造成散熱器主、副水串水，5臺機組全部水質下降，絕緣降低。22: 40時個別機組水質上升、絕緣恢復后陸續送整流機組，直至23: 58時系列電流正常，持續時間達兩個半小時之久，造成嚴重的經濟損失。
分析以上三次系列停電原因，均因系統（110kV或10kV）閃絡，瞬間電壓發生突變，純水泵電機控制接觸器線圈保持電壓低于出廠值（一般設計為線圈電壓在80%~105%的額定電壓下正常工作）后，即行脫扣跳開，若不能在30秒內即時恢復（正常操作無法在30秒內完成），機組即因斷水跳閘，而且極有可能使板式散熱器發生主、副水串水現象，必須等水質上升至正常值，方可送電，延長了送電時間，給企業造成極大的經濟損失。據估算240KA系列120臺電解槽（僅一期工程），每停電1小時少產鋁約8噸左右，造成經濟損失在15萬元以上。

2 改進方案

為了保證整流系統運行安全，減少經濟損失，從簡便、經濟、可靠、可行等因素綜合考慮，在原線路基礎上不作大的改動的情況下，解決上述問題，改進后的控制原理如附圖（虛線框內為新增加部分）。

改進后的優點：

1．如附圖，當系統閃絡、電壓突變時，主接觸1KM和2KM線圈瞬間同時失電后純水泵停運，此時新增的KT3線圈即通過1KM（31~32）和2KM（31~32）的常閉接點帶電，并使KT3的延時閉合常開接點啟動1#純水泵，確保機組不會因斷水跳閘。

2．在KT3回路中串接1KM（31~32）和2KM（31~32）常閉接點，保證了只有在兩個泵同時失電時才會啟動1#泵，同時2#純水泵因任何原因停運時便啟動1#泵。

3．原有的設計功能沒有發生變化，如兩路電源的一備一用及相互閉鎖，2臺純水泵的過載及互鎖功能仍未改變。

3 結束語

2007年7月5日至10日對陜西銅川鋁業變5臺機組的純水系統全部改造完畢后逐臺進行了傳動試驗，確認無誤后投入運行，至今未發生一起跳閘事故且運行安全、平穩、可靠。7月24日因雷電天氣造成電網波動，本公司的空壓機冷卻系統循環水泵因電壓突變使主控制接觸器線圈失電跳閘，但機組純水泵冷卻系統卻運行平穩。通過實踐證實該改進方案安全實用進一步保證了電解生產的安全。

附圖說明:

1. 由于240KA系列已發生了三起高壓線路突變(約為0.3ms)，引起整流機組純水泵停運，導致機組(斷水)跳閘事故發生，已對生產及其設備造成極大危害，為了杜絕此類事故再次發生，現對240KA整流純水泵電氣控制提出部分改進(圖中虛線新增部分)。

2. 本圖為240KA動力車間整流機組純水泵局部控制原理增補圖。

3. 圖中時間繼電器KT3整定值應大于系統突變(0.3ms)及線路重合閘時間2s，小于機組斷水跳閘時間30s，整定值擬為3s。

4. 圖中KA1、KA2為1#和2#泵的過載繼電器常開接點，即當1#泵過載時1FR的常開接點啟動KA2線圈，KA2動作啟動2#泵。