基于数字化电解铝整流系统的工程应用

浅论铝电解智能控制技术的应用与发展摘要本文论述了铝电解智能控制技术的应用与发展，为铝电解智能控制技术的应用走可持续发展的道路提供了一定的见解。

关键词铝电解智能控制技术，应用与发展引言因为铝电解生产以多达数百台电解槽申联成一个生产系列的方式进行，耗能巨大（吨铝电能消耗为13，000-13，600kWh ），所以节能降耗一直是铝业界研究的主题。

虽然开始于20世纪60年代的计算机控制技术对铝电解生产过程的节能降耗发挥了巨大的作用，但是其也存在许多缺陷。

其主要表现在：依赖于精确的数学模型；控制算法较为理想化；控制输出变量少；执行机构简单以及难以有效利用铝电解专家的知识和逻辑思维来解决问题[1]。

1 对铝电解智能控制技术的应用现状的分析与认识1.1 铝电解槽分布式控制系统结构（1）过程控制级过程控制级由几十台至上百台开放式智能槽控机系统组成。

每台智能槽控机控制一台电解槽，独立完成现场数据采集、实时槽况解析和数据通信的任务。

其具有电解生产过程打壳、下料、阳极升、阳极降、效应报警、效应处理、出铝、边加、换极、抬母线等功能，并根据实时槽况解析结果进行相应的电解控制。

（2）过程优化级过程优化级由接口监控机和数据库服务器组成。

系统分为四个独立模块：通讯模块、监控管理模块、实时数据库模块和远程监控模块。

由于过程优化级是实现集中管理的核心，因此在这里采用了冗余设计。

一台计算机用做服务器，其余的计算机用做接口监控机。

在接口监控机中有一台可以作为备用服务器。

当服务器发生故障时，该接口监控机可承担服务器功能。

另外，各接口监控机之间还具有互为备用功能。

这种冗余设计大大地提高了系统的可靠性。

（3）生产管理级生产管理级由生产调度、电解车间、整流所、化验室、铸造部等工作站和Web服务器系统组成。

其搜集电解生产各部门的大量数据，为企业经营决策提供数据平台，便于管理人员进行综合数据统计分析，即成为企业集团总体协调、计划管理、预测决策的重要依据。

浅谈电解铝厂330kV变电整流所综合自动化系统【摘要】本文以我公司铝镁合金330kV变电整流所为例，介绍综合自动化系统在整流所内的应用。

综合自动化系统采用数字式微机继电保护和微机监控系统以实现综合自动化和能源管理，系统具有高可靠性，技术先进，扩展性强，升级方便，方便维护，具有五防及四遥功能。

【关键词】变电整流所、综合自动化系统、保护、监控1前言通常电解铝厂变电整流所的综合自动化系统涵盖330kV开关站、调压整流变压器、整流器、动力变压器、滤波补偿装置、10kV总配、分配等。

330kV配电系统为双母线带母联接线形式，330kV间隔包括2回进线、1回母联、2回PT、2回动力变压器出线、6~8回调压整流变压器出线。

电解直流系列一般由6~8套整流机组，组成等效72~96相整流系统。

每套整流装置由一台调压整流变压器、两台整流柜及相应的辅助设备构成一套整流系统，并分别配置于独立的间隔内，每台整流机组设置一台PLC控制系统，采集整流柜信号并对整流机组进行控制，设一台总PLC用于整流系统的总控和总调，各机组PLC与总PLC通讯，总PLC与综合自动化系统进行通讯实现相应保护和控制功能，2台330kV/10kV动力变压器为10KV总配电室供电，10kV配电系统为单母线分段接线，10kV总配为全厂10kV分配供电。

全厂的10KV分配电室一般有:电解10KV、空压站10kV、铸造10kV、阳极组装10kV、碳素厂10kV配电室等。

2系统结构及特点综合自动化系统采用双机、双网、双服务器、星形拓扑分层分布式结构，以Windows 作为操作平台， TCPIP为通讯协议，双通道传输信号，具有极高的可靠性、可用率、冗余度，能实现网络上的文件传输资源共享、数据库查询、集中监控等多种功能，系统结构采用分层分布式结构，分为站控层、通讯管理层、现场控制层。

2.1站控层站控层配置2台核心监控主机和2台专用数据库服务器，网络采用以太网方式，负责各类数据的采集、分析、处理、命令的发布、数据库的建立及管理，并提供用户人机界面、数据报表。

基于PLC的电解铝整流供电系统发布时间：2021-02-25T15:56:21.367Z 来源：《工程管理前沿》2020年第32期作者：陈甲成狄万枫[导读] 电解铝产过程表现出持续平稳、负荷波动小等特点陈甲成狄万枫青海百河铝业有限责任公司青海西宁 810000摘要：电解铝产过程表现出持续平稳、负荷波动小等特点，电解槽的热平衡惯性使其拥有高达10%的负荷调节能力[2]，能够给地区电网辅助服务提供相当可观的备用容量。

经过调校，可作为低成本、优质调频资源参与电力系统调频服务，电解铝企业也能从服务中获得相应收益[3]。

本文对PLC的电解铝整流供电系统进行分析，以供参考。

关键词：PLC；电解铝；整流供电引言在金属应用领域，铝的应用程度仅仅次于钢铁，它具备导电性能好、密度小、延展性强、耐腐蚀度好等优势。

我国在提高电解铝阳极性能上具有很大的发展空间。

提升电解铝阳极材料的质量，最先要确保原料质量的优质性，使煅烧质量与糊料配料质量达到最优配置比例，使优质粘结剂形成[1]。

1电解铝行业特性电解铝具有高载能特性，电解铝电耗成本在电解铝生产成本中占据约45%~50%的比重，电解铝高载能特性使得能源在电解铝行业中占据了重要的地位，能否获得廉价的能源越来越成为企业盈利的关键。

2018年吨铝综合交流电耗在13677千瓦时，我区电解铝企业自备电厂发电成本在0.12元/千瓦时左右（山东地区魏桥自备电厂的成本为0.2元/千瓦时，信发则为0.3元/千瓦时。

不具备自备电厂的企业，例如河南省，电价超过0.5元/千瓦时），每生产一吨铝液，成本在1641元（如河南省成本在6800元左右），刨去运输成本，盈利空间还是很大的。

按自备电厂运行状态计算，吨铝液能耗在4.6吨标准煤，是吨钢能耗的10倍，是吨水泥能耗的52倍。

没有铝土矿资源，对铝土矿资源的对外依存度为100%，但具有丰富的煤矿资源，煤炭远景储量占到全国的40%，到2019年，煤炭产量达到了2.38亿吨，国家产业政策的引导下，使得电解铝项目大量向中西部能源富集区转移，在“十二五”期间，形成了电解铝建设高潮。

电解铝供电整流设备技术及应用发布时间：2021-04-08T15:57:43.380Z 来源：《工程管理前沿》2020年34期作者：陈甲成[导读] 电解铝行业为企业的发展做出了巨大贡献，提高了企业的生产效率及综合效益。

陈甲成青海百河铝业有限责任公司青海西宁 810000摘要：电解铝行业为企业的发展做出了巨大贡献，提高了企业的生产效率及综合效益。

基于此，本文重点探讨了电解铝供电整流设备技术及应用。

关键词：电解铝；供电；整流近年来，随着国内电解铝行业的快速发展，电解槽及整流设备正向着更大电流、更高电压等级发展，目前最高电压已超过1300V，最大电流达到350kA。

但随着电压和电流的增加，大功率整流技术的不断进步及完善势在必行。

一、电解铝整流系统特点1、耗电量大。

电解铝工业生产消耗很多的电能,素有“电老虎”之称,即使现在较先进的电解系列,其原铝直流电耗最低也为12900kW·h/t·Al。

2、相对低的功率因数。

电解铝生产的供电系统中关键设备有调压变压器、整流变压器与大功率整流元件,属超大功率的电感性质的设备,无功消耗大,功率因数低。

3、供电可靠性要求高。

因电解铝是一个连续生产的过程,所以要有相对高的供电可靠性。

一旦有短时的停电情况出现,在恢复正常供电后,在一定时间内电解铝设备无法实施正常生产。

通常,电解铝生产占电解铝厂全部用电负荷率的96%左右,这对安全供电有了更高的要求。

二、整流机组设备1、二极管整流机组设备。

其主体设备有调压整流变压器、自饱和电抗器和硅二极管整流装置。

由于装置可靠性高，已在诸多铝厂得到应用。

当前已制造并投入运行的有载高压整流变压器有以下类型:1)110kV直降式自耦有载调压整流变压器。

其最大特点是结构(型式)容量小，电能损耗小，节省设备投资，降低长期运行成本。

目前广泛采用的调压方式有：一是79级连续有载端调压；二是±17+1=35级(或±13+1=27级)正反激磁，并带无载倒段开关形成70级(或54级)中性点调压。

综合自动化在当前电解铝行业整流系统应用中存在的问题及建议当前随着电解铝行业生产的迅速扩张，计算机网络技术、信息通信技术、自动化控制技术也在国内电解铝行业中被广泛采用，各类新技术的应用，使行业自动化程度不断提高，也进一步保证了整个系统的安全可靠性。

但在近年来铝行业屡次出现的事故中，暴露出综合自动化系统中存在一定的问题，文章就此提出了建议。

随着国内电解业工业的迅速发展，特别是近年新建项目的产能、规模迅速扩大，供电电压等级不断提高，供电电流快速提升，大型预焙槽很快由100KA发展到400KA，这就要求整流供电系统采用质量可靠、技术先进、维护量少的综合自动化系统以保证电解系列生产的安全可靠。

一、应用 （一）系统简介 整流所综合自动化系统是应用自动化控制技术，微机和网络通信技术采用单元模块化结构，以智能继电保护装置和监控装置为核心，以分散安装和集中组屏方式集数据采集、测量、监控、保护、运行操作、信息远传、管理为一体的特殊计算机网络系统。

综合自动化系统包括微机保护，微机测控及远动等功能，即所谓的“四遥”（遥测、遥信、遥控、遥调）实现了数据采集、处理，安全监视，微机保护，开关操作及自诊断功能。

该系统的应用提高了变电所自动化控制程度，降低了人工劳动强度，促进了管理水平的提高，保证了供电系统的安全，减少了人为事故造成的伤亡。

（二）应用方案 综合自动化系统分为分散式和网络型两种结构。

所谓分散式是以高压变电站和整流所的电气间隔为对象应用的微机监控系统。

网络型是指在分散综合自动化基础上，在间隔层和过程层采用先进的网络通信模式和技术把过程层的智能设备作为构成网络的一组基本节点的分散式综合自动化系统。

目前，国内电解铝行业使用的综合自动化系统大多采用分散式网络结构。

下图是陕西铜川铝业110KV铝业变综合自动化系统图： 该系统为双机双网分散式网络结构，两台监控机无主从之分，完全对等，一台故障，不影响另一台运行，间隔层按（D25+SEL）单元化配置，测控、保护单元以两路独立通道接入主站层，通讯介质采用光纤。

基于PLC的电解铝整流供电系统发表时间：2020-12-30T11:08:42.980Z 来源：《中国电业》2020年7月21期作者：贠佳[导读] 由于一些大用户对电网供电质量的影响不同，会产生大量的谐波分量，直接影响电网的供电质量。

贠佳中铝山西新材料有限公司电解厂供电车间山西省运城河津市 043300摘要：由于一些大用户对电网供电质量的影响不同，会产生大量的谐波分量，直接影响电网的供电质量。

同时，作为电解铝企业，一旦整流电源功率因数低于0.9，将直接降低设备的输出功率，设备绝缘发热老化，效率降低，这也增加了电网的负担，降低了电网的输送能力。

因此，安装滤波补偿装置，用电解铝整流装置供电是一种措施。

关键词：PLC；电解铝；整流供电；系统导言：在各种工业的当前发展中，电解铝工业是快速发展的工业，但是当今各种工业的快速发展和进步对电解铝功率整流器系统提出了更高的要求。

需要及时的优化，转换和更新。

这就提出了电解铝工业的长期发展必须回答的问题。

1电源整流系统的优化改造随着经济和社会发展对电解铝工业的不断发展和技术发展的不断支持，电解铝工业依靠对金属铝的巨大需求，使电解铝工业成为当前的更高技术。

结合创新铝电解功率整流器系统。

在新兴产业中脱颖而出。

在社会发展过程中对电解铝的巨大需求和形成的电力供应的带动下，电解铝工业取得了令人满意的发展和可观的进步，各个工业领域均实现了快速发展。

它是。

但是，电解铝行业有许多令人满意的结果和良好的条件，不可否认的是，目前电解铝行业的发展还不够成熟。

经济社会的发展对该系统在电解铝行业的应用提出了更高的要求，也面临着进一步发展的新要求。

这无疑是当前不成熟电解铝行业的障碍，但不可否认，它也是电解铝行业长期发展的重要推动力。

因此，电解铝行业的相关从业人员和众多工程师将对电解铝功率整流器系统的优化有更好的了解，并将积极吸引和关联电解铝行业的相关有效经验。

我们需要引入并继续提出并提高电解铝整流器系统的效率。

M etallurgical smelting冶金冶炼电解铝领域中大功率晶闸管整流装置的应用研究黄 欢摘要：在电解铝领域中，应用大功率晶闸管整流装置设计整流系统，相比于应用传统二极管整流装置，可以促进节能降耗并降低经济成本，也能够增强安全性能。

本文分析了晶闸管整流装置的原理和特点，并介绍了该类装置在电解铝领域中的实际应用。

关键词：电解铝；稳流效果；整流装置1 研究背景早期的电解铝生产过程中，常使用二极管整流装置和调压式整流变压器。

这些装置没有自动化稳流的功能，只能通过手动操作进行调压和实现恒流。

虽然操作简单，但实际电解效率偏低，限制了电解铝的生产。

后来引进饱和电抗器和有载调压式变压器，但自动稳流主要依赖模拟情况，调节效果不理想。

现今国内电解铝行业开始采用晶闸管整流装置，其能够弥补以往整流装置的缺陷。

本文将介绍晶闸管整流装置的实际设计和应用。

2 晶闸管整流装置的工作原理与操作2.1 晶闸管整流装置的工作原理晶闸管整流装置基于可控硅材料，结合数字化、智能化控制电路的应用，实现交流变直流可控作用的装置。

晶闸管整流器可以为电动机磁场及电枢稳定供电，并通过调节触发延迟角均匀性来实现直流电压的调节。

根据装置的工作原理，其通常包括电枢反向接线和磁场反向接线两种方式。

电枢反向一般使用两组容量较大的晶闸管整流装置，为电动机的电枢供电；而磁场供电则利用一组容量较小的晶闸管整流装置。

磁场反向则利用一组容量较大的晶闸管整流装置对电枢实现供电，而磁场则使用两组容量较小的晶闸管整流装置通过反并联作用供电。

前一种接线方式具有动作速度快的特点，但需要运用多组整流器；后一种接线方式受到磁惯性影响而使得动作速度稍显缓慢，但可以尽量节省大容量的整流器。

晶闸管整流装置在供电拖动过程中具有动作速度快的特点，同时产生的故障较少，使得维护工作量变小。

此外，晶闸管整流装置还具有体积较小、无机械噪音、运行效率高以及重量较轻等特点。

晶闸管整流器的控制还有助于减少无功需求量，进而将危害较大的谐波消除。

M etallurgical smelting冶金冶炼综合自动化系统在电解铝整流供电过程中的应用邹珊珊摘要：本文主要对综合自动化系统在电解铝整流供电过程中应用情况进行分析，尤其是对整流供电综合自动化系统的组成、结构和电解铝整流系统中变电站自动化技术的具体等进行详细的分析和阐述，对其整个整流供电自动化模式和技术进行探讨，并且根据实际情况对面向对象技术中的分散式综合自动化系统110kA的系统功能、软硬件配置以及运行要求等方面进行分析，在综合自动化系统的应用下，其装置中数据的传输更为及时和快速，对电解供电系统运算稳定、配电安全、节能降耗等方面均有明显的提升。

关键词：电解铝整流系统；自动化技术；变电站；设计应用变电站自动化技术的应用是为了对系统的分布式和开放性以及设备保护和监控提供更好的保障，在全面微机化的综合自动化的控制下，其能够实现整流变电站的运行安全和效率，增加工作的可靠性，从而全面提升整流变电站运行管理上的自动化水平。

自动化是国家现阶段科技和经济发展下的产物，也是提高工作效率，降低人力因素错误的有效措施，综合自动化系统在电解铝整流供电过程中应用是时代进步的产物也是现今电力系统运行中的重要组成部分。

因此，以下从实践角度出发，对自动化技术在电解铝整流系统中的应用进行分析和探讨。

1 变电站自动化技术的组成变电站自动化技术的出现是变电站测控实现局部到整体的转变成果。

随着社会的不断发展和科技的进步，面向对象技术成为现阶段的流行趋势，不能只考虑某一个量，而是为完成特定功能同时保障系统的开放性为其配备完整的保护和监控装置。

变电站自动化技术能够实现监控设备和一次性设备的结合，进而能够对每个对象进行保护、监控、操作、闭锁等一些列功能。

TranSys系统是变电站自动化技术的核心，其主监测站是双机结构，现场控制层保护监控是单元式装置。

在以太网上级调度中心中装置中的数据能够被及时的上传到监控中心的网络中，然后，能够依据不同的数据对变电系统电气运行的实时状态进行监控，面对异常情况能够及时的发出警报，缩短寻找故障的时间提高电气运行的可靠性和安全性，也能够提高变电系统检修效率。

信息化背景下集中整流循环冷却水监控系统开发在电解铝行业的应用摘要随着计算机网络和控制技术迅速的发展，信息技术在经济社会发展中发挥着不可估量的倍增和催化作用，工业生产设备集中监控管理的发展呈现出了向网络化、数字化、智能化的发展趋势，中国电解铝行业中循环水系统更是信息技术发展的最明显受益者代表之一。

中国电解铝行业近年发展迅速，单系列的产能越来越大，电解铝系列产能越大。

我公司是以电解铝为主导产品的有色金属生产型企业，对配套的供电设备的稳定、安全要求就越高。

尤其是近几年业内多次发生供电整流部分安全问题后，大家对这一部分的关注也越来越多。

而供电整流中的冷却循环水的控制安全稳定性，对电解供电的安全稳定性又是至关重要的。

整流冷却循环水主要用于冷却大功率二极管，为了确保二极管设备的正常运行，保证设备冷却效果，循环水系统的水温、水压、电阻率必须要处理一定的要求范围。

关键词电解铝；整流循环冷却水系统；信息化；研究；实现1 绪论1.1 百色银海铝电解铝工艺流程简介百色银海铝公司是一家年产20万吨电解铝的生产企业，拥有一条240kA槽型生产系列。

240KA系列电解槽2002年投产，共备置336台电解槽，设计年产能20万吨。

与电解铝直接相关的生产车间包括每一个电解铝配套一个供电车间。

随着企业现代化管理的推进，公司提出全面升级供电整流冷却循环水监控系统，以提高设备运行安全系数等要求。

属于与电解铝直接相关的生产车间包括每一个电解铝配套一个供电车间，供电车间分有一期和二期供电整流冷却循环水系统，其系统主要参数有整流机组纯水压力、温度参数及结构原理机组纯水压力指标：0.1-0.3MPa，水压保持在0.2MPa。

其比外水压力高0.05 Mpa，机组纯水温度指标：≤45℃。

机组纯水压力（温度）控制信号报警原理：主要是由压力（温度）探头、电接点压力表（温度表）、控制电缆组成，采取由探头感应水压或温度，使电接点压力表（温度表）指针动作，电接点压力表或温度均机械表显示，要靠人工巡视才能发现异常[1]。