电解铝高频整流器机组常见事故及原因分析

　　近年来，随着电解铝产业提级改造，国内大部分电解铝企业的产能不断增加，槽型越来越大，对电解铝高频整流器机组的容量需求也在不断提高。新的技术理论、设备材料不断投入生产应用。然而，新技术从尝试推广到普遍成熟应用，需要一个较长的积累过程，早期总会存在许多技术问题和设备隐患，无法通过既有经验来解决。基于此，本文针对电解铝高压大容量整流机组供电系统事故发生的原因进行分析，探索和总结事故发生的特点和规律，从而通过针对性的优化改造、运行调整、检修维护，及时消除和防治整流设备中存在的技术缺陷和安全隐患，提高高频整流器供电系统的稳定性和可靠性，从而减少事故的发生。
　　稳流失控造成单机跳闸或系列停电

　　大容量高频整流器机组一般采用多台机组并联的模式，也都采用了单机独立调节构成小闭环、整个系列多台机组又总体调控构成大开环的稳流控制系统。为了适应电解生产阳极效应等造成负荷波动，同时调整电流方便，在正常运行时一般都投入总调模式，在单台机组检修或停电时，为避免电流波动，就需要退出总调，或将需停电的机组调整为分调状态，逐步减小待停电机组的电流给定，增大其余机组的电流给定，保持总电流输出基本不变。

　　机组在总调模式下的失控一般表现为：供给饱和电抗器的控制电流突然增大，一般都抵近上限；单台高频整流器实际输出的电流急剧减小；由于各机组的调节速率并不完全一致，个别机组负荷突增，直流或交流过流跳闸等。

　　可能原因：运行人员操作出现失误，电流给定设置出错；在分调模式下停运单个机组时调整过快；雷雨天气时易受大气过电压影响；自用电波动或失电，导致PLC控制器失电或稳流功率回路失电，调节失灵等情况。

　　高频整流器元件冷却水系统故障造成停机

　　大功率高频整流器机组通常采用水冷系统，循环的纯水通过水管连接，流经紧压在元件上的水盒，带走整流元件工作时产生的热量，并通过冷却塔散发，达到降温的目的。一旦水冷系统系统故障，高频整流器元件无法正常散热，桥臂过热、水温过高、水压过低等保护动作，造成机组跳闸。如果保护灵敏度不高或拒动，高频整流器元件温度急剧升高，将会造成元件永久性损坏甚至爆炸，造成严重短路事故。

　　可能原因：水冷循环泵失电、故障且备用水泵不启动，造成冷却循环水失压或断流；水盒、水管、水嘴爆裂或阻塞造成循环水泄压或断流；冷却塔填料结垢散热不畅合并高温天气等。

　　冷却水系统渗漏或喷溅造成元件短路

　　由于高频整流器元件采用水冷系统，在高频整流器整流柜中水电并行布置。一旦水流通路出现渗漏或喷溅情况，就会造成元件与外壳、元件与元件或交流与直流短路，造成单机组跳闸甚至全系列停电。

　　可能原因：水盒、水嘴存在气孔、缩松、砂眼、暗裂等制造缺陷，在运行一段时间后出现缺陷扩大或破损；水管接头松动；水管老化失去弹性，密封不严等。

　　均流劣化导致元件损坏和爆炸

　　高频整流器的均流度是表征整流设备技术水平的一个重要参数。均流不好，如果不是非常严重，可能并不会使元件烧毁，但长期的负载不均容易导致个别整流元件电压击穿或因长时间过载运行使快熔熔断和整流元件过热烧损，有可能发生元件崩裂或者整流柜爆炸等设备事故。

　　可能原因：元件、快熔压紧力度不均，造成各个桥臂的总接触电阻偏差过大；元件、快熔参数不一致或偏移，使各个桥臂的内阻和压降偏差过大；检修时元件排序错乱或更换新元件造成原均流调试失效。

　　过电压造成柜内电弧放电和击穿

　　同相逆并联是大功率高频整流器机组普遍采用的一种结构，采用这种连接方式，可以有效避免大容量整流柜体磁场过于集中而产生很大的涡流，产生的电磁力和热效应会造成整流柜的桥臂和元件松动、扭曲，甚至短路、柜体结构受热变形、绝缘老化等。但是采用这种结构的高频整流器整流柜也有明显缺陷，如运行中震动大，相邻桥臂间、相间电压高，这也是这种结构的高频整流器整流柜容易产生电弧闪络和放电击穿的主要原因。

　　可能原因：绝缘材料老化；震动造成铜排变形、元件松动偏移；环境相对湿度较大或空气污秽等。