アルミニウム電解整流器変圧器の技術仕様と動作特性

I. 産業応用の概要

アルミニウム電解生産ラインは、アルミナを削減するために大量の一定の直流電流に依存しています。整流ユニットのコアコンポーネントとして、整流器変圧器高電圧 AC 電力を-電解槽に必要な低電圧、高電流電力に変換します。-これらの変圧器は、重大な高調波負荷と高い熱損失の中でも、-1 日 24 時間、一年中--全負荷で継続的に動作します。高温、多量の粉塵、高調波成分、持続的な重負荷を特徴とする電解工場の過酷な動作条件に対処します。{9}河南新泰隆は、アルミニウム電解用の高出力整流変圧器を特別に開発しました。-これらのユニットは、JB/T 8636、IEC 61378、および業界設計基準に完全に準拠し、100- キロアンペア レベルで動作する DC 電解ラインの安定した性能を保証します。

II.アルミ電解整流変圧器の主要な動作特性

1. 継続的な全負荷動作-

電気分解プロセスは中断できません。機器は年間 8,760 時間を通じてフル負荷で稼働し、シャットダウンは年に 1 回の短期間のオーバーホールに限定されます。このシステムは、大きな休止期間を設けずに一定の大規模な低電圧 DC 出力を供給するため、巻線とコアで継続的な発熱が発生し、厳密な温度上昇マージンが必要になります。-

2. 銅損失が顕著な超大電流/低電圧条件-

二次側電圧がわずか数百ボルトで、DC 出力が 10 kA ～ 400 kA の範囲にある低電圧巻線には、銅箔または中空水冷銅管構造が使用されています。{{4}巻線内の電流密度が高いため、銅損が主な熱源となります。

3. 高調波成分とマルチ-パルス位相-シフト動作

業界{0}}標準構成では、マルチパルス整流（12、24、または 48 パルス）が採用されています。{{1}最適化にもかかわらず、追加の高調波損失は残ります。より単純な 6- パルス ユニットは深刻な高調波歪みに悩まされ、機器の総損失が 20% ～ 35% 増加し、汎用の整流器変圧器と比較して大幅に高い熱ストレスが生じます。

4. 周期的なプロセス変動と短期的なサージ過負荷-

アノードの交換やアルミニウムのタップ加工中に、定格電流の 1.1 ～ 1.25 倍の短期間の過負荷（1 ～ 4 時間継続）が発生します。-瞬間的な短絡故障時にはサージ電流が定格値の 1.75 倍に達する可能性があるため、機器は長期間の過負荷サイクルに耐える必要があります。-

5. 過酷な作業場での作業条件

電解プラントの周囲温度は年間を通じて 40 度から 50 度の範囲です。-空気中にはアルミナの粉塵と腐食性のフッ化ガスが充満しています。換気が制限されるとほこりがたまりやすくなり、熱放散経路がブロックされる可能性があり、過度の温度上昇のリスクが高まります。

6. 長期にわたる調整可能な電圧レギュレーションの要件-

電解槽が老朽化してバスバーの電圧降下が変動するため、整流変圧器には、電解槽の DC 電流を一定に維持するために二次出力電圧を広範囲で無段階に調整できる負荷時電圧調整機構を装備する必要があります。{{0}{1}}

Ⅲ．アルミニウム電解整流器変圧器の必須技術要件

(I) 絶縁および温度上昇に関する技術仕様

温度上昇の制約:

1. 24 パルス以上のユニットの場合:温度上昇限界は 5 ～ 10K 減少します。小型の 6 パルス試験電解セルの場合、制限は 15 ～ 20K 減少します。
2. 植物環境が常に 45 度を超える場合:設計上の温度上昇限界はさらに5K低下し、放熱システムの大型化を余儀なくされる。
3. 河南省 Xintailong アルミニウム電解整流器変圧器には、工場の温度上昇テストで 18 ～ 25K の安全マージンが組み込まれており、年間を通じた継続的な熱負荷に対応します。-

(II) 必須の冷却システムの技術要件

1. 標準 OFAF (強制オイル循環、空冷):高出力電解ユニットの標準。-デュアル冗長冷却ファンを備えており、1 つのファンが故障した場合でも 70% の定格負荷で長期間動作できます。-ファン速度は巻線温度に基づいて自動的に調整されます。
2. 超大容量ユニット用の OFWF (油-水冷):-:低電圧巻線の中空銅管による水冷により、高電流の銅損によって発生する熱を直接除去し、巻線温度の上昇を 40K 以内に保ちます。{0}{1}{1} 300kA を超える超大規模電解ラインに適しています。-
3. ONAN (オイル-浸漬自己冷却-) 構造は禁止されています。自然放熱では、年間を通じて全負荷で動作するための要件を満たすことができません。{3}}

(III) 高調波および位相シフト巻線の技術要件-

1. 100kAを超える大型電解ライン：24 パルス以上の移相整流器変圧器を使用する必要があります。- THDi 高調波損失と系統汚染を抑制するために 5% 以下。
2. 巻線は 30 度の位相シフト二次多巻線構造を利用しており、低次高調波 (5 次、7 次、11 次、13 次) を打ち消します。-
3. コア構造には、高調波によって生じる追加の鉄損を補償するために、磁束密度が 10% 低減された高品質、低損失のシリコン鋼板が使用されています。-。-。
4. Xintailong は、カスタマイズ可能な多段-位相-シフト巻線を提供します。複数の整流器ユニットが並行して動作すると、相互の高調波の相殺が達成され、プラント現場での無効電力補償に必要な投資が削減されます。

(IV) 電圧調整構造の技術的要件

すべての工業用電解アルミニウム整流器変圧器には、±15% 以上の電圧調整範囲と細かいステップ調整を備えた負荷時タップ チェンジャー (OLTC) が装備されています。-電圧調整回路は独立してシールドされており、高電流の磁場がスイッチの安定した動作を妨げるのを防ぎます。-

(V) 保護、耐食性、構造に関する技術的要件

1. エンクロージャとオイル タンクは、酸性フッ化物ガスによる腐食に耐えるために、二重-層（内部および外部）防食エポキシ コーティングを施した厚い鋼板を使用しています。-
2. 冷却空気ダクトには、アルミナ粉塵の定期的な除去を容易にし、ダクトの詰まりや熱の蓄積を防ぐための取り外し可能なダストフィルターが取り付けられています。
3. コアと巻線は単一ユニットとしてしっかりとクランプおよび強化されており、大電流によって引き起こされる電磁振動を抑制し、局所的なホットスポットを引き起こす可能性のある巻線の緩みを防ぎます。
4. 高-および低圧-のブッシングは、腐食性ガスが絶縁層に浸透して劣化を促進するのを防ぐために強化されたシールを備えています。

(VI) 温度測定とインテリジェントモニタリングの技術要件

1. PT100 温度感知素子は、高電圧巻線、低電圧銅箔/水冷銅管-、上部オイル ゾーンを含む-複数のポイント-、上部オイル ゾーン-に埋め込まれており、温度上昇を 24 時間リアルタイムでオンライン監視します。-
2. 過熱アラームと高温トリップ ロジックが構成されています。-巻線温度が設計限界を超えると警告が発行され、ホットスポット温度が臨界限界を超えると自動負荷軽減とシャットダウン保護がトリガーされます。-
3. 遠隔通信に対応し、電解工場のDCS（分散制御システム）と連携し、整流装置シリーズ全体の稼働状況を一元監視できます。

(VII) 短絡耐性に関する技術要件-

機器は、定格電流の 1.75 倍の短時間の{0}}短絡-衝撃に耐える必要があります。巻線の機械的強度と絶縁体の熱安定性は GB 1094 短絡試験規格に準拠する必要があり、-短絡後に巻線の変形や絶縁損傷が発生しないことを保証する必要があります。-

IV.独自の技術的利点河南新泰隆アルミ電解整流変圧器

1.-非常に大きな温度上昇冗長性: 年間を通じて継続的な重負荷動作を想定して設計されており、温度上昇に対する安全マージンは業界標準を 8～10K 上回っており、長期動作中の過熱や劣化を効果的に防止します。-
2. カスタマイズされた水冷銅箔-低圧-巻線: 超-高-電流ユニットは中空水冷-銅管低圧-巻線を利用し、銅損と動作温度の上昇を大幅に低減します。
3. 冗長冷却システム: 二重の独立した冷却回路を備えています。 1 つの回路に障害が発生しても、基本的なユニットの動作には影響せず、電解ラインでの中断のない生産が保証されます。
4. 統合された耐食性-防塵-構造: 電解作業場の腐食性、粉塵の多い環境に適応し、それによって装置のメンテナンス間隔を延長します。
5. 包括的なマルチ-パルス移相-ソリューション: 24/48-パルス移相整流器変圧器のワンストップ供給を提供し、高調波損失とプラント全体のエネルギー消費を削減します。
6. 完全認証：CE認証を取得しており、海外の電解アルミニウム精錬プロジェクトへの輸出に適しています。

V. 設計および選定の禁止事項

1. 大規模な電解アルミニウム生産ラインでは厳しく禁止されています: 単純な 6 パルス整流変圧器。これらは過剰な高調波損失と慢性的な温度上昇違反を引き起こし、機器の寿命を大幅に短縮します。
2. 200kA を超える電解シリーズの禁止: 自冷-または標準空冷-乾式- タイプの整流器変圧器。その放熱能力は、このような大電流によって発生する熱を処理するには不十分です。
3. 一般的な化学または電気メッキ整流器変圧器には設計基準を適用しないでください。これらはアルミニウム電解の連続的な全負荷動作条件を考慮していないため、温度上昇マージンが不十分になります。-
4. 換気が悪い、または周囲温度が高い電解作業場では、冷却能力を低下させてはなりません。そうすることにより、夏の間は過熱により停止する危険があります。
耐食性および防塵性のコーティングが施されていない汎用油入変圧器--は、電解作業場で直接使用することを固く禁じられています。酸性粉塵は断熱材や金属構造を急速に腐食する可能性があります。