專利名稱：電解鋁廠直流系列測控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直流電路測控裝置，特別是涉及一種電解鋁廠直流電路的測控裝置。
背景技術(shù)：
電解鋁廠直流系列測量、監(jiān)控是整流所綜合自動化系統(tǒng)重要部分，是電解鋁廠系列運行監(jiān)控和直流電耗管理的依據(jù)和手段，對鋁電解廠降低直流電耗、提高電解效率和整流效率有極其重要的實際意義。
電解鋁廠通常配置兩個或兩個以上電解車間，為管理系列和車間直流電耗，通過對直流系列的系列電流、系列電壓和車間電壓的直接測量，配置對應(yīng)設(shè)備，計算電流小時、電壓小時，控制系列穩(wěn)定運行，提高電解效率，提高整流效率；計算系列電耗、各車間直流電耗，實現(xiàn)車間、鋁廠的直流電能管理。
現(xiàn)有技術(shù)中，采用簡單的測量方法，將系列電流、系列電壓、正負(fù)極對地電壓直接接入控制室內(nèi)系列電流表、系列電壓表、正負(fù)極對地電壓表及對應(yīng)的電流小時表、電壓小時表、直流功率表等測量表計，控制盤上的表計特別多，且無法接入計算機(jī)；隨著系列電壓越來越高，甚至超過1000VDC，表計絕緣水平和控制盤絕緣水平要求高，經(jīng)常發(fā)生由于直流高壓燒毀表計的情況發(fā)生。
由于直流系列控制盤內(nèi)相同信號相互鏈接，同一個信號源多處使用，盤內(nèi)高低壓線路交錯復(fù)雜；如果信號源消失，多個表計失去意義。直流系列控制盤內(nèi)還需配置系列電壓、系列電流兩個隔離器或變送器，向電解計算站提供計算機(jī)信號，信號線路從現(xiàn)場拉入控制室又返送到現(xiàn)場，線路走向不順暢。
還有，在原有設(shè)計方法中，一般不設(shè)置一車間、二車間電壓小時計，無法判斷和記錄兩個或幾個車間的直流電耗，無法判斷哪個車間節(jié)能水平更高，無法進(jìn)行車間直流電能管理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新的直流系列測控方法及其裝置，能夠計算分析電解槽運行情況，計算電解效率、整流效率并形成報表，實現(xiàn)電解系列的計算機(jī)管理，并能判定電解系列中電解槽何處接地，是否發(fā)生離極事故，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
本發(fā)明是這樣構(gòu)成的它包括電解系列(1)，正極匯流母線(2)、負(fù)極匯流母線(3)連接整流所與電解系列(1)；從正極匯流母線(2)引正極小母線(4)、負(fù)極匯流母線(3)引負(fù)極小母線(5)、電解系列(1)引中點小母線(6)，并引大地零電位小母線(7)；系列電壓變送器(9)引正極小母線(4)對負(fù)極小母線(5)與系列電壓表(25)連接；系列電壓變送器(10)引正極小母線(4)對負(fù)極小母線(5)、一車間電壓變送器(11)引正極小母線(4)對中點小母線(6)、二車間電壓變送器(12)引負(fù)極小母線(5)對中點小母線(6)、正對地電壓變送器(16)引正極小母線(4)對大地零電位小母線(7)、負(fù)對地電壓變送器(17)引負(fù)極小母線(5)對大地零電位小母線(7)分別與總調(diào)PLC柜(29)連接；系列電壓變送器(13)引正極小母線(4)對負(fù)極小母線(5)、電壓變送器(14)引正極小母線(4)對中點小母線(6)、電壓變送器(15)引負(fù)極小母線(5)對中點小母線(6)與記錄儀(28)連接；系列電壓變送器(18)引正極小母線(4)對負(fù)極小母線(5)與計算站連接。
系列電流測量裝置(19)安裝在正極匯流母線(2)上，并分別與系列電流變送器(21)、(22)、(23)連接；其中，系列電流變送器(21)依次連接系列電流表(26)、系列電流擴(kuò)展隔離器(27)、總調(diào)PLC柜(29)、記錄儀，系列電流變送器(22)連接總調(diào)柜，系列電流變送器(23)連接計算站。
系列電壓變送器(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、(16)、(17)、(18)設(shè)置在電壓變送器箱(8)內(nèi)，電壓變送器箱(8)在現(xiàn)場配置；系列電流變送器(21)、(22)、(23)設(shè)置在電流變送器箱(20)內(nèi)，電流變送器箱(20)在現(xiàn)場配置；系列電壓表(25)、系列電流表(26)、系列電流擴(kuò)展隔離器(27)、記錄儀(28)、總調(diào)PLC柜(29)設(shè)置在直流系列控制盤(24)內(nèi)。
直流系列控制盤(24)設(shè)置在中央控制室內(nèi)。
電解系列(1)由多臺電解槽串聯(lián)而成；常規(guī)的電解鋁廠設(shè)兩個或兩個以上電解車間，每個電解車間的電解槽配置相同。以上技術(shù)方案是按照兩個電解車間設(shè)置的。電壓變送器(11)、(14)引正極小母線(4)對中點小母線(6)分別用于記錄儀和總調(diào)PLC顯示一車間直流電壓瞬時值、計算一車間電壓小時累計值、計算一車間電流電耗；電壓變送器(12)、(15)引負(fù)極小母線(5)對中點小母線(6)分別用于記錄儀和總調(diào)PLC顯示二車間直流電壓瞬時值、計算二車間電壓小時累計值、計算二車間電流電耗。
工作時，從整流所來的直流大電流經(jīng)正極匯流母線(2)、負(fù)極匯流母線(3)進(jìn)入電解系列(1)；電壓變送器箱(8)、電流變送器箱(20)的弱電信號經(jīng)屏蔽電纜接入中央控制室直流系列控制盤(24)。
向計算站提供系列電壓的變送器(18)，線路直接從現(xiàn)場引入計算站，不再進(jìn)入整流所中央控制室再返回到計算站，線路順暢。
現(xiàn)場配置電壓變送器箱(8)，將高達(dá)1000VDC以上的高電壓限制在整流所現(xiàn)場，不引入整流所中央控制室，箱內(nèi)配置多個變送器，分別向不同的用戶提供信號，這些信號都是弱電信號，減少故障幾率，提高系列測控系統(tǒng)的安全性、可靠性。
電解系列電流通過系列電流測量裝置(19)測量，信號輸入整流所現(xiàn)場配置的電流變送器箱(20)，并分別通過系列電流變送器(21)向總PLC柜(29)、系列電流變送器(22)向總調(diào)柜、系列電流變送器(23)向計算站提供系列電流；串聯(lián)在系列電流變送器(21)與總PLC柜(29)之間的系列電流表(26)顯示系列電流，系列電流擴(kuò)展隔離器(27)用于系列電流擴(kuò)展。與系列電壓信號一樣，系列電流變送器(23)的線路直接從現(xiàn)場引入計算站，不再進(jìn)入整流所控制室再返回到計算站，線路順暢。
中央控制室直流系列控制盤(24)盤面配置系列電壓表(25)、系列電流表(26)、系列記錄儀(28)與盤內(nèi)安裝穩(wěn)流系統(tǒng)的總PLC柜(29)，系列電流擴(kuò)展隔離器(27)接入系列記錄儀(28)、穩(wěn)流系統(tǒng)的總PLC柜(29)，直流系列控制盤(24)接線簡單，沒有交錯復(fù)雜的高低壓并接線。
系列記錄儀(28)，是一臺具有微機(jī)裝置，具有彩屏顯示和無紙記錄功能；其輸入通道接收系列電流、系列電壓和各車間電壓(標(biāo)準(zhǔn)的0～5V/4～20mA信號)等，本單元顯示各通道瞬時值數(shù)字、棒圖、曲線及電壓小時、電流小時、直流功率、直流電耗等系列電量累計值；本裝置不同于一般記錄儀，它具有輸入量的累計功能，并能通過通訊方式向整流所綜合自動化系統(tǒng)計算機(jī)實時傳送所有數(shù)據(jù)，并由綜合自動化系統(tǒng)來管理車間直流電能，是綜合自動化系統(tǒng)系列管理的樞紐環(huán)節(jié)。計算機(jī)根據(jù)系列電壓、系列電流及系列直流功率的累計值的變化情況，管理電解系列的運行。
整流機(jī)組穩(wěn)流系統(tǒng)采用PLC控制后，設(shè)置總PLC柜(29)實現(xiàn)穩(wěn)流系統(tǒng)的大閉環(huán)控制，總PLC柜(29)安裝在直流系列控制盤，需要系列各個信號，根據(jù)中點電壓、系列電壓和系列電流，判定電解系列中電解槽何處接地，是否發(fā)生離極事故?？侾LC柜(29)通過通訊方式向整流所綜合自動化系統(tǒng)計算機(jī)實時傳送所有數(shù)據(jù)。
綜上所述，本發(fā)明的有益效果如下①規(guī)范直流系列測控系統(tǒng)的設(shè)計，采用先進(jìn)的裝置，配合整流所綜合自動化系統(tǒng)和整流穩(wěn)流系統(tǒng)，實現(xiàn)系列管理自動化，設(shè)計清晰、完善，簡潔可靠，適應(yīng)性強(qiáng)，可用于任意組合的電解系列，并且精度高(0.2級)。
②將系列電壓的高壓信號限制在整流所現(xiàn)場，避免高壓引入控制室系列控制盤?，F(xiàn)場進(jìn)入控制室的信號采用弱電計算機(jī)信號，系列控制盤接線簡單，減少故障幾率，提高系列測控系統(tǒng)的安全性、可靠性。
③同一信號根據(jù)不同的用途采用多個變送器，相互不受影響，可靠性更高。為電解計算站提供的信號直接從現(xiàn)場接入計算站，不再進(jìn)入整流所控制室再返回到計算站，線路更順暢。


圖1為本發(fā)明的示意圖。
具體實施例方式
具體實施例方式電解鋁廠設(shè)兩個電解車間，電解系列1由多臺電解槽串聯(lián)而成，每個電解車間的配置相同。選購系列電流變送器、系列電壓變送器等電器元件，制作電壓變送器箱、總調(diào)PLC柜等。
在現(xiàn)場配置電壓變送器箱8，將系列電壓變送器9、10、11、12、13、14、15、16、17、18設(shè)置在電壓變送器箱8內(nèi)；在現(xiàn)場配置電流變送器箱20，將系列電流變送器21、22、23設(shè)置在電流變送器箱20內(nèi)；在中央控制室配置控制室直流系列控制盤24，將系列電流表26、系列電流擴(kuò)展隔離器27、記錄儀28、總調(diào)PLC 29設(shè)置在控制室直流系列控制盤24內(nèi)；將從整流所來的正極匯流母線2、負(fù)極匯流母線3連接到電解系列1；從正極匯流母線2引正極小母線4、負(fù)極匯流母線3引負(fù)極小母線5、電解系列1引中點小母線6，并引大地零電位小母線7；系列電壓變送器9引正極小母線4對負(fù)極小母線5與系列電壓表25連接；系列電壓變送器10引正極小母線4對負(fù)極小母線5、電壓變送器11引正極小母線4對中點小母線6(用于一車間電壓)、電壓變送器12引負(fù)極小母線5對中點小母線6(用于二車間電壓)、電壓變送器16引正極小母線4對大地零電位小母線7、電壓變送器17引負(fù)極小母線5對大地零電位小母線7分別與總調(diào)PLC柜29連接；系列電壓變送器13引正極小母線4對負(fù)極小母線5、電壓變送器14引正極小母線4對中點小母線6(用于一車間電壓)、電壓變送器15引負(fù)極小母線5對中點小母線6(用于二車間電壓)與記錄儀28連接；系列電壓變送器(18)引正極小母線(4)對負(fù)極小母線(5)與計算站連接；系列電流測量裝置19串聯(lián)在正極匯流母線2中，并分別與系列電流變送器21、22、23連接；其中，系列電流變送器21依次連接系列電流表26、系列電流擴(kuò)展隔離器(27)、總調(diào)PLC柜29，系列電流變送器22連接總調(diào)柜，系列電流變送器23連接計算站。
權(quán)利要求
1.一種電解鋁廠直流系列測控裝置，它包括電解系列(1)，其特征在于正極匯流母線(2)、負(fù)極匯流母線(3)連接整流所與電解系列(1)；從正極匯流母線(2)引正極小母線(4)、負(fù)極匯流母線(3)引負(fù)極小母線(5)、電解系列(1)引中點小母線(6)，并引大地零電位小母線(7)；系列電壓變送器(9)引正極小母線(4)對負(fù)極小母線(5)與系列電壓表(25)連接；系列電壓變送器(10)引正極小母線(4)對負(fù)極小母線(5)、一車間電壓變送器(11)引正極小母線(4)對中點小母線(6)、二車間電壓變送器(12)引負(fù)極小母線(5)對中點小母線(6)、正對地電壓變送器(16)引正極小母線(4)對大地零電位小母線(7)、負(fù)對地電壓變送器(17)引負(fù)極小母線(5)對大地零電位小母線(7)分別與總調(diào)PLC柜(29)連接；系列電壓變送器(13)引正極小母線(4)對負(fù)極小母線(5)、一車間電壓變送器(14)引正極小母線(4)對中點小母線(6)、二車間電壓變送器(15)引負(fù)極小母線(5)對中點小母線(6)與記錄儀(28)連接；系列電壓變送器(18)引正極小母線(4)對負(fù)極小母線(5)與計算站連接；系列電流測量裝置(19)安裝在正極匯流母線(2)上，并分別與系列電流變送器(21)、(22)、(23)連接；其中，系列電流變送器(21)依次連接系列電流表(26)、系列電流擴(kuò)展隔離器(27)、總調(diào)PLC柜(29)、記錄儀(28)，系列電流變送器(22)連接總調(diào)柜，系列電流變送器(23)連接計算站。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋁廠直流系列測控裝置，其特征在于系列電壓變送器(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、(16)、(17)、(18)設(shè)置在電壓變送器箱(8)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋁廠直流系列測控裝置，其特征在于電壓變送器箱(8)在現(xiàn)場配置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋁廠直流系列測控裝置，其特征在于系列電流變送器(21)、(22)、(23)設(shè)置在電流變送器箱(20)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋁廠直流系列測控裝置，其特征在于電流變送器箱(20)在現(xiàn)場配置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋁廠直流系列測控裝置，其特征在于系列電壓表(25)、系列電流表(26)、系列電流擴(kuò)展隔離器(27)、記錄儀(28)、總調(diào)PLC柜(29)設(shè)置在直流系列控制盤(24)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電解鋁廠直流系列測控裝置，其特征在于直流系列控制盤(24)在中央控制室配置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電解鋁廠直流系列測控裝置，其結(jié)構(gòu)為正極、負(fù)極匯流母線連接整流所與電解系列；正極、負(fù)極匯流母線，匯流母線中點，大地零電位連接到小母線，電壓變送器與控制室系列電壓表、記錄儀、總調(diào)PLC，計算站連接；系列電流測量裝置安裝在正極匯流母線上，并分別與系列電流表及總調(diào)柜、計算站連接，系列電流表經(jīng)擴(kuò)展隔離器與記錄儀、總調(diào)PLC柜連接。本發(fā)明可用于任意組合的電解系列，提高系列測控系統(tǒng)的安全性、可靠性。
文檔編號C25C3/20GK1844471SQ200610200218
公開日2006年10月11日 申請日期2006年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月9日
發(fā)明者劉學(xué)義 申請人:貴陽鋁鎂設(shè)計研究院