在冶金工程中設(shè)備接線方式，冶金工程的應(yīng)用技巧等等都是冶金工作人員要掌握的方面，在這里主要對(duì)冶金設(shè)備接線方法做了以下介紹。

　　摘要：隨著金屬冶煉中電解系列電流的不斷增大，無(wú)疑要求整流機(jī)組的單機(jī)電流增大。整流器鋼鐵外殼和附近鐵構(gòu)件因渦流而發(fā)熱嚴(yán)重，增加電能損耗。為了降低阻抗壓降、提高功率因數(shù)，改善均流情況、減少雜散損耗，大電流整流機(jī)組中普遍采用同相逆并聯(lián)技術(shù)。

　　關(guān)鍵詞：有色冶金,冶金設(shè)備,冶金論文

　　1雙反星形帶平衡電抗器整流電路

　　工作原理。雙反星形帶平衡電抗器整流電路的接線圖及矢量圖如下：此電路的變壓器閥側(cè)有兩組星形，即a1b3c5組和a4b6c2組，對(duì)應(yīng)相位差180°。每相接1個(gè)(或多個(gè)并聯(lián))整流元件，6個(gè)整流元件的陰極連在一起成為負(fù)載的正極。兩組星形的中點(diǎn)通過平衡電抗器連在一起，平衡電抗器的中點(diǎn)為負(fù)載的負(fù)極[1]。

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　　此電路實(shí)際上是兩組三相半波電路的并聯(lián)，如果兩組是同相位，則Ud仍是三脈波;如果2組反相位且其中性點(diǎn)01及02直接連接起來(lái)，則成為6相半波電路，Ud是六脈波，每相導(dǎo)通60°，這樣變壓器及整流元件的利用率較低;圖1所示將01和02用一個(gè)中點(diǎn)抽頭的鐵芯電抗器連接起來(lái)，中間抽頭負(fù)載負(fù)極，當(dāng)a1導(dǎo)通時(shí)，Id經(jīng)負(fù)載Rd、平衡電抗器左邊繞組回到01。

　　Id經(jīng)過001產(chǎn)生反電勢(shì)，使01的電位降低;右半邊繞組感應(yīng)順電勢(shì)，使02的電位升高，這樣一來(lái)，a1與c2的電位相同而使整流元件T2導(dǎo)通，元件T1與T2并聯(lián)工作60°;同樣，元件T1與T6并聯(lián)工作60°，也就是整流元件T1共導(dǎo)通120°，其它元件的工作情況均相同。

　　消除了磁勢(shì)不平衡，提高了變壓器繞組的利用率。受平衡電抗器影響，同一脈波數(shù)的中性點(diǎn)引出電路相比，雙反星形帶平衡電抗器整流電路的每一整流臂的導(dǎo)電時(shí)間為120°，在任何期間，在換相角α=0時(shí)，總有分屬于正反二個(gè)星形繞組的二個(gè)整流臂同時(shí)導(dǎo)電的情況，由于這二個(gè)同時(shí)導(dǎo)電的二次繞組置于不同的鐵芯柱上，從而消除了一次和二次繞組磁勢(shì)不平衡的現(xiàn)象，并大大地提高了變壓器繞組的利用率，導(dǎo)致變壓器的計(jì)算容量降低[2]。降低了整流臂電流的幅值和有效值，改善了工作條件。

　　由于有兩個(gè)整流臂可以同時(shí)進(jìn)行導(dǎo)電，處在同一直流輸出電流下，橋式整流電路是整流臂電流幅值的2倍。在相同電流儲(chǔ)備系數(shù)及相同輸出直流電流情況下，帶平衡電抗器整流電路中的整流每一整流臂需要的并聯(lián)整流元件數(shù)量為橋式整流電路的50%，使整流柜的正向功率損耗僅為橋式整流電路的一半。整流柜總的元件功率損耗也大大地降低了。與其它整流電路相比，提高了整流元件承受負(fù)載的能力。

　　接近空載時(shí)，直流輸出電壓存在突升的想象。凡帶平衡電抗器的整流電路，總是存在過渡點(diǎn)以下直流輸出電壓突升的現(xiàn)象，六脈波三倍頻率平衡電抗器電壓突升率為15.4%，而橋式整流電路則不存在這一現(xiàn)象。適用范圍：雙反星帶平衡電抗器電路適用于低電壓、大容量的整流裝置。在為直流電壓為300V以下的低電壓、大電流整流裝置供電時(shí)，雙反星形帶平衡電抗器整流電路具有明顯的優(yōu)越性。同時(shí)有兩相導(dǎo)電，變壓器磁路平衡，不存在直流磁化問題。

　　2橋式整流電路

　　工作原理。下圖為三相橋式全控整流電路：三相橋式全控整流電路由兩組三相半波整流電路組成，一組共陰極，一組共陽(yáng)極。由于共陰極組在正半周導(dǎo)通，流經(jīng)變壓器二次繞組的是正向電流;而共陽(yáng)極組在負(fù)半周導(dǎo)通，流經(jīng)變壓器二次繞組的是反向電流。

　　在一周期中變壓器繞組中沒有直流磁勢(shì)，且每相繞組在正負(fù)半周都有電流流過，從而增加了變壓器的導(dǎo)電時(shí)間。在三相橋式全控整流電路中，共陰極組和共陽(yáng)極組同時(shí)控制。6個(gè)晶閘管觸發(fā)順序是T1-T2-T3-T4-T5-T6。從ωt=30°到(360°+30°)區(qū)間分6個(gè)時(shí)段。在第一時(shí)段內(nèi)，a相電位最高，T1被觸發(fā)導(dǎo)通，b相電位最低，T6被觸發(fā)導(dǎo)通。電流由a相→T1→負(fù)載→T6→b相。

　　變壓器a、b兩相工作，加在負(fù)載上的電壓為：Ud=Ua-Ub=Uab。進(jìn)入第二時(shí)段，此時(shí)a相的電位仍然最高，T1繼續(xù)導(dǎo)通，但是c相的電位卻變成最低，當(dāng)經(jīng)過自然換相觸發(fā)點(diǎn)時(shí)觸發(fā)c相T2，電流從b相換到c相，T6承受反向電壓而關(guān)斷。電流由a相→T1→負(fù)載→T2→c相。

　　變壓器a、c兩相工作，加在負(fù)載上的電壓為：Ud=Ua-Uc=Uac。進(jìn)入第三時(shí)段，此時(shí)b相的電位最高，共陰極組在經(jīng)過自然換相點(diǎn)時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通T3，c相的電位仍然最低使T2繼續(xù)導(dǎo)通，變壓器b、c兩相工作，加在負(fù)載上的電壓為：Ud=Ub-Uc=Ubc。以此類推，在第四時(shí)段，T3、T4導(dǎo)通，變壓器b、a相工作;在第五時(shí)段，T4、T5導(dǎo)通，變壓器c、a相工作;在第六時(shí)段，T5、T6導(dǎo)通，變壓器c、b相工作，周而復(fù)始。

　　計(jì)算容量較小是整流變壓器的一大弊端，一二次繞組計(jì)算容量是中性點(diǎn)引出電路的77%，為雙反星形帶平衡電抗器電路的83%。變壓器接線組合方式多。對(duì)三相橋式電路而言，一二次繞組的星形和角形接線組合有Y/Y、Y/Δ，Δ/Y、Δ/Δ四種方式，便于形成等效十二相整流電路。在一二次繞組中，只要其中之一為角形接線，便可消除激磁等不平衡現(xiàn)象。

　　適用范圍：橋式整流電路適用于高電壓、大容量的整流裝置。為提高整流變壓器綜合經(jīng)濟(jì)效益，可將橋式整流電路應(yīng)用于電壓高于300V的環(huán)境下，在直流電壓高于300V時(shí)，采用橋式整流電路可以使用低電壓等級(jí)的整流元件，足以彌補(bǔ)并聯(lián)元件數(shù)量增加1倍和正向功率損耗增加的差值，增強(qiáng)運(yùn)行的安全性。

　　3同相逆并聯(lián)

　　能夠消除大電流交變磁場(chǎng)負(fù)面影響的根本方法是同相逆并聯(lián)，起初要從整流變壓器繞線組引出端開始，最后從整流裝置的匯排流，這種接線方式可將產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)大部分抵消掉。采用減小交變磁場(chǎng)和降低閥側(cè)母線電抗壓降，能夠有效消除渦流發(fā)熱并且效果明顯。

　　國(guó)內(nèi)金屬冶煉廠電解整流用的大電流整流電源多采用“同相逆并聯(lián)”電路，這種電路的特點(diǎn)是為消除本相磁場(chǎng)的干擾而使整流器件并聯(lián)，易于均流;缺點(diǎn)是整流變壓器閥側(cè)繞組結(jié)構(gòu)和接線復(fù)雜，導(dǎo)致整流變壓器的成本提高。

　　使用同一個(gè)并聯(lián)技術(shù)，并且對(duì)兩個(gè)并聯(lián)連接的整流臂之間的絕緣問題進(jìn)行特殊處理，以免發(fā)生線路短路故障。所謂同相逆并聯(lián)，就是整流變壓器二次側(cè)每一相都做成極性相反的二個(gè)繞組，讓其中一個(gè)繞組接整流元件陽(yáng)極導(dǎo)電排。當(dāng)某個(gè)陽(yáng)極繞組與前面一相實(shí)現(xiàn)換相，對(duì)電流進(jìn)行導(dǎo)通，與其并聯(lián)的陰極繞組也正好與前面一相實(shí)現(xiàn)換相，開始導(dǎo)通電流，這兩相的電流上升率相同而電流的方向相反，各自的磁勢(shì)在環(huán)繞的兩根導(dǎo)電排上為零，只有在導(dǎo)電排之間的窄縫中有磁通存在，把導(dǎo)電排電感及其不利影響減少到最低限度。

　　4結(jié)論

　　三相橋式同向逆并聯(lián)接線和雙反星形帶平衡電抗器同相逆并聯(lián)接線是金屬冶煉廠常用的設(shè)備接線方式，冶金變壓器使用具有高效利用率的三相橋式整流電路。

　　其中雙反星形帶平衡電抗器整流電路在大通常情況下運(yùn)用于大電流及低電壓電源中，電流量輸出相同的情況下，消耗的整流器件會(huì)減少一半，但這一整流電路接線方式存在整流變壓器利用率低的問題，三相橋式整流變壓器在同等功率電流下，變壓器容量比雙反星形帶平衡電抗器同相逆并聯(lián)接線低20左右。三相橋式整流電路適合在電壓較高的整流電路中應(yīng)用。