第1章  标准与规范

• 概述

江西世龙实业股份有限公司3万吨离子膜烧碱电解整流器项目，配套壹台整流变压器、壹台整流器、壹台极化整流器及相关附件。采用一拖一方式，即一台整流变压器带一台晶闸管整流器，晶闸管整流器为三相桥同相逆并联12脉波。每台整流器额定直流输出U_dn=513V、I_dn=20KA。极化整流器额定直流输出U_dn=416V、I_dn=93A。

 

本次投标的整流装置、元件以及它们的设计、制造、装配和试验符合或高于下列标准的规定。            

 GB/T3859-93   《半导体电力变流器》

 JB/T8740—98  《电化学用整流器》

 JB5833—93    《电力变流器用纯水冷却装置》

 JB/T8636-97    《电力变流变压器》

 GB1094-96     《电力变压器》

 IEC-146        《国际电工标准》

其他适用相关的国家标准

若标准有冲突时应按高等级标准执行。

第2章  基本设计条件

2.1环境条件

环境条件如下所列。设备应能够在最高40℃温度下正常工作。

 海拔高度…………………………………＜1000m

 环境温度

年平均气温………………………………  16.1 ℃

极端最高温度……………………………   41.5℃

极端最低温度……………………………  -13.2℃

月平均最高温度…………………………       ℃

月平均最低温度…………………………       ℃

c） 月平均最高相对湿度………………………       %

月平均最低相对湿度………………………      %

年平均相对湿度……………………………    76%

年平均绝对湿度……………………………      %

夏季月平均相对湿度………………………      %

冬季月平均相对湿度………………………      %

2.2技术条件

2.2.1 整流设备的基本配置

整流设备壹套用于 供3万吨离子膜食盐电解，壹套包括：

*  有载调压整流变压器   1台

*  可控硅整流柜         1台

*  整流控制柜（含计算机后台及监控软件）           1台                                

*  极化电源装置        1套

*  操作台               一台

 2 2.2  技术规格

网侧电压：35kV ，3PH，50Hz±1.5 Hz

装置输出直流：

直流输出电压：513V

 直流输出电流：20KA

2个系列单独控制，不汇流。

   机组负荷类型：||级，化工食盐电解

机组直流输出的调压范围为0～100%连续可调，手动自动均能正常操作；调压方式为有载              调压变压器＋晶闸管细调，有载开关的调压范围为50%－105%。

机组在额定运行工况下的运行总效率不低于97%。

自动稳流精度±0.5%

通过网络传输，可实现电流自动调节功能以及就地手动电流调节功能，两种控制方式均能在整流设备运行时升降电流，并具有开环运行选择功能，（用于调试，以及反馈故障时的故障确认）双通道的控制系统互相切换时，其电流无干扰。

注入电网的谐波电流不超过国家标准GB/T14549-93

 总体结构

整流变压器和整流柜采用紧凑布置。

装置形式：户内安装、具有良好的防尘措施，柜表面喷塑，抗腐蚀能力强。

整流变压器阀侧出线应与整流柜相对应，不应有交叉。

整流设备内所有的电气连接件均采用铜材,整流柜采用绝缘安装。

 主电路接线方式

三相全控桥同相逆并联整流电路，单柜12脉波。

2.2.5   触发控制要求

触发控制系统采用两路数字在线双通道控制回路，一路运行，另一路热备用，一路故障时自动切换至另一路运行。无扰动切换时间为零。

两个控制信道各自有给定反馈系统，开环闭环运行均能稳定可靠、手动、自动选择，就地、远控选择。

触发脉冲特性一致，可靠性高，对称度好。

2.2.6.1 装置的保护

装置应设有过流过压，欠相，欠支路，水温水压，油温等保护装置并按国家有关标准执行。

2.2.6.2 提供调试和两年运行所必需的备品备件。

2.2.7  可控硅整流柜的技术要求

整流柜为户内安装型式，防护等级IP40。

单柜直流额定输出：513V，20kA。

整流柜组数：1组（1台）。

单机组脉波数：12脉波。

接线方式：三相全控桥同相逆并联

调压方式：有载调压变压器+晶闸管细调。

交直流母线进出方式：阀侧后下侧进线，与变压器对应，直流侧上出线。

整流器电流储备系数≥3.5

整流器电压储备系数≥3.5

整流器均流系数≥0.95

冷却方式：主回路冷却方式为水(去离子纯水)-----水冷却。

各种保护齐全，具有可靠的内部和外部过电压吸收装置及可指示损坏快熔位置的快熔损坏检测电路。柜体要求：柜体采用前后门，其中前门为玻璃门，柜内单元排放合理，便于维修，二次端子采用凤凰牌端子，且以功能选型。

2.2.8 整流控制柜的技术方案

整流柜配控制柜一台，控制柜主板与PLC直流电源采用标准AC220V开关稳压电源，上位监控计算机利用现整流系统上位机（现有五套，共六套，软件为组态王6.3，现运行加密狗点数512），但需要升级软件并增加点。操作台需要加长，以便安装数字式电流电压表，有载开关档位控制显示器，油温、水温、手操器位置。

安装场所：户内安装。

防护等级：IP51

制作和表面处理：与整流柜相同。

2.2.8.1控制方案

触发控制系统采用两路数字在线双通道控制回路，一路运行，另一路热备用，一路故障时自动切换至另一路运行。

两个控制信道各自有给定反馈系统，开环闭环运行均能稳定可靠、手动、自动选择，就地远控选择。

控制柜采用PLC作为中央处理器，继电回路采用高可靠、节能型新型器件。

触发器部分采用新型数字触发器，稳定可靠、无温飘、对称度好，并具备缺相及缺脉冲保护功能。

电流调节仪采用全数字化高精度集成运算放大器，稳流精度高于±1%。

自动升降调变档位，自动将控制角控制在5～25°之间。

给定系统采用数字式给定，光电隔离。

控制板及接插件应可靠、方便、易于维护。

所有控制转换均可由PLC进行控制，并可通过通讯接口由上位计算机进行监控。PLC可与中控室DCS接口。

各种保护齐全，如过载、过流、电流反馈丢失保护、水温过高、水压过低、元件坏1、元件坏2、控制角越上限、控制角越下限、母线温度过高、互感器电流反馈丢失钳流等。  

2.2.8.2控制柜主要配置 

控制柜配备完整，主要应包括：

两组相互完全独立的电流调节及触发回路。每组回路包含调节触发单元和功放单元。

完整的柜用电源，包括信号系统电源，直流稳压参考（即给定用）电源、PLC电源、控制板电源及辅机系统信号检测控制电源等。要求采用AC220V标准开关稳压电源。

配备完整的指示仪表（直流电流、直流电压、稳流系统工作信号等）、PLC控制显示屏等。

紧急停车按钮。

在整流柜输出3KA（可调）时，输出一路开关信号。

整流系统故障信号检测与显示：

    包括：水压降低、水温过高、母线过热、过电流、机组过电流、过压保护故障、快熔坏一、快熔坏二、柜壳接地或柜内绝缘降低、α角越限、整流系统控制电源、PLC运行异常等。

PLC控制系统：

整流系统稳流控制及故障检测保护，包括控制及故障检测的开关量信号，给定、反馈、直流电压、直流电流、出口水温、α角等模拟量信号。

辅机系统综合自动化检测控制（包括变压器、油冷却器、水-水冷却器、直流刀闸、直流大电流传感器、有载开关、系列电压绝缘监测等）。

对直流隔离开关、整流变压器高压开关、电解槽、氯气泵故障等信号进行联锁。

满足整体要求所必需的其他配置。

 

2.2.9 极化整流器技术要求                                           

 

         1 型式：可控硅整流器

2 数量：1套/电解槽   共2套

  3 输入交流电压：3相，380V，50HZ

4 设计输出电流：93A

5 设计输出电压： 416V   

            精度：在416V  ±5%

93A  ±10%

6 设计输出电流控制范围：100%可控

7 设计输出电压控制范围：100%可控

8 运行电压：以实际运行为准。

9主回路采用可控硅控制，可根据整流柜输出电流连锁自动打开，自动关闭，并送出一对常开接点到工艺DCS室，在工艺DCS室可以了解极化整流器的运行情况。

 

2.2.9 .1极化整流器技术方案

极化整流器装置为户内式结构，外壳防护等级要求IP40及以上

有电压或电流的恒定系统。设计的恒电压或恒电流系统能保持电流在0～100％额定输出时，电压在0～100％额定输出时±1%的波动范围。电压恒定或电流恒定应可以切换，极化电源恒流、恒压控制与电槽温度有关，40℃以下恒流控制，40℃-70℃之间恒压控制，70℃以上恒流控制。

在整流系统开车时，极化整流器装置采用电压恒定的调节方式，开车正常电流升至3200A（或其它定值）时，极化整流器装置自动退出运行。整流系统正常运行中因故障导致电流小于3000A（或其它定值）时，极化整流器装置采用电流恒定的调节方式自动投入运行。具有手动和自动操作方式，转换开关安装于装置本体上。选择自动操作方式时，极化整流器装置应能根据主整流器的输出小于或大于3000A（或其它定值）时自动投入和切除极化电源系统。

具有反电流保护功能，为保护整流器对抗从主整流器或电解槽来的反电势应采用二极管反电流保护。

主回路采用接触器控制，送出一对常开接点到工艺DCS室，在工艺DCS室可以了解到防腐蚀用的极化整流器的运行情况。

极化整流柜内PLC应从直流传感器采集4---20MA标准直流电流信号；从直流输出端处采集电压信号；从本柜内直流分流器采集直流电流信号；直流传感器来的信号用于判断极化整流器的自动投切，直流分流器来的信号用于极化整流器的控制。应从电槽采集温度4-20mA信号， 按40℃以下恒流控制，40℃-70℃之间恒压控制，70℃以上恒流控制，处理并输出控制信号，使极化电源恒流或恒压控制对应电槽温度要求。

2.2.10报警和联锁系统  

1、主回路操作过电压保护。在整流装置进线处设置高能氧化锌压敏电阻和接入星形连接的电容进行双重有效保护。操作过电压故障信号送至PLC。

2、晶闸管元件换向过电压保护。在最靠近晶闸管元件处安装容量参数合适的阻容元件，接线应尽可能短，进行晶闸管换向阻容吸收保护。

3、晶闸管元件故障保护。采用与晶闸管元件串联的快速熔断器熔断保护方式。当一只快熔熔断时，在整流柜上就近设有相应臂元件损坏的故障指示；二只快熔熔断时，封脉冲。故障信号送PLC。

4、过电流保护及过载报警。当负载发生短路或电流超过额定值的115％时将发出过电流保护信号送PLC并报警。当负载电流超过额定值的102％时，系统发出过载报警信号。（参数可调整）

5、水温过高保护。电接点温度表监视正常的循环水温度，当冷却水出口温度高于设定值，向PLC给出水温过高报警信号。

6、水压过低保护。数字式电接点压力表监视正常的冷却水压力，当进水压力低于0.1MPa或断水时，向PLC发出水压过低报警信号。

7、母线过热保护。当安装晶闸管元件的母线温度超过设定值时，向PLC发出母线过热保护和报警信号。

8、反馈掉线故障保护。当电流反馈信号开路时，稳流控制系统自动转入P调节，并向PLC发出反馈掉线故障信号。

9、触发脉冲发生丢失或同步信号缺相、失同步时，向PLC发出故障信号，并显示故障位置，进行相应保护。

10、母线绝缘保护。当正、负汇流母线对地绝缘降低时，向PLC发出母线绝缘降低报警信号。

11、接地电压表继电器故障报警（设定值＋、－10V），接地电压表继电器重故障（设定值＋、－30V）保护动作。

12、变压器重故障、整流系统重故障、工艺联锁锁脉冲，断路器跳闸；氯气泵停机封锁脉冲，但断路器不跳闸。

13、变压器一次侧断路器合闸操作的必备条件：相关的所有电流给定仪在零位；直流刀开关操作的必备条件：相关的所有电流给定仪在零位，DC电流为零。

       14、输入输出接口

    根据系统报警及联锁要求，整流系统应有下列输出输入信号接口：

输出

－  至高压开关柜

允许断路器合闸干接点1个

仅当电流给定仪在零位、整流器无故障且允许断路器合闸开关闭合时，该接点闭合。

整流系统故障跳断路器干接点一个

－  至刀开关

电流给定仪在零位且直流输出为零，允许刀开关操作干接点1个

－  至工艺DCS

直流电流（0～20kA/4～20mA）一个

直流电压（0～650V/4～20mA）一个

停车信号一个

电解槽接地重故障（设定值＋、-30V）接点一个

输入

－  自工艺DCS

*  封锁脉冲命令         1个

电解槽重接地故障        1个

氯气泵跳停              1个

 

第3章  整流系统总体方案简述

系统结构

（1）  整流系统由6套（现有5套，本次增加1套）整流机组构成，每套整流机组采用一台整流变压器带壹台KHS—20KA/513V整流器的结构形式，整流柜的主电路采用三相桥式同相逆并联型式， 

（2） 每台整流机器配置一台就地控制柜。每台控制柜安装就地控制PLC，其功能为整流柜和辅机系统的数据采集、本控制柜的所有就地手控功能均可由机组PLC传送至上位机，实现远方机控。

控制柜的稳流调节控制触发系统采用单片机数字双通道数字控制和数字触发

两个通道互为热备用，两个通道能够分别独立运行并具备自动诊断功能，可根据运行情况方便地进行在线无扰动切换。触发系统采用单片机控制，确保触发脉冲的稳定、可靠。正常运行时相控角限制在5º ~25º 区间。当电流反馈因故障掉线后，控制系统能自动识别确保电流不会发生突然大幅度上升或下降。

（4）整流糸统设备布置在新扩建厂房底楼（参见布置示意图），其外形尺寸受到限制，需考虑设备进入与具体布置问题。整流柜交流输入铜排为12相，柜后底部进入，详细请看布置图。

 

第4章  整流器主柜的设计

4.1 整流机组的计算条件

4.1.1 额定直流输出：

   单机额定直流电压：U_dN=513V

   单机额定直流电流：I_dN=20KA

4.1.2 联结型式：整流电路采用三相桥同相逆并联，晶闸管整流，单柜12脉波。

4.2 整流柜主要元器件选择及主要技术措施

1） 采用铁道部株州电力机车研究所半导体厂生产的大功率低损耗晶闸管，由先进的生产工艺和设备保证其性能指标的优越性。

2） 硅元件的并联数的选取

选用KP-3000A/2500V  晶闸管每臂3只并联，通过元件参数的低分散性和臂元件的合理配置，使装置具有较高的电流裕度和电压裕度，完全满足设备长期安全运行要求。

整流变压器设计方案

1、技术要求

1.1 系统要求

• 本次投标设备用于“江西世龙实业股份有限公司3万吨/年离子膜烧碱”项目，有载调压，油风冷式整流变压器（内含1台有载调压变，2台整流变）。
• 每台整流变压器带1套整流器，每套整流装置为12脉波。每台整流变压器设计满足整流输出直流额定电压513V，直流额定电流20kA。
• 设备做到：设计合理、技术先进、性能稳定、使用可靠、运行安全、维护方便。

1.2 电气参数要求

• 网侧电压：3PH-AC 35kV±5％、50Hz±1％。
• 辅助设备电源电压：AC0.38/0.22±10％kV。
• 整流后额定输出直流电压：Udn＝513V。
• 整流后额定输出直流电流：Idn＝20000A。
• 整流方式：三相桥式整流，同相逆并联结构。
• 调压方式：±17、35级有载开关调压。
• 调压范围：整流变50％～105％Udn粗调，可控硅细调。
• 等效相数：12脉波（考虑与现有整流变压器移相角度错开）。
• 冷却方式：强油风冷，采用25＃油。
• 对接方式：高压顶部进线，低压单侧出线与整流器配套。
• 结构型式：免吊芯半钟罩式。
• 安装方式：户内，防护等级按户外式设计。
• 负载等级：Ⅱ级。过载能力：110％连续运行。 

2、设备结构与配置

2.1 设备型号

ZHSSPZ-12500/35，共1台，变压器编号为：6＃。

2.2 基本结构

整流变压器采用“主调合一”的方式，整流变压器油箱内包含自耦调压变压器（调变）一台、移相整流变压器（主变）二台、35级有载调压开关一台。

2.3 调变结构

调压开关：有载调压开关设就地和远方控制及显示器,采用贵州长征电器生产MD型35级有载调压开关，配JY-A在线滤油装置。

2.4 主变结构

• 主变一次侧：曲折星形移相，两台变压器的每两台主变移相角度分别为：＋15°，－15°
• 主变一次电流互感器：每台主变一次侧每相装测量和保护用电流互感器各 1只。CT变比：300/5A，精度：测量 0.5级；保护 B级；共12件/台。
• 主变二次侧：三相桥式结构，采用正反△型方式连接。引线与出头采用同相逆并联结构以平衡阀侧引线电抗并提高功率因数。

2.5 谐波治理

• 每台整流变压器阀侧对应相输入形成30°相位差，构成单机12脉波。
• 整流设备运行时，整流系统注入电网递接点的谐波电流不超过国家标准GB/T14549-93《电能质量 公用电网谐波》规定的畸变范围。

2.6 油箱及附属件结构

• 变压器油箱采用免吊芯半钟罩式结构，流线型油箱，颜色：飞机灰。
• 变压器油箱下部壁上装有油样阀门、设注放油阀。底部装有排油装置。
• 变压器油箱靠有载开关处设置人孔便于安装与检修；
• 油箱上焊有固定攀拿把手，其位置便于取气样及观察气体继电器。
• 变压器底座设置轨道滚轮，其箱底支架焊装位置符合国标轨距要求。滚轮可转向90度，并附牵引钩。
• 储油柜采用全密封胶囊式结构，其结构便于清理内部。储油柜的一端装有玻璃管油位计。储油柜与瓦斯继电器间加装波纹管，储油柜设置注油放油和排污油装置，并装设带有油封的吸湿器。
• 为使气体易于汇集在气体继电器内，变压器顶盖到储油柜的油管与水平面设置1.5%的升高坡度，变压器油箱上部顶盖沿气体继电器方向与水平面设计1%~1.5%的升高坡度。变压器基础按水平设计。
• 变压器铭牌为不锈钢材质，标识变压器基本参数、性能参数、接线原理图等其他常规数据。

3、主要原材料选用

• 铁芯：选用武汉钢铁公司生产的高导磁、低损耗30Q130型冷轧取向晶粒硅钢片；铁芯为全斜多级阶梯接缝、不冲孔、玻璃丝带绑扎拉板式结构。调变磁密小于1.6T，主变最高磁密小于1.65T。保障电网电压+5%时无过激磁现象。
• 变压器油：选用兰州炼油厂生产的原装25＃变压器油，油质符合GB2536-90《变压器新来油标准》及GB/T7595-2000《运行中变压器油质量标准》等国家标准规定。

4、 投标的总体要求

4.1 本项目采用邀请招标方式，投标方应该是有能力且有良好业绩的制造商；投标设备必须使用最先进的技术和最好的材料制造。

4.2产品质量应达到或高于国内一流的质量要求。

4.3所供的设备应是经济的、先进的、成熟的；并且在强调低能耗、简单易操作、可靠及低投资的基础上，达到获取最大的经济利益的目标。

4.4 报价要求提供每件设备主材料的分项报价，并且标明生产商、数量和性能描述等，并标明招标设备交货期限；标明备品备件、软件、技术资料的名称，型号规格、数量。不按要求提供分项报价的标书将导致废标。

4.5 投标方应对所提供的设备的设计、制造、质量及生产产品质量、生产能力、消耗指标、使用性能完全负责，并对所提供所有设备及部件的安装、调试及售后服务完全负责。

4.6 投标方外购的设备须经招标方确认。

4.7 任何时候，招标方都有保留解释技术要求的权利。

4.8中标方必须提供设备竣工图共计三套及电子版一套，包括软件。

联系方式：丁浩 18979897169   07986806259   1647521719@qq.com

                      传真：  07986806808    07986735618  

           地址： 江西乐平市塔山工业园区

                  江西世龙实业股份有限公司