[发明专利]一种铝电解系列的通廊母线快速短接系统及方法

说明书

本发明提出的一种铝电解系列的通廊母线快速短接系统及方法，所述系统包括：通廊母线软连接，用于控制通廊母线的短接或断开；多级消能装置并联在通廊母线的断开口上，用于消除电解槽产生的反冲电能，实时监测通廊母线断开口和消能导体的电压值，并上传至控制终端；控制终端，用于通过消能导体两端的电压值判断电解槽产生的反冲电能是否达到预设的安全范围，根据判断结果控制通廊母线软连接并结合整流车间断供电操作完成通廊母线的快速短接。本发明能够在短时间内把叠加在系列母线上的存储电荷造成的高压反冲击电流降到安全的范围内，使其不影响通廊母线在特定时间内进行短路操作，消除了因系列断电后需长时间等待而造成的严重后果。

技术领域

本发明涉及电解铝生产技术领域，更具体的说是涉及一种铝电解系列的通廊母线快速短接系统及方法。

背景技术

随着科技的飞速发展，新技术在各领域快速更迭，工业生产架构不断推陈出新，生产规模、生产效率与产能也在同步提升，有色金属行业的革新转变更是突飞猛进，作为有色金属行业最重要的组成部分“铝电解系列”也不例外，近几年铝电解系列在提高生产效率的同时系列容量也在成倍增长，如图1所示，目前新建成的铝电解系列中整条铝电解系列所需的直流电往往出自同一整流车间，通过整流车间引出的系列母线串联电解槽进行供电，由于系列槽数较多，串联后会形成距离跨度很大的生产线，这样会给生产运行时进出物料、系列维护、电解槽的日常管理操控等带来诸多不便，因此一条完整的铝电解系列大都会被划分成若干个工作段，按照两排相对应的两个工作段组成一组，相邻两组之间设立一个工作通廊(用于进出物料等)，在通廊下面均设有与系列母线连接的通廊母线，每条通廊母线都设有断开口，根据需要可人为通过铝软连接控制每条通廊母线短接或断开，因通廊母线处在相邻的两组工作段之间，相邻的两组工作段通过跨接母线就形成了并联状态。通过控制通廊母线的短路和断路就能方便灵活的控制其下游的工作组停产或投产，这样当某一工段出现故障，检修，限产等需要停产或投产操控时便可控制其通廊母线来控制其生产状态，又因通廊母线连通后会和其上游的系列工段形成回路，因此在停止下游工作组(段)时并不会影响其它剩余工作组(段)的正常生产，这样就实现了铝电解系列在生产过程中可根据需要灵活分段运行，避免因各种问题发生时，而影响整条铝电解系列的正常生产，做到了在提高电流效率的同时把特殊情况下的各种不利因素降到最低，增加了可控的手段。

但是，当通过控制通廊母线的短路实现控制其下游的工作组停产后，停电后的电解槽在电解铝过程中会产生储能效应和电化学引起的原电池效应，由于电解槽的容量巨大，每个电解槽所提供的反冲击能量将会到达数百千瓦以上，停电后的电解槽就相当于一个充满电量的低电压大容量蓄电池，整个系列有数百台电解槽，系列上所有电解槽均通过系列母线串接在一起，因此每个电解槽上的存储能量在电压上就呈现叠加状态，而电流则为串连状态，这样就会形成一个高电压、大电流的能量源。

由于通廊母线与系列母线相连接，通廊母线上连接有如此巨大的能量源，在这种带电状态下是根本无法进行短路操作的，如不及时消除这种存储的能量就盲目进行相关操作，将会非常危险，如果此时强行将其短路，能量源就会因形成回路被瞬间释放，形成巨大的反冲击电流，使通廊母线连接端口剧烈打火，甚至爆炸，引发一系列恶性事故，直接造成不可挽回的巨大经济和财产损失，甚至会危及操控人员的人身安全。如果为了避免出现反冲击电流造成危险事故，让存储的能量自然消耗殆尽再进行短路操作，则需要很长时间才能减弱到操作时不具危险性，但断电时间过长会使电解槽失温，使槽内的电解质冷却下沉和铝液混为一体呈凝固或半凝固状态、造成死槽现象，如出现死槽现象就只能把电解槽内部的物质全部清理干净，然后重新铺装新的材料，才能让铝电解系列重新启动，这样不但影响产能、耗费人力物力还会因此给企业造成巨大的经济损失。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种铝电解系列的通廊母线快速短接系统及方法，能够在短时间内把叠加在系列母线上的存储电荷造成的高压反冲击电流降到安全的范围内，使其不影响通廊母线在特定时间内进行短路操作，消除了因系列断电后需长时间等待而造成的严重后果，避免了企业会因此造成重大经济损失的风险。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：