静止式进相器的改造

 2015年新上 150万吨水泥生产线 ，水泥磨电动(3550kW)无功补偿选用的进相器中的晶闸 管损坏率很高(每次损坏一对)，不仅造成进相器不能 正常投入使用，还使磨机临停增加，电耗和维修费用增高，并且导致功率因数降低而被供电部门每月处以超过4万多元的罚款。 因为初次使用静止式进相器 ，缺乏维护和运行经 验，出现问题时一直依赖厂家但都不能从根本上解决。后经长时间的分析和研究 ，在排除晶闸管非因过 压 、过流和驱动能力不足后 ，得出损坏的主要 原因是 因为冷却系统存在缺陷，而且无超温保护造成的。

1 损坏的原因分析

1．1 晶闸管排列不合理

l2支晶闸管通过散热器加风机强制散热 ，前后 各 6支分三层排列 ，冷却室采用密封式结构，在上下 各安装了 2台轴流风机 。从结构(见图 1)可见，因冷却室上下密封 ，空气只能在风机运转时流动 ，而不能形成 自然对流。由于风扇在中心位置，在四个边角位置气体流动最弱 ， 加上散热器本身翼片阻挡，致使最上层晶闸管的冷却 效果最差，损坏也最多。在夏季 ，电力室平均环境温度 在 24°C时，实测上层晶闸管散热器引出电极温度最 高时可达 72 ，下层温度 41°C，温差达 31°C。

图 1 改造前冷却室晶闸管排 列及散热情况示意 

而另外一台进相器(不是同一厂家产品，电动机 功率 1 600kW)，12支晶闸管分两层排列，4台冷却风 机全部安装在上部，下部敞开式结构。夏季运行时最 高温度从来没有超过 50qC，运行非常可靠。 查 阅资料 可 知 ，普 通 晶 闸管 最 高工 作 结 温 125°C，该进相器使用 KP系列普通晶闸管 ，外部连接电极温度都如此之高，内部管芯温度可想而知，过高的工作结温极易造成晶闸管损坏。

1．2 柜内发热器件产生的热量的影响

变压器和连接铜排工作时散发的热量(实测变压器铁芯温度和连接铜排可达 60c)，被冷却风机带人 晶闸管冷却室，致使晶闸管散热条件进一步恶化。

1．3 晶闸管无超温保护功能

当因风机损坏或其他原因造成温度过高时，如巡 检人员未及时发现并退 出进相 ，晶闸管会过热损坏 ， 并会使柜内变压器配电保护断路器过流动作。

2 处理的措施

2．1 晶闸管冷却室改造

如将晶闸管分两层排列虽然优点很多，但需对原柜改动较大。为此，再增加4台同规格轴流风机来消 除空气流通死角，即上下各4台布置 (见图2)，采用 4mm厚钢板开孔安装 ，固定焊接在原冷却室框架上 ，原风机安装板拆除不用。因原风机 固定板前后均 折边处理 ，新风机固定板如折边 困难 ，可用透 明胶带 密封空隙以提高冷却效果。    

图 2 改进后冷却 室晶闸管排列及散热情况不惫 由于风机较多，开孔后板材强度下降，所以板材要有足够厚度，以保证风机运转时平稳无震动。改造前，需对拆卸掉的母排及线路做好编号，以便安装时 对号人座，避免出错，并可减少核对的时间。施工时， 要注意对其他器件做好防护，不仅要防止碰撞，还要 防止产生的铁屑及杂物进入其内部。

2．2 安装外排式导风罩

安装外排式导风罩(见图3)，通过新增0.55kW 轴流风机将柜内所有热量及时排到室外。风罩及管道 用镀锌铁皮制作，风罩方口与柜顶上口尺寸一致，管 道直径与选用风机一致。将进相器柜体上部盖板全部 拆除，导风罩与柜体用螺丝紧固连接 ，管道与嵌墙安 装的轴流风机对接，管道与风机采用帆布做软连接并 捆扎紧密 ，利于 El后风机维护。 导流风机力室墙体

2．3 增加晶闸管温度保护和风机自控功能

1)晶闸管温度保护和风机控制通过一台多路巡检仪表(只使用了 12路)和 12支 WZPM201测温热电阻组成。热电阻测温点选用散热 器固定螺栓孑L，因散热器的阴极与阳极散热器各通过 2个 M8螺栓固定在绝缘板上，引出极又与母排连接， 占用一个固定螺栓孔并不会影响其安装牢固性(参见 图2)。另外，选用此测温点能比较真实地反映其工作 温度 ，具体安装方法如下。 将 12台散热器与绝缘板固定的螺栓各取掉一个 (选取同位置排列同极性侧固定螺栓)，将热电阻自带 的固定螺帽正对拆掉螺栓的固定孔，用“哥俩好”(AB胶)粘结在绝缘板上 ，待胶固化后即可安装热电阻(测 温头可涂抹适量硅脂)。由于热电阻引线外皮是金属 屏蔽层，为防止互相碰触以及与柜内金属接触引起短 路，从测温引出点至多路巡检仪表需做绝缘处理，再 用尼龙扎带捆扎固定在框架上。多路巡检仪表在柜门 开孑L固定，高度应方便调整和观看且在关闭柜门时不 碰触柜内器件。 多路巡检仪表温度设定 ：夏季运行上 限设 置 55°C，冬季运行设置在 40 ，当超过此温度时，内 部接点动作控制自动退相，仪表开关量常开点直接并 接在退相按钮接点上。另外，也可将巡检仪表模拟量 信号送人 DCS系统，以便中控操作人员监护运行。 我们在实践中发现，个别晶闸管会因长期使用性 能变劣(阴极与阳极阻值下降)，或与散热器端面接触 存在较大热阻等原因而温度偏高。当夏季环境温度较 高时会超过 55°C，这时可采取临时降温措施，对相应 晶闸管部位用风机冷却。在冬季运行时，若较低的环 境温度下晶闸管出现不正常的温度升高，说明存在问 题，需进行检查以便排除潜在隐患。因此，冬季时最高 温度设置要 比夏季时低一些。

2)风机自控由多路巡检仪表设定完成。原控制方 案中只有在进相时风机才工作，退相时风机同时停 止，停止后晶闸管只能自然冷却，温度下降缓慢。短时 间再次开磨时，就有可能造成晶闸管因过热而被击 穿。为此增加风机自控功能，设置多路巡检仪表温度， 当高于 30qC自动开启风机，低于此值时风机停止，只 设置最上层晶闸管温度。这样，临时停磨也可继续冷 却，使晶闸管温度很快下降。 改造可使用原风机接触器(需改动线路)也可以 外加接触器，改造后风机应不再受进相器电路控制。 柜内原有和新增风机以及外排风机可使用一个接触 器(总功率 lkW)，无须考虑风机损坏时会影响其他风机正常工作。因为当风机损坏停止工作时，温度检 测电路必然会做出显示或超温退相。

进相器订货须知

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