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，無疑要求整流機組的單機電流增大。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，對應(yīng)相位差180°。每相接1個(或多個并聯(lián))整流元件，6個整流元件的陰極連在一起成為負(fù)載的正極。兩組星形的中點通過平衡電抗器連在一起，平衡電抗器的中點為負(fù)載的負(fù)極[1]。

　　推薦期刊：《材料與冶金學(xué)報》開辟的主要欄目有綜合評述、學(xué)術(shù)論文、研究簡報、科技信息與快訊。本刊主要報道我國材料、冶金學(xué)科及相關(guān)領(lǐng)域的最新研究成果、介紹國外相關(guān)學(xué)科的新動態(tài)、新理論和新技術(shù)，促進學(xué)術(shù)研究、學(xué)術(shù)討論、學(xué)術(shù)交流，以及科研成果的推廣和應(yīng)用。

　　此電路實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01及02直接連接起來，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用一個中點抽頭的鐵芯電抗器連接起來，中間抽頭負(fù)載負(fù)極，當(dāng)a1導(dǎo)通時，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，使01的電位降低;右半邊繞組感應(yīng)順電勢，使02的電位升高，這樣一來，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)電時間為120°，在任何期間，在換相角α=0時，總有分屬于正反二個星形繞組的二個整流臂同時導(dǎo)電的情況，由于這二個同時導(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。

　　由于有兩個整流臂可以同時進行導(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，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，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，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)電時間。在三相橋式全控整流電路中，共陰極組和共陽極組同時控制。6個晶閘管觸發(fā)順序是T1-T2-T3-T4-T5-T6。從ωt=30°到(360°+30°)區(qū)間分6個時段。在第一時段內(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。進入第二時段，此時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)點時觸發(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。進入第三時段，此時b相的電位最高，共陰極組在經(jīng)過自然換相點時觸發(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，在第四時段，T3、T4導(dǎo)通，變壓器b、a相工作;在第五時段，T4、T5導(dǎo)通，變壓器c、a相工作;在第六時段，T5、T6導(dǎo)通，變壓器c、b相工作，周而復(fù)始。

　　計算容量較小是整流變壓器的一大弊端，一二次繞組計算容量是中性點引出電路的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，采用橋式整流電路可以使用低電壓等級的整流元件，足以彌補并聯(lián)元件數(shù)量增加1倍和正向功率損耗增加的差值，增強運行的安全性。

　　3同相逆并聯(lián)

　　能夠消除大電流交變磁場負(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)生的交變磁場大部分抵消掉。采用減小交變磁場和降低閥側(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，這種電路的特點是為消除本相磁場的干擾而使整流器件并聯(lián)，易于均流;缺點是整流變壓器閥側(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。

　　使用同一個并聯(lián)技術(shù)，并且對兩個并聯(lián)連接的整流臂之間的絕緣問題進行特殊處理，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繞組，讓其中一個繞組接整流元件陽極導(dǎo)電排。當(dāng)某個陽極繞組與前面一相實現(xiàn)換相，對電流進行導(dǎo)通，與其并聯(lián)的陰極繞組也正好與前面一相實現(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。