何昱科 ，马英

(中国成达工程有限公司，四川 成都 610041)

在烧碱生产系统中，电解槽是烧碱装置的核心工艺设备，而整流装置为电解槽提供直流电流，是烧碱生产必不可少的电气设备。其中晶闸管是整流装置中的核心元件。计算整流装置的电流、电压参数并选择合适的晶闸管元件是烧碱项目设计的重点。

1 工艺的需求和电源状况

建于赤道附近的印度尼西亚的某烧碱项目，电解槽数为52个,2组串联；槽电压为3.5 V；总电压104×3.5=364(V)。 初期运行电流为18.78 kA(离子膜面积：3.276 m2,电流密度：5.733 kA/m2)；末期运行电流为20 kA。考虑到母线、隔离开关的电压降，整流器额定输出电压在满槽电压基础上增加15 V，即为364+15≈380(V)。考虑到该项目所在地为赤道附近，环境温度较高，温差小，整流器额定电流按电解槽末期电流的1.1倍考虑，即20×1.1=22(kA)=22 000 A。

该项目的电源全部来自厂内自备电网，电网容量偏小，所以变压器及电力系统折算的短路阻抗考虑为12%，电网电压波动最低为-5%。但因用电负荷跳车导致电压最大波动可能超过15%。

综合以上的因素，该项目晶闸管元件的选择按照电流冗余倍数3倍，电压冗余倍数3.5倍考虑。

2 晶闸管主要参数的选择

2.1 计算理想空载电压[1]716

Udio=Ud+Udx+Udα。

(1)

其中：Udio为理想空载电压，V；Ud为负载直流电压，V;Udx为电抗压降;Udα为相控压降，V。

Ud=Udn+Udr。

(2)

其中：Udn为额定直流电压，V；Udr为电阻压降,V。

2.2 计算相控压降[1]224-226

2.2.1 计算相控理想空载直流电压的积分公式

(3)

其中：Udioα为相控理想空载直流电压，V；s为串联的换向组数(三相全控整流桥，s取2)；q为换向次数(三相全控整流桥，q取3)；α为相控角，°；E2m为变压器二次相电压幅值，V；……