1 引言
中国铝业公司青海分公司采用先进160kA大型预焙阳极中间下料电解槽，提供直流电流整流系统采用110kV直降式有载调压整流变压器和二极管整流电路，共有四套整流机组，单机组额定输出直流为1150V、56kA;正常为四套机组同时运行，各输出40kA、1150V直流电，共输出直流为160kA、1150V;当有一套机组退出运行后，其余三套机组各输出53.3kA、1150V直流电满足铝电解正常生产。整流系统整流器采用二极管三相桥式同相逆并联整流电路，变压器采用分段中性点调压变压器和整流变压器组合，具有±35级调压，稳流控制采用有载调压开关进行粗调，饱和电抗器进行细调控制方式。电解铝厂整流供电系统通常要求是终端变电站，监控和继电保护设置比较单一、简单，但专业性强，可靠程度要求很高。，项目采用了微机监控保护装置和综合自动化系统，对稳流部分采用了PLC控制方案。本文主要介绍自动稳流控制部分组成及控制特点。
2 系统配置
系统配置独立于保护和监控系统而自成一体，避免相互干扰和影响，稳流系统全部采用AB公司SLC-5/04系列PLC组网，该PLC具有专用DH+通讯网，专用板卡直接可与服务器相连。PLC之间信息交换DH+网络通讯来实现。
3 自动稳流控制
3.1 信号取样目前国产直流互感器温漂做不好，信号失真大，磁放大时间常数太长，不利于即时准确控制等原因，稳流系统小闭环反馈信号取自于整流一次侧交流信号;稳流系统大闭环反馈控制信号取自于总直流互感器，经变送器把小信号传至总调PLC;整流系统总输出电流由上位计算机系统通讯方式来设定。
3.2 控制功能自动稳流系统中，PLC主要完成整个系统逻辑顺序控制及所有PID回路控制。
其主要包括以下几个部分:
(1) 恒流控制恒流控制是将机组直流输出电流经变送器变换后反馈到PLC输入端，与给定信号作比较后送给PI调节器进行控制。控制结果转换成控制输出脉冲并经功率放大后，去触发晶闸管整流电路占空比，改变饱和电抗器控制电流，达到机组电流稳定目。
(2) 平衡控制饱和电抗器特性不一致，经常造成机组之间以及同一台机组两个整流柜之间输出电流有较大差别，使整流机组达不到额定出力。，把一台整流柜(A柜)输出电流作为PLC给定，另一台整流柜(B柜)输出电流作为PLC反馈，两者比较结果PI调节器调节后，去改变A柜饱和电抗器控制电流(B柜控制电流保持不变)，使两个整流柜直流电流始终保持平衡。此时，PLC输出2个4~20mA信号，分别控制整流机组A/B柜稳流。
(3) 总调控制前已提及，电解槽所需总直流电流等于几台单机组输出电流之和。单机组稳流可实现单机组输出电流稳定，使电解槽所获总电流更加精确稳定，将总电流经互感器反馈至PLC输入端，与上位计算机给定值进行比较计算，输出结果作为单机组稳流分调给定，提高整个电流稳定精度。总调PLC输出4个4~20mA信号，同时用于控制4个整流机组总调给定。一般饱和电抗器控制深度为60V左右，当其饱和或截止时，PLC能自动调节变压器有载开关升降，使总电流多大电压波动情况下，均能达到稳流目，扩大了调压范围。
(4) 恒安时控制每3分钟实测一次电解电流值，并将1小时内实测电解电流值累加，累加结果与设定值进行比较，所求差值与小时剩余时间自动调整设定电流，以达到安时偏差自动控制。
3.3 控制方式稳流系统采用了四种控制方式
(1) 自动/总调方式此方式下，有载开关升降档指令均由计算机控制。有载开关升降操作是饱和电抗器控制电流来确认有载开关升与降，这个动作不影响系统单个有载开关位置。机组一个有载开关发生升或降要求，这要求将送入计算机并引起所有机组有载开关同时升或降。
(2) 手动/总调方式这种方式允许操作员进行总调，同时动作向上或向下，有载开关升降档外部按钮来实现。机组总调整与自动/总调方式相同。
(3) 自动/分调方式此方式用于单个机组他机组有不同基准情况下。此时，本机组有载开关升降不起作用。
(4) 手动/分调方式此方式用于单机组他机组有不同基准情况下，希望由本机组有载开关升降来调整本机组电流。总之，是何种控制方式，都是调整饱和电抗器控制绕组控制电流对整个整流系统进行细调。判断是否需要调控有载开关，是检测4台机组有载开关档位来确定应动作哪台机组有载开关。当需要升压时，动作最低级;当需要降压时，动作最高级。通常是4台机组有载开关联动。
4 结束语
原有稳流系统采用了模拟电路控制饱和电抗器来调节电流方法，致使调试工作量大，控制精度低，实际运行中时常发生进线刀闸乱动，动力变莫名其妙跳闸，数据报表与实际不符等现象。我们将原有稳流部分采用PLC控制后，使系统显示出以下几个特点:
(1) 可靠性和稳定性到了很大提高，故障率明显下降;
(2) PID调节器由PLC软件实现，使整个系统接线简单，易于安装，维护量减小;
(3) 不需同步信号，无相序要求，系统变易于调试;
(4) 饱和电抗器控制特性是非线性，PLC能自动识别其工作范围，自动改变控制参数，提高了输出电流稳流精度(单机组稳流精度达到了0.5%);
(5) 操作简单，可方便与计算机或其它设备通讯。
