Способ определения утечек тока в серии электролизеров

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<> i> Q54524 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 29.12.80 (21) 3228141/22 — 02 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5й ЭМ. Кл .

С 25 С 320

3Ьеударстаенмй комитет

СССР ао делам изебретений н атхрцтвк (53) УДК 669.713..72:621.357,1 (088,8) Опубликовано 30.08.82. Бюллетень М 32

Дата опубликования описания 30.08,82

4 (72) Автор . изобретения

Б, Д. Овсянников

Производственно †техническ предприятие "Сибэнергоцветмет" (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УТЕЧЕК ТОКА В СЕРИИ

ЭЛЕКТРОЛИЗЕ РОВ

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при измерении утечек тока в землю серий электролизеров, например, в производстве алюминия.

Известен дифференциальньщ метод измерения утечек тока в землю в сериях электролизеров, основанный на измерении разности значений технологического тока в.начале и в конце контролируемого участка серии (1).

Недостатком способа является трудность измерения технологического тока на различных участках серии.

Наиболее близким к предлагаемому по техни.

«еской сущности является способ измерения утечек токов при помощи шунтов t2l.

Технологический ток измеряется в различных точках серии и по разности его значений в двух точках определяют ток утечки группы электролизербв, находящихся между точками измерения. Измерение по этому способу требу ет изготовления и установки измерительных . шунтов, что при значениях технологического тока в десятки и сотни килоампер представляет серьезные технические трудности.

Цель. изобретения — снижение потерь электроэнергии и трудозатрат при измерениях.

Указанная цель достигается тем, что способ определения утечек тока, включающий измерения тока серии и разности электрического потенциала, измеренной в различных местах серии дополняется измерением потенциала относительно земли в начале и конце серии и по их соот. ношению определяют место положения точки нулевого потенциала, вблизи которой, а также в начале (конце) серий выделяют две группы электролизеров, измеряют средние арифметические значения падения напряжения на электролизерах для каждой группы, а для группы, расположенной в начале (конце) серии, — и среднее арифметическое значение сопротивления, после чего вычисляют величину тока утечки как отношение разности средних арифметических значений напряжений к среднему арифметическому значению сопротивления групп электролизеров.

Способ основан на том, что, вследствие утечек тока в землю, в точке нулевого потен24 4 — усредненное по группе электролизеров значение электрохимической составляющей напряжения;

J — усредненное значение технологического тока в начале (конце) серии.

10 (4) 1 ч —

„К,, "Э1-E э

3 9545 циала технологический ток меньше, чем технолбгический ток в начале (конце) серии.

Когда точно известны фактические сопротивления электролизеров и электрохимические составляющие их напряжений, величину утечек тока серии можно определить из выражения

Л = — (0

Э Q.

R31 pэg. где 1 — утечки тока серии;

0Э„, ВЭ„, Е 1 — тоже, соответственно напряжение, сопротивление и электрохимическая составляющая напряжения первого электролизера;

U><, Я эп, Е,1 — то же, длЯ элвктРолизеРа в области нулевого потенциала.

На реальных сериях сопротивление любого элект ролизера рассчитывается по току, измеренному в начале серии. Поэтому расчетные значения сопротивлений электролизеров равны их фактическим значениям лишь для электролизеров в начале (конце) серии. Кроме того, 4 реальные сопротивления электролизеров и электрохимические составляющие напряжений не одинаковы для различных электролизеров и непостоянны по времени. Наиболее существенное изменение этих параметров происходит при анодных вспышках и нарушениях технологии.

Все "это обуславливает недостаточно высокую точность измерения утечек тока по единичным 50 замерам. Для повышения точности измерения утечек тока необходимо пользоваться усредненными данными, производя одновременно замеры по группам электролиэеров. Усредненные по большому количеству электролизеров

35 и по времени замеры значений фактических сопротивлений электролизеров и электрохимич еских составляющих напряжений одинаковы для различных групп электролизеров и постоянны во времени. При этом выражение (1) преобразуется к виду

К К вЂ”.С .0 - — Mu-.

К „«„Э1 К У=.1 Э3

8)E

Рэ где к — общее число измерений U и R> по группам электролизеров;

U., U . — напряжения на электролизерах т

3)

I группы (в начале серии) и на электролизерах II группы (в области нулевого потенциала);

R — усредненное сопротивление элект9 ролизера 1 группы, причем

К вЂ”,С U .-E

Я « " (3), 9

Пример Измеряют положительный U

C. и отрицательный U потенциал относительно земли соответственно в начале и конце серии из N электролизеров. Вычисляют номер и электролизера относительно начала серии, имеющий нулевой потенциал, по выражению

Задаются первой группой из 15 первых электролизеров со стороны положительного потенциала серии и второй группой из 15 элект ролизеров, симметрично расположенных относительно точки нулевого потенциала, т. е. имеющие номера от n— - 7 до и+7. Электролизеры с нарушенной технологичей не учитывают. Измеряют

\ к раз одновременно ток E электролиза на преобразовательной подстанции и напряжении U .. на

3i электролизерах первой гр ппы в период отсутствия на них анодных вспышек. Вычисляют среднее значение фактического сопротивления по выражению

1 где Š— электрохимическая составляющая напряжения;

3 — усредненное значение тока; к — кратность измерений.

Одновременно к раз измеряют напряжение

0 ., и 0- на электролизерах 1 и 2 групп в период отсутствия на них анодных вспышек и вычисляют величину утечек тока 3 серии по, выражению

15 E1+ E (61

В таблипе приведены результаты измереии ° утечек тока по четырем сериям лля R, = 3 10 Ом и и = ECXE.

954524

Среднее напряжение на одунэлекщолизер В

Номера электролизеров

Ток утечки, кА

Серия

В области нулевого потенциала

В начале серии

В области

В начале серии нулевого потенциала

0,27

4,25

",33

68-82

68-82

50-70

62-82

1 — 15

1,17

4,17

4,52

1 — 15

106

4,39

471

1 — 21

1,37

4,33

4,74

1 — 21

Составитель А. Костин ,.-Техред С.Мигунова

Редактор Е. Лушникова

Корректор H. Король

Подписное

Тираж 686

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6379/27

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Из таблицы видно, что при хорошем состоянии изоляции (1 серия). ток утечки составляет 0,27 кА. При плохом состоянии изоляции (2 — 4 серии) ток утечки в среднем составляет 1,2 кА. Своевременное обнаружение и измерение утечек тока позволит принять меры по улучшению состояния изоляции и снизить утечки тока на 0,93 кА. При среднем напряжении серии относительно земли 400 В это позволит сэкономить электроэнергию в объеме более 3 млн. квт ч в год на серию.

Способ не -требует установки дополнительного оборудования (трансформаторов постоянного тока, шунтов), а использует ппатную аппаратуру измерения тока преобразовательной подстанции для измерения тока и напряжения на электролизерах.

Измерения не связань| с большими затрата ми труда и могут быть легко автоматизированы. Погрешность в определении тока утечки

35 не превышает 30%.

Формула изобретения

Способ определения утечек тока в серии электролизеров, включающий измерение тока серии и разности электрического потенциала, замеренной в различных местах серии, о т л и; ч а ю шийся тем, что, с целью снижения потерь электроэнергии и трудозатрат на измерения, в начале и конце серии измеряют потенциалы относительно земли и по их соотношению определяют место положения точки нулевого потенциала, вблизи которой, а также в начале или в конце серии выделяют две группы электролизеров, измеряют средйиЬ арифметические значения падения напряжения на электролизерах для каждой группы, а для группы, расположенной в начале или конце серии, — и среднее арифметическое значение сопротивления, после чего вычисляют величину тока утечки как отношение разности средних арифметических значений напряжений к среднему арифметическому значению сопротивления групп злектролизеров.

Источники информации, прийятые во внимание при экспертизе

1. Румянцев А. С. и др. Дифференциальный метод определения токов утечки при электро. лизе алюминия.— 1фзвестия высших учебных заведений. Приборостроение, 1958, М 3. . 2. Журавлев В. И., Батин Н. А. Измерения токов утечек на ваннах электролиза никеля.—

"Цветные металлы", 1953, Р 1,