Способ определения утечек тока в серии электролизеров Советский патент 1982 года по МПК C25C3/20 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УТЕЧЕК ТОКА В СЕРИИ ЭЛЕКТРОЛИЗЕГОВ

Изобретение относится к даетной металлургии и может быть использовано при измерении утечек тока в землю серий электролизеров, например, в производстве алюминия. Известен дифференциальный 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 пред)тагаемому по техн ческой сущности является способ измерения утечек токов при помощи щзштов 2. Технологический ток измеряется в различных точках серии и по разности его значений в двух точках определяют ток утечки группы электролизеров, находящихся между точками измерения. Измерение по этому способу требует изготовления и установки измерительных щунтов, что при значениях технологического тока в десятки и сотни килоампер представляет серьезные технические трудности. Цель изобретения - снижение потерь электроэнергии и трудозатрат при измерениях. ; . I Указанная цель достигается тем, что способ определения утечек тока, включающий измерения тока серии и разности электрического потенциала, намеренной в различных местах серии дополняет1гя измерением потенциала относительно земли в начале и конце серии и по их соотношению определяют место положения точки нулевого потенциала, вблизи которой, а также в начале (конце) серий выделяют две грзтшы 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 потенциала технологический ток меньше, чем технологический tOK в начале (конце) серии. Когда точно известны фактические сопроти ления электролизеров и электрохимические составляющие их напряжений, величину утечек тока серии можно определить из выражения , эгЧ ,,) J --ог иь .31 „ где - утечки тока серии; Rg/,, Е - то же, соответственно напря жение, сопротивление и электрохимическая составляющая напряжения первого электролизера; Ug-j, Rjtj, то же, для электролизера в области нулевого потенциала. На реальных сериях сопротивление Л1юбого электролизера рассчитывается по току, измерен ному в начале серии. Поэтому расчетные значе ния сопротивлений электролизеров равны их фактическим значениям лишь для электролизеров в начале (конце) серии. Кроме того, 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 технологи Все 3to обуславливает недостаточно высоку точность измерения утечек тока по единичным замерам. Для повышения точности измерения утечек тока необходимо пользоваться уфедненными данными, производя одновременно замеры по группам электролизеров. Усредненные по большому количеству электролизеров и по времени замеры значений фактических сопротивлений электролизеров и электрохимических составляющих напряжений одинаковы для различных групп электролизеров и постоянны во времени. При этом выражение (О преобразуется кТвиду /К К ly-nSi . . :, (а), и R, по где к - общее число измерений U g группам электролизеров;

I,

- напряжения на электролизерах

9i I группы (в начале серии) и на электролизерах П грутшы (в области нулевого потенциала);

R, - усредненное сопротивление электролизера I группы, при«м

л г .-E RSA. (3).

15, .

(

3i 15к5;;Г-, 3j

(6)

В таблице приведете. результаты измерени«т утечек тока по четырем сериям /иш R, 3 Ом и к lOf). где Е - усредненное по группе электролизеров значение электрохимической составляющей напряжения; 3 - усредненное значение технологического тока в начале (конце) серии. Пример. Измеряют положительный U и отрицательный U потенциал относительно земли соответственно в начале и конце серии из.Ы электролизеров. Вычисляют номер п электролизера относительно начала серии, имеющий нулевой потендаал, по выражению Задаются первой группой из 15 первых электролизеров со стороны положительного потенциала серии и второй группой из 15 электролизеров, симметрично расположенных относительно точки нулевого потенциала, т. е. имеющие нсмиера от п-7 до пН-7. Электролизеры с нарушенной технологичей не учитывают. Измеряют к раз одновременно ток I электролиза на преобразовательной подстанции и напряжении u.. на электролизерах первой группы в период отсутствия на них анодных вспышек. Вычисляют среднее значение фактического сопротивления по выражениюгде Е - электрохимическая составляющая напряжения; 5 - усредненное значение тока; к - кратность измерений. Одновременно к раз измеряют напряжение на электролизерах I и 2 групп в период отсутствия на них анодных вспышек и вычисляют величину утечек тока Лу серии по.выражению Из таблицы видно, что при хорошем состоянии изоляции (1 серия). ток утечки составляет 0,27 к А. При плохом состоянии изоляции (2-4 арии). ток утечки в среднем составляет 1,2 кА. Своевргаленное обнаружени 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 сзкоиомить электроэнергию в объеме более 3 млн. квт ч в год на серию. Способ не требует установки дополнительн оборудования (трансформаторов постоянного тока, шунтов), а использует штатную аппаратуру измерения тока преобразовательной подстанции для измерения тока и напряжения на электролизерах. Измерения не связаны с большими затрата ми труда и могут быть легко автоматизирова ны. Погрешность в определенни тока утечки не превышает 30%. Формула изобретения Способ определения утечек тока в серии электролизеров, включаюший измерение тока серии и разности электрического потенциала, замеренной в различных местах серии, о т л и-, чающийся тем, что, с целью сннжения 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 ередкмё 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 электролизеров. Источники информации, прийятые во внимание при экспертизе 1. Румянцев А. С. и др. Дифференциальный метод определения токов утечки при электролизе алюминия.- Известия высших учебных заведений. Приборостроение, 1958, № 3. . 2., Журавлев В. И., Батин Н. А. Измерения токов утечек на ванна:х электролиза никеля. Цветные металлы, 1953, N 1,