一、整流系统简介
1.工作原理
35KV高压交流电通过整流变压器降压为低电压大电流交流电后送往整流器，利用晶闸管的单向导电性将交流电变成直流电，通过直流母排及直流刀开关将直流电送往电解槽，供电解槽电解Nacl溶液。
2.设备组成
整流系统是指由交流高压配电设备、整流变压器、整流器、直流母排、直流刀开关、纯水冷却装置、直流电流电压交换测量系统，以及与之配套的控制保护装置组成的一个整体。 3.生产目的
交流电通过整流系统后变成直流电向电解槽供电，使电解槽中的Nacl溶液在直流电的作用下发生化学反应，生成H2、cl2、NaoH等，是氯碱工业的大电流直流电源。
二、主要设备简介
1.整流变压器
（1）型号及型号各字母含义 型号：ZHSFPT—14227/35 型号各字母含义：
Z—整流；H—电化电解；S—三相；F—风冷；P—强迫油循环；
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T—有载调压；14227—额定容量（KV·A）；35—额定电压（KV）。 （2）工作原理 电磁感应原理。
（3）保护装置：轻重瓦斯、过负荷、温度、过流、速断、压力释放。
（4）结构组成及各部件作用。
①线圈：构造电路，以变换电流电压等。 ②铁芯：形成磁路，是电磁感应不可缺少的。 ③油枕：储存变压器油。
④呼吸器：吸收进入变压器油枕空气中所含的水分，以防变压器油绝缘降低。
⑤高低压引出线：引出高压低压。
⑥压力释放阀：当变压器内部压力过大时，释放压力保护变压器。 ⑦气体继电器：变压器内部有气体时能发出信号，变压器内部严重故障时能切断变压器电源。
⑧温度计：测量变压器上层油的温度。 ⑨套管：固定引出线绝缘。
⑩冷却系统：冷却变压器油给变压器降温。
（5）变压器油风冷却装置
变压器风扇：功率 1.1KW；转速 910r/min; 额定电流 3.2A； 额定电压380V（三相）
油泵：功率1.5KW； 转速 1440r/min； 扬程 8m
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油风冷却器：额定冷却容量 120KW； 进口油温 75℃；
入口风温 35℃； 油流量40T/h 风流量 28000m³/h; 电功率 3.7KW
冷却器总控柜：型号DYF—120×3；进线电压AC 280V；
允许波动范围10%；进线方式 三相四线； 频率 50HZ； 功率 11.1KW
2.整流柜
（1）KHS—15000A/400V （2）工作原理
利用晶闸管的单向导电性和改变晶闸管控制角调压，将交流电变成可调的直流电。 （3）构造组成及各部件作用
①晶闸管：将交流电变成直流电。 ②快速熔断器：过电流时保护晶闸管。 ③直流母排：输送直流大电流到电解槽。 ④元件母排：固定晶闸管、快速熔断器。
⑤阀侧母排：连接变压器和整流器向整流器输送交流电。 ⑥温度压力测量装置：测量纯水温度、压力。 ⑦阻容保护：过压保护。
⑧欠支路保护板：将快熔熔断信号反馈到控制柜，发出报警信号。 ⑨脉冲分配器：给晶闸管发触发脉冲。 ⑩冷却水路：给晶闸管降温。
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○绝缘支撑柜件：防止带电装置接地；保护柜内各元件，防止触电。
(4)电路结构：同相逆并联两个三相桥式整流。
（5）保护装置：过流、过压、温度、压力、快熔、工艺联锁。 3.纯水冷却装置 （1）型号：LSS1－250B
配电机型号：Y132S1—2
配泵型号：80BLF—25/35 （功率：5.5KW、额定电流：11.1A、转速：2900r/min、扬程：25m、流量：35m/h） （2）原理：冷却纯水经水泵加压进入热交换器，在此与冷却副水进行热量交换，释放热量温度降低后进入整流柜冷却水路，在此吸收热量，再经水泵加压进入热交换器，如此往复循环，将整流柜工作时产生的热量带走。
（3）作用：冷却晶闸管工作时产生放出的热量，护晶闸管不被烧坏，是整流器能否正常工作的主要辅助设备。
（4）构造组成：纯水冷却装置由电机、水泵、热交换器、循环水管路、阀门、水箱、控制柜等组成。纯水冷却装置采用的两套冷却水泵开一备一，可自动切换也可手动切换，电机采用空气开关作短路保护，热继电器作过载保护。 4.极化整流器
（1）型号：KHA—280V/120A
（2）作用：抵消电解槽中的电解液因原电池反应而产生的反
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3
向大电流，从而防止反向大电流对电极的损坏而造成槽电压上升。
（3）极化整流器的参数要求
①输入交流电压：3相、380V、50HZ。
②设计输出电流：1A×离子膜电解槽单元槽数。 ③设计输出电压：2.54V×离子膜电解槽单元槽数。 ④精度要求：电流值±10%、电压值±10% ⑤设计输出电流控制范围：100%可控。 ⑥设计输出电压控制范围：100%可控。
⑦运行电压：以实际为准，也可参考2V×离子膜电解槽单元槽数。
⑧运行电流：电流自动调节极化整流器的运行电流，可设定为（0.7～1）A×离子膜电解槽单元槽数。
（4）极化整流器的工作原理
由UPS送来的三相四线制交流电，经交流输入断路器、接触器进入变压器，变流降压后再经保险、浪涌吸收装置进入晶闸管变成直流电后，又经滤波稳压变成稳定可调的直流电，再通过直流断路器、直流母排送至离子膜电解槽。 5.直流大电流测量仪 （1）型号：HLZ—B
（2）作用：测量电流、电压。输送电流、电压信号 （3）最大量程：20KA
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6.桥式直流大电流隔离器 （1）型号：HD29—20
额定电压：1500V 额定电流：20KA
（2）作用：隔离整流器和电解槽 （3）量程：20KA 7.UPS
（1）型号：DETANT系列
容量：320KVA
（2）作用：储存电量，停电时可继续供电，使极化维持使用一段时间。 （3）工作方式：
①当UPS输入电源正常时，电源经整流器变成直流电后。一路经充电回路对电池组充电，另一路则经逆变器转换为稳定的三相四线制交流电向极化柜供电。
②当UPS输入电源不正常、超载、整流器逆变器过热或机器故障时，UPS会自动将逆变输出转为旁路输出，由旁路电源直接供电，故障恢复后旁路会自动切换至运行回路正常工作。
③当UPS进行检修时，通过手动旁路保证负载设备的正常供电。
三、工艺
1.工艺指标
变压器温度<85℃ 整流柜水温控制在30℃左右，最高不超
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过45℃ 控制角 5°—35° 主水压力＞副水压力 0.15Mpa≤水压≤0.25Mpa 直流电流波动范围<±50A 2.工艺流程图
3.开停车程序 开车前的准备工作
⑴检查整流变压器、整流柜、控制柜等有无杂物及其异常现象 ⑵检查各辅助装置及循环水管路和阀门是否正常 开车：
⑴启动变压器风冷装置，检查瓦斯继电器、油阀及油位是否正
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常
⑵启动纯水冷却装置，检查水压及水温是否正常（主水纯水压力≥0.15Mpa.最高压力≤0.25Mpa.纯水温度控制在30℃左右，最高不超过45℃）
⑶将各开关置于相应位置（如远控、近控开关、直流大电流刀开关等）
⑷送控制柜电源，检查各仪表指示是否正常 ⑸送整流变压器一次电源
⑹工艺联锁复位，用遥控屏、上位机、TD200的面板进行升电流，升电流前先设定斜率
⑺在极化整流器工作时，需把冷却风扇打开以防过热。 停车
1.将电流期望给定值设定为0，确认即可 2.停整流变压器电源 3.停控制柜电源
4.断开直流大电流刀开关
5.如需停水泵时，需15分钟后再停，冬季不停水泵 6.紧急停车时，直接按＂紧急停车＂按钮，然后停控制电源 4.岗位说明
⑴按时查看变压器、整流柜各种电流、电压在规定范围，变压
器温度＜85℃，整流柜温度＜45℃，水压0.06～0.25Mpa； ⑵保证整流电流能按照工艺要求进行控制，直流电流误差不超
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过±50A；
⑶在升降电流时，应该控制整流变档位，整流柜控制角； ⑷现场巡检必须按工段制定的巡检图路线巡检，对变压器声
音、油位，整流柜声音、水位、水压等进行认真巡检，并做好巡检记录；
⑸在下班前，认真对工段现场卫生及个人设备、玻璃卫生进行
认真打扫，两班严格交接班，双方签字方可下班。 特别注意事项：
⑴遭遇突然停车，首先恢复变压器为25档位；
⑵认真检查工段设备、仪表是否正常，如发现有故障及时处理，
同时上报。
5.极化整流器开停车程序 开机：
在工艺需要投入极化电源时，应首先检查极化电源柜是否正常 ⑴交流电源输入开关QA1在合闸位置 ⑵直流输出开关QA2在合闸位置 ⑶调节给定电位器，逆时针旋转至＂0＂ ⑷在面板上按控制回路电源按钮 ⑸在面板上按＂主回路＂按钮
⑹调节给定电位器，顺时针旋转至电流100A ⑺开极化风扇 停机
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⑴调节给定电位器，逆时针旋转至＂0＂。 ⑵在面板上按电源分闸按钮。 ⑶直流输出开关QA2在分闸位置。 ⑷交流电源开关QA1在分闸位置。 ⑸停极化风扇。 6.UPS开停车程序 开机程序
⑴启动＂备用电源输入＂开关，此时LCD画面显示＂旁路电源
供电＂。
⑵启动＂整流器输入＂开关，约30秒后DCBUS电压建立。 ⑶启动电池箱内的＂电池开关＂。
⑷同时按逆变器＂ON＂及＂回车键＂3秒，此时逆并器启动约
30秒后电压建立，＂逆变器电磁接触器＂闭合，此时负载由逆变器供电LCD画面显示＂UPS＂正常。 ⑸启动＂UPS＂输出开关。 停机程序
此操作程序所切断一切电源供应，请先确认负载已关闭 ⑴关闭＂UPS＂输出开关。
⑵按逆变器＂OFF＂及＂回车键＂3秒，若此时旁路电源正常，UPS转由旁路电源供电。
⑶切断在电池箱内的＂电池开关＂ ⑷切断＂整流器输入＂开关。
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⑸等5—10分钟电容放电完毕后切断＂备用电源输入＂开关。 7.联锁
重瓦斯 过流 速断 压力释放 二只快熔断 主水压力＜0.06Mpa 直流母线温度过高 过流（直流电流＞17.2KA） 控制电路停电 工艺联锁 OR OR OR 高压开关断开 OR 整流柜脉冲封锁 纯水水温＞45℃ 一只快熔断 纯水水压＞0.25Mpa 纯水水位低 柜潮湿 直流绝缘降低 副水压力低 系统报警 变压器轻瓦斯 变压器油温高 极化电源故障 水泵故障 油风冷却器开关 刀开关未全投 - 11 -
四事故处理
1.相关知识
⑴交流电：简写AC，是指大小和方向都发生周期性变化的电流，因为周期电流在一个周期内的运行平均值均为零，称为交变电流，简称交流电。
⑵直流电：简写DC，是指方向和时间不做周期性变化的电流。但电流大小可能不固定，而产生波形又称恒定电流。 ⑶整流变压器：作为整流装置电源用的变压器，称为整流变压器
⑷晶闸管：是晶体闸流管的简称，又可称作可控硅整流器 ⑸UPS：即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源.
⑹国家规定安全电压：6V、12V、24V、36V、42V ⑺电度乘数=电流互感器变比×电压互感器变比
=（400/5）×（35000/100) =28000
⑻直流电耗=电流（I）×电压（U）×时间
交流电耗=电流（I）×电压（U）×√3×功率因数*时间 ⑼变压器储油柜的油位表，一般标有+40℃，+20℃，-30℃三条线，分别表示使用地点环境在最高时，年平均温度下满载时和最低温度下空载时的油位线。
⑽电解槽故障接地电压达到±10V，发出报警信号;接地电压达
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到±30V时跳闸。
⑾接到整流变压器交流电网电压需要符合什么条件？
①电压波形成近似正弦曲线
②幅值波动范围不超过±5%，短暂1秒钟波动范围不超过±10% ③频率50HZ，变动范围不超过1% ④三相电压进似对称
⑿极化电源的备用电源有哪些要求？
极化电源时保护电解槽的重要设备，防止电解槽槽电压上升的重要工艺。极化电源的负荷属于一级负荷中的特别重要负荷。由于电解槽发生的原电池反应是瞬间发生的，它的备用电源最好是采用UPS不间断电源，这样能保证不间断供电。但是由于UPS电源成本过高，很多厂家并不一定能够接受。对于规模大、供电条件好的厂家可选用可靠的双电源，双电源必须是两路不相干的电源，双电源自动投切时间应尽可能的短，以减少对电解槽的伤害程度。
⒀在整流变压器运行过程中，操作人员如何控制变压器的上层油温？
①油面温度一般不超过85℃,最高不超过95℃； ②油面温升一般不超过45℃,最高不超过55℃； ③水冷却器的进口水温一般不超过25℃；
④距离地面1.5m—2m，离地面高度等于变压器油箱高度的1/2处安装温度计，测得的室温不得高出室内其他范围温度5℃以上。
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夏季变压器下部入口空气与上部出口空气温度之差不得大于15℃，否则应采取通风措施。
⒂变压器发生那些故障需立即停电检修？
①压力释放阀动作和贮油柜冒油，＂重瓦斯＂保护动作等 ②变压器油的闪点较以往记录降低5℃以上，或油色浑浊，有游离碳存在等
③套管有严重放电或损伤
④变压器内部噪声增大，响声不均匀或有爆裂声、噼啪声等 ⑤正常条件下油温不正常或不断上升 ⑥严重漏油使贮油柜内的油面低于最低油面线
⒃三相桥式整流电路
2.常见问题
⑴在什么情况下可不通知调度采取紧急停车？
①当有人员触电
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②整流柜水管破裂 ③电缆头放电严重
⑵主水压力大于副水压力的作用？
只有主水压力大于副水压力的情况下，即使热交换器出现渗漏情况，副水也不会串入主水，而引起主水水压下降，电阻率降低，否则热交换器一旦出现渗漏，副水就会串入主水，主水水质很快下降，整流柜水路出现结垢，影响整流柜内元件的冷却
⑶出现连续升降档时应如何处理？
当需升档或降档时，出现连续升降两档时，应立即按下调档急停开关，向调度汇报。然后到变压室手动操作调档开关，配合维修人员查明情况 ⑷停副水如何处理？
①与电解调度联系准备停车 ②计划停车后关纯水泵 ③与循环水站联系，查明原因
⑸水套外表有水珠出现如何处理？
现象：整流柜内冷却纯水温度低于周围空气温度、温差比较大时，水套外表有水珠出现，即整流柜＂出汗＂
处理：关小副水进水阀门，减小副水压力，整流柜温度上升与周围空气温度接近时，整流柜＂出汗＂现象即会消失 ⑹水温过高是由什么原因引起的？
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①副水温度高 ②副水压力低
③纯水冷却水泵的热量交换器内部堵塞，热量交换不明显
⑺电流波动的原因是什么？
①直流电流互感器不正常 ②触发脉冲不正常 ③工作控制器不正常 ④UPS电源异常 ⑤同步电源异常 ⑥电网电压波动
⑻吸湿剂的作用是什么？
吸湿剂也叫呼吸器，内装硅胶氯化钙等，吸湿剂上端经联管引入油枕，最高油面上、下端有孔与大气相通。当油枕的油随变压器油温变化时，其正方的空气通过呼吸器进行呼吸，滤除进入油枕空气中的灰尘和潮气
⑼极化电源故障指示灯亮是表示何种故障？ 快熔熔断，过流缺相
⑽变压器为什么会有气体产生？
变压器的油长时间在高温下运行，油会发生化学反应放出瓦斯气体，导致变压器油变质，绝缘性能降低 ⑾整流柜过流、过压时什么原因引起的？
当晶闸管出现元件误导通或击穿、电解槽负荷增大等，都会导
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致流过整流元件的电流大大超过其正常工作电流即过电流 当雷电侵袭、有载档开关调节档位、触点接触不好、电网波动、开关操作等都会引起过电压。 ⑿变压器着火如何处理？
如果变压器着火时应立即断开各侧油开关，切断风扇电动机电源，用灭火器灭火。不能熄灭时将排油阀打开排除变压器内的油。 3事故案例
事故案例一
内容：1#整流柜漏水，造成降电流至＂0＂停1、2整流柜 经过：2012年9月23日19时操作工程孝林按时巡检至整流水泵
房1整流柜下时看见二楼往一楼漏水就赶快上二楼，发现1#整流柜里漏水就通知主岗李晨去处理，李晨去后发现漏水点在整流柜里靠整流变压器一侧有电无法处理，随后立刻通知工段长付鹏杰、车间主任（值班领导）刘俊文，电话中付鹏杰指挥李晨往1#高位水箱补水，为保证1、2整流柜不会因1整流柜漏水全部跳停，付鹏杰赶到厂里后将1整流柜电流拉到0关1
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整流柜冷却水进出口阀门，刘俊文通知调度把2整流柜电流慢慢降至＂0＂付鹏杰停1#整流变真空断路器，程孝林爬进整流柜发现漏水处管卡腐蚀，就更换管卡，检查并紧固其他管卡，20时23分通知调度送电开车。
整改措施：1.开车以前对整流柜要认真仔细检查，发现管卡有问
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题要及时处理。
2.检修期间要对整流柜内的蛇皮管管卡加固，发现有损伤生锈
的管卡要及时更换。
2内容：纯水冷却器控制柜内断路器坏，整流柜水压低，脉冲封锁停车。
经过：2011年10月27日10:40分控制室电脑报警，显示为5、
6整流柜水压低脉冲封锁，3纯水冷却器故障，主岗王艳丽马上去现场检查发现3纯水冷却器水泵停，水压低报警灯亮，就准备启动3纯水冷却器水泵，发现启动不了，就马上电话通知工段长和电工，等到工段长和电工赶到以后，经过仔细查看，发现水泵控制柜内断路器坏，造成水泵断电引起5、6整流柜水压低脉冲封锁停车，就马上更换新的断路器检查无误后通知调度准备开车。 整改措施
1.操作工巡检要检查到位，每个开关都要认真检查发热、放电等现象，要及时汇报并处理
2.电工要定期检查，维护好每台设备，开关灯有问题要及时处理 事故案例三
内容：1#整流柜可控硅击穿快熔熔断，脉冲封锁停车 经过：2008年9月22日1、2整流柜升电流至13KA
2008年9月23日13时40分控制室电脑显示1#整流柜快熔熔
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断，脉冲封锁停车，检查后发现整流柜内1条支路、3个晶闸管分流不均匀造成1个晶闸管先过电流击穿，后2个晶闸管也过流击穿导致快熔熔断停车，马上更换新的晶闸管快熔检查无误通知调度准备开车 整改措施：
整流柜新开车在运行高电流之前要对每个晶闸管的均流情况进行检查，检查合格后方可升高电流 事故案例四：
内容：整流柜内直流母排长时间振动磨损柜内蛇皮管造成漏水导致降电流停车。
经过：2009年10月20日9时50分巡检工至二楼5#整流柜附近时发现有水往外喷，就迅速打开3高位水箱补水开关，并通知工段长和调度，等工段长到现场后发现水流过大不能检查，果断通知调度，并开始降电流，等电流降至0后，并关高位水箱进水阀门，并关闭整流柜冷却水进出口阀门，进入5整流柜内发现有一根和直流母排紧靠着的水管被磨出了个大洞，就马上更换新的蛇皮管并固定，让其与直流母排隔离一定距离检查无误后，通知调度准备开车。
整改措施：1.检修时仔细查看所有蛇皮管是否磨损 2.检修时仔细查看蛇皮管和母排之间的间隙
3.检修时将母排接头上的螺丝紧固，尽量减小所有母排的振动频率
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事故案例五：内容：下雨漏水至传感器上造成电流波动停车 经过：2011年4月20日22时遥控屏上6整流柜的电流开始大幅度波动。随后电流显示脉冲封锁停车，随即冒雨到现场查看，发现二楼6整流柜所对应的传感器上方正在往传感器上漏水，导致传感器短路停电，随后赶紧把里面的水清理干净，并在传感器上用塑料布盖好，防止二次进水导致再次停车 整改措施：
将传感器上面的房屋收缩缝用沥青和油毡纸糊严防止漏水且注意在下雨的时候加强巡检防止事故再次发生 事故案例六
内容：电工停错泵造成纯水冷却器水泵停，水压低停车
经过：2007年6月20日电工在离子膜维修机泵时需要停电维修， 随后就去配电室拉闸，不小心错把纯水冷却泵当成要维修的机泵拉闸了，致使整流柜水压低造成停车 整改措施：
操作设备时应该谨慎等确认无误后方可进行操作，停重要设备时要两个人同时进行，等确认无误后方可操作 事故案例七
内容：整流水管路结露严重停车
经过：2007年7月23日20:00厂用动力电全停，造成整流停车，后动力电恢复开车升电流，当电流升至20000A时整流故障停车，经查发现整流柜内循环水管外有大量水珠流至整流元件，导致
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短路烧坏晶闸管，脉冲分配器后停车
整改措施：在故障停车后，应关闭副水阀门，在开车后看好纯水温度不要太低，环境温度高纯水温度低是造成结露的主要原因 事故案例八
内容35KV系统接地事故
经过：2011年3月30日10时30分调度通知35KV系统出现接地现象，经查341、342系统PT柜均出现35KV系统接地，后电厂经接选线查出342系统35KV接地，然后调度通知开始降342系统负荷，当电流降至4KA时，电气车间通知拉342PT柜，随后到高压室往外拉PT柜，在拉的一瞬间产生弧光短路，造成全线停车，幸为造成人员伤亡 事故整改措施
1.当35KV系统接地时不能拉出PT柜 2.不能带负荷拉隔离开关 事故案例九
内容：＂水压降低＂事故
经过：2011年3月18日14时06分新系统＂水压降低＂停车，变压器跳停，经查实因为高位水箱加水阀门不严，高位水箱水位高外出溢水，在水系统放水阀门往外放水时，忘记关闭阀门致使水系统水位降至0缺水致水压降低停车
整改措施：开启阀门排水后，记得关，对自己工段的主要设备和重要设备及时认真的巡检使事故发生率降至最低。
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事故案例十
内容：投极化电流造成控制柜跳闸
经过：2012年3月10日9时许，离子膜电解槽B槽一切准备就绪准备开车，接离子膜通知后，去现场投送极化电源，等极化投好以后顺带巡检其他整流柜是否正常工作，发现4#整流控制柜和6#整流控制柜处于分闸状态，于是赶紧汇报工段长，等工段长来了以后，分析是因为极化和控制柜用的同一台UPS备用不间断电源，由于UPS备用不间断电源容量有点低导致在极化投送的瞬间负荷压力过大自动采取降低负荷保护，致使4、6整流控制柜跳闸停车
整改措施：1.极化投送时缓慢将电流升至所需电流 2.将极化的UPS和控制柜的UPS分开接
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4.应急预案
⑴电缆绝缘击穿着火 A故障特征： 电缆击穿、着火 B处理
①立即按下紧急停车按钮 ②切断着火电缆电源 ③用干粉灭火器灭火 ④向调度及相关领导报告情况
⑤将该电缆头进行冷缩或热缩接头连接
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⑥清理现场恢复送电 ⑦加强设备巡检，作好记录
⑵变压器有载调压开关自动连续调档 A故障特征
①调档指示灯亮
②档位显示器数码连续变换
③变压器二电压发生变化，整流变直流输出电压，电流均发生变压。
B处理
①立即按下调档停止按钮，若无效立即切断有载开关交流电源，在故障未排除前严禁送电,并且挂牌. ②手动将调档开关恢复到正常位置.
③检查调档开关操作机构,特别是凸轮转换机构、行程开关、紧急停车按钮、调档按键、空气开关及相关回路。发现并排除故障，此时方可恢复其操作电源，但尽量不要调档，必须调档时需向领导请示，并制定必要的应变措施。
④有停电检修机会时，要对调压开关进行抽芯检查，重点是接点的过度电阻
⑤未检修前加强对变压器有载调压开关的巡检 ⑥做好值班记录
⑶二次回路直流接地 A故障特征：
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①绝缘监视信号报警
②监视直流母线正极对地或负极对地电压发生变化，而正负极之间的电压保持不变。
B处理：
①解除绝缘监视报警音响
②通过计算机确定直流系统那一极接地 ③向有关人员报告情况 ④查明接地点并消除接地
⑷整流柜水管破裂 A.故障特征：
整流柜水管破裂，水压迅速降低 B处理
①立即按下紧急停车按钮 ②查明水管破裂点，更换蛇皮管 ③清理现场，准备开车
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