المعدات الكهربائية وأتمتة محطات التحليل الكهربائي
عادة ما يتم توصيل جميع الأقطاب الكهربائية في حمامات التحليل الكهربائي بالتوازي ، بحيث يتكون تيار المحلل الكهربائي من مجموع تيارات الأزواج الفردية من الأقطاب الكهربائية: على العكس من ذلك ، فإن الجهد في الحمام يساوي الجهد في أزواج الأقطاب الكهربائية . حمامات التحليل الكهربائي ، بدورها ، موصولة على التوالي ، بحيث يصل الجهد الكلي للتركيب إلى مئات الفولتات. الاستثناء هو تركيبات التحلل المائي التي يتم إجراؤها على مبدأ مكبس الترشيح ، حيث يتم توصيل جميع الأقطاب الكهربائية في سلسلة.
نظرًا لحقيقة أن التيارات في النباتات المُحللة كهربائياً وأحجام النباتات كبيرة ، فإن نظام الرصاص الحالي متفرع تمامًا ، مع وجود عدد كبير من جهات الاتصال.
في التين. يوضح الشكل 1 مخطط بسبار لحمام التحليل الكهربائي من الألومنيوم. كما ترى ، فهو معقد للغاية ، حيث يوفر مصدر طاقة ثنائي الاتجاه من خلال حزم الحافلات القوية واستخدام معوضات التمدد الحراري المرنة.بالإضافة إلى ذلك ، في حالة الحاجة إلى فصل الحمامات أثناء الإصلاحات ، يتم توفير وصلات ربط تربط حزم الكاثود لحوضين متجاورين ، وبالتالي إزالة أحدهما.
أرز. 1. Busbar لحمام التحليل الكهربائي من الألومنيوم مع أنود واحد مستمر وإمداد تيار جانبي: 1 - رافع الأنود ، 2 - قضيب توصيل الأنود ، 3 - قضيب توزيع التعويض ، 4 - قضبان توصيل أنود مرنة ، 5 - ملامس قضيب توصيل ، 6 - قضيب بسبار كاثود ، 7 - ناقل كاثود مرن ، 8 - ناقل كاثود حزمة.
يستخدم الألمنيوم والنحاس كمواد للقضبان ، وغالبًا ما يستخدم الحديد. كثافة التيار الاقتصادي عند التحليل الكهربائي هي 0.3 - 0.4 لقضبان التوزيع المصنوعة من الألومنيوم ، 1.0 - 1.3 لقضبان التوزيع النحاسية ، 0.15 - 0.2 أمبير / مم 2 لقضبان التوصيل المصنوعة من الصلب والحديد الزهر.
يتم فحص المقطع العرضي للإطارات للتحقق من فقدان التوتر (لا يزيد عن 3٪) ، وللتدفئة (أقصى درجة حرارة 70 درجة مئوية عند درجة حرارة محيطة تبلغ 25 درجة مئوية) وللتحقق من القوة الميكانيكية. يتم إجراء اتصالات التلامس الثابتة عن طريق الضغط (يتم ضغط الإطارات بين لوحين من الصلب المصبوب ، وتشديدهما بمسامير) أو ملحومة. موصلات القابس مثبتة بمسامير. المشابك الإسفينية أو اللامركزية أكثر موثوقية وملاءمة.
نظرًا لقوتها العالية ، يتم تغذية محطات التحليل الكهربائي عادةً من شبكة عالية الجهد ، وتُستخدم محولات تنحي خاصة لمطابقة جهد الإمداد بجهد المحطات من خلال تزويد وحدات التحويل لتحويل التيار المتردد ثلاثي الأطوار إلى تيار مباشر .
تُستخدم مقومات أشباه الموصلات ذات التنظيم السلس للجهد لتشغيل محطات التحليل الكهربائي بطاقة عالية ، نظرًا لأن كفاءتها عالية (98-99٪) ، فهي أكثر موثوقية ومتانة ، وسهلة الصيانة ، وجاهزة باستمرار للتشغيل ، وصامتة وخالية من الانبعاثات السامة.
عند إنشاء محطات تحليل كهربائي قوية ، من الضروري تضمين صمامات أشباه الموصلات بشكل متوازٍ ، وفي بعض الأحيان متسلسلة ، مما يسبب صعوبات بسبب تشتت معين لخصائصها. لموازنة التوزيع الحالي بين الصمامات في الاتصال المتوازي والجهد المتسلسل ، يتم استخدام حلول دارة خاصة.
نظرًا لأن صمامات أشباه الموصلات غير قادرة على تحمل الأحمال الزائدة الحالية والجهدية الكبيرة ، يتم استخدام أجهزة حماية خاصة تقصر الصمامات في حالة حدوث عطل وإيقاف تشغيلها عند حدوث زيادة خطيرة في الجهد أو تيار التشغيل.
لا يمكن تنظيم الجهد المعدل في التركيبات ذات الصمامات الثنائية شبه الموصلة إلا على جانب التيار المتردد. لهذا الغرض ، يتم استخدام تبديل خطوات الجهد لمحول التنحي الرئيسي أو محول تحكم خاص مع مفتاح خطوة بعيد. يتم تضمين مفاعل التشبع في كل ذراع من جسر المعدل لتنظيم الجهد بشكل سلس.
يتم تنفيذ ترتيب الصمامات عادةً في خزانات مُصنَّعة للتيارات من 13000 و 25000 أمبير وللجهد المعدل من 300 إلى 465 فولت. يمكن أن يكون تبريد خزانات المعدل الهواء أو الماء.
يمكن إجراء الضبط التلقائي لوحدات المحول بثلاث طرق: للجهد الثابت ، للطاقة الثابتة ، للتيار الثابت.
يوفر تنظيم جهد التيار المستمر أيضًا تيارًا ثابتًا للعمليات التي لا توجد فيها تأثيرات الأنود. بالنسبة لمحطات التحليل الكهربائي للألمنيوم ، فإن مثل هذا النظام غير مرضٍ ، لأنه مع ظهور تأثيرات أنوديك ، ينخفض التيار في سلسلة من الحمامات وتقل إنتاجية الحمامات ، خاصة مع التأثيرات الأنودية المتزامنة في العديد من الحمامات. في هذه الحالة ، ليس فقط إنتاجية سلسلة من الحمامات يمكن أن تنخفض بنسبة 20-30 ٪ ، ولكن أيضًا يتم إزعاج الوضع الحراري لتشغيل حمامات التحليل الكهربائي.
في تنظيم الطاقة المستمر ، يتم الحفاظ على الأخير بواسطة منظم ثابت ؛ في الحالة المذكورة أعلاه ، ينخفض تيار السلسلة ولكن أقل مما كان عليه في الحالة السابقة حيث يقوم المنظم بزيادة الجهد. مع هذا التنظيم ، لا توجد تغييرات في استهلاك الطاقة ، وهو أمر مرغوب فيه لنظام الطاقة ، ولكنه يتطلب هامش جهد في محطة التحويل الفرعية.
تنظيم DC هو الأفضل من حيث تلبية متطلبات العملية. ومع ذلك ، مع مثل هذا التنظيم ، في حالة انخفاض الجهد في شبكة الإمداد أو ظهور تأثير الأنود ، يزيد المنظم من جهد الإمداد ويزيد استهلاك الطاقة. لذلك ، يتطلب نظام التحكم هذا كلاً من احتياطيات الجهد والطاقة في محطة المحول الفرعية (عادةً في حدود 7-10٪).
في الآونة الأخيرة ، بدأ العمل على استخدام مصادر التيار البارامترية لتشغيل محطات التحليل الكهربائي ، حيث يحدث تأثير الأنود ، والذي يعمل تلقائيًا على تثبيت التيار المتردد بغض النظر عن التغيرات في مقاومته.
عادة ، يتم تثبيت حمامات التحليل الكهربائي على طول محور هيكل المبنى في صفين أو أربعة صفوف ، ويتم توصيل محطة الطاقة الفرعية بجسم الحمام من خلال قنوات الحافلات في قنوات الحافلات أو عن طريق المنحدرات. داخل السكن ، توجد القضبان في قنوات بسبار على جانبي الخلايا.
رسم تخطيطي لحركة الأيونات أثناء التحليل الكهربائي للنحاس - يُسكب محلول كبريتات النحاس في وعاء ويتم إنزال لوحين نحاسيين (أقطاب كهربائية) فيه. تتم مناقشة العمليات التي تحدث أثناء التحليل الكهربائي في المقالات ما هو التحليل الكهربائي و التحليل الكهربائي - أمثلة حسابية.