一种电解铝厂电解槽光伏直流接入母线系统的制作方法

本发明属于电解铝厂新能源供电，尤其涉及一种电解铝厂电解槽光伏直流接入母线系统。

背景技术：

1、我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，能源将近76%由煤炭供给，这种过度依赖化石燃料的能源结构已经造成了很大的环境、经济、社会负面影响。电解铝厂作为高耗能企业，其能源消耗一直是各地区的用电大户，以光伏发电为代表的绿色新能源发电逐渐成为各铝厂的用电选择。

2、传统的光伏发电过程主要由逆变器以及升压变压器将光伏板发出的直流电转化为交流电，再调压供给负荷侧使用。若按照传统的方式，光伏发电系统将电能供给电解槽用电，存在先逆变（直流转换为交流），再整流（交流转换为直流）的环节，造成用电效率的降低，越来越多铝厂尝试将光伏发电系统发出的直流电直接应用于电解槽供电，同时保证两者系统之间连接的可靠性和安全性，最大程度发挥绿电的优势。因此，如何实现光伏发电系统与电解铝厂电解槽供电系统可靠地连接至关重要。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种电解铝厂电解槽光伏直流接入母线系统，保证光伏发电系统与电解铝厂电解槽供电系统可靠地连接，提高光伏发电的电能利用效率。

2、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

3、一种电解铝厂电解槽光伏直流接入母线系统，光伏直流接入母线系统一端与光伏发电系统相连，另一端与电解槽的供电系统相连，光伏发电系统的正、负极母线保护柜的输出端通过输出端软连接装置与铝制矩形母线相连，各母线段之间通过母线软连接装置和/或母线硬连接装置相连接，在直流汇流母线接入处铝制矩形母线与直流隔离开关的输入端相连，直流隔离开关的输入端与铝制矩形母线相连，铝制矩形母线通过母线软连接装置与电解槽供电系统的直流汇流母线相连。

4、进一步地，所述直流隔离开关的输入端与铝制矩形母线相连的该段母线上设置直流电流传感器。

5、进一步地，所述输出端软连接装置使连接处的接触电流密度不高于0.1a/mm2，所述输出端软连接装置包括两片铝制连接板、两组铝薄片组，所述连接板一端与母线保护柜的输出端母排相连，另一端通过铝薄片组与铝制矩形母线相连，连接板上开设有与母线保护柜的输出端母排相匹配的螺栓孔。

6、进一步地，铝制矩形母线每段长度不长于6米，各母线段之间每30米母线长度内设置一处母线软连接装置，其余为母线硬连接装置。

7、进一步地，所述母线硬连接装置包括若干自上而下布置的铝板，所述铝板左右两边与铝制矩形母线相连。

8、进一步地，所述母线软连接装置包括两组铝薄片组，所述铝薄片组由若干片1mm厚的铝薄片组成。

9、进一步地，各铝制矩形母线每隔4~6米设置母线的支撑夹具，所述母线的支撑夹具包括母线活固定夹具和母线死固定夹具。

10、进一步地，母线连接的起点和终点设置母线死固定夹具，其余位置设置母线活固定夹具。

11、进一步地，所述母线活固定夹具由远离母线方向向母线方向包括依次连接的槽钢a、钢板a、支柱绝缘子a、槽钢b、钢板b，钢板b上设有相互垂直连接的钢板c和钢板d，钢板d为l型钢板，钢板c为三角形钢板，钢板c与钢板d垂直连接后形成支护结构，钢板c与钢板d同时垂直于钢板b，两组支护结构与钢板b之间形成母线槽a，母线插入母线槽a内。

12、进一步地，所述母线死固定夹具在母线下方由远离母线方向向母线方向包括依次连接的槽钢c、钢板e、支柱绝缘子b、槽钢d、钢板f，所述钢板f上方设有一对垂直于钢板f的槽钢e，一对槽钢e及钢板f围成母线槽b，母线置于母线槽b内，母线顶部设有角钢母线夹，角钢母线夹与槽钢e之间经长螺栓固定连接，使母线固定。

13、本发明的有益效果是：

14、1、本发明的电解铝厂电解槽光伏直流接入母线系统能够提高光伏发电的电能利用效率，将光伏发电输出的直流电直接应用于电解槽供电，减少设备投资；

15、2、本发明的电解铝厂电解槽光伏直流接入母线系统不需要改变电解槽原有供电系统配置，不仅适用于新建电解铝厂，同样适用于现有电解铝厂的升级改造；

16、3、本发明的电解铝厂电解槽光伏直流接入母线系统综合考虑了母线的热膨胀受力、施工偏差等问题，通过结合应用母线活固定夹具和死固定夹具以及母线软连接装置，解决了硬母线连接施工难的问题；

17、4、本发明通过在母线接入处设置隔离开关，实现在发电系统停运时，光伏发电系统与电解槽直流供电系统分离，保证检修的安全性；

18、5、本发明通过在母线接入处设置电流传感器，实现对光伏直流接入系统的电量计量。

技术特征：

1.一种电解铝厂电解槽光伏直流接入母线系统，光伏直流接入母线系统一端与光伏发电系统相连，另一端与电解槽的供电系统相连，其特征在于：光伏发电系统的正、负极母线保护柜的输出端通过输出端软连接装置与铝制矩形母线相连，各母线段之间通过母线软连接装置和/或母线硬连接装置相连接，在直流汇流母线接入处铝制矩形母线与直流隔离开关的输入端相连，直流隔离开关的输入端与铝制矩形母线相连，铝制矩形母线通过母线软连接装置与电解槽供电系统的直流汇流母线相连。

2.根据权利要求1所述的一种电解铝厂电解槽光伏直流接入母线系统，其特征在于：所述直流隔离开关的输入端与铝制矩形母线相连的该段母线上设置直流电流传感器。

3.根据权利要求1所述的一种电解铝厂电解槽光伏直流接入母线系统，其特征在于：所述输出端软连接装置使连接处的接触电流密度不高于0.1a/mm2，所述输出端软连接装置包括两片铝制连接板、两组铝薄片组，所述连接板一端与母线保护柜的输出端母排相连，另一端通过铝薄片组与铝制矩形母线相连，连接板上开设有与母线保护柜的输出端母排相匹配的螺栓孔。

4.根据权利要求1所述的一种电解铝厂电解槽光伏直流接入母线系统，其特征在于：铝制矩形母线每段长度不长于6米，各母线段之间每30米母线长度内设置一处母线软连接装置，其余为母线硬连接装置。

5.根据权利要求1或4所述的一种电解铝厂电解槽光伏直流接入母线系统，其特征在于：所述母线硬连接装置包括若干自上而下布置的铝板，所述铝板左右两边与铝制矩形母线相连。

6.根据权利要求1或4所述的一种电解铝厂电解槽光伏直流接入母线系统，其特征在于：所述母线软连接装置包括两组铝薄片组，所述铝薄片组由若干片1mm厚的铝薄片组成。

7.根据权利要求1所述的一种电解铝厂电解槽光伏直流接入母线系统，其特征在于：各铝制矩形母线每隔4~6米设置母线的支撑夹具，所述母线的支撑夹具包括母线活固定夹具和母线死固定夹具。

8.根据权利要求7所述的一种电解铝厂电解槽光伏直流接入母线系统，其特征在于：母线连接的起点和终点设置母线死固定夹具，其余位置设置母线活固定夹具。

9.根据权利要求1或7或8所述的一种电解铝厂电解槽光伏直流接入母线系统，其特征在于：所述母线活固定夹具由远离母线方向向母线方向包括依次连接的槽钢a、钢板a、支柱绝缘子a、槽钢b、钢板b，钢板b上设有相互垂直连接的钢板c和钢板d，钢板d为l型钢板，钢板c为三角形钢板，钢板c与钢板d垂直连接后形成支护结构，钢板c与钢板d同时垂直于钢板b，两组支护结构与钢板b之间形成母线槽a，母线插入母线槽a内。

10.根据权利要求1或7或8所述的一种电解铝厂电解槽光伏直流接入母线系统，其特征在于：所述母线死固定夹具在母线下方由远离母线方向向母线方向包括依次连接的槽钢c、钢板e、支柱绝缘子b、槽钢d、钢板f，所述钢板f上方设有一对垂直于钢板f的槽钢e，一对槽钢e及钢板f围成母线槽b，母线置于母线槽b内，母线顶部设有角钢母线夹，角钢母线夹与槽钢e之间经长螺栓固定连接，使母线固定。

技术总结一种电解铝厂电解槽光伏直流接入母线系统，属于电解铝厂新能源供电技术领域，光伏直流接入母线系统一端与光伏发电系统相连，另一端与电解槽的供电系统相连，光伏发电系统的正、负极母线保护柜的输出端通过输出端软连接装置与铝制矩形母线相连，各母线段之间通过母线软连接装置和/或母线硬连接装置相连接，在直流汇流母线接入处铝制矩形母线与直流隔离开关的输入端相连，直流隔离开关的输入端与铝制矩形母线相连，铝制矩形母线通过母线软连接装置与电解槽供电系统的直流汇流母线相连。本发明保证光伏发电系统与电解铝厂电解槽供电系统可靠地连接，提高光伏发电的电能利用效率。技术研发人员：刘春昊,刘志元,祝赫名,雷振川受保护的技术使用者：沈阳铝镁设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10