本發(fā)明屬于電解鋁廠新能源供電，尤其涉及一種電解鋁廠電解槽光伏直流接入母線系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、我國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，能源將近76%由煤炭供給，這種過度依賴化石燃料的能源結(jié)構(gòu)已經(jīng)造成了很大的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)負(fù)面影響。電解鋁廠作為高耗能企業(yè)，其能源消耗一直是各地區(qū)的用電大戶，以光伏發(fā)電為代表的綠色新能源發(fā)電逐漸成為各鋁廠的用電選擇。

2、傳統(tǒng)的光伏發(fā)電過程主要由逆變器以及升壓變壓器將光伏板發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，再調(diào)壓供給負(fù)荷側(cè)使用。若按照傳統(tǒng)的方式，光伏發(fā)電系統(tǒng)將電能供給電解槽用電，存在先逆變（直流轉(zhuǎn)換為交流），再整流（交流轉(zhuǎn)換為直流）的環(huán)節(jié)，造成用電效率的降低，越來(lái)越多鋁廠嘗試將光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的直流電直接應(yīng)用于電解槽供電，同時(shí)保證兩者系統(tǒng)之間連接的可靠性和安全性，最大程度發(fā)揮綠電的優(yōu)勢(shì)。因此，如何實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)與電解鋁廠電解槽供電系統(tǒng)可靠地連接至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)、不足，本發(fā)明提供一種電解鋁廠電解槽光伏直流接入母線系統(tǒng)，保證光伏發(fā)電系統(tǒng)與電解鋁廠電解槽供電系統(tǒng)可靠地連接，提高光伏發(fā)電的電能利用效率。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案包括：

3、一種電解鋁廠電解槽光伏直流接入母線系統(tǒng)，光伏直流接入母線系統(tǒng)一端與光伏發(fā)電系統(tǒng)相連，另一端與電解槽的供電系統(tǒng)相連，光伏發(fā)電系統(tǒng)的正、負(fù)極母線保護(hù)柜的輸出端通過輸出端軟連接裝置與鋁制矩形母線相連，各母線段之間通過母線軟連接裝置和/或母線硬連接裝置相連接，在直流匯流母線接入處鋁制矩形母線與直流隔離開關(guān)的輸入端相連，直流隔離開關(guān)的輸入端與鋁制矩形母線相連，鋁制矩形母線通過母線軟連接裝置與電解槽供電系統(tǒng)的直流匯流母線相連。

4、進(jìn)一步地，所述直流隔離開關(guān)的輸入端與鋁制矩形母線相連的該段母線上設(shè)置直流電流傳感器。

5、進(jìn)一步地，所述輸出端軟連接裝置使連接處的接觸電流密度不高于0.1a/mm2，所述輸出端軟連接裝置包括兩片鋁制連接板、兩組鋁薄片組，所述連接板一端與母線保護(hù)柜的輸出端母排相連，另一端通過鋁薄片組與鋁制矩形母線相連，連接板上開設(shè)有與母線保護(hù)柜的輸出端母排相匹配的螺栓孔。

6、進(jìn)一步地，鋁制矩形母線每段長(zhǎng)度不長(zhǎng)于6米，各母線段之間每30米母線長(zhǎng)度內(nèi)設(shè)置一處母線軟連接裝置，其余為母線硬連接裝置。

7、進(jìn)一步地，所述母線硬連接裝置包括若干自上而下布置的鋁板，所述鋁板左右兩邊與鋁制矩形母線相連。

8、進(jìn)一步地，所述母線軟連接裝置包括兩組鋁薄片組，所述鋁薄片組由若干片1mm厚的鋁薄片組成。

9、進(jìn)一步地，各鋁制矩形母線每隔4~6米設(shè)置母線的支撐夾具，所述母線的支撐夾具包括母線活固定夾具和母線死固定夾具。

10、進(jìn)一步地，母線連接的起點(diǎn)和終點(diǎn)設(shè)置母線死固定夾具，其余位置設(shè)置母線活固定夾具。

11、進(jìn)一步地，所述母線活固定夾具由遠(yuǎn)離母線方向向母線方向包括依次連接的槽鋼a、鋼板a、支柱絕緣子a、槽鋼b、鋼板b，鋼板b上設(shè)有相互垂直連接的鋼板c和鋼板d，鋼板d為l型鋼板，鋼板c為三角形鋼板，鋼板c與鋼板d垂直連接后形成支護(hù)結(jié)構(gòu)，鋼板c與鋼板d同時(shí)垂直于鋼板b，兩組支護(hù)結(jié)構(gòu)與鋼板b之間形成母線槽a，母線插入母線槽a內(nèi)。

12、進(jìn)一步地，所述母線死固定夾具在母線下方由遠(yuǎn)離母線方向向母線方向包括依次連接的槽鋼c、鋼板e(cuò)、支柱絕緣子b、槽鋼d、鋼板f，所述鋼板f上方設(shè)有一對(duì)垂直于鋼板f的槽鋼e，一對(duì)槽鋼e及鋼板f圍成母線槽b，母線置于母線槽b內(nèi)，母線頂部設(shè)有角鋼母線夾，角鋼母線夾與槽鋼e之間經(jīng)長(zhǎng)螺栓固定連接，使母線固定。

13、本發(fā)明的有益效果是：

14、1、本發(fā)明的電解鋁廠電解槽光伏直流接入母線系統(tǒng)能夠提高光伏發(fā)電的電能利用效率，將光伏發(fā)電輸出的直流電直接應(yīng)用于電解槽供電，減少設(shè)備投資；

15、2、本發(fā)明的電解鋁廠電解槽光伏直流接入母線系統(tǒng)不需要改變電解槽原有供電系統(tǒng)配置，不僅適用于新建電解鋁廠，同樣適用于現(xiàn)有電解鋁廠的升級(jí)改造；

16、3、本發(fā)明的電解鋁廠電解槽光伏直流接入母線系統(tǒng)綜合考慮了母線的熱膨脹受力、施工偏差等問題，通過結(jié)合應(yīng)用母線活固定夾具和死固定夾具以及母線軟連接裝置，解決了硬母線連接施工難的問題；

17、4、本發(fā)明通過在母線接入處設(shè)置隔離開關(guān)，實(shí)現(xiàn)在發(fā)電系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)，光伏發(fā)電系統(tǒng)與電解槽直流供電系統(tǒng)分離，保證檢修的安全性；

18、5、本發(fā)明通過在母線接入處設(shè)置電流傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏直流接入系統(tǒng)的電量計(jì)量。

技術(shù)特征：

1.一種電解鋁廠電解槽光伏直流接入母線系統(tǒng)，光伏直流接入母線系統(tǒng)一端與光伏發(fā)電系統(tǒng)相連，另一端與電解槽的供電系統(tǒng)相連，其特征在于：光伏發(fā)電系統(tǒng)的正、負(fù)極母線保護(hù)柜的輸出端通過輸出端軟連接裝置與鋁制矩形母線相連，各母線段之間通過母線軟連接裝置和/或母線硬連接裝置相連接，在直流匯流母線接入處鋁制矩形母線與直流隔離開關(guān)的輸入端相連，直流隔離開關(guān)的輸入端與鋁制矩形母線相連，鋁制矩形母線通過母線軟連接裝置與電解槽供電系統(tǒng)的直流匯流母線相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解鋁廠電解槽光伏直流接入母線系統(tǒng)，其特征在于：所述直流隔離開關(guān)的輸入端與鋁制矩形母線相連的該段母線上設(shè)置直流電流傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解鋁廠電解槽光伏直流接入母線系統(tǒng)，其特征在于：所述輸出端軟連接裝置使連接處的接觸電流密度不高于0.1a/mm2，所述輸出端軟連接裝置包括兩片鋁制連接板、兩組鋁薄片組，所述連接板一端與母線保護(hù)柜的輸出端母排相連，另一端通過鋁薄片組與鋁制矩形母線相連，連接板上開設(shè)有與母線保護(hù)柜的輸出端母排相匹配的螺栓孔。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解鋁廠電解槽光伏直流接入母線系統(tǒng)，其特征在于：鋁制矩形母線每段長(zhǎng)度不長(zhǎng)于6米，各母線段之間每30米母線長(zhǎng)度內(nèi)設(shè)置一處母線軟連接裝置，其余為母線硬連接裝置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種電解鋁廠電解槽光伏直流接入母線系統(tǒng)，其特征在于：所述母線硬連接裝置包括若干自上而下布置的鋁板，所述鋁板左右兩邊與鋁制矩形母線相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種電解鋁廠電解槽光伏直流接入母線系統(tǒng)，其特征在于：所述母線軟連接裝置包括兩組鋁薄片組，所述鋁薄片組由若干片1mm厚的鋁薄片組成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解鋁廠電解槽光伏直流接入母線系統(tǒng)，其特征在于：各鋁制矩形母線每隔4~6米設(shè)置母線的支撐夾具，所述母線的支撐夾具包括母線活固定夾具和母線死固定夾具。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種電解鋁廠電解槽光伏直流接入母線系統(tǒng)，其特征在于：母線連接的起點(diǎn)和終點(diǎn)設(shè)置母線死固定夾具，其余位置設(shè)置母線活固定夾具。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或7或8所述的一種電解鋁廠電解槽光伏直流接入母線系統(tǒng)，其特征在于：所述母線活固定夾具由遠(yuǎn)離母線方向向母線方向包括依次連接的槽鋼a、鋼板a、支柱絕緣子a、槽鋼b、鋼板b，鋼板b上設(shè)有相互垂直連接的鋼板c和鋼板d，鋼板d為l型鋼板，鋼板c為三角形鋼板，鋼板c與鋼板d垂直連接后形成支護(hù)結(jié)構(gòu)，鋼板c與鋼板d同時(shí)垂直于鋼板b，兩組支護(hù)結(jié)構(gòu)與鋼板b之間形成母線槽a，母線插入母線槽a內(nèi)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1或7或8所述的一種電解鋁廠電解槽光伏直流接入母線系統(tǒng)，其特征在于：所述母線死固定夾具在母線下方由遠(yuǎn)離母線方向向母線方向包括依次連接的槽鋼c、鋼板e(cuò)、支柱絕緣子b、槽鋼d、鋼板f，所述鋼板f上方設(shè)有一對(duì)垂直于鋼板f的槽鋼e，一對(duì)槽鋼e及鋼板f圍成母線槽b，母線置于母線槽b內(nèi)，母線頂部設(shè)有角鋼母線夾，角鋼母線夾與槽鋼e之間經(jīng)長(zhǎng)螺栓固定連接，使母線固定。

技術(shù)總結(jié)
一種電解鋁廠電解槽光伏直流接入母線系統(tǒng)，屬于電解鋁廠新能源供電技術(shù)領(lǐng)域，光伏直流接入母線系統(tǒng)一端與光伏發(fā)電系統(tǒng)相連，另一端與電解槽的供電系統(tǒng)相連，光伏發(fā)電系統(tǒng)的正、負(fù)極母線保護(hù)柜的輸出端通過輸出端軟連接裝置與鋁制矩形母線相連，各母線段之間通過母線軟連接裝置和/或母線硬連接裝置相連接，在直流匯流母線接入處鋁制矩形母線與直流隔離開關(guān)的輸入端相連，直流隔離開關(guān)的輸入端與鋁制矩形母線相連，鋁制矩形母線通過母線軟連接裝置與電解槽供電系統(tǒng)的直流匯流母線相連。本發(fā)明保證光伏發(fā)電系統(tǒng)與電解鋁廠電解槽供電系統(tǒng)可靠地連接，提高光伏發(fā)電的電能利用效率。

技術(shù)研發(fā)人員：劉春昊,劉志元,祝赫名,雷振川
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10