SU954524A1 - Method for measuring current leakages in a group of electrolyzers - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УТЕЧЕК ТОКА В СЕРИИ ЭЛЕКТРОЛИЗЕГОВ(54) METHOD FOR DETERMINING CURRENT LEAKAGE IN A SERIES OF ELECTROLYSEGES

Изобретение относитс  к даетной металлургии и может быть использовано при измерении утечек тока в землю серий электролизеров, например, в производстве алюмини . Известен дифференциальный метод измерени  утечек тока в землю в сери х электролизеров , основанный на измерении разности значений технологического тока в, начале и в конце контролируемого участка серии 1 . Недостатком способа  вл етс  трудность измерени  технологического тока на различных участках серии. Наиболее близким к пред)тагаемому по техн ческой сущности  вл етс  способ измерени  утечек токов при помощи щзштов 2. Технологический ток измер етс  в различных точках серии и по разности его значений в двух точках определ ют ток утечки группы электролизеров, наход щихс  между точками измерени . Измерение по этому способу требует изготовлени  и установки измерительных щунтов, что при значени х технологического тока в дес тки и сотни килоампер представл ет серьезные технические трудности. Цель изобретени  - снижение потерь электроэнергии и трудозатрат при измерени х. ; . I Указанна  цель достигаетс  тем, что способ определени  утечек тока, включающий измерени  тока серии и разности электрического потенциала , намеренной в различных местах серии дополн ет1г  измерением потенциала относительно земли в начале и конце серии и по их соотношению определ ют место положени  точки нулевого потенциала, вблизи которой, а также в начале (конце) серий выдел ют две грзтшы электролизеров, измер ют средние арифметические значени  падени  напр жени  на электролизерах дл  каждой группы, а дл  группы, расположенной в начале (конце) серии, - и среднее арифметическое значение сопротивлени , после чего вычисл ют величину тока утечки как отношение разности средних арифметических значений напр жений к среднему арифметическому значению сопротивлени  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 лени  электролизеров и электрохимические составл ющие их напр жений, величину утечек тока серии можно определить из выражени  , эгЧ ,,) J --ог иь . 31 „ где - утечки тока серии; Rg/,, Е - то же, соответственно напр  жение, сопротивление и электрохимическа  составл юща  напр жени  первого электролизера; Ug-j, Rjtj, то же, дл  электролизера в области нулевого потенциала. На реальных сери х сопротивление Л1юбого электролизера рассчитываетс  по току, измерен ному в начале серии. Поэтому расчетные значе ни  сопротивлений электролизеров равны их фактическим значени м лишь дл  электролизеров в начале (конце) серии. Кроме того, реальные сопротивлени  электролизеров и электрохимические составл ющие напр жений не одинаковы дл  различных электролизеров и непосто нны по времени. Наиболее существенное изменение, этих параметров происходит при анодных вспышках и нарушени х технологи Все 3to обуславливает недостаточно высоку точность измерени  утечек тока по единичным замерам. Дл  повышени  точности измерени  утечек тока необходимо пользоватьс  уфедненными данными, производ  одновременно замеры по группам электролизеров. Усредненные по большому количеству электролизеров и по времени замеры значений фактических сопротивлений электролизеров и электрохимических составл ющих напр жений одинаковы дл  различных групп электролизеров и посто нны во времени. При этом выражение (О преобразуетс  кТвиду /К К ly-nSi . . :, (а), и R, по где к - общее число измерений U g группам электролизеров;The invention relates to given metallurgy and can be used to measure the leakage of current into the earth of a series of electrolyzers, for example, in the production of aluminum. A differential method is known for measuring the leakage of current into the earth in a series of electrolysers, based on measuring the difference in technological current values at, at the beginning and at the end of the monitored section of the series 1. The disadvantage of the method is the difficulty of measuring the process current at different parts of the series. The closest to the previous essence is the method of measuring leakage currents with the help of the chips 2. Technological current is measured at different points of the series and the difference of its values at two points determines the leakage current of the group of electrolyzers located between the points of measurement. Measurement by this method requires the manufacture and installation of measuring shunt, which, at process current values of tens and hundreds of kiloamperes, presents serious technical difficulties. The purpose of the invention is to reduce energy losses and labor costs in measurements. ; . I This goal is achieved by the fact that the method of determining current leakages, including measurements of the current series and the electric potential difference, intended in different places of the series complements measuring the potential relative to the ground at the beginning and end of the series and determines the position of the point of zero potential by their ratio which, as well as at the beginning (end) of the series, separate two cell electrolyzers, measure the arithmetic mean values of the voltage drop across the electrolyzers for each group, and for the group located in the beginning (end) of the series, and the arithmetic average of the resistance, after which the leakage current is calculated as the ratio of the difference between the arithmetic mean of the voltages and the arithmetic mean of the resistance of the groups. electrolyzers. The method is based on the fact that, due to leakage of current into the ground, at the point of zero potential the technological current is less than the technological tOK at the beginning (end) of the series. When the actual resistances of the electrolyzers and the electrochemical components of their voltages are known, the magnitude of the leakage current of the series can be determined from the expression, egp, i.e., J --g. 31 „where - leakage current series; Rg / ,, Е - the same, respectively, voltage, resistance and electrochemical component of voltage of the first electrolyzer; Ug-j, Rjtj, the same for the electrolyzer in the region of zero potential. On a real series, the resistance of any electrolytic cell is calculated from the current measured at the beginning of the series. Therefore, the calculated values of the resistances of electrolyzers are equal to their actual values only for electrolyzers at the beginning (end) of the series. In addition, the actual resistances of the electrolyzers and the electrochemical components of the voltages are not the same for different electrolyzers and are not constant over time. The most significant change in these parameters occurs during anode flashes and technological disruptions. All 3to does not sufficiently high the accuracy of measuring current leakages from single measurements. To improve the accuracy of current leakage measurements, it is necessary to use the captured data, making simultaneous measurements on groups of electrolyzers. Averaged over a large number of electrolyzers and over time, measurements of the values of the actual resistances of the electrolyzers and the electrochemical components of the voltages are the same for different groups of electrolyzers and are constant in time. At the same time, the expression (О transforms kTvid / KK ly-nSi.:, (A), and R, where k is the total number of measurements of U g groups of electrolyzers;

I,I,

- напр жени  на электролизерах - voltage on electrolyzers

9i I группы (в начале серии) и на электролизерах П грутшы (в области нулевого потенциала); 9i I group (at the beginning of the series) and electrolyzers P groups (in the field of zero potential);

R, - усредненное сопротивление электролизера I группы, при«мR, - the average resistance of the electrolyzer group I, with "m

л г .-E RSA. (3).l g. -E RSA. (3).

15, .15, .

((

3i 15к5;;Г-, 3j3i 15к5 ;; Г-, 3j

(6)(6)

Claims (2)

В таблице приведете. результаты измерени«т утечек тока по четырем сери м /иш R, 3 Ом и к lOf). где Е - усредненное по группе электролизеров значение электрохимической составл ющей напр жени ; 3 - усредненное значение технологического тока в начале (конце) серии. Пример. Измер ют положительный U и отрицательный U потенциал относительно земли соответственно в начале и конце серии из.Ы электролизеров. Вычисл ют номер п электролизера относительно начала серии, имеющий нулевой потендаал, по выражению Задаютс  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. Измер ют к раз одновременно ток I электролиза на преобразовательной подстанции и напр жении u.. на электролизерах первой группы в период отсутстви  на них анодных вспышек. Вычисл ют среднее значение фактического сопротивлени  по выражению где Е - электрохимическа  составл юща  напр жени ; 5 - усредненное значение тока; к - кратность измерений. Одновременно к раз измер ют напр жение на электролизерах I и 2 групп в период отсутстви  на них анодных вспышек и вычисл ют величину утечек тока Лу серии по.выражению Из таблицы видно, что при хорошем состо нии изол ции (1 сери ). ток утечки составл ет 0,27 к А. При плохом состо нии изол ции (2-4 арии). ток утечки в среднем составл ет 1,2 кА. Своевргаленное обнаружени и измерение утечек тока позволит прин ть меры по улучшению состо ни  изол ции и снизить утечки тока на 0,93 кА. При среднем напр жении 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 оборудовани  (трансформаторов посто нного тока, шунтов), а использует штатную аппаратуру измерени  тока преобразовательной подстанции дл  измерени  тока и напр жени  на электролизерах. Измерени  не св заны с большими затрата ми труда и могут быть легко автоматизирова ны. Погрешность в определенни тока утечки не превышает 30%. Формула изобретени  Способ определени  утечек тока в серии электролизеров, включаюший измерение тока серии и разности электрического потенциала, замеренной в различных местах серии, о т л и-, чающийс  тем, что, с целью сннжени  потерь электроэнергии и трудозатрат на измерени , в начале и конце серии измер ют потенциалы относительно земли и по их соотношению определ ют место положени  точки нулевого потенциала, вблизи которой, а также в начале или в конце серии выдел ют две группы электролизеров , измер ют ередкмё арифметические значени  падени  напр жени  на электролизерах дл  каждой группы, а дл  группы, расположенной в начале или конце серии, - и среднее арифметическое значение сопротивлени , после чего вычисл ют величину тока утечки как отношение разности средних арифметических значений напр жений к среднему арифметическому значению сопротивлени  групп электролизеров. Источники информации, прий тые во внимание при экспертизе 1. Рум нцев А. С. и др. Дифференциальный метод определени  токов утечки при электролизе алюмини .- Извести  высших учебных заведений. Приборостроение, 1958, № 3. . In the table will lead. results of measurement of "current leakage on four series m / ish R, 3 ohms and to lOf). where E is the value of the electrochemical component of the voltage averaged over the group of electrolyzers; 3 - the average value of the technological current at the beginning (end) of the series. Example. The positive U and the negative U potential are measured with respect to the earth, respectively, at the beginning and end of a series of pulses. Calculate the number n of the electrolyzer relative to the beginning of the series, having zero potential, in terms of the first group of 15 first electrolyzers from the positive potential of the series and the second group of 15 electrolysers symmetrically located relative to the point of zero potential, i.e. 7 to pn-7. Electrolyzers with broken technologies are not taken into account. The current I of the electrolysis at the converter station and the voltage u .. are measured simultaneously at the electrolyzers of the first group during the period when there are no anode flashes on them. Calculate the average value of the actual resistance by the expression where E is the electrochemical component of the voltage; 5 - the average current value; to - the multiplicity of measurements. At the same time, the voltage on the electrolyzers of I and 2 groups is measured by a time during the period when there are no anode flashes on them and the magnitude of the leakage current of the Lu series is calculated from the expression. From the table it can be seen that, with a good insulation condition (1 series). the leakage current is 0.27 to A. If the insulation condition is poor (2-4 arias). the average leakage current is 1.2 kA. Proper detection and measurement of current leakage will allow measures to be taken to improve the insulation condition and reduce current leakage by 0.93 kA. With an average voltage of a series with respect to the earth of 400 V, this will allow zikkoomit electricity in the amount of more than 3 million kWh per year per series. The method does not require installation of additional equipment (DC transformers, shunts), but uses standard equipment for measuring the current of a converter station for measuring current and voltage on electrolyzers. Measurements are not labor intensive and can be easily automated. The error in determining the leakage current does not exceed 30%. The invention The method for determining the current leakage in a series of electrolyzers, including the measurement of the current series and the electric potential difference measured in various places of the series, is due to the fact that, in order to reduce the losses of electricity and labor costs for measurements, at the beginning and end the series measure the potentials relative to the earth and determine by their relationship the location of the point of the zero potential point, near which, as well as at the beginning or at the end of the series, two groups of electrolysers are selected, the arithmetic values are measured the voltage drop across the electrolyzers for each group, and for the group located at the beginning or the end of the series - the arithmetic mean of the resistance, after which the leakage current is calculated as the ratio of the difference between the arithmetic mean of the voltages and the arithmetic mean of the resistance of the groups of electrolyzers. Sources of information taken into account in the examination 1. Roussev A. S. et al. Differential method for determining leakage currents during the electrolysis of aluminum .- Lime in higher educational institutions. Instrumentation, 1958, № 3.. 2., Журавлев В. И., Батин Н. А. Измерени  токов утечек на ванна:х электролиза никел . Цветные металлы, 1953, N 1,2., Zhuravlev V.I., Batin N. A. Measurements of leakage currents per bath: x electrolysis of nickel. Non-ferrous metals, 1953, N 1,