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罗志勇:战斗在华中工学院硅元件厂十年的难忘岁月

点击次数:  发布时间:2014-4-30 8:07:06 编辑:校史研究室

 

  (三)完成451工程整流柜的研制、生产和调试任务

   

    硅元件装置组的工作是完成451整流柜(GYA-24000/3500)研制、生产和调试的任务。

   

    1. 451整流柜的研制任务

   

     整流柜的研制任务是由二机部西南585所提出与我院联合研制并由华中工学院硅元件厂生产,院机械厂钣金工车间协作完成的。

   

    该装置由八个三相桥组成,每桥有六个整流臂,每臂一柜,每柜由8×8=64只500A2000V的整流元件构成,装置容量为16.8万千瓦,是当时国内容量最大的整流设备,它的总产值为500万元。这是当时华中工学院完成的牵涉人力较多、产值较大、历时较长的一项科研试制和生产任务。

   

    2. 样机的研制

  

     1973年底接收任务,1974年调研,订协议,拟定技术任务书,设计样机,1975年6月样机试制调试完毕,7月运经西南585所进行50KA冲击电流试验。由于样机试验结果符合要求,特别是在西南585所进行冲击试验的成功,当时由西南585所建议在二机部五局(技术局)李处长等主持下,经华中工学院赴川试验组同意决定,不需试制第二台样机。

   

    3. 451整流柜的生产

   

    1976年9月组织第一个桥(6台)的生产,并于1976年底完成。1977年生产两个桥,1978年生产两个桥,到1979年7月生产3个桥,全部生产任务完成,并在实验室条件下全部试验合格,运抵现场。

  

     由于当时451工程的大型设备只有变压器和整流柜交货,作为电源的同步发电机及作为负载的线卷、真空室由于技术的原因尚未交货,因此一直无法进行现场验收试验。但根据有关技术条件规定,设备运到使用单位放置1年半后,设备出现问题,生产单位概不负责。1981年春节后,所方怕耽误时间太久,来院要求派人进行现场验收调试,办法是采用变压器为电源,均流采用单台调试。

   

     4. 现场验收调试情况

   

     双方于1981年3月6日签订了现场调试验收协议。此后组成华中工学院赴川调试组,由王敬义、白祖林、肖成章负责领队,张家森、吴坤昌、罗明生、凃国清、施安静、刘立贤、罗汉京、周清香8人参加共十一人。3月19日,王、肖二人赴川了解电源、设备仪器工具虽已筹备,但要进行通电调试,还有大量准备工作,例如:何种组合才可满足均流试验要求,还得将大电源变压器进行安装试验,电源板运离试验场所,200KVA动卷式变压器不能吊到楼上整流大厅,均压及检测用试验变压器没有,还得等我院发运三台等等。按照协议这些工作都应由所方完成。考虑到所方的实际困难,校所之间的协议关系以及我们的工作不能跨学期等,先头部队的二人决定要其余九位人员立即出发与所方共同做准备,所方立即组成工作组由施锦华、蒋遊华等六人参加,二机部23安装公司的两位电工师傅也参加一起工作,直到全部完成任务为止。

   

    4月3日至10日完成电源准备与柜内已损元件的更换工作。4月11日至28日分均流与温升、均压与检测耐压等三个组并行作业协调配合,顺利完成调试任务。4月29日至5月3日进行研究性试验,收拾现场装箱返运物资。5月4日向所方各级领导汇报并启程返校。

   

    调试结果:均流、温升、均压、检测、耐压全部5个项目都合格且有一定余量,所方已同意验收并给合格证明。


    5. 整流装置的质量评价

    1975年所方进行样机50KA冲击试验时二机部5局及585所已对样机作了肯定的结论,实验证明整流柜的结构设计是合理的,将样机改换几种不同布置,总引出母线调换不同位置均流系数都大幅下降,理论分析证明它的结构均流系数达96%以上。这是在多串多并变流器件中非常高的数字。48台柜子的出厂试验和这次现场调试验收试验进一步证实了它的结构合理性,由于结构均流系数这个大型变流设备的最关键的指标比较高,就免去了样机的再试制。

   

    柜内各种元件的搭配合适是使结构合理的柜体获得良好电气参数的主要措施。首先将主要元件——硅整流元件在250A和500A情况下分别测正向压降(国外都只测额定正向电流),然后将一个柜内64只元件分为8组,各组8个元件的总压降必须调到在250A和500A时都分别相同(称为“二点通调”)这样一个柜内,8个并联支路之间的特性就非常接近,有利于实际均流系数的提高。另外均压电阻、均压电容、阻抗支路的电阻电容都采用分组编队的办法,使一支路中的电阻、电容数值尽量接近,从而获得到比要求的高得多的均压系数,也使检测器抗干扰能力大大提高。

   

    500A/2000V元件大量生产后经过2~6年存放以后元件的稳定性怎样?通过这次赴川调试才得到肯定的结果:经过如此长途运输,长期放置3072只元件中只有最早一个桥上坏了一只元件,这是相当不错的。据一般统计国内元件的自然损坏率是相当高的。所方购置的300只元件(作备品),目前尚存299只完好元件。仅这一点给所里很大的鼓舞。

   

    在整流元件击穿时,故障检测器能准确地检查出故障所在的支路并发出闪光和声响报警。调试中证明不仅能检查整流元件的故障,而且当均压电阻或电容损坏时亦能显示。在过电压的干扰下该检测器不发生误动作,达到了简单可靠的要求。

   

    由于以上四点原因,使得所有参数指标不仅满足了要求且每一项都还有一定余量。在放置2~6年之后测的电气参数绝大多数还保持出厂时测的数据。正是这种稳定性获得了585所的乃至二机部的较高评价。但整流设备存在柜壳工艺差,不够美观等不足。

   

    由于电子设备的故障率都在使用初期有一个高峰,末期寿命快完了,又有一个高峰。这次调试是在存放相当长时间之后进行的,调换了相当数量的元件,可以认为第一个事故高峰已排除,至少也是大大降低了。因此调试双方认为调试以后柜子质量是高的,可以投入运行。

    

    6. 大功率脉冲硅整流装置(GYA-24000A/3500V)科研成果的申报

    该装置用于研究受控核聚变反应(托克马克)的供电系统。两套同样的GYA-24000A/3500V装置可以串联或并联在一起对西南585所451工程的主磁场线圈供电。总容量为16.8万千瓦,是当时国内容量最大的整流系统。已全部完成了样机试制,试验研究和整个设备的制造,由于容量非常大,在研制中解决了许多国内前所未遇到的问题。它的成功为国内解决了国防科研的急需,在大功率变流器方面填补了国家空白,而且在变流技术方面,作了一些新的尝试。

   

    (1)在解决均流方面采取两条措施:设计出并采用了合理的均流结构;研究出支路正向压降的“两点统调法”,即使并联在一起的8个支路中,各支路的总正向压降在250A和500A时都分别相等,大大提高了均流系数。

   

    (2)研制成功一种简单、可靠、能记忆的故障检测器,使整个系统的3072只元件中任一只损坏,即可指示出故障元件所在的桥、柜和支路,同时发出闪光和声响报警,由于选择了好的故障讯号取出点和灵敏度,简化线路,从而提高了可靠性,节约了大量元件,降低了成本。

   

    (3)研究出应用振荡回路作整流柜耐大电流冲击的试验方法,解决当时国内无法进行50千安,2~3千伏反向试验的设备问题。

   

    (4)技术指标
电压:3500伏(7000伏);电流:24000安;容量:16.8万千瓦;均流系数:0.8~0.85;均压系数:0.9~0.95;单柜耐冲击电压:工频半波峰值50千安,反压2000伏。

   

     7. 获奖情况

   

    大功率脉冲硅整流装置GYA24000A/3500V在1978年获湖北省委表扬。451工程在1980年获中国人民解放军国防科学技术委员会颁发的重大成果三等奖。

 

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