一體化高壓干式調(diào)壓軟起動(dòng)裝置在冶金行業(yè)的應(yīng)用

紀(jì)艷生

【摘 要】隨著冶金行業(yè)的發(fā)展，在各生產(chǎn)線中高壓電機(jī)的數(shù)量越來(lái)越多，生產(chǎn)線的擴(kuò)容改造周期也越來(lái)越短，負(fù)荷的變化也隨之較大，對(duì)電網(wǎng)的沖擊影響也越來(lái)越大?，F(xiàn)代冶金行業(yè)大量的電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用，要求設(shè)計(jì)安全可靠、經(jīng)濟(jì)的高壓軟起動(dòng)裝置，滿足高壓電機(jī)順利起動(dòng)，并減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

【關(guān)鍵詞】冶金行業(yè) 高壓干式調(diào)壓軟起動(dòng) 安全可靠

1 前言

隨著冶金行業(yè)的發(fā)展，有些生產(chǎn)線的高壓電機(jī)在投產(chǎn)階段可直接啟動(dòng)，可在后續(xù)的發(fā)展中隨著產(chǎn)品擴(kuò)容改造，一些高壓電機(jī)直接起到往往影響到電網(wǎng)，造成較大的電網(wǎng)波動(dòng)。同時(shí)，由于冶金行業(yè)占地需求較大，且考慮的原料、產(chǎn)品的運(yùn)輸?shù)纫驍?shù)，生產(chǎn)線對(duì)地域有較強(qiáng)的要求，而現(xiàn)階段我國(guó)的土地政策比較緊張，故作為輔助的車間電氣室布置往往受到限制。考慮到上述原因，選用一種安全可靠、經(jīng)濟(jì)、體積小高壓電機(jī)軟起動(dòng)裝置顯得更加重要和迫切。

2 高壓軟啟動(dòng)方式

籠型高壓電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式一般有全壓起動(dòng)、降壓起動(dòng)、和變頻起動(dòng)三種方式。其中降壓起動(dòng)又分為：星形-三角形降壓起動(dòng)；延邊三角形降壓起動(dòng)；電阻降壓起動(dòng)；電抗器降壓起動(dòng)；自耦變壓器降壓起動(dòng)；晶閘管降壓軟起動(dòng)。繞線型異步電機(jī)的起動(dòng)方式一般有頻敏變阻器起動(dòng)、電阻分級(jí)起動(dòng)、和交流電力電子開(kāi)關(guān)起動(dòng)。

3 一體化高壓干式調(diào)壓軟起動(dòng)裝置

據(jù)上所述，一種新型降壓起動(dòng)的一體化高壓干式調(diào)壓軟起動(dòng)裝置應(yīng)用而生，其成功應(yīng)用于冶金等行業(yè)。

3.1 工作原理

一體化高壓干式調(diào)壓軟起動(dòng)裝置非水電阻、磁控、磁閥、電磁調(diào)壓、可控硅（晶閘管）、變頻器，即高壓開(kāi)關(guān)柜、運(yùn)行旁路柜、軟起動(dòng)柜三柜合一。其采用在高壓電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)回路中串聯(lián)可調(diào)電感線圈，以達(dá)到電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電壓可調(diào)節(jié)的軟起動(dòng)效果。主要工作原理：通過(guò)改變?cè)谄饎?dòng)回路中串入的電感線圈感應(yīng)磁場(chǎng)中磁介質(zhì)的導(dǎo)磁率，從而改變電感線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度，使電感線圈的阻抗值在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)由大到小，達(dá)到線圈阻抗值無(wú)極調(diào)節(jié)，使電動(dòng)機(jī)機(jī)端電壓逐漸上升至全壓，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)。

3.2 一次接線方案

一體化高壓干式調(diào)壓軟起動(dòng)裝置可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需要提供手車式和固定式成套裝置，滿足各種工況的要求。

3.3 性能及其特點(diǎn)

一體化高壓干式調(diào)壓軟起動(dòng)裝置是一種新型的、安全可靠的、技術(shù)先進(jìn)的、性價(jià)比較高的、體積較小的高壓無(wú)極軟起動(dòng)裝置。其性能及特點(diǎn)如下：

（1）安全可靠、可調(diào)可控起動(dòng)性能；（2）廣泛適用于冶金及其他行業(yè)，不受溫度、地理位置等環(huán)境的影響，可在各種苛刻的環(huán)境下正常使用。環(huán)境溫度為-30°C到+50°C，最高可達(dá)+60°C。（3）一體化設(shè)計(jì)，即高壓開(kāi)關(guān)柜、運(yùn)行旁路柜、軟起動(dòng)柜三柜合一，安裝體積小。在冶金中，不大于1600kW的高壓電機(jī)軟起動(dòng)裝置尺寸規(guī)格為寬x深x高為1200x1500x2300（mm）； 1600～2200kW的高壓電機(jī)軟起動(dòng)裝置尺寸規(guī)格為寬x深x高為1300x1500x2300（mm）；2200～5000kW的高壓電機(jī)軟起動(dòng)裝置尺寸規(guī)格為寬x深x高為1300x1800x2300（mm）；同時(shí)，大于5000kW電機(jī)的高壓軟起動(dòng)裝置可根據(jù)具體參數(shù)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，滿足各容量等級(jí)的高壓電機(jī)軟起動(dòng)需要。（4）免維護(hù)設(shè)計(jì)：開(kāi)啟式設(shè)計(jì)與高壓開(kāi)關(guān)柜一體化給維護(hù)帶來(lái)了很大便利，投入使用后無(wú)其他的維護(hù)，可以節(jié)約大量的維護(hù)費(fèi)用。同時(shí)，其為干變特性，外形美觀，使用方便。（5）節(jié)能：由于通過(guò)改變電感感抗調(diào)壓，無(wú)有功功率消耗，節(jié)能效果好。

4 應(yīng)用案例

4.1 案例一

某鋼廠新建一座中型高爐，其總圖布置與內(nèi)河沿岸，由于其征到得可利用的土地面受限，經(jīng)總圖、工藝、結(jié)構(gòu)等專業(yè)布置后，各生產(chǎn)車間的布局相當(dāng)受限。其循環(huán)水泵房的總占地面積較小，其3臺(tái)高壓水泵均為800kW的10kV鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)，根據(jù)當(dāng)?shù)毓╇姴块T提供的參數(shù)，經(jīng)計(jì)算，此高壓電機(jī)若直接起動(dòng)將對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，嚴(yán)重影響到該水泵房及高爐其他車間的正常運(yùn)行，故必須設(shè)計(jì)高壓軟啟動(dòng)裝置。經(jīng)設(shè)計(jì)多方比較，最終選用了一體化高壓干式調(diào)壓軟起動(dòng)裝置，其將3臺(tái)10kV高壓電機(jī)柜更改為一體化高壓干式調(diào)壓軟起動(dòng)柜，接于10kV母線上。與高壓電機(jī)饋線柜相比，僅僅是柜寬增加了400mm，3臺(tái)一共增加1200，滿足電氣室的安裝布置。后經(jīng)施工投運(yùn)后，高壓電機(jī)一次性成功軟起動(dòng)成功，保證了生產(chǎn)的順利進(jìn)行，對(duì)電網(wǎng)也無(wú)大的沖擊影響，得到了用戶的高度評(píng)價(jià)。

4.2 案例二

某鋼廠一座燒結(jié)機(jī)的機(jī)尾除塵風(fēng)機(jī)，其為1120kW的10kV鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)，原設(shè)計(jì)為直接起動(dòng)，在燒結(jié)投產(chǎn)前期，起動(dòng)較為順利。隨著企業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)能逐步增加，負(fù)荷也逐漸增加，在投產(chǎn)后的3年左右，改機(jī)尾除塵風(fēng)機(jī)直接起動(dòng)的，10kV母線的壓降較大，在負(fù)荷高峰期影響更大，后經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算，該風(fēng)機(jī)需改直接起動(dòng)為降壓軟起動(dòng)。而該燒結(jié) 10kV電氣室已無(wú)可安裝高壓軟件或變頻器的房間，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況并經(jīng)經(jīng)濟(jì)比較，用戶決定選用一體化高壓干式調(diào)壓軟起動(dòng)柜更換現(xiàn)有的機(jī)尾除塵風(fēng)機(jī)高壓電機(jī)控制柜。在設(shè)備生產(chǎn)廠家按要求生產(chǎn)好一體化高壓干式調(diào)壓軟起動(dòng)柜，現(xiàn)場(chǎng)安排合適的時(shí)間進(jìn)行停電檢修，期間將軟起動(dòng)柜更換。本次改造，費(fèi)用較低，對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)線幾乎沒(méi)有影響，給用戶提供了較高的性價(jià)比選擇，給施工單位創(chuàng)造了優(yōu)越的施工條件。施工完成后，該機(jī)尾除塵風(fēng)機(jī)順利起動(dòng)，且對(duì)電網(wǎng)的沖擊急劇減少，滿足了燒結(jié)生產(chǎn)線的正常運(yùn)行。此次改造是一次典型的、成功的在線改造，為以后類似的高壓電機(jī)直接起動(dòng)改軟起動(dòng)提供了很好的經(jīng)驗(yàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于現(xiàn)代冶金行業(yè)生產(chǎn)線的高壓電機(jī)的起動(dòng)控制設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段根據(jù)負(fù)荷情況、電網(wǎng)條件和電氣室的布置等因數(shù)綜合考慮，選擇一種安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的高壓軟起動(dòng)設(shè)備。對(duì)于在線改造項(xiàng)目，也需切實(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選用一種合適的高壓軟起動(dòng)裝置。綜上所述，一體化高壓干式調(diào)壓軟起動(dòng)裝置是一種安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、占地較小的先進(jìn)的高壓軟起動(dòng)裝置，在冶金行業(yè)中，適用于新建、改造項(xiàng)目，值得推廣應(yīng)用。

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