高壓干式調(diào)壓軟起動(dòng)柜在高疃泵站的應(yīng)用

楊星龍　李志強(qiáng)　王勇

摘 要：高疃泵站是膠東調(diào)水工程泵站梯級(jí)調(diào)水中第六級(jí)泵站，泵站裝設(shè)2臺(tái)5000kVA變壓器，2臺(tái)同步電機(jī)，2臺(tái)異步電機(jī)，電機(jī)功率1700kw.按照供配電設(shè)計(jì)規(guī)范要求，電機(jī)功率都超過(guò)1000kW，超過(guò)變壓器容量的30%，必須降壓?jiǎn)?dòng)，從而降低啟動(dòng)電流，減小對(duì)泵站變壓器的沖擊和對(duì)上級(jí)變電站的影響，相比較變頻啟動(dòng)等其他啟動(dòng)方式，高壓干式軟起裝置不論從造價(jià)和結(jié)構(gòu)方面都具有無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：調(diào)壓；軟起；啟動(dòng)方式

中圖分類(lèi)號(hào)：TV675 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）22-0085-02

1 高疃泵站概況

山東省膠東地區(qū)引黃調(diào)水工程由原引黃濟(jì)青輸水河輸水，利用現(xiàn)有的宋莊、王耨兩級(jí)泵站提水，設(shè)宋莊分水閘分水；新建輸水明渠，經(jīng)灰埠、東宋、辛莊三級(jí)明渠泵站輸水，新建壓力管道、隧洞、暗渠，經(jīng)黃水河、溫石湯、高疃、星石泊四級(jí)加壓泵站提水至米山水庫(kù)。

高疃泵站為山東省膠東地區(qū)引黃調(diào)水工程新建7級(jí)泵站中的第6級(jí)泵站，溫石湯泵站的水通過(guò)壓力管道進(jìn)入高疃泵站前池，泵站從前池抽水，加壓后送入壓力鋼管，是管道輸水段的第三級(jí)泵站。高疃泵站裝設(shè)4臺(tái)機(jī)組，泵站的設(shè)計(jì)流量為5.5m3/s，總設(shè)計(jì)揚(yáng)程65.78m，總裝機(jī)容量6800kW。其中，同步電動(dòng)機(jī)2臺(tái)（1#、4#），型號(hào)為：TD1900-6/1430，轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn)/分，配高壓軟起裝置；異步電動(dòng)機(jī)2臺(tái)（2#、3#），轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn)/分，配調(diào)速裝置。

泵站用電負(fù)荷等級(jí)為二級(jí)，設(shè)35kV專(zhuān)用變電站，設(shè)一回35kV電源。電源引自上級(jí)220kV變電所。35kV專(zhuān)用變電站裝設(shè)主變壓器3臺(tái)，1#、2#主變壓器型號(hào)為：SC9-16000/35，容量5000kVA，3#主變型號(hào)為：SC9-500/35，容量500kVA；400V室裝設(shè)站用變變壓器2臺(tái)，型號(hào)為：SC9-630/35，容量630kVA。

2 高壓軟起的方式

大容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)問(wèn)題是限制大容量高壓電動(dòng)機(jī)進(jìn)一步推廣應(yīng)用的瓶頸。過(guò)大的起動(dòng)電流會(huì)對(duì)供電系統(tǒng)形成很大沖擊，容易造成系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至引起跳閘。高壓調(diào)壓軟起動(dòng)裝置可以限制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的大電流，使電動(dòng)機(jī)在較小電流的情況下平滑完成起動(dòng)過(guò)程。滿(mǎn)足電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中的負(fù)載力矩變化，保障電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程的加速度。

高壓軟起主要分為三種方式：可控硅高壓軟起動(dòng)，水電阻高壓軟啟動(dòng)，干式軟起動(dòng)。表1為三種起動(dòng)方式的性能對(duì)比。

3 RYZQ干式調(diào)壓軟起動(dòng)原理

RYZQ系列高壓干式移磁無(wú)級(jí)調(diào)壓軟起動(dòng)柜（簡(jiǎn)稱(chēng)：高壓干式調(diào)壓軟起動(dòng)柜）（2.3KV-12KV），是采用在高壓電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)回路中串聯(lián)可調(diào)電感線(xiàn)圈，以達(dá)到電動(dòng)機(jī)電壓可調(diào)的軟起動(dòng)效果。其工作原理是：通過(guò)改變電感線(xiàn)圈磁場(chǎng)中磁介質(zhì)的導(dǎo)磁率，從而改變線(xiàn)圈的磁場(chǎng)強(qiáng)度，使電感線(xiàn)圈的電感（阻抗）值在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)由大到小，達(dá)到線(xiàn)圈電感（阻抗）值無(wú)極可調(diào)，使電動(dòng)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)，高壓軟起一次原理圖如圖1。

如果調(diào)節(jié)啟動(dòng)電流，從控制方式講不好控制，如果電流為100—400%FLA（可以擴(kuò)大為500%FLA）設(shè)置太高，則母線(xiàn)電流過(guò)大和起動(dòng)太快。設(shè)置太低，又阻止電動(dòng)機(jī)完成整個(gè)起動(dòng)過(guò)程，達(dá)到全速。所以一般采用調(diào)節(jié)啟動(dòng)電壓的方式，設(shè)計(jì)起動(dòng)初始電壓為40%FLV，則起動(dòng)初始電流為80%FLA左右。高壓運(yùn)行后，起動(dòng)電流產(chǎn)生變化，根據(jù)起動(dòng)電流的信息反饋，自動(dòng)調(diào)節(jié)起動(dòng)電壓增至所需的最大值。

4 RYZQ干式調(diào)壓軟起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)

高壓干式調(diào)壓軟起動(dòng)柜，具備有下述優(yōu)點(diǎn)：

（1）將開(kāi)關(guān)柜、運(yùn)行旁路柜和起動(dòng)柜三合一的一體化設(shè)計(jì)，體積小，安裝方便（也可以分體設(shè)計(jì)）。1）標(biāo)準(zhǔn)配置中包括旁路接觸和網(wǎng)側(cè)斷路器，無(wú)需配制運(yùn)行柜或開(kāi)關(guān)柜，高設(shè)計(jì)成本一去不復(fù)返。2）體積小，同等功率下體積為其它方式軟起動(dòng)的30%-40%，安裝方便，節(jié)約空間。適合任何地方安裝，與其它設(shè)備布置沒(méi)有距離要求。

（2）免維護(hù)設(shè)計(jì)，投入使用后無(wú)其它維護(hù)，可以節(jié)約大量的維護(hù)費(fèi)用與消耗。

（3）保持了工頻電網(wǎng)的正弦波，無(wú)諧波污染，抗干擾性強(qiáng)。起動(dòng)電流從0.8（或0.4）倍起，平穩(wěn)升至整定值止，自動(dòng)調(diào)節(jié)，且環(huán)保工頻電網(wǎng)的正弦波，無(wú)諧波污染，避免對(duì)電動(dòng)機(jī)的損壞，延長(zhǎng)設(shè)備機(jī)械部件的使用壽命，降低了對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

（4）不受使用環(huán)境和溫度與地理位置的影響，適用于各種苛刻的環(huán)境條件。環(huán)境溫度：-30℃到+50℃（可選配最高+60℃）克服了液態(tài)水電阻等其它起動(dòng)性能受環(huán)境溫度影響的缺點(diǎn)。

（5）節(jié)能效果好。由于通過(guò)改變電感感抗調(diào)壓，無(wú)有功功率消耗，耗能極小，節(jié)能效果好。

（6）安全性高、過(guò)載能力強(qiáng)，控制參數(shù)及曲線(xiàn)調(diào)整范圍大。

（7）軟起裝置本身具有多種保護(hù)功能：過(guò)流，速斷，欠壓，過(guò)壓保護(hù)。

5 RYZQ干式調(diào)壓軟起動(dòng)在高疃泵站使用的實(shí)際效果

高疃泵站通過(guò)多方考察，最后招標(biāo)選中的是湖南科太電氣有限公司生產(chǎn)的RYZQ干式調(diào)壓軟起動(dòng)，從2014年正式運(yùn)行至今三年來(lái)，1#、4#機(jī)組的高壓軟起裝置運(yùn)行平穩(wěn)，啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流平穩(wěn)升至額定電流，大大低于一般軟起裝置的啟動(dòng)電流，減小對(duì)變壓器的沖擊，軟起設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，達(dá)到了實(shí)際效果。

參考文獻(xiàn)

[1]鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)[K].冶金工業(yè)出版，1996.

[2]閆運(yùn)紅，高濤.補(bǔ)償式高壓軟起動(dòng)裝置的應(yīng)用探討[J].電工技術(shù)，2012，（05）：44+45.

[3]賀東明，李立霞，曾紀(jì)寧.磁閥式高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置在大功率同步電機(jī)中的應(yīng)用[J].南方金屬，2015，（03）：29-32.

[4]楊杰魁.一拖三高壓軟起動(dòng)裝置在多臺(tái)6kV同步電機(jī)上的應(yīng)用[J].電工技術(shù)，2009，（10）：76+78.

[5]李焦明.3種新型高壓電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)裝置評(píng)介[J].水泥，2003，（7）：51-55.