淺析自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)裝置在電廠中的應(yīng)用

摘要：當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)已進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段，大型企業(yè)和大型設(shè)備越來(lái)越多，大型大電機(jī)（2000KW-60000KW）的應(yīng)用越來(lái)越多，大型電機(jī)的起動(dòng)方法也越來(lái)越受到人們的重視。隨著科技的飛速發(fā)展，上世紀(jì)90年代末，為實(shí)際應(yīng)用的需要，在傳統(tǒng)自耦變壓器（或電抗器）模型的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，創(chuàng)建了新型自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)器的模型，并應(yīng)用于工程實(shí)際。

關(guān)鍵詞：高壓；軟起動(dòng)；大型電機(jī)

在實(shí)際生產(chǎn)中，我廠高壓電機(jī)功率在400KW以內(nèi)，因此高壓電機(jī)全部采用直起方式運(yùn)行。隨著我廠上大壓小項(xiàng)目的需要，給水泵電機(jī)功率由原來(lái)的310KW增至3550KW。如果還采用全壓直起方式，起動(dòng)時(shí)將會(huì)影響系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，所以對(duì)給水泵電機(jī)加裝高壓軟起裝置。

1、電動(dòng)機(jī)直接全壓起動(dòng)的危害及軟起動(dòng)好處

1.1 引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)，影響同電網(wǎng)其它設(shè)備的運(yùn)行

交流電動(dòng)機(jī)在全壓直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流會(huì)達(dá)到額定電流的4～7倍，當(dāng)電機(jī)的容量相對(duì)較大時(shí)，起動(dòng)電流會(huì)引起系統(tǒng)電壓的急劇下降，影響我廠其他設(shè)備的正常運(yùn)行。軟起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流可在額定電流的2～3倍調(diào)解，對(duì)其它設(shè)備的影響非常小。

1.2起動(dòng)電流中含有大量的高次諧波，高次諧波會(huì)對(duì)我廠電動(dòng)機(jī)、變壓器的鐵損增加，甚至出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象，縮短使用壽命。還會(huì)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生振動(dòng)，嚴(yán)重影響設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1.3傷害電機(jī)絕緣，降低電機(jī)壽命

大電流產(chǎn)生的熱量作用于導(dǎo)線外絕緣，使絕緣加速老化、壽命降低。產(chǎn)生的機(jī)械力使導(dǎo)線相互摩擦，降低絕緣壽命。

1.4對(duì)機(jī)械設(shè)備的傷害

全壓直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大約為額定轉(zhuǎn)矩的2倍，這么大的力矩突然加在靜止的機(jī)械設(shè)備上，會(huì)加速齒輪磨損甚至打齒、加速葉輪疲勞，甚至折斷葉輪等。軟起動(dòng)的轉(zhuǎn)矩不會(huì)超過(guò)額定轉(zhuǎn)矩，上述弊端可以完全克服。

2、基本原理

新型自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)裝置原理：在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前，通過(guò)液晶屏設(shè)置相關(guān)起動(dòng)參數(shù)（如起動(dòng)電流大小、過(guò)流等）。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，軟起動(dòng)裝置通過(guò)調(diào)節(jié)晶閘管（低壓）的導(dǎo)通角，控制自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)裝置中自勵(lì)式電磁調(diào)壓器勵(lì)磁電流大小，改變自勵(lì)式電磁調(diào)壓器中磁通量的大小調(diào)節(jié)軟起動(dòng)裝置端電壓大小，從而逐步升高電動(dòng)機(jī)的端電壓，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)。

一次方案圖

2.1 自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)裝置的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1.1 安全可靠性高

自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)裝置核心器件為干式自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)器，采用進(jìn)口美國(guó)杜邦公司NOMAX紙作為絕緣材料，絕緣等級(jí)高，安全性高，無(wú)故障隱患。

2.1.2可控可調(diào)性好

自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)器可控性好，端電壓可調(diào)整至初始電壓的5%以下，可使自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)裝置在全壓直接起動(dòng)電流以下任意選擇起動(dòng)電流恒流值實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)；可通過(guò)電流閉環(huán)控制，可選擇三種起動(dòng)電流曲線：恒流、斜坡、突跳（一般選擇恒流曲線），以滿足不同的工況要求.

2.1.3起動(dòng)性能穩(wěn)定性高

自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)裝置的參數(shù)不受環(huán)境溫度的影響，冬天和夏天起動(dòng)性能一致，前后幾次起動(dòng)性能一致（不因起動(dòng)溫升而影響性能）；連續(xù)起動(dòng)2—3次，冷卻快，4個(gè)小時(shí)以內(nèi)恢復(fù)常溫，即可重復(fù)投入使用，還可根據(jù)用戶要求設(shè)計(jì)，以滿足對(duì)起動(dòng)次數(shù)的特殊要求.

2.2高壓自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)裝置與晶閘管固態(tài)軟起動(dòng)器的比較

2.2.1安全性

自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)裝置核心器件為自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)器，采用進(jìn)口美國(guó)杜邦公司絕緣材料，絕緣等級(jí)H級(jí)，安全性高，無(wú)故障隱患。

晶閘管固態(tài)軟起動(dòng)器核心器件為串并級(jí)晶閘管，而串并級(jí)晶閘管作為主要執(zhí)行器件容易擊穿，安全性不高。

2.2.2穩(wěn)定可靠性

自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)裝置核心器件為自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)器，其參數(shù)不受環(huán)境溫度的影響，冬天和夏天起動(dòng)性能一致，前后幾次起動(dòng)性能一致（不因起動(dòng)溫升而影響性能）；同時(shí)，還可根據(jù)用戶要求設(shè)計(jì)，以滿足對(duì)起動(dòng)次數(shù)的特殊要求。

晶閘管固態(tài)軟起動(dòng)器核心器件為串并級(jí)晶閘管，而串級(jí)或并級(jí)晶閘管在起動(dòng)過(guò)程中在同溫度下實(shí)現(xiàn)均流均壓本不容易實(shí)現(xiàn)（安全可靠穩(wěn)定不高性），在不同溫度下實(shí)現(xiàn)均流均壓更難，因而運(yùn)行時(shí)易造成個(gè)別單只晶閘管極易出故障，可靠穩(wěn)定性則更低。因晶閘管觸發(fā)線作為低壓控制高壓轉(zhuǎn)換連接線，俗稱“牛角線”，其作為高低壓隔離轉(zhuǎn)換觸發(fā)的光耦元件，高壓耐受力低，非常容易被擊穿損壞，可靠性也不高。

2.2.3維護(hù)

自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)裝置核心器件為自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)器，穩(wěn)定可靠性高，免維護(hù)。晶閘管固態(tài)軟起動(dòng)器核心器件為串并級(jí)晶閘管，穩(wěn)定可靠性低，維護(hù)麻煩。

2.2.4諧波污染

自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)裝置核心器件自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)器設(shè)置專門的諧波消除繞組，使諧波電壓畸變率控制在2.3%以內(nèi)（電壓畸變率不大于5%，遠(yuǎn)小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)），不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成危害。晶閘管固態(tài)軟起動(dòng)裝置核心器件為串并級(jí)晶閘管，起動(dòng)時(shí)靠改變晶閘管導(dǎo)通角大小實(shí)現(xiàn)斬波，從而改變串接在回路中的電動(dòng)機(jī)的端電壓實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)的。

3、自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)裝置在我廠中的應(yīng)用

在熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目中，經(jīng)過(guò)車間技術(shù)人員與廠家、純堿公司電儀車間進(jìn)行咨詢、實(shí)地考察通過(guò)對(duì)自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)與晶管固態(tài)軟起動(dòng)的比較確定自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)要優(yōu)于晶閘管固態(tài)軟起動(dòng)，因此聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目中選用自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)裝置，該裝置徹底解決了因電機(jī)全壓起動(dòng)造成的電網(wǎng)電壓波動(dòng)、起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生高次諧波、傷害電機(jī)絕緣，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大等對(duì)設(shè)備造成使用壽命降低等危害。對(duì)公司的安全生產(chǎn)起到了至關(guān)重要的作用。

4結(jié)束語(yǔ)

安裝高壓軟起動(dòng)裝置可為我廠帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，可實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展，節(jié)能降耗。軟起動(dòng)裝置運(yùn)行過(guò)程中不產(chǎn)生高次諧波，無(wú)附加有功損耗，不影響電能質(zhì)量。當(dāng)然對(duì)我廠用電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，不僅僅只能通過(guò)加裝軟起動(dòng)裝置來(lái)達(dá)到節(jié)能減排，比如高壓電動(dòng)機(jī)安裝就地?zé)o功補(bǔ)償，也可以提高電網(wǎng)功率因數(shù)和效率，也同樣能帶來(lái)節(jié)能的功效。

參考文獻(xiàn)：

[1]GDCQ-B型自勵(lì)式電磁調(diào)壓軟起動(dòng)裝置說(shuō)明書.

作者簡(jiǎn)介：唐山三友化工股份有限公司熱電分公司，董春濤，19830225，男，漢族，河北省唐山市，工程師，電氣工程及其自動(dòng)化。