液態(tài)變阻軟啟動器在高壓鼠籠型電動機(jī)上的應(yīng)用

楊勇

東北特殊鋼集團(tuán)股份有限公司技改處 遼寧大連 116000

1 大功率啟動方式的種類及特點(diǎn)

目前大功率電機(jī)的啟動方式主要有：串自耦變壓器啟動、串電抗器啟動、液力耦合器調(diào)速、交流變頻器啟動及調(diào)速、固態(tài)軟啟動、液態(tài)軟啟動。

2 軟起動方式的選擇

液態(tài)軟啟動裝置是以損失部分起動力矩為代價的，但對于非恒轉(zhuǎn)矩（如風(fēng)機(jī)）或輕載起動的大功率高壓交流電動機(jī)來說，在電網(wǎng)容量不是足夠大或瞬間對拖動設(shè)備沖擊大時卻是可能采取的最佳方式之一。可選用YRQ系列液體電阻起動器。增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)拖動系統(tǒng)的基本原理是把原來直排的含硫燒結(jié)煙氣通過引風(fēng)機(jī)引至脫硫裝置脫硫除塵后排入大氣減少對環(huán)境的污染。如果電液變阻器技術(shù)應(yīng)用在脫硫引風(fēng)機(jī)十千伏高壓電動機(jī)的起動，可延長電動機(jī)起動時間30秒甚至更多。再說設(shè)備價格也比較便宜只有幾十萬元，顯而易見軟啟動大大提高大型電動機(jī)的起動性能。

東北特鋼集團(tuán)大連基地?zé)掕F廠1800kW脫硫增壓風(fēng)機(jī)采用襄陽源創(chuàng)工業(yè)控制有限公司研制生產(chǎn)的YRQ系列液體電阻起動器。

3 液態(tài)軟起動裝置的系統(tǒng)構(gòu)成原理

本工程所選擇YRQ系列液態(tài)軟起動裝置融合多項(xiàng)先進(jìn)控制技術(shù)。具有計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)、PLC控制器、遠(yuǎn)程通訊、極板控制采用交流無級變速伺服電動機(jī)等。液態(tài)軟起動裝置的系統(tǒng)構(gòu)成和一次電路接線相對比較簡單，電動機(jī)主接線盒中接線端子直接接入電源起動柜；電動機(jī)中性點(diǎn)接線盒內(nèi)星點(diǎn)打開，接線端子接入星點(diǎn)柜。通過三相可變液態(tài)電阻器、主機(jī)起動柜斷路器、星點(diǎn)短接斷路器等主要設(shè)備完成電動機(jī)的起動和運(yùn)行。液態(tài)電阻器每相均由一個絕緣的環(huán)氧樹脂電液箱構(gòu)成，三相分別絕緣獨(dú)立，內(nèi)部裝有濃度可調(diào)的電解液，可很方便根據(jù)不同電動機(jī)參數(shù)、負(fù)載類型等現(xiàn)場多變情況，調(diào)配適當(dāng)?shù)碾娊庖簼舛?；動極板通過傳動系統(tǒng)及無級變速伺服電動機(jī)控制其運(yùn)行，由限位開關(guān)反饋動極板的運(yùn)行位置給PLC控制器。電動機(jī)整個起動過程控制在要求的起動倍數(shù)下均勻升速，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)“軟”起動的目的[1]。

4 采用液阻裝置啟動的技術(shù)特點(diǎn)

4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理

10kV系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及配置合理，對設(shè)備無機(jī)械應(yīng)力沖擊，可延長電機(jī)和機(jī)械設(shè)備的使用壽命。結(jié)構(gòu)簡單、全部操作自動化、安裝、維護(hù)方便。

4.2 穩(wěn)定電網(wǎng)

起動電流小且恒定，對電網(wǎng)無沖擊。起動電流小于額定電流的1.3倍。降低了大電機(jī)啟動過程中對電網(wǎng)的沖擊。

4.3 節(jié)省投資

可降低電機(jī)重載起動對變壓器容量的要求，減小一次性投資。液態(tài)軟啟動裝置價格低、維護(hù)方便、易檢修、節(jié)省大量投資。

4.4 安全性

可低壓起動。只要電網(wǎng)電壓能保證電機(jī)正常運(yùn)行，就能保證順利起動。設(shè)置了過壓、欠壓、缺相、接地不良、啟動超時保護(hù)，采取嚴(yán)格的接地及避雷保護(hù)，并保證整個液態(tài)軟啟動產(chǎn)品的液阻箱體在啟動開始前和結(jié)束后與高壓電網(wǎng)分離。

4.5 液態(tài)電阻的可調(diào)整性

由于液態(tài)電阻可很方便根據(jù)不同電機(jī)參數(shù)、負(fù)載特征現(xiàn)場調(diào)配適當(dāng)?shù)淖柚?，且采用PLC控制技術(shù)及電流閉環(huán)自動控制功能，整個啟動過程可跟蹤啟動電流或啟動轉(zhuǎn)矩的變化，達(dá)到恒電流啟動。

4.6 檢測儀表的隔離性

具有起動超時、超溫、失壓、超行程等多重保護(hù)功能。

5 在脫硫風(fēng)機(jī)電機(jī)的實(shí)際應(yīng)用

YRQ系列液體電阻起動器采用PLC控制，內(nèi)部設(shè)置液位、動極板等的位置信號、星點(diǎn)的開閉信號等，都有必要的聯(lián)鎖，當(dāng)條件不滿足開機(jī)條件時裝置閉鎖，不允許主電動機(jī)起動，保證使設(shè)備安全的可靠運(yùn)行。

當(dāng)電機(jī)開關(guān)柜合閘的同時，水阻柜接收到真空斷路器運(yùn)行信號，動極板自上而下開始運(yùn)行，在設(shè)定的時間內(nèi)電阻值逐漸下降，當(dāng)電阻接近于零時，安裝在水阻柜內(nèi)的真空接觸器吸合，電機(jī)啟動完成，經(jīng)過延時幾秒后，動極板自動復(fù)位至原始狀態(tài)，等待一下次啟動。如水阻柜在預(yù)定的時間內(nèi)起動沒有完成就會發(fā)出一個故障報警信號，自動切斷開關(guān)柜，確保電機(jī)不開路[2]。

脫硫增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)型號YKK710-6，額定功率1800千瓦，額定電壓為10kV，額定電流132A，三相液阻每相配制最大電阻為12Ω時，電動機(jī)起動電流控制在3倍，起動時間約32s。

增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)通電后，電機(jī)緩慢起動，起隨著電液電阻均勻減小，電流逐漸增大，轉(zhuǎn)速則平滑上升，當(dāng)電流增至212A并維持了22秒后電機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速，電機(jī)電流迅速下降到76A，電機(jī)星點(diǎn)閉合短接，整個起動過程共用33s。從各項(xiàng)實(shí)測數(shù)據(jù)看出所有參數(shù)符合要求，在整個起動過程中大大減小機(jī)械設(shè)備和電氣設(shè)備起動瞬間受到的大力矩和大沖擊電流。

該增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)一次起動成功；液態(tài)軟起動裝置運(yùn)行平穩(wěn)，整個起動過程中無振動、異響發(fā)生；上級供電系統(tǒng)運(yùn)行正常，無跳閘事故發(fā)生。實(shí)際最大起動電流為2.9倍；起動時間為33s，起動實(shí)測數(shù)據(jù)與上述理論計(jì)算基本接近[3]。

6 結(jié)語及需注意問題

實(shí)際的起動效果驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)方案的可行性、可靠性。液態(tài)軟起動裝置的起動效果令人滿意。脫硫增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)的成功起動，為脫硫系統(tǒng)早日投用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，將產(chǎn)生極大的環(huán)保效益。在整個脫硫系統(tǒng)熱試、投產(chǎn)期間，增加風(fēng)機(jī)又分別進(jìn)行過三次起動，均一次起動成功，液態(tài)軟起動裝置運(yùn)行平穩(wěn)、可靠，液阻水箱溫升正常，在起動期間電動機(jī)的定子繞組溫升均正常。

在脫硫增壓風(fēng)機(jī)的起動過程中需注意以下問題：電動機(jī)配電回路盡量接到系統(tǒng)短路容量大的母線段上，以降低起動電流對電網(wǎng)的沖擊；起動大型機(jī)組前，必須進(jìn)行整機(jī)組盤車，同時應(yīng)將風(fēng)門進(jìn)氣閥門調(diào)至最小（開度在10°以下為宜），讓機(jī)組盡可能最小負(fù)荷下起動，以縮短起動時間。