高慶斌++侯海霞

摘 要：在高爐循環(huán)水系統(tǒng)中水泵電機臺數(shù)多，根據(jù)電機起動時對電網(wǎng)影響大，通過對不同啟動方式的選擇，使電機在啟動過程中能夠穩(wěn)定，經(jīng)濟的運行。本文主要介紹循環(huán)水系統(tǒng)中水泵電機啟動方式的選擇，及在實際使用中的效果。

關鍵詞：高低壓交流電機 電機起動 軟啟動器

中圖分類號：TP36 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（b）-0095-01

鋼鐵企業(yè)高爐用水量大，要求給排水設施安全可靠性較高，技術較復雜。主要是高爐系統(tǒng)爐壁、風口、熱風閥等冷卻用水及高爐區(qū)所有液壓站、除塵風機、助燃風機、TRT余壓發(fā)電裝置、空調冷卻等冷卻水的處理及供應。高爐鼓風機、發(fā)電機組的冷卻用水量同樣大。

涉及到的電機型號繁多，其中低壓電機11臺，高壓電機18臺。電機功率由22 kW至1400 kW，采用何種起動方式能夠保證設備的穩(wěn)定運行，同時又能夠經(jīng)濟高效。下面對選擇的方法進行簡單的闡述（見圖1）。

1 小功率電機的啟動方式選擇

如果泵站內全部采用全壓直接啟動時，啟動電流會達到額定電流的5～7倍，全壓啟動時所在電網(wǎng)系統(tǒng)壓降非常大，這回破壞同網(wǎng)其他設備的正常運行，嚴重時甚至會引起電網(wǎng)失去穩(wěn)定，產(chǎn)生系統(tǒng)故障跳閘。直接啟動，也會產(chǎn)生較高的峰值轉矩，從而對電動機及整個機械裝置造成有害的沖擊。但全壓直接啟動維護簡單，投資少，比較經(jīng)濟。下面對小功率低壓電機選擇啟動方式進行論述：

我廠高爐中心泵站和鼓風機泵站小功率低壓電機主要是3臺綜合泵電機和2臺過濾泵電機，他們的功率分別是55 kW和22 kW。泵站的變壓器容量分別為1600 kVA和630 kVA，根據(jù)經(jīng)驗公式（其中Ist為電機全壓起動電流，In為電機額定電流，P為電機功率，S為變壓器容量）計算，全壓起動電流按照7倍計算，根據(jù)計算結果可以看出符合要求，故上述電機均可以直接全壓起動。同時全壓起動可以減少電氣設備，線路簡單維修量小等特點，符合經(jīng)濟穩(wěn)定運行的目的。從而上述4臺低壓電機采用全壓起動的方式。

2 大功率高壓、低壓電機的啟動方式選擇

高爐中心泵站和鼓風機泵站仍有其他大功率電機其中包括160 kW增壓泵低壓電機3臺，90 kW低壓爐頂泵電機3臺，500 kW二次泵高壓電機3臺，800 kW軟水中壓泵電機3臺，630 kW軟水高壓泵電機3臺，1000 kW軟水主供電機3臺，鼓風機泵站的1400 kW外供泵高壓電機6臺。上述電機能夠滿足電網(wǎng)容量要求？

（1）四條高壓回路分別帶著18臺高壓電機，其中高爐中心泵站由2臺容量為85000

kVA變壓器所帶，鼓風機泵站由2臺容量為35000 kVA的變壓器所帶。高壓電機的起動電流時額定電流的5倍，通過經(jīng)驗公式計算可以看到在現(xiàn)行電網(wǎng)容量的條件下二次泵的500 kW電機、軟水中壓泵800 kW電機，軟水主供泵1000 kW電機均能夠全壓起動，這種起動方式操縱控制方便，維護簡單，且比較經(jīng)濟，符合穩(wěn)定經(jīng)濟運行的目的，故上述高壓電機采用直接全壓起動的方式。

（2）高爐中心泵站的3臺增壓泵電機和3臺爐頂泵電機，鼓風機泵站的6臺電機通過經(jīng)驗公式計算的結果可以滿足全壓啟動，變壓器所帶設備多，牽扯面廣，無法實現(xiàn)全壓直接起動的條件。上述電機只能改變電機的起動電流來滿足電網(wǎng)的容量要求。改變電機的起動電流方式有多種方式來實現(xiàn)，目前比較常用如下所示：

①Y-△起動：對于正常運行的定子繞組為三角形接法的鼠籠異步電動機來說，如果在起動時將定子繞組接成星形，待起動完畢后再接成三角形，達到降低起動電流減輕對電網(wǎng)的沖擊。這種起動方式能夠降低起動電流對電網(wǎng)的沖擊作用，能保證電機可靠起動，但電機仍不能平滑起動，沒有從根本上解決問題。故排除采用此種起動方式。

②軟啟動器：運用軟起動器控制其內部的導通角，使電機輸入電壓從零以預設函數(shù)關系逐漸上升，直至起動結束，電機全壓運行。軟起動時電壓由逐步提升至額定電壓，這樣啟動過程中的起動電流由不可控轉變?yōu)榭煽刂??？筛鶕?jù)需要調節(jié)起動電流的大小，電機起動過程中不存在沖擊轉矩，而是平滑的啟動運行。待電機達到額定轉速后旁路接觸器吸合替代軟起動器運行，降低了晶閘管的熱損，延長了使用壽命，同時提高了工作效率，又能夠避免電網(wǎng)的諧波污染。上述電機可采用此種方式啟動。

③變頻啟動：變頻器啟動是通過改變電機定子頻率改變電動機定子旋轉磁場的角速度，來改變電動機的轉速。這種啟動方式最大的優(yōu)點是啟動轉矩大，適用于重載啟動，既可以實現(xiàn)軟啟動，又可實現(xiàn)運行中改變電機轉速。這種起動方式優(yōu)勢很多，由于水泵不需改變流量運行，結合其價格昂貴、經(jīng)濟性不高，目前不采用此種方式啟動。

通過比較可以看出用軟起動器起動是比較經(jīng)濟，運行穩(wěn)定的一種選擇。故上述12臺電機均采用軟起動器的起動方式。本次選用到的軟起動器具有完整的保護功能，保證電機可靠運行，保護功能包括：過壓、欠壓、過載、過流、缺相、過熱等。

3 運行效果

泵站建成后一年多時間里，目前工況條件下能夠滿足使用要求，設備穩(wěn)定運行無故障。在盡量減少投資的前提下，通過部分設備采用軟啟動器啟動，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且節(jié)約了能源，減低了成本，提高了工廠的經(jīng)濟效益。endprint

摘 要：在高爐循環(huán)水系統(tǒng)中水泵電機臺數(shù)多，根據(jù)電機起動時對電網(wǎng)影響大，通過對不同啟動方式的選擇，使電機在啟動過程中能夠穩(wěn)定，經(jīng)濟的運行。本文主要介紹循環(huán)水系統(tǒng)中水泵電機啟動方式的選擇，及在實際使用中的效果。

關鍵詞：高低壓交流電機 電機起動 軟啟動器

中圖分類號：TP36 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（b）-0095-01

鋼鐵企業(yè)高爐用水量大，要求給排水設施安全可靠性較高，技術較復雜。主要是高爐系統(tǒng)爐壁、風口、熱風閥等冷卻用水及高爐區(qū)所有液壓站、除塵風機、助燃風機、TRT余壓發(fā)電裝置、空調冷卻等冷卻水的處理及供應。高爐鼓風機、發(fā)電機組的冷卻用水量同樣大。

涉及到的電機型號繁多，其中低壓電機11臺，高壓電機18臺。電機功率由22 kW至1400 kW，采用何種起動方式能夠保證設備的穩(wěn)定運行，同時又能夠經(jīng)濟高效。下面對選擇的方法進行簡單的闡述（見圖1）。

1 小功率電機的啟動方式選擇

如果泵站內全部采用全壓直接啟動時，啟動電流會達到額定電流的5～7倍，全壓啟動時所在電網(wǎng)系統(tǒng)壓降非常大，這回破壞同網(wǎng)其他設備的正常運行，嚴重時甚至會引起電網(wǎng)失去穩(wěn)定，產(chǎn)生系統(tǒng)故障跳閘。直接啟動，也會產(chǎn)生較高的峰值轉矩，從而對電動機及整個機械裝置造成有害的沖擊。但全壓直接啟動維護簡單，投資少，比較經(jīng)濟。下面對小功率低壓電機選擇啟動方式進行論述：

我廠高爐中心泵站和鼓風機泵站小功率低壓電機主要是3臺綜合泵電機和2臺過濾泵電機，他們的功率分別是55 kW和22 kW。泵站的變壓器容量分別為1600 kVA和630 kVA，根據(jù)經(jīng)驗公式（其中Ist為電機全壓起動電流，In為電機額定電流，P為電機功率，S為變壓器容量）計算，全壓起動電流按照7倍計算，根據(jù)計算結果可以看出符合要求，故上述電機均可以直接全壓起動。同時全壓起動可以減少電氣設備，線路簡單維修量小等特點，符合經(jīng)濟穩(wěn)定運行的目的。從而上述4臺低壓電機采用全壓起動的方式。

2 大功率高壓、低壓電機的啟動方式選擇

高爐中心泵站和鼓風機泵站仍有其他大功率電機其中包括160 kW增壓泵低壓電機3臺，90 kW低壓爐頂泵電機3臺，500 kW二次泵高壓電機3臺，800 kW軟水中壓泵電機3臺，630 kW軟水高壓泵電機3臺，1000 kW軟水主供電機3臺，鼓風機泵站的1400 kW外供泵高壓電機6臺。上述電機能夠滿足電網(wǎng)容量要求？

（1）四條高壓回路分別帶著18臺高壓電機，其中高爐中心泵站由2臺容量為85000

kVA變壓器所帶，鼓風機泵站由2臺容量為35000 kVA的變壓器所帶。高壓電機的起動電流時額定電流的5倍，通過經(jīng)驗公式計算可以看到在現(xiàn)行電網(wǎng)容量的條件下二次泵的500 kW電機、軟水中壓泵800 kW電機，軟水主供泵1000 kW電機均能夠全壓起動，這種起動方式操縱控制方便，維護簡單，且比較經(jīng)濟，符合穩(wěn)定經(jīng)濟運行的目的，故上述高壓電機采用直接全壓起動的方式。

（2）高爐中心泵站的3臺增壓泵電機和3臺爐頂泵電機，鼓風機泵站的6臺電機通過經(jīng)驗公式計算的結果可以滿足全壓啟動，變壓器所帶設備多，牽扯面廣，無法實現(xiàn)全壓直接起動的條件。上述電機只能改變電機的起動電流來滿足電網(wǎng)的容量要求。改變電機的起動電流方式有多種方式來實現(xiàn)，目前比較常用如下所示：

①Y-△起動：對于正常運行的定子繞組為三角形接法的鼠籠異步電動機來說，如果在起動時將定子繞組接成星形，待起動完畢后再接成三角形，達到降低起動電流減輕對電網(wǎng)的沖擊。這種起動方式能夠降低起動電流對電網(wǎng)的沖擊作用，能保證電機可靠起動，但電機仍不能平滑起動，沒有從根本上解決問題。故排除采用此種起動方式。

②軟啟動器：運用軟起動器控制其內部的導通角，使電機輸入電壓從零以預設函數(shù)關系逐漸上升，直至起動結束，電機全壓運行。軟起動時電壓由逐步提升至額定電壓，這樣啟動過程中的起動電流由不可控轉變?yōu)榭煽刂??？筛鶕?jù)需要調節(jié)起動電流的大小，電機起動過程中不存在沖擊轉矩，而是平滑的啟動運行。待電機達到額定轉速后旁路接觸器吸合替代軟起動器運行，降低了晶閘管的熱損，延長了使用壽命，同時提高了工作效率，又能夠避免電網(wǎng)的諧波污染。上述電機可采用此種方式啟動。

③變頻啟動：變頻器啟動是通過改變電機定子頻率改變電動機定子旋轉磁場的角速度，來改變電動機的轉速。這種啟動方式最大的優(yōu)點是啟動轉矩大，適用于重載啟動，既可以實現(xiàn)軟啟動，又可實現(xiàn)運行中改變電機轉速。這種起動方式優(yōu)勢很多，由于水泵不需改變流量運行，結合其價格昂貴、經(jīng)濟性不高，目前不采用此種方式啟動。

通過比較可以看出用軟起動器起動是比較經(jīng)濟，運行穩(wěn)定的一種選擇。故上述12臺電機均采用軟起動器的起動方式。本次選用到的軟起動器具有完整的保護功能，保證電機可靠運行，保護功能包括：過壓、欠壓、過載、過流、缺相、過熱等。

3 運行效果

泵站建成后一年多時間里，目前工況條件下能夠滿足使用要求，設備穩(wěn)定運行無故障。在盡量減少投資的前提下，通過部分設備采用軟啟動器啟動，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且節(jié)約了能源，減低了成本，提高了工廠的經(jīng)濟效益。endprint

摘 要：在高爐循環(huán)水系統(tǒng)中水泵電機臺數(shù)多，根據(jù)電機起動時對電網(wǎng)影響大，通過對不同啟動方式的選擇，使電機在啟動過程中能夠穩(wěn)定，經(jīng)濟的運行。本文主要介紹循環(huán)水系統(tǒng)中水泵電機啟動方式的選擇，及在實際使用中的效果。

關鍵詞：高低壓交流電機 電機起動 軟啟動器

中圖分類號：TP36 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（b）-0095-01

鋼鐵企業(yè)高爐用水量大，要求給排水設施安全可靠性較高，技術較復雜。主要是高爐系統(tǒng)爐壁、風口、熱風閥等冷卻用水及高爐區(qū)所有液壓站、除塵風機、助燃風機、TRT余壓發(fā)電裝置、空調冷卻等冷卻水的處理及供應。高爐鼓風機、發(fā)電機組的冷卻用水量同樣大。

涉及到的電機型號繁多，其中低壓電機11臺，高壓電機18臺。電機功率由22 kW至1400 kW，采用何種起動方式能夠保證設備的穩(wěn)定運行，同時又能夠經(jīng)濟高效。下面對選擇的方法進行簡單的闡述（見圖1）。

1 小功率電機的啟動方式選擇

如果泵站內全部采用全壓直接啟動時，啟動電流會達到額定電流的5～7倍，全壓啟動時所在電網(wǎng)系統(tǒng)壓降非常大，這回破壞同網(wǎng)其他設備的正常運行，嚴重時甚至會引起電網(wǎng)失去穩(wěn)定，產(chǎn)生系統(tǒng)故障跳閘。直接啟動，也會產(chǎn)生較高的峰值轉矩，從而對電動機及整個機械裝置造成有害的沖擊。但全壓直接啟動維護簡單，投資少，比較經(jīng)濟。下面對小功率低壓電機選擇啟動方式進行論述：

我廠高爐中心泵站和鼓風機泵站小功率低壓電機主要是3臺綜合泵電機和2臺過濾泵電機，他們的功率分別是55 kW和22 kW。泵站的變壓器容量分別為1600 kVA和630 kVA，根據(jù)經(jīng)驗公式（其中Ist為電機全壓起動電流，In為電機額定電流，P為電機功率，S為變壓器容量）計算，全壓起動電流按照7倍計算，根據(jù)計算結果可以看出符合要求，故上述電機均可以直接全壓起動。同時全壓起動可以減少電氣設備，線路簡單維修量小等特點，符合經(jīng)濟穩(wěn)定運行的目的。從而上述4臺低壓電機采用全壓起動的方式。

2 大功率高壓、低壓電機的啟動方式選擇

高爐中心泵站和鼓風機泵站仍有其他大功率電機其中包括160 kW增壓泵低壓電機3臺，90 kW低壓爐頂泵電機3臺，500 kW二次泵高壓電機3臺，800 kW軟水中壓泵電機3臺，630 kW軟水高壓泵電機3臺，1000 kW軟水主供電機3臺，鼓風機泵站的1400 kW外供泵高壓電機6臺。上述電機能夠滿足電網(wǎng)容量要求？

（1）四條高壓回路分別帶著18臺高壓電機，其中高爐中心泵站由2臺容量為85000

kVA變壓器所帶，鼓風機泵站由2臺容量為35000 kVA的變壓器所帶。高壓電機的起動電流時額定電流的5倍，通過經(jīng)驗公式計算可以看到在現(xiàn)行電網(wǎng)容量的條件下二次泵的500 kW電機、軟水中壓泵800 kW電機，軟水主供泵1000 kW電機均能夠全壓起動，這種起動方式操縱控制方便，維護簡單，且比較經(jīng)濟，符合穩(wěn)定經(jīng)濟運行的目的，故上述高壓電機采用直接全壓起動的方式。

（2）高爐中心泵站的3臺增壓泵電機和3臺爐頂泵電機，鼓風機泵站的6臺電機通過經(jīng)驗公式計算的結果可以滿足全壓啟動，變壓器所帶設備多，牽扯面廣，無法實現(xiàn)全壓直接起動的條件。上述電機只能改變電機的起動電流來滿足電網(wǎng)的容量要求。改變電機的起動電流方式有多種方式來實現(xiàn)，目前比較常用如下所示：

①Y-△起動：對于正常運行的定子繞組為三角形接法的鼠籠異步電動機來說，如果在起動時將定子繞組接成星形，待起動完畢后再接成三角形，達到降低起動電流減輕對電網(wǎng)的沖擊。這種起動方式能夠降低起動電流對電網(wǎng)的沖擊作用，能保證電機可靠起動，但電機仍不能平滑起動，沒有從根本上解決問題。故排除采用此種起動方式。

②軟啟動器：運用軟起動器控制其內部的導通角，使電機輸入電壓從零以預設函數(shù)關系逐漸上升，直至起動結束，電機全壓運行。軟起動時電壓由逐步提升至額定電壓，這樣啟動過程中的起動電流由不可控轉變?yōu)榭煽刂?。可根?jù)需要調節(jié)起動電流的大小，電機起動過程中不存在沖擊轉矩，而是平滑的啟動運行。待電機達到額定轉速后旁路接觸器吸合替代軟起動器運行，降低了晶閘管的熱損，延長了使用壽命，同時提高了工作效率，又能夠避免電網(wǎng)的諧波污染。上述電機可采用此種方式啟動。

③變頻啟動：變頻器啟動是通過改變電機定子頻率改變電動機定子旋轉磁場的角速度，來改變電動機的轉速。這種啟動方式最大的優(yōu)點是啟動轉矩大，適用于重載啟動，既可以實現(xiàn)軟啟動，又可實現(xiàn)運行中改變電機轉速。這種起動方式優(yōu)勢很多，由于水泵不需改變流量運行，結合其價格昂貴、經(jīng)濟性不高，目前不采用此種方式啟動。

通過比較可以看出用軟起動器起動是比較經(jīng)濟，運行穩(wěn)定的一種選擇。故上述12臺電機均采用軟起動器的起動方式。本次選用到的軟起動器具有完整的保護功能，保證電機可靠運行，保護功能包括：過壓、欠壓、過載、過流、缺相、過熱等。

3 運行效果

泵站建成后一年多時間里，目前工況條件下能夠滿足使用要求，設備穩(wěn)定運行無故障。在盡量減少投資的前提下，通過部分設備采用軟啟動器啟動，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且節(jié)約了能源，減低了成本，提高了工廠的經(jīng)濟效益。endprint