蔣鯨峰
摘 要:高壓大功率電動機(jī)啟動方式,傳統(tǒng)為以電抗器降壓啟動為主,該法電抗器占用空間大,安裝布置要求高,對設(shè)備保養(yǎng)要求較高。當(dāng)前,隨著電力電子技術(shù)的快速進(jìn)步,出現(xiàn)以控制可控硅導(dǎo)通為代表的新一代軟啟動方式,逐漸被制漿造紙行業(yè)廣泛應(yīng)用。廣西金桂漿紙業(yè)BCTMP車間有4臺低濃磨漿機(jī),功率分別為3150KW,頻繁啟動且為重載類型,為減少電機(jī)啟動對電網(wǎng)的沖擊,設(shè)計使用了高壓軟啟動方式。本文主要介紹在制漿造紙行業(yè)高壓軟啟動器系統(tǒng)原理,組成,優(yōu)缺點,實際應(yīng)用中保養(yǎng),故障處理,巡檢主要事項,系統(tǒng)優(yōu)化改善等進(jìn)行討論。
關(guān)鍵詞:高壓軟啟動器;可控硅;電機(jī)
1 高壓軟啟動器系統(tǒng)原理、組成及功能
1.1 高壓軟啟動器簡介
當(dāng)前市場,高壓軟啟動器采用整機(jī)結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計,系統(tǒng)簡潔,維護(hù)方便,安全性能更高,同時一體化設(shè)計可以加快設(shè)備的投運進(jìn)度,縮短現(xiàn)場安裝調(diào)試周期。軟啟動器采用單元模塊化設(shè)計,核心部件為---可控硅,采用模塊化設(shè)計,故障時可直接更換,操作簡單方便。多語言人機(jī)操作界面可以讓現(xiàn)場運維人員更直觀全面的監(jiān)視設(shè)備運行轉(zhuǎn)態(tài),對電機(jī)啟動功能參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,使得設(shè)備啟動符合不同的負(fù)載要求,它具有故障分析記錄功能,縮短故障處理時間,減小故障處理時間。高壓軟啟動器主要用于設(shè)備啟動,當(dāng)啟動完成時,將切換至旁路真空接觸器。尤其適合于電網(wǎng)容量小,電機(jī)啟動困難的場合。
1.2 高壓軟啟動器系統(tǒng)原理
高壓軟啟動主要原理是一種利用可控硅導(dǎo)通角,是用微處理器和大功率可控硅間閘管相結(jié),改變間閘管的輸出電壓來,來達(dá)到電機(jī)降壓啟動的目的。既能降低啟動沖擊,又能可靠啟動,其簡化的電路相當(dāng)于三相全橋式整流電路串入電源和電動機(jī)之間。
1.3 高壓軟啟動器系統(tǒng)組成
高壓軟啟動系統(tǒng)可分為高壓電源系統(tǒng),軟啟動系統(tǒng),控制系統(tǒng)組成。其中高壓電源系統(tǒng)主要作用是為現(xiàn)場設(shè)備運行提供電力電源,國內(nèi)常用的有6KV,10KV電壓等級,由電源饋線柜實施斷送電。軟啟動系統(tǒng)是啟動器的核心,主要由電力電子元件組成,包括可控硅,吸收電阻,電容,觸發(fā)板卡。容量越大,可控硅數(shù)量越多,相應(yīng)的電阻電容觸發(fā)板卡也增加??煽毓栝y組是軟啟動系統(tǒng)的關(guān)鍵元件,可控硅質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定閥組的質(zhì)量??刂葡到y(tǒng)是由控制器組成,它是軟啟動器核心控制單元,既要協(xié)調(diào)可控硅的控制,又要實現(xiàn)電機(jī)及軟啟動器本身的各種保護(hù)功能。同時實現(xiàn)與上位DCS系統(tǒng)的通訊,實現(xiàn)開關(guān)量啟動停止的控制,以及電流電壓等模擬量的監(jiān)控顯示??刂破骺梢詫崿F(xiàn)本地遠(yuǎn)程切換,本地啟動/停止,故障復(fù)位命令均可在控制器上實現(xiàn)。通過控制器參數(shù)設(shè)置,主要參數(shù)有電機(jī)電壓,電機(jī)額定功率,額定轉(zhuǎn)速,額定電流,電機(jī)極數(shù)。可根據(jù)不同的負(fù)載,調(diào)整啟動初始電壓,加速時間,旁路切換電流值等,使得設(shè)備加速更加平滑,減少啟動過程對負(fù)載的沖擊,啟動特性相對于電抗啟動更柔和平穩(wěn),減低對電網(wǎng)及其他負(fù)載的沖擊。
1.4 高壓軟啟動器系統(tǒng)功能
保護(hù)控制器可以提供各種不同的保護(hù)功能,如過流保護(hù),過載保護(hù),接地保護(hù),缺相保護(hù),接地保護(hù),欠/過壓保護(hù)等保護(hù)功能,設(shè)備在故障前,可以得到專業(yè)可靠的保護(hù),第一時間切斷工作電源,確保設(shè)備安全,減少重大經(jīng)濟(jì)損失??刂破骱烷y組單元之間采用光纖通訊,保證控制系統(tǒng)和高壓電源之間在電氣上的完全隔離,使得系統(tǒng)具有極高的安全性和抗干擾能力。
2 高壓軟啟動器系統(tǒng)在實際中的應(yīng)用
2.1 高壓軟啟動器系統(tǒng)的應(yīng)用情況
下面談一談軟啟動器在現(xiàn)場工所實際運行情況,在廣西金桂漿紙業(yè)有限公司,BCTMP制漿車間,低濃磨機(jī)配套的電機(jī)功率為3150KW,電機(jī)額定電壓為6KV,由于場地受限,設(shè)計選型時,選用國產(chǎn)西安西馳CMV高壓軟啟動柜,截止目前已運行7年,系統(tǒng)運行穩(wěn)定,證明高壓軟啟動系統(tǒng)用于制漿造紙低濃磨設(shè)備啟動時可行的。該系統(tǒng)主要是由6kv電源柜,以及軟啟動柜組成,運行數(shù)據(jù)通過控制系統(tǒng)傳輸至上位DCS系統(tǒng),DCS系統(tǒng)提供通過硬接線對系統(tǒng)進(jìn)行啟動停止?,F(xiàn)場配設(shè)急停按鈕箱,以保證緊急情況可以及時對設(shè)備進(jìn)行斷電停運。
2.2 高壓軟啟動器系統(tǒng)的保養(yǎng)
設(shè)備運行穩(wěn)定是保證工藝連續(xù)運行的前提,故障率的降低能為公司帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。該軟啟動系統(tǒng),故障率低,保養(yǎng)簡單方便。由于軟啟動系統(tǒng)主要是由是電力電子產(chǎn)品組成,平日保養(yǎng)主要對電阻以及電容的值的監(jiān)測,當(dāng)阻容值變化超過一定范圍時,需要對相應(yīng)的電阻或電容進(jìn)行更換,以提前預(yù)防故障的發(fā)生,保證設(shè)備的正常運行。為提高軟啟動系統(tǒng)壽命,需要對配電室室內(nèi)環(huán)境增設(shè)空調(diào)以及除濕設(shè)備,提高設(shè)備運行環(huán)境,增強(qiáng)電子元器件壽命,進(jìn)而降低備品備件庫存,節(jié)約維護(hù)保養(yǎng)費用。
2.3 高壓軟啟動器系統(tǒng)的檢測
軟啟動系統(tǒng)運行過程如果檢測到故障,控制器會及時發(fā)出跳閘信號,分開電源,第一時間保證電機(jī)設(shè)備的安全?,F(xiàn)場電工通過控制器故障記錄可以查詢到當(dāng)前故障以及部分歷史故障信息,便于快熟鎖定故障位置,對癥下藥,減少設(shè)備停機(jī)時間。常見的故障有過流保護(hù),接地保護(hù),欠壓保護(hù),過載保護(hù)等,可根據(jù)不同的故障信息,檢查不同的因素。例如:若顯示過流保護(hù),現(xiàn)場電工檢查電機(jī)絕緣,排除電機(jī)故障;若顯示欠壓保護(hù),現(xiàn)場電工主要檢查系統(tǒng)電壓檢測的相關(guān)因素;若顯示接地保護(hù),則主要檢查系統(tǒng)對地絕緣相關(guān)因素;若報過載保護(hù),則主要檢查負(fù)載側(cè)的因素,如進(jìn)料情況,濃度,磨機(jī)間隙大小等。
2.4 高壓軟啟動器系統(tǒng)的巡檢
實際生產(chǎn)過程中,維護(hù)運行電工會每天對運行系統(tǒng)進(jìn)行巡檢,巡檢主要內(nèi)容參考如下:
1.檢查室內(nèi)溫度濕度是否合格
2.檢查綜保是否正常運行或報警燈
3.檢查是否有放電聲/異響/異味
4.檢查馬達(dá)保護(hù)器是否正常運行或報警燈
5.檢查是否有放電聲/異響/異味
6.檢查電纜是否有鼓包,壓扁,滲油,異常發(fā)熱,老鼠啃咬跡象。
巡檢工具主要有測溫槍,聽音棒,合格標(biāo)準(zhǔn)參考如下:
1.溫度26°以下,濕度60%以下。
2.報警燈無報警。
3.盤柜無放電聲,無異響,無異味。
4.馬達(dá)保護(hù)器無報警
5.電纜無鼓包,壓扁,滲油,無發(fā)熱,無老鼠啃咬。
2.5 高壓軟啟動器系統(tǒng)升級優(yōu)化
系統(tǒng)升級優(yōu)化展望,在實際使用過程中,電容電阻值的變化導(dǎo)致的故障占比較高,而保養(yǎng)人力有限,人工檢查元件數(shù)值容易出錯且時間消耗太長,對于該檢測項目,建議在控制面板上增設(shè)元件阻值檢測系統(tǒng),將該部分元器件阻值信息實時顯示在控制面板上,就能減少大量的檢測時間,提前預(yù)防故障,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性及可靠性。
3 結(jié)束語
電力電子技術(shù)是工業(yè)進(jìn)步標(biāo)志之一,隨著工業(yè)化的推進(jìn),我國工業(yè)水平逐步提高,電力電子技術(shù)也正正發(fā)展壯大。軟啟動器用于大功率電機(jī)啟動中,運行可靠,維修方便,能減少故障率,提高工藝連續(xù)運行效率,有效降低機(jī)械沖擊力 ,提高設(shè)備使用壽命,屬于未來工業(yè)用戶重要選擇方案。
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