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。