軟啟動控制器在青海油田注水系統中的應用

摘 要：當今電動機廣泛應用于各類電力拖動系統中，實際上多數電動機處在輕載或變負載運行，其效率較低，造成很大的電能浪費，因此在經常使用電動機的部門和場合推行軟啟動技術具有十分重要的意義。本文所討論的軟啟動控制器主要是用RC系列軟啟動控制柜解決電動機的軟啟動問題，兼能實現過流、缺相、相序不正確等保護的功能，使電動機和電網相連，實現啟動降耗及節能經濟運行的目的。

關鍵詞：軟啟動限流啟動節能

中圖分類號：TE35文獻標識碼：A文章編號：1674-098X(2011)09(b)-0125-01

1注水泵電機的啟動模式

在青海油田注水系統中，控制電機以五柱塞泵電氣控制柜最為普遍，數量也最多。而RC系列軟啟動控制柜是采用軟啟動模塊限流啟動，啟動電流最小可限制在電機額定電流的2.5倍，軟啟動完成后，切換到旁路運行，節約運行成本，降低維護費用。在不允許直接起動的情況下，就要采用降壓起動的起動方式，即降低電動機端電壓進行起動。在我廠電機的降壓啟動一般有星／三角起動，自耦變壓器降壓起動及軟起動等方法。

軟啟動的優點:軟起動器是一種集電機軟起動、輕載節能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置，它的主要構成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯閘管及其電子控制電路。軟啟動的實質是一種降壓啟動，與“Y－△”啟動和自耦降壓啟動的原理是一樣的，不同的是軟啟動采用了無觸點電子開關控制電壓，其電壓平穩上升，而不是突變。

2幾種軟啟動的方法

軟啟動控制器是事先設定好控制程序，當控制器收到啟動指令后，便按照軟啟動控制器設定的方式，輸出相應的電壓控制電動機的啟動。

啟動方式有：限流軟啟動方式、電壓斜坡軟啟動方式、轉矩加突跳控制方式例如限流軟啟動方式：這種啟動方式要先設定一個限流值Ik，電動機啟動后，電流迅速增大，當達到設定的限流值Ik，軟啟動控制器就一方面保證輸出電流不再增大，另一方面漸漸增大晶閘管的觸發角。

3軟啟動控制器的特點

現我廠注水系統用的是滄州市榮昌科技發展有限公司的RC系列軟啟動控制柜它和具有以下特點：

(1）軟啟動控制柜采用智能電機控制模塊及與之配套的低壓電器（接觸器、斷路器、中間繼電器）等組成。

(2）采用軟啟動模塊限流啟動，啟動電流最小可限制在電機額定電流的2.5倍，軟啟動完成后，切換到旁路運行，節約運行成本，降低維護費用。

(3）保護功能完善，當控制器發生短路、過流、超載、過電壓故障時系統均能實時保護。

(4）軟停車特性即大大延長電氣觸點之壽命，又滿足不同場合下機械需求。

3.2 軟啟動控制器的基本結構

軟啟動控制器是利用單片機控制的移相觸發調壓軟啟動模塊。

該模塊的主電路與相控電路及單片機共同封裝于同一殼體內，同時內置多個電流、電壓傳感器。用接插件將模塊與控制盒連接在一起，實現各種功能的設置和顯示。

主電路為6只玻璃鈍化方形晶閘管芯片，通過一體化焊接技術，將其貼在DBC（陶瓷覆銅板）上，并與導熱銅板焊接在一起。模塊使用時，導熱銅板與散熱片通過導熱硅脂緊密接觸。這種結構使模塊具有很高的絕緣性能和散熱性能。

4軟啟動控制器的應用

4.1 軟啟動控制器應用后的優點

由于引進了軟啟動控制器，在以下方面有很大的改善：

(1）避免電動機起動時供電線路產生瞬間電壓跌落，造成設備、儀表誤動作；

(2）防止起動時產生力矩沖擊，而使機械斷軸或產生廢品；

(3）可以較頻繁地起動電動機（軟起動裝置一般允許10次/h，而使電動機不致過熱）；

(4）需要控制起動電流，減少對機械的沖擊，同時也可適應較低容量供電變壓器的場合；

(5）可以降低電網適配容量，節省增容費開支；

(6）節能特性;

(7）優化運行特性;

(8）保護特性。

4.2 軟啟動控制器的實際應用

軟啟動控制器應用到我廠的注水站中，但還沒有廣泛應用，下面是對我廠聯 三站應用的五柱塞泵電氣控制柜和軟啟動控制器的調查表(如表1)：

將五柱塞泵電氣控制柜控制的185kW電機折算為315kW的電機，與軟啟動控制器的性能相比較(如表2）：

通過這個調查表我們可以知道軟啟動控制器的應用得到了很好的節能效果，收到了很好的效益。以每度電2元計算，每天每臺電機可節省960元，那么既有經濟效益和社會效益，也提高了自動化水平。

4.3 軟啟動控制器應用容易出現的問題及解決方法

在使用軟啟動控制器時，發生了變化，電動機進入再生發電狀態時，其再生能量將傳入軟啟動控制器。我覺的對于電動機的再生能量可以用以下方法解決：

可以采用公用直流母線系統的方案：即若干臺電動機的軟啟動控制器可共用一臺整流器，將其直流母線聯結在一起，利用軟啟動控制器的回饋能量不同時發生的原理，將軟啟動控制器的回饋能量作為其它軟啟動器的動力。這樣既節約了能量，又防止了回升電壓的產生。但是要做到這一點各個軟啟動控制器的回饋能量不能同時發生。

同時，使用環境對軟啟動控制器的影響不容忽視，柴達木盆地，海拔接近3000m ，是世界上海拔最高的油田，因此，在這種環境下應用軟啟動控制器要能經受海拔高、高原缺氧的考驗，并能經受鹽堿性氣候的影響，防止生銹，造成接觸不良而出現故障。

針對這些情況，我覺得應對軟啟動器做防護措施，保證其可靠的運行：

（1）對軟啟動控制器的冷卻風扇采用溫控儀控制

（2）對于鹽堿地腐蝕性較強的問題，采取噴涂絕緣油漆的方法

因此，我們可利用軟啟動控制器的通訊接口，把軟啟動控制器與計算機聯網，通過軟啟動控制器的通訊接口把軟啟動控制器及注水電機的各種參數、電流、電壓等情況反饋 到站內的計算機上，這樣可以通過計算機對軟啟動控制器可以調節，如果每臺電機出現異常情況也可以反饋到計算機上，以便我們及時發現和采取措施。

這樣既可以減少工人的勞動強度，也可以為油田全面實現自動化的可行性打下基礎。

參考文獻

[1]潘新民．微型機在電機軟啟動中的應用［J］．微型機與應用，1998，(3)：47～49.