一體化高壓干式調(diào)壓軟起動裝置在冶金行業(yè)的應(yīng)用

紀艷生

【摘 要】隨著冶金行業(yè)的發(fā)展，在各生產(chǎn)線中高壓電機的數(shù)量越來越多，生產(chǎn)線的擴容改造周期也越來越短，負荷的變化也隨之較大，對電網(wǎng)的沖擊影響也越來越大。現(xiàn)代冶金行業(yè)大量的電動機的應(yīng)用，要求設(shè)計安全可靠、經(jīng)濟的高壓軟起動裝置，滿足高壓電機順利起動，并減少對電網(wǎng)的沖擊。

【關(guān)鍵詞】冶金行業(yè) 高壓干式調(diào)壓軟起動 安全可靠

1 前言

隨著冶金行業(yè)的發(fā)展，有些生產(chǎn)線的高壓電機在投產(chǎn)階段可直接啟動，可在后續(xù)的發(fā)展中隨著產(chǎn)品擴容改造，一些高壓電機直接起到往往影響到電網(wǎng)，造成較大的電網(wǎng)波動。同時，由于冶金行業(yè)占地需求較大，且考慮的原料、產(chǎn)品的運輸?shù)纫驍?shù)，生產(chǎn)線對地域有較強的要求，而現(xiàn)階段我國的土地政策比較緊張，故作為輔助的車間電氣室布置往往受到限制。考慮到上述原因，選用一種安全可靠、經(jīng)濟、體積小高壓電機軟起動裝置顯得更加重要和迫切。

2 高壓軟啟動方式

籠型高壓電動機的起動方式一般有全壓起動、降壓起動、和變頻起動三種方式。其中降壓起動又分為：星形-三角形降壓起動；延邊三角形降壓起動；電阻降壓起動；電抗器降壓起動；自耦變壓器降壓起動；晶閘管降壓軟起動。繞線型異步電機的起動方式一般有頻敏變阻器起動、電阻分級起動、和交流電力電子開關(guān)起動。

3 一體化高壓干式調(diào)壓軟起動裝置

據(jù)上所述，一種新型降壓起動的一體化高壓干式調(diào)壓軟起動裝置應(yīng)用而生，其成功應(yīng)用于冶金等行業(yè)。

3.1 工作原理

一體化高壓干式調(diào)壓軟起動裝置非水電阻、磁控、磁閥、電磁調(diào)壓、可控硅（晶閘管）、變頻器，即高壓開關(guān)柜、運行旁路柜、軟起動柜三柜合一。其采用在高壓電動機的起動回路中串聯(lián)可調(diào)電感線圈，以達到電動機起動電壓可調(diào)節(jié)的軟起動效果。主要工作原理：通過改變在起動回路中串入的電感線圈感應(yīng)磁場中磁介質(zhì)的導(dǎo)磁率，從而改變電感線圈的磁感應(yīng)強度，使電感線圈的阻抗值在預(yù)定的時間內(nèi)由大到小，達到線圈阻抗值無極調(diào)節(jié)，使電動機機端電壓逐漸上升至全壓，實現(xiàn)電動機的軟起動。

3.2 一次接線方案

一體化高壓干式調(diào)壓軟起動裝置可根據(jù)現(xiàn)場的需要提供手車式和固定式成套裝置，滿足各種工況的要求。

3.3 性能及其特點

一體化高壓干式調(diào)壓軟起動裝置是一種新型的、安全可靠的、技術(shù)先進的、性價比較高的、體積較小的高壓無極軟起動裝置。其性能及特點如下：

（1）安全可靠、可調(diào)可控起動性能；（2）廣泛適用于冶金及其他行業(yè)，不受溫度、地理位置等環(huán)境的影響，可在各種苛刻的環(huán)境下正常使用。環(huán)境溫度為-30°C到+50°C，最高可達+60°C。（3）一體化設(shè)計，即高壓開關(guān)柜、運行旁路柜、軟起動柜三柜合一，安裝體積小。在冶金中，不大于1600kW的高壓電機軟起動裝置尺寸規(guī)格為寬x深x高為1200x1500x2300（mm）； 1600～2200kW的高壓電機軟起動裝置尺寸規(guī)格為寬x深x高為1300x1500x2300（mm）；2200～5000kW的高壓電機軟起動裝置尺寸規(guī)格為寬x深x高為1300x1800x2300（mm）；同時，大于5000kW電機的高壓軟起動裝置可根據(jù)具體參數(shù)進行特殊設(shè)計，滿足各容量等級的高壓電機軟起動需要。（4）免維護設(shè)計：開啟式設(shè)計與高壓開關(guān)柜一體化給維護帶來了很大便利，投入使用后無其他的維護，可以節(jié)約大量的維護費用。同時，其為干變特性，外形美觀，使用方便。（5）節(jié)能：由于通過改變電感感抗調(diào)壓，無有功功率消耗，節(jié)能效果好。

4 應(yīng)用案例

4.1 案例一

某鋼廠新建一座中型高爐，其總圖布置與內(nèi)河沿岸，由于其征到得可利用的土地面受限，經(jīng)總圖、工藝、結(jié)構(gòu)等專業(yè)布置后，各生產(chǎn)車間的布局相當(dāng)受限。其循環(huán)水泵房的總占地面積較小，其3臺高壓水泵均為800kW的10kV鼠籠型異步電動機，根據(jù)當(dāng)?shù)毓╇姴块T提供的參數(shù)，經(jīng)計算，此高壓電機若直接起動將對電網(wǎng)造成沖擊，嚴重影響到該水泵房及高爐其他車間的正常運行，故必須設(shè)計高壓軟啟動裝置。經(jīng)設(shè)計多方比較，最終選用了一體化高壓干式調(diào)壓軟起動裝置，其將3臺10kV高壓電機柜更改為一體化高壓干式調(diào)壓軟起動柜，接于10kV母線上。與高壓電機饋線柜相比，僅僅是柜寬增加了400mm，3臺一共增加1200，滿足電氣室的安裝布置。后經(jīng)施工投運后，高壓電機一次性成功軟起動成功，保證了生產(chǎn)的順利進行，對電網(wǎng)也無大的沖擊影響，得到了用戶的高度評價。

4.2 案例二

某鋼廠一座燒結(jié)機的機尾除塵風(fēng)機，其為1120kW的10kV鼠籠型異步電動機，原設(shè)計為直接起動，在燒結(jié)投產(chǎn)前期，起動較為順利。隨著企業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)能逐步增加，負荷也逐漸增加，在投產(chǎn)后的3年左右，改機尾除塵風(fēng)機直接起動的，10kV母線的壓降較大，在負荷高峰期影響更大，后經(jīng)設(shè)計計算，該風(fēng)機需改直接起動為降壓軟起動。而該燒結(jié) 10kV電氣室已無可安裝高壓軟件或變頻器的房間，結(jié)合現(xiàn)場情況并經(jīng)經(jīng)濟比較，用戶決定選用一體化高壓干式調(diào)壓軟起動柜更換現(xiàn)有的機尾除塵風(fēng)機高壓電機控制柜。在設(shè)備生產(chǎn)廠家按要求生產(chǎn)好一體化高壓干式調(diào)壓軟起動柜，現(xiàn)場安排合適的時間進行停電檢修，期間將軟起動柜更換。本次改造，費用較低，對現(xiàn)有生產(chǎn)線幾乎沒有影響，給用戶提供了較高的性價比選擇，給施工單位創(chuàng)造了優(yōu)越的施工條件。施工完成后，該機尾除塵風(fēng)機順利起動，且對電網(wǎng)的沖擊急劇減少，滿足了燒結(jié)生產(chǎn)線的正常運行。此次改造是一次典型的、成功的在線改造，為以后類似的高壓電機直接起動改軟起動提供了很好的經(jīng)驗。

5 結(jié)語

對于現(xiàn)代冶金行業(yè)生產(chǎn)線的高壓電機的起動控制設(shè)計，要求設(shè)計人員在設(shè)計階段根據(jù)負荷情況、電網(wǎng)條件和電氣室的布置等因數(shù)綜合考慮，選擇一種安全可靠、經(jīng)濟合理的高壓軟起動設(shè)備。對于在線改造項目，也需切實結(jié)合現(xiàn)場實際情況選用一種合適的高壓軟起動裝置。綜上所述，一體化高壓干式調(diào)壓軟起動裝置是一種安全可靠、經(jīng)濟合理、占地較小的先進的高壓軟起動裝置，在冶金行業(yè)中，適用于新建、改造項目，值得推廣應(yīng)用。

參考文獻：

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