軟啟動技術(shù)在鐵路給水過程中的應(yīng)用

摘要：目前我國鐵路給水過程存在很多隱患，因此導(dǎo)致了在給鐵路供水時故障頻發(fā)，如何解決鐵路供水系統(tǒng)事故頻發(fā)這一問題是需要重點(diǎn)攻克的難題。文章通過對目前的鐵路供水系統(tǒng)的現(xiàn)狀研究，結(jié)合多年實踐經(jīng)驗，對鐵路供水系統(tǒng)中的軟啟動技術(shù)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：鐵路給水過程；軟啟動技術(shù)；鐵路供水系統(tǒng)；供水控制柜；變壓器 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U269 文章編號：1009-2374（2015）01-0123-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0062

由于鐵路供水控制柜的性能不健全，導(dǎo)致近年來鐵路供水頻頻出現(xiàn)故障，鐵路供水控制柜性能不健全的主要原因還要?dú)w于水泵控制技術(shù)的不完善，若是我們能夠很好地解決水泵控制技術(shù)不完善這一問題，那么鐵路供水控制柜的性能不健全問題也能迎刃而解，從而也就降低了鐵路供水出現(xiàn)問題的幾率。那么如何才能解決鐵路供水系統(tǒng)水泵控制技術(shù)不完善這一問題呢？筆者結(jié)合多年的研究，對此問題進(jìn)行了以下分析。

1 我國鐵路供水系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

1.1 降壓啟動

在我國鐵路供水系統(tǒng)使用降壓方式啟動水泵時，常用的有以下兩種方式：三角形-星形啟動法和自藕變壓器補(bǔ)償啟動法。對于容量較小的負(fù)荷較低的電機(jī)多使用三角形-星形啟動法，對于容量大、負(fù)荷高的電機(jī)則使用自藕變壓器補(bǔ)償啟動法較為方便，但是由于降壓的自藕變壓器補(bǔ)償啟動法在啟動電機(jī)的過程中電流超出額定電流的數(shù)倍，較容易被燒毀，所以不能多次長時間啟動。另外由于鐵路供水系統(tǒng)降壓啟動水泵，只是在開始啟動時使用低電壓，在啟動過程中還是會恢復(fù)使用高強(qiáng)電壓，所以這期間的電流變化較大，強(qiáng)壓啟動時往往會達(dá)到規(guī)定電流的4倍左右，很容易引發(fā)火災(zāi)事故，所以我國鐵路供水系統(tǒng)較多采用降壓啟動電機(jī)的方式控制水泵。

1.2 常壓啟動

我國所說的鐵路供水系統(tǒng)使用常壓方式啟動水泵是指，在對電機(jī)和水泵進(jìn)行啟動時，直接輸送的是380伏額定功率下需要的高壓，電機(jī)和水泵在接收到電壓時，瞬間啟動，轉(zhuǎn)速從零達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。由于提速時間極短、過程極快，產(chǎn)生的電流也是極大的，因此對電網(wǎng)以及電機(jī)造成巨大沖擊力，使電網(wǎng)、電機(jī)承受壓力變大，縮短了電網(wǎng)以及電機(jī)的使用壽命，在水泵啟動的瞬間，轉(zhuǎn)速急劇升高，對周圍的配套設(shè)施有著嚴(yán)重影響，容易造成配套設(shè)施的損壞，除此之外，由于在啟動過程中需要電流極大，因此在一定程度上也影響到了周圍用戶的正常用電。

鐵路供水系統(tǒng)使用常壓方式啟動水泵存在很多有缺陷的地方，在對水泵進(jìn)行停止作業(yè)時，也是有一定危害的，當(dāng)380伏高壓瞬間清零，電機(jī)和水泵瞬間停止動力供應(yīng)，將會在供水管道中形成停泵水錘，這將在很大程度上沖擊管道中的設(shè)備，還有可能會導(dǎo)致管道崩裂，造成人身傷亡等；電機(jī)和水泵驟停，對基座的穩(wěn)固性也會造成影響，基座的不穩(wěn)，又會造成電機(jī)及泵體的晃動，由此造成惡性循環(huán)，影響電機(jī)及水泵的安全運(yùn)行。

2 鐵路供水系統(tǒng)中的軟啟動技術(shù)介紹

2.1 鐵路供水系統(tǒng)中的控制力矩的軟啟動技術(shù)

2.1.1 基本介紹：通過控制力矩來控制晶閘管導(dǎo)通的角度來實現(xiàn)不同斜坡的加減速的鐵路供水系統(tǒng)啟動方法稱之為控制力矩的軟啟動技術(shù)。它是以計算機(jī)為基礎(chǔ)，使用特殊的控制算法來完成的。一方面這種軟啟動技術(shù)在啟動過程中電流可以進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，防止了傳統(tǒng)啟動中電流過大的現(xiàn)象出現(xiàn)，在一定程度上減少了事故的發(fā)生；另一方面這種控制力矩的軟啟動技術(shù)在啟動時，對負(fù)載施加恒定的加速力矩，使輸出力矩隨著時間的延長緩緩地實現(xiàn)線性對應(yīng)的關(guān)系，減輕了啟動過程中的沖擊力，確保了啟動的安全穩(wěn)定。同時，在對鐵路供水系統(tǒng)啟動水泵后進(jìn)行停止水泵操作時，也能夠通過這種軟啟動技術(shù)對其進(jìn)行線性調(diào)節(jié)，根據(jù)負(fù)載力的不同而施加不同的力矩，從而消除了傳統(tǒng)啟動帶來的停泵水錘現(xiàn)象，最終達(dá)到軟停機(jī)的狀態(tài)。

2.1.2 功能優(yōu)勢：（1）鐵路供水系統(tǒng)中的控制力矩的軟啟動技術(shù)不僅在啟動上實現(xiàn)軟啟動，不會出現(xiàn)急劇增長的電流，減輕對電網(wǎng)、電機(jī)的沖擊力，而且在停機(jī)時，能夠根據(jù)不同的負(fù)載力來施加不同的力矩，實現(xiàn)軟停機(jī)，這樣能夠消除傳統(tǒng)停機(jī)時出現(xiàn)的水錘，減少對管道設(shè)備的損壞，也能減少由于驟停驟啟帶來的沖擊力對機(jī)體及基座的影響。（2）鐵路供水系統(tǒng)使用控制力矩軟啟動技術(shù)制造的水泵啟動控制柜能夠?qū)崿F(xiàn)對電機(jī)的最佳保護(hù)，使用這種軟啟動技術(shù)研制成功的水泵啟動控制柜在進(jìn)行計算時計算參數(shù)完善而且可控，在供水系統(tǒng)啟動過程中能夠進(jìn)行監(jiān)督并且實現(xiàn)記錄控制，對于出現(xiàn)的問題可以提供參考依據(jù)，能夠更快捷地找到問題出現(xiàn)的原因。（3）鐵路供水系統(tǒng)使用控制力矩軟啟動技術(shù)制造的水泵啟動控制柜對電機(jī)、電網(wǎng)的保護(hù)力度增大，這種控制力矩的軟啟動技術(shù)不僅計算參數(shù)完善，而且各種控制參數(shù)也較為齊全，技術(shù)人員可以將原來配置在啟動中的各種設(shè)施設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，使其能夠受到控制，從而減少啟動過程中帶來的供水系統(tǒng)問題。（4）鐵路供水系統(tǒng)在使用自藕變壓器補(bǔ)償啟動法啟動電機(jī)的過程中，電流可能會達(dá)到額定電流的5倍，設(shè)備較容易燒毀，而且不能多次密集長時間啟動，我們對水泵啟停的操作要求是：110kW以下的電機(jī)啟停間隔在5分鐘，110kW及以上的電機(jī)啟停間隔在10分鐘以上，否則會造成電機(jī)因過熱而燒損。但是使用鐵路供水系統(tǒng)控制力矩軟啟動技術(shù)制造的水泵啟動控制柜就能很好地避免這一問題的出現(xiàn)，控制力矩軟啟動技術(shù)在啟動中借助第二通道，緩和急劇增加的電流，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行到正常水平時，電流從第二通道轉(zhuǎn)移到第一通道，這樣能夠減小電流的沖擊，延長機(jī)器使用壽命。

2.2 鐵路供水系統(tǒng)中的限制電流與電壓斜坡結(jié)合的軟啟動技術(shù)

鐵路供水系統(tǒng)中的限制電流與電壓斜坡結(jié)合的軟啟動技術(shù)是將限制電流與電壓斜坡結(jié)合到一起，共同為啟動電機(jī)工作的技術(shù)。在啟動電機(jī)的過程中電流是一個由低到高逐漸增長的過程，由原來的零安，達(dá)到最終的恒定額定電流。當(dāng)電流小于額定電流時，采用電壓斜坡技術(shù)，能夠使電流按照穩(wěn)定的線性增長，減小急劇增長時對機(jī)械設(shè)備的損壞，當(dāng)電流達(dá)到額定電流后，為了不使電流再升高，則需采用限制電流的方法，使電流保持穩(wěn)定。這種軟啟動技術(shù)在理論上講是較為可行的，但是在實際操作過程中，往往會由于電機(jī)特性的影響而大打

折扣。

2.3 鐵路供水系統(tǒng)中的電壓斜坡軟啟動技術(shù)

鐵路供水系統(tǒng)中的電壓斜坡軟啟動技術(shù)是指對電機(jī)上施加的電壓是由零升至額定電壓的，在上升的過程中按照有規(guī)律的線性方式進(jìn)行增長，可以通過調(diào)節(jié)電壓來實現(xiàn)對啟動力矩的控制，從而能夠在可控范圍內(nèi)，安全穩(wěn)定地啟動電機(jī)。

目前我國研制的新型軟啟動水泵控制柜，通過安裝變壓器解決了在啟動過程中電源不穩(wěn)定的問題，通過安裝金屬屏蔽器解決了在啟動過程中的電磁干擾問題。

鐵路供水系統(tǒng)中新型軟啟動水泵控制柜能在很大程度上減少供水系統(tǒng)故障的產(chǎn)生，保障鐵路供水系統(tǒng)安全平穩(wěn)運(yùn)行，而且也減輕了在給鐵路供水時對周邊居民、單位的用電影響，整體來說是較為安全、穩(wěn)定、合

理的。

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作者簡介：呂春蘭（1972—），女，山西原平人，大秦鐵路股份有限公司太原供電段工程師，研究方向：鐵路給水。

（責(zé)任編輯：陳 倩）endprint