一體化高壓干式調壓軟起動裝置在冶金行業的應用

紀艷生（安徽馬鋼工程技術集團有限公司，安徽馬鞍山 243000）

一體化高壓干式調壓軟起動裝置在冶金行業的應用

紀艷生
（安徽馬鋼工程技術集團有限公司，安徽馬鞍山 243000）

隨著冶金行業的發展，在各生產線中高壓電機的數量越來越多，生產線的擴容改造周期也越來越短，負荷的變化也隨之較大，對電網的沖擊影響也越來越大。現代冶金行業大量的電動機的應用，要求設計安全可靠、經濟的高壓軟起動裝置，滿足高壓電機順利起動，并減少對電網的沖擊。

冶金行業 高壓干式調壓軟起動 安全可靠

1　前言

隨著冶金行業的發展，有些生產線的高壓電機在投產階段可直接啟動，可在后續的發展中隨著產品擴容改造，一些高壓電機直接起到往往影響到電網，造成較大的電網波動。同時，由于冶金行業占地需求較大，且考慮的原料、產品的運輸等因數，生產線對地域有較強的要求，而現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起動。

3　一體化高壓干式調壓軟起動裝置

據上所述，一種新型降壓起動的一體化高壓干式調壓軟起動裝置應用而生，其成功應用于冶金等行業。

3.1工作原理

一體化高壓干式調壓軟起動裝置非水電阻、磁控、磁閥、電磁調壓、可控硅（晶閘管）、變頻器，即高壓開關柜、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可調電感線圈，以達到電動機起動電壓可調節的軟起動效果。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磁場中磁介質的導磁率，從而改變電感線圈的磁感應強度，使電感線圈的阻抗值在預定的時間內由大到小，達到線圈阻抗值無極調節，使電動機機端電壓逐漸上升至全壓，實現電動機的軟起動。

3.2一次接線方案

一體化高壓干式調壓軟起動裝置可根據現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

一體化高壓干式調壓軟起動裝置是一種新型的、安全可靠的、技術先進的、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、可調可控起動性能；（2）廣泛適用于冶金及其他行業，不受溫度、地理位置等環境的影響，可在各種苛刻的環境下正常使用。環境溫度為-30°C到+50°C，最高可達+60°C。（3）一體化設計，即高壓開關柜、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具體參數進行特殊設計，滿足各容量等級的高壓電機軟起動需要。（4）免維護設計：開啟式設計與高壓開關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）節能：由于通過改變電感感抗調壓，無有功功率消耗，節能效果好。

4　應用案例

4.1案例一

某鋼廠新建一座中型高爐，其總圖布置與內河沿岸，由于其征到得可利用的土地面受限，經總圖、工藝、結構等專業布置后，各生產車間的布局相當受限。其循環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，根據當地供電部門提供的參數，經計算，此高壓電機若直接起動將對電網造成沖擊，嚴重影響到該水泵房及高爐其他車間的正常運行，故必須設計高壓軟啟動裝置。經設計多方比較，最終選用了一體化高壓干式調壓軟起動裝置，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。后經施工投運后，高壓電機一次性成功軟起動成功，保證了生產的順利進行，對電網也無大的沖擊影響，得到了用戶的高度評價。

4.2案例二某鋼廠一座燒結機的機尾除塵風機，其為1120kW的10kV鼠籠型異步電動機，原設計為直接起動，在燒結投產前期，起動較為順利。隨著企業的發展，產能逐步增加，負荷也逐漸增加，在投產后的3年左右，改機尾除塵風機直接起動的，10kV母線的壓降較大，在負荷高峰期影響更大，后經設計計算，該風機需改直接起動為降壓軟起動。而該燒結 10kV電氣室已無可安裝高壓軟件或變頻器的房間，結合現場情況并經經濟比較，用戶決定選用一體化高壓干式調壓軟起動柜更換現有的機尾除塵風機高壓電機控制柜。在設備生產廠家按要求生產好一體化高壓干式調壓軟起動柜，現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，對現有生產線幾乎沒有影響，給用戶提供了較高的性價比選擇，給施工單位創造了優越的施工條件。施工完成后，該機尾除塵風機順利起動，且對電網的沖擊急劇減少，滿足了燒結生產線的正常運行。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驗。

5　結語

對于現代冶金行業生產線的高壓電機的起動控制設計，要求設計人員在設計階段根據負荷情況、電網條件和電氣室的布置等因數綜合考慮，選擇一種安全可靠、經濟合理的高壓軟起動設備。對于在線改造項目，也需切實結合現場實際情況選用一種合適的高壓軟起動裝置。綜上所述，一體化高壓干式調壓軟起動裝置是一種安全可靠、經濟合理、占地較小的先進的高壓軟起動裝置，在冶金行業中，適用于新建、改造項目，值得推廣應用。

［1］中國航空工業規劃設計研究院組編［G］.工業與民用配電設計手冊（第三版）.北京：中國電力出版社，2005.

［2］《鋼鐵企業電力設計手冊》編委會編.《鋼鐵企業電力設計手冊》上、下冊.北京：冶金工業出版社，1996.

紀艷生（1979—），男，工學學士，畢業于三峽大學，工程師，現任職于安徽馬鋼工程技術集團有限公司電氣工程設計研究所。