淺析自勵式電磁調(diào)壓軟起動裝置在電廠中的應(yīng)用

摘要：當前我國經(jīng)濟已進入了一個新的發(fā)展階段，大型企業(yè)和大型設(shè)備越來越多，大型大電機（2000KW-60000KW）的應(yīng)用越來越多，大型電機的起動方法也越來越受到人們的重視。隨著科技的飛速發(fā)展，上世紀90年代末，為實際應(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，創(chuàng)建了新型自勵式電磁調(diào)壓軟起動器的模型，并應(yīng)用于工程實際。

關(guān)鍵詞：高壓；軟起動；大型電機

在實際生產(chǎn)中，我廠高壓電機功率在400KW以內(nèi)，因此高壓電機全部采用直起方式運行。隨著我廠上大壓小項目的需要，給水泵電機功率由原來的310KW增至3550KW。如果還采用全壓直起方式，起動時將會影響系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，所以對給水泵電機加裝高壓軟起裝置。

1、電動機直接全壓起動的危害及軟起動好處

1.1 引起電網(wǎng)電壓波動，影響同電網(wǎng)其它設(shè)備的運行

交流電動機在全壓直接起動時，起動電流會達到額定電流的4～7倍，當電機的容量相對較大時，起動電流會引起系統(tǒng)電壓的急劇下降，影響我廠其他設(shè)備的正常運行。軟起動時，起動電流可在額定電流的2～3倍調(diào)解，對其它設(shè)備的影響非常小。

1.2起動電流中含有大量的高次諧波，高次諧波會對我廠電動機、變壓器的鐵損增加，甚至出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，縮短使用壽命。還會使電動機轉(zhuǎn)子發(fā)生振動，嚴重影響設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。

1.3傷害電機絕緣，降低電機壽命

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)生的機械力使導(dǎo)線相互摩擦，降低絕緣壽命。

1.4對機械設(shè)備的傷害

全壓直接起動時的起動轉(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械設(shè)備上，會加速齒輪磨損甚至打齒、加速葉輪疲勞，甚至折斷葉輪等。軟起動的轉(zhuǎn)矩不會超過額定轉(zhuǎn)矩，上述弊端可以完全克服。

2、基本原理

新型自勵式電磁調(diào)壓軟起動裝置原理：在電動機起動前，通過液晶屏設(shè)置相關(guān)起動參數(shù)（如起動電流大小、過流等）。電動機起動時，軟起動裝置通過調(diào)節(jié)晶閘管（低壓）的導(dǎo)通角，控制自勵式電磁調(diào)壓軟起動裝置中自勵式電磁調(diào)壓器勵磁電流大小，改變自勵式電磁調(diào)壓器中磁通量的大小調(diào)節(jié)軟起動裝置端電壓大小，從而逐步升高電動機的端電壓，實現(xiàn)電動機的軟起動。

一次方案圖

2.1 自勵式電磁調(diào)壓軟起動裝置的技術(shù)優(yōu)勢

2.1.1 安全可靠性高

自勵式電磁調(diào)壓軟起動裝置核心器件為干式自勵式電磁調(diào)壓軟起動器，采用進口美國杜邦公司NOMAX紙作為絕緣材料，絕緣等級高，安全性高，無故障隱患。

2.1.2可控可調(diào)性好

自勵式電磁調(diào)壓軟起動器可控性好，端電壓可調(diào)整至初始電壓的5%以下，可使自勵式電磁調(diào)壓軟起動裝置在全壓直接起動電流以下任意選擇起動電流恒流值實現(xiàn)電動機軟起動；可通過電流閉環(huán)控制，可選擇三種起動電流曲線：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起動性能穩(wěn)定性高

自勵式電磁調(diào)壓軟起動裝置的參數(shù)不受環(huán)境溫度的影響，冬天和夏天起動性能一致，前后幾次起動性能一致（不因起動溫升而影響性能）；連續(xù)起動2—3次，冷卻快，4個小時以內(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，以滿足對起動次數(shù)的特殊要求.

2.2高壓自勵式電磁調(diào)壓軟起動裝置與晶閘管固態(tài)軟起動器的比較

2.2.1安全性

自勵式電磁調(diào)壓軟起動裝置核心器件為自勵式電磁調(diào)壓軟起動器，采用進口美國杜邦公司絕緣材料，絕緣等級H級，安全性高，無故障隱患。

晶閘管固態(tài)軟起動器核心器件為串并級晶閘管，而串并級晶閘管作為主要執(zhí)行器件容易擊穿，安全性不高。

2.2.2穩(wěn)定可靠性

自勵式電磁調(diào)壓軟起動裝置核心器件為自勵式電磁調(diào)壓軟起動器，其參數(shù)不受環(huán)境溫度的影響，冬天和夏天起動性能一致，前后幾次起動性能一致（不因起動溫升而影響性能）；同時，還可根據(jù)用戶要求設(shè)計，以滿足對起動次數(shù)的特殊要求。

晶閘管固態(tài)軟起動器核心器件為串并級晶閘管，而串級或并級晶閘管在起動過程中在同溫度下實現(xiàn)均流均壓本不容易實現(xiàn)（安全可靠穩(wěn)定不高性），在不同溫度下實現(xiàn)均流均壓更難，因而運行時易造成個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

自勵式電磁調(diào)壓軟起動裝置核心器件為自勵式電磁調(diào)壓軟起動器，穩(wěn)定可靠性高，免維護。晶閘管固態(tài)軟起動器核心器件為串并級晶閘管，穩(wěn)定可靠性低，維護麻煩。

2.2.4諧波污染

自勵式電磁調(diào)壓軟起動裝置核心器件自勵式電磁調(diào)壓軟起動器設(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%，遠小于國家標準），不會對電網(wǎng)造成危害。晶閘管固態(tài)軟起動裝置核心器件為串并級晶閘管，起動時靠改變晶閘管導(dǎo)通角大小實現(xiàn)斬波，從而改變串接在回路中的電動機的端電壓實現(xiàn)軟起動的。

3、自勵式電磁調(diào)壓軟起動裝置在我廠中的應(yīng)用

在熱電聯(lián)產(chǎn)項目中，經(jīng)過車間技術(shù)人員與廠家、純堿公司電儀車間進行咨詢、實地考察通過對自勵式電磁調(diào)壓軟起動與晶管固態(tài)軟起動的比較確定自勵式電磁調(diào)壓軟起動要優(yōu)于晶閘管固態(tài)軟起動，因此聯(lián)產(chǎn)項目中選用自勵式電磁調(diào)壓軟起動裝置，該裝置徹底解決了因電機全壓起動造成的電網(wǎng)電壓波動、起動時產(chǎn)生高次諧波、傷害電機絕緣，起動轉(zhuǎn)矩大等對設(shè)備造成使用壽命降低等危害。對公司的安全生產(chǎn)起到了至關(guān)重要的作用。

4結(jié)束語

安裝高壓軟起動裝置可為我廠帶來經(jīng)濟效益，可實現(xiàn)綠色發(fā)展，節(jié)能降耗。軟起動裝置運行過程中不產(chǎn)生高次諧波，無附加有功損耗，不影響電能質(zhì)量。當然對我廠用電系統(tǒng)來說，不僅僅只能通過加裝軟起動裝置來達到節(jié)能減排，比如高壓電動機安裝就地無功補償，也可以提高電網(wǎng)功率因數(shù)和效率，也同樣能帶來節(jié)能的功效。

參考文獻：

[1]GDCQ-B型自勵式電磁調(diào)壓軟起動裝置說明書.

作者簡介：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，電氣工程及其自動化。