高壓異步電機(jī)軟啟動的應(yīng)用

一、引言

為了減輕高壓異步電機(jī)啟動對電網(wǎng)的影響，普遍采用空載啟動方式。但是在空載全壓直接啟動時，啟動電流也會達(dá)到額定電流的5～7倍左右，特別是大容量電機(jī)全壓啟動，將引起電網(wǎng)電壓劇烈波動，影響同電網(wǎng)其它設(shè)備的正常運行，甚至影響電網(wǎng)的穩(wěn)定。啟動所產(chǎn)生的大電流在電機(jī)定子線圈和轉(zhuǎn)子鼠籠條上會產(chǎn)生很大的沖擊力，有可能破壞電機(jī)絕緣并造成鼠籠條斷裂，甚至引起電機(jī)故障，減少電機(jī)使用壽命。

二、問題

鋼鐵公司有近百臺高壓異步電機(jī)，尋求啟動電流小、對電網(wǎng)影響小的電機(jī)啟動方式是鋼鐵公司的必然選擇。

以前，高壓異步電機(jī)啟動一般都采用降壓啟動方式，包括Y-△啟動、延邊三角形啟動、自藕變壓器降壓啟動、串電抗器啟動等方式，但是此類啟動方式產(chǎn)生的高次諧波對電網(wǎng)影響很大并能造成對電網(wǎng)的二次沖擊。

三、措施

近年來，高壓異步電機(jī)軟啟動技術(shù)迅猛發(fā)展，主要有高壓變頻啟動、熱變電阻軟啟動、液阻軟啟動、磁控軟啟動等。

高壓變頻器雖然體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)量小，功能齊全，菜單豐富，啟動和調(diào)速性能都較好，起動重復(fù)性好，保護(hù)周全。但初期投入較大，是液阻軟啟動的10倍左右。況且變頻器本身用于電機(jī)軟啟動，不能發(fā)貨其調(diào)速性能，是一種浪費。

磁控軟啟動就是我們通常所說的磁放大器。在起動開始時限流作用較強(qiáng)，在軟起動過程中逐漸減弱。限流作用的強(qiáng)弱變化是通過控制直流勵磁電流、改變鐵心的飽和度實現(xiàn)的。但該裝置需要有相對較大功率的輔助電源，并且噪聲較大。

液阻軟起動的主體是一種液體電阻，由電解液形成的，它采用離子導(dǎo)電，其阻值正比于相對的二塊電極板的距離，反比于電解液的溫度。實踐中，把液阻串入高壓電機(jī)三相定子回路。啟動時，液阻由于電機(jī)定子電流的作用發(fā)熱使溫度升高，電阻降低并且變化較小，主要在啟動過程中調(diào)節(jié)二塊電極板的距離，使電機(jī)端電壓逐漸升高并達(dá)到額定值，實現(xiàn)軟啟動。液阻軟起動原理如圖示，其特點如下：

●液阻箱容積大的，對啟動過程產(chǎn)生的熱能可以迅速擴(kuò)散。

●液阻軟起動裝置實現(xiàn)過程中不產(chǎn)生高次諧波，對電網(wǎng)沖擊破壞力較弱。

●移動極板需要有運行可靠的伺服機(jī)構(gòu)，以前該裝置經(jīng)常出現(xiàn)故障。由于自動控制技術(shù)的發(fā)展，此問題已解決。

●液阻軟起動裝置不適合置放在易結(jié)冰的現(xiàn)場，但在電阻箱四周裝上熱電阻，可以解決此問題。

●一次軟起動后電解液通常會有10~30℃的溫升，雖然可以根據(jù)環(huán)境溫度自動檢測和設(shè)定初始值，但重復(fù)性相對較差。

●成本低也是其一大優(yōu)點。

四、效果

熱變液阻軟起動裝置與液阻啟動原理相當(dāng)，也是由電解液形成的電阻，采用離子導(dǎo)電，只是啟動過程調(diào)節(jié)只是靠液阻本身在軟起動過程中的溫升，使電解液阻值產(chǎn)生變化，實現(xiàn)無極板伺服機(jī)構(gòu)的軟起動。使用熱變液阻軟起動裝置對環(huán)境溫度要求偏高，也存在軟起動重復(fù)性較差的缺點。

鋼鐵公司高壓異步電機(jī)近百臺，在選擇電機(jī)啟動方式時，相關(guān)技術(shù)人員觀點各不相同，最后選擇了多種啟動方式。經(jīng)過一段時間的運行，對各種軟啟動進(jìn)行綜合對比，液阻軟啟動的啟動電流沒有超過3倍額定電流的時候，并且故障率最低。

五、結(jié)束語

總之，如果負(fù)載對調(diào)速性能要求不高，綜合高壓異步電機(jī)軟啟動的性價比，采用液阻軟啟動即經(jīng)濟(jì)又實惠。