高壓軟啟動工作原理和常見故障分析

蔣亮 陳明（獨山子石化公司，新疆 克拉瑪依 833699）

高壓軟啟動是石油煉化行業中常見的電氣設施之一，常用于大型機組的供配電系統中。隨著對維護工作要求的提升，對其工作原理的理解變得更加重要，對其常見故障應給與準確且快速的分析。針對我廠使用的以色列SOLCON（HRVS-DN)軟啟動器穩定運行，結合相應的維護經驗，總結出本文。

1 軟啟動的定義及分類

降壓起動：在電機起動過程中，降低起動電壓，可以降低電動機的起動電流和起動轉矩，以及最大轉矩。

現場我們使用的以色列SOLCON 軟啟動器是晶閘管調壓軟啟動器，通過晶閘管導通角的控制來控制軟起動器的輸出電壓的大小，從而實現降壓軟起的目的。

2 電機采用軟起動的優點

2.1 減少對電網的沖擊電機采用直接起動，起動電流是電機滿載工作電流的7倍，會造成母線上產生過大的線路壓降，使連接該電動機的供電和母線系統產生快速、短暫的電壓波動，影響到系統中的其他用電設備的正常工作。

2.2 減少對電機本體結構的沖擊

直接起動會在電機定子線圈和轉子鼠籠條上產生比額定工況大49倍的電動力，使電動機各部件受到過大的應力，致使繞組破壞和鼠籠條斷裂；7倍的起動電流產生大量的焦耳熱，造成繞組過熱，加速電機絕緣老化；過大的電動力和熱效應都將影響電機的使用壽命。

2.3 減少對生產傳動機械的沖擊直接起動產生過大的轉矩，使被拖動的機械設備產生巨大的應力，會造成：

2.3.1 管道、閥門的破裂；2）風機的軸承斷裂、葉片變形；3）皮帶傳送帶撕裂；4）齒輪磨損加快甚至破碎；5）泵的葉輪變形或損壞，潤滑油不能及時到位，軸承干磨。

直接起動增加設備的停工臺時，影響生產的正常進行，大大增加工作人員的維護工作量，增加維修費用，縮短機械設備的正常使用壽命。

2.3.2 以色列SOLCON（HRVS-DN)軟啟動主要結構及作用主要結構有主路接觸器、旁路接觸器、控制模塊以及晶閘管和電子式電壓互感器（EPT）組成。主路接觸器作用為接通和關斷電源，與旁路接觸器進行配合實現軟起和軟停的過程，當系統發生故障時可立即切斷電源實現保護跳閘的功能；旁路接觸器作用是短接晶閘管從而實現全壓運行。控制模塊是HRVS-DN的控制中樞，起到采集數據的處理和保護控制的判斷和動作信號的發出，以及諸多參數的設定和調整的功能。電子式電壓互感器作用是采集軟啟動器運行過程的電壓變化，為控制模塊提供判定依據，是控制模塊的眼睛。

3 以色列SOLCON（HRVS-DN)軟啟動軟起軟停過程原理分析

3.1 以色列SOLCON（HRVS-DN)軟啟動軟起過程原理分析

現場設備均具備開機條件，由儀表控制柜給軟啟動器控制模塊一個滿足啟動信號，由操作人員給定啟動電機信號，主路接觸器吸合，晶閘管在控制模塊的控制下進行軟啟動控制，使得起動電壓隨導通角的變化逐漸升高至額定電壓，此時電機隨之啟動。當電壓互感器EPT檢測線電壓達到額定電壓后，電動機達到設計轉速時，控制模塊閉合旁路接觸器，此時軟起結束，電動機全壓運行。

3.2 以色列SOLCON（HRVS-DN)軟啟動軟停過程原理分析現場設備具備停機條件，由儀表控制柜給軟啟動器控制模塊一個滿足停止的信號，由操作人員給定停止電機信號后，旁路接觸器斷開，電機全壓運行，晶閘管在控制模塊的控制下進行軟停控制，使得運行電壓隨導通角的變化逐漸降低，此時電機進行降壓停機。當電壓互感器EPT 檢測線電壓達到0 后，電動機在慣性下停機，控制模塊斷開主路接觸器，此時軟停結束電動機停止。

4 以色列SOLCON（HRVS-DN)軟啟動常見故障分析

4.1 不平衡跳閘

電流不平衡是電機三相電流的最大值和最小值之間的差異，它和電機的最大電流或滿負荷電流是區分開的。不管哪相電流的變大，如果實際的不平衡超過“不平衡繼電器”的設置的話，故障就會發生，常見于電動機本身繞組故障引發。

4.2 接地故障跳閘

接地電流超過事先的設定值時就會動作，常見于電動機本體繞組絕緣降低和供電電纜局部絕緣受損引發的接地故障。

4.3 太多的啟動次數

啟動次數超過啟動周期內的設置的話（一般設置為3次），會導致跳啟動器，需要等到電機和啟動器冷卻下來冰河“啟動禁止”中設定的值相一致。

4.4 過負荷

當電流超過過負荷跳閘的設置并且過熱會導致跳閘。檢查滿負荷電流和過負荷電流的設置，檢查電機電流，在再次啟動之前，等待15分鐘讓電機和啟動器冷卻下來。實際遇到類似的情況多因負載故障引發。

4.5 欠電壓

對于預設的時間，當電壓下降到預設值之下時，會導致跳閘。此時需要檢查“欠電壓跳閘”和“時間繼電器設置”，并檢查3相電壓。當電壓下降到零，啟動器會沒有延時的立即跳閘。

4.6 過電壓

對于預設的時間，當電壓增加至預設值時，會導致跳閘。此時需要檢查“過電壓跳閘”和“時間繼電器設置”，并檢查3相電壓。

5 結語

本文從軟啟動的分類和定義開始著手，到電動機采用軟啟動的優勢，介紹了HRVS-DN 軟啟動器在電動機軟起軟停的工作原理，并羅列了常見故障及原因分析，希望能讓大家對軟啟動系統有所了解，對其發生常見故障時能準確分析，提高電氣維護人員的處理問題能力。

[1]《HRVS-DN中高壓軟起動器使用手冊》SOLCON.

[2]《以色列SOLCON 公司數字式晶閘管軟起動產品介紹》SOLCON.