基于开关变压器技术的中压电动机软启动装置

一种软启动论文

　电气传动　2003年　第1期　

基于开关变压器技术的中压(3～10kV)电动机软启动装置

李忠臣1　安继民2　陈民3　潘政刚4

1.

哈尔滨电机厂　2.大庆石化总公司　3.济南钢铁集团总公司　4.黑龙江电力公司

　　摘要:文章叙述了中压电动机直接启动的弊端,讨论了近年来出现的几种软启动方法以及各自的优缺点,介绍了基于开关变压器技术的中压(3～10kV)电动机软启动装置的系统结构,并通过实际测试数据与波形图,阐述了该种启动方式在综合性能指标及成本构成方面优于其它启动方式的理由。

关键词:中压电动机　开关变压器　软启动

SoftStart-upDeviceforMiddleVoltageElectromotorBasedonOn-offTransform

LiZhongchen　AnJimin　ChenMin　PanZhenggang

Abstract:Thedisadvantageofdirectstart-upformiddlevoltageelectromotor,thedifferentwaysofelectro-motorstart-up,thestructureofsoftelectromotorstart-upbasedonon-offtransformerswhichworkonmiddlevoltage(3～10kV)areintroducedinthispaper.Byfieldtest,itisprovedthatthesoftstart-upexceltheothermeansinperformanceandcost.

Keywords:middlevoltageelectromotor　on-offtransformer　softstart-up

1　引言

中压(3～10kV)电动机的容量都比较大,一般都在200kW以上。近些年来,许多行业的生产能力越来越大,其生产设备的驱动电机也越来越大,如在钢铁、化工行业,10000kW以上电动机的使用已越来越多。

众所周知,普通鼠笼式电动机在空载全压直接启动时,启动电流会达到额定电流的5～7倍。这在电网容量相对较大、电机容量比较小时,还不会出现什么问题。但当电动机容量相对较大时,该启动电流将引起电网电压急剧下降,就会破坏同电网其它设备的正常运行,甚至会引起电网失去稳定,造成更大的事故。

电动机直接全压启动时的大电流在电机定子线圈和转子鼠笼条上产生很大的冲击力,会破坏绕组绝缘和造成鼠笼条断裂,引起电机故障,大电流还会产生大量的焦耳热,损伤绕组绝缘,减少电机寿命。

电动机直接全压启动时的启动转矩约为额定转矩的2倍,对于齿轮传动设备来说,很大的冲击力会使齿轮磨损加快甚至破碎;对于皮带传动设备来说,加大了皮带磨损甚至拉断皮带。对于水泵类负荷来说,电动机全压启动时,水流会在很短的时间内达到全速,在遇到管路拐弯时,高速的水流冲击到管壁上,产生很大的冲击力,形成水锤效应,会破坏管道。如果水泵前面的管路比较长,当水泵电机突然停止时,高速的水流会冲击到水泵的叶轮上,产生很大的冲击力,会使叶轮变形或损坏。

以上各点都会使设备增加停工台时,影响生产的正常进行,增加维修费用。

随着特大型电机(10000～50000kW)的较多使用,以上问题也变得越来越严重,迫切需要我们来解决这一问题。

2　过去经常采用的启动方法

2.1　加大电网容量

为满足大容量电动机启动时有功功率和无功功率的要求,保证电动机启动时对端电压的要求,过去人们经常采取加大自身电网容量的办法,如采用大容量的变压器或建自备电厂,但这样又常常致使正常运行时电网负荷较轻,电力变压器处于轻载工作状况,造成能源的浪费。在以变压器容量收费的地区,使用户电费支出加大。2.2　串联电抗器启动

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电气传动　2003年　第1期　

该方法能满足降低启动电流的要求,但电机的启动转矩小,且为有级调整,切换时有大电流冲击,在大容量电动机的启动应用中受到限制。2.3　自耦变压器启动

该方法能满足降低启动电流的要求,启动转矩较串电抗器启动大,对中大容量电机的启动比较适宜,但其调整方面的问题,诸如滑动触点电弧烧损问题、碳刷磨损问题、局部匝间短路问题、切换时有大电流冲击等等,使其在实际应用中也受到限制。

器技术,这一技术使中压电机软启动装置成为一种可靠性非常高的设备,最大容量可以做到50000kW,而且价格低,设备改造方便。开关变压器式中压电机软启动装置是用开关变压器来隔离高压和低压,开关变压器的低压绕组与晶闸管和控制系统相连,通过改变其低压绕组上的电压来改变高压绕组上的电压,从而达到改变电机端电压的目的,以实现电机的软启动。在启动过程中,开关变压器始终处于开和关两种工作状态,开关变压器损耗很小。

开关变压器低压侧的电压很低,不必采用晶闸管的串联技术。晶闸管的控制技术当今已十分成熟,开关变压器也是一种高可靠性设备,因此,由此项技术构成的软启动装置具有很高的可靠性。

3　近年来常用的软启动方法

低压电机软启动装置现在已有很多应用,它是通过调节正反并联晶闸管导通角的办法来调节电动机的端电压,使电动机端电压逐渐上升,达到软启动的作用,它限制了电动机的启动电流(一般在3倍额定电流以下),减小了对电网的冲击,提高了电机及机械设备的寿命,减少了停工台时,提高了生产效率。

中压电机的软启动装置由于受晶闸管器件耐压的限制一直不好解决,所以中压电动机软启动装置的应用几乎为空白。近几年市场上出现了国外少数厂家生产的采用晶闸管串联技术的中压电机软启动装置。这种方法对元器件特性参数的一致性要求很高,元器件的筛选率很低,而且筛选仪器的价格很高,致使装置的价格较高。另外在使用一段时间后,元器件的参数还会发生变化,使元器件的均压性 …… 此处隐藏：2367字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……