高压除鳞泵电动机软启动技术改造.doc

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1、高压除鳞泵电动机软启动技术改造　　摘要：文章对电动机增加软启动装置前的运行状况和系统改造后的状况作了简要的对比。　　关键词：电动机；软启动；技术　　　　太钢2250热连轧粗轧高压水除磷系统有5台10kV高压电动机，为直接启动方式，5台除磷泵电机分别挂在两段母线上，其中Ⅰ段带两台除磷泵及其他动力设备，Ⅱ段带三台除磷泵及其他动力设备，正常生产条件下，为3～4台除磷泵运行，在启动除磷泵电机时，15s内电机电流可上升到1200A，达到电机额定电流的6倍，对电网冲击较大，有可能损坏正在运行中的其他动力设备，另外电机的启动转矩较大，由于机械应力冲击，会大大影响电机及其拖动设备的使用寿命，对于高压柜

2、的真空断路器电流冲击也比较大，针对这些缺点，技术人员经过系统的分析且考虑成本，决定对粗轧10kVⅡ段的3#、4#、5#除磷泵电动机增加软启动装置，增加后有效地解决了高压电机启动时对10kVⅡ段电网造成的冲击。　　　　1　改造前运行状况　　　　2250热连轧厂有5台高压水除鳞泵异步电动机，电压等级为10kV，由两段10kV母线带动，Ⅰ段带1#、2#电动机，Ⅱ段带3#、4#、5#电动机，电机额定值为：　　额定功率：3000kW；额定电压：10kV；额定电流：199A　　额定转速：2989rpm／min　　系统单线图见图1。　　　　正常生产情况下，一般投入3到4台除鳞泵电机，电动机投入电网时

3、，其转速由零开始上升，转速升到稳定转速大概在15s左右。直接启动的情况下，直接加10kV的电压到电机的定子绕组，电机的起动电流可达额定电流的6倍，为1200A左右，其转速也在很短时间内由零上升到额定转速。同时三相感应电动机起动时的转矩冲击较大，达到额定转矩的两倍以上，起动时过高的电流一方面会造成严重的电网冲击，给电网造成过大的电压降落，降低电网电能质量并影响其他设备的正常运行。而过大的转矩冲击又将造成机械应力冲击，影响电动机本身及其拖动设备的使用寿命。因此，工厂要求在较小的起动电流下得到足够大的起动转矩，为此就要选择合适的起动方法。　　对三相鼠笼式异步电动机的起动电流的限制，通常有定子

4、串接电抗器起动、Y-△起动、延边三角形起动等启动方式，但这些传统的起动方法都存在一些问题。　　(1)定子串接电阻起动：由于外串了电阻，在电阻上有较大的有功损耗，特别对中型、大型异步电动机更不经济，因此在降低了起动电流的同时，却不能满足生产要求，一般只能用于空载和轻载。　　(2)Y-△起动：Y-△起动方法虽然简单，只需一个Y-△转换开关。但是Y-△起动的电动机定子绕组6个出线端都要引出来。对于高压电动机有一定的困难，不切实际。3　　(3)延边三角形起动：采用延边三角形起动鼠笼式异步电动机，除了简单的绕组接线切换装置之外，不需要其他专用起动设备。但是，电动机的定子绕组不但为△接，有抽头，而

5、且需要专门设计，制成后抽头又不能随意变动。　　经过技术分析且考虑成本，由于10kVⅡ段所带负荷较多，受电网波动影响较大，决定采用先给3#、错、5#电动机增加软启动装置来降低电机启动时对电网的冲击。　　　　2　软启动系统改造方案　　　　2.1电压斜坡软启动　　该模式是最常用的启动模式。它通过减少起动力矩的冲击。实现对电机平滑、连续无级加速的起动。可以调节电机的初始转矩，在加速斜坡时间内，电机的输入电压从设置的初始转矩对应的电压稳步上升，加速斜坡时间的范围是0～30s。可根据需要自行设定。如果在电压斜坡上升期间，软起动器检测到电机达到了额定转速，软起动器就会自动引入内部旁路接触器使输出电压

6、达到全压，启动过程如下。　　2.2限流起动　　该模式提供降压起动，在需要限制最大启动电流的场合使用。系统可调的限流等级范围是电机额定满载电流的50～600s，系统可调的限流时间范围是0～30s。如果在电压斜坡上升期间软启动器检测到电机达到了额定转速，软启动器就会自动引入内部旁路接触器使输出电压达到全压，启动过程见图2。　　　　　　2.3全压启动　　该起动模式应用在需要全压启动的场合，电机的输入电压在0.4s内达到全压，启动过程见图3。　　　　2.4软停止　　该选项应用在需要延长的滑行停机的应用场合，系统可以调节电压斜坡下降的时间范围是0s～120s，并且与起动时间的调节互不影响。当输出

7、电压降低到负载转矩大于电机输出转矩时对应的电压值的时候。负载就会停止，启动过程见图4。　　　　2.5泵控制　　该选项能够通过对电机的平滑加速，使离心泵在起动和停止期间降低水锤冲击的作用，微处理器分析电机的各个运行参量，并且发出指令控制电机运行状态以及降低系统发生水锤现象的可能性。起动时间可编程范围为0s～30a，停止时间范围为　　该厂主要是为了解决电机启动时对电网的冲击，所以对该软启动系统采用电压斜坡软启动启动方式，加速斜坡时间设定为30s。