变压器在晃电后电机自起动中应用研究

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1、煤矿现代化2014年第1期总第118期变压器在晃电后电机自起动中的应用研究王彦文，李志佳，李希年，马刚2金俊杰，，李淑坤(1．中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院，北京100083；2．充矿集团有限公司，山东邹城273500；3．兖矿集团煤化公司，山东邹城273500；4．充矿鲁南化工有限公司，山东滕州277527)摘要现代煤化工具有高自动化、高连续性的特点，晃电会导致其电机的跳闸、连续生产过程的中断。为了减少损失，晃电后，通常采取电机自起动，重要电机先起动，次重要电机后起动。但次重要电机的起动会引起电压的二次跌落，导致同一母线上重要电机运行的不稳定，严重时会导致其

2、再次跳闸。而重要电机联锁整个生产工艺流程，为了保障生产，提出设置变压器对重要电机单独供电，最后对变压器短路阻抗等参数的选择进行了分析。关键词晃电；变压器；电机；自起动中图分类号：TM743文献标志码：A文章编号：1009—0797(2014)01—0073—03机；晃电后，电机1先起动，1．5s后电机2起动，3s后l引言电机3起动。现代煤化工的高度自动化和复杂工艺对电能质量提出了更高的要求，其中晃电是电能质量的重要指标之一。所谓晃电是指电力系统在运行过程中，由于雷击、短路故障重合闸、企业内外部电网故障和大型设备起动等原因，造成的电压瞬问较大幅度波动或者短时断电又恢复的

3、现象I1J，其典型持续时间50167ms，幅值0．5～0．9pu四。IEEE将晃电定义为电源电压突然跌落至基频有效值的0．10．9pu，且持续0．5个周波至30个周波的波动过程闭。图1典型煤化工供电系统图由雷击导致的电网单相接地故障是晃电的主要与正常情况下的起动过程不同，晃电后电机为原因，但其在电力终端用户处造成的电压跌落不会带负载起动，起动时间较长，其起动电流会导致母线低于额定值的33％I4l。晃电对化工企业的正常运行有电压的二次跌落，严重时会导致同一母线上运行中重大影响，轻则使部分电动机、变频器和接触器跳的重要电机再次跳闸，对设备造成损害。晃电后，电闸，造成企业生

4、产的中断，重则发生爆炸等设备事故机的自起动过程对母线电压的影响如图2所示。和人身安全事故同。lO5为了避免管道堵塞、产品报废，晃电后，通常采取电机的分批白起动。按照在工艺流程中的重要程度的。9不同，关键电机首先自起动，非关键电机后起动。O85l本文分析了晃电后电机的自起动导致的母线电墨。压跌落问题，并提出了对应的解决措施。0,852电机自起动对其他电机的影响以图1的典型煤化工供电系统图为例，分析晃电后电机的自起动过程对同一母线上其它电机的影响。6kV中压电机通常为较大功率的电机，转动惯量大，且采用直流控制，能够穿越较短时间的晃电；图2电机自起动时变压器高低压侧母线电压

5、而380V低压电机功率和转动惯量均较小，对晃电更国家标准规定“一般情况下，电动机频繁起动为敏感，因此，电机的自起动主要针对低压电机。时，配电母线上的电压不宜低于额定电压的90％；电为便于比较分析，假定图1中的3台电机参数动机不频繁起动时，其值不宜低于额定电压的85％相同，电机1为重要电机，电机2与3为次重要电’。而图2中，电机的自起动导致母线电压跌落至额·73·煤矿现代化2014年第1期总第118期定电压的85％以下，电机2与3的起动导致电机1转速与电磁转矩的较大波动，如图3所示，而化工工艺具有连续性的特点，如果介质流量不稳定，有可能会造成生产事故。．／{t，s图6设

6、置变压器单独供电后电机1的运行波形图图5中电机2、3的起动电流只会导致其母线电压(变压器T2低压侧电压)的跌落，对电机l端电压t／s的影响非常小，从而，图6中电机1转速与电磁转矩图3电机2与3的起动对电机1的影响的波动非常小，满足化TT艺的要求。3变压器在电机自起动中的应用4变压器参数对电机起动过程的影响为了减小同一母线上的次重要电机的起动过程以下分析电机1自起动时，变压器T3的容量与导致的重要电机转速与电磁转矩等的波动，将重要短路阻抗对电机1端电压的影响。电机设置变压器单独供电，如图4所示。当变压器T3容量增大1倍，其他参数不变时，电机1自起动导致的变压器各侧电压的

7、变化如图7所示。电机1自起动时，T3低压侧母线电压上升至额定电压的约90％，电机起动时间明显缩短。从电机快速成功自起动的角度，应选用较大容量的变压器，然／、而过大的容量无法得到充分利用，且容量越大其损《三；耗也越大l1Tl高压侧Ⅳ图4重要电机设置变压器单独供电l变压器!、3对电机1单独供电后，电机1、2、3自起动时，变压器T1一T3的高低压侧母线电压如图5所示。虽。曩兰_了了j薯0l8L一—__ij——上_jn低压侧UU)ilt，s璧匿一图7T3容量增大1倍时电机的端电压变化图8为变压器T3短路阻抗增大l倍，其他参数ii巨霉保持不变时，电机1自起动导