浅谈排灌站电动机启动方式的选定

赵志强

（四会市机电排灌管理站，广东 四会 526200）

浅谈排灌站电动机启动方式的选定

赵志强

（四会市机电排灌管理站，广东 四会 526200）

电力排灌站电动机的起动和保护是泵站正常运行的重要因素。文章针对排灌泵站鼠笼式异步电动机的起动方式及启动方式的比较，着重对排灌泵站常用的低压三相鼠笼式异步电动机启动方式的选择进行了探讨。

排灌站；电动机；启动方式

电动机的起动有全电压起动和降压起动两种形式。在电力排灌站中，拖动水泵的电动机多数为三相鼠笼式异步电动机，仅有少数大功率的电动机采用同步电动机。三相笼式异步电动机结构简单、价格低廉，但它启动时会对电网造成较强干扰。尤其是大功率电动机的重载启动，可能对其他电气设备构成严重威胁。三相鼠笼式异步电动机的传统启动方式很多，随着电机拖动技术的发展，各种新的起停和控制方式也脱颖而出，合理选择电动机启动方式尤为关键。

1 电动机的启动方式

三相鼠笼式异步电动机传统的启动方式一般分为直接启动和降压启动，随着电子技术的发展，电动机软启动和变频启动先后得以应用。①电动机启动时，其端子电压能保证机械要求的启动转矩，且在配电系统中引起的电压波动不应妨碍其他用电设备的工作。②在一般情况下，电动机频繁启动时，不宜低于额定电压的90%；电动机不频繁启动时，不宜低于额定电压的85%。

1.1 全压启动

全压启动是最简单启动方式，它是将电动机的定子绕组直接接入额定电压启动，因此也称为直接启动。全压启动的启动电流大，鼠笼式异步电动机的启动电流一般为额定电流的4～7倍，启动转矩为额定转矩1.2～2.0倍。全压启动具有启动转矩大、启动时间短、启动设备简单、操作方便、易于维护、投资省和设备故障率低等优点。采用全压启动，在频繁启动的场合，大的启动电流易使电动机绕组过热受损。突变的转矩对电动机的轴承及减速齿轮产生冲击，使其机械性能下降。对泵类负载，会使皮带打滑，泵管道内水压变化大，造成管道破裂。

采用全压启动，如果电动机的功率较大，电动机的启动电流将会引起配电系统的电压显著下降，导致其他设备低电压保护跳闸，或其他电机因驱动转矩下降而堵转。要保证电网电压正常工作，往往要加大配电变压器的容量。对于中小型泵站的电机，允许直接启动的最大容量，一般不宜超过变压器容量的35 %。这样一方面造成设备投资的增加；另一方面增加了变压器铜损和铁损，造成不必要能源损耗，电费增加。

1.2 降压启动

1.2.1 星—三角降压启动

采用星一三角型降压启动，电动机启动电压为额定电压的0.58倍，启动电流降为三角形接法的启动电流的0.33倍，启动转矩也降为三角形接法的启动电流的0.33倍。此种启动方式适用于定子绕组额定电压380 V，正常运行时三角形接法，且启动过程中负载转矩一直保持很小的中小型容量的电动机的启动。星一三角型降压启动设备简单，价格低，维修方便。启动电流小，启动转矩也小，可以频繁启动。是小型泵站经常采用的启动方式。

1.2.2 延边三角形降压启动

延边三角形降压启动是在星一三角型降压启动方法基础上加以改进的一种启动方法。电动机启动时，定子绕组的一部分接成三角形，一部分接成星型。当启动结束后，把绕组改成三角形，电动机就进入正常运转状态。延边三角形降压启动的启动电压、启动电流和启动转矩因不同的抽头比例而改变。

此种启动方式具有自耦变压器降压及星一三角型两种启动方式的优点。启动电流小，转矩较大，可以频繁启动。适用于绕组额定电压380 V，具有9个出线头的电动机。

1.2.3 电阻降压启动

笼形异步电动机定子回路串电阻启动，在电动机启动时，三相定子回路中串接对称三相电阻，由于串联了电阻，使加在电动机绕组上的电压低于电网电压，待启动后，再将电阻短路，电动机在额定电压下正常运行。定子回路接入对称电阻的这种启动方式的启动电流较大，而启动转矩较小。如启动电压降至额定电压的80 %，启动电流为全压启动电流的80 %，而启动转矩仅为全压启动转矩的64 %，且启动过程中消耗的电能较大，如果频繁启动，则电阻的温升很高，对精密的生产机械有一定的影响。电阻降压启动一般适用于轻栽、不频繁和要求平稳启动的低压笼形电动机。从节能角度考虑，此种启动方式不适合排灌泵站。

1.2.4 自耦变压器降压启动

自耦变压器降压启动，又称补偿器启动。采用这种方式启动电动机时，高压侧接到电网，低压侧接到电动机，启动电流和启动转矩可以根据抽头位置进行调节。自耦变压器均有65 %和80 %额定电压的两组抽头，相应的启动电流和启动转矩分别为其额定值的43.2 %和64 %。可根据需要选择启动电压。这种启动方式，启动电流较小，启动转矩较大。启动设备体积大、价格较高，适用于高压、低压电动机的不频繁启动，是中小型泵站经常采用的启动方式。

1.2.5 电抗器降压启动

电抗器降压启动通常应用于高压电动机，启动时将电抗器接入定子回路，待电动机转速接近额定转速以后，再将电抗器切除。这种启动方式，启动电流随电压成正比降低，启动转矩与所加电压的平方成正比。启动电流较大，启动转矩较小。适用于轻载启动的高压电动机。

1.3 软启动

软启动从原理上讲，属于降压启动的范畴。软启动装置也称电子软启动器，是一种先进的降压启动装置。电子软启动器一般采用16位单片机智能化控制，能实现直接与计算机通信控制，具有启动电流小、对电网无冲击、保护功能齐全等优点，可以对电动机启动进行自动控制，适合各种大功率电动机启动控制使用。该装置可使输出的电压按一定的规律上升，被控负载的电压由设定值逐渐升到全压，转速相应地由零平稳地加速到额定转速。软启动一般应用于功率较大的电动机，最大可控制的电动机功率可达1 200 kW。

2 启动方式的比较

2.1 按对电网的电压冲击比较

直接全压启动，往往会引起电网电压下降，导致其他设备低电压跳闸，或其他电机因驱动转矩下降堵转。

星—三角降压启动在切换瞬间会出现很高的电流尖峰，产生破坏性的动态转矩，其引起的机械振动对电动机转子、轴联接器、中间齿轮，以及负载等都是非常有害的。

星—三角和自耦变压器这两种降压启动只能起到在电动机启动时降低启动电流对电网的冲击作用，能保证电动机的可靠启动，但电动机仍不能平滑启动和停车，没有从根本上解决问题。

电子软启动器启动电机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直至晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上。它不仅实现了在整个启动过程中无冲击而平滑的启动电动机，而且可根据电动机负载的特性来调节启动过程中的参数，如限流值、启动时间等。电子软启动与其他传统启动方式相比，具有良好的软启动能力，又能降低对电网的冲击。适合各种大功率电动机启动控制使用，是较为理想的降压启动方式。

2.2 按负栽率比较

当变压器的负载率小于 0.3时，可采用直接启动方式；电动机的负载率为0.3～0.58时，选用星—三角启动和软启动；电动机的负载率在0.58以上时，选用自耦变压器降压启动。

2.3 按设备造价比较

星—三角启动器每个千瓦60元左右，且故障率太高，维修费也高。自耦降压启动器每千瓦80元左右，器体积较大且故障率和维修费比星—三角启动器低一些；电子软启动器每千瓦在100～200元之间，故障率较低，维修费也低。

3 结束语

综上所述，排灌泵站电动机启动方式要与泵站的规模、工程投资、自动化程度及电动机的电压等级、型式、容量等相匹配。合理地选择泵站电动机的启动方式，不仅能降低工程造价、延长设备使用寿命，还能节能降耗。

1 张立军、赵焕虎.排灌站电动机启动方式的选定［J］.农村电工，2002（05）

2 李青松、陈永林.小型机电排灌站电动机启动箱的技术改进［J］.江西水利科技，2001（01）

Discussion on the Startup Mode Selection of Motor in the Irrigation and Drainage Station

Zhao Zhiqiang

The startup and protection of motor in the power irrigation and drainage station is an important factor in the normal operation of pumping station.According to the startup mode comparison of squirrel－cage asynchronous motor in the irrigation and drainage pumping station, the article analyzes startup mode selection of low－voltage three－phase squirrel－cage asynchronous motor in the irrigation and drainage pumping station.

irrigation and drainage station; motor; startup mode

TM343

A

1000－8136（2011）06－0040－02