高压电机启动在循环水系统中的应用

高庆斌 侯海霞 王保飞

摘 要：在高炉循环水系统中多台水泵使用大功率电机，启动时对电网影响大。采用软启动器启动方式，减少对电网波动的影响，减少启动转矩对载的影响。介绍循环水系统中水泵电机启动方式的选择，软启动器在实际使用效果。

关键词：软启动器 高低压交流电机 水泵

中图分类号：TM921 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0111-01

钢铁企业面对新的形势，不断以变革求发展，钢铁行业面临着市场考验，在这种形势下如何保持提成高企业发展水平，提高企业的竞争力？只有在大型化，现代化的基础上降低吨钢成本，实现低成本运营。高炉大型化能够提高效率，降低能耗和成本，提高市场竞争力。这样势必会造成生产设备大型化，我厂鼓风机泵站的冷却水泵额定流量为7218m3/h，配套使用电机为高压异步电动机Y7102-10，额定功率1400 kW。选用何种启动方式能够经济的运行呢？下面进行对启动方式进行简单比较和分析。

1 启动方式的选择与比较

1.1 全压直接启动

起动时使电动机在额定电压下直接启动，一般直接启动电流为额定电流的3～8倍，过大的启动电流不但会使电机发热缩短电机的使用寿命，同时过大的启动电流会使线路电压降增大，造成电网电压显著下降，从而影响同一电网的其他设备的正常工作。故不选择此种启动方式。

1.2 定子回路串电抗器减压启动

定子回路串电抗器减压启动为有级降压启动，在全压切换时转矩有跃变，会产生机械冲击。故不选择此种启动方式。

1.3 自耦变压器减压起动

自耦变压器起动适用于中、小容量的低压电动机作减压起动用。故不再考虑范围内。

1.4 软启动器启动

晶闸管高压软起动器是高电压技术、电力电子技术、自动化控制技术相结合的高新技术、高科技产物。由于它的诞生，使大电机的起动更容易、更合理、更科学化了。它解决了电网容量不足无法起动电机的问题，也保护了电机及电机所拖动的设备，使其能顺利工作，延长寿命。符合现场电机启动的使用条件。

1.5 变频器启动方式

高压变频启动装置电压和频率都能够连续可调，保持电机具有较小的转差率，启动电流能够接近电动机额定电流，启动转矩大，并能够保持高功率因素，启动系能优越。根据工艺要求不需要变频运行，增加了技术难度和成本，使用变频器驱动电机在额定频率下运行并不节能，变频器本身还有自损耗，反而增加了运行成本。变频软启动器不适合现场的实际使用情况。

2 软启动的选择和应用

我厂鼓风机泵站使用的软启动器为启功电气有限公司的CGR-HA产品。该产品能够有效的改善电动机的起动特性，并能够结合PLC控制，实现自动化的操控。

本晶闸管高压软启动器由晶闸管（SCR），真空接触器（JC），控制模块等组成，其原理图如图1所示。其起动过程是：根据设定的程序，将命令输入，装置会自动计算触发角度，再通过驱动电路去控制晶闸管的控制极，使主回路电流按人为意愿变化，达到顺利起动电动机的目的。起动过程完毕，JC——真空接触器吸合，电动机直接投入电网运行。

软启动器的控制模式。

（1）斜坡启动。

电压斜坡起动是当电机起动时，软起动装置的输出电压迅速上升到初始电压，然后按所设定的时间t逐渐上升，电机随着电压的上升不断加速，当电压达到额定电压时，电机达到额定转速，起动过程完成。

（2）限流起动方式。

在限流起动模式下，当电机起动时，其输出电压值迅速增加，直到输出电流达到设定的电流限幅值Im，并保持输出电流不大于该值，使电动机逐渐加速，当电动机接近额定转速时，输出电流迅速下降至额定电流，完成起动过程。电流限幅值可根据实际负载的情况进行设定，设定范围为电机额定电流的100%～500%。

（3）突跳起动方式。

突跳起动方式是指在起动电机的瞬间，先对电机施加一个较高电压、持续时间较短的电压脉冲，使电机产生一个冲击力矩，以克服负载起转时的静摩擦，然后按限流或电压斜坡的方式起动。但突跳设置过强会给电网和机械传动带来一定冲击，不适合本机启动。

（4）点动试车方式。

在该方式控制下，软起动装置的输出电压迅速增加至点动电壓UJ并保持不变。改变UJ的设定值，可改变电动机点动时的输出转矩，该功能对试车或一些负载的定位非常方便。

（5）软停车方式。

因工艺没有对软停车方式的要求，不选用此种方式。

本泵站启动方式采取的控制模式采用斜坡+限流组合启停控制方式，此种起动方式完全能够满足现场工况条件。软启动具有完善的电动机保护包括：起动超时，电源缺相、倒相、欠压过压、欠流、过流、热过载保护、电流不平衡保护、启动堵转保护，能够保护电机和线路的安全稳定运行。

高压电机采用CGR-HA软启动启动方式在泵站实际运行一年多的时间里，能够满使用条件，设备稳定运行无故障。在综合运行成本的前提下采用软启动器方式，不仅使用无问题，而且节约了能源，降低了生产成本提高了工厂的经济效益。故此次采用软启动器启动方式是合理的。

参考文献

[1] 顾绳.电机及拖动基础[M].北京：机械工业出版社，1998，10.

[2] 全力.泵用电机的启动及软启动[J].排灌机械，1997.