高压软启动控制系统互拖方案实施

吴奇锋，谢 东，要志超，李昕洋

（首钢京唐钢铁联合有限公司，河北唐山 063200）

0 引言

在烧结烟气净化过程中，主引风机是风流系统的主要动力来源，对整个烟气净化过程的风量调节、风温控制过程起着至关重要的作用。首钢京唐公司烟气净化作业区主引风机系统由4 台10 kV 高压异步电机组成，作为大转矩启动设备，通过软启动技术，实现高压电机的软启动。因此，高压软启动系统的稳定性和精确性，直接影响整个烟气净化系统的稳定和烧结矿的产量。

1 软启动系统的组成及工作原理

烟气净化作业区烧结脱硫脱硝四大风机的高压软启动控制系统为大禹电气科技股份有限公司生产的GGQ-7000/10 型成套高压软启动系统，由高压开关柜、高压固态软启动装置、旁路柜、电机等组成，其中高压固态软启动装置为核心部分。

软启动装置如图1 所示，用软启动器启动设备时，可以选择本柜操作方式，点击启动按钮，真空接触器吸合。同时，电流转化模块为脉冲数字触发板充电储能，经过几秒延时，大功率晶闸管串并联组件收到触发信号开始工作。晶闸管的输出电压随着触发移相角发生改变，启动器输出的相电压按照设定的启动方式对应的曲线增加。当启动器检测到电流下降后，晶闸管组件会快速变为完全导通状态，启动器输出的电压为全压，并联在晶闸管组件两端的真空开关吸合，晶闸管组件被旁路掉，PLC 控制真空接触器断开，至此电机启动过程结束。电机启动完毕转入运行后，软启动器继续监视电机运行状态，并提供多种故障报警保护。

在高压回路中，为了分压可以串联晶闸管，为了分流可以并联晶闸管组件，这样组成的反并联晶闸管组件可以承受大功率。为保证每路中的几个晶闸管能够同时实现导通和关闭，反并联晶闸管组件的触发脉冲必须具有同期性。在每只串联晶闸管两端并联一个RC阻容吸收器件和一个均压电阻R，为限制瞬态电压和稳态电压的分配不均，保证各晶闸管在瞬态和稳态时能够均压导通和关断，在每只串联晶闸管的两端并联一个RC 阻容吸收器件和一个均压电阻R，保护晶闸管不被烧毁。晶闸管组件还具有很高的性价比，适用于高压大电流电机的软启动及软停车。

2 单台风机启动步骤（图2）

（1）准备。给各设备送上控制电源，软启动发出备妥信号（允许启动）。

（2）启动。通过本柜、机旁或远方控制高压开关柜QF11 合闸。软启动装置收到高压开关柜合闸信号后，真空接触器KM12连锁合闸，触发板触发，晶闸管逐渐打开，电机电流由小到大，且启动电流在电流闭环控制下，稳定在设定倍数启动，使电机逐渐加速到额定转速。

（3）运行。当电机达到额定转速时，启动电流下降，这时软启动装置检测到电流判断完成，发出旁路信号，控制旁路开关QF12 闭合，完成控制。

（4）停机。在本柜、机旁或远方控制，任何一处按下停机按钮，控制开关柜QF11 分闸，软启动装置收到QF11 的分闸信号后，发出旁路分闸命令，为下次启机做准备。

（5）综合保护。当启动过程中发生启动电流大，晶闸管短路，门锁未关等情况时，发出跳闸信号，QF11 分断。

3 互拖方案简述

图1 GGQ-7000/10 型成套高压软启动装置

图2 单台启动方案

图3 主引风机高压系统

2 台主引风机电机功率均为6400 kW，其选用的软启动功率相同，因此设计其软启动系统互相实现备用拖动，以此保证当某套软启动系统故障时，另一套软启动系统可以拖动该电机正常启动至全压运行。高压系统如图3 所示，其中，1#高压软启动和2#高压软启动分别为A 主引风机和B 主引风机的软启动系统，QF11、QF21 为10 kV 高压进线，KM1、KM2 为2 台软启动的真空接触器，QS11、QS21 为隔离开关，QS13 为互拖开关，QF12、QF22 分别为2 台主引风机的旁路柜。

正常运行时，A 主引电机通过1#软启动，需要QF11、QS11处于闭合状态。当1#主引软启动装置故障时，首先需要2#软启动装置拖动B 主引风机启动，高压开关柜合QF21，2#软启动装置的真空接触器KM2 连锁合闸，远程发出启动信号开始启机。启机成功后切至旁路全压运行，2#软启动装置退出，然后将1#旁路柜上的选择开关旋至3 位置（2#软启动装置拖动A 电机）。此时，合互拖开关QS13，远程启动A 主引电机，过程同上。最后A 主引电机切至旁路全压运行，断开互拖开关QS13，互拖过程至此完成。

需要注意的是，检查软启动装置故障时，隔离开关QS11和QS21 必须在断开位，日常运行期间互拖开关QS13 必须在断开位。

4 方案应用实例

2018 年12 月，烟气净化作业区1A 主引风机启机报重故障，启动失败，检查后发现A 相可控硅短路故障，无法正常开机。因刚投产运行，现场备件无储备，无法组织更换，经与专业及生产人员协商后决定启动应急预案。

首先执行1B 主引电机软启动，在启动成功后切至旁路全压运行。第二步合互拖开关QS13，由2#软启动装置拖动1A 主引电机启动。第三步启机成功后切至旁路全压运行，断开互拖开关QS13。启动完成后，2 台主引风机正常运行，烟气净化作业区也恢复了正常生产。1 天后，紧急协调的备件到货，迅速对软启动装置进行检修，更换A 相触发板。在互拖方案执行过程中，未对烟气系统的正常生产造成不良影响，主线烧结作业区也按时保质地完成了生产任务。

5 结束语

高压软启动控制系统互拖方案，不仅提高了烟气净化作业区引风机系统工作的稳定性，也在一定程度上降低了高压软启动区域备件资金的占用。在实际生产中应用价值较大。