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熱加工車間排熱方案開關(guān)變壓器式中高壓電機軟起動裝置在燒結(jié)主軸
交流電動機在空載全壓直接起動時，起動電流會達到額定電流的5倍～7倍，當(dāng)電動機容量相對較大時，該起動電流將引起電網(wǎng)電壓急劇下降，這會破壞同電網(wǎng)其它設(shè)備的正常運行，甚至?xí)痣娋W(wǎng)失去穩(wěn)定，造成更大的事故。
電動機直接全壓起動時的大電流在電機定子線圈和轉(zhuǎn)子鼠籠條上產(chǎn)生很大的電應(yīng)力，會破壞繞組絕緣和造成鼠籠條斷裂，引起電機故障，大電流還會產(chǎn)生大量的焦耳熱，損傷繞組絕緣，縮短電機壽命。
直接起動時，額定電壓經(jīng)開關(guān)瞬間加到電機繞組上，經(jīng)常會伴隨有操作過電壓產(chǎn)生，此過電壓有時會達到額定電壓的5倍以上，對電機絕緣造成嚴重的傷害，常常會引起電機相間短路，匝間短路，繞組接地等故障。
上述現(xiàn)象對高壓（3KV～10KV）大容量電機來說將會變得更加嚴重，所以近些年來高壓電機的軟起動方法被越來越廣泛地應(yīng)用到各個領(lǐng)域。
燒結(jié)主軸風(fēng)機一般為離心式風(fēng)機，體積大、轉(zhuǎn)動慣量（GD2）大，再加上煙氣的質(zhì)量大，故阻力矩很大，即使是關(guān)風(fēng)門起動，也常常由于風(fēng)門關(guān)不嚴等原因,致使仍有較大的起動負荷，大電流維持時間很長（某鋼廠燒結(jié)風(fēng)機主軸電機起動電流甚至達到額定電流的12倍），常常發(fā)生鼠籠條斷裂、掃堂、繞組過熱等故障，因此燒結(jié)主軸風(fēng)機軟起動裝置的選擇尤為重要，它關(guān)系到燒結(jié)爐的高效安全運行。
二、高壓電機起動方法
高壓異步電動機降壓起動方法主要有：在定子回路串聯(lián)電抗器或采用自耦變壓器降壓起動、在轉(zhuǎn)子回路中串聯(lián)液體電阻器起動及在定子回路串磁飽和電抗器起動。由于這些起動方式使用的設(shè)備調(diào)節(jié)范圍有限，不能隨意調(diào)節(jié)起動轉(zhuǎn)矩，不能做到起動特性和負載轉(zhuǎn)矩特性完善配合，所以仍然存在大的沖擊電流和機械沖擊。而且它們都沒有軟停止功能，因此對于像水泵（會產(chǎn)生水錘效應(yīng)）之類的負載也不適用。另外還有的用戶誤以為用液力耦合器可以解決起動電流問題，事實上液力耦合器只能使電動機緩緩加上負載，防止了機械沖擊問題，而電動機即使在空載情況下全壓起動，同樣存在大的起動電流，只是空載時起動電流持續(xù)時間短一些而已。隨著電力電子技術(shù)的進步，高壓電動機的軟起動問題也得到完善的解決，這就是采用變頻器起動、固態(tài)軟起動和建立在晶閘管調(diào)壓基礎(chǔ)上的開關(guān)變壓器式高壓軟起動器三種方案。
三、開關(guān)變壓器式高壓電機軟起動裝置
它的基本工作原理如圖1所示，是用開關(guān)變壓器來隔離高壓和低壓，開關(guān)變壓器的低壓繞組與晶閘管和控制工程相連，通過改變其低壓繞組上的電壓來改變高壓繞組的電壓，從而達到改變電動機端電壓的目的，以實現(xiàn)電動機的軟起動。
圖1 開關(guān)變壓器式高壓電機軟起動裝置
開關(guān)變壓器式高壓電機軟起動裝置的特點如下：
1．電壓和電流能從零起連續(xù)可調(diào)，對電動機無操作過電壓傷害，無轉(zhuǎn)矩沖擊，對電網(wǎng)無沖擊；轉(zhuǎn)速慢慢上升，有利于潤滑，能延長電動機及機械設(shè)備的使用壽命；高壓開關(guān)合閘時電流（或電壓）為零，能顯著提高開關(guān)壽命。
2．控制靈活，重復(fù)精度高。
3．在起動過程中，能在額定電流以內(nèi)給電動機以充分加速，因此能最大限度的降低起動電流的最大值，最大值保持時間短。
4．開關(guān)變壓器是一種高可靠性設(shè)備;低壓側(cè)電壓低，不用采用晶閘管串聯(lián);晶閘管的控制技術(shù)很成熟，因此該裝置為高可靠性設(shè)備。
5．該裝置本身功耗很小，可以連續(xù)起動，可以一拖多（容量可不同）。
6．開關(guān)變壓器具有很大的電感值，晶閘管產(chǎn)生的高次諧波大部分加在它上面，加到電源和電動機上的高次諧波遠遠小于國標值。
四、安裝調(diào)試情況
南京鋼鐵集團燒結(jié)廠SJ-2800離心風(fēng)機傳動電機（異步、1050kW）采用哈爾濱帕特爾科技有限公司設(shè)計生產(chǎn)的DJRQ02-010型（一拖二）開關(guān)變壓器式高壓電機軟起動裝置，電機額定電壓為6kV、額定電流120A。
2004年11月1日11:00點進行電機光軸起動，電壓、電機電流從零起調(diào)，起動過程中出現(xiàn)的最大電流150A，起動時間20s，電機平滑起動。15:01帶風(fēng)機轉(zhuǎn)子（關(guān)風(fēng)門）起動，電機電壓、電流從零起調(diào)，起動過程中出現(xiàn)的最大電流為320A，起動時間54s，電機平滑起動，（1#電機，上海電機廠生產(chǎn)）
13:50起動2#風(fēng)機，起動過程中出現(xiàn)最大電流398A,起動時間58s，電機平滑起動，（2#電機，佳木斯電機廠生產(chǎn)）。圖2為電機起動過程的轉(zhuǎn)速曲線。
（a）1#抽風(fēng)機電機
（b） 2#抽風(fēng)機電機
圖2 起動轉(zhuǎn)速曲線
從以上現(xiàn)場調(diào)試實測數(shù)據(jù)足可以說明開關(guān)變壓器式高壓電機軟起動裝置具有以下特點：
1．電流、電壓從零起調(diào)，可以保證起動電流值最小，這可盡可能地減小起動過程對電網(wǎng)的沖擊；
2．每次起動電流、電壓完全一致，不受環(huán)境影響；
3．可連續(xù)起動、可做到一拖多，不要求電機容量相同；
4．控制準確、重復(fù)精度高，無起動失敗現(xiàn)象；
5．開關(guān)變壓器的溫升很小，軟起控制箱內(nèi)無大功率的器件，整個裝置的能耗很小；另外起動電流的控制精度很高，故該裝置可以做到免維護，軟起動控制室可以做到免值守。
五、結(jié)束語
燒結(jié)主軸風(fēng)機電機軟起動的條件比較苛刻，對軟起動裝置的性能要求較高，只有正確的選擇軟起動裝置才能保證良好的起動效果，這對保證設(shè)備的安全長壽、保證生產(chǎn)的連續(xù)高效都有重意義，開關(guān)變壓器式 高壓電機軟起動裝置很好的解決了這一技術(shù)問題，為高電機的軟起動,特別是燒結(jié)主軸風(fēng)機電機軟起動帶來了非常好的方法。
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