高壓軟啟動概念

目前世界最知名的軟啟動器是索肯和平軟啟動器solcom&hapn索肯和平軟啟動器被評為中國馳名商標(biāo)，索肯和平(上海)電氣在國內(nèi)首先使用高壓固態(tài)軟啟動器。 尤其以HPMV系列中高壓固態(tài)軟啟動器尤為著名，hapn為中國馳名商標(biāo)。成功應(yīng)用于三峽溪洛渡水電站、北京奧運工程、上海世博會、廣州白云機場、柳鋼集團(tuán)、大慶石油、上海地鐵等國家大型工程項目。高壓電機起動方法之比較

當(dāng)前我國經(jīng)濟已經(jīng)進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段，大型企業(yè)和大型裝備越來越多，大型電機(5000kW~60000kW)的應(yīng)用越來越多，大型電機的起動方法也越來越受到人們的重視。

社會發(fā)展是有階段性的。在不同階段，人們的生產(chǎn)手段、生產(chǎn)工具和生活用品都有很大的不同。上世紀(jì)80~90年代，我國的經(jīng)濟實力尚較薄弱，當(dāng)時的小水泥和小鋼鐵發(fā)展很快，1000kW~4000kW電機的應(yīng)用增長很快，與當(dāng)時的經(jīng)濟基礎(chǔ)相適應(yīng)的液態(tài)起動裝置出現(xiàn)，它經(jīng)濟實用，解決了電機起動中的一些問題。對當(dāng)時的經(jīng)濟發(fā)展起到了一定的作用。到世紀(jì)之交時期，我國經(jīng)濟實力已有較大的發(fā)展，生產(chǎn)手段和生產(chǎn)工具亦有了較大發(fā)展，電機容量也有了很大增長，人們開始不滿足液態(tài)起動裝置的低性能，于是晶閘管串聯(lián)式(固態(tài))軟起動裝置的應(yīng)用開始增加，繼而又出現(xiàn)了開關(guān)變壓器式軟起動裝置和磁飽和電抗器式(磁控)起動裝置，變頻裝置用于電機軟起動的情況也越來越多，當(dāng)前這四種產(chǎn)品是大型電機起動市場的主流產(chǎn)品，液態(tài)起動裝置則應(yīng)用在小型(5000kW以下)電機上較多。另外，兩種老式起動方法(自耦變壓器和變壓器-電動機組)也常常出現(xiàn)在20000kW以下電機的起動上。

大型電機驅(qū)動的設(shè)備一般都是企業(yè)的核心設(shè)備，直接影響企業(yè)的生產(chǎn)狀況，因此人們應(yīng)該對其起動給予特別的關(guān)注，合理的選擇起動裝置將給企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟效益。但是電機起動技術(shù)畢竟不是一個企業(yè)的核心技術(shù)，許多企業(yè)的電氣工作者很少有時間來研究各種起動方法之間的差別，往往會造成不恰當(dāng)?shù)倪x擇，有時甚至不得不做出第二次選擇，給企業(yè)造成不應(yīng)有的損失。因此，如實地說明各種起動方法的性能及其差別是非常重要的。為此我們在這方面做拋磚之嘗試，如有不完善和不妥之處，望不吝添金加玉。

一、電動機直接全壓起動的危害性及軟起動好處

⒈ 引起電網(wǎng)電壓波動，影響同電網(wǎng)其它設(shè)備的運行

交流電動機在全壓直接起動時，起動電流會達(dá)到額定電流的4~7倍，當(dāng)電機的容量相對較大時，該起動電流會引起電網(wǎng)電壓的急劇下降，影響同電網(wǎng)其它設(shè)備的正常運行。

軟起動時，起動電流一般為額定電流的2~3倍，電網(wǎng)電壓波動率一般在10%以內(nèi)，對其它設(shè)備的影響非常小。

⒉ 對電網(wǎng)的影響

對電網(wǎng)的影響主要表現(xiàn)在兩個方面:

①超大型電機直接起動的大電流對電網(wǎng)的沖擊幾乎類似于三相短路對電網(wǎng)的沖擊，常常會引發(fā)功率振蕩，使電網(wǎng)失去穩(wěn)定。

②起動電流中含有大量的高次諧波，會與電網(wǎng)電路參數(shù)引起高頻諧振，造成繼電保護(hù)誤動作、自動控制失靈等故障。

軟起動時起動電流大幅度降低，以上影響可完全免除。

⒊ 傷害電機絕緣，降低電機壽命

①大電流產(chǎn)生的焦耳熱反復(fù)作用于導(dǎo)線外絕緣，使絕緣加速老化、壽命降低。

②大電流產(chǎn)生的機械力使導(dǎo)線相互摩擦，降低絕緣壽命。

③高壓開關(guān)合閘時觸頭的抖動現(xiàn)象會在電機定子繞組上產(chǎn)生操作過電壓，有時會達(dá)到外加電壓的5倍以上，這樣高的過電壓會對電機絕緣造成極大傷害。

軟起動時，最大電流降低一半左右，瞬間發(fā)熱量僅為直起的1/4左右，絕緣壽命會大大延長;軟起時電機端電壓可以從零起調(diào)，可完全免除過電壓傷害。

⒋ 電動力對電機的傷害

大電流在電機定子線圈和轉(zhuǎn)子鼠籠條上產(chǎn)生很大的沖擊力，會造成夾緊松動、線圈變形、鼠籠條斷裂等故障。

軟起動時，由于最大電流小，則沖擊力大大減輕。

⒌ 對機械設(shè)備的傷害

全壓直接起動時的起動轉(zhuǎn)矩大約為額定轉(zhuǎn)矩的2倍，這么大的力矩突然加在靜止的機械設(shè)備上，會加速齒輪磨損甚至打齒、加速皮帶磨損甚至拉斷皮帶、加速風(fēng)葉疲勞甚至折斷風(fēng)葉等等。

軟起動的轉(zhuǎn)矩不會超過額定轉(zhuǎn)矩，上述弊端可以完全克服。

當(dāng)采用減壓起動時，上述危害只有一定程度的降低;當(dāng)采用軟起動時，上述危害幾乎完全消失;獨立變壓器供電方式直接起動只能在電網(wǎng)電壓波動方面有所緩解，而其它方面的危害都照樣存在。

超大型電動機的價值都很高，在生產(chǎn)中也都起著核心作用。它的一點故障便會造成很大的經(jīng)濟損失，對它采用完善的保護(hù)是非常必要的。比如說對一臺電機我們不能指望它的各處絕緣都是完全一致的，可能在某一點就有個薄弱環(huán)節(jié)，出廠試驗時它能通過，但在長時間的沖擊下這個薄弱環(huán)節(jié)會逐漸首先顯露出來，使其壽命縮短。如果我們采取軟起動，則可以大大延長電機的使用壽命，這兩種方案哪一個合算呢?這是顯而易見的。

二、開關(guān)變壓器技術(shù)簡介

當(dāng)今傳動工程中最常用的就是三相交流感應(yīng)電動機。在許多場合中，由于其起動特性，這些電動機涌直接連接電源系統(tǒng)。如果直接在線起動，將會產(chǎn)生高達(dá)電機額定電流6倍的浪涌電流。該電流會使供電系統(tǒng)和串聯(lián)的開關(guān)設(shè)備過載。如果直接起動，也會產(chǎn)生較高的峰值轉(zhuǎn)矩，這種沖擊不但會對驅(qū)動電動機產(chǎn)生沖擊，而且也會使用機械裝置受損。例如:輔助動力傳送部(V形帶，齒輪)。為了降低直動電流，應(yīng)使用起動輔助裝置，如起動用電抗器或自耦變壓器，但使用電抗器或自耦變壓器起動等常規(guī)方法只能逐步降低電壓，而軟起動器通過平滑升高端子電壓，可以實現(xiàn)無沖擊起動。因此，可以最佳地保護(hù)電源系統(tǒng)以及電機。

HPMV中、高壓軟起動器是用多個可控硅串并聯(lián)而成，可以滿足不同的電流及電壓要求，控制可控硅的觸發(fā)角就可以控制輸出電壓的大小。當(dāng)電機起動過程中，HPMV按照預(yù)先設(shè)定的起動曲線增加電機的端電壓使電機平滑加速，從而減少了電機起動時對電網(wǎng)、電機本身、相連設(shè)備的電氣及機械沖擊。當(dāng)電機達(dá)到正常轉(zhuǎn)速后，旁路接觸器接通。電機起動完畢后，HPMV軟起動器繼續(xù)監(jiān)控電機并提供各種故障保護(hù)。在軟停機時首先按照預(yù)先設(shè)定好的停機曲線平滑地降低電機的端電壓直到電機停機。軟?？梢越鉀Q突然停機引起的水泵水錘現(xiàn)象及機械沖擊等相關(guān)問題。

HPMV中、高軟起動器的操作過程可以分為四過程:起動準(zhǔn)備完成、起動過程、運行和停機過程。CPU對所有的過程都提供全面的保護(hù)。

A、起動準(zhǔn)備完成:在這個過程中，控制和電源已經(jīng)加到起動器上，其保護(hù)包括對SCR短路、旁路離合器、接點熔解短路。

其它檢測保護(hù)特性:

軟起動器溫升

保險絲指示燈是否亮

相序是否正確(如果選擇)

電源輸入頻率跳閘范圍

外部輸入故障

B、起動過程:當(dāng)軟起動器得到一個起動命令時，以下保護(hù)功能開始工作:

起動曲線

加速時間

相間平衡

電路短路/加負(fù)載前檢測

相間漏電

起動電流累計

過載檢測

熱容量檢測

C、運行過程:當(dāng)電機全電壓和全速運行時，電機電流將降到FLA以下，在運行過程中以下保護(hù)功能生效:

運行過載曲線

缺相

電流過低/失載

過電流/電子定位銷檢測

D、停機過程:一旦軟起動器得到停機命令，應(yīng)根據(jù)不同停機方式來選擇不同的保護(hù)功能，選擇如下:

軟停模式:將維持運行時所有的保護(hù)特性。在停車結(jié)束時，進(jìn)入下面滑行停止保護(hù)狀態(tài)。

滑行停機模式:電源立即從電機上斷開恢復(fù)到"起動準(zhǔn)備完成"，下面的保護(hù)功能生效:

滑行減速/旋轉(zhuǎn)減速計數(shù)

每小時起動次數(shù)

起動間隔時間

電機功率的最大額定值(KW) 軟起動器規(guī)格型號

2.3kV 3.3kV 4.16kV 6.0kV 6.6kV 10kV 13.8kV 主電流 主電壓 控制電壓 選項

160 250 340 590 650 1110 1400 HPMV-DN 60 - x - x - x+x..

315 460 650 1200 1350 2230 2800 HPMV-DN 110 - x - x - x+x..

590 860 1200 2200 2500 3980 5000 HPMV-DN 200 - x - x - x+x..

960 1350 2000 2700 3000 4780 6000 HPMV-DN 320 - x - x - x+x..

1200 1750 2500 3600 4000 HPMV-DN 400 - x - x - x+x..

1800 2550 3750 4500 HPMV-DN 600 - x - x - x+x..

2400 3450 5000 HPMV-DN 800 - x - x - x+x..

性能參數(shù)

● 主要技術(shù)指標(biāo)

負(fù)載類型:三相異步或同步電機

工作電壓:2.3-13.8KV

功率范圍:160-6000KW

重載型115%負(fù)載連續(xù)運行，過載500% 1-10秒、850% 0.5-5秒數(shù)字微處理器控制、液晶顯示，起動過載和運行過載兩級保護(hù)，低壓控制單元與高壓部分采用光纖隔離，機械和電子安全聯(lián)鎖裝置，MCC接線排(機電控制中心接線排)。輔助繼電器:多路C型干式繼電器5A 240V AC可編程繼電器輸出，運行過程中的各種數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

環(huán)境溫度:0-50℃

海拔高度:0-1000米

相對濕度:5-95%

● 可調(diào)節(jié)參數(shù)

電機的滿載電流可調(diào)

雙斜坡調(diào)整-兩個獨立的設(shè)定值

初始電壓:10-50%的線電壓

電流限流:100-400%電機的額定電流

加速時間:1-30秒(可延伸至90秒)

軟停時間:1-30秒(可延伸至90秒)

四種水泵控制曲線

速度閉環(huán)軟起控制

脈沖突跳起動:0.1-1.0秒(80%線電壓)

每小時起動次數(shù)鎖定:1-4次

● 通訊接口及協(xié)議

RS485-Modbus、RS485-Profibus

● 國際認(rèn)證

依據(jù)國內(nèi)CCC認(rèn)證、歐共體CE認(rèn)證

主要特色

一、免維護(hù)

可控硅是無觸點的電子器件，不同于其他類型的產(chǎn)品需經(jīng)常維護(hù)導(dǎo)電液體和部件等，把機械壽命變?yōu)殡娮釉褂脡勖?，連續(xù)運行數(shù)年也無需停機維護(hù)。

二、安裝使用簡單

HPMV-DN是一個完整的電機起動控制和保護(hù)系統(tǒng)，安裝時只需連接電源線和電機線即可投入運行。在加高壓運行前，允許使用低壓對整個系統(tǒng)進(jìn)行機械及電氣測試。HPMV-DN具有自檢測，自學(xué)習(xí)和自動設(shè)置起動參數(shù)的功能。

三、備份特性

柜內(nèi)裝有可直接起動電機的真空接觸器，如果HPMV-DN控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可利用真空接觸器直接起動電機，以保證生產(chǎn)的連續(xù)性。

四、保護(hù)與監(jiān)控

具有自檢程序

可控硅短路保護(hù)

電子過載保護(hù)和報警

短路保護(hù) 過壓保護(hù) 欠壓保護(hù)

過載保護(hù) 欠載保護(hù) 缺相保護(hù)

相序保護(hù) 過熱保護(hù) 堵轉(zhuǎn)保護(hù)

頻率保護(hù) 接地漏電保護(hù) 電流不平衡保護(hù)

電機溫度保護(hù) 功率因數(shù)監(jiān)控 重復(fù)起動時間限制

安裝尺寸

暫無

注:1、所注尺寸均以 長×寬×高 和 長×寬 形式表達(dá)

2、具體樣式尺寸祥圖見資料樣本

大型高壓電動機價格昂貴，在各行業(yè)的生產(chǎn)運行中起核心作用，對它進(jìn)行多方呵護(hù)是非常必要的。軟起動裝置雖然工作時間短，但其重要作用不可輕視，應(yīng)該引起我們電氣技術(shù)工作者的高度重視。從電機系統(tǒng)節(jié)能的角度看，使用軟起動可以取消獨立供電變壓器，具有很大的節(jié)電效果。

超大型高壓電動機軟起動裝置屬于重大技術(shù)裝備類別。過去主要靠進(jìn)口，價格昂貴，哈爾濱帕特爾科技公司生產(chǎn)的開關(guān)變壓器式高壓電機軟起動裝置技術(shù)性能先進(jìn)、可靠性高、價格低廉，給我們提供了一個新的選擇。

業(yè)內(nèi)專家和國家有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)曾多次指出:"我國對有關(guān)技術(shù)裝備的引進(jìn)量太大，已經(jīng)影響到國家的經(jīng)濟安全"。這個問題應(yīng)該引起我們的重視，在國家大力提倡自主創(chuàng)新、建設(shè)創(chuàng)新型國家的今天，我們更應(yīng)該振奮精神，自強、自重，為國家的崛起貢獻(xiàn)我們的力量。

1、根據(jù)電壓分類：高壓軟啟動器、低壓軟啟動器

2、根據(jù)介質(zhì)分類：固態(tài)軟啟動器、液阻軟啟動器

3、根據(jù)控制原理：電子式軟啟動器、電磁式軟啟動器

4、根據(jù)運行方式：在線型軟啟動器、旁路型軟啟動器

5、根據(jù)負(fù)載：標(biāo)準(zhǔn)型軟啟動器、重載型軟啟動器