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            開關變壓器式電機軟起動裝置在燒結主軸風機起動中的應用


            一、引電磁震動給料機言

            交流電動ZSL系列大型冷礦振動篩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,當電動機容量相對較大時,該起動電流將引起電網電壓急劇下降,這會破壞同電網其它設備的正常運行,甚至會引起電網失去穩定,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子鼠籠條上雙螺旋給料機產生很大的電應力,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,額定電壓經開關瞬間加到電機繞組上,經常會伴隨有操作過電壓產生,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RCZ系列輕型直線振動篩,繞組接地等故障。

            上述現象對高壓(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運輸機起動方法被越來越廣泛地應用到各個領域。

            燒結主軸風機一般為離心式風機,體積大、轉動慣量(GD2)大,再加上煙氣的質量大,故阻力矩很大,即使是關風門起動,也常常由于風門關不嚴等原因,致使仍有較大電動振篩機的起動負荷,大電流維持時間很長(某鋼廠燒結風機主軸電機起動電流甚至達到額定電流的12倍),常常發生鼠籠條斷裂、掃堂、繞組過熱等故障,因此燒結主軸風機軟起動裝置的選擇尤為重要,它關系到燒結爐的高效安全運行。

            二、高壓電機起動破碎機輸送機方法

            高壓異步電動機降壓起動方法主要有:在定子回路串聯電抗器或采用自耦變壓器降壓起動、在轉子回路中串聯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備調節范圍有限,不能隨意調節起動轉矩,不能做到起動特性和負載轉矩特性完善配合,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(會產生水錘效應)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時間短一些而已。隨著電力電子技術的進步,高壓電動機的軟起動問題也得到完善的解決,這就是采用變頻器電機振動給料機起動、固態軟起動和建立在晶閘管調壓基礎上的開關變壓器式高壓軟起動器三種方案。

            三、礦用篩開關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,是用開關變壓器來隔離高壓和低壓,開關變壓器的低壓繞組與晶閘管和控制系統相連,通過改變其低壓繞組上的電壓來改變高壓繞組的電壓,從而達到改刮板式輸送機變電動機端電壓的目的,以實現電動機的軟起動。

            圖1 開關變壓器式高壓電機碎煤機軟起動裝置

            開關變壓器式高壓電機軟起動砂石生產設備裝置的特點如下:

            1.電壓和電流能從零起連續可調,對電動機無操作過電壓傷害,無轉矩沖擊,對電網無沖擊;轉速慢慢上升,有利于潤滑,能延長電動機及機械設備的使用壽命;高壓GD系列圓形振動分級篩開關合閘時電流(或電壓)為零,能顯著提高開關壽命。

            2.控制靈活,重復精度高。小型錘式破碎機

            3.在起動過程中,能在額定電流以內給電動機以充分加速,因此能最大限度的降低起四齒輥破碎機動電流的最大值,最大值保持時間短。

            4.開關變壓器是一種高可靠性設備;低壓側電壓低,不用采用晶閘管串聯;晶閘管的控制技術很成熟,因此該裝置為高可靠性設備。

            5.該裝置本身功耗很小,可以連續起動,可以一拖多(容量可不同)。

            6.開關變壓器具有很大的電感值,晶閘管產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、安裝調試情況

            南京鋼鐵集團燒結廠SJ-2800離心風機傳動電機(異步、1050kW)采用哈爾濱帕特爾科技有限公司設計生產的DJRQ02-010型(一拖二)開關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,起動過程中出現的最大電流150A,起動時間20s,電機平滑起動。15:01帶風機轉子(關風門)起動,電機電壓、電流從零起調,起動過程中出現的最大電流為320A,起動時間54s,電機平滑起動,(1#電機,上海電機廠生產)

            13:50起動2#風機,起動過程中出現最大電流398A,起動時間58s,電機平滑起動,(2#電機,佳木斯電機廠生產)。圖2為電機起動過程的轉速曲線。

                                                 (a)1#抽風機電機

                                               (b) 2#抽風機電機
                                                  圖2 起動轉速曲線

            從以上現場調試實測數據足可以說明開關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,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的沖擊;
            2.每次起動電流、電壓完全一致,不受環境影響;
            3.可連續起動、可做到一拖多,不要求電機容量相同;
            4.控制準確、重復精度高,無起動失敗現象;
            5.開關變壓器的溫升很小,軟起控制箱內無大功率的器件,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、結束語

            燒結主軸風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,這對保證設備的安全長壽、保證生產的連續高效都有重意義,開關變壓器式高壓電機軟起動裝置很好的解決了這一技術問題,為高電機的軟起動,特別是燒結主軸風機電機軟起動帶來了非常好的方法。

             

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