一体化高压干式调压软起动装置在冶金行业的应用

纪艳生

【摘 要】随着冶金行业的发展，在各生产线中高压电机的数量越来越多，生产线的扩容改造周期也越来越短，负荷的变化也随之较大，对电网的冲击影响也越来越大。现代冶金行业大量的电动机的应用，要求设计安全可靠、经济的高压软起动装置，满足高压电机顺利起动，并减少对电网的冲击。

【关键词】冶金行业 高压干式调压软起动 安全可靠

1 前言

随着冶金行业的发展，有些生产线的高压电机在投产阶段可直接启动，可在后续的发展中随着产品扩容改造，一些高压电机直接起到往往影响到电网，造成较大的电网波动。同时，由于冶金行业占地需求较大，且考虑的原料、产品的运输等因数，生产线对地域有较强的要求，而现阶段我国的土地政策比较紧张，故作为辅助的车间电气室布置往往受到限制。考虑到上述原因，选用一种安全可靠、经济、体积小高压电机软起动装置显得更加重要和迫切。

2 高压软启动方式

笼型高压电动机的起动方式一般有全压起动、降压起动、和变频起动三种方式。其中降压起动又分为：星形-三角形降压起动；延边三角形降压起动；电阻降压起动；电抗器降压起动；自耦变压器降压起动；晶闸管降压软起动。绕线型异步电机的起动方式一般有频敏变阻器起动、电阻分级起动、和交流电力电子开关起动。

3 一体化高压干式调压软起动装置

据上所述，一种新型降压起动的一体化高压干式调压软起动装置应用而生，其成功应用于冶金等行业。

3.1 工作原理

一体化高压干式调压软起动装置非水电阻、磁控、磁阀、电磁调压、可控硅（晶闸管）、变频器，即高压开关柜、运行旁路柜、软起动柜三柜合一。其采用在高压电动机的起动回路中串联可调电感线圈，以达到电动机起动电压可调节的软起动效果。主要工作原理：通过改变在起动回路中串入的电感线圈感应磁场中磁介质的导磁率，从而改变电感线圈的磁感应强度，使电感线圈的阻抗值在预定的时间内由大到小，达到线圈阻抗值无极调节，使电动机机端电压逐渐上升至全压，实现电动机的软起动。

3.2 一次接线方案

一体化高压干式调压软起动装置可根据现场的需要提供手车式和固定式成套装置，满足各种工况的要求。

3.3 性能及其特点

一体化高压干式调压软起动装置是一种新型的、安全可靠的、技术先进的、性价比较高的、体积较小的高压无极软起动装置。其性能及特点如下：

（1）安全可靠、可调可控起动性能；（2）广泛适用于冶金及其他行业，不受温度、地理位置等环境的影响，可在各种苛刻的环境下正常使用。环境温度为-30°C到+50°C，最高可达+60°C。（3）一体化设计，即高压开关柜、运行旁路柜、软起动柜三柜合一，安装体积小。在冶金中，不大于1600kW的高压电机软起动装置尺寸规格为宽x深x高为1200x1500x2300（mm）； 1600～2200kW的高压电机软起动装置尺寸规格为宽x深x高为1300x1500x2300（mm）；2200～5000kW的高压电机软起动装置尺寸规格为宽x深x高为1300x1800x2300（mm）；同时，大于5000kW电机的高压软起动装置可根据具体参数进行特殊设计，满足各容量等级的高压电机软起动需要。（4）免维护设计：开启式设计与高压开关柜一体化给维护带来了很大便利，投入使用后无其他的维护，可以节约大量的维护费用。同时，其为干变特性，外形美观，使用方便。（5）节能：由于通过改变电感感抗调压，无有功功率消耗，节能效果好。

4 应用案例

4.1 案例一

某钢厂新建一座中型高炉，其总图布置与内河沿岸，由于其征到得可利用的土地面受限，经总图、工艺、结构等专业布置后，各生产车间的布局相当受限。其循环水泵房的总占地面积较小，其3台高压水泵均为800kW的10kV鼠笼型异步电动机，根据当地供电部门提供的参数，经计算，此高压电机若直接起动将对电网造成冲击，严重影响到该水泵房及高炉其他车间的正常运行，故必须设计高压软启动装置。经设计多方比较，最终选用了一体化高压干式调压软起动装置，其将3台10kV高压电机柜更改为一体化高压干式调压软起动柜，接于10kV母线上。与高压电机馈线柜相比，仅仅是柜宽增加了400mm，3台一共增加1200，满足电气室的安装布置。后经施工投运后，高压电机一次性成功软起动成功，保证了生产的顺利进行，对电网也无大的冲击影响，得到了用户的高度评价。

4.2 案例二

某钢厂一座烧结机的机尾除尘风机，其为1120kW的10kV鼠笼型异步电动机，原设计为直接起动，在烧结投产前期，起动较为顺利。随着企业的发展，产能逐步增加，负荷也逐渐增加，在投产后的3年左右，改机尾除尘风机直接起动的，10kV母线的压降较大，在负荷高峰期影响更大，后经设计计算，该风机需改直接起动为降压软起动。而该烧结 10kV电气室已无可安装高压软件或变频器的房间，结合现场情况并经经济比较，用户决定选用一体化高压干式调压软起动柜更换现有的机尾除尘风机高压电机控制柜。在设备生产厂家按要求生产好一体化高压干式调压软起动柜，现场安排合适的时间进行停电检修，期间将软起动柜更换。本次改造，费用较低，对现有生产线几乎没有影响，给用户提供了较高的性价比选择，给施工单位创造了优越的施工条件。施工完成后，该机尾除尘风机顺利起动，且对电网的冲击急剧减少，满足了烧结生产线的正常运行。此次改造是一次典型的、成功的在线改造，为以后类似的高压电机直接起动改软起动提供了很好的经验。

5 结语

对于现代冶金行业生产线的高压电机的起动控制设计，要求设计人员在设计阶段根据负荷情况、电网条件和电气室的布置等因数综合考虑，选择一种安全可靠、经济合理的高压软起动设备。对于在线改造项目，也需切实结合现场实际情况选用一种合适的高压软起动装置。综上所述，一体化高压干式调压软起动装置是一种安全可靠、经济合理、占地较小的先进的高压软起动装置，在冶金行业中，适用于新建、改造项目，值得推广应用。

参考文献：

[1] 中国航空工业规划设计研究院组编[G].工业与民用配电设计手册（第三版）.北京：中国电力出版社，2005.

[2] 《钢铁企业电力设计手册》编委会编.《钢铁企业电力设计手册》上、下册.北京：冶金工业出版社，1996.