循环水泵站电机起动方式的选择

摘 要：在高炉循环水系统中水泵电机台数多，根据电机起动时对电网影响大，通过对不同启动方式的选择，使电机在启动过程中能够稳定，经济的运行。本文主要介绍循环水系统中水泵电机启动方式的选择，及在实际使用中的效果。

关键词：高低压交流电机 电机起动 软启动器

中图分类号：TP36 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（b）-0095-01

钢铁企业高炉用水量大，要求给排水设施安全可靠性较高，技术较复杂。主要是高炉系统炉壁、风口、热风阀等冷却用水及高炉区所有液压站、除尘风机、助燃风机、TRT余压发电装置、空调冷却等冷却水的处理及供应。高炉鼓风机、发电机组的冷却用水量同样大。

涉及到的电机型号繁多，其中低压电机11台，高压电机18台。电机功率由22 kW至1400 kW，采用何种起动方式能够保证设备的稳定运行，同时又能够经济高效。下面对选择的方法进行简单的阐述（见图1）。

1 小功率电机的启动方式选择

如果泵站内全部采用全压直接启动时，启动电流会达到额定电流的5～7倍，全压启动时所在电网系统压降非常大，这回破坏同网其他设备的正常运行，严重时甚至会引起电网失去稳定，产生系统故障跳闸。直接启动，也会产生较高的峰值转矩，从而对电动机及整个机械装置造成有害的冲击。但全压直接启动维护简单，投资少，比较经济。下面对小功率低压电机选择启动方式进行论述：

我厂高炉中心泵站和鼓风机泵站小功率低压电机主要是3台综合泵电机和2台过滤泵电机，他们的功率分别是55 kW和22 kW。泵站的变压器容量分别为1600 kVA和630 kVA，根据经验公式（其中Ist为电机全压起动电流，In为电机额定电流，P为电机功率，S为变压器容量）计算，全压起动电流按照7倍计算，根据计算结果可以看出符合要求，故上述电机均可以直接全压起动。同时全压起动可以减少电气设备，线路简单维修量小等特点，符合经济稳定运行的目的。从而上述4台低压电机采用全压起动的方式。

2 大功率高压、低压电机的启动方式选择

高炉中心泵站和鼓风机泵站仍有其他大功率电机其中包括160 kW增压泵低压电机3台，90 kW低压炉顶泵电机3台，500 kW二次泵高压电机3台，800 kW软水中压泵电机3台，630 kW软水高压泵电机3台，1000 kW软水主供电机3台，鼓风机泵站的1400 kW外供泵高压电机6台。上述电机能够满足电网容量要求？

（1）四条高压回路分别带着18台高压电机，其中高炉中心泵站由2台容量为85000

kVA变压器所带，鼓风机泵站由2台容量为35000 kVA的变压器所带。高压电机的起动电流时额定电流的5倍，通过经验公式计算可以看到在现行电网容量的条件下二次泵的500 kW电机、软水中压泵800 kW电机，软水主供泵1000 kW电机均能够全压起动，这种起动方式操纵控制方便，维护简单，且比较经济，符合稳定经济运行的目的，故上述高压电机采用直接全压起动的方式。

（2）高炉中心泵站的3台增压泵电机和3台炉顶泵电机，鼓风机泵站的6台电机通过经验公式计算的结果可以满足全压启动，变压器所带设备多，牵扯面广，无法实现全压直接起动的条件。上述电机只能改变电机的起动电流来满足电网的容量要求。改变电机的起动电流方式有多种方式来实现，目前比较常用如下所示：

①Y-起动：对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼异步电动机来说，如果在起动时将定子绕组接成星形，待起动完毕后再接成三角形，达到降低起动电流减轻对电网的冲击。这种起动方式能够降低起动电流对电网的冲击作用，能保证电机可靠起动，但电机仍不能平滑起动，没有从根本上解决问题。故排除采用此种起动方式。

②软启动器：运用软起动器控制其内部的导通角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至起动结束，电机全压运行。软起动时电压由逐步提升至额定电压，这样启动过程中的起动电流由不可控转变为可控制。可根据需要调节起动电流的大小，电机起动过程中不存在冲击转矩，而是平滑的启动运行。待电机达到额定转速后旁路接触器吸合替代软起动器运行，降低了晶闸管的热损，延长了使用寿命，同时提高了工作效率，又能够避免电网的谐波污染。上述电机可采用此种方式启动。

③变频启动：变频器启动是通过改变电机定子频率改变电动机定子旋转磁场的角速度，来改变电动机的转速。这种启动方式最大的优点是启动转矩大，适用于重载启动，既可以实现软启动，又可实现运行中改变电机转速。这种起动方式优势很多，由于水泵不需改变流量运行，结合其价格昂贵、经济性不高，目前不采用此种方式启动。

通过比较可以看出用软起动器起动是比较经济，运行稳定的一种选择。故上述12台电机均采用软起动器的起动方式。本次选用到的软起动器具有完整的保护功能，保证电机可靠运行，保护功能包括：过压、欠压、过载、过流、缺相、过热等。

3 运行效果

泵站建成后一年多时间里，目前工况条件下能够满足使用要求，设备稳定运行无故障。在尽量减少投资的前提下，通过部分设备采用软启动器启动，不仅提高了生产效率，而且节约了能源，减低了成本，提高了工厂的经济效益。