软启动器在输煤系统中的应用

【摘 要】我公司二期输煤系统细碎机原设计为一台185KW、一台160KW两台异步电动机共同驱动，使用自藕降压器降压启动。在使用过程中发现，起动时要产生较大冲击电流（一般为额定电流Ie的4～7倍），同时由于起动电应力较大，经常烧毁接触器触点及自藕变压器等，使负载设备的使用寿命降低，生产成本相应较高。由于细碎机破碎粒度达不到生产要求，公司经研究决定，更换改造细碎机。改造完成后的细碎机由原来的两台电机驱动改为一台280KW驱动，现有的启动设施远远满足不了启动要求。经多次现场查看、计算，决定在改造细碎机的同时，将原来的自藕降压器降压启动改为软启动器启动。

【关键词】软启动；输煤；应用

1.选用依据

国家标准规定：当电机频繁起动时，所造成的压降不宜低于10%；不频繁起动时，压降不低与20%；不频繁起动，且与照明或其他对电压波动敏感的负荷合用变压器时，电机起动时的电网电压降不能超过15%。解决办法有两个：一是增大配电容量；二是采用限制电机启动电流的起动设备。

如果仅仅为起动电机而增大配电容量，从经济角度上来说，显然不可取。为此，往往需要配备限制电机起动电流的起动设备，过去多采用Y/降压、自耦变压器降压、磁控降压等方式来实现。这些方法虽然可以起到一定的限流作用，但没有从根本上解决问题。

随着电力电子技术的快速发展，智能型软起动器得到广泛应用。智能型软起动器（Soft Starter）是一种集软起动、软停车、轻载节能和多功能保护于一体的新颖电机控制装备。它不仅实现在整个起动过程中无冲击而平滑的起动电机，而且可根据电动机负载的特性来调节起动过程中的参数，如限流值、起动时间等。此外，它还具有多种对电机保护功能，这就从根本上解决了传统的降压起动设备的诸多弊端。

为此，我公司决定在细碎机改造中引用智能型软起动器，以达到节能、安全运行的目的。

2.改造过程

首先对现有的降压启动系统进行核实，并与细碎机改造后在不改变启动方式的情况下，进行了元器件的对比（见下表）。

经过比较发现，如果不改变启动方式，需要更换全部的元器件、电缆及柜体，并且更换后的元器件体积较大，有的元器件还没有现货，需特殊加工。这样给以后的维修、维护工作带来了一定的制约。如果采用软启动器启动，只需增加软启动控制柜一面，将现有的隔离刀开关更换即可，电缆及断路器等元件不动，这样可节省电气部分改造一半的投资。

3.软起动MCC控制柜

MCC（Motor Control Center）控制柜，既电动机控制中心。软起动控制柜由以下几部分组成：

（1）输入端断路器。

（2）软起动器。

（3）软起动器旁路接触器；（将软起动器的晶闸管两侧安装上旁路接触器触头，其优点是，软起动结束，旁路接触器闭合，使软起动器退出运行，直至停车时，再次投入，这样即延长了软起动器的寿命，又使电网避免了谐波污染，还可减少软起动器中的晶闸管发热损耗）。

（4）上侧控制电路：后台可实现电压、电流显示和故障、运行、工作状态等信号显示。

我公司将软起动控制柜通过与后台连接，以实现集中控制功能，方便了操作及维护。

4.工作原理与运行特点

三相交流异步电动机的起动转矩直接与所加电压的平方成正比，也就是说，只要降低电机接线端子上的电压就会影响这些值。软起动器的工作原理是通过控制串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管的导通角使电机的端子电压从预先设定的值上升到额定电压。

软起动与传统减压起动方式的不同之处是：

（1）无冲击电流。软起动器在起动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流从零线性上升至设定值。

（2）恒流起动。软起动器可以引入电流闭环控制，使电机在起动过程中保持恒流，确保电机平稳起动。

（3）根据负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整至最佳的起动电流。

软起动运行特点：

（1）能使电机起动电压以恒定的斜率平稳上升，起动电流小， 对电网无冲击电流，减小负载的机械冲击。

（2）起动电压上升斜率可调，保证了起动电压的平滑性，起动电压可依据不同的负载在30%～70%Ue（Ue为额定电压）范围内连续可调。

（3）可以根据不同的负载设定起动时间。

（4）软起动器还具有可控硅短路保护、缺相保护、过热保护、欠压保护等功能。

5.软起动器的应用场合

软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品。变频器是用于需要调速的地方，其输出不但改变电压而且同时改变频率；软起动器实际上是个调压器，用于电机起动时，输出只改变电压并没有改变频率。变频器具备所有软起动器功能，但它的价格比软起动器贵得多，结构也复杂得多。

原则上，异步电动机凡不需要调速的各种应用场合都可使用，适用于各种泵类负载或风机类负载，需要软起动与软停车（解决水锤效应）对于变负载工况、电动机长期处于轻载运行，只有短时或瞬间处于满负荷运行场合，应用软起动器（不带旁路接触器）则具有轻载节能的效果。

6.结束语

此次改造通过应用软启动器，减小了设备投资，提高了设备的安全运行质量，降低了维修、维护费用，达到了节能、安全运行的目的。

随着我国的经济的快速发展及国家对节能改造力度的加大，对各种设备的节能要求越来越高，传统的降压起动方式，已无法满足生产、节能需要，所以选择智能型电动机起动设备，将是必然的发展方向。 [科]