三級變頻高壓軟起動(dòng)應用設計

摘 要：介紹一種通過(guò)控制晶管來(lái)實(shí)現有級變頻，無(wú)級調在的軟起動(dòng)裝置及在大型煤礦主風(fēng)機中的應用情況。
關(guān)鍵詞：三級變頻，軟起動(dòng)裝置

煤礦因生產(chǎn)的特殊性，礦井通風(fēng)系統關(guān)系到礦山的安全生產(chǎn)，所以通風(fēng)系統在煤炭生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位。由于供電線(xiàn)路長(cháng)，起動(dòng)壓降大，最大限度地保障設備安全可靠的進(jìn)行風(fēng)機起動(dòng)和主備切換起動(dòng)，是增強系統可靠性的重中之重。陽(yáng)煤集團新元礦于2006年11月份，新投運的主扇風(fēng)機為GAF型軸流風(fēng)機(該風(fēng)機經(jīng)查詢(xún)?yōu)閬喼廾旱V最大的通風(fēng)機)。該主扇風(fēng)機的電機10KV 5000KW 異步電動(dòng)機。為了更好的解決項目中所遇到的起動(dòng)時(shí)對電網(wǎng)的沖擊，以及對負載沖擊問(wèn)題，本系統采用了由遼寧榮信電力電子股份有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的三級變頻高壓軟起動(dòng)設備。

1、 軟起動(dòng)器的幾種起動(dòng)方式

按電機起動(dòng)原理來(lái)劃分：1、降壓起動(dòng)方式。電機傳統的減壓起動(dòng)方式有Y-Δ起動(dòng)、自耦變壓器減壓起動(dòng)、電抗器起動(dòng)等。這些起動(dòng)方式都屬于有級減壓起動(dòng)，存在明顯缺點(diǎn)，即起動(dòng)過(guò)程中出現二次沖擊電流。目前高壓常見(jiàn)的起動(dòng)方式為液態(tài)水阻起動(dòng)，可控硅串聯(lián)減壓起動(dòng)。2、變頻起動(dòng)方式。隨著(zhù)IGBT技術(shù)的發(fā)展，高壓變頻的電壓等級和容量越來(lái)越大，但由于價(jià)格因數一直制約著(zhù)它的發(fā)展。

榮信電力電子股份有限公司，在SVC基礎上成功地研制了三級變頻高壓軟起動(dòng)，它具有三級變頻無(wú)極調壓的特點(diǎn)。

2、 三級變頻高壓軟起動(dòng)的技術(shù)原理和特點(diǎn)

將高壓軟啟動(dòng)串聯(lián)在電源和電機之間，主電路原理見(jiàn)圖1。

圖1 主電路原理圖

三級變頻高壓軟啟動(dòng)首先采用可控硅串聯(lián)技術(shù)，然后通過(guò)控制可控硅的導通角來(lái)實(shí)現有級調頻，和無(wú)極調壓的功能。在起動(dòng)初期通過(guò)控制閥組SA,SB,SC得導通來(lái)實(shí)現一級頻率12.5HZ，在電機達到1/4額定轉速的時(shí)候，通過(guò)控制閥組SA,SD,SE切換到25HZ,在電機達到1/2額定轉速后，通過(guò)控制閥組SA,SB,SC來(lái)完成全頻的切換過(guò)程，最終達到額定轉速，閉合旁路關(guān)閉軟起動(dòng)觸發(fā)脈沖，完成起動(dòng)過(guò)程。在整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中，在三個(gè)頻率點(diǎn)上，在調整頻率的同時(shí)，改變輸出電壓，保持壓頻比恒定，這樣就可以保證在整個(gè)起動(dòng)的過(guò)程中，起動(dòng)轉矩保持在額定轉矩的80-90%，而起動(dòng)電流可以控制在2倍額定電流左右。起動(dòng)力矩大，起動(dòng)電流小，是三級變頻高壓軟起動(dòng)的最大的技術(shù)特點(diǎn)。

3、在新元礦主扇電機的實(shí)際應用。

陽(yáng)煤集團新元礦是一個(gè)新建礦井，它的電網(wǎng)容量是35KV，10000KVA，由于這個(gè)電網(wǎng)負責整個(gè)井下，井上的電器設備供電，所以電網(wǎng)的余量比較小，為了保證在起動(dòng)過(guò)程中不影響其他設備運行，對主扇起動(dòng)電流要求很?chē)栏?。且由于它地處高瓦斯區域，它采用了大風(fēng)量高負壓得軸流風(fēng)機（雙級風(fēng)葉目前是亞洲礦用最大的軸流風(fēng)機），主扇電機的功率為10KV, 5000KW。在整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中，表現出了起動(dòng)力矩大，起動(dòng)電流小，起動(dòng)平穩，起動(dòng)時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)測數據見(jiàn)表1。