2006年某厂装置扩建后,新安装了两台型号为YKOS1600-2的6KV高压电机,电机额定功率
2006年某厂装置扩建后,新安装了两台型号为YKOS1600-2的6KV高压电机,电机额定功率1600KW,额定电流173.0A,按电机起动时电流经验公式计算,Id=(5~7)Ie=865A~1211A;而负责供电的6KV配电室I、II段母线进线过负荷保护定值仅为800A,过负荷动作时间为5.0s。在正常生产状态下,Ⅰ、Ⅱ段母线上必定还有其他运行设备,若全压起动这两台电机,必然引起6KV配电室母线电压大幅度下降,造成其它6KV运行设备低电压保护跳闸。为了保证其它设备大安全稳定运行,确定对这两台1600KW电机安装型号为GZYQ2-1600/6-YS的高压软起动器,使起动电流控制在1.5~3.5Ie以内,即259.5A~605.5A间,最大限度地减小起动压降,降低起动电流,稳定电网质量,减小对其它设备的冲击。
2采取的措施及技术特点
YKOS1600-2作为应用最广泛的鼠笼型异步电动机,它采用降压起动的条件:一是电动机全压起动时,机械不能承受全压起动的冲击转矩;二是电动机全压起动时,其端电压不能满足规范要求;三是电动机全压起动时,影响其它负荷的正常运行。
而近年来高压变频软起动、高压电阻类软起动、高压电抗器类软起动三种新型高压起动方式越来越多的应用到各个行业,这三种起动方式各自又存在着什么优缺点呢?
2.1技术性比较
单从技术上来说,高压变频软起动具有不可比拟的优势,起动特性好,可连续起动多次,起动电流可控制在额定电流以下,起动时电网功率因素高(0.9～0.95),电网压降小,同时还可进行调速,减小动力设备功率消耗,节约电能。缺点是产生高磁谐波,污染电网,影响系统内其它设备的用电质量,要解决谐波污染,还得追加设备投资。
采用电抗器类(磁控)软起动,特点是控制较灵活,起动电流的设置较方便。缺点是本来电机起动时的功率因素就低,因串接电抗器而变得更低,因此对电力系统没有太多的好处,母线压降大,同时有一定的谐波污染。
高压电阻器软起动对电机、机械设备冲击小。与电抗器比较,性能相对要好,起动时功率因素较高(0.7)以上,起动电网压降小,无谐波污染,通过更换电解液即可延长使用寿命。缺点是阻值会微弱的受到温度的影响。
2.2经济性比较
从实用性经济角度来说,高压变频起动属于一种过于奢侈的技术方案,虽然变频起动可以将起动电流降到额定电流以下,但是对于不是特别频繁起动又不需要调速的大型动力设备来说,仅仅为了起动而进行巨额投资,太不经济。
高压电阻器软起动、磁控软起动价格是高压变频软起动的1/8～1/10,,采用两者之一可节省投资数百万元。
2.3可靠性比较
不考虑产品质量等其他因素的影响,单从技术角度看,结构简单、使用简便、操作方便的设备,故障状态下更易维护,高压电阻器软起动装置与变频、磁控软起动相比,结构简单,旁路系统少,从可靠性讲,具有一定的优势。
所以综合上述三点分析,决定采用上海追日电气有限公司生产的GZYQ2-1600/6-YS型高压液态电阻软起动器作为1600KW电机降压起动设备,电气控制如图所示。
GZYQ2-1600/6-YS型高压软起动器电气原理图
GZYQ2-1600/6-YS型高压液态软起动装置是通过电流闭环自动控制单元控制传动机构,电机拖曳极板改变极间电阻值实现软起动。它是通过在被控电动机的定子回路中串入液体电阻,且此电阻是在电动机起动时自动投入并在预定的时间内自动、无级、连续切除,从而使电机在理想的起动电流条件下平稳起动。液态软起动装置有以下几点技术创新之处:
(1)恒加速度,起动平滑平稳。
(2)对电网和负载适应性好,不受电网电压波动和负载变动的影响。当因电网电压低和负载较重等原因造成电动机输出力矩相对不足时,电阻会进一步降低,从而逐步提高电动机端电压,使电动机出力增加,确保一次起动成功。
(3)与高压变频器、高压固态软起动器相比,无高次谐波污染问题。
(4)高压变频器起动输出高次谐波会引起电机的过热,而高压软起动器不会引起电机发热现象。
(5)高压软起动器较之高压变频器,设备更为简单,所需维护与维修的技术水平低,维修更为简易。而且维修费用相对较低。
(6)高压软起动器价格是高压变频起动的1/8～1/10,大大降低一次投资。
(7)与电抗器、自耦变压器等降压起动方式相比,起动时的功率因数高。
3结束语
在使用GZYQ2-1600/6-YS型高压液态软起动器后,1600KW电机均匀升速,起动电流较小,最大限度地降低了起动压降,减小对电网的冲击,确保了其它6KV设备的安全稳定运行。
高压软起动器的缺点是控制、传动机构复杂,故障点多,液体电阻需定期检验,一次、二次电源交错,绝缘性能要求较高。
选择起动方式,在现有的技术水平下,原则是既保护电机,延长电机使用寿命,又要保护电网和机械设备,同时降低设备维护和管理工作量,保证选择设备的可靠性。
对于一个产品的选择,应是一个系统工程,要结合各种因素进行,既要考虑设备的先进性,也要兼顾价格因素。
同样,大电机的起动方式与设备管理息息相关,电机起动方式选择不当,对电力系统、电机本体、甚至对机械设备都会产生消极影响,增大以后设备的管理难度、维护难度。
2006年某厂装置扩建后,新安装了两台型号为YKOS1600-2的6KV高压电机,电机额定功率1600KW,额定电流173.0A,按电机起动时电流经验公式计算,Id=(5~7)Ie=865A~1211A;而负责供电的6KV配电室I、II段母线进线过负荷保护定值仅为800A,过负荷动作时间为5.0s。在正常生产状态下,Ⅰ、Ⅱ段母线上必定还有其他运行设备,若全压起动这两台电机,必然引起6KV配电室母线电压大幅度下降,造成其它6KV运行设备低电压保护跳闸。为了保证其它设备大安全稳定运行,确定对这两台1600KW电机安装型号为GZYQ2-1600/6-YS的高压软起动器,使起动电流控制在1.5~3.5Ie以内,即259.5A~605.5A间,最大限度地减小起动压降,降低起动电流,稳定电网质量,减小对其它设备的冲击。
2采取的措施及技术特点
YKOS1600-2作为应用最广泛的鼠笼型异步电动机,它采用降压起动的条件:一是电动机全压起动时,机械不能承受全压起动的冲击转矩;二是电动机全压起动时,其端电压不能满足规范要求;三是电动机全压起动时,影响其它负荷的正常运行。
而近年来高压变频软起动、高压电阻类软起动、高压电抗器类软起动三种新型高压起动方式越来越多的应用到各个行业,这三种起动方式各自又存在着什么优缺点呢?
2.1技术性比较
单从技术上来说,高压变频软起动具有不可比拟的优势,起动特性好,可连续起动多次,起动电流可控制在额定电流以下,起动时电网功率因素高(0.9～0.95),电网压降小,同时还可进行调速,减小动力设备功率消耗,节约电能。缺点是产生高磁谐波,污染电网,影响系统内其它设备的用电质量,要解决谐波污染,还得追加设备投资。
采用电抗器类(磁控)软起动,特点是控制较灵活,起动电流的设置较方便。缺点是本来电机起动时的功率因素就低,因串接电抗器而变得更低,因此对电力系统没有太多的好处,母线压降大,同时有一定的谐波污染。
高压电阻器软起动对电机、机械设备冲击小。与电抗器比较,性能相对要好,起动时功率因素较高(0.7)以上,起动电网压降小,无谐波污染,通过更换电解液即可延长使用寿命。缺点是阻值会微弱的受到温度的影响。
2.2经济性比较
从实用性经济角度来说,高压变频起动属于一种过于奢侈的技术方案,虽然变频起动可以将起动电流降到额定电流以下,但是对于不是特别频繁起动又不需要调速的大型动力设备来说,仅仅为了起动而进行巨额投资,太不经济。
高压电阻器软起动、磁控软起动价格是高压变频软起动的1/8～1/10,,采用两者之一可节省投资数百万元。
2.3可靠性比较
不考虑产品质量等其他因素的影响,单从技术角度看,结构简单、使用简便、操作方便的设备,故障状态下更易维护,高压电阻器软起动装置与变频、磁控软起动相比,结构简单,旁路系统少,从可靠性讲,具有一定的优势。
所以综合上述三点分析,决定采用上海追日电气有限公司生产的GZYQ2-1600/6-YS型高压液态电阻软起动器作为1600KW电机降压起动设备,电气控制如图所示。
GZYQ2-1600/6-YS型高压软起动器电气原理图
GZYQ2-1600/6-YS型高压液态软起动装置是通过电流闭环自动控制单元控制传动机构,电机拖曳极板改变极间电阻值实现软起动。它是通过在被控电动机的定子回路中串入液体电阻,且此电阻是在电动机起动时自动投入并在预定的时间内自动、无级、连续切除,从而使电机在理想的起动电流条件下平稳起动。液态软起动装置有以下几点技术创新之处:
(1)恒加速度,起动平滑平稳。
(2)对电网和负载适应性好,不受电网电压波动和负载变动的影响。当因电网电压低和负载较重等原因造成电动机输出力矩相对不足时,电阻会进一步降低,从而逐步提高电动机端电压,使电动机出力增加,确保一次起动成功。
(3)与高压变频器、高压固态软起动器相比,无高次谐波污染问题。
(4)高压变频器起动输出高次谐波会引起电机的过热,而高压软起动器不会引起电机发热现象。
(5)高压软起动器较之高压变频器,设备更为简单,所需维护与维修的技术水平低,维修更为简易。而且维修费用相对较低。
(6)高压软起动器价格是高压变频起动的1/8～1/10,大大降低一次投资。
(7)与电抗器、自耦变压器等降压起动方式相比,起动时的功率因数高。
3结束语
在使用GZYQ2-1600/6-YS型高压液态软起动器后,1600KW电机均匀升速,起动电流较小,最大限度地降低了起动压降,减小对电网的冲击,确保了其它6KV设备的安全稳定运行。
高压软起动器的缺点是控制、传动机构复杂,故障点多,液体电阻需定期检验,一次、二次电源交错,绝缘性能要求较高。
选择起动方式,在现有的技术水平下,原则是既保护电机,延长电机使用寿命,又要保护电网和机械设备,同时降低设备维护和管理工作量,保证选择设备的可靠性。
对于一个产品的选择,应是一个系统工程,要结合各种因素进行,既要考虑设备的先进性,也要兼顾价格因素。
同样,大电机的起动方式与设备管理息息相关,电机起动方式选择不当,对电力系统、电机本体、甚至对机械设备都会产生消极影响,增大以后设备的管理难度、维护难度。
