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大型高压电动机启动方式选择
作者:山东西子电机 发布日期:2019-06-30 18:28

  

  
  
为满足大规模生产要求,高压电动机容量需要在原有基础上提升。

对于大型发电机来说,如果直接启动,将会对设备自身产生较大的不良影响,不仅会降低其运行效率(efficiency),同时还会对设备产生损伤。因此基于可持续发展原则,必须要针对大型高压电机启动方式进行研究,选择切实可行的启动方式,提高设备运行综合效率。本文对大型高压电动机启动方式的选择要点进行了简要分析。
1 大型电动机启动分析
1.1 启动方式
  大型高压电动机启动是否满足专业要求,对整个电网运行效率,以及机械设备运行安全性均有着重要影响。高压电机指额定电压在1000V以上的电动机。常使用的是6000V和10000V电压,由于国外的电网不同,也有3300V和6600V的电压等级。高压电机优点是功率大,承受冲击能力强;缺点是惯性大,启动和制动都困难因此在对大型高压电动机进行研究时,需要提高对启动方式的重视。电动机启动方式有:直接启动、Y-△降压启动、变频、软启动、电抗器降压启动或者自藕变压器降压启动等。如果为绕线式异步电动机,还可以选择用转子串电阻方式启动,而同步电动机也可以选择用同步启动方式。在实际生产设计中,需要根据企业生产系统设计要求,以提高综合生产效率为目的,合理选择电动机启动方式。
  1.2 启动要求
  对于大型高压电动机的启动,必须要满足一定的条件,同时各项条件也是决定电动机启动方式选择的关键(解释:比喻事物的重要组成部分)因素。主要包括启动时母线电压、电动机与机械设备(组成:驱动装置、变速装置等)动热稳定性以及电动机定子端电压。
  1.2.1 母线电压
  要求电动机启动时,电压降应在10%以内,且偶尔启动时电压降应控制在15%以内。高压电机产生是由于电机功率与电压和电流的乘积成正比,因此低压电机功率增大到一定程度(如300KW/380V)电流受到导线的允许承受能力的限制就难以做大,或成本过高。需要通过提高电压实现大功率输出。同时在不影响其他设备运行效率(efficiency),以及生产(Produce)机械所需启动转矩合理时,电压降可以控制在20%左右。
  1.2.2 电动机与生产机械动热稳定
  保证电动机以及生产机械可以承受电动机启动时产生的冲击力影响,具有较高的动稳定行。部分生产系统中会选择用型号特殊的电动机,除了要满足基本要求外,还需要兼顾生产厂规定的热稳定要求。
  1.2.3 电动机定子端电压
  变压(气压变量)器绕组具有一定阻抗,这样在电动机启动时,会产生极大的启动电流(Electron flow),使得电动机定子(组成:定子铁芯、定子绕组和机座)端实际电压小于启动电压,而使得电动机启动失效。
  2 高压电动机启动方式分析(Analyse)
  2.1 直接启动
  直接启动为高压电动机常见启动方式,即在全电压条件下直接启动电动机。直流启动的优点启动方式简单,无需额外增加启动设备,成本低。这种启动方式一般用于小功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)的电动机。高压电动机直接启动时,所需启动电流比较大(一般为额定电流的6倍以上,如果是重载启动的电机至少是额定电流的7倍),会造成系统电压大幅度降低,进而会对整个供电系统产生影响。很多时候选择直接启动方式,压降超过限值后,变会造成上级变电所跳闸,产生较大经济损失。所以对于大功率的电机建议采用降低启动的方式。
  2.2 自耦变压(气压变量)器启动
  此种启动方式,本质上就是在电动机启动时,利用可选择自耦变压器中间插头来实现降压启动,电动机进入到稳定运行状态时,或者电流达到一定数值后,将自耦变压器切除后,便可进入到正常运行模式。选择应用自耦变压器启动方式,启动过程中所需电流较小,但是会存在二次冲击问题,对供电网以及电动机自身均会产生一定的冲击,需要根据实际情况来选择是否选择应用此种方式。
  2.3 串联电抗器启动
  此种启动方式,即电动机启动时,向系统中串接电抗器,用于限制和降低(reduce)电动机启动电流与电网压降,在电动机进入到稳定运行模式,或者电流达到一定限制后,将电抗器切除后,则可以变更为直接启动模式。如果选择应用串联电抗器启动方式,在启动过程中也会产生一定的电压降,容易造成启动转矩不够,出现二次冲击问题。
  2.4 变频启动
  用中压变频器做软启动装置来启动电机。其优点是启动性能好,可以有效的防止电机在启动过程中对电网的产生影响,而且变频器还有调速功能,可满足风机(Draught Fan)等设备对电机调速控制的要求,可以节省能耗,降低生产成本。缺点是:
  (1)变频(frequency conversion)器价格昂贵,除了配置变频器还要必须配隔离变压器、工频旁路柜。
  (2)对于电机的绝缘及散热的要求比较高。
  3 大型高压电动机降压启动方式分析
  3.1 降压启动分析(Analyse)
  对于大型高压电动机来说,其具有更高的经济价值和应用价值,一般均作为生产体系的核心设备。其运行效率在根本上决定了生产效益,而电动机所选择启动方式是影响其运行效率的重要因素,因此为减少电动机运行故障产生的经济损失(loss),需要保证所选启动方式的合理性。其中,降压启动方式可以有效减轻因上述各启动运行产生的电压降以及二次冲击等问题,从根本上来提高其运行综合效率。
  3.2 运行优势分析
  3.2.1 降低电网冲击
  正常情况下电动机启动电压波动必须要控制在10%以内,选择应用软启动方式,可以将启动电流(Electron flow)降低到额定电流的1.5~3倍,有效降低电网电压波动率。其中,如果电动机供电由单独变压(气压变量)器来实现,选择直接启动方式,应保证电动机容量在变压器容量80%以内。而选择应用软启动方式,则可以将电动机容量与变压器容量保持相同。
  3.2.2 降低机械损伤
  软启动方式可降低(reduce)电动机启动电流,同时电动力大小与电流平方成正比相关,因此软启动电动力为正常额定运行时电动力的9倍,与直接启动36倍相比,对机械设备(组成:驱动装置、变速装置等)的损伤更小。同时,选择应用降压启动方式还可以降低电动机发热情况,延长设备使用寿命。
大型高压电动机已经被越来越广泛的应用到企业生产体系中,面对实际生产需求,需要提高对电动机运行效率的重视。选择合适的启动方式前,需要对常见启动方式进行对比,确定其优缺点,结合实际生产情况,从多个角度分析,保证所选启动方式具有较高的合理性与科学性。

  
  
  

  

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