新元礦主扇風(fēng)機(jī)三級(jí)變頻高壓軟起動(dòng)設(shè)計(jì)應(yīng)用

摘 要：介紹一種通過控制晶管來實(shí)現(xiàn)有級(jí)變頻，無級(jí)調(diào)在的軟起動(dòng)裝置及在大型煤礦主風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用情況。
關(guān)鍵詞：三級(jí)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(tǒng)關(guān)系到礦山的安全生產(chǎn)，所以通風(fēng)系統(tǒng)在煤炭生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位。由于供電線路長，起動(dòng)壓降大，最大限度地保障設(shè)備安全可靠的進(jìn)行風(fēng)機(jī)起動(dòng)和主備切換起動(dòng)，是增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性的重中之重。陽煤集團(tuán)新元礦于2006年11月份，新投運(yùn)的主扇風(fēng)機(jī)為GAF型軸流風(fēng)機(jī)(該風(fēng)機(jī)經(jīng)查詢?yōu)閬喼廾旱V最大的通風(fēng)機(jī))。該主扇風(fēng)機(jī)的電機(jī)10KV 5000KW 異步電動(dòng)機(jī)。為了更好的解決項(xiàng)目中所遇到的起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，以及對(duì)負(fù)載沖擊問題，本系統(tǒng)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(jí)變頻高壓軟起動(dòng)設(shè)備。

1、 軟起動(dòng)器的幾種起動(dòng)方式

按電機(jī)起動(dòng)原理來劃分：1、降壓起動(dòng)方式。電機(jī)傳統(tǒng)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(jí)減壓起動(dòng)，存在明顯缺點(diǎn)，即起動(dòng)過程中出現(xiàn)二次沖擊電流。目前高壓常見的起動(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IGBT技術(shù)的發(fā)展，高壓變頻的電壓等級(jí)和容量越來越大，但由于價(jià)格因數(shù)一直制約著它的發(fā)展。

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

2、 三級(jí)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(jī)之間，主電路原理見圖1。

圖1 主電路原理圖

三級(jí)變頻高壓軟啟動(dòng)首先采用可控硅串聯(lián)技術(shù)，然后通過控制可控硅的導(dǎo)通角來實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)頻，和無極調(diào)壓的功能。在起動(dòng)初期通過控制閥組SA,SB,SC得導(dǎo)通來實(shí)現(xiàn)一級(jí)頻率12.5HZ，在電機(jī)達(dá)到1/4額定轉(zhuǎn)速的時(shí)候，通過控制閥組SA,SD,SE切換到25HZ,在電機(jī)達(dá)到1/2額定轉(zhuǎn)速后，通過控制閥組SA,SB,SC來完成全頻的切換過程，最終達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，閉合旁路關(guān)閉軟起動(dòng)觸發(fā)脈沖，完成起動(dòng)過程。在整個(gè)起動(dòng)過程中，在三個(gè)頻率點(diǎn)上，在調(diào)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)的過程中，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩保持在額定轉(zhuǎn)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(jí)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(jī)的實(shí)際應(yīng)用。

陽煤集團(tuán)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(fù)責(zé)整個(gè)井下，井上的電器設(shè)備供電，所以電網(wǎng)的余量比較小，為了保證在起動(dòng)過程中不影響其他設(shè)備運(yùn)行，對(duì)主扇起動(dòng)電流要求很嚴(yán)格。且由于它地處高瓦斯區(qū)域，它采用了大風(fēng)量高負(fù)壓得軸流風(fēng)機(jī)（雙級(jí)風(fēng)葉目前是亞洲礦用最大的軸流風(fēng)機(jī)），主扇電機(jī)的功率為10KV, 5000KW。在整個(gè)起動(dòng)過程中，表現(xiàn)出了起動(dòng)力矩大，起動(dòng)電流小，起動(dòng)平穩(wěn)，起動(dòng)時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)測數(shù)據(jù)見表1。

日期	風(fēng)葉級(jí)數(shù)	風(fēng)葉角度	起動(dòng)最大電流	起動(dòng)時(shí)間	起動(dòng)后正常電流
10.20	一級(jí)風(fēng)葉	-15	1.8Ie	25S	80A
		-10	1.8Ie	28S	100A
		-5	2Ie	30S	150A
		0	2Ie	33S	180A
	二級(jí)風(fēng)葉	-15	2Ie	25S	200A
		-10	2Ie	30S	240A
		-5	2.3Ie	35S	300A
		0	2.4Ie	38S	340A

4、結(jié)束語

該系統(tǒng)于2006年11月份正式投運(yùn)，到目前一直良好地運(yùn)行，沒有任何故障。它為今后礦用大型電機(jī)設(shè)備，找到了一個(gè)高性能，高性價(jià)比的一種起動(dòng)設(shè)備。

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