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化工行業案例

成都市新都化工股份有限公司成立于1992年，總部位于成都市新都工業開發區，下設十八個分子公司。本項目來源于旗下子公司應城市新都化工有限責任公司，主要是對7臺5300KW同步電機的軟起。

1.現狀分析

同步電機在異步起動時，分為兩個階段：異步起動和牽入同步。異步起動過程：同步電動機轉子磁極上都裝有籠型繞組，用來產生起動轉矩。同步電動機的異步起動過程依靠這種異步起動轉矩將轉子加速到準同步轉速以上。在異步起動過程中，勵磁繞組中不能通人直流電流，避免直流磁勢在定子繞組中產生附加電流，增加定子繞組的損耗和發熱。在異步起動過程中也不能使勵磁繞組開路，避免高的感應電壓損壞勵磁繞組的絕緣。在異步起動的低速區間，勵磁繞組即不允許通入直流又不允許開路，辦法是將勵磁繞組短路。勵磁繞組短接后相當于一個單相繞組，它在定子旋轉磁場作用下產生電勢和電流，從而產生轉子上的磁勢。如果單純的將轉子繞組直接短接，起動過程中也會在繞組中產生較大的電流，應串接一定阻值(通常為轉子繞組電阻值的5倍~10倍)的電阻后可靠閉合，以防止起動失敗或損壞轉子繞組的絕緣。起動時只在定子上加上三相對稱電壓以產生旋轉磁場。當電機的轉速達到電機的亞同步轉速(n=0.96no)時，異步起動過程完成。牽入同步過程：當同步機轉速到亞同步時，此時應將轉子勵磁繞組打開，通入直流電流，開始牽入過程。此時，由于勵磁電流的突然加入，電動機的運行狀態發生突變，通常稱為機械上的“飛車”。狀態上的突變需要吸收大量能量來補充，所以，此時在電機定子會有一個瞬間的大電流產生。供給轉子直流勵磁的方法有兩種，一種是在電動機降壓加速到準同步轉速后，供給直流勵磁電流后，接入直流勵磁牽入同步，牽入轉矩較大。

2.方案的選定及原理，使轉子牽入同步，然后投入全電壓，該方法牽入轉矩較小;另一種是在降壓加速到一定轉速時，投入全電壓加速到準同步轉速

本項目采用的是我公司GGQ系列固態軟起動器，它與原有傳統的軟起動產品相比具有操作靈活、可控性好、運行可靠及電氣保護功能強大等有點。其一次主回路由晶閘管正反并聯后再串聯組成，晶閘管組件單元保護回路由RC動態均壓、靜態均壓電阻、過電壓保護器等組成，二次控制回路由DSP中控系統和其它電氣部分組成，工作電壓為220V電源。

原理圖如下：

高壓固態軟起動裝置整個工作過程是，當軟起動裝置把同步電動機從靜止起動逐步提速到亞同步狀態，此時電動機起動電流下降到額定電流以下，軟起動裝置完成起動后自動合上旁路接觸器進入運行工作狀態，將晶閘管控制回路短接，同步電動機勵磁柜投勵，電動機進入同步運行狀態，整個起動過程順利結束。此過程是采用的投全壓后接入直流勵磁牽入同步，如果在同步電動機投勵時軟起動裝置還在起動，旁路接觸器沒有短接，其后果非常嚴重。軟起動裝置是串在電網和電機之間的，而同步電動機在投勵的瞬時相當于一個相同電壓等級的發電機，會在同步電機接線端產生一個很高的感應電壓。這個電壓的相位一旦與電網電壓相位疊加后再加上系統產生的諧波電壓，軟起動裝置此時所承受的瞬時沖擊電壓是額定電壓的幾倍以上，過電壓它會導致晶閘管擊穿引發事故。

3.功能及使用情況

本項目中要求電機采用高壓晶閘管控制下的恒流起動方式平滑起動，起動電流倍數可在現場根據實際使用情況在1.5倍至4倍間調整。電機起動時間可在現場根據實際使用情況在10～100秒內調整設定;起動時間的調整能在軟起動控制柜面板上能方便的顯示和設置。

根據使用的要求，軟起動裝置設置以下的保護功能：

A：相序保護

B：缺相保護

C：電流不平衡保護

D：電機運行過載保護

E：電機過欠壓保護

F：電機起動時間超時保護

G：電機起動過流保護

H：晶閘管過溫保護

I：晶閘管故障報警保護

J：欠載保護

K：接觸器故障保護

4.結束語

設備投入使用后，運行良好，完全達到了預期效果，提高了設備效率，并且因此大大減少了設備維護、維修費用，直接和間接經濟效益明顯。