三級變頻高壓軟起動應用設計

摘 要：介紹一種通過控制晶管來實現有級變頻，無級調在的軟起動裝置及在大型煤礦主風機中的應用情況。
關鍵詞：三級變頻，軟起動裝置

煤礦因生產的特殊性，礦井通風系統關系到礦山的安全生產，所以通風系統在煤炭生產中具有舉足輕重的地位。由于供電線路長，起動壓降大，最大限度地保障設備安全可靠的進行風機起動和主備切換起動，是增強系統可靠性的重中之重。陽煤集團新元礦于2006年11月份，新投運的主扇風機為GAF型軸流風機(該風機經查詢為亞洲煤礦最大的通風機)。該主扇風機的電機10KV 5000KW 異步電動機。為了更好的解決項目中所遇到的起動時對電網的沖擊，以及對負載沖擊問題，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生產的三級變頻高壓軟起動設備。

1、 軟起動器的幾種起動方式

按電機起動原理來劃分：1、降壓起動方式。電機傳統的減壓起動方式有Y-Δ起動、自耦變壓器減壓起動、電抗器起動等。這些起動方式都屬于有級減壓起動，存在明顯缺點，即起動過程中出現二次沖擊電流。目前高壓常見的起動方式為液態水阻起動，可控硅串聯減壓起動。2、變頻起動方式。隨著IGBT技術的發展，高壓變頻的電壓等級和容量越來越大，但由于價格因數一直制約著它的發展。

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，它具有三級變頻無極調壓的特點。

2、 三級變頻高壓軟起動的技術原理和特點

將高壓軟啟動串聯在電源和電機之間，主電路原理見圖1。

圖1 主電路原理圖

三級變頻高壓軟啟動首先采用可控硅串聯技術，然后通過控制可控硅的導通角來實現有級調頻，和無極調壓的功能。在起動初期通過控制閥組SA,SB,SC得導通來實現一級頻率12.5HZ，在電機達到1/4額定轉速的時候，通過控制閥組SA,SD,SE切換到25HZ,在電機達到1/2額定轉速后，通過控制閥組SA,SB,SC來完成全頻的切換過程，最終達到額定轉速，閉合旁路關閉軟起動觸發脈沖，完成起動過程。在整個起動過程中，在三個頻率點上，在調整頻率的同時，改變輸出電壓，保持壓頻比恒定，這樣就可以保證在整個起動的過程中，起動轉矩保持在額定轉矩的80-90%，而起動電流可以控制在2倍額定電流左右。起動力矩大，起動電流小，是三級變頻高壓軟起動的最大的技術特點。

3、在新元礦主扇電機的實際應用。

陽煤集團新元礦是一個新建礦井，它的電網容量是35KV，10000KVA，由于這個電網負責整個井下，井上的電器設備供電，所以電網的余量比較小，為了保證在起動過程中不影響其他設備運行，對主扇起動電流要求很嚴格。且由于它地處高瓦斯區域，它采用了大風量高負壓得軸流風機（雙級風葉目前是亞洲礦用最大的軸流風機），主扇電機的功率為10KV, 5000KW。在整個起動過程中，表現出了起動力矩大，起動電流小，起動平穩，起動時間短的優點。實測數據見表1。