新元礦主扇風機三級變頻高壓軟起動設計應用

摘 要：介紹一種通過控制晶管來實現(xiàn)有級變頻，無級調(diào)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(chǎn)的特殊性，礦井通風系統(tǒng)關系到礦山的安全生產(chǎn)，所以通風系統(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(tǒng)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(jīng)查詢?yōu)閬喼廾旱V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(wǎng)的沖擊，以及對負載沖擊問題，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(tǒng)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(xiàn)二次沖擊電流。目前高壓常見的起動方式為液態(tài)水阻起動，可控硅串聯(lián)減壓起動。2、變頻起動方式。隨著IGBT技術的發(fā)展，高壓變頻的電壓等級和容量越來越大，但由于價格因數(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(diào)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(lián)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(lián)技術，然后通過控制可控硅的導通角來實現(xiàn)有級調(diào)頻，和無極調(diào)壓的功能。在起動初期通過控制閥組SA,SB,SC得導通來實現(xiàn)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(fā)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(diào)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(wǎng)容量是35KV，10000KVA，由于這個電網(wǎng)負責整個井下，井上的電器設備供電，所以電網(wǎng)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(qū)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(xiàn)出了起動力矩大，起動電流小，起動平穩(wěn)，起動時間短的優(yōu)點。實測數(shù)據(jù)見表1。

日期	風葉級數(shù)	風葉角度	起動最大電流	起動時間	起動后正常電流
10.20	一級風葉	-15	1.8Ie	25S	80A
		-10	1.8Ie	28S	100A
		-5	2Ie	30S	150A
		0	2Ie	33S	180A
	二級風葉	-15	2Ie	25S	200A
		-10	2Ie	30S	240A
		-5	2.3Ie	35S	300A
		0	2.4Ie	38S	340A

4、結束語

該系統(tǒng)于2006年11月份正式投運，到目前一直良好地運行，沒有任何故障。它為今后礦用大型電機設備，找到了一個高性能，高性價比的一種起動設備。