化工行业案例

成都市新都化工股份有限公司成立于1992年，总部位于成都市新都工业开发区，下设十八个分子公司。本项目来源于旗下子公司应城市新都化工有限责任公司，主要是对7台5300KW同步电机的软起。

1.现状分析

同步电机在异步起动时，分为两个阶段：异步起动和牵入同步。异步起动过程：同步电动机转子磁极上都装有笼型绕组，用来产生起动转矩。同步电动机的异步起动过程依靠这种异步起动转矩将转子加速到准同步转速以上。在异步起动过程中，励磁绕组中不能通人直流电流，避免直流磁势在定子绕组中产生附加电流，增加定子绕组的损耗和发热。在异步起动过程中也不能使励磁绕组开路，避免高的感应电压损坏励磁绕组的绝缘。在异步起动的低速区间，励磁绕组即不允许通入直流又不允许开路，办法是将励磁绕组短路。励磁绕组短接后相当于一个单相绕组，它在定子旋转磁场作用下产生电势和电流，从而产生转子上的磁势。如果单纯的将转子绕组直接短接，起动过程中也会在绕组中产生较大的电流，应串接一定阻值(通常为转子绕组电阻值的5倍~10倍)的电阻后可靠闭合，以防止起动失败或损坏转子绕组的绝缘。起动时只在定子上加上三相对称电压以产生旋转磁场。当电机的转速达到电机的亚同步转速(n=0.96no)时，异步起动过程完成。牵入同步过程：当同步机转速到亚同步时，此时应将转子励磁绕组打开，通入直流电流，开始牵入过程。此时，由于励磁电流的突然加入，电动机的运行状态发生突变，通常称为机械上的“飞车”。状态上的突变需要吸收大量能量来补充，所以，此时在电机定子会有一个瞬间的大电流产生。供给转子直流励磁的方法有两种，一种是在电动机降压加速到准同步转速后，供给直流励磁电流后，接入直流励磁牵入同步，牵入转矩较大。

2.方案的选定及原理，使转子牵入同步，然后投入全电压，该方法牵入转矩较小;另一种是在降压加速到一定转速时，投入全电压加速到准同步转速

本项目采用的是我公司GGQ系列固态软起动器，它与原有传统的软起动产品相比具有操作灵活、可控性好、运行可靠及电气保护功能强大等有点。其一次主回路由晶闸管正反并联后再串联组成，晶闸管组件单元保护回路由RC动态均压、静态均压电阻、过电压保护器等组成，二次控制回路由DSP中控系统和其它电气部分组成，工作电压为220V电源。

原理图如下：

高压固态软起动装置整个工作过程是，当软起动装置把同步电动机从静止起动逐步提速到亚同步状态，此时电动机起动电流下降到额定电流以下，软起动装置完成起动后自动合上旁路接触器进入运行工作状态，将晶闸管控制回路短接，同步电动机励磁柜投励，电动机进入同步运行状态，整个起动过程顺利结束。此过程是采用的投全压后接入直流励磁牵入同步，如果在同步电动机投励时软起动装置还在起动，旁路接触器没有短接，其后果非常严重。软起动装置是串在电网和电机之间的，而同步电动机在投励的瞬时相当于一个相同电压等级的发电机，会在同步电机接线端产生一个很高的感应电压。这个电压的相位一旦与电网电压相位叠加后再加上系统产生的谐波电压，软起动装置此时所承受的瞬时冲击电压是额定电压的几倍以上，过电压它会导致晶闸管击穿引发事故。

3.功能及使用情况

本项目中要求电机采用高压晶闸管控制下的恒流起动方式平滑起动，起动电流倍数可在现场根据实际使用情况在1.5倍至4倍间调整。电机起动时间可在现场根据实际使用情况在10～100秒内调整设定;起动时间的调整能在软起动控制柜面板上能方便的显示和设置。

根据使用的要求，软起动装置设置以下的保护功能：

A：相序保护

B：缺相保护

C：电流不平衡保护

D：电机运行过载保护

E：电机过欠压保护

F：电机起动时间超时保护

G：电机起动过流保护

H：晶闸管过温保护

I：晶闸管故障报警保护

J：欠载保护

K：接触器故障保护

4.结束语

设备投入使用后，运行良好，完全达到了预期效果，提高了设备效率，并且因此大大减少了设备维护、维修费用，直接和间接经济效益明显。