北京利德华福电气技术有限公司 徐昌余

一、工程概况

    青海中信国安技术发展有限公司是一家从事化肥和化工原料生产的企业，地处柴达木盆地中央，地理位置十分偏僻。生产生活用电由自备电厂提供，电网容量有限，不能承受较大的冲击。其回转窑喷雾干燥塔的工作原理是空气通过过滤器和加热器，进入干燥塔顶部的空气分配器，然后呈螺旋状均匀地进入干燥室。料液由料液槽经过滤器由泵送至干燥塔顶的离心雾化器，使料液喷成极小的雾状液滴，料液与热空气并流接触，水份迅速蒸发，在极短的时间内干燥为成品。成品由干燥塔底部和旋风分离器排出，废气由风机排出。回转窑喷雾干燥塔配备四台高压吸风机（电机和风机参数见下表），如果采用全压启动，电机启动时冲击电流大，冲击转矩大，造成电机、电缆的加速老化和风机叶片、轴承的磨损。且电机启动时冲击可能造成整个电网的停运。鉴于以上事实，必须要对四台高压风机配备软启动设备。

    电机参数：

    离心式风机参数：

 

二、方案及设备配置

    通过比较各种方案，最终选择北京利德华福电气技术有限公司提供的高压变频软启动器方案。

    为了减少启动电流，较大功率的交流电动机需用启动器启动。一般的软启动器采用降压不降频(恒频50Hz)启动，可降低启动电流，但转矩也降低了很多，使应用受到限制。另外，调相降压的方法也产生很大的谐波，对电网的损害较大。本产品是变压变频软启动器，电压V和频率f由零开始上升，并保持恒压频(V/f=C)比，电机电流由负载决定。启运转矩可达到电动机的最大转矩Tem，应用不受限制。启运时间、启动转矩可调，使用很方便。使用本产品可延长电力拖动系统中电机和机械的寿命，对电网没有冲击，不影响网上其它电力设备的正常运转。

    青海中信国安项目软启动系统为一拖四方案，配备一台变频软启动器循环启动4台电机。变频软启动器接于10kV电压等级的主动力电源系统，在海拔2800米的高原上，用于电动机的软启动，一旦电机运行到工频转速后变频软启动器自动脱离电机撤出运行，同时将电机接入电网工频运行。

    变频软启动器由操作箱进行协调控制，根据运行工况实现各台电机的软启动。当电机由0转速运行到额定转速后，变频软启动器向操作箱发出切换信号，由操作箱完成变频—工频切换。

    高压变频软启动器软启动是应用现代变频调速SPWM技术，在保持电机的磁通为恒定的情况下启动，对电机的供电电压和频率协调控制，使供给电机的电压按照预定的斜坡曲线从零达到额定值，电机的起动过程变得平稳。从而降低对电机电源的容量要求，并减少对供电电网的影响和电机本身的机械冲击。软启动器还具有对电机的过载、短路、过流、欠压、缺相保护等功能。

    系统主回路方案：

    此方案是自动一拖四旁路的方案，主要由8个高压真空接触器KM1~KM8和4个隔离刀闸QS1~QS4组成。要求KM1和KM2不能同时闭合，KM3和KM4不能同时闭合，KM5和KM6不能同时闭合，KM7和KM8不能同时闭合，在电气上实现互锁；KM2、KM4、KM6、KM8不能同时闭合，在电气上实现互锁。

    根据现场实际情况，变频软启动器为HARSVERT－A10/050，额定容量为400kVA，短时最大容量790kVA。

三、变频软启动器软启动器技术特点

    变频软启动器为高－高结构，采用单元串联移相式PWM方式，10kV直接输出。

    系统采用8级串联结构，48脉冲输入基本消除了对电网的谐波干扰。

    变频软启动器能在宽电压范围内运行，电网电压在+10％～-10％波动时能平稳满额输出，-10％～-35％降额运行。避免了电网电压向下浮动，造成的电机堵转对电机的损害问题。

    整个启动过程采用大功率器件无触点控制，电机平滑加速，最大限度的保护了电机及其连接的机械传动装置。

四、运行效果

    为了实现轻载启动，启动的过程中将风机风门关闭。在实际启动电机过程中（0到50Hz），电机电流没有突变，运行平稳，始终小于电机的额定电流（45.2A）。顺利完成各台电机的启动，有效地保护了电机和风机，保证了电网的稳定运行。

相对常规的软启动方案，用高压变频软启动器做软启动器有以下优点：

    专门用做软启动的高压变频软启动器（以下简称变频软启动器）和常规的高压变频器（以下简称变频器）的主要区别在于：变频软启动器的工作特点是不需要长时间的满负荷运行，只需要将电机拖动至工频转速即可，所以可以利用干式变压器短时过载能力强的特点而减少了干式变压器的额定容量，节省了增容改造费用和综合投资费用，节约了成本。

    变频软启动器相对普通的软起设备具有启动过程更为平滑，电流没有突变，对电机和电网基本没有冲击，启动时间宽范围设定的优点。

    变频软启动器具有完整的保护功能，保证电机可靠运行。包括：过压、欠压、过载、过流、缺相、过热等。

    变频软启动器采用进口的功率器件，具有高可靠性和高稳定性。

    变频软启动器紧凑的结构设计，体积更小，外形更美观。

    变频软启动器的高、低压间采用光纤接口，具有良好的隔离和可靠的触发作用。

    变频软启动器具有良好的人机界面，使操作更简单直观。

五、结束语

    高压变频软启动器在青海中信国安项目的正式交付使用，开拓了利德华福公司的产品应用领域，使产品线更加丰富，可以为客户提供更加完善的解决方案。