高压软启动为原油炼厂增效

　　炼油化工行业有许多容量达数千千瓦的大型风机，配套用高压电机对供电容量及可靠性要求甚高。这些风机配套用电机传统上大多采用增大系统终端变压器容量的方式直接启动或串电抗器启动的方式降压启动。

　　中原石化总厂作为一级用电负荷地处华中电网末端的油区供电网络，受当地电网结构及容量的的约束不能满足随时启动的要求，如何快速启动电机成为开工以来的技术难题。

　　直接启动问题重重

　　首先，6KV大功率电机直接起动条件苛刻，协调电网任务艰巨，不能尽快启动。其次，突然停电恢复供电后电机不能快速起动所带来的损失和危害巨大。由于外部电网及天气因素导致突然停电或晃电恢复供电后，高压电机由于起动条件不满足不能及时起动恢复装置的正常生产，降低装置的运行效率，甚至使装置被迫停工检修。再次，电机的直接起动也存在很大的危害性。直接起动启动电流会引起电网电压的急剧下降，造成大面积电网波动达20%左右，严重影响同电网内其它用电设备正常工作;起动时5倍于额定电流的起动电流给电机带来的温升和负载的冲击，存在损伤电动机绝缘降低电机寿命的危害;全压直接启动时的起动转矩大约为额定转矩的2倍，给静止的机械设备部分带来机械损害。

　　高压软启动技术解难题

　　高压电机启动方式根据电网容量情况，常规的启动方式可以采用全压启动、电抗器降压启动、自藕变压器降压启动。近几年随着电力电子器件的研发应用高压软启动装置应运而生，主要有微电子高压软启动和液态高压电动机软启动装置及变频器。

　　液阻高压软启动 该技术诞生于1998年，其主回路接线方式同晶闸管软启动，其限流电力器件是液阻箱极板之间的电阻。液阻的连续调节靠极板间距，拖动极板间距的是伺服电机，极板伺服系统是决定这类装置品质的关键，所以维护工作量大。

　　2000年又出现了热变电阻软启动(如图1)，它是导电极板不动的液阻高压软启动，免除了繁杂的伺服控制系统，在软起过程中液阻热耗转化为温升，致使载流子增加，液阻阻值变小好像在启动过程中配伺服系统控制极板在移近。

　　存在问题：极板腐蚀问题和电解液挥发而带来的补充水的问题，故它存在受环境温度影响，启动过程中电网电压波动没办法解决的问题，故不同次软启动过程的一致性较差。

　　晶闸管高压软启动 该技术试制品2002年面世，接线方式是将晶闸管串联在电机定子回路里，3队接成反并联的晶闸管使用，以实现电动机限流的电力电子器件，晶闸管的导通角由装置内的控制核心单片机按照反馈控制原则决定。但是，由于目前电力电子制造业能够提供的晶闸管的耐压有限，需要好几支晶闸管串联充顶一个，以确保晶闸管的安全。近年来在功率晶闸管的高压化方面也取得突破，6.5KV和8.5KV的高压系列晶闸管相继商品化。各种高压软启动装置的比较见表1。

　　实际应用

　　经过对多种高压软启动技术进行对比分析，结合中原炼厂主风机的工作现场实际，选用了晶闸管高压软启动技术对主风机进行控制，电气接线图如图3。通过实际运行证明：本启动模式解决了以前存在的问题，达到了全厂电网安全平稳运行的目的。

　　工作过程：软起动开始前，1QS、1QF、2QF均处于断态。开始后，1QS闭合，电子控制屏接收到软起动指令，合上 1QF，三相中压电源接至TRQ。控制系统检测开关状态、光纤触发部分和晶闸管组件正常后，根据用户设定的工作特性，按一定函数和严格逻辑关系，给出移相脉冲，经光纤传输至TRQ，控制晶闸管触发角，平滑调节输出电压，平稳起动电机M，随着电压的增加电流也相应变化下降，并在液晶屏上实时显示电压电流等参数和主要器件的工作状态。当软起动器已输出满电压时，闭合2QF，停发脉冲，停止工作后，断开1QF，于是电源电压直接加到电机端子，电机M进入正常运行。软停车则是其逆过程。

　　利用晶闸管高压软启动技术对中原炼厂的两台主风机电机(4000KW、3200KW)进行控制启动，避免了因突然停电再启动过程对总厂生产带来的损失。按照每次损失仅以30万元计算，每年至少8次使用软起动，可减少直接损失240万，取得了良好的经济效益。