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广西某大型造纸企业特大容量电机高压变频软启动

1、 简述

对于众多的大型工业企业来讲,超大功率的高压电机能否顺利启动是一件大事,因为这些高压电机的负载往往是生产环节的核心设备,比如化工企业的压缩机、钢铁企业的制氧机、LNG(Liquefied Natural Gas液化天然气)机组的发电机、造纸企业高浓磨浆机等,它直接关系到生产能否顺利进行。

这类电机功率一般较大,小则数千,大则数万千瓦,当电机直接全压启动瞬间可达数倍的额定功率,即使是轻载或空载启动,容量有限的厂用电电网系统也会显得势单力薄,常常会导致继电保护误动作及其他设备运行异常,严重时将导致厂用电电网瓦解。

国内外对于超大功率电机的软启动研究时日已久,从早期的星三角启动、转子串(水)电阻启动、到后来的晶闸管软启动装置。随着近些年来电力电子技术的发展成熟,高压变频调速系统的大面积推广应用,高压变频器软启动作为一种新的软启动设备逐渐得到越来越多的认可。

2、 变频软启动方案

以一台6kV/10000kW的绕线式异步电机带压缩机负载为例,电机转子串(水)电阻启动时压缩机气门全关,电机处于轻载状态,启动电流高达3600A左右,启动时间在43S左右。

2.1高压变频软启方案

广西某大型造纸企业特大容量电机高压变频软启动

  
高压变频器作为软启动装置,需要在电机启动的时候投入运行,并平滑抑制输出电流,此时QF01、QF02闭合,QF1、QF2分断;在高压变频器输出达到50HZ,电机达到额定转速后,进行同期切换,切换过程为首先QF1闭合,延时数秒后QF02分断,变频停止运行,QF01分断,高压变频退出;再延时数秒后QF2闭合,短路同期电抗器,电机完成软启动。

广西某大型造纸企业特大容量电机高压变频软启动

广西某大型造纸企业特大容量电机高压变频软启动 

 

2.2高压变频软启动优势

通过高压变频器能真正实现电机的软启动,相对于传统的软启动装置具有以下明显的优点:

※ 电机启动实现真正地无冲击电流:电机启动电流平稳变化,且最大值严格控制在电机额定电流以下,保护了电机绝缘,延长了电机的使用寿命;

※ 实现了对电网的无冲击:由于电机启动过程中高压变频器输出功率逐步增大且一般不会超过电机额定功率的50%,电网不受任何影响,避免了同段母线上运行中设备可能受到的干扰,各种继电保护不会误动作;

※ 实现了变频输出和工频电网无扰切换:同期切换技术实现了完全无冲击切换,不会对高速运行的电机及负载等机械设备造成任何冲击。

 

广西某大型造纸企业特大容量电机高压变频软启动

 

3、 实施案例

广西某林、浆、纸一体化的大型造纸企业二期工程可实现年产150万吨原浆和250万吨纸,配有两台超大功率高浓磨浆机,电机均为上海电机厂制造的10kV/20MW无刷励磁同步电动机。为实现资源的高效利用,经过智光众多技术专家勘察现场,提出采用智光电气超大容量同步电机高压变频一拖二的方案来实现两台电机的软启动(如图),启动过程中同时配合励磁系统的协调控制。

当需要#1高浓磨浆机启动时,1段母线带电,所有断路器均处于分断状态,做好启动前准备工作后,合QF101,高压变频充电并进入待机状态,合QF30、QF12,投励磁柜并输出电流,启动变频器,经过一段时间后运行到50HZ, ZINVERT高压变频器自动锁定1段母线频率、相位和幅值,并调整输出与母线保持一致,然后合QF201,延时数秒后分断QF12及QF30,停止变频运行,再延时数秒后合QF11,分断QF101,启动过程完成。#2高浓磨浆机的启动参考#1高浓磨浆机的启动过程。

目前该现场高压变频器已顺利实现两台高浓磨浆机的软启动,启动过程电机电流变化平稳,电机运行正常,无异常发热、窜动等现象,同时厂用电系统也工作正常,未出现任何设备因干扰导致的运行异常和继电保护误动作等情况。

相关案例:

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辛集澳森钢铁12000kW高炉鼓风机变频软启动

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广西某大型造纸企业特大容量电机高压变频软启动

 

 

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