河南濟源鋼鐵(集團)有限公司,是一個具有棒材、高速線材生產能力,年產60萬噸鋼鐵規模的河南省第二大鋼鐵聯合企業,是河南省54家重點企業之一。我公司2002年5月在高爐風機起動設備上與天津先導公司合作,應用該公司開發研制的高壓大容量電動機磁控軟起動裝置。該裝置投入運行以來,降低起動電流,減小起動沖擊,延長電機和風機壽命。
一、 降壓起動現狀:
公司注重學邯鋼,降低成本和技術改造與創新工作,在設計和選擇風機起動裝置上非常慎重。我們采用過的高爐風機起動裝置有:電抗器降壓起動和液態軟起動裝置。電抗器降壓起動的電抗值無法根據電機及負載在現場進行調整,起動電流大,起動轉矩較小,起動時間長,起動電流對電網沖擊大,液態軟起動裝置能滿足要求,但體積太大,運行受現場條件限制。
21世紀電氣傳動主流產品是變頻器,變頻器著眼于調速,不會僅僅為了軟起動購置,而且價格昂貴。經過論證,我們認定晶閘管軟起動裝置和磁控軟起動裝置是今后10年內軟起動行業的主流技術產品,但晶閘管軟起動裝置的價格實在太貴。
二、系統配置:
由高壓運行柜、星點短接柜、磁控軟起動組成。高壓運行柜、星點短接柜利用原柜改造,更換一、二次控制元件及電纜。磁控軟起動柜尺寸,寬×深×高為1.4×1.5×2.2米。高壓運行柜、星點短接柜、磁控軟起動信號電纜聯接簡單,安裝調試方便。
三、磁控軟起動裝置概況:
磁控軟起動裝置由天津市先導機電有限公司研制。它由磁飽和電抗器和微電子控制器組成。磁飽和電抗器工作繞組串聯在高壓電動機定子回路,其電流可調整,約為電動機額定電流的3倍。磁控軟起動用磁飽和鐵芯電抗取代固定鐵芯電抗,每相含2個工作繞組分別挨著2個口字型鐵芯的內側芯柱。磁控軟起動的勵磁繞組包在所有(6個)工作繞組外面,將6個口字型鐵芯栓為一體。在起動過程中,裝置內的PLC按電流閉環原則控制電抗器直流繞組的勵磁電流,改變鐵芯飽和度,維持電機電流恒定。風機轉速接近額定時電抗兩端的電壓減小。起動全過程中始終保持較大的起動力矩,起動速度快,起動過程平穩,克服了固定鐵芯電抗器降壓起動時后期電機力矩不足的缺點,消除了短接時出現電流沖擊的現象。
四、系統投運:
起動設備及參數:D700-2.35/0.98,YK-2000-2/1180,Pe=2000KW,Ue=6KV, Ie=236A, ne=2980r/min, 6KV母線短路容量Imax=8KA, Imin=6.9KA, 風機額定轉速為5107 r/min飛輪慣量GD2=161.55Kg.m2,對象是4#高爐風機。
2002年5月4日,RQD-D7-6000/2000型高壓大容量磁控軟起動裝置一次起動成功,并投入使用。起動電流約為Ie的3倍,勵磁電流不大于250A ,起動時間34s,網絡電壓降為8%.
現場調試及使用表明,在解決大風機負載起動對電網沖擊等問題方面,高壓磁控軟起動是一種很實用和很值得推廣的技術。
五、評價:
1. 高壓磁控軟起動通過閉環控制、平滑調節電抗器的飽和度實現降壓起動。
2. 與固定電抗器比起動快,起動過程平穩。煉鐵是連續性的生產,應盡量減少事故及停機時間。用磁控軟起動可以起停自如。
3. 磁控軟起動裝置比晶閘管起動裝置便宜、諧波小,與液態軟起動裝置相比,具有體積小、免維護、起動耗能小、起動重復性好、價格不相上下等特點。
4. 高壓磁控軟起動采用標準人機接口 ,具有2行中文顯示運行狀態和數據,隨機提示功能。具有自檢功能。可智能檢測器件的故障并閉鎖。如欠或過電壓、缺相、接地、反相序、軟起動超時限等。
5. 整個起動過程中,尤其是其前半程,噪聲較大,估計有80分貝。