磁控软起动装置在高炉风机上的应用.pdf

2 0 0 2年 1 0月 第 5期总第 5 2期2 9 磁 控软起动装置在 高炉风机 上 的应用 曹永义 吕 平 济源钢铁集 团有 限公司 摘要介 绍 了磁 控软 起 动装 置的 结构 、 功 能和 特 点 ， 该 系统解 决大风 机 负载起 动 对 电 网 、 设 备 冲击 ， 降低 起 动 电流 ， 延长设备寿命可靠性高， 是一种 实用、 值得推广的技术。 关键 词磁 控软 起 动P I E 自动控 制过 程监控 济源钢铁 集 团 有限公司 ， 是一个具有棒材 、 高 速线材生产能力 ， 年产 6 0万 吨钢铁 规模的河南省第 二大钢铁联合企业 ， 是省 5 4家重点企业之一 。我 公 司 2 0 0 2 年 5月与天津先导公司合作， 在高炉风机起 动设备上应用高压 大容 量 电动 机磁控 软 起动装 置 ， 该装置投入运行 以来 ， 降低 了起动电流 ， 减小起 动冲 击 ， 延 长了电机 和风机 寿命 。 1 降压起动现状 公司注 重 学邯 钢 、 降成 本 、 技术 改 造 和创 新 工 作 ， 在设计和选择 风机 起动 装置 上非 常慎重 。我们 采用过 的高炉风 机起 动装 置有 电抗 器 降压起 动和 液态软起 动装置 。电抗 器降压 起动的 电抗 值无法根 据 电机及 负载在现场 进行 调整 ， 起动 电流 大 ， 起动转 矩较小 ， 起动时 间长 ， 起 动电流对电 网冲击大。液态 软起动装置能满足要求 ， 但体积太大 ， 运行 受现场条 件限制。2 1 世纪电气传动主流产品是变频器 ， 变频 器着 眼于调速 ， 不会仅仅为 了软起 动购置 ， 而且 价格 昂贵。经过论证 ， 我们认 定 晶 闸管软起 动装 置和磁 控软起动装置是 今后 l 0年 内软起 动行业 的主流 技 术产品 ， 但 晶闸管软起 动装置的价格实在太贵。 2系统配置 由高压 运 行 柜 、 星 点短 接 柜 、 磁 控 软 起 动柜 组 成。高压 运 行柜 、 星点 短接 柜 利用 原 柜 改造 ， 更换 一 、二 次控 制元 件 及 电缆 。磁 控 软起 动 柜尺 寸 宽 1 ． 4 m、 深 1 ． 5 m、 高 2 ． 2 m。高压 运行柜 、 星 点短接柜 、 磁控 软起 动柜信号 电缆联接简单 ， 安装 调试 方便 。 3磁控软起动装置概况 磁控 软起 动装置由磁饱 和 电抗器和微 电子控制 器组 成。磁饱 和电抗 器工作绕组 串联在高压 电动机 定子 回路 ， 其 电流可调整 ， 约为 电动机额 定 电流 的 3 倍 。磁控 软起动用磁饱 和铁芯 电抗 取代 固定铁 芯 电 抗 ， 每 相含 2个工作绕 组分 别挨着 2个 口字型铁 芯 的 内侧芯柱 。磁控 软 起 动 的励 磁 绕组 包 在所 有 6 个 工作绕组外 面 ， 将 6个 口字型铁 芯为一体 。在起 动过程 中， 装置 内的 P L C按 电流闭环原 则控 制 电抗 器 直流绕组 的励 磁 电流 ， 改变铁 芯饱 和度 ， 维持 电机 电流恒 定。风机转速接近额定时 电抗两端 的电压减 小 。起动全过程 中始终 保持 恒定 的大起 动 力矩 ， 起 动速度快 ， 起动过程平滑 ， 克服 了电抗器降压起动时 后期 电机力矩不 足 的缺 点 ， 消 除 了短 接 时出现 电流 冲击现象 。 4系统投运 起 动设备 及参 数 D 7 0 02 ． 3 5 ／ 0 ． 9 8 ， Y K一2 0 0 0 2 ／ 1 1 8 0 ， 1 e2 0 0 o k W ， U 6 k V，I e 2 3 6 A， n 2 9 8 0 r ／ rai n ， 6 k V母 线 短 路 容 量 I 一 8 k V，I TI li 6 ． 9 k A， 风机 飞轮惯 量 G ff 1 6 1 ． 5 5 k g ． m 2 ， 对 象是 4号 高炉的风机。 2 0 0 2 年 5月 4 日， 我 公 司在 高 炉 风 机 上 使 用 R Q DD 76 0 0 0 ／ 2 0 0 0型 高压 大容 量磁 控 软起 动装 置一次起 动成功 ， 并投入 使用 。起 动 电流约为 I e的 3倍 ， 励 磁电流不大于 2 5 0 A， 起 动时间 3 4秒 ， 网络 电 压 降小于 1 0 ％ ， 起动 曲线波形 见图 1 一 一 n ， 乜 Il_ ’ 、 c 一 ＼ l l I ㈨ I 1 5 0 9 O 0 2 7 5 0 0 O 0 1 0 3 0 0 ㈨ 5 3 5 0 0 0 0 时 间 ／S 图 1 起动 曲线波 形图 5 运 行 效 果 1 磁控软起 动操 作 简单 ， 安 全可靠 ， 只需将 高 下转第 4 3页 联系人 曹永义 ， 总工， 高级工程师 ， 济源 4 5 5 o ， 济源钢铁 集团 有限公 司； 收稿 日期； 2 0 0 2 8 一加 维普资讯 河南 冶金 机油泵 因供 汽不 足造成 润滑 油压 过低 ， 而 低压 电动 油泵不能及 时工 作使 主支 承瓦与转 子 、 推 力瓦块 与 转子之 间不能形 成油膜 ， 进 一 步加剧 了推 力瓦块 的 磨损 。 3 措施及对策 1 在 热电站发 电机 高压 开关与 热 电站联络 盘 及焦化 三配电联 络盘 问加 装两套联 锁 ， 确保 设备 安 全可靠 。 两套联 锁一 是焦化三配联 络开关与热电站发 电 机高压开关联锁 ， 二 是热 电站联 络 开关 与 发 电机 高 压开关联锁 。控制 开关 “工” 为跳 闸 回路 ， 热 电站联 络开关跳 闸 ， 发 电机高压开关随之跳闸 ； 焦化 三配联 络盘跳 闸 ， 发电机高压开关随之跳闸 ， 并且 主控 室中 央信号屏 打出光字牌 。控制开关 “ Ⅱ” 为 信号 回路 ， 焦化三配联络开关 跳 闸 ， 主 控室 中 央信 号屏 打 出光 字牌 。新增加联 锁 回路 如 图 2、 图 3所 示。控 制开 关安装在 发电机 高爪黥内 图 2发 电机 跳 闸回路 43 图 3发 电 机 信 号 回 路 2 汽机的重 要联 锁保 安装置 磁 力断路 油 门和 重要低压 电动设备 电动油泵等改 由 0段母线 的 0号 站用变压器供 电 ， 同时 对两 变压器 低压联 络开关 进 行了系统检修 和调整 试验 ， 保证 紧急 时低 压 电气 没 备 的正常供 电。 3 锅炉 、 汽机 和电气运行值班人员加 强了协调 合作 ， 通过事故预想 和紧急处理 的联 合模拟演练 ， 总 结 了教训 ， 积 累了经验 ， 从而提高了判断事故和处理 事故 的能力 。 4结束语 经过 以上 整改措施 的实施 ， 在 2 0 0 1 ～2 0 0 2年度 近 6个月的运 行 中 ， 热 电站 又 因焦 化 三配联络 线 断 路而几次联锁停炉 停机 ， 但 都很快 恢 复生产 没有造 成 任何设备事故 。为从 根本上解决外 供电联络线经 常断路的问题 ， 建议 把 热 电站 外供 电联 络线 由焦化 三配改为 由氧 1 l O k V变 电站的氧 6 2 0 9回路联络 ， 以 提高热电站运行 的安全可靠性 。 上接 第 2 9页 压运行柜 上转换 开关 旋转 到合 闸位 置 ， 整 个起 动过 程 自动完成 ， 起 动速度快 ， 起 动过程平滑 ， 起停 自如 ， 可连续起 动 。 2 起 动 电流 小 ， 软起 动过程 P I E实现 闭环 控 制 ， 平滑调节 电抗 器 的饱 和度 。根据 负载要 求随 机 调节起 动 电流及起 动时 间。起 动 电流 3倍 ， 起 动 时 间 3 4秒 。 3 高压磁控软起 动采用标 准人机接 口， 具有 2 行 中文显示运行 状态 和数据 ， 随机提 示功能 。具有 自检功能 。可智能检测器件 的故 障并闭锁 。 4 起动 时 ， 6 k V电 网冲击小 ， 使 之 不影 响共 网 其它高压设备 、 仪控 的正 常运行 。 5 自投入运行 以来 的运行情况看 ， 该装置运行 可靠 ， 技术 含量高 ， 基本上免维护 。 现场调 试及使 用表 明 ， 在 解决大风 机负 载起动 对 电网冲击等 问题 方 面 ， 高压 磁控软起 动装 置是 一 种很 实用和很值得 推广的技术 。 6评 价 1 高压磁控软起动通过闭环控制 、 平滑调节 电 抗 器的饱 和度实现降压起动 。 2 与 固定电抗 器 比起 动快 ， 起 动过程平 稳。炼 铁是连续 性 的生 产 ， 应 尽 量 减少 事 故 及停 机 时 间。 用磁控软起 动可以起 停 自如。 3 磁控软起 动装 置是 晶闸管起 动装置便宜 、 睹 波小 ， 与 液态软起动装置相 比， 具有体积小 、 免维护 、 起 动耗能小 、 起 动复性好 、 价格 不相上 下等特点 。 4 与高压 晶闸管固态软起 动装置一 样 ， 具有 软 停止 、 过流 、 过载 、 起 动超时 、 缺相过 欠 压等保护 功 能 。 5 比液态软起动 易于维护 ， 不存在 电解液挥发 和结冰 ， 电极板锈蚀 等问题 。 6 整个 起 动过程 中， 尤其 是其前 半程 ， 噪声较 大 ， 估计有 8 0分 贝。 7 建议 为磁 控软起 动装 置 配备起 动过程 录 波 软件 。 丫 一 ； 一 维普资讯