降补固态软起起动原理及过程控制分析

A V63风机降补固态软起起动原理及过程控制分析

一、固态降补的基本原理

大型电动机起动时电流很大，直起一般为额定电流的4-7倍，此电流基本为感性无功电流。起动过程中要消耗大量的无功功率，从电网中吸收大量的无功电流，从而引起电网电压的波动。

为了降低电机启动对电网电压的影响，本装置投运时在电机端并联了一台无功发生器，它由两组电容集合而成，提高了机端等效电阻从而有利于电机端电压的提高，电容也可以产生容性无功电流，起动时提供相当容量的无功功率，减少了网络的起动电流，从而减少对电网的影响。

为了进一步降低母线电流I1，本装置将电动机及无功发生器并联回路经降压器接入电网，通过降低机端电压的方式进一步减小电流。此时降压器的输出电流为电机电流ID与无功发生器电流IC之差，输入电流为输出电流的k倍(k为降压器变比，k＜1)。即：

,理论上可以把电网起动电流控制在2 Ie以内，甚至在额定电流及以下，从而在很大程度上减小电机起动对电网的冲击。

起动全过程通过PLC自动控制（按既定程序），在轻载状态，动转矩大于机械阻转矩(起动最基本要求)，随着电机缓慢加速，机端电压逐渐抬升，起动转矩逐渐增加。开始时电机需要无功最大,投入电容组数最多，电机进一步加速，所需无功将逐渐减少，PLC通过控制电机端电压，逐级切除无功组（电容）。限制电压波动，保持系

统稳定，在接近额定转速左右，电容将全部从系统中退出。而电机的等效阻抗随转速增大而增加，对应的就是起动电流的减少。当电流下降到80%Ie时，接入缓冲装置（6KM分闸），给电机加上全压（运行柜合闸），然后将降补装置退出，起动过程完成。

为减少以至消除转切全压时产生的操作过电压，在降压器的输出端并有过渡电抗（缓冲装置）。加入缓冲阻抗后，电机在转切全压时没有失电过程，并且保证了电机端电压与母线电压相位一致，既消除了转切时的操作过电压，又使整个起动过程连贯，不产生谐波。TCS降补固态软起动原理图

二、实际应用电机情况

降补固态软起动装置容量：31180kV A

电动机参数

电压：10kV

额定功率:18000kW

电机电流：1176A

额定转速：1500rpm

三、起动过程

1.合闸条件允许

2.在中控室操作柜上按主电机起动按钮连接柜1QF合闸，同时降压控制器6KM合闸。

3. 无功控制器2QF合闸（I组电容投入），紧接着无功控制器3QF 合闸（II组电容器投入）。

4.起动柜4QF合闸，降压软起动开始投运，主电机起动。

5.电机端电压升到7.1KV或电机电流降至1.8 Ie时，2QF分闸，切除第I组电容器。

6.电机端电压升到

7.4KV或电机电流降至1.5Ie

时，3QF分闸，切除第II组电容器。

7.电机电流下降到额定值以下（80%）并延时，降压控制器6KM分闸。

8.以上条件具备，PLC发出运行柜合闸，5QF合闸，电机投全压运行，同时起动柜4QF分闸、连接柜1QF分闸，起动结束。