1問(wèn)題的提出
馬鋼一鐵廠中型高爐的供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)為兩臺(tái)SJL-1000/10變壓器。負(fù)責(zé)全廠5座高爐上料系統(tǒng)、爐前系統(tǒng)（包括電炮、行車）、熱風(fēng)系統(tǒng)、鍋爐房及冷燒皮帶的供配電。全廠總負(fù)荷及有關(guān)參數(shù)為：總額定功率：
Pe≈1810kW有功功率：P≈（PeKX）/≈900kW式中設(shè)備使用系數(shù)KX取0.4，使用效率取0.808，則：Q=P
tg≈560kVA（cos=0.85）S=P2 Q2≈1060kVAI=S/3U=1610A
因此，在一臺(tái)變壓器供電情況下，預(yù)熱集中風(fēng)機(jī)的電機(jī)（115kW）起動(dòng)時(shí)，經(jīng)常造成所變100或220高壓斷路器跳閘。從1989年至今已發(fā)生多起因上述問(wèn)題而引起的跳閘，影響了生產(chǎn)。針對(duì)這一情況，我們采用了固態(tài)節(jié)能起動(dòng)器作為熱風(fēng)電機(jī)控制裝置，以達(dá)到減輕起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，避免跳閘，減少停電故障。
2固態(tài)節(jié)能起動(dòng)器的工作原理
固態(tài)節(jié)能起動(dòng)器的工作原理固態(tài)節(jié)能起動(dòng)器具有軟停車、缺相保護(hù)、調(diào)壓調(diào)速等功能，是一種多用途的電氣控制裝置。通過(guò)檢測(cè)交流電壓和電流之間的相位差變化作為控制信號(hào)去控制晶閘管的導(dǎo)通角，從而改變電機(jī)的工作電壓，使電機(jī)在空載或輕載時(shí)的電壓低于額定電壓運(yùn)行，達(dá)到減輕對(duì)電網(wǎng)的沖擊和節(jié)能的目的。為了提高電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能，采用了模擬反電勢(shì)控制技術(shù)，并運(yùn)用此技術(shù)來(lái)控制穩(wěn)速負(fù)反饋電路和突加負(fù)載響應(yīng)電路，提高電機(jī)低壓時(shí)（接近臨界失步電壓）的工作穩(wěn)定性和突加負(fù)載的快速響應(yīng)性能。
3功能與使用效果
3.1恒流軟起動(dòng)
固態(tài)節(jié)能起動(dòng)器中采用了大功率晶閘管，從而使電機(jī)起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流可根據(jù)工況的需要而預(yù)先設(shè)定，連續(xù)可調(diào)，并使電機(jī)在起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流始終維持在設(shè)定的電流值，避免了起動(dòng)沖擊電流，即開始后逐漸平滑增加電流，然后進(jìn)入恒流起動(dòng)。
由上面分析可知，在全壓起動(dòng)的起動(dòng)電流為額定電流的6倍時(shí)，該電流在電機(jī)接近50的額定轉(zhuǎn)速前幾乎不變，這樣大的起動(dòng)沖擊電流會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)不良影響。
如當(dāng)配電網(wǎng)容量不足或缺少足夠調(diào)節(jié)設(shè)備時(shí)，大功率電機(jī)起動(dòng)時(shí)會(huì)引起過(guò)量的線路壓降。而自耦變壓器降壓起動(dòng)器在起動(dòng)時(shí)有二次沖擊電流，沖擊電流同樣會(huì)給配電系統(tǒng)帶來(lái)不良影響，但恒流軟起動(dòng)根據(jù)工況需要將起動(dòng)電流設(shè)定在所需要的起動(dòng)電流值上，起動(dòng)時(shí)該電流基本恒定。
我廠預(yù)熱電機(jī)參數(shù)為：
JS117-6，115kW，Ie=246A如果用現(xiàn)有的全壓直接起動(dòng)方式時(shí)，起動(dòng)電流可達(dá)1200A，起動(dòng)時(shí)間為17s.而采用固態(tài)節(jié)能起動(dòng)，它的起動(dòng)電流只有IQ=2×246≈500A假設(shè)響應(yīng)時(shí)間為t=70ms，那么瞬時(shí)沖擊電流為額定電流的2倍多，電壓響應(yīng)為4.2V/ms，則起動(dòng)時(shí)間TQ=380/4.2≈90ms，便進(jìn)入起動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。因此對(duì)電網(wǎng)沖擊就要緩和得多。試運(yùn)行結(jié)果表明起動(dòng)時(shí)電流基本恒定。
3.2節(jié)電效果明顯
固態(tài)節(jié)能起動(dòng)器應(yīng)用兩年多來(lái)，節(jié)電效果明顯，平均節(jié)電19.7，年節(jié)電達(dá)20000kWh以上。
3.3動(dòng)態(tài)性能
固態(tài)節(jié)能起動(dòng)器可在突加100負(fù)載時(shí)在電機(jī)（關(guān)于電機(jī)車應(yīng)用調(diào)速裝置）空載電壓為80V能快速響應(yīng)。
3.4軟停車
在電機(jī)停車時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速以預(yù)先設(shè)定的速度逐漸減速。這種減速的速率可根據(jù)負(fù)載的大小和工況的需要而連續(xù)可調(diào)，使電機(jī)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)逐步停車。
3.5過(guò)載保護(hù)
其過(guò)載保護(hù)可以任意設(shè)定，當(dāng)電機(jī)的工作電流超過(guò)了設(shè)定電流之后，控制電路將自動(dòng)關(guān)斷晶閘管，使電機(jī)停止工作。
3.6斷相保護(hù)
固態(tài)節(jié)能起動(dòng)器無(wú)論是三相電源任一相或電機(jī)繞組斷線而引起的缺相故障時(shí)，都能立即停止工作。
并由發(fā)光二極管報(bào)警顯示。
3.7減少電機(jī)的無(wú)功損耗，提高功率因數(shù)
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述，預(yù)熱集中風(fēng)機(jī)采用固態(tài)節(jié)能起動(dòng)器，對(duì)維護(hù)正常生產(chǎn)是可行的，而且確實(shí)可達(dá)到節(jié)能節(jié)電的目的。
