电动机软启动器在排水系统的应用

　　0　引言

　　锦江电站建成于20世纪90年代初,各电气设备都相对落后。在最近的计算机监控系统改造中,对集水井排水泵电动机的控制采用了近年发展起来的电动机软启动器,取代了原有的Y - △启动方式。

　　水电站集水井排水是非常重要的,哪怕有一次因故障不能抽水,都可能导致水淹水泵甚至水淹厂房。集水井排水系统由2组IS150 - 125 - 315型水泵配置Y200L - 4 ( 30 kW)型电动机和底阀、碟阀、止回阀、DN150钢管等构成。出水管路预埋在混凝土中固定,出水口在尾水位以下,管内长期充满有压力的水,底阀到尾水面有16m的高差。其特点是电动机功率大、启动电流大、水泵扬程高、排水量大。基于集水井排水的重要性,要求水泵控制必须可靠和稳定。

　　1　传统的电动机启动

　　电动机的控制在改造之前是Y - △启动方式,启动时的冲击电流比较大,且有二次电流冲击,威胁厂用电供电安全。该启动方式最主要的缺点是直接停泵。由于是瞬间停泵,水泵的扬程高、流量大,停泵时止回阀、底阀也瞬时关闭使管道内产生的“水锤”效应很大,造成对止回阀、底阀、水泵的反惯性冲击,导致底阀破裂漏水;同时剧烈的振动也会使法兰间的止水胶垫破损而导致管道漏水,使水泵抽不上水的状况时有发生。水泵的基座在止回阀的冲击下产生移动,久而久之使水泵的轴心与电动机轴心偏离而烧坏轴承。总之,水泵因瞬时停泵而引起的“水锤”效应会导致一系列的严重后果。

　　2　软启动器的基本原理和功能

　　2. 1　电动机软启动器的基本原理

　　电动机软启动器是一种集电动机软启动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的电动机控制装置。它主要由2部分构成:信息采集处理并给出指令的集成控制系统;执行系统由串接于电源与被控电动机之间的三相反并联闸管构成。微处理器采集电网的同步信号、电流信号和电动机功率因数角,控制软件根据这3个参数的变化,应用晶闸管相移技术,控制触发三相反并联晶闸管的导通角,使加在电动机上的电压按一定规律慢慢达到全电压,从而实现软启动电动机的目的。软启动器体积小、转矩可以调节、启动平稳冲击小并具有软停机功能等优点,在各种电动机控制领域得到了广泛的应用。

　　2. 2　电动机软启动器的启动方式

　　电动机软启动器的启动有斜坡升压软启动、电流限幅启动、阶跃启动及脉冲冲击启动。

　　斜坡升压软启动过程是从加入启动信号开始,系统软件首先施加200～400ms的固定延时用于系统自检,然后由系统输出一个脉冲,即打开一定的晶闸管导通角,使三相反并联晶闸管导通,加到电动机端子一个电压以克服静摩擦转矩,这个电压为软启动基值电压,可设定。之后,继续加大晶闸管导通角使输出电压线性上升,从软启动基值电压无级增加到最大电压。在加速斜坡结束时,加到电动机端子上的电压等于电网输入电压,启动过程完成。由于不限流,在电动机启动过程中,有时要产生较大的冲击电流,使晶闸管容易损坏,对电网影响也比较大,实际很少应用。