軟啟動技術(shù)在鐵路給水過程中的應(yīng)用

摘要：目前我國鐵路給水過程存在很多隱患，因此導(dǎo)致了在給鐵路供水時故障頻發(fā)，如何解決鐵路供水系統(tǒng)事故頻發(fā)這一問題是需要重點攻克的難題。文章通過對目前的鐵路供水系統(tǒng)的現(xiàn)狀研究，結(jié)合多年實踐經(jīng)驗，對鐵路供水系統(tǒng)中的軟啟動技術(shù)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：鐵路給水過程；軟啟動技術(shù)；鐵路供水系統(tǒng)；供水控制柜；變壓器 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U269 文章編號：1009-2374（2015）01-0123-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0062

由于鐵路供水控制柜的性能不健全，導(dǎo)致近年來鐵路供水頻頻出現(xiàn)故障，鐵路供水控制柜性能不健全的主要原因還要歸于水泵控制技術(shù)的不完善，若是我們能夠很好地解決水泵控制技術(shù)不完善這一問題，那么鐵路供水控制柜的性能不健全問題也能迎刃而解，從而也就降低了鐵路供水出現(xiàn)問題的幾率。那么如何才能解決鐵路供水系統(tǒng)水泵控制技術(shù)不完善這一問題呢？筆者結(jié)合多年的研究，對此問題進(jìn)行了以下分析。

1 我國鐵路供水系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

1.1 降壓啟動

在我國鐵路供水系統(tǒng)使用降壓方式啟動水泵時，常用的有以下兩種方式：三角形-星形啟動法和自藕變壓器補償啟動法。對于容量較小的負(fù)荷較低的電機多使用三角形-星形啟動法，對于容量大、負(fù)荷高的電機則使用自藕變壓器補償啟動法較為方便，但是由于降壓的自藕變壓器補償啟動法在啟動電機的過程中電流超出額定電流的數(shù)倍，較容易被燒毀，所以不能多次長時間啟動。另外由于鐵路供水系統(tǒng)降壓啟動水泵，只是在開始啟動時使用低電壓，在啟動過程中還是會恢復(fù)使用高強電壓，所以這期間的電流變化較大，強壓啟動時往往會達(dá)到規(guī)定電流的4倍左右，很容易引發(fā)火災(zāi)事故，所以我國鐵路供水系統(tǒng)較多采用降壓啟動電機的方式控制水泵。

1.2 常壓啟動

我國所說的鐵路供水系統(tǒng)使用常壓方式啟動水泵是指，在對電機和水泵進(jìn)行啟動時，直接輸送的是380伏額定功率下需要的高壓，電機和水泵在接收到電壓時，瞬間啟動，轉(zhuǎn)速從零達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。由于提速時間極短、過程極快，產(chǎn)生的電流也是極大的，因此對電網(wǎng)以及電機造成巨大沖擊力，使電網(wǎng)、電機承受壓力變大，縮短了電網(wǎng)以及電機的使用壽命，在水泵啟動的瞬間，轉(zhuǎn)速急劇升高，對周圍的配套設(shè)施有著嚴(yán)重影響，容易造成配套設(shè)施的損壞，除此之外，由于在啟動過程中需要電流極大，因此在一定程度上也影響到了周圍用戶的正常用電。

鐵路供水系統(tǒng)使用常壓方式啟動水泵存在很多有缺陷的地方，在對水泵進(jìn)行停止作業(yè)時，也是有一定危害的，當(dāng)380伏高壓瞬間清零，電機和水泵瞬間停止動力供應(yīng)，將會在供水管道中形成停泵水錘，這將在很大程度上沖擊管道中的設(shè)備，還有可能會導(dǎo)致管道崩裂，造成人身傷亡等；電機和水泵驟停，對基座的穩(wěn)固性也會造成影響，基座的不穩(wěn)，又會造成電機及泵體的晃動，由此造成惡性循環(huán)，影響電機及水泵的安全運行。

2 鐵路供水系統(tǒng)中的軟啟動技術(shù)介紹

2.1 鐵路供水系統(tǒng)中的控制力矩的軟啟動技術(shù)

2.1.1 基本介紹：通過控制力矩來控制晶閘管導(dǎo)通的角度來實現(xiàn)不同斜坡的加減速的鐵路供水系統(tǒng)啟動方法稱之為控制力矩的軟啟動技術(shù)。它是以計算機為基礎(chǔ)，使用特殊的控制算法來完成的。一方面這種軟啟動技術(shù)在啟動過程中電流可以進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，防止了傳統(tǒng)啟動中電流過大的現(xiàn)象出現(xiàn)，在一定程度上減少了事故的發(fā)生；另一方面這種控制力矩的軟啟動技術(shù)在啟動時，對負(fù)載施加恒定的加速力矩，使輸出力矩隨著時間的延長緩緩地實現(xiàn)線性對應(yīng)的關(guān)系，減輕了啟動過程中的沖擊力，確保了啟動的安全穩(wěn)定。同時，在對鐵路供水系統(tǒng)啟動水泵后進(jìn)行停止水泵操作時，也能夠通過這種軟啟動技術(shù)對其進(jìn)行線性調(diào)節(jié)，根據(jù)負(fù)載力的不同而施加不同的力矩，從而消除了傳統(tǒng)啟動帶來的停泵水錘現(xiàn)象，最終達(dá)到軟停機的狀態(tài)。

2.1.2 功能優(yōu)勢：（1）鐵路供水系統(tǒng)中的控制力矩的軟啟動技術(shù)不僅在啟動上實現(xiàn)軟啟動，不會出現(xiàn)急劇增長的電流，減輕對電網(wǎng)、電機的沖擊力，而且在停機時，能夠根據(jù)不同的負(fù)載力來施加不同的力矩，實現(xiàn)軟停機，這樣能夠消除傳統(tǒng)停機時出現(xiàn)的水錘，減少對管道設(shè)備的損壞，也能減少由于驟停驟啟帶來的沖擊力對機體及基座的影響。（2）鐵路供水系統(tǒng)使用控制力矩軟啟動技術(shù)制造的水泵啟動控制柜能夠?qū)崿F(xiàn)對電機的最佳保護，使用這種軟啟動技術(shù)研制成功的水泵啟動控制柜在進(jìn)行計算時計算參數(shù)完善而且可控，在供水系統(tǒng)啟動過程中能夠進(jìn)行監(jiān)督并且實現(xiàn)記錄控制，對于出現(xiàn)的問題可以提供參考依據(jù)，能夠更快捷地找到問題出現(xiàn)的原因。（3）鐵路供水系統(tǒng)使用控制力矩軟啟動技術(shù)制造的水泵啟動控制柜對電機、電網(wǎng)的保護力度增大，這種控制力矩的軟啟動技術(shù)不僅計算參數(shù)完善，而且各種控制參數(shù)也較為齊全，技術(shù)人員可以將原來配置在啟動中的各種設(shè)施設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，使其能夠受到控制，從而減少啟動過程中帶來的供水系統(tǒng)問題。（4）鐵路供水系統(tǒng)在使用自藕變壓器補償啟動法啟動電機的過程中，電流可能會達(dá)到額定電流的5倍，設(shè)備較容易燒毀，而且不能多次密集長時間啟動，我們對水泵啟停的操作要求是：110kW以下的電機啟停間隔在5分鐘，110kW及以上的電機啟停間隔在10分鐘以上，否則會造成電機因過熱而燒損。但是使用鐵路供水系統(tǒng)控制力矩軟啟動技術(shù)制造的水泵啟動控制柜就能很好地避免這一問題的出現(xiàn)，控制力矩軟啟動技術(shù)在啟動中借助第二通道，緩和急劇增加的電流，當(dāng)電機運行到正常水平時，電流從第二通道轉(zhuǎn)移到第一通道，這樣能夠減小電流的沖擊，延長機器使用壽命。

2.2 鐵路供水系統(tǒng)中的限制電流與電壓斜坡結(jié)合的軟啟動技術(shù)

鐵路供水系統(tǒng)中的限制電流與電壓斜坡結(jié)合的軟啟動技術(shù)是將限制電流與電壓斜坡結(jié)合到一起，共同為啟動電機工作的技術(shù)。在啟動電機的過程中電流是一個由低到高逐漸增長的過程，由原來的零安，達(dá)到最終的恒定額定電流。當(dāng)電流小于額定電流時，采用電壓斜坡技術(shù)，能夠使電流按照穩(wěn)定的線性增長，減小急劇增長時對機械設(shè)備的損壞，當(dāng)電流達(dá)到額定電流后，為了不使電流再升高，則需采用限制電流的方法，使電流保持穩(wěn)定。這種軟啟動技術(shù)在理論上講是較為可行的，但是在實際操作過程中，往往會由于電機特性的影響而大打

折扣。

2.3 鐵路供水系統(tǒng)中的電壓斜坡軟啟動技術(shù)

鐵路供水系統(tǒng)中的電壓斜坡軟啟動技術(shù)是指對電機上施加的電壓是由零升至額定電壓的，在上升的過程中按照有規(guī)律的線性方式進(jìn)行增長，可以通過調(diào)節(jié)電壓來實現(xiàn)對啟動力矩的控制，從而能夠在可控范圍內(nèi)，安全穩(wěn)定地啟動電機。

目前我國研制的新型軟啟動水泵控制柜，通過安裝變壓器解決了在啟動過程中電源不穩(wěn)定的問題，通過安裝金屬屏蔽器解決了在啟動過程中的電磁干擾問題。

鐵路供水系統(tǒng)中新型軟啟動水泵控制柜能在很大程度上減少供水系統(tǒng)故障的產(chǎn)生，保障鐵路供水系統(tǒng)安全平穩(wěn)運行，而且也減輕了在給鐵路供水時對周邊居民、單位的用電影響，整體來說是較為安全、穩(wěn)定、合

理的。

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作者簡介：呂春蘭（1972—），女，山西原平人，大秦鐵路股份有限公司太原供電段工程師，研究方向：鐵路給水。

（責(zé)任編輯：陳 倩）endprint