高壓軟啟動(dòng)工作原理和常見故障分析

蔣亮 陳明（獨(dú)山子石化公司，新疆 克拉瑪依 833699）

高壓軟啟動(dòng)是石油煉化行業(yè)中常見的電氣設(shè)施之一，常用于大型機(jī)組的供配電系統(tǒng)中。隨著對(duì)維護(hù)工作要求的提升，對(duì)其工作原理的理解變得更加重要，對(duì)其常見故障應(yīng)給與準(zhǔn)確且快速的分析。針對(duì)我廠使用的以色列SOLCON（HRVS-DN)軟啟動(dòng)器穩(wěn)定運(yùn)行，結(jié)合相應(yīng)的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出本文。

1 軟啟動(dòng)的定義及分類

降壓起動(dòng)：在電機(jī)起動(dòng)過程中，降低起動(dòng)電壓，可以降低電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，以及最大轉(zhuǎn)矩。

現(xiàn)場(chǎng)我們使用的以色列SOLCON 軟啟動(dòng)器是晶閘管調(diào)壓軟啟動(dòng)器，通過晶閘管導(dǎo)通角的控制來控制軟起動(dòng)器的輸出電壓的大小，從而實(shí)現(xiàn)降壓軟起的目的。

2 電機(jī)采用軟起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)

2.1 減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊電機(jī)采用直接起動(dòng)，起動(dòng)電流是電機(jī)滿載工作電流的7倍，會(huì)造成母線上產(chǎn)生過大的線路壓降，使連接該電動(dòng)機(jī)的供電和母線系統(tǒng)產(chǎn)生快速、短暫的電壓波動(dòng)，影響到系統(tǒng)中的其他用電設(shè)備的正常工作。

2.2 減少對(duì)電機(jī)本體結(jié)構(gòu)的沖擊

直接起動(dòng)會(huì)在電機(jī)定子線圈和轉(zhuǎn)子鼠籠條上產(chǎn)生比額定工況大49倍的電動(dòng)力，使電動(dòng)機(jī)各部件受到過大的應(yīng)力，致使繞組破壞和鼠籠條斷裂；7倍的起動(dòng)電流產(chǎn)生大量的焦耳熱，造成繞組過熱，加速電機(jī)絕緣老化；過大的電動(dòng)力和熱效應(yīng)都將影響電機(jī)的使用壽命。

2.3 減少對(duì)生產(chǎn)傳動(dòng)機(jī)械的沖擊直接起動(dòng)產(chǎn)生過大的轉(zhuǎn)矩，使被拖動(dòng)的機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生巨大的應(yīng)力，會(huì)造成：

2.3.1 管道、閥門的破裂；2）風(fēng)機(jī)的軸承斷裂、葉片變形；3）皮帶傳送帶撕裂；4）齒輪磨損加快甚至破碎；5）泵的葉輪變形或損壞，潤(rùn)滑油不能及時(shí)到位，軸承干磨。

直接起動(dòng)增加設(shè)備的停工臺(tái)時(shí)，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行，大大增加工作人員的維護(hù)工作量，增加維修費(fèi)用，縮短機(jī)械設(shè)備的正常使用壽命。

2.3.2 以色列SOLCON（HRVS-DN)軟啟動(dòng)主要結(jié)構(gòu)及作用主要結(jié)構(gòu)有主路接觸器、旁路接觸器、控制模塊以及晶閘管和電子式電壓互感器（EPT）組成。主路接觸器作用為接通和關(guān)斷電源，與旁路接觸器進(jìn)行配合實(shí)現(xiàn)軟起和軟停的過程，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)可立即切斷電源實(shí)現(xiàn)保護(hù)跳閘的功能；旁路接觸器作用是短接晶閘管從而實(shí)現(xiàn)全壓運(yùn)行。控制模塊是HRVS-DN的控制中樞，起到采集數(shù)據(jù)的處理和保護(hù)控制的判斷和動(dòng)作信號(hào)的發(fā)出，以及諸多參數(shù)的設(shè)定和調(diào)整的功能。電子式電壓互感器作用是采集軟啟動(dòng)器運(yùn)行過程的電壓變化，為控制模塊提供判定依據(jù)，是控制模塊的眼睛。

3 以色列SOLCON（HRVS-DN)軟啟動(dòng)軟起軟停過程原理分析

3.1 以色列SOLCON（HRVS-DN)軟啟動(dòng)軟起過程原理分析

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備均具備開機(jī)條件，由儀表控制柜給軟啟動(dòng)器控制模塊一個(gè)滿足啟動(dòng)信號(hào)，由操作人員給定啟動(dòng)電機(jī)信號(hào)，主路接觸器吸合，晶閘管在控制模塊的控制下進(jìn)行軟啟動(dòng)控制，使得起動(dòng)電壓隨導(dǎo)通角的變化逐漸升高至額定電壓，此時(shí)電機(jī)隨之啟動(dòng)。當(dāng)電壓互感器EPT檢測(cè)線電壓達(dá)到額定電壓后，電動(dòng)機(jī)達(dá)到設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速時(shí)，控制模塊閉合旁路接觸器，此時(shí)軟起結(jié)束，電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行。

3.2 以色列SOLCON（HRVS-DN)軟啟動(dòng)軟停過程原理分析現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具備停機(jī)條件，由儀表控制柜給軟啟動(dòng)器控制模塊一個(gè)滿足停止的信號(hào)，由操作人員給定停止電機(jī)信號(hào)后，旁路接觸器斷開，電機(jī)全壓運(yùn)行，晶閘管在控制模塊的控制下進(jìn)行軟?？刂疲沟眠\(yùn)行電壓隨導(dǎo)通角的變化逐漸降低，此時(shí)電機(jī)進(jìn)行降壓停機(jī)。當(dāng)電壓互感器EPT 檢測(cè)線電壓達(dá)到0 后，電動(dòng)機(jī)在慣性下停機(jī)，控制模塊斷開主路接觸器，此時(shí)軟停結(jié)束電動(dòng)機(jī)停止。

4 以色列SOLCON（HRVS-DN)軟啟動(dòng)常見故障分析

4.1 不平衡跳閘

電流不平衡是電機(jī)三相電流的最大值和最小值之間的差異，它和電機(jī)的最大電流或滿負(fù)荷電流是區(qū)分開的。不管哪相電流的變大，如果實(shí)際的不平衡超過“不平衡繼電器”的設(shè)置的話，故障就會(huì)發(fā)生，常見于電動(dòng)機(jī)本身繞組故障引發(fā)。

4.2 接地故障跳閘

接地電流超過事先的設(shè)定值時(shí)就會(huì)動(dòng)作，常見于電動(dòng)機(jī)本體繞組絕緣降低和供電電纜局部絕緣受損引發(fā)的接地故障。

4.3 太多的啟動(dòng)次數(shù)

啟動(dòng)次數(shù)超過啟動(dòng)周期內(nèi)的設(shè)置的話（一般設(shè)置為3次），會(huì)導(dǎo)致跳啟動(dòng)器，需要等到電機(jī)和啟動(dòng)器冷卻下來冰河“啟動(dòng)禁止”中設(shè)定的值相一致。

4.4 過負(fù)荷

當(dāng)電流超過過負(fù)荷跳閘的設(shè)置并且過熱會(huì)導(dǎo)致跳閘。檢查滿負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流的設(shè)置，檢查電機(jī)電流，在再次啟動(dòng)之前，等待15分鐘讓電機(jī)和啟動(dòng)器冷卻下來。實(shí)際遇到類似的情況多因負(fù)載故障引發(fā)。

4.5 欠電壓

對(duì)于預(yù)設(shè)的時(shí)間，當(dāng)電壓下降到預(yù)設(shè)值之下時(shí)，會(huì)導(dǎo)致跳閘。此時(shí)需要檢查“欠電壓跳閘”和“時(shí)間繼電器設(shè)置”，并檢查3相電壓。當(dāng)電壓下降到零，啟動(dòng)器會(huì)沒有延時(shí)的立即跳閘。

4.6 過電壓

對(duì)于預(yù)設(shè)的時(shí)間，當(dāng)電壓增加至預(yù)設(shè)值時(shí)，會(huì)導(dǎo)致跳閘。此時(shí)需要檢查“過電壓跳閘”和“時(shí)間繼電器設(shè)置”，并檢查3相電壓。

5 結(jié)語

本文從軟啟動(dòng)的分類和定義開始著手，到電動(dòng)機(jī)采用軟啟動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，介紹了HRVS-DN 軟啟動(dòng)器在電動(dòng)機(jī)軟起軟停的工作原理，并羅列了常見故障及原因分析，希望能讓大家對(duì)軟啟動(dòng)系統(tǒng)有所了解，對(duì)其發(fā)生常見故障時(shí)能準(zhǔn)確分析，提高電氣維護(hù)人員的處理問題能力。

[1]《HRVS-DN中高壓軟起動(dòng)器使用手冊(cè)》SOLCON.

[2]《以色列SOLCON 公司數(shù)字式晶閘管軟起動(dòng)產(chǎn)品介紹》SOLCON.