高壓軟器在低濃磨漿機(jī)的應(yīng)用

蔣鯨峰

摘 要：高壓大功率電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式，傳統(tǒng)為以電抗器降壓?jiǎn)?dòng)為主，該法電抗器占用空間大，安裝布置要求高，對(duì)設(shè)備保養(yǎng)要求較高。當(dāng)前，隨著電力電子技術(shù)的快速進(jìn)步，出現(xiàn)以控制可控硅導(dǎo)通為代表的新一代軟啟動(dòng)方式，逐漸被制漿造紙行業(yè)廣泛應(yīng)用。廣西金桂漿紙業(yè)BCTMP車間有4臺(tái)低濃磨漿機(jī)，功率分別為3150KW，頻繁啟動(dòng)且為重載類型，為減少電機(jī)啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，設(shè)計(jì)使用了高壓軟啟動(dòng)方式。本文主要介紹在制漿造紙行業(yè)高壓軟啟動(dòng)器系統(tǒng)原理，組成，優(yōu)缺點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用中保養(yǎng)，故障處理，巡檢主要事項(xiàng)，系統(tǒng)優(yōu)化改善等進(jìn)行討論。

關(guān)鍵詞：高壓軟啟動(dòng)器；可控硅；電機(jī)

1 高壓軟啟動(dòng)器系統(tǒng)原理、組成及功能

1.1 高壓軟啟動(dòng)器簡(jiǎn)介

當(dāng)前市場(chǎng)，高壓軟啟動(dòng)器采用整機(jī)結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)簡(jiǎn)潔，維護(hù)方便，安全性能更高，同時(shí)一體化設(shè)計(jì)可以加快設(shè)備的投運(yùn)進(jìn)度，縮短現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試周期。軟啟動(dòng)器采用單元模塊化設(shè)計(jì)，核心部件為---可控硅，采用模塊化設(shè)計(jì)，故障時(shí)可直接更換，操作簡(jiǎn)單方便。多語言人機(jī)操作界面可以讓現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員更直觀全面的監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行轉(zhuǎn)態(tài)，對(duì)電機(jī)啟動(dòng)功能參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，使得設(shè)備啟動(dòng)符合不同的負(fù)載要求，它具有故障分析記錄功能，縮短故障處理時(shí)間，減小故障處理時(shí)間。高壓軟啟動(dòng)器主要用于設(shè)備啟動(dòng)，當(dāng)啟動(dòng)完成時(shí)，將切換至旁路真空接觸器。尤其適合于電網(wǎng)容量小，電機(jī)啟動(dòng)困難的場(chǎng)合。

1.2 高壓軟啟動(dòng)器系統(tǒng)原理

高壓軟啟動(dòng)主要原理是一種利用可控硅導(dǎo)通角，是用微處理器和大功率可控硅間閘管相結(jié)，改變間閘管的輸出電壓來，來達(dá)到電機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)的目的。既能降低啟動(dòng)沖擊，又能可靠啟動(dòng)，其簡(jiǎn)化的電路相當(dāng)于三相全橋式整流電路串入電源和電動(dòng)機(jī)之間。

1.3 高壓軟啟動(dòng)器系統(tǒng)組成

高壓軟啟動(dòng)系統(tǒng)可分為高壓電源系統(tǒng)，軟啟動(dòng)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)組成。其中高壓電源系統(tǒng)主要作用是為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行提供電力電源，國(guó)內(nèi)常用的有6KV，10KV電壓等級(jí)，由電源饋線柜實(shí)施斷送電。軟啟動(dòng)系統(tǒng)是啟動(dòng)器的核心，主要由電力電子元件組成，包括可控硅，吸收電阻，電容，觸發(fā)板卡。容量越大，可控硅數(shù)量越多，相應(yīng)的電阻電容觸發(fā)板卡也增加?？煽毓栝y組是軟啟動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵元件，可控硅質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定閥組的質(zhì)量。控制系統(tǒng)是由控制器組成，它是軟啟動(dòng)器核心控制單元，既要協(xié)調(diào)可控硅的控制，又要實(shí)現(xiàn)電機(jī)及軟啟動(dòng)器本身的各種保護(hù)功能。同時(shí)實(shí)現(xiàn)與上位DCS系統(tǒng)的通訊，實(shí)現(xiàn)開關(guān)量啟動(dòng)停止的控制，以及電流電壓等模擬量的監(jiān)控顯示。控制器可以實(shí)現(xiàn)本地遠(yuǎn)程切換，本地啟動(dòng)/停止，故障復(fù)位命令均可在控制器上實(shí)現(xiàn)。通過控制器參數(shù)設(shè)置，主要參數(shù)有電機(jī)電壓，電機(jī)額定功率，額定轉(zhuǎn)速，額定電流，電機(jī)極數(shù)?？筛鶕?jù)不同的負(fù)載，調(diào)整啟動(dòng)初始電壓，加速時(shí)間，旁路切換電流值等，使得設(shè)備加速更加平滑，減少啟動(dòng)過程對(duì)負(fù)載的沖擊，啟動(dòng)特性相對(duì)于電抗啟動(dòng)更柔和平穩(wěn)，減低對(duì)電網(wǎng)及其他負(fù)載的沖擊。

1.4 高壓軟啟動(dòng)器系統(tǒng)功能

保護(hù)控制器可以提供各種不同的保護(hù)功能，如過流保護(hù)，過載保護(hù)，接地保護(hù)，缺相保護(hù)，接地保護(hù)，欠/過壓保護(hù)等保護(hù)功能，設(shè)備在故障前，可以得到專業(yè)可靠的保護(hù)，第一時(shí)間切斷工作電源，確保設(shè)備安全，減少重大經(jīng)濟(jì)損失。控制器和閥組單元之間采用光纖通訊，保證控制系統(tǒng)和高壓電源之間在電氣上的完全隔離，使得系統(tǒng)具有極高的安全性和抗干擾能力。

2 高壓軟啟動(dòng)器系統(tǒng)在實(shí)際中的應(yīng)用

2.1 高壓軟啟動(dòng)器系統(tǒng)的應(yīng)用情況

下面談一談軟啟動(dòng)器在現(xiàn)場(chǎng)工所實(shí)際運(yùn)行情況，在廣西金桂漿紙業(yè)有限公司，BCTMP制漿車間，低濃磨機(jī)配套的電機(jī)功率為3150KW，電機(jī)額定電壓為6KV，由于場(chǎng)地受限，設(shè)計(jì)選型時(shí)，選用國(guó)產(chǎn)西安西馳CMV高壓軟啟動(dòng)柜，截止目前已運(yùn)行7年，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，證明高壓軟啟動(dòng)系統(tǒng)用于制漿造紙低濃磨設(shè)備啟動(dòng)時(shí)可行的。該系統(tǒng)主要是由6kv電源柜，以及軟啟動(dòng)柜組成，運(yùn)行數(shù)據(jù)通過控制系統(tǒng)傳輸至上位DCS系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)提供通過硬接線對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行啟動(dòng)停止?，F(xiàn)場(chǎng)配設(shè)急停按鈕箱，以保證緊急情況可以及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行斷電停運(yùn)。

2.2 高壓軟啟動(dòng)器系統(tǒng)的保養(yǎng)

設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定是保證工藝連續(xù)運(yùn)行的前提，故障率的降低能為公司帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。該軟啟動(dòng)系統(tǒng)，故障率低，保養(yǎng)簡(jiǎn)單方便。由于軟啟動(dòng)系統(tǒng)主要是由是電力電子產(chǎn)品組成，平日保養(yǎng)主要對(duì)電阻以及電容的值的監(jiān)測(cè)，當(dāng)阻容值變化超過一定范圍時(shí)，需要對(duì)相應(yīng)的電阻或電容進(jìn)行更換，以提前預(yù)防故障的發(fā)生，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。為提高軟啟動(dòng)系統(tǒng)壽命，需要對(duì)配電室室內(nèi)環(huán)境增設(shè)空調(diào)以及除濕設(shè)備，提高設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，增強(qiáng)電子元器件壽命，進(jìn)而降低備品備件庫存，節(jié)約維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。

2.3 高壓軟啟動(dòng)器系統(tǒng)的檢測(cè)

軟啟動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行過程如果檢測(cè)到故障，控制器會(huì)及時(shí)發(fā)出跳閘信號(hào)，分開電源，第一時(shí)間保證電機(jī)設(shè)備的安全。現(xiàn)場(chǎng)電工通過控制器故障記錄可以查詢到當(dāng)前故障以及部分歷史故障信息，便于快熟鎖定故障位置，對(duì)癥下藥，減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間。常見的故障有過流保護(hù)，接地保護(hù)，欠壓保護(hù)，過載保護(hù)等，可根據(jù)不同的故障信息，檢查不同的因素。例如：若顯示過流保護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)電工檢查電機(jī)絕緣，排除電機(jī)故障；若顯示欠壓保護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)電工主要檢查系統(tǒng)電壓檢測(cè)的相關(guān)因素；若顯示接地保護(hù)，則主要檢查系統(tǒng)對(duì)地絕緣相關(guān)因素；若報(bào)過載保護(hù)，則主要檢查負(fù)載側(cè)的因素，如進(jìn)料情況，濃度，磨機(jī)間隙大小等。

2.4 高壓軟啟動(dòng)器系統(tǒng)的巡檢

實(shí)際生產(chǎn)過程中，維護(hù)運(yùn)行電工會(huì)每天對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行巡檢，巡檢主要內(nèi)容參考如下：

1.檢查室內(nèi)溫度濕度是否合格

2.檢查綜保是否正常運(yùn)行或報(bào)警燈

3.檢查是否有放電聲/異響/異味

4.檢查馬達(dá)保護(hù)器是否正常運(yùn)行或報(bào)警燈

5.檢查是否有放電聲/異響/異味

6.檢查電纜是否有鼓包，壓扁，滲油，異常發(fā)熱，老鼠啃咬跡象。

巡檢工具主要有測(cè)溫槍，聽音棒，合格標(biāo)準(zhǔn)參考如下：

1.溫度26°以下，濕度60%以下。

2.報(bào)警燈無報(bào)警。

3.盤柜無放電聲，無異響，無異味。

4.馬達(dá)保護(hù)器無報(bào)警

5.電纜無鼓包，壓扁，滲油，無發(fā)熱，無老鼠啃咬。

2.5 高壓軟啟動(dòng)器系統(tǒng)升級(jí)優(yōu)化

系統(tǒng)升級(jí)優(yōu)化展望，在實(shí)際使用過程中，電容電阻值的變化導(dǎo)致的故障占比較高，而保養(yǎng)人力有限，人工檢查元件數(shù)值容易出錯(cuò)且時(shí)間消耗太長(zhǎng)，對(duì)于該檢測(cè)項(xiàng)目，建議在控制面板上增設(shè)元件阻值檢測(cè)系統(tǒng)，將該部分元器件阻值信息實(shí)時(shí)顯示在控制面板上，就能減少大量的檢測(cè)時(shí)間，提前預(yù)防故障，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性及可靠性。

3 結(jié)束語

電力電子技術(shù)是工業(yè)進(jìn)步標(biāo)志之一，隨著工業(yè)化的推進(jìn)，我國(guó)工業(yè)水平逐步提高，電力電子技術(shù)也正正發(fā)展壯大。軟啟動(dòng)器用于大功率電機(jī)啟動(dòng)中，運(yùn)行可靠，維修方便，能減少故障率，提高工藝連續(xù)運(yùn)行效率，有效降低機(jī)械沖擊力 ，提高設(shè)備使用壽命，屬于未來工業(yè)用戶重要選擇方案。

參考文獻(xiàn)

[1]張發(fā)興.淺析電氣自動(dòng)化技術(shù)在環(huán)保餐盒成型機(jī)及制漿自控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].河南建材，2018（05）：341-343.

[2]常雨芳.高壓大功率電動(dòng)機(jī)自耦磁控軟啟動(dòng)方法及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2013.

[3]張蕊萍，趙峰.項(xiàng)目教學(xué)在電機(jī)學(xué)教學(xué)中的研究與實(shí)踐[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2010-04-029.