tgq1型中、高壓晶閘管軟起動(dòng)器_secret

1、TGQ1型中、高壓晶閘管軟起動(dòng)器摘 要：晶閘管高壓軟起動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn),適用電壓及功率范圍廣，可以與6kV-10kV/600kW-22MW的電機(jī)配套使用；具備軟起動(dòng)和軟停車功能，全面保證系統(tǒng)的安全起、停.關(guān)鍵字：大功率交流電機(jī) 直接起動(dòng) 電氣機(jī)械問題一.軟起動(dòng)的作用大功率交流電機(jī)直接起動(dòng)會產(chǎn)生一系列電氣和機(jī)械問題。電氣方面有：起動(dòng)時(shí)可達(dá)5-7倍的額定電流，造成電動(dòng)機(jī)繞組因電流引起過溫，從而加速絕緣老化。 造成供電網(wǎng)絡(luò)電壓波動(dòng)大，當(dāng)電壓0.85UN時(shí)，影響其他設(shè)備的正常使用。機(jī)械方面有：過大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生機(jī)械沖擊，對被帶動(dòng)的設(shè)備造成大的沖擊力，縮短使用壽命，影響精確度。如使聯(lián)軸器損壞、皮帶撕裂等。 造

2、成機(jī)械傳動(dòng)部件的非正常磨損及沖擊，加速老化，縮短壽命。人們?yōu)榱私鉀Q以上問題，不斷的尋求解決起動(dòng)問題的方法，例如采用自耦變壓器降壓起動(dòng)、串聯(lián)電抗器、液體電阻器、磁控電抗器等起動(dòng)方式。晶閘管降壓軟起動(dòng)是近年來出現(xiàn)的高科技產(chǎn)品，是計(jì)算機(jī)技術(shù)和電力技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，可以根據(jù)不同的應(yīng)用情況設(shè)置初始轉(zhuǎn)矩、起動(dòng)時(shí)間、停機(jī)時(shí)間、限流和各種保護(hù)值等。平滑的起動(dòng)特性和免維護(hù)等使其具有傳統(tǒng)軟起動(dòng)方法無法比擬的優(yōu)越性。國內(nèi)市場低壓380V軟起動(dòng)主要是采用晶閘管降壓軟起動(dòng)器，高壓軟起動(dòng)主要采用傳統(tǒng)軟起動(dòng)方法，近年來采用液體電阻軟起動(dòng)器的比較多，也有部分采用進(jìn)口公司如ABB、SIEMENS、摩托托尼、AB公司生產(chǎn)的晶閘管

3、降壓軟起動(dòng)器，但由于其價(jià)格昂貴，影響其大量推廣使用。二、軟起動(dòng)的分類軟起動(dòng)可分為有級和無級兩類，前者的調(diào)節(jié)是分檔的；后者的調(diào)節(jié)是連續(xù)的。傳統(tǒng)的軟起動(dòng)均是有級的，如星/角變換軟起動(dòng)，自耦變壓器軟起動(dòng)，電抗器軟起動(dòng)等等。本文關(guān)心的是無級類的：液阻軟起動(dòng)、磁控軟起動(dòng)和晶閘管軟起動(dòng)。變頻調(diào)速裝置也是一種軟起動(dòng)裝置，它是比較理想的一種，它可以在限流同時(shí)保持高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，價(jià)格貴是制約其推廣應(yīng)用的主要因素。在電動(dòng)機(jī)定子回路，通過串入有限流作用的電力器件實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)，叫做降壓或限流軟起動(dòng)。它是軟起動(dòng)中的一個(gè)重要類別。以限流器件劃分，可分為：以電解液限流的液阻軟起動(dòng)，以晶閘管為限流器件的晶閘管軟起動(dòng)，以磁飽和電抗

4、器為限流器件的磁控軟起動(dòng)。三、軟起動(dòng)過程描述參數(shù)與軟起動(dòng)裝置優(yōu)劣評分項(xiàng)目為了能夠客觀地對軟起動(dòng)過程以及裝置作出比較和評價(jià)，提出以下15條。不言而喻，所有的比較和評價(jià)只有在電網(wǎng)、電動(dòng)機(jī)、負(fù)載相同的條件下才有意義。1. 軟起動(dòng)能否完成以及起動(dòng)（完成）時(shí)間;2. 軟起動(dòng)過程中的電動(dòng)機(jī)最大電流（ %）;3. 軟起動(dòng)過程中的最大電網(wǎng)電壓降（ %）;4. 軟起動(dòng)過程中電動(dòng)機(jī)有否機(jī)電共振等異常現(xiàn)象;5. 軟起動(dòng)過程中電流的高次諧波含量（ %）;6. 軟起動(dòng)裝置的價(jià)格（常以單位容量的人民幣表示）;7. 軟起動(dòng)裝置允許的連續(xù)起動(dòng)次數(shù);8. 軟起動(dòng)裝置占用的空間大小;9. 軟起動(dòng)裝置限流器件開度的易控性：調(diào)節(jié)是否

5、平滑、快速;10. 軟起動(dòng)裝置對使用環(huán)境要求的裕度;11. 軟起動(dòng)裝置的起動(dòng)重復(fù)性（相連兩次軟起動(dòng)過程描述參數(shù)的守恒性），12. 軟起動(dòng)裝置所提供的起動(dòng)和停止方式的多樣性;13. 軟起動(dòng)裝置所具備的對于裝置本身以及電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)功能的完備性（包括過流、過載、欠相、起動(dòng)超時(shí)、接地等，包括故障提示和顯示、診斷、記憶等）;14. 軟起動(dòng)裝置在起動(dòng)過程中的噪聲大小;15. 軟起動(dòng)裝置所需要的輔助電源功率的大小。以上1至5條等屬于過程描述參數(shù)，6至15條屬于裝置評分項(xiàng)目。四、液阻軟起動(dòng)液阻是一種由電解液形成的電阻，它導(dǎo)電的本質(zhì)是離子導(dǎo)電。它的阻值正比于相對的二塊電極板的距離，反比于電解液的電導(dǎo)率，極板距

6、離和電導(dǎo)率都便于控制。液阻的熱容量大。液阻的這兩大特點(diǎn)（阻值可以無級控制和熱容量大），恰恰是軟起動(dòng)所需要的。加上另一個(gè)十分重要的優(yōu)勢即低成本使液阻軟起動(dòng)得到廣泛的應(yīng)用。液阻軟起動(dòng)的缺點(diǎn):1、液阻箱容積大，其根源在于阻性限流，減小容積引起溫升加大。一次軟起動(dòng)后電解液通常會有10C30C的溫升，使軟起動(dòng)的重復(fù)性差。2、控制功能低下。起動(dòng)時(shí)間、停止時(shí)間、初始電壓、限壓范圍等主要控制參數(shù)均不能方便地調(diào)節(jié)。移動(dòng)極板需要有一套伺服機(jī)構(gòu)，它的移動(dòng)速度較慢，難以實(shí)現(xiàn)起動(dòng)方式的多樣化。保護(hù)功能不全。無自檢、過載保護(hù)、電流不平衡、斷相等保護(hù)。3、維護(hù)困難。須經(jīng)常維護(hù)，須經(jīng)常添加液體以保持液位。在高壓回路里加水作業(yè)

7、有很大危險(xiǎn)性。電極板長期浸泡于電解液中，表面會有一定的銹蝕，需要作表面處理 。4、安全性差。這是該裝置最大的隱患，一但維護(hù)不及時(shí)，至液阻液位過低，起動(dòng)時(shí)有引起裝置爆炸的危險(xiǎn)，爆炸后引起高壓接地，給人員設(shè)備帶來災(zāi)難性的后果。在起動(dòng)時(shí)有噪聲及電動(dòng)力致使振動(dòng),特別是在極板運(yùn)行中易造成導(dǎo)電水飛濺，安全性差。在高壓起動(dòng)回路中，用傳動(dòng)電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制極板運(yùn)行，一旦控制失靈，后果比較嚴(yán)重。5、對環(huán)境溫度要求高。液阻軟起動(dòng)裝置不適合于置放在易結(jié)冰的現(xiàn)場。五、熱變液阻軟起動(dòng)近年有所謂的熱變液阻軟起動(dòng)裝置，通過液阻本身在軟起動(dòng)過程中的溫升，借助電解液電導(dǎo)率與溫度的正相關(guān)性實(shí)現(xiàn)無極板伺服機(jī)構(gòu)的軟起動(dòng)。但是，其可行

8、性大可質(zhì)疑：它的限流器件不具備限流能力易控性，裝置對使用環(huán)境溫度要求高，軟起動(dòng)重復(fù)性差。因?yàn)闊嶙冸娮柢浧饎?dòng)裝置具備原理決定的、與生俱來的幾個(gè)內(nèi)在特點(diǎn)：1. 電極無需動(dòng)，因而減免了移動(dòng)電極的伺服機(jī)構(gòu)，減免了伺服機(jī)構(gòu)可能帶來的不安全。但是，需要采取防范蒸汽散發(fā)的措施。2. 無法進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，更談不上閉環(huán)控制。3. 根據(jù)一次軟起動(dòng)的質(zhì)量對裝置進(jìn)行下次再調(diào)整的余地不大。可能的調(diào)整僅僅是：極間距離，電解質(zhì)濃度，液面高度。但調(diào)整裕度相當(dāng)有限。4. 具有一切液態(tài)軟起動(dòng)裝置的共性，如發(fā)熱量大、體積大，不能作到免維護(hù)。5. 對環(huán)境尤其是溫度變化的耐受能力較差。難于保證不同環(huán)境溫度下軟起動(dòng)性能的一致性。6. 軟起

9、動(dòng)功能單一，使適用范圍受到一定的限制：不能實(shí)現(xiàn)軟停止，不能實(shí)現(xiàn)帶電流突跳的軟起動(dòng)。液阻軟起動(dòng)裝置可以串在繞線電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路實(shí)現(xiàn)重載軟起動(dòng)，售價(jià)低廉，在軟起動(dòng)過程中不產(chǎn)生高次諧波等等，則是它突出的優(yōu)點(diǎn)。六、磁控軟起動(dòng)磁控軟起動(dòng)是從電抗器軟起動(dòng)衍生出來的。用三相電抗器串在電動(dòng)機(jī)定子實(shí)現(xiàn)降壓是兩者的共同點(diǎn)。磁飽和軟起動(dòng)不同于電抗器軟起動(dòng)的主要點(diǎn)是其電抗值可控?？傮w說來，起動(dòng)開始時(shí)電抗器的電抗值較大，在軟起動(dòng)過程中，通過反饋調(diào)節(jié)使電抗值逐漸減小，及至軟起動(dòng)完成后被旁路。 電抗值的變化是通過控制直流勵(lì)磁電流，改變鐵芯的飽和度實(shí)現(xiàn)的，所以叫做磁控軟起動(dòng)。因?yàn)榇棚柡碗娍蛊鞯妮敵龉β时瓤刂乒β蚀髱资?，它也?/p>

10、以稱為磁放大器。由于它不具有零輸入對應(yīng)零輸出的特點(diǎn)，所以，不建議采用磁放大器這一詞。 磁飽和電抗器有三對交流繞組（每相一對）和三相共有的一個(gè)直流勵(lì)磁繞組。在交流繞組里流過的是電動(dòng)機(jī)定子電流，它必然會在直流勵(lì)磁繞組上感應(yīng)出電勢。后者會影響勵(lì)磁回路的運(yùn)行。不是用一個(gè)，而是用一對交流繞阻的主要原因就是為了抵消這種影響。 顯然，電抗值的調(diào)節(jié)是靜止的、無接觸的、非機(jī)械式的。這就為微電子技術(shù)的介入打開了大門。所以，在工作原理上磁控軟起動(dòng)與晶閘管軟起動(dòng)是完全相同的。說磁飽和軟起動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)軟停止，能夠具有晶閘管軟起動(dòng)所具有的幾乎全部功能，其原因蓋出于此。磁控軟起動(dòng)的缺點(diǎn)，1、目前國內(nèi)僅僅處于低電壓等級、2MW

11、的實(shí)驗(yàn)階段；2、起控電壓高，有較大的電流沖擊；3、體積較大；4、工作時(shí)的噪音較大；5、有0.1秒量級的慣性，這使磁控軟起動(dòng)的快速性比晶閘管軟起動(dòng)慢一個(gè)數(shù)量級；6、會引起高次諧波。七、TGQ型晶閘管軟起動(dòng)器晶閘管軟起動(dòng)產(chǎn)品問世不過30年左右的時(shí)間。它是當(dāng)今電力電子器件長足進(jìn)步的結(jié)果。10年前，電氣工程界就有人指出，閘管軟起動(dòng)將引發(fā)軟起動(dòng)行業(yè)的一場革命。目前在低壓（380伏）范圍內(nèi)，晶閘管軟起動(dòng)產(chǎn)品價(jià)格已經(jīng)下降到液阻軟起動(dòng)的大約2倍。而其主要性能卻大優(yōu)于液阻軟起動(dòng)。 過去晶閘管軟起動(dòng)產(chǎn)品也有缺點(diǎn)，一是高壓產(chǎn)品的價(jià)格太高，是液阻的510倍，二是晶閘管引起的高次諧波較嚴(yán)重，三是對于繞線轉(zhuǎn)子異步機(jī)無所作

12、為。在這幾個(gè)缺點(diǎn)中，價(jià)格高是制約其發(fā)展的主要因素。對于貧者，無力選用它；對于富者，何不直接選用高壓變頻裝置？這就是高壓晶閘管軟起動(dòng)比較受冷落的原因。而且過去高壓晶閘管軟起動(dòng)一直被國外壟斷。針對以上問題，株洲時(shí)代集團(tuán)公司（株洲電力機(jī)車研究所）綜合自己在高電壓大功率半導(dǎo)體制造、電力電子及其控制等方面多年的成功經(jīng)驗(yàn)以及引進(jìn)、吸收國外著名公司高壓晶閘管閥成熟技術(shù)，成功開發(fā)出了TGQ型高壓軟起動(dòng)器，產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于油田、煤礦、鋼鐵等行業(yè)。該產(chǎn)品的研制成功，填補(bǔ)了國內(nèi)在高壓閘管閥軟起動(dòng)領(lǐng)域的空白。該產(chǎn)品的價(jià)格已能做到與液體電阻軟起動(dòng)器、磁控電抗器軟起動(dòng)器差距不大，尤其在3MW以上價(jià)格基本相同，具有較大的市

13、場前景。TGQ型晶閘管軟起動(dòng)的以下優(yōu)點(diǎn)是液阻軟起動(dòng)難以望其項(xiàng)背的：體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，可以節(jié)約大量基建投資；免維護(hù)，安全可靠；安裝使用簡單?？煽毓枋菬o觸點(diǎn)的電子器件，不同于其他類型的產(chǎn)品需經(jīng)常維護(hù)液體和部件等，把機(jī)械壽命變?yōu)殡娮釉褂脡勖B續(xù)運(yùn)行數(shù)年也無需停機(jī)維護(hù)，更無爆炸引起高壓接地等危險(xiǎn)。；備份特性。機(jī)內(nèi)裝有可直接起動(dòng)電機(jī)的真空接觸器，如果控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可利用真空接觸器直接起動(dòng)電機(jī)，以保證生產(chǎn)的連續(xù)性。全智能控制，功能齊全，菜單豐富；起動(dòng)重復(fù)性好，保護(hù)周全；TGQ型高壓軟起動(dòng)器的系統(tǒng)電壓和電機(jī)功率范圍：電源電壓：2kV10kV電機(jī)功率：150kW25MWTGQ型高壓軟起動(dòng)器有以下特點(diǎn)

14、：采用株洲時(shí)代集團(tuán)公司（株洲電力機(jī)車研究所）生產(chǎn)的、經(jīng)過鐵路干線電力機(jī)車長期運(yùn)行考核的高電壓、大功率晶閘管元件； 引進(jìn)、吸收國外著名公司成熟技術(shù)制作的晶閘管閥作為主電路部件，具有技術(shù)先進(jìn)、工作可靠、結(jié)構(gòu)模塊化、便于維護(hù)等特征; 采用現(xiàn)代先進(jìn)的數(shù)字信號處理和系統(tǒng)集成技術(shù)，顯著提高各項(xiàng)性能指標(biāo)、可靠性及穩(wěn)定性； 采用一系列防干擾措施，具有很強(qiáng)的電磁兼容性； 采用基于DSP和CPLD的液晶顯示控制器，具有良好的人機(jī)界面； 適用電壓及功率范圍廣。TGQ型高壓軟起動(dòng)器可為用戶帶來的好處：電機(jī)起動(dòng)時(shí)，電流從零平滑上升到設(shè)定值，平穩(wěn)起動(dòng)，無電流沖擊，減小了機(jī)械負(fù)載的沖擊轉(zhuǎn)矩，防止過壓和水錘效應(yīng)，保證了設(shè)備的安全運(yùn)用，可提高電機(jī)和相關(guān)機(jī)械設(shè)備的