摘要：本文通過對(duì)降補(bǔ)結(jié)合型軟起動(dòng)裝置特點(diǎn)的了解，說明該產(chǎn)品是比較理想的，很有發(fā)展前途。

引言

      軟起動(dòng)器應(yīng)用十分廣泛，尤其是大型電動(dòng)機(jī)，小至幾百千瓦，甚至上千至幾萬千瓦。正常運(yùn)行時(shí)不具備調(diào)速和節(jié)能條件，可選用軟起動(dòng)器來降低電壓，減小起動(dòng)電流。國內(nèi)有一百多家制造廠。其控制方式有SCR智能型（約占70%），開關(guān)變壓器型（適用中高壓），液阻型，磁控型，無刷自控制型，微功耗智能型及分級(jí)變頻型多種型式。不論何種都存在先天不足之處，即啟動(dòng)電流大，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，電流或轉(zhuǎn)矩不穩(wěn)定，諧波較大的短處。經(jīng)研究并實(shí)踐降補(bǔ)結(jié)合型軟起動(dòng)裝置是比較理想的，很有發(fā)展前途，特作介紹如下。

1 原理及裝置組成

      該裝置由降壓器、起動(dòng)無功發(fā)生器和開關(guān)控制單元構(gòu)成，利用無功發(fā)生器補(bǔ)償起動(dòng)過程中心點(diǎn)所需的無功電流，同時(shí)具有變壓器降低起動(dòng)電流的優(yōu)點(diǎn)，并提出了采用串接等效過度電阻降低操作過電壓的方法。該裝置在保證電動(dòng)機(jī)端口電壓的同時(shí)，網(wǎng)側(cè)電流可以控制在1.5倍甚至更小的范圍內(nèi)，從而保證母線電壓穩(wěn)定。產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新性強(qiáng)，是一種經(jīng)濟(jì)可靠的、特別適合于大容量交流電動(dòng)機(jī)的新型軟起動(dòng)裝置。已獲得ZL2006 2 009888.0；ZL206 2 0095622.8兩項(xiàng)專利。實(shí)屬自主創(chuàng)新，國內(nèi)領(lǐng)先，國外尚無，性能優(yōu)越，性價(jià)比高的特征。

降補(bǔ)固態(tài)起動(dòng)控制裝置主回路圖

      本裝置包括降壓控制裝置和無功控制裝置，同時(shí)還需要啟動(dòng)柜、運(yùn)行柜等配套開關(guān)柜。通過啟動(dòng)柜將本裝置與10kV/6kV母線連接，在起動(dòng)時(shí)將高壓電源通過本裝置為電機(jī)提供啟動(dòng)電源。啟動(dòng)完成后通過（旁路）運(yùn)行柜為電機(jī)供電。

      由于大型電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過程中將消耗大量的無功功率，從而引起電網(wǎng)電壓的波動(dòng)。為了降低電機(jī)對(duì)電網(wǎng)電壓的影響，本裝置在電機(jī)端并聯(lián)一臺(tái)無功發(fā)生器，由它提供電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程中所需要的部分無功功率。，這樣總電流減小，cosΦ提高。

      為了進(jìn)一步降低母線電流I₁，本裝置將電動(dòng)機(jī)及無功發(fā)生器并聯(lián)回路經(jīng)降壓器接入電網(wǎng)，通過降低機(jī)端電壓的方式進(jìn)一步減小電流。此時(shí)降壓器的輸出電流I_d與無功發(fā)生器電流I_c之差，輸出電流的K倍（降壓器一、二次電壓比為1：K，K<1）。

即I₁=K（I_d-I_c）。

      因此通過調(diào)節(jié)降壓器的電壓比和無功發(fā)生器提供的無功電流，可以將從母線流過的電流降到可以允許的范圍之內(nèi)，降低電機(jī)起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的影響，并可減小總變壓器容量。

2裝置的組成及其作用

      降壓器的作用是降低電機(jī)端電壓，給電機(jī)施加恰當(dāng)?shù)钠饎?dòng)電壓值。降壓器輸入母線電壓，考慮到電網(wǎng)及負(fù)載的波動(dòng)，降壓器輸出設(shè)置為三檔，檔位通過分接開關(guān)實(shí)現(xiàn)。

降壓控制柜的作用有兩點(diǎn)：a、對(duì)二次電壓的平衡調(diào)節(jié)作用，弱化中性點(diǎn)的漂移；

b、減小切換全壓時(shí)的沖擊。

無功發(fā)生器的作用是提供電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)所需的大量無功功率，減小從系統(tǒng)吸收的無功電流，從而減小對(duì)電網(wǎng)的影響。其等效電路如圖：

無功補(bǔ)償矢量圖

      從圖中可以看出，在電機(jī)端提供無功功率后，從系統(tǒng)吸收的電流I₂明顯減少。

無功控制柜則用來與無功發(fā)生器配合，組成無功控制系統(tǒng)，適時(shí)控制無功發(fā)生器提供合理無功功率。

3湖北飛友FYBQ系列降補(bǔ)固體軟起動(dòng)裝置功能特點(diǎn)

FYBQ系列降補(bǔ)固態(tài)軟起動(dòng)裝置廣泛用于電壓等級(jí)為6kV、10kV，額定功率50000kW以下電機(jī)的降壓軟起動(dòng)。

產(chǎn)品特點(diǎn)

1、  起動(dòng)時(shí)回路電流小于1.8倍電機(jī)額定電流，最小可達(dá)額定電流，且恒定。

2、  起動(dòng)時(shí)電網(wǎng)的壓降在5%—2%之間可任意選擇。

3、  對(duì)電網(wǎng)容量要求很低，顯著減小變壓器的安裝容量，大幅降低一次設(shè)備的投資

4、  起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，可滿足不同負(fù)載的要求；

5、  可連續(xù)起動(dòng)，重復(fù)精度高，起動(dòng)時(shí)切換過程無操作過電壓；

6、  無諧波，壓降很低，基本不影響電能質(zhì)量，無附加功率損耗；

7、  全密封，不受環(huán)境限制，安全可靠，壽命長，基本免維護(hù)；

4湖北萬州降補(bǔ)型固態(tài)軟起動(dòng)WEQ-ST功能特點(diǎn)

1、  應(yīng)用范圍

WEQ-ST是一種應(yīng)用于電機(jī)起動(dòng)的、實(shí)時(shí)快速無功補(bǔ)償系統(tǒng)，適合于電機(jī)帶負(fù)載直接起動(dòng)、解決電壓跌落問題，目標(biāo)客戶是冶金、礦山、水電、化工、港口、石油石化、建材等行業(yè)大容量高低壓電機(jī)的起動(dòng)，電壓等級(jí)為400V、6kV、10kV。

2、  功能優(yōu)勢

1）應(yīng)對(duì)電氣系統(tǒng)的挑戰(zhàn)——電機(jī)在起動(dòng)的短時(shí)間內(nèi)需要一個(gè)非常高的無功功率，這個(gè)需求會(huì)生成6-7倍的額定電流，結(jié)果造成電網(wǎng)電壓的跌落或者配電開關(guān)跳閘，電網(wǎng)電壓的跌落會(huì)對(duì)其他負(fù)載造成影響，也會(huì)造成電機(jī)不能正常起動(dòng)。

2）應(yīng)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的挑戰(zhàn)——在一些情況下對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)來說，起動(dòng)過程中的轉(zhuǎn)矩是過度的，需要進(jìn)行消除。

3）解決方法——高性價(jià)比的快速補(bǔ)償系統(tǒng)。

對(duì)于電氣系統(tǒng)的挑戰(zhàn)最優(yōu)化的方法，是使用一個(gè)非?？焖俚难a(bǔ)償系統(tǒng)、在短時(shí)間內(nèi)提供全部所需要的無功能量，防止電網(wǎng)電壓的過度跌落，大幅減小網(wǎng)側(cè)電流，保持合適的電機(jī)端電壓、幫助電機(jī)能夠帶負(fù)載起動(dòng)，同時(shí)減小網(wǎng)側(cè)電流，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

3、主要技術(shù)特點(diǎn)

1）大幅減小網(wǎng)側(cè)電流：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流可控制在1.5I_e，甚至更小。主要取決于補(bǔ)償容量、成本的取舍。對(duì)于電網(wǎng)較弱的場合，比選擇變壓器增容有更高的性價(jià)比。

2）有效解決電壓跌落：根據(jù)補(bǔ)償容量的選取，可保證電壓跌落達(dá)標(biāo)、零跌落，對(duì)于比較脆弱的配電網(wǎng)絡(luò)尤其適用，甚至可補(bǔ)償部分電壓電壓至額定值。

3）提供大的轉(zhuǎn)矩，對(duì)于鼠籠式電動(dòng)機(jī)最高可達(dá)額定轉(zhuǎn)矩的1.8倍。

4）一拖多起動(dòng)：當(dāng)有很多電機(jī)的情況下，可以用1臺(tái)起動(dòng)器分別起動(dòng)多臺(tái)電機(jī)，有效降低用戶設(shè)備投資。

5）組合應(yīng)用：WEQ-ST可作為單獨(dú)的設(shè)備，大幅減小網(wǎng)側(cè)電流、降低電網(wǎng)電壓跌落，當(dāng)需要減少轉(zhuǎn)矩的時(shí)候，可以與WGQ（H）系列固態(tài)軟起動(dòng)器和WLQ系列液態(tài)起動(dòng)器進(jìn)行組合、來達(dá)到減少機(jī)械轉(zhuǎn)矩和進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)。

6）超快響應(yīng)速度：WEQ-ST是業(yè)內(nèi)唯一能真正做到5-20ms投切全部電容器組。不管有多少組電容需要投切，總的完成時(shí)間一般都會(huì)在2/3周波以內(nèi)，50Hz電網(wǎng)，投切時(shí)間T=13.3ms。

7）間歇工作制：典型的電機(jī)起動(dòng)只需要一個(gè)短的起動(dòng)周期，因此WEQ-ST被設(shè)計(jì)成間歇工作制，即在短的時(shí)間內(nèi)承擔(dān)高的電流，如此則降低了設(shè)備的制造成本和造價(jià)。WEQ-ST的一個(gè)典型的工作周期是5%，如果WEQ-ST工作20秒，它需要空下來6.7分鐘（380秒）。

5湖北襄樊大力電工有限公司TCS3-5000裝置性能指標(biāo)

1、  TCS3-5000裝置性能指標(biāo)：

1）電機(jī)起動(dòng)時(shí)端電壓：不小于60%Ue

2）10kV母線電流：不大于2.5倍Ie

3）10kV母線電壓：不小于90%Ue

4）電機(jī)起動(dòng)時(shí)間：不大于40s

5）電機(jī)投全壓時(shí)，沒有切換沖擊電流，沒有切換過電壓，起動(dòng)性能指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求且每次參數(shù)一致。

2、  TCS2、3、6系列降補(bǔ)固態(tài)軟起動(dòng)準(zhǔn)購置主要性能參數(shù)如下表：

3、  性能特點(diǎn)

1）  起動(dòng)回路電流一般小于1.5倍電機(jī)額定電流（2系列一般小于2倍），最小可達(dá)到額定電流；

2）  起動(dòng)時(shí)電網(wǎng)的壓降一般在5%-12%之間；

3）  對(duì)電網(wǎng)容量要求很低，顯著減小變壓器安裝容量，大幅降低一次設(shè)備投資；

4）  起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，可滿足不同負(fù)載的要求；

5）  可連續(xù)起動(dòng)，重復(fù)精度高；

6）  無諧波，電網(wǎng)波動(dòng)小，基本不影響電能質(zhì)量，無附加有功損耗；

7）  全密封，不受環(huán)境限制，安全可靠，壽命長，基本免維護(hù)。

6應(yīng)用介紹

1、  江西新余鋼鐵廠 高爐鼓風(fēng)機(jī)（軸流）  19000kW 5套

2、  重慶鋼鐵有限公司 煤氣壓縮機(jī)  17000kW 1套

3、  福建鼎星氣體有限公司 空氣壓縮機(jī) 4300HP 1套

4、  鄂爾多斯星星能源公司 風(fēng)機(jī)  12500kW 1套

結(jié)論

      通過本文論述和分析，對(duì)降補(bǔ)結(jié)合型軟起動(dòng)裝置有個(gè)全面的了解，的確是個(gè)全新的改進(jìn)，是今后發(fā)展方向，目前處于推廣階段，亦有少數(shù)單位已應(yīng)用成功，成效不凡，值得向大家做個(gè)推薦。