石化行业中电机常见起动方式分析

石化行业中电机常见起动方式分析
摘要：电动机在恒压下直接起动，其起动电流约为额定电流的4-7倍，其转速要在很短时间内从零升至额定转速，会在起动过程中产生冲击，很容易使电力拖动对象的传动机构等造成严重磨损甚至损坏。

在起动瞬间大电流的冲击下，将引起电网电压降低，影响到电网内其它设备的正常运行。

同时由于电压降低，电动机本身起动也难以完成，造成电机堵转，严重时，可能烧坏电动机。

因而如何减少异步电动机起动瞬间的大电流的冲击，是电动机运行中的首要问题。

为此必须设法改善电动机的起动方法，使达到电动机的平滑无冲击的起动，于是各种限流起动方法也就应运而生。

关键词：电动机起动石化装置软起动变频起动
一、低压笼型感应电动机的起动方式在石化装置中，低压笼型感应电动机占有很大比例，常见起动方式如下：。

1、自耦变压器降压起动当电动机起动时，电动机的定子通过自耦变压器接到三相电源上。

当电机转速升高到一定值时，自耦变压器被切除，电动机定子直接接到电源上，电动机进入正常运行状态。

同直接起动时相比，当电压降到W2/W1倍时，起动电流和起动转矩降到(W2/W1)2倍(W2/W1为自耦变压器的变比)。

这种起动方式的优点是起动时定子电压的大小可调。

比起定子串电抗起动，当限定的起动电流相同时，起动转矩损失较少。

要使变压器的容量和耐压水平提高，将使得变压器的体积增大，成本高，且不允许频繁起动，同样也不能带重负载起动。

2、定子串电抗器的降压起动对于鼠笼式异步电机一般采用定子回路串电抗器分级起动，绕线式异步电机则采用转子回路串电抗器起动。

定子边串电抗器起动，即增加定子边电抗值，可理解为降低定子实际所加电压，其目的是减少起动电流。

此起动方式属降压起动，缺点是起动转矩随定子电压的降低而成平方关系下降，外串电阻中有较大的功率损耗。

又由于是分级起动，起动特性不平滑。

3、星-三角换接起动方式起动时定子绕组星形连接，起动后三角形连接。

在电动机绕组星形连接时，电动机电流仅为三角形连接的1/3，遗憾的是电动机的转矩也同样降低到三角形接线时的1/3，为了使电动机在额定转速时达到它的额定转矩，在经历了预先设定的时间后，又从星形接线转换到三角形接线，在转换过程中会出现二次冲击电流。

4、软起动方式
所谓“软起动”，实际上就是按照预先设定的控制模式进行的降压起动过程。

目前的软起动器一般有以下几种起动方式：限流软起动、电压斜坡起动、转矩控制起动、转矩加突跳控制起动与电压控制起动，可根据电网端和负载端对起动电流、起动时间、起动转矩的不同要求选取相应的起动方式。

晶闸管软起动器的适用于不允许较大起动冲击、电动机功率较大、对电网电压波动要求严格、对起动转矩要求不高，设备可进行空载或轻载起动的场合。

严格地讲，起动转矩应当小于额定转矩50%的拖动系统，才适合使用软起动器解决起动冲击问题。

对于需重
载或满载起动的设备，若采用软起动器起动，不但达不到减小起动电流的目的，反而会要求增加软起动器晶闸管的容量，增加成本；若操作不当，还有可能烧毁晶闸管。

笼型感应电动机采用降压起动，减小起动电流的同时，起动转矩会成平方减小。

二、绕线型感应电动机的起动方式绕线型感应电动机可以在转子回路中串入起动电阻，选择适当的电阻值，既可以降低起动电流，又可以提高起动转矩。

在电机起动过程中，随转速的升高逐段切除起动电阻，可以维持较高的起动转矩并缩短起动时间。

通常小容量的绕线型感应电动机的起动电阻用金属电阻丝制成，大容量则选用铸铁电阻片，有时候也使用水电阻。

一般来说起动电阻是按短时运行设计的，如果长期流过较大电流，就会过热而损坏，所以起动完毕时应把它全部切除。

另外，频敏变阻器日益普遍地应用于绕线型感应电动机中。

频敏变阻器实际上就是只有一次绕组的三相心式变压器，其铁心由多块厚钢板或铁板制成，涡流损耗很大。

它利用涡流损耗与频率平方成正比的原理，随着转速增加，其电阻逐步减小，从而起到自行逐渐切除电阻的作用。

因此采用适当的频敏电阻器起动，能自动减小电阻，使电动机平稳起动。

三、中压电机的起动方式对于石化装置中的中压电机，大多传统的起动方式并不适用。

在10kv(6kv)等级电压下，传统的电抗器降压起动成本较高，而且很难满足平滑起动、冲击小的要求。

相比较而言，高压液阻软起动更适用于大中容量的鼠笼式电动机。

在某一静态工作条件下，其性能与电抗器相同，在动态条件下，可实现无极的连续起动。

有些适用于中低压绕线式异步电动机的液阻软起动装置的升级产品还可以在机组运行过程中通过改变液阻阻值达到调速、节能的目的。

液阻软起动的优点是不产生高次谐波、可无级控制、热容量大，中压产品价格低廉，缺点是占空间较大，液体受环境影响大、响应速度慢、起动重复性较差。

1、中压笼型电机的传统起动方式对于中压笼型电机，传统的降压起动方式在使用上有很大的局限性。

与液阻软起动器相比较，在低压领域，晶闸管软起动器虽然会引起高次谐波，但价格低、体积小、结构紧凑、几乎免维护、功能齐全、菜单丰富、起动重复性好、保护周全，有很大的优势。

在中高压领域，晶闸管软起动器基本都是进口产品，一次性投入价格比液阻高，需要从基本建设投资、设备性能和寿命、运行功耗和维修费用等因素做经济比较来选择起动设备。

一般从长远看，选择性价比高的晶闸管软起动器往往比液阻软起动器要更合理，特别是对于多台设备(例如二台以上风机或水泵)需要起动时，晶闸管软起动器往往可以一拖二、一拖三，而液阻软起动器则难以实现，因此晶闸管软起动就更占优势了。

2、中高压软起动器
晶闸管是电机软起动器中最关键功率器件，整机装置是否工作可靠与正确选择晶闸管额定电流、电压等参数有很大关系。

选型时应该首先考虑工作可靠性，即电流、电压余量倍数必须足够，其次应考虑经济性即性价比，最后应考虑安装美观、体积尽量减小等因素。

晶闸管额定电流的选择必须考虑电机额定工作电流。

一般来说，考虑两倍以上电动机额定电流。

3、中压大容量电动机的变频起动变频起动是一种优良的起动方式。

它利用对感应电动机变频调速的原理在起动过程中控制电动机的电压及频率间的关系，实现平滑、平稳、无冲击的起动。

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。

我们现在通常使用的变频器主要采用交-直-交方式。

在具体应用中，关于变频器的选用应注意几点：(1)对起动的电流、转矩要求，使用变频设备起动是否能达到该要求；(2)变频器的负载类型，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法；(3)变频器与负载的在电压、电流、转矩方面是否都匹配；(4)负载是否除起动有要求外，是否还有调速要求。

如果有调速要求，使用变频器的可能性更大，如果只是起动需要，则应将变频器与其他间接起动设备做经济性比较；(5)对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，会引起变频器降容，容量要放大一挡。

四、结束语石化装置中的电动机有很多种，应根据电动机的类型、电动机负载的特点、石化装置电网的具体情况以及经济因素选择适当的电机起动方式。

尤其是非直接起动方案更需要细致认真的分析和研究。

选择正确的起动方式、使用合适的起动设备，对石化装置的稳定运行，电动机与装置电网的稳定、优化及节能有非常重要的意义。