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哈尔滨帕特尔科技有限公司软起动装置的应用
随着经济的发展，设备能力越来越大。20000kW以上高压电机的应用越来越多。它的起动问题逐渐引起人们的重视，传统的变压器——电动机组起动方式只少许地解决了上级电网的电压波动问题，此外还存在耗能大的缺点，其它方面均与直接起动的缺点一样；自耦变压器起动仍存在2～3次冲击，感应过电压也危及设备绝缘；液态式和磁饱和电抗器式起动装置的性能又不尽人意；用高压变频装置来做软起动又存在杂波多、可靠性差及价格昂贵的问题。综合多种情况开关变压器式软起动装置是20000kW以上电机起动的最佳选择。为了给人们展示开关变压器技术的优异性能，哈尔滨帕特尔科技公司特把北京燕山石化12000kW电机的软起动装置做成24000kW（当电网容量较好时，最大可起动30000kW的轴流风机）。
哈尔滨帕特尔科技公司的专利技术、开关变压器式高压电机软起动装置已经问世多年了,它的优异性能已经得到了广泛的认同。
开关变压器式高压电机软起动装置是对可控硅串联式（俗称固态）软起动装置的改进。它克服了可控硅串联技术的高风险、难维修、多杂波等缺点，从原理上保证了该装置的高可靠性和高性能性。
一、燕山石化起动情况
1．燕山石化三催化12000kW高压电机及负载相关参数：
电机：额定功率12000kW，额定电流1322A，额定电压6kV。（佳木斯电机厂生产）
风机：AV-50系列轴流压缩机。（陕西鼓风机集团有限公司）
电网:变压器——电动机组供电方式,20000kVA变压器,电压等级为35kV／6kV
2．起动情况
2007年4月11日上午10：05分光轴起动12000kW电机，最大起动电流3000A（为额定的2.27倍）、起动时间10.4秒、6kV母线电压降30%。起动曲线如下图所示：

大电机使用开关变压器式高压电机软起动装置无任何风险
该技术的主电路是纯电气可控电路。电路中无不可控元件、功率增大时只要增大开关变压器和可控硅的容量即可，其它部份无需变化，变化部份也就是可控硅增大后的触发问题，而当前容量最大的可控硅其触发电流也只200mA左右，我公司采用的触发板一直超过这个能力，故可靠触发无问题。
我公司当初研制该技术时，电机选用的是100W手电钻，现在做到12000kW都是同一种控制电路。每次容量上的升级（100W 800kW 8000kW 12000kW）都是一次安装起动成功，功率放大了12万倍。现在如果从12000kW上升到60000kW，功率只放大到5倍，肯定是无问题的。
开关变压器并联技术大大优于可控硅一般并联技术
均流效果好。我公司在8000kW以上装置中已经采用了开关变压器并联技术，它不是简单地把两只可控硅并联，而是通过开关变压器次级绕组并联，这时次级漏抗（只占变压器漏抗的1/2左右）参与均流，故均流效果在95%以上。功率超过12000kW之后，由于多绕组出线不好布置，故采用两台开关变压器并联技术（只原边并联），此时全部漏抗参与均流，故均流效果相当好。我们曾做过两台315kW的软起动装置并联起动630kW电机，两路电流完全一致。
针对当前国内20000～30000kW电机应用较多，人们又担心并联效果不佳的情况，我公司在燕山石化做了一个并联示范项目。该装置采用二台开关变压器并联，最大起动能力可达30000kW电机（用于燕山12000kW电机是大马拉小车），起动过程中两路电流完全一样。据此，用户可以不必担心并联均流问题。
根据晶闸管的工作性质，我们可以相信该装置用于24000kW电机的情况是与在12000kW电机的均流情况是一样的：因为采用开关变压器并联之后，均流的效果已与晶闸管的参数差别关系很小，主要与变压器的短路电压有关。
那么，该装置现在用于12000kW，怎么能说明它可以用于24000kW呢？一方面我们可以用一拖多的情况来反证：开关变压器式软起动装置用于一拖多时对电机的大小没有要求，比主电机小多少都没关系。比如有一台用于10000kW的起动装置也同时用于起动1000kW电机，即就是说，只要装置是按10000kW设计的，如果它能顺利起动1000kW电机，则也必定能顺利起动10000kW电机。另一方面我们可以从晶闸管的工作原理来说明：众所周知，晶闸管内部的PNPN结构相当于二个正反馈的三极管，只要有一个足够的触发电流，则内部便形成电流正反馈，很快达到饱和电流。在电路中该饱和电流与外电路的情况有关，当外电路电阻小时电流大、当外电路电阻大时电流小，这即是电子开关器件的性质。在该装置中晶闸管是按能达到30000kW的能力设计的，现在用于12000kW电机上能顺利工作，说明晶闸管的触发电路等控制环节都正常，它一定能顺利起动24000kW电机。 三、在河北新金钢铁的起动情况
继2007年4月在北京燕山石化成功投运一套12000kW一拖一开关变压器式高压电机软起动装置后，于2008年3月在河北新金钢铁投运了一套14000kW一拖二装置。
1. 电机及负载情况
电机为上海电机厂生产的，型号为YGF1000-4，额定功率为14000kW、额定电压10kV、额定电流916A。
负载为陕鼓生产的轴流风机，型号为AV56-13。
2. 空载起动情况
2008年3月13日空载起动电机，起动最大电流2000A（2.18倍额定电流），起动时间21s，电网压降

3. 带载起动情况
2008年3月29日带载起动电机，由于起动时的电源为临时电源。考虑到这种情况，经过计算后将起动参数重新调整，一次起动成功。起动最大电流2100A（2.29倍额定电流），起动时间40s，电网压降23%。
带载起动电流曲线如下图所示。

4. 用户对起动情况的评价
1）起动平稳，起动电流平滑，起动电流小。
2）起动情况可根据现场情况进行灵活调整。
3）重复起动一致性高，并可连续多次起动。
当前国内30000KW以上电机的起动基本上都用变频器，变频器的起动性能非常好，起动平滑无冲击，起动电流小，但它有下述不足：1. 变频技术还处于发展阶段，由于开关损耗还比较大，所以可靠性还比较低，故障率比较高，各单位往往由于维修技术跟不上而造成停工时间长。首钢曾发生35000KW高炉鼓风机一个多星期才起动起来的事例。
2. 变频装置输出电压中，高次谐波的含量大，会在电机齿槽上产生局部过热现象，烧毁绝缘，影响电机使用寿命。在调速应用时要使用特殊设计的变频电机就是这个原因。
3. 用变频装置做软起动，当达到亚同步转速要从变频电源向工频电源切换时，必须有良好的同步功能（有的变频装置不具备此功能），否则会产生机械冲击，损伤机械设备。
4. 变频装置价格昂贵。
5. 变频装置电路原理复杂，对维修技术水平要求高，维修时间长。
与变频装置相比，开关变压器式软起动装置的不足之处仅仅是起动过程中有过流现象，但时间并不长；过电流倍数也不大，空载起动不超过额定电流的2倍，负载起动（风机泵类负荷）不超过额定电流的3倍。
如果电网容量小，一定要求不能大于额定电流，则可以采用无功补偿的方式把起动电流中的无功电流（它是起动电流大的主要因素）中和掉，使它不流入电网。这时补偿装置和开关变压器式软起动装置的总造价也小于变频器的价格。
开关变压器式软起动装置用于30000KW以上电机的起动时，要采用多台12000KW起动装置并联，现在已经证明了二台并联没问题，多台并联也没问题，这是简单的电路原理。

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