一、概述
在大型钢厂的生产系统中，高炉部分是最重要的生产环节。高炉工程中，电动鼓风站又是影响高炉生产的最重要生产部门。在通常的配置中，大型电动鼓风站的电机、电机起动装置以及电机控制系统都是采用成套引进方式，电机起动装置也都是采用变频器起动装置，此方案沿用至今，有它的时代背景。以前，大功率异步电机用的还比较少，即使有一些用户使用了大功率的电机，也基本上都是从国外电机生产商进口的，比较常见的生产厂家比如德国西门子和瑞士ABB。由于电机功率比较大，使用传统的降压起动方式，比如水电阻方式、串电抗起动方式等，起动电流比较大，电网往往难以承受。因此在进口电机的同时，往往也向这些电机厂家购买他们生产的变频器，比如用的比较多的西门子的变频器。而进口的变频器价格昂贵，使用户不得不付出高昂的经济成本。
近年来，用来拖动高炉鼓风机的大型电机的应用越来越多，用户迫切需要一种在性能上与变频器相当同时在经济性上又具有优势的起动产品，以代替目前还是比较昂贵的变频器。在国民经济迅猛发展后的今天，无论是国产工艺设备或是电气设备都得到飞跃发展，相关技术也达到了国际先进水平，与进口变频器在技术水平上并无大的悬殊，国产起动装置相反在价格上却具有很大优势，在技术售后服务上也占地利优势。
二、大功率电机起动方式的对比
目前，除了变频器起动方式外，还有很多别的起动方式，比如水电阻起动方式、电子相控调压方式、电抗降压方式、降压补偿方式等。
水电阻起动方式和电抗降压方式具有价格便宜、技术简单的特点，在低成本的小功率电机的起动中还有应用，不过随着电子相控调压起动装置的价格越来越低，在这些应用场合正被电子相控调压方式所代替。
电子相控调压方式通过平滑调节晶闸管导通角的方式实现电压的平滑调节，与水电阻起动性能相当，但是在可靠性方面还不是很理想，目前也只是在小功率电机上得到应用，在大功率电机上应用较少。
降压补偿方式以襄阳大力电工的降补固态软起动装置为应用较多，该装置通过在电机端并联无功发生器的方式，减少从电网吸收的无功功率，同时通过降压器进一步降压，使网侧起动电流限制在一个较小的范围之内，在大功率电机上应用较多。
经过对国内多家专业从事电机软起动装置的单位咨询、现场调查了解到，目前各种软起动方式的应用大致如图1所示：
从图中可以看出，在20000KW以下电机的软起动装置中，以传统的水电阻、电子调压方式、降补固态软起动方式为多。在20000KW以上的应用中，国内以变频器和降补固态软起动装置为多。目前所使用的变频器中，进口品牌的还是居多，国产品牌所占份额相当少。但国产的降补固态软起动装置在该领域占了一席之地，得到了广泛的应用。
图1 各种软起动方式的应用范围
1、性能对比
从技术性能上来说，变频器无疑是最先进的，代表着软起动的发展方向。其它的起动方式都是降压起动方式，从起动性能上来说，都要比变频器的起动电流大。降压起动方式中，降补固态软起动装置的起动性能又是最好的，仅次于变频器，比电子固态、电抗器、电阻器的起动电流小，对电网的影响也小。
从可靠性上来说，变频器不如降压起动方式。由于其技术复杂，在实际应用中故障率还是比较高的，维护也极为不便。
2、投资对比
进口变频器价格普遍较高，对普通用户来说，无疑是一种奢侈的方案。因为作为起动装置，一年也就使用那么几次，为了一年几次的起动，花费一大笔费用购置昂贵的变频器，而且在可靠性方面还不是很满意。
下面以我们实际做过的一个项目为例，对其投资做个对比说明。
承德建龙钢铁有限公司1350m3 高炉工程于2009 年开始建设，2010年建成投产，该工程鼓风机电机采用国产异步电机，电机功率21000kW，电压等级为10kV。根据2010年对外商（主要是西门子、GE 等）的询价，该套起动装置的设备费约630万元人民币（含现场服务费42万元人民币，外商到国内来对设备的调试费）。
同时对国内几大软起动装置厂家也逐一进行了询价，现以北京大力厂家价格为例，其余几家价格与此无大的悬殊。北京大力的设备费不到300万元人民币，报价已含调试费。
从上可知，采用国产设备可节约一次性投资330多万元人民币，并且在设备备品备件及售后服务方面比外商更具优势，备件价格便宜。
3、其它对比
从售后服务方面来说，进口变频器往往都是直接从国外生产的，其售后服务也都要通过国外供应商进行，其响应周期往往很长，长达几周，并且费用高昂。而用户现场由于生产的需要，在起动装置出现故障的情况下，对处理周期希望以小时计，否则将造成巨大的损失。而国内供应商的服务响应时间一般都很快，更能保证工厂的正常生产。
综上所述，从性能、投资、售后服务等方面进行对比，进口变频器相在大功率电机的应用中并不是最佳的选择，更不是唯一的选择。电机在30000kW 以下时，其起动装置采用国产设备或进口设备均能满足现场要求，现结合承德建龙钢铁有限公司1350m3高炉工程做具体分析。
三、降补固态软起动装置在承德建龙的实际应用
1、工程概述
承德建龙鼓风站10kV电源引自上级变电所，最小短路容量280MVA。鼓风站电机主要参数为额定功率21MW，额定电流1396A，直接全压起动电流倍数5倍。
承德建龙电动鼓风站10kV 系统图如下：
图2 承德建龙电动鼓风站系统图
因为鼓风机为离心式压缩机，电机功率和负载转矩比较大，负载转动惯量和阻力矩相对较大。经计算，要同时满足工艺及电气要求，把风机顺利起动起来，要求电机起动时，起动电流不超过1.8 倍，鼓
风站电气室10kV 母线电压降不超过13%，而电机端电压至少要达到母线电压65%以上。
3、现场实际起动情况
2010 年8 月14 日，电机在完成单电机试车后带负荷起动，一次起动成功。现场记录的数据为：起动时间57.6秒，起动电流2200A（相当于额定电流的1.58 倍），系统母线电压为8.98kV（相当于母线电压降为10.2%），电机端电压为7.7 kV（相当于电机额定电压的77%），起动完后母线功率因数为0.95，达到并超过设计预期要求。
四、结束语
钢厂电动鼓风机站大型电动机起动方式的选择要从经济性、可靠性、售后服务等多方面综合考虑，通过上述的分析对比，进口变频器并不是最佳的选择，相反，国产的一些起动设备，比如降补固态软起动装置，倒是性价比比较高的一种最佳选择。到目前为止，降补固态软起动装置在重钢、四川德钢、山西长治、新余钢厂、衡阳钢厂等都有实际应用，且反映良好。在国家大力提倡发展民族工业，推广使用自主产品的年代，越来越多的民族产品在各行各业都涌现出来，而且有所创新、有所发展，也为国民经济做出了重要贡献，建议在有条件的地方推广使用。