从操作过电压谈高压电机软启动装置的选择

1．概述 交流电动机的启动一直是人们关注的一个课题，尤其是高压大容量交流电动机，随着其用量的急剧增加，软启动问题就变得更加突出。 众所周知，普通鼠笼式电动机在空载全压直接启动时，启动电流会达到额定电流的5～7倍。当电动机容量相对较大时，该启动电流将引起电网电压急剧下降，电压频率也会发生变化，这会破坏同电网其它设备的正常运行，甚至会引起电网失去稳定，造成更大的事故。 电动机直接全压启动时的大电流在电机定子线圈和转子鼠笼条上产生很大的冲击力，会破坏绕组绝缘和造成鼠笼条断裂，引起电机故障，大电流还会产生大量的焦耳热，损伤绕组绝缘，减少电机寿命。 电动机直接全压启动时的启动转矩约为额定转矩的2倍，对于齿轮传动设备来说，很大的冲击力会使齿轮磨损加快甚至破碎；对皮带传动设备来说，加大了皮带磨损甚至拉断皮带。 对水泵类负荷来说，电动机全压启动时，水流会在很短的时间内达到全速，在遇到管路拐弯时，高速的水流冲击到管壁上，产生很大的冲击力，形成水锤效应，会破坏管道。如果水泵前面的管路比较长，当水泵电机突然停止时，高速的水流会冲击到水泵的叶轮上，产生很大的冲击力，会使叶轮变形或损坏。 交流高压电机在起动和停止时，都是由高压开关来关合和开断电路的，在关合和开断时会伴随有过电压产生，有时会达到额定电压的5倍以上，这样高的过电压会对电机的绝缘造成严重的危害。电机的相间短路、匝间短路、接地故障等，基本上都是由绝缘击穿引起的。 经常会听一到有人这样说：我厂电网容量很大，电机直接启动没问题。这是仅仅看到了对电网影响的一个方面。还有许多问题他没有注意到，其中操作过电压往往是最容易忽视的，其实电机出现本体故障时，基本上都是从过电压造成绝缘损坏开始的。有的电机由于制造缺陷，虽然经过了出厂试验，但由于很高的操作过电压冲击，出厂几个月就出现了问题；有的电机绝缘质量较好，可能用了十几年也没出现问题，这更使人们对操作过电压的危害认识不足。其实这时绝缘已有相当程度的老化了，潜在的危险更大了。 对于操作过电压，目前人们都是采取一些防范危害的办法，如安装压敏电阻、阻容装置等，而对如何去抑制操作过电压的产生，往往考虑的较少，尚未见到有效的方法。高压电动机采用软启动的方法可以解决前述的一些问题，但是对于操作过电压，许多软启动方法也是无能为力的。哈尔滨帕特尔科技公司研制成功的开关变压器技术可以很好地解决这个问题，由该技术制造的高压电机软启动装置可以做到无操作过电压启停。 5.2 几种软起动方式的比较 我们只比较变频装置、可控硅串联装置、开关变压器式装置和水电阻（含热变和动电极）式装置。 变频装置能调频调压，当频率很低时电压也很低，在起动时开始频率很低，所以电压也很低，可以做到无操作过电压。但变频装置在工作时会产生大量高次谐波，会对电机造成伤害。 可控硅串联装置和开关变压器式装置都属于调压软启动装置，输出电压可以从零起调，因此都可以做到无操作过电压。 水电阻式软启动装置在应用时是连接在电机的末端，高压开关直接接在电源上，开关后面便是电机，所以它产生操作过电压的情况与全压直接启动几乎一样，只是截流过电压有些差别，由于水电阻的存在，截流过电压衰减较快。 6．结语. 由前面的分析可以看出，如果仅从操作过电压方面来看，可控硅串联式高压电机软起动装置和开关变压器式高压电机软起动装置因电压连续可调，故可以做到在电机起动和停止时无操作过电压产生，对延长电机的使用寿命大有好处。 7．参考文献： 钱家丽等.高压开关开合电容电流和小电感电流 .中国电力出版社.1999.9