高压电机起动方式优化改进实践.docx
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高压电机起动方式优化改进实践
高压电机起动方式优化改进实践
摘要
环保已经成为钢铁行业可持续发展的门槛，在钢铁行业未来的发展中环保将成为第一要务。
除尘是钢铁环保生产的一种重要方式，因此除尘设备的正常运行是钢铁环保生产的重要保障，本文重点讲述了2240KW电机启动方式，以及高压电动机固态软起动装置历次故障分析，对优化前后的主回路以及控制回路的原理分别做出了详细的说明，给出了具体的工作原理图。
通过优化改造实现了电机的两种启动方式，然后简述了改造的预期效果以及改造后的应用实践效果，最后的结论是在通过优化改造，提高了电机启动的可靠性和稳定定，确保了除尘风机的开机率。
关键词：
高压起动改造
目录
前言………………………………………………1
正文………………………………………………2
一、改造前电机启动方式存在的问题…………2
二、对电机起动方式改造实施内容
（一）、主回路设备改造内容……………4
1、主回路改造前运行方式……………4
2、主回路改造后运行方式……………5
（二）、控制回路改造内容
1、控制回路改造前控制原理
2、控制回路改造后控制原理
三、应用实践
四、结论
参考文献
前言
现今，钢铁企业面临的最大的挑战已不是市场形势，而是严峻的环保压力，环保形势直接决定着企业的存亡，面对一次次的黄色预警，政府下达停产或减产的指令，企业能做到的只有充分利用停产时间做好相应的设备改造、维护、修理。
新环保法的实施，明确了各项处罚规定，粉尘治理是炼铁作业部面对的环保挑战之一，确保除尘风机开机率成了重中之重。
现阶段，除尘风机电机从小到大由280KW到2240KW不等，起动方式也有全压起动、自耦变压器起动、电抗器起动、软起动等几种。
由于2240KW电机是炼铁作业部最大的电机，其起动方式为软起动，但软起动柜故障率较多，多次发生停机后无法顺利开机的情况，影响高炉出铁时除尘效果，对环境和操作造成了很大的影响，本文主要简述了对2240KW电机起动方式的优化改造，提高除尘风机的开机率，确保外排指标合格，高炉操作顺稳。
高压电机起动方式优化改进实践
本人程金超，男，1983年出生于河北省廊坊市。
2005年7月毕业于河北工程大学，所学专业为机电一体化，2011年3月毕业于中央广播电视大学，考得本科学历。
从2005年8月至今在迁钢公司炼铁作业部工作，现在是一名高压配电值班员。
经过长期的高压配电工作，对区域的用电设备比较熟悉，区域内最大的电机便是三炉炉前除尘风机使用的2240KW电机，它的起动方式为软起动，2010年1月份正式投入使用，此运行期间，多次发生停机检修后无法正常开起现象，直接影响高炉炉前现场环境，影响高炉出铁操作，影响最大的一次是2010年5月三高炉因出铁时除尘停机，现场产生大量烟尘，炉前职工操作看不见铁口，操作不及时，导致将出铁口电缆等设备烧毁，造成直接经济损失40万元左右。
除尘风机的起停，直接影响着高炉的生产，所以有必要对软起柜故障进行总结分析，对风机起动方式进行改进，确保风机开机率。
一、改造前电机启动方式存在的问题。
三炉炉前除尘2240KW电机采用为软起动方式启动，其软起动柜是由长沙奥拓自动化技术有限公司生产的，型号为QB-H10/2240，其中10是指稳定工作电压为10KV，2240是指软起动功率规格为2240KW。
通过对历次软起柜故障进行汇总，分析故障原因，为改造与日后故障处理积累经验。
序号
故障类型
次数
平均处理时间
1、
可控硅损坏
1
11小时
2、
接触器主触点粘连
1
34小时
3、
触发板故障
3
4小时
4、
DSP板故障
1
6小时
1、可控硅损坏。
在起动过程中，保护元件动作，使接触器不能旁路，软起动器长时间工作，经检查发现散热风扇损坏，室内温度过高，导致高温将可控硅损坏。
2、接触器主触点粘连。
在软起柜正常运行时，柜内主回路发生绝缘水平降低，产生打火放电，接地放炮着火，导致接触器主触点粘连。
3、触发板故障。
由于启动过程长，一些电子元器件存在质量问题，造成某一相触发板损坏，没有输出，造成主回路可控硅不能工作，软启动器报缺相故障而停机，影像设备正常运行。
4、DSP板故障。
数字处理板，主要是将检测到的一些参数进行处理，如电压、电流，由于处理过程出现故障，造成检测值比实际值大得多，软起CPU认为过流而输出保护指令，使软启停机。
通过对高压软起柜发生的故障进行汇总，大部分故障是由于绝缘降低以及内部电路短路等引起的，因此，在这方面应该加强管理。
1、如果粉尘太多，将降低软起动装置的绝缘等级，可能是软起动装置不能正常工作。
即：
a:
一次回路爬电、拉弧，危害设备；b、二次回路漏电、短路，控制失灵；c、散热器热阻增大，可控硅温升大。
处理方法：
用干燥的毛刷或压缩空气进行除尘。
2、如果凝露，将降低软起动装置的绝缘等级，可能是软起动装置不能正常工作。
即：
a、一次回路爬电、拉弧，危害设备；b、二次回路漏电、短路，控制失灵；c、加重金属部件的腐蚀。
处理方法：
用电吹风烘干或空调除湿。
二、对电机起动方式改造实施内容。
三炉炉前高压室共带负荷5840KVA，设计容量6440KVA，运行方式为单母线分段运行方式，电源取自三炉主控高压室，电缆为3*120mm2，二段分别带有2台1600KW电机，以及一台容量为500KVA变压器，日常负荷为200KVA，其中1600KW电机采用变频器起动，2台变频器互备，其中一台故障时，另一台变频器所带电机改为工频运行，用此变频器带另一台电机起动。
一段带有2240KW风机一台，500KVA变压器一台。
电机额定电流162A，直接启动电流可达7倍额定电流，约为1134A，并且启动时间较长，这将会给电网带来很大的冲击，因此，风机采用软起动方式起动，不能采用直接起动。
一旦软起柜故障只能停机等待处理，时间较长，严重影响除尘效果。
为保证除尘风机开机率，做好环保工作，对2240KW电机起动方式进行如下改造：
（一）、主回路设备改造内容
1、主回路改造前运行方式（如图1所示）：
改造前电机起动操作步骤：
合断路器开关接通主回路，高压软起柜得电，一切准备就绪，按下“起动”按钮，起动软起动器，进入软起动状态。
在软起动过程中，当电机运转达到额定转速时，软起动装置控制接通旁路真空接触器，然后关闭可控硅，软起动过程结束，转入“运行状态”。
2、主回路改造后运行方式（两种）如图2所示：
在原有设备基础上，增加一套与原软起柜型号一致的备用软起柜，再安装一台型号为KGN-12，额定1250A的高压切换柜，将主电缆由主软起柜上改接到高压切换柜，再由高压切换柜分别接到主、备软起柜，再由两台软起柜接到切换柜上，最后由高压切换柜接到电机，至此完成主回路的改造，其主要工作原理见图2，改造后两台软起动柜互为备用，分两种运行方式:
方式一：
使用主高压软起柜起动风机
合切换柜上的1QS1#，2QS3#隔离开关，同时确认1QS2#，2QS4#在断开位置，电动机使用主软起动柜起动。
方式二：
使用备高压软起柜起动风机
合切换柜上的1QS2#，2QS4#隔离开关，同时确认1QS1#，2QS3#在断开位置，电动机使用备软起动柜起动。
（二）、控制回路改造内容。
由于高压软起柜和高压断路器及其他集中控制装置之间存在电气联锁，因此在主回路改造的同时，控制回路也要求做相应的改造，才能保证电机的正常起动运行。
图3
1、控制回路改造前控制原理（如图3）
集中控制PLC1和高压断路器S9、QF1的辅助接点接入高压软起柜的起动信号检测回路，作为软起柜的起动条件。
集中控制PLC2和高压断路器QF2的辅助接点接入高压软起柜的停机信号检测回路，作为软起柜的停机条件。
2、控制回路改造后控制原理
两台软起动柜需要分别通过控制回路与高压断路器及其他集中控制装置之间实现电气联锁，否则无法正常运行。
即每台软起动柜的控制回路都必须与集中控制PLC1、PLC2和高压断路器S9、QF1、QF2的辅助接点形成电气联锁，才能保证设备的正常运行。
因此，将集中控制PLC1分别接到主软起柜3号线、39号线以及备软起柜3’号线、39’号线，加单极开关控制；高压短路器S9、QF1的辅助接点分别接到主软起柜3号线、39A号线以及备软起柜3’号线、39A’号线，加单极开关控制；集中控制PLC2分别接到主软起柜3号线、45号线以及备软起柜3’号线、45’号线，加单极开关控制；高压短路器QF2的辅助接点分别接到主软起柜3号线、45A号线以及备软起柜3’号线、45A’号线，加单极开关控制。
（改造后原理如图4）
图4
主软起柜运行时，除合上主回路的1QS1#、2QS3#隔离开关外，还应合上控制回路中的
1—
8单极开关。
备软起柜运行时，除合上主回路的1QS2#、2QS4#隔离开关外，还应合上控制回路中的
1—
8单极开关。
保证了控制回路中起动和停机检测单元的正常工作。
三、应用实践
统计改造之前一年内三炉炉前除尘2240KW电机因起动故障造成除尘风机停机2次，均造成了高炉的冒烟事故，一方面造成环境的污染，另一方面对高炉的正常生产也造成了一定的影响。
改造投用后将近一年的时间里未发生一起因为起动故障造成除尘风机停机的高炉冒烟事故，使用效果良好。
四、结论
应用实践证明通过对三高炉炉前除尘2240KW电机起动方式的优化保证了除尘风机的开机率，为高炉现场操作提供了可靠的保证，确保外排指标符合国家环保标准，达到了优化的目的。
总之，在这几年来的专业技术工作中，我利用所学的专业技术知识在生产实践中做了一些实际工作，具备了一定的技术工作能力，但是仍存在着一些不足，在今后的工作中，自己更要加强学习、克服缺点，力争自己专业技术水平能够不断提高。
参考文献：
[1]朱仁初、万伯任.电力施动控制系统设计手册［Ｍ］．北京：
机械工业出版社.
[2]长沙奥拓自动化技术有限公司QB-H系列中高压电动机固态软起动装置说明书
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